AC-13细粒式沥青混凝土路面应用与研究

刘 剑

(河北省交通规划设计院试验检测室)

1 前 言

高速公路要求沥青混凝土表面层抗滑性能好,不溅水、水雾小、噪音轻、行驶舒适安全,为达到这个目的必须保证表面平整且具有一定的粗糙度,应采用构造深度大一些的级配类型,以往施工的沥青混凝土多采用 AC-16型级配。但越来越多的路面早期破坏,特别是水损害现象,使人们又想把表面层做的细密一些,使其不透水,就得使用粗骨料最大粒径小些的密级配的沥青混凝土,如何解决处理好抗滑与透水这一矛盾,各地已做了大量的试验研究,开始在表面层采用AC-13型级配,就石黄高速公路衡水支线表面层采用 AC-13细粒式沥青混凝土进行施工的情况做一简单介绍。

2 工程概况

石黄高速公路衡水支线全长 23.339 km,分为一、二两合同段,公路主线双向四车道,路面设计年限为 15年,标准轴载采用Bzz– 100重型标准,到设计年限末一个车道上的当量轴次为 Ne=10.19×106;路面设计弯沉值 Ld=0.238mm。路面结构形式如图 1。

图 1 衡水支线高速公路路面结构设计图

3 AC-13细粒式沥青混凝土路用性能

3.1 级配型式

AC-13型级配类型有很多种,各种类型也有一定的差别。本条路采用的级配为《公路沥青路面施工技术规范》提供的,其级配范围和现规范其他级配范围见表 1。

表 1 AC-13型级配范围

从上表可以看出采用的级配较施工规范 AK 13-A、AK13-B和 AC-13Ⅱ型细很多,主要是 4.75mm、2.36mm两挡筛孔;其与 AC-13I型相近,只略微稍粗一些,目的之一就是采用细密级配先保证不透水。

3.2 生产配合比

石黄高速公路衡水支线一合同粗集料采用易县生产玄武岩,沥青使用 TLA改性沥青;二合同粗集料采用张家口生产玄武岩,沥青为SBS改性沥青。在配合比设计时,根据确定的级配范围考虑上述两方面的要求,为保证路面粗糙抗滑性好,粗骨料一合同占 65%,二合同占 66%,4.75 mm、2.36mm两挡及以下筛孔走下限,而0.075mm筛孔走上限,以保证混凝土密实不透水,一合同矿粉占 5%,二合同矿粉占 6%,另外都掺加 2%水泥以保证沥青与矿料的粘结力,最后确定的矿料合成级配见表2。

表 2 生产配合比矿料合成级配

经生产拌和马歇尔试验各项技术指标均符合规范要求,马歇尔稳定度试验结果见表 3。

表 3 马歇尔稳定度试验结果

根据大量的道路调查,许多专家认为残留空隙率为 4%的沥青混合料耐久性最好,太小的容易发生车辙,大的容易发生开裂、松散、坑槽以至透水破坏,为保证不透水,考虑上述意见控制空隙率在 3%～4%之间。

此外还做了车辙试验、冻融劈裂、低温弯曲试验,各项指标也满足要求,汇总结果见表 4。

表 4 车辙动稳定度、冻融劈裂、低温弯曲试验结果评价汇总表

3.3 路用性能检测

对已完成的路面表层用连续平整度仪(八轮车)检测平整度结果见表 5,路面弯沉采用 5.4m贝克曼梁法,检测结果见表 6。

表 5 表面层平整度检测结果评价表

此检测数据一合同未包括交通部超薄试验路 K9+600～K 11+600右幅。

表 6 路面弯沉检测结果评价表

以上试验结果均满足设计要求,路面平整度远小于设计0.7的要求,说明细粒式沥青混凝土平整度控制容易些;路面弯沉值也很小,说明路基路面整体稳定性很好。

试验路段对沥青混凝土表面层用手工铺砂法测定路面构造深度,用摆式仪测定路面抗滑值,用路面渗水仪测定沥青路面的渗水系数,其试验结果见汇总表 7。

表 7 构造深度、抗滑、渗水系数试验结果评价汇总表

从以上两合同试验段试验结果可以看出,构造深度0.50mm、0.49mm未能满足竣工验收要求值≥0.55mm,摆值也只是刚刚达到验收标准≥45,不过渗水系数除一合同K15+900～K16+800左幅这段外,其他三段效果不错,检测中许多点检测基本不透水,说明AC-13级配达到了不透水的作用。

4 结 语

经过广大施工人员的努力,终于完成了施工任务,通过施工从中也得到了一些体会。

(1)AC-13细粒式沥青混合料在马歇尔、车辙动稳定度、冻融劈裂、低温弯曲各项检测指标均满足规范要求,与以往表面层AC-16型无太多差别。

(2)混合料离析现象减少,表面摊铺后粗骨料分布均匀,外观好看,平整度易控制掌握。

(3)从透水试验结果可以看出AC-13细粒式结构确实起到了封水、不透水的作用,但构造深度不易达到要求,也正好说明构造深度大的透水系数也大。

(4)雨后观查,表面层有水膜较厚,雨大时积水不易及时排开。

(5)在今后的施工中如何使抗滑性能好,又保证不透水,又不对路面造成损害,在级配设计及调整平衡或最优设计上,需根据各地实际情况探索积累更多的经验。

本条路的试验结果表明,AC-13型细粒式结构基本达到了预期的目的,但如何使之更合理,解决路面的早期破坏问题,还需广大道路工作者不断地探索、实践。

[1] 公路工程沥青及沥青混合料试验规程,JTJ 052-2000.

[2] 公路沥青路面施工技术规范,JTG F40-2004.