高粘高弹改性沥青混凝土桥面铺装配合比设计研究

王 凯

(石家庄市公路桥梁建设集团第五公路工程处)

1 防水粘结层橡胶沥青洒布量设计

接照《道桥用防水涂料》JT/C－975－2005 的要求，采用拉拔及剪切(直剪和斜剪)试验分析橡胶沥青防水粘接层的力学性能，确定防水粘结层橡胶沥青的最佳洒布量。鉴于橡胶沥青洒布量通常范围为2.0 ～2.6Kg/m2，选定橡胶沥青的洒布量分别为2.0 kg/m2，2.2 kg/m2，2.4 kg/m2，2.6 kg/m2四个橡胶沥青洒布量，进行试验。为消除试件尺寸的效应，试验完成后，将试件结果换算成应力表征，通过试验确定拉拔应力、直剪应力、斜剪应力最大值的橡胶沥青洒布量为2.2 kg/m2，因此确定该橡胶沥青洒布量为2.2 kg/m2。

2 应力吸收层目标配合比设计及生产验证

(1)目标配合比设计。根据所提供的矿质材料的筛分结果及《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40－2004)对该项目应力吸收层AC－5 型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿质混合料级配组成的优选设计，试验结果如表1所示。

表1 应力吸收层AC－5 级配优选试验结果

可以看出，级配二的空隙率和沥青饱和度较接近中值，矿料间隙率满足设计标准的要求，优于其余两个级配，因此，选择该组级配作为应力吸收层AC－5 的目标配合比∶3 ～5 mm 碎石∶机制砂∶矿粉=22∶69∶9，并确定最佳沥青用量为8.8%，各项参数符合设计要求。

(2)生产配合比验证。按照所确定的目标配合比，在沥青用量分别为最佳沥青用量8.8% ～0.3%时，对SBS 改性沥青混合料进行50 次旋转压实试验，测定其体积参数，进行生产配合比验证，试验结果见表2。

表2 AC－5 沥青混合料在不同沥青用量下的体积参数

在沥青含量为8.8%时，沥青混合料的各相关体积参数均达到较好的值。因此，确定AC－5 沥青混合料的最佳沥青用量为8.8%。

3 下面层AC－16F 目标配合比设计及生产验证

(1)目标配合比设计。根据所提供的矿质材料的筛分结果及《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40－2004)对桥面铺装下面层AC－16F 型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿质混合料级配组成的优选设计，对三种级配在沥青用量5.5%条件下进行马歇尔试验，可以看出，级配二的空隙率较低，易于压实，各项性能均满足规范的要求，如表2、表3，因此，选择该组级配作为主桥下面层AC－16 的目标配合比，各组成材料的比例为:10 ～20 mm 碎石∶5 ～10 mm碎石∶机制砂∶矿粉=36∶20∶38∶6。

表3 大桥铺面工程下面层AC－16F 级配优选马歇尔试验结果

按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG－E20－2011)中T0709－2011 规程及目标配合比级配(纤维掺量为沥青混合料总质量的0.3%)进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量为5.5%。各项指标如表4 所示。

表4 铺面工程下面层AC－16F 配合比试验结果

(2)生产配合比验证。采用拌和站标定调试后的热料仓集料筛分结果，根据目标配合比设计级配，进行生产级配设计，按照所确定的生产级配，采用高粘高弹沥青，以最佳沥青用量5.5% ±0.3%的沥青用量及0.3%的纤维掺量进行马歇尔试验，进行生产配合比验证。根据AC－16F 马歇尔配合比设计要求，试验结果见表5。

表5 乌苏大桥铺面工程下面层AC－16F 型混合料生产配比验证结果

试验结果表明:在沥青含量为5.5%时，沥青混合料的各相关体积参数均达到较好的值。因此，确定AC－16F 沥青混合料生产配合比的最佳沥青用量均为5.5%，该沥青混合料的各项力学性能满足规范要求。

4 结 语

通过桥面铺装平整度，压实度，渗水系数，摩擦系数的检测表明:桥面铺装施工的沥青面层平整度，压实度，渗水系数和摩擦系数均能满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40－2004)中的要求，桥面铺装工程施工质量良好。