AC_13型普通沥青混凝土上面层在兴畲高速公路中的应用

2009年09期(总第57期)作者简介：张国良（1974-），男，广东五华人，工程师。

沥青混凝土路面由于具有行车舒适、噪音较低、施工方便、完工后即可开放交通、维修简单等特点，在我国高等级公路建设中占有的比重越来越大，但随着我国经济水平的不断提高，交通量的不断增加，特别是重载、超载现象比较严重，且沥青由于具有固、塑、液三种性质，对气候条件的敏感性较大，沥青路面发生水损害和高温破坏的现象比较严重。

因此，为解决上述问题，材料研究人员在普通沥青内掺入其他成分，以改善普通沥青的各种性能，这就是我们常用的改性沥青。

目前主要常见的改性沥青有改善低温抗裂性的SBR 改性沥青、改善高温稳定性的PE 改性沥青和即改善低温抗裂性又改善高温稳定性的SBS 改性沥青。

广东省地处我国南部沿海地区，年平均气温约为19～24℃，最热月平均气温约为28～29℃，气温较高；年平均降水量在1300～2500mm 之间，降雨量比较充沛，多集中在4～9月份；广东省经济水平较高，交通运输网络比较发达，交通量较大，特别是货车较多，重载、超载现象极为严重，经常造成沥青路面发生水损害和高温破坏。

因此，广东省高等级公路的沥青路面结构一般为8cm 普通沥青混凝土下面层+6cm 普通沥青混凝土中面层+4cmSBS 改性沥青混凝土上面层，上面层一般采用AC-13型沥青混合料。

但随着广东省对环境保护要求的提高和普通沥青混凝土再生技术的不断发展，SBS 改性沥青混凝土由于无法再生利用等缺点，广东省在个别交通流量较小的高速公路沥青路面上面层施工中越来越趋向于采用AC-13型普通沥青混凝土。

为了解决广东省AC-13型普通沥青混凝土上面层抗水损害及抗高温性能较差的问题，依托兴畲高速公路项目沥青路面工程，通过室内对AC-13型普通沥青混合料的研究，提出了相关的配合比设计方法和施工工艺，为广东省AC-13型普通沥青混凝土上面层的施工提供了参考。

1工程概况兴畲高速公路位于广东省东部地区，全年温度较高，降雨量丰富。

兴畲高速公路路线长24.86km ，主线路面结构主要为8cmAC -25型沥青混凝土下面层+6cmAC-20型沥青混凝土中面层+4cmAC-13型沥青混凝土上面层。

由于本高速公路建成通车后交通量较小及投资成本等方面的影响，上面层最终决定采用AC-13型普通沥青混凝土。

2原材料性质2.1沥青沥青采用泰国产泰普克牌70#道路石油沥青，其主要技术指标见表1所列。

2.2集料由于沥青中含有的表面活性物质如沥青酸、酸酐等都呈酸性，因此根据酸碱理论，沥青与碱性石料之间具有良好的黏附性，而与酸性石料粘附性较差，在水的侵AC-13型普通沥青混凝土上面层在兴畲高速公路中的应用张国良1,王钊2(1.广东梅河高速公路有限公司，广东兴宁514571；2.广东华美加工程顾问有限公司，广东广州510627)摘要：通过室内沥青混合料的配合比设计，文章提出了适合兴畲高速公路项目气候条件的AC-13型沥青混合料配合比设计方法，并通过依托工程，确定了现场施工工艺。

试验结果表明，同时参考AK-13A 和AC-13级配范围并采用S 形级配曲线的AC-13型普通沥青混合料可同时兼顾抗水损害性能、高温稳定性能和抗滑性能，解决了在广东省内使用AC-13型普通沥青混凝土上面层出现抗水损害及抗高温性能较差的问题，为广东省AC-13型普通沥青混凝土上面层的施工提供了参考。

关键词：AC-13；沥青混凝土；上面层；兴畲高速公路；应用中图分类号：U41文献标识码：B81蚀作用下易发生脱落。

因此，为提高沥青与集料的黏附作用，增强上面层沥青混凝土的抗水损害能力，上面层集料宜选用中、碱性岩石。

最终选定丰顺埔寨石场生产的长英质角岩，其主要技术指标见表2和表3所列。

3AC-13型普通沥青混合料配合比设计3.1设计思路在沥青路面的上面层AC-13型沥青混合料配合比设计中，不仅要考虑沥青混合料的抗水损害性能和抗高温稳定性能，而且要考虑沥青混合料的抗滑性能，抗滑性能的好坏直接影响着行车的安全，也是表征上面层沥青混合料配合比设计好坏的一个重要指标。

提高沥青混合料抗水损害性能的措施除了采用改性沥青、碱性碎石表3细集料技术指标和掺加抗剥落剂外，还必须采用比较密实的沥青混合料级配曲线，即沥青混凝土比较密实，雨水不易通过空隙渗入沥青混凝土的内部、从而在行车荷载的反复作用下造成水损害；但对于过密实的沥青混凝土，势必会增加细集料的用量，造成沥青混凝土无法形成骨架结构，在高温气候及行车荷载的作用下，极易出现车辙，发生高道路工程822009年09期(总第57期)2009年09期(总第57期)温稳定性破坏；同时，过密实的沥青混凝土其抗滑性能远远低于粗集料用量较多的沥青混凝土；但粗集料用量较多的沥青混凝土，其抗滑性能和高温稳定性能虽然得到了提高，但由于其内部空隙无法填充密实及现场施工可能造成的离析，增大了渗水能力，降低其抗水损害能力，这对降雨量丰富的广东省的沥青上面层，尤其是普通沥青混凝土上面层来说，是一个巨大的问题。

因此，上面层普通沥青混凝土配合比设计，一定要找到抗水损害性能、抗高温性能及抗滑性能三者之间的平衡点，最大限度的保证各项指标均满足设计要求。

在《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）使用期间，广东省沥青路面上面层一般采用AK-13A 型沥青混合料，对提高沥青混凝土的高温稳定性和抗滑性能起到了重要作用，但规范中未要求沥青混凝土的抗渗水性指标，造成部分沥青混凝土路面过于追求抗滑性能而导致抗渗水性能较差；随着《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的实施，广东省沥青路面上面层逐渐采用了AC-13型沥青混合料，此类型沥青混合料与AK-13A 型沥青混合料相比，增加了2.36mm 以下碎石的用量，从而增大了沥青混凝土的密实性，增强了抗渗水性能，但沥青混凝土的抗滑性能及抗高温稳定性能则降低很多。

因此，为保证上面层沥青混凝土的抗水损害性能、高温稳定性能和抗滑性能，沥青混凝土的配合比可参考AK-13A 型和AC-13型级配范围进行设计；同时，为进一步提高普通沥青的高温稳定性能，设计级配时，可适当增加中间档次的粗集料，适当减少靠近最大粒径的粗集料和细集料中较细部分的比例，形成一条S 型级配曲线，使沥青混合料形成嵌挤密实结构。

3.2AC-13型普通沥青混合料配合比设计根据上述配合比设计思路，兴畲高速公路AC-13型普通沥青混合料级配见表4和图1。

考虑到S 形级配曲线中间档次粗集料较多，增加了沥青混合料的压实难度，因此，提高了室内马歇尔试验的相关温度：沥青加热温度控制在160～165℃，矿料加热温度为170～180℃，沥青混合料拌和温度为155±5℃，击实温度为150℃。

马歇尔试验结果和沥青混合料路用性能试验结果见表5所列。

图1AC-13普通沥青混合料级配组成试验结果表明，AC-13型普通沥青混合料的马歇尔体积指标和路用性能指标均满足规范要求，其中，动稳定度指标不仅满足规范要求，而且远远高于不小于1200次/mm 的广东省的要求，表现出了良好的高温稳定性能。

而渗水系数和构造深度由于是在室内车辙板上进行的试验，试验数据只能用来参考，需进一步在现场得到验证。

4现场施工工艺根据AC-13型沥青混合料的室内配合比结果，考虑到此类型沥青混合料难于压实及对抗渗水性要求较高，需增大钢轮压路机的压实功率和胶轮压路机的揉搓效果，最终通过试验路确定的施工工艺如下：（1）沥青加热温度160～165℃，矿料加热温度180～190℃，沥青混合料出料温度为165～175℃；拌和时间为45s ，其中干拌5s ，湿拌40s ；（2）摊铺温度150～160℃，初压温度不低于145℃，终压温度不低于90℃；（3）采用12t 钢轮压路机3台，26t 胶轮压路机2台，其中1台12t 钢轮压路机用于终压；碾压遍数为钢轮压路机振压4遍，胶轮压路机紧跟碾压3遍，钢轮压832009年09期(总第57期)由公式(2)计算得分流点至匝道半径起点最大的匝道减速段长度L D max 。

当设计的分流点至匝道半径起点的间距L D ＜L D min 时，设置的匝道减速段太短；当L D ＞D max 时，设置的匝道减速段过长。

当L D min ≤L ≤L D max 时，设计经济安全，取值合理。

4结语本文通过减速车道概念的明确，分析了车速与平面线形曲率的关系，给出了减速车道平面线形设计参数的合理范围，避免了取值的盲目性和随意性，为平面线形优化设计提供了定量的判断方法，因而对减速车道的设计具有一定指导意义。

由于国内对减速车道的研究刚刚起步，车辆平均车速、减速度的合理取值还需进行大量的观测和研究，以尽早拿出符合中国国情的成果，使互通立交减速车道的设计更好地满足车辆在减速过程中的行驶特征。

参考文献：[1]JTG D20-2006，公路路线设计规范.[2]徐吉谦，主编.交通工程总论.人民交通出版社，1991.[3]M ·Livneh and A ·Polus (1988)．Vehicle behavior on deceleration lanes ．Journal of Transportation Engineering.v0I.114，NO.6.[4]美国交通委员会.道路通行能力手册.中国建筑工业出版社，1991.[5]日本道路公团.日本高速公路设计要领.陕西旅游出版社，1991.[6]贸栓海，等编著.道路立交的规划与设计.人民交通出版社，1994.[7]孙家驷，等编著.道路立交枢纽设计.电子科技大学出版社，1996.路机终压1遍。

据此施工工艺施工，沥青混合料拌和比较均匀，没有出现花白料和明显的离析现象，各热料仓未出现溢料现象，且铺筑的沥青路面达到了平整、密实、均匀的碾压效果。

同时，为进一步验证AC-13型沥青混合料的抗渗水性、高温稳定性和抗滑性能，在试验路铺筑过程对相关指标进行了检验，检验结果见表6所列。

检测结果表明，从拌和楼取样的动稳定度和残留稳定度结果均和室内拌和试验结果相差不大，且压实度、渗水系数和构造深度均能满足设计要求，因此，AC-13型普通沥青混合料的配合比设计结果及施工工艺可以较好的满足指导沥青路面施工的需要。

5结论（1）提出了兼顾抗渗水性能、高温稳定性能及抗滑性能的AC-13型普通沥青混合料的配合比设计方法，为其在广东省的应用提供了参考。

（2）AC-13型普通沥青混合料室内配合比设计除了马歇尔试验过程中温度提高外，其它设计步骤与常规方法相同。

（3）提出了AC-13型普通沥青混凝土的施工工艺，其各施工阶段的施工温度应提高外，还需增大钢轮压路机的压实功率和胶轮压路机的搓揉效果。

参考文献：[1]JTJ 032-1994，公路沥青路面施工技术规范．[2]JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范．[3]JTJ 052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程．[4]彭波，等．多级嵌挤密实型沥青混合料路用性能研究．重庆交通学院学报，2005(06)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．（上接第80页）道路工程84。