大粒径沥青混合料在公路工程施工中的应用分析

张志彬

(山西晋城路桥建设有限公司)



大粒径沥青混合料在公路工程施工中的应用分析

张志彬

(山西晋城路桥建设有限公司)

摘要：针对大粒径透水性沥青混合料(LSPM)在公路工程项目建设、养护施工中的具体应用，首先概述了大粒径透水性沥青混合料的技术优势，进而分别在材料质量控制、混合料配比设计以及现场施工等几方面详细介绍了大粒径透水性沥青混合料的施工应用，可以为相关工程项目建设提供合理的技术参考。

关键词：大粒径；透水性；沥青混合料

1大粒径透水性沥青混合料(LSPM)的技术优势分析

大粒径透水性沥青混合料(LSPM)是公路工程项目建设中采用的一种新型沥青混合料，主要是由较高比例的粗集料、相对较小的比例的细集料以及改性沥青组成的，呈现出骨架嵌挤型结构特点的沥青混合料，其中混合料最大粒径一般在37.5 mm以下，空隙率一般介于13%~18%之间，沥青用量往往不超过3.5%，混合料的生产成本造价相对较低。大粒径透水性沥青混合料的技术优势在于骨架结构特点以及较高的粗集料用量、较少的细集料及矿粉用量，因此沥青混合料比表面积较小，可以在确保沥青膜厚度的同时，减少沥青的总体用量。而且路面结构具有非常好的高温稳定性，排水性能优异，能够有效地改善公路沥青路面中较为常见的车辙、反射裂缝以及疲劳病害，在路面结构中主要是作为柔性基层在公路工程新建项目以及大修改造中应用。

2原材料质量控制

(1)集料。对于大粒径透水性沥青混合料而言，由于粗集料需要发挥构成骨架的作用，因此必须确保用于大粒径透水性沥青混合料施工的粗集料颗粒性状良好、质地坚硬；细集料应当选择使用洁净、干燥、没有风化杂质的机制砂，细集料的主要控制指标主要是棱角性(>42%)、细长及扁平颗粒含量(<15%)、压碎值(<26%)、砂当量值(>65%)，并确保细集料的级配满足技术要求。其中粗细集料的质量控制最为关键，其具体控制技术标准如表1。

表1　粗集料质量技术要求

(2)填料。由于大粒径透水性沥青混合料具有排水功能，因此必须确保集料与沥青的粘附性，以免后期由于粘附性问题造成沥青混合料出现集料颗粒剥离并诱发松散、沉陷等病害。现阶段在大粒径透水性沥青混合料的施工中，普遍是按照相应剂量添加干燥消石灰粉或生石灰粉，改善粘附性。

(3)沥青。用于大粒径透水性沥青混合料的沥青必须采用粘度相对较高的改性沥青，可以采用SBS改性沥青、MAC改性沥青，同时为了为了增加混合料中的沥青膜厚度，控制混合料沥青析漏，应当在沥青混合料中适当掺入木质素纤维。对于沥青质量的具体要求如表2。

表2　沥青技术要求

3大粒径透水性沥青混合料的配比设计

(1)矿料级配设计。大粒径透水性沥青混合料在配比设计过程中，应该充分考虑到透水性沥青混合料的特殊性，即其单一粒径骨架空隙结构，以及对于排水、抗裂功能的相关要求。对于大粒径透水性沥青混合料的级配选择，可以参照一些地方规程中的标准执行，具体如表3所示。

表3　大粒径透水性沥青混合料级配设计选用范围

(2)LSPM配比设计。对于LSPM大粒径透水性沥青混合料的配比设计工作，现阶段在具体的设计过程中，主要是采用大马歇尔设计法，设计控制指标主要是混合料的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等体积指标，其中重点对沥青膜厚度、析漏以及混合料性能等指标作出了明确具体的要求，以确保混合料的施工质量。室内试验配比设计则主要是基于双面各击实112次成型大马歇尔试件，计算比表面积以及沥青膜厚度，其中比表面积的计算公式如下

AREA=0.41+0.0041P4.75+0.008 2P2.36+0.016 4P1.18+0.028 70.6+0.061 4P0.3+0.122 9P0.15+0.327 7P0.075(m2/kg)

式中：Pi为各对应筛孔的通过百分率，%。

设计过程中，具体技术指标参数要求如表4所示。

表4　大粒径透水性沥青混合料技术指标要求

(3)路用性能相关要求。在大粒径透水性沥青混合料路用性能的控制上，除了满足施工技术规范中高低温性能、水稳定性、抗疲劳性能等一系列的要求之外，重点还应确保高温性能以及渗透性能等指标的优异，一般情况下要求动稳定度不小于2 600次/mm，渗透系数不小于0.01 cm/s，在设计阶段应该针对这两项指标进行重点控制。

4LSPM施工质量具体控制要求

(1)混合料的生产拌和以及运输。对于大粒径透水性沥青混合料的拌和生产，重点是确保混合料的生产温度，应该根据沥青胶结料的粘温曲线确定，一般情况下采用改性沥青，出料温度大致需要控制在145~165 ℃，如果出料温度超过195 ℃必须将混合料予以废弃。为了使混合料拌和温度满足要求，混合料生产过程中沥青加热温度为155~165 ℃，集料加热温度为170~180 ℃。对于大粒径透水性沥青混合料的运输，重点在于控制离析问题，混合料装料过程中应该多次移动车位，按照“先前后两头、再中间装料”的顺序完成装料。运输过程中应该采用覆盖棉被或者是厚毡布保温，以确保混合料到场温度，以免后期影响压实。

(2)现场摊铺碾压施工管理。对于大粒径透水性沥青混合料的摊铺，摊铺机的行走速度应该根据试验段的施工确定，还需要综合考虑拌和站的拌和生产能力，一般不得大于2 m/min。摊铺机在摊铺过程施工作业中应该尽量确保整个施工作业的连续性，确保混合料供应充足，避免出现停机等料的现象，对于大粒径透水性沥青混合料的供应一般要求摊铺机绞笼中混合料不得少于2/3。对于现场的压实施工，应确保初压时温度不小于140 ℃，同时避免对大粒径透水性沥青混合料的骨架结构造成破坏，在碾压控制上一般是初压采用静压一遍、振压两遍的碾压方案，振动压路机压实速度宜为1.5~2 km/h，采用高频低幅进行压实；振动压路机压实后，及时跟上胶轮压路机，压实遍数2遍左右，即可采用双钢轮压路机进行收光碾压作业。

5结语

大粒径透水性沥青混合料对于原材料质量要求高，尤其是沥青性能要求较高，而且配比设计与施工与常规沥青混合料也有着较大的不同。在大粒径透水性沥青混合料的具体应用过程中，施工作业技术人员应该根据大粒径透水性沥青混合料的实际特点，加强质量标准控制，以提高大粒径透水性沥青混合料的整体施工质量。

参考文献：

[1]刘寒冰,吕得保.沥青混合料沥青膜厚度的确定[J].吉林大学学报:工学版,2011,41(2):153-158.

[2]高文阳.超大粒径沥青混合料设计方法研究[D].长安大学硕士学位论文, 2011.

[3]公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)[S].人民交通出版社, 2011.

收稿日期：2015-02-11

中图分类号：U416.1

文献标识码：C

文章编号：1008-3383(2015)08-0090-01