AC-16C粗型密级配沥青混合料配合比设计应用研究

丁海波

（广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 511431）

AC-16C粗型密级配沥青混合料配合比设计应用研究

丁海波

（广东省长大公路工程有限公司，广东 广州 511431）

随着我国高速公路里程突破13万公里，高速公路的性能要求不断提高，公路运输中车辆荷载越来越大，车流量增多，路面早期损坏频繁发生。文章结合云浮至阳江高速公路罗定至阳春段（罗阳高速公路）特点，从施工和路用性能两个方面对AC-16C沥青混合料配合比的设计应用进行了分析。

高速公路；沥青混合料；配合比设计；车辆荷载；车流量

罗阳高速公路属于粤西北交通干道，交通量大，汕湛共线重载车多，尤其是重载车紧急刹车时产生的剪应力较大，要求路面材料的抗剪切强度高，抗变形能力强、耐久性和稳定性好，从沥青混凝土类型的选择、集料选择和混合料级配设计着手，提高面层抗滑能力，同时考虑该地区历史最高气温在33.4℃以上，历史最低气温在－1.8℃，路面沥青混凝土的最高使用温度可达到65℃～70℃，对沥青混凝土的高温稳定性和低温性能提出了较高的要求。夏季温度高，高温持续时间长，降雨较多，交通量大，为了提高抗高温车辙能力和抗水损害能力，上面层沥青混合料选用AC-16C粗型密级配作为工程设计的矿料级配。

1 AC-16C配合比设计

1.1 主要原材料

1.1.1 沥青：AC-16C沥青混合料沥青采用壳牌SBS改性沥青。

表1 壳牌SBS（I-D）改性沥青检测指标

1.1.2 集料原材料。

第一，粗集料：采用封开变质砂岩碎石，与沥青有较好的粘附性，为5级；压碎值为11.5%，吸水率为0.32%。

第二，细集料：0～3mm机制砂。第三，抗剥落剂：P.C32.5R水泥。第四，填料：石灰石矿粉。

1.2 目标配合比设计

1.2.1 AC-16C矿料级配试配。

第一，经过AC-16C矿料级配试配，设计3组粗细不同的级配曲线，使绘制的设计级配线分别位于工程级配范围的上方及中值之间。试验结果见表2：

表2 不同种级配比例及通过率

根据试验选择适宜的油石比，分别制作马歇尔试件，测定VMA值，试验结果见表3：

表3 不同级配马歇尔试件检测结果

初选空隙率为4.3%作为目标空隙率，选定级配2测定VMA值接近要求的级配作为工程设计级配。

1.2.2 马歇尔试验及确定最佳沥青用量（或油石比）。

第一，选定AC-16C上面层沥青混合料矿料合成级配见表4、表5、图1。

表4 选用矿料掺配比例

表5 合成级配

图1 矿料级配设计曲线图

第二，根据热拌沥青混合料配合比设计方法，取五种不同的沥青油石比（油石比分别为3.6%、4.1%、4.6%、5.1%、5.6%）分别进行马歇尔击实成型试件，并进行了沥青混合料马歇尔试验，确定目标配合比的最佳沥青油石比，试验结果见表6：

表6 不同油石比马歇尔试件的马歇尔试验指标

考虑本路段是炎热多雨及重载交通高速路段，可能产生较大车辙，选定AC-16C上面层沥青混合料最佳沥青用量为4.45%。该沥青用量下马歇尔各项指标均符合设计及规范要求，选定最佳沥青用量时的粉胶比为1.37，有效沥青含量4.22%，有效沥青膜厚度为9.41μm。见表7、表8：

表7 目标配合比比例

表8 目标配比马歇尔试验检测结果

1.3 生产配合比设计

采用阿斯泰克5000型沥青拌和站生产，按选定的目标配合比各材料用量进行上料（沥青、矿粉和水泥不上料），经拌和楼加热烘干二次筛分后，取各热料仓（4#仓12～18mm，3#仓7～12mm，2#仓4～7mm，1#仓0～4mm）集料进行试验。

1.3.1 生产配合比设计。

第一，AC-16C沥青混合料矿料合成级配结果见表9、图2。

表9 AC-16C沥青混合料矿料合成级配结果

图2 生产配合比矿料级配曲线

第二，生产配合比根据目标配合比设计的最佳沥青用量OAC、OAC±0.3%（油石比分别为4.36%、4.66%、4.96%）分别进行马歇尔击实成型试件，进行沥青混合料马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量，试验结果见表10：

表10 不同油石比生产配合比马歇尔试验检测指标

表11 生产配合比比例

1.3.2 生产配合比检验。生产配合比试验结果见表12：

表12 生产配合比马歇尔检测指标

2 生产配合比验证

在正式大面积施工前，选择400m试验路段进行生产配合比的验证，试验段铺筑后，经过取芯，进行芯样切割，截面比较理想，骨料分布均匀，颗粒嵌挤较好。见图3所示：

图3

表13 试验段马歇尔指标试验检测结果

表14 试验段现场检测结果

从检测结果来看，各项技术指标均符合设计要求，施工过程中没有明显离析现象，容易压实成型，施工质量容易控制。

3 结语

（1）通过试验路检测钻芯取样切割结果，表明AC-16C粗型密级配沥青混合料中的粗集料形成了很好的骨架嵌挤结构，达到了配合比设计级配曲线要求；（2）通过室内试验、试验路段铺筑及后续大面积路面铺筑，证明AC-16C沥青混合料配合比具有良好的路用性能；（3）在夏季温度高、高温持续时间长、降雨较多、交通量大的广东地区，该配合比确保抗高温车辙能力和抗水损害能力，通过现场试验检测该配合比同时满足渗水与抗滑两方面的路用性能，值得在夏季炎热多雨的地区进行推广。

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（责任编辑：蒋建华）

U417

1009-2374（2017）07-0062-03

10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.07.030

丁海波（1986-），男，黑龙江五大连池人，广东省长大公路工程有限公司路桥工程师。

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