变质砂岩在沥青上面层的应用

1、变质砂岩在高速公路沥青上面层中的应用【主商要1本文结合江西省景鹰高速公路dpi合同段施工实践，详细探讨了变质砂岩在高速公路沥青上面层中的应用，说明了只要施工中各项 指标能够符合设计与规范要求，变质砂岩也能用作上面层材料，从而达 到就地取材，降低工程成本。【主题词】：变质砂岩高速公路沥青上面层应用现在设计为沥青路面结构的高速公路正在全国大规模建设，上面层 集料由于质量要求高，建设单位往往指定要求使用玄武岩或者辉绿岩等 已经广泛使用的材料。由于受资源限制，往往上面层材料需要从很远的 地方购买，造成成本增大。我公司承建江西省景德镇至鹰潭高速公路dpi合同段路面工程，上 面层设计为4cm厚细粒式密级配

2、沥青混凝土（ac-13型），沥青采用进口 壳牌基质沥青经sbs改性。由于本标段地处江西省余干县，本县及邻近 县市境内没有玄武岩，为降低工程成本，经与业主、监理及设计单位沟 通，结合我公司在陕西勉宁高速公路的成功施工经验，计划采用余江县 画桥镇境内的变质砂岩作为上面层集料。一、原材料按照图纸设计要求，上面层集料分如下几档：0-2.36腿石粉、 2. 36-4. 75mm石屑、4. 75_9. 5mm碎石和9. 5_16mm碎石，填料为矿粉，为 增强碎石与沥青的粘附性，掺加江西“万年青” p. 032. 5级普通硅酸盐水 泥。经过江西省交通工程质量监督站试验检测中心取样检测，各项指标 测试结果见表

3、1。检测项目质量要求检测值备注表观密度不小于（g/cm3）2.602.809碎石坚固性不大于（）120.7与沥青粘附性不小于53南韩sk石油沥青吸水率不大于（%）2.00.8压碎值不大于（%）2611.7软弱颗粒含量不大于（%）32.1洛杉矶磨耗值不大于（）2819.1磨光值不小于（bpn）4248注：集料与沥青粘附性未达标，在经过掺水泥处理后，改用壳牌改性沥青进行试验,粘附性达到五级。二、目标配合比设计上面层目标配合比设计委托东南大学工程结构与材料试验中心进 行，各档集料筛分结果见表2。各种材料筛分结果表2通过方孔筛的百分率（）矿料1613.29. 54. 752. 361. 180.60.

4、 30. 150. 0751#10094.531.70.60.50.50.50.50.50.42#10010091. 77.71. 00.90.90.90.90.93#10010010073.71.11.01.01.01.01.04#10010010099. 176. 154.241.931.225. 518. 5矿粉10010010010010010010010010099.8水泥10010010010010010010010010086.8根据各种矿料的筛分结果，结合混合料级配要求，实配结果见表3,级配曲线见图4。ac-13沥青混合料设计级配组成计算结果表3矿料名称删 量各方孔筛耐率（）1

5、613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751# (27.0)27.02558.60.20.10.10.10.10.10.12# (27.0)27.027.024.82.10.30.20.20.20.20.23# (11.0)11.011.011.08.10.10.10.10.10.10.14# (33.5)33.533.533.533.124.716.612.08.16.03.4矿粉（1.0）1.01.01.01.01.01.01.01.01.01.0水泥(0.5)0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.4合觑配10098.579.344.926.

6、718.614.010.18.05.3要求级配范围10090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8ac-13型混合料设计级配曲线按照以上矿料比例配料，采用五种油石比进行马歇尔稳定度试验，结果见表5。ac-13设计配合比马歇尔稳定度试验结果表5配型级类油石比(%)稳定度(kn)流值(0.1mm)空隙率(%)vma(%)饱和度(%)毛懈只密 度(g/cm3)理论密度 (g/cm3)ac-134.013.8422.47.0614.5751.62.3882.5694.514.6828.75.5414.2061.02.4102.5515.013.8432.74.

7、3014.0869.52.4252.5345.512.9341.63.4914.3475.72.4292.5176.012.6247.82.9214.8280.32.4272.500要求>8.020-504-6>1465-75/根据马歇尔试验结果，分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱和度、 矿料间隙率、密度与油石比的关系曲线见图6,并结合江西的气候特点， 得出最佳油石比为4.9%。然后在最佳油石比下采用浸水马歇尔试验及冻 融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能，用低温弯曲试验来评 价设计沥青混合料的低温性能，性能检验结果见表7。最佳油石比下性能检验结果表7性能检验设计要求检验结果水

8、稳定性>85 (%)马歇尔稳定度14.16kn,浸水马歇尔稳定度13.2 kn,残留 稳定度93.2%冻融劈裂试验>80 (%)条件劈裂抗拉强度1.1537mpa,非条件劈裂抗拉强度 1.4015mpa,冻融劈裂抗拉强度比82.3%车辙检验2800三次结果分别为8372、9357、8943,平均值为8891低温弯曲梁试验彡2500 ( u e )最人菏载1.05kn,跨屮挠度0.57mm,抗弯拉强度8.57mpa, 劲度模量2864mpa,破坏应变2993 p e稳定度、密度、流值、空隙率、饱和度与油石比的关系<55ss«5ltj汕比m 1stt1.5i5.56ft

9、bfhtcw1.3s5.5h油fi比ws90m)70fio50wno20鲁"itxtrr 丨h5.« ho.«21shuiltcm饱和坟s欺氺kwiufh七55通过混合料级配调试和相关验证试验，ac-13型目标配合比 结论见表8，表9。矿料配合比及油石比表8浞合料类型各种矿料所占比例（）汕石比（）9.5-16mm4.75-9.5mm2.36-4.75mm0-2.36mm矿粉/水泥ac-1327271133.51.5/0.54.9最佳油石比及密度、空隙率表9混合料类型汕石比()毛体积密度 (g/cm3)理论密度(g/cm3)空隙率()ac-134.92.4232.5

10、374.49三、生产配合比设计在目标配合比的基础上，项目部进行了生产配合比设计，从拌合楼 各个热料仓取样进行筛分及级配设计，结果见表10。然后按照热料比例 取4. 6%、4. 9%和5. 2%三个油石比制作试件，进行各项指标检测，结果汇 总见表11。最后进行了残留稳定度指标检测，检测结果为88.6%，大于 规范要求的85%。监理工程师经过平行试验复核，各项指标符合公路沥 青路面施工技术规范(jtg f040-2004)要求，同意按此配合比进行试 验段铺筑。生产配比设计马歇尔试验结果汇总表表n比>石汕<标指技lm3) 敝积(g/理论相对 密度 (g/cm3)醉v(%)空vv繼瞬(%)

11、臟輔x奋又 )雛mscknln)值1m 流(0.u64942.2552.25.33鲁4n53.6315.o8-22.94.292.44252.44191488.6.9141*113325.2742.3152.14254n817o4n93.3廳灘-64-5756o8.>405a( 13矿质浞合料纽成合计算衣材枓组成筛孔尺寸(mm)1613.29.54.752.361. 180.60.30. 150.075通过百分卒原mt级紀9.5 16l(x).o92.69.51.30.30.30.30.30.30.34.75 9.5100.01(x).o92. k19.15.51.80.70.70.70

12、.72.36-1.75100.0100.0l(x). 0k8.520.98.54.22. 11.30.80-2.36l(x).o1(x). 0100.099.583. 354.436.919.513.16.2矿粉100.0100.0100.()l(m). 0100.0l(x).o100.0l(x). 099.8k9.8水泥100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.094.082.2务矿质材料在滋合料中的级9.5-1620. (»20.018.51.9().30. 10. 10. 10. 10. 10. 14.75 9512.0%42.042.039

13、.0k.o2.30.80.30.30. 30.3236-4.7512.0*12.012.012.010.62.51.00.50.30,20. 10 2.3622.5%22. 522.522.522.418.712.28.34.42.91.4矿粉2*3.53. 53. 53.53. 53. 5375.k 53. 53. 1水泥1.5%0.()0.00.()0.00.00.00.00.00.()0.()介成级配100.098.578.944.827. 117.612-78.57.()5.()级配上限10(). 0100.083.068.050.0mo28.020.015.08. 0级紀中值100.

14、095.076.553.037.»26.519.013.510.06.0级限10(). 090.()6«. 038.024.()15.010.07.05.01.0ach3合成级配图1009080级配卜.限 级配屮值 嫩大密度线<%)合成级配 级配f限0.075 0. 15 0.3 0.61.182.364. 759.513.216筛孔尺寸(nun)试验段铺筑上面层试验段检测结果汇总表2007年9月1日，我项目部在业主、监理工程师现场指导下进行了 k157+000-k157+200段200m上面层试验段铺筑。通过现场取样进行室内 马歇尔试验、抽提及筛分试验，以及9月2日钻芯、检测构造深度、摩 擦系数、渗水系数等，各项指标均满足设计与规范要求，结果见表12。 试验段取得成功，从而开始进行上面层大面积施工。表12沥青含量 (%)各筛孔通过率()1613.29.54.752.361.180.60.30.150.0754.6710097.777.243.625.917.113.()9.68.06.2马歇總度 (g/cm3)空隙率(%)稳定度(kn)流