沥青路面结构早期水损

沥青路面结构早期水损研究一、问题的提出xx高速公路地处xx省北部与xx省交界处，属于xx山区、盆地中冻区（Ⅲ1a区），是晋煤外运的主通道，为xx省修建的第一条高寒地区重载高速公路。沥青砼面层采用三层结构，因上下行所受荷载不同，分别设计为上行沥青砼表面层4cm沥青砼底面层8cm，沥青砼中面层6cm，沥青砼下面层8cm；下行沥青砼表面层4cm，沥青砼中面层5cm，沥青砼下面层6cm。为满足重载要求，三层结构原设计均采用多碎石型沥青砼配合比（多碎石型级配为沙庆林院士所提出，重点解决重交通及沥青高温稳定性问题）。其中八标段于1998年施工完毕沥青砼底、中面层后，经现场检测，底中面层空隙率过大，透水性不符合规范要求。如果表面层仍采用原设计配合比级配，可能会出现同样的问题：空隙率大，沥青结合料与矿料的粘结性差，透水性强，使集料颗粒容易剥落、掉粒，最后导致松散、破坏。但表面层目前国内尚无合适的配合比可以参考，为此，需对原设计沥青砼表面层配比级配进行调整。二、问题的分析因目前国内尚无成熟的资料可以参考，我技术人员将原设计沥青砼表面层配合比级配，与德国沥青表面层级配设计参考对照，采用多碎石型级配，级配范围见下表：多碎石型级配与德国级配对照表（表一）类型筛孔直径（cmm）沥青用量19.016.013.29.54.752.361.180.060.030.150.075多碎石型上限100967528241615106-7下限1008765201612128中值10091.57024201413.59德国上限100883927201815126-7下限95753022121198中值97.581.534.524.51614.51210多碎石型级配与德国沥青砼表面层配合比级配主要筛孔相比较数量见下表：筛孔直径(cmm)所占集料百分比比(%)多碎石型德国<0.075ccm9100.075--4.775cm1524.5>4.75cmm7665.5通过上表可以看出，大于4.75的通过率多碎石型为24%，德国为34.5%，多碎石型级配较德国沥青砼表面层级配较粗，两者采用中值及相同的油石比配出混合料，多碎石型孔隙率偏大，摩擦系数符合规范要求，但渗水系数不能满足要求。为了满足表面层渗水要求，可采用两种方法，一种是采用改性沥青，一种是调整混合料集配，适当减少粗集料数量，降低孔隙率，经对比施工现场决定采用美国产壳牌改性沥青并适当调混合料级配。表面层级配采用沙庆林SAC-16型级配，见下表；沙庆林SAC-16型级配表（表三）类型筛孔直径（cmm）沥青用量19.016.013.29.54.752.361.180.060.030.150.075SAC-16上限1001009070403124211815106-7下限100957555302216121086中值10097.582.562.53526.52016.51411.58从上表可以看出，小于0.075cm的集料占混合料总重的8%，0.075至4.75cm的集料占混合料总重量的27%，大于4.75cm的集料占混合料总重的65%。此次调整后，0.075-4.75cm的细集料含量提高了2.5%，采用最佳油石比做出试件，空隙率降低2%，渗水系数仍不能满足规范要求，摩擦系数合格。为此，混合料级配再次进行调整，调整后级配见下表：调整后SAC-16型级配表（表四）类型筛孔直径（cmm）沥青用量19.016.013.29.54.752.361.180.060.030.150.075调整后上限100100907050382824181594.5-5.55下限100957555403022181084中值10097.582.562.5453425211411.56.5从上表可以看出，小于0.075cm的集料占混合料总重的6.5%，0.075至4.75cm的集料占混合料总重量38.5%，大于4.75cm的集料占混合料总重的55%。经调整后，0.075-4.75cm含量由原来的27%调整为38.5%，小于0.075cm部分由原来的8%调整为6.5%。按最佳油石比做出试件后,分别测得空隙率和摩擦系数均满足规范要求，但摩擦系数偏低，后在施工中采用级配下限，略有改观。三、结语xx高速公路沥青砼面层设计片面追求多碎石级配的承载能力，而忽视其空隙率大的缺点，中面层级配仍然采用半开级配设计，致使表面层级配设计必须考虑防渗水问题，致使表面层