山区通县油路建设的试验研究.doc

浅论山区油路建设的试验研究刘 畅(永州公路桥梁建设有限公司 永州市 412500)摘 要：文章结合湖南省永州通县油路建设中沥青混凝土的施工组织实践，介绍山区沥青混凝土路面的技术要求，并列举了永州地区通县油路施工中的一些试验数据。关键词：沥青混凝土；粘附性；马歇尔；含蜡量：DAC-13： 一、工程情况说明通县油路的建设是永州山区公路建设的一个重大课题，是对永州落后的公路网络的一个重大改造，将原有的通县二级水泥路或柏油路面改造成为沥青混凝土路面。为了保证工程建设的质量，必须对各种原材料进行严格的试验检测以达到一定的技术要求。根据通县油路建设的设计情况，沥青混凝土路面厚度为三公分，基层为二十公分厚的水泥稳定碎石，直接填铺在老路（原路面已破碎，施工前进行整平）上，级配采用新规范讨论稿的面层级配DAC-13。沥青采用重交AH-70沥青。施工中的试验严格按照交通部颁发的公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）及公路工程集料试验规程（JTJ058-2000）进行。二、原材料技术要求2.1 集料1） 通县油路只铺一层，所以必须达到抗滑表层的要求。同时，针对山区盘山公路多急弯，多环境不良路段而且交通量大，重车多等特点，要求集料具有良好的微观构造，石料的磨光值越大越好，而且道瑞磨耗值和冲击值最好能达到一级公路的要求。粗集料应由具有生产许可证的采石场生产，根据粒径大小划分材料规格。粗集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度，良好的颗粒形状，不宜采用鄂式破碎机加工，应采用反击式或圆锥式破碎机进行二级以上加工。粗集料压碎值、磨耗值技术要求集料名称压碎值（%）磨耗值（%）磨光值（BPN）规范要求3016352） 热拌沥青混合料的细集料宜采用机制砂（人工砂），粒状较好的石屑或优质天然砂。规格应满足公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）附录的规定，细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，同时质量符合规范的规定。细集料应与沥青有良好的粘结能力，最好采用石灰岩加工的机制砂，同时天然砂用量不宜超过机制砂或石屑的用量。粘附性试验技术要求沥青种类集料种类粘附性等级（水煮法）设计要求AH70石灰岩5级4级3） 填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。矿粉应洁净、干燥。质量必须符合规范要求。当采用石灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2。特别是不能采用回收粉。2.2 沥青1） 为了保证路面状况的良好，适应山区繁重交通多病害的情况，要求所采用沥青应具有良好的感温性，良好的低温性质和耐久性，必须对下表中各项指标进行检验，同时由于山区盘山公路多交通事故发生危险地段，必须对沥青的含蜡量严格控制，此性质与沥青混凝土抗滑性能相关性大，而且含蜡量越小沥青性质越好。2） 因永州地区气候湿热，沥青路面的高温稳定性和水稳定性是关键问题在沥青结合料选择中采用标号低、粘附性好的沥青材料。3） 沥青应采用道路石油沥青，考虑到山区公路的建设特点，要求沥青产品供应商提供60摄氏度的动力粘度、135设施度的运动粘度、薄膜加热试验后15摄氏度的延度与粘度等指标。4） 根据上述三点要求，在工程中采用泰普克重交AH-70沥青，其各项技术要求和各项试验结果在下表中。泰普克重交AH-70沥青性能指标试验结果试 验 项 目试验结果技术指标试验方法针入度(25,100g，5s) 0.1mm69.76080T0604延度(5cm/min,15) cm100100T0605软化点(环球法) 46.74454T0606针入度指数0.382.0蜡含量（%）2.33.0溶解度（%）99.899.0密度 25 （g/cm3）1.031薄 膜烘 箱试 验质量变化 %0.0355T0609 T0604延度(25) cm6650T0609 T0605三、沥青混合料配合比设计3.1 表面层沥青混合料试验:1） 热拌沥青混合料的配合比设计应遵照以下三个阶段进行：目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。由此确定的生产用标准配合比，应作为生产上控制的依据和质量检验的标准。2） 热拌沥青混合料必须选用符合要求的材料，充分利用同类道路与同类材料的施工实践经验，经配合比设计确定矿料级配和沥青用量。本工程的级配是通过SAC13中值、SAC13上限、SAC13下限、DAC13下限四条级配曲线比较进行选取的。（其中SAC13级配曲线为沙庆林院士所提出的）3） 经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中，如遇进场材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使沥青混合料质量符合要求并保持相对稳定，必要时重新进行配合比设计。4） 永州地区通县油路只有一层三公分厚的沥青面层，应具有良好的表面功能，防滑、密水、抗车辙、抗开裂、兼顾抗疲劳性能，应选择粗集料断级配的混合料。马歇尔试验技术指标中的稳定度必须大于5.0KN，试验时试件两面的击实次数为两面各50次。此次施工沥青混凝土采用新规范讨论稿DAC-13下限进行集料组成设计。以下为油石比和空隙率确定过程中的一些试验数据。沥青混合料DAC-13下限各级配组成材料名称515碎石510碎石35碎石03碎石矿粉DAC-13下限362418157对上述级配曲线进行马歇尔标准击实试验，测定不同油石比下马歇尔试件的体积指标。 某段DAC-13下限马歇尔试件体积指标汇总表体积指标油石比4.04.34.64.95.2矿料相对密度2.4872.4872.4872.4872.487理论最大密度2.3592.352.3422.3332.325毛体积密度2.2122.2242.2232.2392.249矿料间隙率(%)14.514.314.614.214.1沥青体积率(%)8.38.99.510.210.8沥青饱和度(%)57.162.465.271.576.8试件空隙率(%)6.25.45.14.03.3马歇尔试验试件体积指标试验结果表明：级配范围下限沥青混合料马歇尔试件体积指标在可接受的油石比条件下满足设计要求。DAC-13级配范围下限马歇尔稳定度试验结果如下。 DAC13马歇尔稳定度试验结果试件编号稳定度(KN)流值(0.1mm)4.012.6535.074.311.9741.874.611.8735.034.911.9040.075.210.9041.17最佳油石比为4.9%，设计空隙率4%，混合料试件毛体积密度为2.239g/cm3。表中试验数据为平均值，每个油石比试件个数为4。5） 沥青混合料高温稳定性技术要求应根据“沥青混合料车辙试验”方法测定动稳定度，且应符合技术要求。在温度60摄氏度，轮压0.7Mpa条件下进行车辙试验的动稳定度不应小于1200次/mm。永州市公路局试验室按照沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）的要求对通县油路建设所用级配进行车辙试验，试验结果如下。DAC-13下限沥青混合料车辙试验结果试件编号试件厚度(cm)试验温度()轮压(Mpa)动稳定度(次/mm)1500次变形量(mm)3000次变形量(mm)15.0600.745132.3683.43625.0600.739041.9842.7235.0600.754853.0864.49645.0600.750102.7873.742数据分析Cv=14.3% 对于山区公路容易遭受水损害，冬季气温低，冻融现象严重的特点，必须进行冻融试验。采用“沥青混合料劈裂冻融试验”方法测定的劈裂强度不应小于原强度的70。作者采用美国ASTM T283 LOTTMAN冻融辟裂试验，试件空隙率为4%，试验结果如下。DAC-13下限沥青混合料冻融劈裂试验结果冻融劈裂强度(MPa)未冻融劈裂强度(MPa)TSR0.4920.52494%试验结果表明DAC-13下限沥青混合料马歇尔稳定度、车辙、冻融劈裂试验结果满足设计要求。6） 水稳定性要求：如达不到下列两个指标，则必须采用抗剥落措施。（1） 用“沥青混合料马歇尔稳定度”试验方法测定的48小时浸水马歇尔稳定度试验残留稳定度不应小于75%。（2） 采用“沥青混合料冻融劈裂试验”方法测定的劈裂强度比不应小于70%。四、结论永州市通县油路完成施工以来，交通量飞速增长，超重超载现象严重，但是由于严格的按照上述技术要求对沥青混凝土施工进行了控制，同时加上各县养路段的积极养护，全市新修油路工作状况良好，路面没有出现常见的早期损害。我们取得以下经验：1、 首先从控制集料技术性质开始，最好能满足高速公路和一级道路的技术指标，同时重点检测三项防滑