Superpave高性能沥青混合料在贵州干线公路中的应用实践

彭小荡，李海雁

(1.贵州省都匀公路管理局,贵州 都匀 558000；2.安顺高速公路管理处，贵州 安顺 561099)

1 原材料选择

1.1 胶结料选择

贵州省位于我国西南的东南部，平均海拔在1 100 m左右，最高海拔2 900.6 m。其中92.5%的面积为山地和丘陵。属于亚热带湿润季风气候，四季分明，平均气温在15 ℃左右，由于纬度较低，许多地区的气候冬无严寒，夏无酷夏，最冷的1月份，平均温度在3 ℃～8 ℃之间，而最热的7月份，平均温度也在18 ℃～26 ℃之间，另一方面贵州的地势起伏较大，地形也较复杂，导致气温的垂直变化十分明显，具有“一山有四季，十里不同天”的气候特点。

为使Superpave技术更好地服务贵州省干线公路及更好地指导贵州省安顺地区干线公路沥青胶结料的选择，收集了安顺地区1986～2015年这30年多年连续7 d最高气温平均值及标准差、多年最低气温平均值及标准差，调研结果如表1所示。数据由国家气象数据中心华云信息科技有限公司提供。

表1 贵州安顺地区各观测站气候数据(1986年～2015年)

按照LTPPBind高温模型和低温模型在可靠度为98%的情况下确定的上面层沥青胶结料PG等级如表2所示。下面层的沥青胶结料PG等级根据具体路面结构来确定。考虑到胶结料采购、存储的便捷性，在经济性影响较小时，可以采用与上面层相同等级的胶结料。

表2 安顺地区干线公路沥青路面PG等级要求

考虑到沥青胶结料PG等级“跳级”因素，对于夏季气温相对较低的安顺地区，可使用50#道路石油沥青或70#道路石油沥青，车速低于20 km/h的路段须使用SBS改性沥青。结合本项目的实际情况，确定选用普通70#道路石油沥青。

1.2 集料选择

安顺地区石灰岩矿石储备充分。具有较好的路用条件。本项目采用了优质石灰岩集料。集料加工筛网及粒径规格如表3所示。

表3 上面层集料加工筛网及规格

2 混合料设计

2.1 旋转压实次数的确定

Superpave混合料设计方法在1994年发布的时候，共包括28个不同的压实功水平，分别代表7个交通量等级和4个气候区。1999年Superpave技术专家组建议取消根据气候区对压实功进行分类，因为气候对混合料设计的影响已在沥青胶结料性能等级规范(PG胶结料规范)中考虑，最终采用4个不同压实功水平，该建议在2000年被AASHTO正式采用。Superpave方法中设计旋转压实次确定的依据是在室内用该旋转压实次数成型的试件的空隙率和现场混合料在使用一段时期以后的空隙率一样。

按照现有Superpave混合料设计的要求，基于交通量等级划分，安顺干线公路都应该采用125次的旋转压实次数，这与我国大部分地区高速公路情况类似，但目前在实践中各地大多采用100次的压实次数，主要考虑到如果采用125次设计旋转压实次数可能会造成现场压实的困难，即存在旋转压实次数主与施工现场碾压压实的匹配问题。基于安顺地区施工工艺控制水平及对高温特性要求不高，本依然采用100次旋转压实功。

2.2 混合料设计结果

矿料合成级配结果如表4所示。

表4 sup-13生产配合比矿料级配设计

sup-13沥青混合料体积参数如表5所示。

表5 沥青混合料体积性质表

sup-13沥青混合料性能验证结果如表6所示。

表6 性能验证结果统计表

级配设计及验证结果表明，混合料的各项指标满足要求，可以用于路面施工。

3 施工工艺

3.1 沥青混合料的拌制

沥青混合料采用间歇式沥青拌合站进行拌和。沥青混合料的温度控制在允许范围。

3.2 沥青混合料的运输

拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分几堆装料，以减少粗集料的分离现象。运料车应有良好的篷布覆盖设施，卸料过程中继续履盖直到卸料结束取走篷布，以资保温或避免污染环境。

3.3 沥青混合料的摊铺

摊铺机的摊铺速度可根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度，按2～4 m/min予以调整选择，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。连续稳定地摊铺，是提高路面平整度最主要措施。

3.4 沥青混合料的压实成型

沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，选择的压路机组合方式及碾压步骤如表7。

表7 压路机碾压速度(km/h)

4 结论与展望

(1)贵州安顺地区沥青可选择PG56-10等级，一般为普通70#道路石油沥青或改性沥青。

(2)在进行混合料设计时，旋转压实次数可以采用100次旋转压实。

(3)Superpave沥青混合料高温稳定性能突出，路用性能良好。满足安顺干线公路的要求。

贵州的气候特点、交通量组成具有多样性，不同地区有较显著的差异，可以在各地市区域开展针对性的应用研究工作。