防滑降噪沥青路面配合比设计及耐久性研究

刘 威， 朱 琪， 姚 博，汤显平

(中南林业科技大学 土木工程与力学学院，湖南 长沙 410004)



防滑降噪沥青路面配合比设计及耐久性研究

刘 威， 朱 琪， 姚 博，汤显平

(中南林业科技大学 土木工程与力学学院，湖南 长沙 410004)

指出了南方多雨条件下的沥青路面耐久性是一项重要指标。通过一系列室内试验及分析研究，得到了级配条件为1#∶2#∶3#∶矿粉=50∶38∶8∶4，其中 0.075筛孔通过率约5%左右，2.36 mm与4.75 mm通过率只差宜小于10%，以便于施工控制。通过析漏与飞散试验得到最佳油石比为5.0%。

耐久性；级配；筛孔通过率；油石比

1 引言

S103线是长沙至浏阳的干线公路，为一条二级公路，现进行大修改造，加铺沥青路面。本项目结合浏阳市S103大修改造工程，进行防滑降噪排水沥青路面面层研究，上面层厚4 cm，拟采用中粒式OGFC-13。

2 设计及实验依据

(1)《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)；

(3)《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)；

(4)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)。

3 原材料基本性能

沥青采用中国石化SBS改性沥青，集料采用江西与浏阳交界处的石料厂提供的0～2.36 mm、2.36～4.75 mm、4.75～9.5 mm，9.5～13.2 mm四档辉绿岩集料及石灰岩矿粉，经过试验测试工程提供的石料均满足我国规范对沥青混合料集料质量的技术要求，其中所用辉绿岩的压碎值和磨耗值分别为14.5%和15.3%，远低于规范值[1]，且满足上海市工程建设规范《道路排水性沥青路面技术规范》中规定石料的压碎值≤18%。可以看出本项目所用粗骨料的抗压碎能力很高，需要合理的级配和优质的粘结材料沥青来共同抵抗重载交通和高温气候的影响。

4 OGFC-13设计组配沥青混合料试验

我国通过研究美国、日本等对排水路面研究应用都较先进国家的设计方法，结合本国特点，制定了相应的规范。排水路面混合料的配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法进行，并以空隙率作为配合比设计主要指标。

排水路面混合料配合比设计步骤为：①确定目标空隙率；②初试级配的确定；③初试沥青用量计算；④满足目标空隙率级配的确定及初试沥青用量的确定；⑤确定最佳沥青用量；⑥混合料性能检验。

4.1 目标空隙率的确定

为保证路面的排水性能和降低噪音效果，现今排水路面的目标空隙率普遍设定为15%～25%[2]。这次的目标空隙率设为16%和18%。

蒋大伟把车停在宏达公司门口,郑馨突然又变卦了：我不想去了！蒋大伟吃惊地：你不想要钱了？郑馨说：我不想见到那个主管！蒋大伟耐心地：是他们欠你的，你应该理直气壮才是！郑馨犹豫了一下，慢慢腾腾下了车。两人走到传达室门口，门卫问：你们找谁？蒋大伟努努郑馨，郑馨说：我找……组装科主管王运丰。门卫拿起电话：王主管吗？门口有人找你！一个女孩！叫什么名字？郑馨犹豫了一下：郑馨。门卫：她叫郑馨,好好。门卫放下电话：王主管叫你到他办公室去。

4.2 初试级配的确定

根据2.36筛孔通过率，配出三组不同的级配。选择的初试级配必须符合表排水路面-13的要求[3]。根据已施工建成的咸阳机场高速排水路面的经验，9.5 mm通过率小于60%也可。选择初试级配的目的是在初试沥青用量，确定满足目标空隙率的合理级配。

4.3 初试沥青用量的计算

初试沥青用量是根据矿料表面吸附沥青膜厚度确定的。影响级配矿料表面积的主要因素是级配中细料含量，所有粒径大于4.75 mm筛孔的粗料对集料的表面积没有大的影响。

4.4 确定满足目标空隙率的矿料级配及初试沥青用量

2.36 mm通过百分率是控制排水性混合料空隙率的重要因素。通过对三组不同级配击实马歇尔试件，用体积法计算出各种级配下混合料的空隙率。在确定矿料级配时，绘出2.36 mm通过率与空隙率的关系曲线，调整级配到目标空隙率对应的2.36 mm通过百分率，通过多个级配的对比，从而确定最终设计级配。

4.5 混合料性能检验

最佳设计级配和最佳沥青用量确定以后，再进行马歇尔试验、谢伦堡析漏试验、肯特堡飞散试验、车辙试验。

4.6 实验确定的矿料级配组成

实验确定的矿料级配组成如表1所示。

表1 排水路面矿料级配组成

5 沥青混合料试验

根据确定的级配和初始沥青用量拌和制备沥青混合料，分别进行谢伦堡析漏试验和肯塔堡飞散试验[4]，确定级配矿料的最佳沥青用量。

5.1 马歇尔试验结果

制备两组试件，每组4～6个，测定其马歇尔各项指标，取平均值，结果流值为4.79，稳定度为8.4，均满足要求；

5.2 其它试验

按5.0%的油石比分别进行两组试件的标准和浸水马歇尔测试以及冻融劈裂试验、浸水飞散试验，取平均值。浸水马歇尔试验残留稳定度为84.9，劈裂强度比为87.2%，飞散平均值为14.6%，均满足规范要求。

5.3 高温稳定性检验

按5.0%的油石比成型车辙板，测定其动稳定度指标，测试结果为3300次/mm，满足动稳定度满足规范不小于3000次/mm的技术要求。

6 结论与建议

(1)控制0.075筛孔通过率约5%左右，2.36 mm与4.75 mm通过率差值宜小于10% ，以便于施工过程控制。

(2)析漏与飞散试验确定最佳油石比为5.0%。

(3)采用马歇尔试件的体积设计方法进行，并以空隙率作为配合比设计主要指标，具有良好的设计效果。

[1]中华人民共和国交通部.JTG E42-2005，公路工程集料试验规程[S].北京：中国标准出版社，2005.

[2]中华人民共和国交通部.JTG D50-2006，公路沥青路面设计规范[S].北京：中国标准出版社，2006.

[3]交通部公路科学研究所.JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].北京：人民交通出版社，2005.

[4]交通部公路科学研究所.JTG E20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京：人民交通出版社，2011.

2016-07-30

土木工程应用技术“湖南省研究生培养创新基地资助项目”；湖南省交通科技计划项目(编号：201303)

刘 威(1991—)，男，中南林业科技大学土木工程与力学学院硕士研究生。

U414

A

1674-9944(2016)18-0138-02