花岗岩在高速公路沥青面层的应用

1、花岗岩在高速公路沥青面层的应用2011年6月石油沥青petroleumasphalt第25卷第3期花岗岩在高速公路沥青面层的应用张斌,杨帆,韩瑞民,徐鹏(1.西安公路研究院,西安710054);(2.陕西省交通建设集团公司,西安710054)摘要:结合西安至柞水高速公路路面上,中,下三层均采用花岗岩碎石,添加抗剥落剂改善水稳性能的工程实际,通过对花岗岩集料的沥青混合料性能试验和通车三年期间路面使用状况的连续检测,结果表明:采用添加抗剥落剂措施后,花岗岩集料修筑的路面路用性能良好,且具有显着的经济社会效益.关键词:花岗岩沥青混合料抗剥落荆路用性能在高速公路建设中,由于花岗岩等强酸性集料与沥青的粘

2、附性差,工程中普遍采用石灰岩,玄武岩等碱性,中性石料作为沥青面层集料,许多地区因不产石灰岩,玄武岩等碱性,中性石料,不得不跨地区够买石料,导致工程费用增加.国内对改善酸性集料水稳性能的研究已有多年经验,如采用抗剥落剂,添加消石灰粉等措施,成效显着,但这些措施仅在上面层采用,对其大量应用缺乏工程实例,广大工程人员心存疑虑,在中下面层仍愿意远距离运输碱性石料.西安至柞水高速公路建设时,由于终南山隧道未通,限制岭北的石灰岩,玄武岩等集料运输到秦岭以南,且远运价格极高,加之料源紧张,不能满足工程进度.经过试验研究,确定采用花岗岩隧道的弃渣加工碎石作为路面上,中,下三层的集料,同时添加pa一1型沥青抗剥

3、落剂改善该沥青混合料的水稳性能.结合工程实际,对添加抗剥落剂后,花岗岩在沥青路面中的应用效果进行总结,为相似地区大面积应用花岗岩提供参考.l工程概况西(安)至(柞)水高速公路起于绕城高速曲江立交,终于商洛市柞水县,路线全长43.5km(不包括21.5km的秦岭终南山隧道及其连接线),以秦岭为界,岭北路线长3o.2km,下面层和中面层集料为泾阳石灰岩,上面层为临潼韩峪玄武岩.岭南路线长13.3km,路面集料全部为花岗岩轧制的碎石,主要技术指标见表l和表2.表1花岗岩粗集料试验检测结果项目集料规格/mmlo_2510205lo表2花岗岩细集料试验检测红果收稿日期:20110217.作者简介:张斌,

4、男,1962.12.02,1990年毕业于长安大学(原西安公路学院),主要从事公路工程研究.现工作单位:西安公路研究所,高级工程师.石油沥青2011年第25卷西柞高速路面结构见表3,其中,中,上面层采用的sbs改性沥青材料均为现场加工改性,抗剥落剂为pa一1型,添加量占沥青重量的3%0.2生产配合比混合料性能检测岭南段花岗岩集料沥青混合料生产配合比试验结果见表4.表3路面结构面层结构上面层5cm中面层7em下面层10cmac一16sbs改性沥青混凝土ac一25sbs改性沥青混凝土密级配沥青稳定碎石(atb一30)表4沥青混合料性能试验检测结果由表4可见:上,中,下面层混合料的动稳定度,残留稳定

5、度,冻融劈裂强度比和低温弯曲破坏应变均满足规范的要求.3路用性能检测西柞高速公路于2006年9月建成通车,在三年运营期间,分别于2006年11月,2008年6-8月和2008年11月3日009年3月10日对路面进行了交工验收,竣工验收和路面复检,路面破损状况指数中优等路段率为100%,未发生坑槽和裂缝等早期破损.岭南和岭北段的弯沉,平整度,抗滑性能以及车辙深度检测结果分别见表5和表6.由于路面复检和交竣工验收所用检测设备不同,因此试验结果与交竣工验收结果有偏差.表5岭南段路用性能检测结果表5和表6可见:a)岭南段采用花岗岩铺筑的路面使用性能良好,路面弯沉,平整度,抗滑性和车辙深度等均满足规范要

6、求;通车使用3a后,各项检测指标表征值变化范围较小.b)岭北段和岭南段的性能检测指标值基本第3期张斌等.花岗岩在高速公路沥青面层的应用55相同,路面弯沉,平整度,抗滑性和车辙深度等指标没有显着差异,从构造深度和车辙随时间的变化规律,以及3a后的横向力系数检测结果看,岭南段衰减小于岭北段.由此可见使用花岗岩集料不仅可以修建高速公路沥青路面,而且花岗岩集料沥青路面的性能要优于中,碱性集料的沥青混凝土路面,这与室内研究成果一致.表6岭北段路用性能检测结果4社会经济效益分析4.1经济效益分析西(安)至(柞)水高速公路岭南段铺筑时,临潼韩峪,蓝田辋川的石料出厂价为123元/m,运费为1.55m.km,当

7、时终南山隧道未开通,将石料运到工地需要走100km多的盘山路.而采用花岗岩,可以利用隧道弃渣轧制集料,出厂价为8090st./m,运距为l3.5km.路面宽22.16m,长l3.3km,实际工程费用计算如表7,表8所示.表7原材料用计算表花岗岩石灰岩90.1231.551.5513.51oo915229456石油沥青2011年第25卷由表7和表8中数据分析可知,使用花岗岩石料比原设计中使用临潼韩峪的玄武岩和泾阳石灰岩石料节省约l37910元.添加抗剥落剂费用约为4010元.因此,在强酸性花岗岩分布较广的秦岭山区,使用花岗岩作为沥青路面集料,可以大大降低沥青路面的原材料费用,经济效益显着.4.2

8、社会效益分析a)提高路用性能,增强行驶安全.花岗岩等酸性石料,具有较高的强度以及耐磨耗性能,通过添加抗剥落剂可大量用于沥青路面,提高路面的耐磨耗性能,增强车辆行驶安全性能.b)合理利用资源,减少环境破坏.添加抗剥落剂后,花岗岩可大量应用于公路沥青路面中,减少对石灰岩,玄武岩等碱性,中性集料依赖性,减少对集料产地环境的破坏,同时也避免料隧道弃渣造成的环境破坏,达到资源的合理利用.这对于花岗岩分布较广的秦岭山区高速公路建设具有重要的意义.5结论西安柞水高速公路(岭南段)面层全部采用花岗岩集料,添加pa一1型抗剥落剂,经过3年的使用,路用性能良好,为相似地区花岗岩在沥青路面中的大量应用提供了工程实例

9、.西柞高速公路的实践成果已在柞小等后续高速公路中应用,反响良好.a)通过试验检测证明,添加抗剥落剂后,采用花岗岩集料制备的上,中,下面层沥青混合料的动稳定度,残留稳定度,冻融劈裂强度比和低温弯曲破坏应变均满足规范的要求.b)施工后各个阶段的检测结果表明:采用花岗岩集料修筑的路面的弯沉,平整度,抗滑和抗车辙性能均满足要求.c)添加抗剥落剂后,花岗岩集料铺筑的路面和其它类型集料铺筑的路面相比性能指标相当,有的性能更优,由此说明:添加抗剥落剂后,花岗岩可以大量用作高速公路沥青路面上,中,下面层的集料.d)在岩性多为强酸性花岗岩的秦岭山区,沥青路面修筑采用花岗岩碎石,可以就地取材,且价格便宜,在添加了

10、抗剥落剂的情况下,总的材料费用远小于远运石灰岩和玄武岩,具有显着的社会,经济效益;并且降低了对玄武岩,石灰岩等岩性石料的依赖性,实现了资源的合理利用.applicationofgraniteinhighwayasphaltsurfacecoursezhangbinyangfanhanruiminxupeng1xiarthighwayinstitute(art710054,china)2shanxiprovincialcommunicationconstructiongroup(xiart710054,china)abstract:combiningwiththeconstructionprac

11、ticeofxiantozhashuihighwayroad,granitestonesareusedinallthethreepavementcourses,andaddingantistrippingagenttoimprovetheengineeringpropertiesofwaterstability,theperformancetestingofasphaltmixtureofgraniteaggregateandcontinuoustestingofpavementconditionaftertheopeningofthreeyearsshowsthat:afteraddingantistrippingagent,thepave