Superpave 技术在甘库公路上面层中的应用

丁建明DING Jian-ming

（华鑫公路工程监理咨询有限公司，阜新 123000）

（Huaxin Highway Engineering Supervision Consulting Co.，Ltd.，Fuxin 123000，China）

0 引言

甘旗卡至库伦公路（下称甘库公路）是内蒙古省道305 线甘旗卡至库伦公路及其补充工程库伦至平安地公路建设项目的主体部分。甘库公路为公路改扩建工程，在修建时候均采用的是平丘区一级公路标准进行的，设计的速度一般都在100km/h，面层采用6cm Superpave20 下面层和4cm Superpave12.5 上面层双层沥青混凝土结构设计，其中上面层为SBS 改性沥青路面，级配设计应用了Superpave 设计理论和设计方法，在施工过程中取得了良好的效果。

1 配合比设计

1.1 材料选择 ①沥青选择。甘库公路上面层选用的是SBS 改性沥青，PG 分级等级为PG64-28，针入度为74.8（0.1mm），软化点为66℃，5℃延度为38.2cm，均满足路面施工要求。②集料选择。甘库公路所用的粗集料采用库伦玄武岩；细集料采用库伦石灰岩石屑和玄武岩石屑混合而成；填料采用库仑大恒生产的石灰岩矿粉和P.SA32.5 水泥。

1.2 集料级配选择 Superpave 的级配选择主要是通过控制点和限制区来进行的。控制点主要是为了规定集料的范围，当位于公称最大尺寸筛，中等筛（2.36mm）和最小筛（0.075mm）处时为最佳。限制区处于沿最大密度级配线中等筛和0.3mm 筛之间，限制区形成一个级配不能通过的带。由于限制区特有的驼峰形，所以通过这个区域的级配称为“驼峰级配”。设置限制区的目的有两个：①限制砂的用量；②为了提供足够的VMA。设计集料结构时应使设计级配处于控制点间并避开限制区。甘库公路的集料结构设计主要是根据Superpave 沥青混合料级配设计要求进行的，在进行级配设计时，可以避开限制区来优化级配。我们可以按照要求选择的三个级配进行试拌，其合成级配通过率如表1 所示。

表1 拌合成级配通过率%

根据软件推荐的油石比5.2%，对上述三个级配进行旋转压实试验，分别成型试件。在实验中，矿料加热温度为170～175℃，拌合温度为170℃，在出拌锅温度不满足165℃时，采取烘箱辅助加热的方法，表面达到170℃温度后就需要转入旋转压实仪中进行试验，而这时候旋转压实仪的成型压力一般为0.6MPa，旋转次数为Nini=9，Ndes=105 和Nmax=205。得出结果后，我们可以根据表2 的数据进行参照，实验结果得出的级配2 和级配3 各项预估体积和压实度性能均可满足要求，但级配2 沥青用量更为合理。

表2 初试级配旋转压实结果

1.3 确定最佳沥青用量 我们确定沥青是否为最佳用量，主要看集料的配成度。我们根据试验数据不难看出，在油石比初步微调试验的时候，我们需要采用严密的数据进行试验，采用0.3%间隔变化，选定4.7%，5.0%，5.3%，5.6%四个油石比进行沥青混合料压实特性与体积性能评估，这样才能确定哪个性能下的油石比最佳，其试验结果见表3。

表3 设计级配四种油石比试验结果汇总

表4 目标配合比混合料性能验证

根据表3 的结果可以确定最佳油石比为5.3%（沥青用量为5.03%）。

1.4 目标配合比混合料性能验证 油石的最佳配比是在5.3%的条件下，进行浸水马歇尔试验、冻融劈裂强度比试验和车辙试验，就可满足表4 所表示的设计文件需要。

1.5 生产配合比设计 依据Superpave 生产配合比调整原则，针对实际拌和站各热料仓的热料筛分结果，我们施工的时候需要综合考虑设备偏差及所在地区天气、交通量、公路等级等外在因素，确保都在掺配比例如图表5 所示的规定范围内的，进行试验。

表5 生产配合比验证级配

1.6 生产配合比混合料性能验证 根据前面所选定的最佳油石比5.3%分别成型试件，测试其各项性能，结果见表6。

表6 生产配合比混合料性能验证

2 Superpave 路面施工

整条甘旗卡至库伦线地处内蒙古东北部，纬度较高，导致极地温度很低，能达到零下30℃以下，同时该地区夏季温度又能达到35℃，导致所铺筑的高等级沥青路面要承受65℃以上的温差，因此所铺的路面不仅要选用良好的材料，更要注意其施工的规范，保证路面的性能符合要求。

2.1 拌合 拌合过程中需严格控制生产工艺，力求目标配合比得以实现。

2.2 运输和摊铺 甘库拌合站与施工地点距离长短不一，整天温差大，为防止混合料温度的散失，出了拌合站的混合料在车内必须采用厚被子覆盖，且在运输过程中尽量避免颠簸、耽搁，以免造成混合料离析和温度过低。我们进行摊铺时采用的施工机械为福格勒S2100-2 型摊铺机和ABG423 型摊铺机，两机联合进行摊铺。甘库公路上面层控制摊铺速度在2～2.5m/min 之间，且在摊铺时摊铺机不能有较长时间的停顿。

2.3 碾压 在碾压过程中必须紧跟摊铺进行。甘库公路初压采用宝马双钢轮BW219D 压路机静压一遍，复压采用2 台双胶轮振动压路机振动碾压2～3 遍，终压采用双钢轮压路机收光1 遍。

3 结论

本文主要根据甘库公路的路面结构形成时的主要参照因素，再结合目前相关公路的沥青路面科研成果、施工经验以及具体的招标要求，采用Superpaye 级配设计方法设计出合格的目标、生产配合比，且根据当地施工单位具体的设备情况提出了施工步骤和建议，所铺筑的沥青混凝土路面从目前来看质量稳定，且施工难度较小，符合招标要求。

[1]张登良.沥青路面工程手册[M].人民交通出版社,1999.

[2]美国联邦公路局.Superpave 混合料设计指南[M].2 版，美国:联邦公路局，2001.

[3]赵松,龚廉汉,虞森林.Superpave 技术在中嘉湖杭高速公路沥青路面施工中的应用[J].公路，2010（2）:35-40.