大粒径透水性沥青混合料设计及施工

大粒径透水性沥青混合料设计及施工

刘相呈(山东恒建工程监理咨询有限公司，山东潍坊261061)

摘要:结合青莱高速公路马莱段路面工程，介绍大

粒径透水性沥青混合料的概念、混合料设计以及

施工质量控制等内容。

关键词:大粒径透水性沥青混合料;LSPM;混合料

设计;施工质量控制

中图分类号:U416.204文献标识码:B

ConstructionandMixtureDesignof

LargeStonePorousasphaltMixes

LiuXiang-cheng

Abstract:CombinedwiththepavementprojectofQing-

LaiExpressway,thispaperintroducesthecontentsof

LargeStonePorousasphaltMixesindetailsuchasthe

concept,mixturecompositiondesignandconstruction

qualitycontrol.

Keywords:LargeStonePorousasphaltMixes;LSPM;

mixturedesign;constructionqualitycontrol

引言

半刚性基层沥青路面是我国最主要的路面结构

形式，在我国已建成的高等级公路上中，此种路面结

构形式占75%以上。半刚性基层具有较高的承载能力和抗变形能力、良好的抗冻性及经济实用的特点，

为我国公路建设的飞速发展做出了重要贡献。但半

刚性基层本身易开裂、水稳定性差，目前部分半刚性

基层沥青路面在路面竣工后较短的时间内就已经出

现了不同的损坏现象，有些还比较严重。

为解决我国半刚性沥青路面高等级公路的早期

损害问题，人们在吸收国外有用经验的基础上，引进

发展了大粒径透水性沥青混合料(LargeStonePorousasphaltMixes，以下简称LSPM)柔性基层技术。本文

结合青莱高速公路介绍ISPM柔性基层技术在高等级

收稿日期:2007-08--03作者简介:刘相呈(1970-)，男，山东临驹人，工程师。

一50一公路建设中的应用，以期为LSPM柔性基层在高等级

公路中的发展应用做出有益探索。1LSPM概述

LSPM是一种新型的沥青混合料，通常由较大粒径(25-62mm)的单粒径集料形成骨架、由一定量的细集料形成填充、组成的骨架型沥青混合料。它不同

于一般的沥青处治碎石混合料(ATPB)基层，也不同

于密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)。沥青处治碎

石(ATPB)粗集料形成了骨架嵌挤，其基本上没有细

集料填充，因此空隙率很大，一般大于18%，具有非常好的透水效果，但由于没有细集料填充空隙率过大其

模量较低而且耐久性较差。密级配沥青稳定碎石混

合料(ATB)也具有良好的骨架结构，空隙率一般在

3%-6i%，因此其不具有排水性能。LSPM级配经过

严格设计，其形成了单一粒径骨架嵌挤，并且采用少

量细集料进行填充，提高混合料模量与耐久性，在满

足排水要求的前提下降低混合料的空隙率，其空隙率

一般为13%-18%，因此其既具有良好的排水性能又

具较高模量与耐久性。

LSPM具有以下特点:(1)级配良好的LSPM可以

抵抗较大的塑性和剪切变形，承受重载交通的作用，

具有较好的抗车辙能力;(2)LSPM具有良好的排水功

能，可以兼有路面排水层的功能;(3)由于LSPM有较

大的粒径和较大的空隙，它可以有效地减少反射裂

缝;(4)大粒径集料的增多和矿粉用量的减少，减少比

表面积，减少了沥青总用量，从而降低工程造价;(5)

与通常的半刚性基层相比，提高了工程施工速度，减

少了设备投人;(6)在大修改建工程中，可大大缩短封

闭交通时间，社会经济效益显著。2LSPM混合料设计

2.1试验原材料

本文沥青为MAC改性沥青，其性能检测结果如

表1。为了提高沥青混合料的抗水损害能力，用生石灰粉代替矿粉，其视密度为2.573扩c时。粗细集料均

为石灰岩，集料各项性能指标的测试结果如表20

山东交通科技2007年第4期

表1MAC改性沥青性能指标检测结果

检测项目单位实测结果技术要求试验方法

针人度(251,100g,5s)

软化点(环球法)60℃动力粘度，

闪点

溶解度(三氯乙烯)35--60

<70

-r-300

>230IU604

10606

ASTMD4957&10620，且7

CU月咔1‘0

1

06

｝b6

649

83

985

348

旋转薄膜加热试验质量损失

针入度比(25`C)99.62

0.10<99

士1.0

<70℃

%

%

%

表2集料基本性能测试值

检测结果指标单位30一2020一1010一55一33一0技术要求肠

翔

召

邓石料压碎值

洛杉矶磨耗损失

对沥青的粘附性-

细长扁平颗粒含量水洗<0.075mm颗粒含量

表观相对密度

细集料的棱角性

砂当量24.5

19.6

>0.5(10)%

%

级

%

%

2.7409.911.5

0.10.1

2.7272.7432.7399.8

2.734

45.5

88.3%

%

2.2级配设计青莱高速公路马莱段选用LSPM一30作为柔性基《大粒径透水性沥青混合料柔性基层设计与施工指

南》，LSPM一30级配如表30

层，在选择级配时，笔者参照山东省交通厅公路局的

表3LSPM一30级配

筛孔尺寸(mm)

37.531.5

10010026.519.013.24.752.36

通过率(%)

9055.743.319.58.80.150.075

3.32.95

99.

32

2.3最佳油石比确定本文中借鉴国内外的经验，采用沥青膜厚度、设

计空隙率并综合析漏与飞散试验方法确定最佳沥青

用量。首先根据沥青膜厚度和集料比表面积初定沥

青用量;再按沥青用量成型试件测定体积指标，然后

分别进行析漏试验、飞散试验;根据析漏试验及飞散

试验确定的沥青用量范围，并参照沥青膜厚度与空隙

率要求，最终确定排水性沥青混合料的最佳沥青用

量，在保证各项指标的前提下尽量使沥青膜厚度增

大。为了避免大粒径粗集料颗粒被压碎，本文试验采用旋转压实仪进行试件成型，旋转压实的设计压实次

数为100次，成型温度取160cC，每组3个试件。将成

型试件用计算法测定试件密度并计算空隙率，计算法

为直接采用游标卡尺测量试件的直径和高度计算试

件的体积，然后根据试件重量直接计算试件的密度。

参照山东省交通厅公路局的《大粒径透水性沥青

混合料柔性基层设计与施工指南》，分别选取2.7%、3.1%,3.5%三种油石比采用旋转压实仪成型试件，

并用计算法测定试件密度，计算混合料的最大理论密

度、空隙率、沥青膜厚度，进行析漏与飞散试验，试验

结果见表40

刘相呈:大粒径透水性沥青混合料设计及施工

表4LSPM一30试验结果

油石比(%)试件密度(可cm3cm)最大理论密度(岁cm3cm)空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青膜厚度(Ei,m)析漏损失(%)飞散损失(%)

2.168

2.180

2.1752.610

2.594

2.5770.0420.815.9

15.621.70.07

0.0818,3

16.74

，冲:勺1‘.12

227

31

35

根据试验结果及LSPM技术指标要求，并综合考虑经济因素，最终选定最佳沥青含量为3.1%。3LSPM施工注意事项

3.1离析控制

由于LSPM一30粒径较大，最粗一级的粗集料含

量在50%左右，沥青用量小，LSPM一30较普通热拌沥

青混合料更容易离析。为了减少离析，施工过程中采

取了如下措施:(1)严格控制原材料的质量，完善管

理，减小集料颗粒组成变异性;(2)混合料拌和过程

中，要严格控制拌和时间，确保集料被沥青完全裹覆，

且混合料均匀，没有出现大、小骨料聚集细集料抱团

的现象，防止基层路面出现规律性的块状离析;(3)料

车做到前后移动分多堆装车，运输车辆应当备有覆盖

蓬布，以保证混合料在运输过程中温度尽量不损失;

(4)采用两台摊铺机联合铺筑，减小螺旋送料器输送

混合料的距离，可大幅度减少离析;(5)严格控制摊铺

速度，保持摊铺机料斗至少半满且保证螺旋送料器两

侧料高不低于送料器高度的2/3，能够有效避免离析。3.2压实控制

LSPM一30铺筑厚度较大(15cm)且混合料结构

属于嵌挤结构，因而压实过程和压实方式与传统的混合料有明显的区别。在碾压过程中，由于LSPM一30

混合料的压实度测定较为困难，施工中可采用精密水

准仪测定每一遍压实后的高程变化，同时观察混合料

的表观变化。当高程变化较大且石料有破碎现象时，说明已经过度碾压，需减少压实遍数。在复压过程

中，轮胎压路机通过其独有的搓揉作用，使混合料中

颗粒可以前后左右错动，使其重新排列而达到最稳定的位置，使混合料更加密实。通过对LSPM一30压实

效果观测和检验，总结出LSM一30的碾压方案如下:

(1)初压:采用llt光轮压路机及时跟进摊铺机，静压2遍，压实速度控制在1.52km/h，相邻碾压带重叠

宽度为20cm,碾压时注意做到紧跟、慢压，以达到稳

压和保证平整度的目的。(2)复压:采用13t振动压

路机进行振压，振压遍数为4遍，相邻碾压带重叠宽

度为20cm，压实速度控制在3-5km/h。振压完毕之

后，采用26t胶轮压路机再碾压1遍，压实速度控制在

3-5km/ho(3)终压:采用13t双钢轮压路机静压至

无轮迹。

4结语

(1)采用旋转压实仪进行LSPM混合料设计，可

降低大粒径粗集料被破碎的程度，能更好地模拟现场

碾压。(2)LSPM最佳沥青用量采用沥青膜厚度、设计空隙率并综合析漏与飞散试验方法确定。(3)LSPM

的施工与传统的混合料有明显的区别，在施工中尤其

要重视离析问题和压实工艺。

参考文献:[ljJTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范〔S].[21JTGE42一2005，公路工程集料试验规程【S].[31JTJ052-2000，公路工程沥青及沥青混合料试验规程

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