邱彥龍

摘要：當(dāng)前社會(huì)，科技水平和社會(huì)經(jīng)濟(jì)有了迅猛的發(fā)展，隨之公路數(shù)量和建設(shè)規(guī)模不斷遞增，全國各個(gè)地區(qū)都在建設(shè)公路工程，瀝青混合料是一種常見的材料，在公路工程中應(yīng)用非常廣泛。在公路工程中開展瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)，可以進(jìn)一步確定瀝青混合料和路面壓實(shí)度、平整度以及抗滑性等，確保工程的順利進(jìn)行，推動(dòng)我國建筑行業(yè)的穩(wěn)健發(fā)展?；诖?，本文采用馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)確定瀝青混合料配合比作為基準(zhǔn)，調(diào)整基準(zhǔn)配比中鹽化物等體積替代礦粉摻加比例，測(cè)量不同替代比例下混合料高低溫路用性能指標(biāo)，以期對(duì)促進(jìn)我國公路工程的更好建設(shè)與發(fā)展有所幫助。

關(guān)鍵詞：瀝青混合料;試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù);公路工程;具體應(yīng)用

一、前言

在公路工程施工中，路面使用性能與瀝青混合料質(zhì)量有著直接影響，而試驗(yàn)檢測(cè)是保證施工質(zhì)量的重要措施。由于瀝青混合料是一種具有性能穩(wěn)定、施工便捷以及養(yǎng)護(hù)時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)的施工材料，因此在公路工程中采用瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)至關(guān)重要，可以提高公路施工質(zhì)量和建設(shè)水平。

二、工程概況

本次108國道改造工程西起陽曲鎮(zhèn)收費(fèi)站，東至陽曲縣，道路長11.98公里，紅線平均寬度40米。道路沿線分別與陽曲鎮(zhèn)收費(fèi)站匝道、大西高鐵、平陽高速交通樞紐、涌泉路、錦繡大街、陽興河、新陽大街等十七條主次干路及高速、河流相交。沿線村莊有：陽曲村、青龍古鎮(zhèn)、橋溝村、陽曲縣等四個(gè)區(qū)域。項(xiàng)目部承建的三標(biāo)段里程段為K3+442-k5+400，其中包括橋梁工程、道路工程、排水工程和電力工程。本工程場(chǎng)地層為第四系松散堆積物。場(chǎng)地內(nèi)松散層厚度大于100m。主要是由第四系上更新中更新至統(tǒng)沉積的濕陷性粉土、濕陷性粉質(zhì)黏土、粉質(zhì)粘土、砂類土、碎石類土等構(gòu)成。

三、主要研究內(nèi)容

在本工程中，采用馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)確定瀝青混合料配合比作為基準(zhǔn)，調(diào)整基準(zhǔn)配比中鹽化物等體積替代礦粉摻加比例，測(cè)量不同替代比例下混合料高低溫路用性能指標(biāo)。分析指標(biāo)變化規(guī)律，得出鹽化物等體積替代礦粉后，添加在瀝青混凝土中使路用性變差，但都同基準(zhǔn)配比差異不大，且在規(guī)范要求值之上，可以滿足路用性要求，但高低溫性能都隨摻量增加而降低，應(yīng)合理確定摻量。

四、瀝青混合料應(yīng)用的基本質(zhì)量要求

1、是要有足夠的承載能力。在實(shí)際的施工中瀝青路面要承受足夠的交通荷載反復(fù)作用，以免在路面結(jié)構(gòu)中荷載太多而破壞結(jié)構(gòu)層。在鋪筑瀝青混合料時(shí)，基層面層和瀝青下封層，雖然已進(jìn)行過檢查驗(yàn)收，但可能因某種原因使其發(fā)生程度不同的損壞，因此，需進(jìn)行修補(bǔ)，清洗干凈。

2、是要有良好的地溫抗裂性。因?yàn)榛旌狭系蜏乩熳冃文芰涂估瓘?qiáng)度等決定著瀝青路面使用情況，所以在具體的施工中必須綜合考慮這些參數(shù)，有效地避免瀝青路面遭受低溫度破壞現(xiàn)象的影響。因此攤鋪時(shí)，瀝青混合料溫度不低于130～150℃，氣溫在10℃以上，但有大風(fēng)時(shí)，攤鋪在上午9時(shí)至下午4時(shí)進(jìn)行，做到快卸料、快攤鋪、快整平、快碾壓，攤鋪時(shí)的熨平板及其它接觸瀝青混合料的機(jī)具要經(jīng)常加熱。在攤鋪瀝青混合料前，對(duì)接茬處已被壓實(shí)的瀝青層進(jìn)行預(yù)熱，瀝青混合料攤鋪后，在接茬處用熱夯夯實(shí)，熱烙鐵熨平，并使壓路機(jī)沿接茬加強(qiáng)碾壓。雨季施工時(shí)，注意氣象預(yù)報(bào)，加強(qiáng)工地現(xiàn)場(chǎng)與拌和廠聯(lián)系，縮短運(yùn)輸距離，各工序要緊密銜接。運(yùn)料汽車和工地備有防雨設(shè)施，并做好基層及路肩的排水工作。下承層潮濕時(shí)，不能攤鋪瀝青混合料，對(duì)未經(jīng)壓實(shí)即遭雨淋的瀝青混合料，要全部清除，更換新料。

3、是具備抗疲勞性。常規(guī)情況路面壓實(shí)度很大程度制制約著抗疲勞性，故而在進(jìn)行路面設(shè)計(jì)的時(shí)候需要綜合這些因素。壓實(shí)程序分別為初壓、復(fù)壓和終壓三道工序。初壓的目的是整平和穩(wěn)定混合料，同時(shí)為復(fù)壓創(chuàng)造有利條件，是壓實(shí)的基礎(chǔ)，因此要注意壓實(shí)的平整性;復(fù)壓的目的是緊密銜接，且一般采用重型壓路機(jī);終壓的目的是消除輪跡，最后形成平整的壓實(shí)面，因此這道工序不采用重型壓路機(jī)在高溫下完成，否則，會(huì)影響平整度。為保證壓實(shí)表面的平整、密實(shí)及外形規(guī)則，碾壓作業(yè)按壓實(shí)程序的要求進(jìn)行，并對(duì)未壓實(shí)的邊角輔以小型機(jī)具壓實(shí)。

1、實(shí)驗(yàn)部分

（1）鹽化物及礦粉技術(shù)指標(biāo)

以進(jìn)口自日本的鹽化物為試驗(yàn)原材進(jìn)行試驗(yàn)分析，鹽化物結(jié)構(gòu)為多孔狀材料，孔內(nèi)吸附大量鹽。當(dāng)有水作用時(shí)，通過溶解析出作用，孔內(nèi)的鹽緩釋到溶劑水中， 使水的冰點(diǎn)下降，達(dá)到融冰雪的作用。對(duì)鹽化物的密度、鹽分含量和pH值等指標(biāo)測(cè)試。礦粉采購自京山石料廠，以堿性石料為主磨細(xì)制成，外觀無結(jié)塊，質(zhì)量合格。

（2）瀝青指標(biāo)

采用SBS改性瀝青， 試驗(yàn)測(cè)試主要技術(shù)指標(biāo)見表1。細(xì)集料使用人工砂，原巖石為玄武巖，堅(jiān)固性質(zhì)量損失為8.8%，表觀密度2.798 g·cm-3，含泥量為2.4%，砂當(dāng)量為96%。

（3）試驗(yàn)方案

根據(jù)瀝青混合料配合比確定方法， 采用馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)測(cè)定混合料六項(xiàng)指標(biāo)值，確定混合料的最佳油石比， 最終確定出混合料配合比。確定出的配合比作為對(duì)比試驗(yàn)的基準(zhǔn)組， 調(diào)整鹽化物摻量替代礦粉摻加量。保證混合料最佳骨架密實(shí)的情況下，由于礦粉同鹽化物密度不同，為保證礦料間填充效果，采用鹽化物等體積替代礦粉摻加，替代體積比例為0%、25%、50%、75%、100%得到5組配合比。成型車轍板試件做高溫車轍試驗(yàn)，將車轍板試件切割，制作小梁試件做低溫彎曲試驗(yàn)，得到鹽化物等體積替代礦粉不同比例情況下各指標(biāo)的關(guān)系，分析產(chǎn)生原因。

2、試驗(yàn)結(jié)果及分析

（1）基準(zhǔn)配合比確定

混合料類型按照《瀝青混合料施工技術(shù)規(guī)范》密集配AC-13設(shè)計(jì)，按規(guī)范要求級(jí)配范圍值確定粗集料78%、細(xì)集料15%、填料7%的摻配比例合成級(jí)配，按油石比4.3%為基準(zhǔn)，上下浮動(dòng)0.5%和1.0%得到5組油石比，按照馬歇爾試驗(yàn)方法，各油石比成型一組馬歇爾試件，每組4個(gè)， 測(cè)定瀝青飽和度、流值、穩(wěn)定度等6項(xiàng)指標(biāo)值，代入相應(yīng)的公式求取OAC1。

將礦料間隙率、瀝青飽和度、空隙率、流值、穩(wěn)定度滿足規(guī)范要求值范圍作圖，取出符合要求最大值和最小值范圍，求出范圍均值OAC2。由公式算出OAC1為4.4%。根據(jù)指標(biāo)范圍圖得到范圍均值OAC2為4.6%，計(jì)算最佳油石比OAC為4.5%。

（2）高溫車轍試驗(yàn)分析

鹽化物替代礦粉增加的同時(shí)，動(dòng)穩(wěn)定度呈下降趨勢(shì)，當(dāng)鹽化物等體積完全替代礦粉后，動(dòng)穩(wěn)定度仍是規(guī)范值1.79倍，高溫性能良好。從礦粉被鹽化物替代25%、50%、75%、100%體積后動(dòng)穩(wěn)定度值，可以計(jì)算出動(dòng)穩(wěn)定度值下降幅度分別為不添加鹽化物與規(guī)范值差值的5.2%、11.9%、9.3%、14.0%，動(dòng)穩(wěn)定度降低趨勢(shì)如圖1。

平均每增加25%的體積替代量，動(dòng)穩(wěn)定值下降10.1%，從75%到100%替代礦粉時(shí)下降14.0%，說明完全替代對(duì)高溫穩(wěn)定性影響大，應(yīng)考慮保留部分礦粉添加量。分析原因是由于礦粉是堿性，能通過和瀝青的交互作用形成結(jié)構(gòu)瀝青，結(jié)構(gòu)瀝青具有較高黏聚力來聯(lián)結(jié)礦物，利于高溫下穩(wěn)定。鹽化物是利用多孔礦物材料吸附CaCl2和 NaCl鹽類， 有存在裸露在顆粒表面的鹽分降低瀝青的交互作用，對(duì)瀝青粘附性產(chǎn)生影響，礦料顆粒包裹瀝青粘聚力下降，導(dǎo)致高溫穩(wěn)定性變差，比正常礦粉易產(chǎn)生車轍病害。

（3）低溫性能對(duì)比試驗(yàn)

利用養(yǎng)護(hù)完成車轍板在切割機(jī)上切成250 mm×30 mm×35 mm小梁試件，晾干后在溫度-10 ℃和50 mm/min加載速率時(shí)，測(cè)量小梁加載破壞彎拉應(yīng)變值，評(píng)價(jià)低溫抗裂性能。

伴隨鹽化物等體積替代礦粉量增加，瀝青混合料低溫彎拉應(yīng)變值呈下降趨勢(shì)，表明鹽化物的添加使瀝青混合料低溫性能變差。從礦粉被鹽化物替代25%、50%、75%、100%體積后彎拉應(yīng)變值，可以計(jì)算出彎拉應(yīng)變值下降幅度分別為不添加鹽化物與規(guī)范值差值的5.7%、13.0%、11.9%、9.9%，低溫彎拉應(yīng)變降低趨勢(shì)如圖2。沒有產(chǎn)生從替代75%到100%礦粉時(shí)低溫性能下降值較高的情況，低溫性能可以滿足規(guī)范要求。

六、結(jié)論

綜上所述，在公路工程中瀝青混合料試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)瀝青路面使用壽命有著非常重要的作用。本文采用馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，調(diào)整基準(zhǔn)配比中鹽化物等體積替代礦粉摻加比例，根據(jù)路用性能的兩大主要指標(biāo)的試驗(yàn)結(jié)果，得出混合料高低溫性能隨替代礦粉量增大而變差，但都滿足規(guī)范要求值。在配比設(shè)計(jì)時(shí)，完全替代礦粉后高溫性能降低比例較大，所以應(yīng)選擇適合的鹽化物替代礦粉量，避免盲目選擇高添加量追求高效的融雪效果，造成混合料性能影響過大。

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（作者單位：中鐵六局集團(tuán)太原鐵路建設(shè)有限公司）