GTM法设计在乌嘎一级公路沥青下面层的应用

高二利 邵先胜 李燕华

（内蒙古交通设计研究院有限责任公司内 蒙古呼和浩特 010000）

GTM法设计在乌嘎一级公路沥青下面层的应用

高二利 邵先胜 李燕华

（内蒙古交通设计研究院有限责任公司内 蒙古呼和浩特 010000）

随着我国国民经济的快速发展，车辆超载化越来越严重，大大降低了沥青路面使用寿命，缩短了路面的大、中修期，使得道路养护成本增加，为了更好地适应交通量的迅速增加，超载严重的现实情况，需要改进原设计的方法来提高其沥青路面的路用性能。

GTM法；公路沥青路面；应用

1 GTM法设计沥青混合料的优点

（1）GTM机是1960年美国工程兵团在模拟汽车荷载对路面实际作用过程中发明创造出来的，其原理采用的是在一定压力作用下通过揉搓旋转来成型试件，在试验成型过程不会对集料造成大的破碎，能够更好地模拟汽车轮胎对路面的作用，以此原理设计出的沥青混合料更符合道路的实际作用情况。（2）GTM法设计与路面实际状况联系更密切，使用GTM法设计沥青混合料时,根据每条道路的情况选择其对应的沥青混凝土设计强度,充分考虑公路汽车行驶荷载的实际负荷情况,使其剪切应力小于其设计的沥青混合料抗剪强度，以及同时产生的应变应在可控范围内,因此，沥青路面及沥青混合料配合比的设计更符合实际情况。

2 GTM设计沥青混凝土技术指标

（1）平衡状态：GTM每转100转时，试件单位重量的变化小于等于0.016/cm3的状态，达到平衡状态时，压实过程结束。（2）密度：指达到平衡状态时，试件不发生塑性变形时对应油石比的混合料密度。（3）稳定值GSI的确定：旋转压实机的稳定值GSI=最终旋转角/中间最小旋转角，是确定最佳用油量的重要指标。（4）安全系数GSF的确定：GSF是试件剪切强度与混合料剪应力的比值，CSF只有大于1.0才能保证路面不产生剪切破坏。（5）GTM法设计的沥青混合料检验指标：是由动稳定度、低温弯曲应变及冻融劈裂残余强度比等组成。

3 工程实际应用

乌嘎一级公路沥青路面下面层采用AC-25沥青混合料。各原材料产地为：粗集料和细集料及矿粉产地均为包头市，沥青为盘锦生产的AH-90沥青，原材料满足施工技术规范要求。

3.1 配合比设计

依据JTGF40-2004关于AC-25沥青混合料的矿料级配范围要求和各规格矿料筛分结果，通过计算机试算确定矿料配合比为10～30mm：10～20mm：5～10mm：3～5mm：0～3mm矿粉=26：24：15：6：28.5：0.5。

采用GTM方法确定最大油石比，GTM的工作参数为：1）试验成型模式按密度极限平衡状态控制；2）垂直压力为0.7MPa；3）成型温度140℃～145℃。马歇尔试验的试验结果见下表。

GTM试验结果如下：当油石比为2.7%时，GSI为1.09，GSF 为1.34，当油石比为3.0%时，分别1.17和1.3，油石比为3.3%为3.3时为1.16和1.34，油石比为3.6%分别为1.26和1.33，油石比为3.9%时，GSI和GSF分别为1.37和1.31。

由试验结果可以得到：（1）由稳定度GSI与油石比关系可知，随着油石比的增加，GSI呈增加趋势，当油石比大于3.3%时，GSI值发生急剧变化，表明沥青混合料塑性变形过大，同时，当沥青混合料油石比大于3.3%时，其强度稳定性参数GSF随着油石比的变化成下降趋势，而当油石比在2.7%-3.3%，GSF值基本相等。（2）深入分析GTM试验各参数结果认为，该AC-25沥青混合料最大油石比确定为3.6%。考虑到该工程所处的地区气候、渠化交通以及施工控制等方面的特点,建议该沥青混合料的油石比范围为3.3%～3.6%。

综上，目标配合比设计结果为：10～30mm：10～20mm：5～10mm：3～5mm：0～3mm：矿粉=26：24：15：6：28.5：0.5，最佳油石比为3.4%。

3.2 AC-25沥青混合料配合比设计结果检验

3.2.1 高温稳定性试验检验。采用3.4%的油石比制备车辙试件，并进行混合料车辙试验，检验结果表明，在油石比3.4%其动稳定度满足公路沥青路面施工技术规范中规定的大于1 000次/mm的要求。

3.2.2 水稳定性试验检验。采用最佳油石比3.4%制备GTM试件，并进行浸水马歇尔试验，其残留稳定度为92.9%，满足规范中马歇尔残留稳定不小于80%的要求。

4 结论

通过对GTM法设计沥青混合料的优点的详细阐述，深入分析了该混合料设计方法的几大指标，结合工程实际应用，并对其进行了相关检验，得到了以下结论：（1）综合分析论述了GTM设计沥青混凝土技术的四个指标：密度、稳定值GSI、安全系数GSF；（2）随着油石比的增加，GSI呈增加趋势，当油石比在2.7% -3.3%，GSF值基本相等，并深入分析GTM试验各参数结果认为该沥青混合料的油石比范围为3.3%～3.6%；（3）本文进行了高温稳定性和水稳定性试验，对AC-25沥青混合料配合比设计结果检验，均满足规范要求，证明该方法科学合理。

高二利（1979.12—），男，内蒙古包头人，硕士研究生，现从事公路工程技术咨询与研究。

U416

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1003-5168(2014)04-0136-01