２００６年第４期 广东公路交通 ＧｕａｎｇＤｏｎｇ ＧｏｎｇＬｕ ＪｉａｏＴｏｎｇ 总第９６期 文章编号：１６７１—７６１９（２００６）０４—００２７—０５ 沥青 路面抗滑表层 ＡＫ一１ ３ Ｂ配合比优化设计 华永平 （广东省长大公路工程有限公司第三分公司，广州番禺５１１４３１） 摘要：河龙高速公路路面采用４ｃｍ厚的ＳＢＳ（Ｉ）一Ｄ改性沥青ＡＫ一１３Ｂ抗滑表层。通过对ＡＫ一１３Ｂ抗滑表层级 配优化，较好地解决了沥青砼路面抗滑与密水的矛盾。 关键词：沥青路面；抗滑表层；配合比；优化设计 中图分类号：Ｕ４１６．２１７ 文献标识码：Ｂ ０ 概述 河龙高速公路起于龙川县柳城镇，止于东 源县仙塘镇。路面结构为４ｃｍ ＳＢＳ（Ｉ）一Ｄ改性 沥青ＡＫ一１３Ｂ沥青砼抗滑表层，６ｃｍ ＳＢＳ（Ｉ）一 Ｄ改性沥青中粒式ＡＣ一２０Ｉ沥青砼中面层，７ｃｍ ＡＨ一７０ 沥青粗粒式ＡＣ一２５Ｉ沥青砼下面层。 象，易使路面出现早期水损害。为了避免透水 现象和减少早期水损害，必将依靠增加沥青用 量来减小空隙率来达到这一目的，但沥青用量 增加可能会造成沥青路面夏天泛油、推移拥包 等路面病害。因此，为了找出一种抗滑性能好 又不透水的级配，我们在ＡＫ一１３Ｂ级配范围内 该路段属高温多雨区，因此在沥青路面施工时， 如何解决好ＡＫ一１３Ｂ路面抗滑与密水的矛盾 显得尤为重要。抗滑表层是沥青砼路面最重要 的路面结构层，它直接承受车轮荷载和自然因 素的作用，应具有平整、密实、耐久及抗车辙、抗 裂抗滑、抗水损害等多方面的综合性能。因此 为了解决上述问题，除了施工过程中必须严把 质量关外，表层的配合比设计也是一个相当重 要的环节。 进行配合比设计的优化，方案是：先假定两种级 配进行试验对比，然后选取最优级配进行目标 配合比和生产配合比设计。 １ 两种级配方案及对比试验 １．１级配线的假设 （１）取ＡＫ一１３Ｂ上限与下限之间的中值作为 研究对象，命名为１ 级配线。 （２）取ＡＫ一１３Ｂ中值与上限值之间的中值为 研究对象，命名为２ 级配线。各筛孔通过百分率 见表１。 在配合比设计时，一般认为按现行规范中 规定的ＡＫ一１３Ｂ级配范围取中值，即为理想级 根据上述假定的理想级配线，通过反配法用 双面各击实５０次制作试件进行马歇尔试验，其结 果如表２。 配线。但根据以往经验该级配可以做出抗滑性 能很好的磨耗层，但往往会出现严重的透水现 表１ １。和２。级配通过筛孔百分率 －２７－ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年第４期 广东公路交通 总第９６期 １．２试验结果分析 理，对面层的质量有保证。因此选择２ 级配为基 １．２．１ 空隙率 准级配进行配合比设计。 沥青混合料矿料组合设计中，空隙率是一个 ２ ＡＫ一１３Ｂ抗滑表层配合比设计 十分重要的技术指标：当Ｖｏ＜３％时沥青路面稳定 ２．１主要材料 度较差；当ｖｏ＞８％时渗水急剧增加，水稳性较差， （１）沥青：采用科氏新粤沥青产品有限公司生 路面极易产生水损害。从表２可看出，在相同沥 产的ＳＢＳ（Ｉ）一Ｄ改性沥青。 青用量的情况下，１ 级配的空隙率比２ 级配平均 （２）粗集料：属火成岩中性偏酸石料，经检测 大２％左右，由此亦可以判断１ 级配比２ 级配透水 其ＳｉＯ 含量为６１．４％，压碎值为１０．７％，吸水率 性可能要大得多，假如选用相同空隙率进行施工， 为０．３５％，掺２％水泥作为抗剥落剂后其粘附性达 １ 级配要增加１％左右的沥青用量才能达到相同 到５级。 的密水效果。 （３）细集料：采用中性火成岩石屑＋中砂。 １．２．２饱和度 （４）填料：石灰石矿粉＋Ｐ．０ ３２．５Ｒ普通硅酸 １ 级配沥青用量在５．２１％～６．Ｏ％才能满足 盐水泥。 要求，比２ 级配增加多０．５％。 经检测上述原材料各项技术指标均符合规范 １．２．３矿料空隙率 要求（具体数据略）。 在沥青用量相同的前提下，其矿料空隙率１ ２．２目标配合比设计 级配最少增加１．３％，才能达到与２ 级配相同的矿 各种矿料筛分结果及合成级配计算结果见 料空隙率。 表３。 １．２．４稳定度与流值 我们按表３筛分结果进行目标配合比合成级 从技术指标看１ 级配比２ 级配稍差一些，但 配计算，得出各种矿料的用量比例为：石１１— 都符合规范要求。 １５ｒａｍ：石６～１１ｍｍ．＂－石３—６ｍｍ：石屑０—３ｍｍ：砂 １．２．５分析 ：矿粉：水泥＝３７：３１：５：１８：５：２：２。根据矿料比例， 试验结果表明，２ 级配比１ 级配各项技术指 取５个不同的沥青用量（油石比分别为４．Ｏ％、 标都比较优良，在相同的控制技术指标下还可减 ４。５％、５．Ｏ％、５．５％、６．Ｏ％）进行马歇尔击实成型 少沥青用量，从而节约工程成本，而且技术方案合 试件。其试验结果见表４。 ・２８・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年第４期 华永平沥青路面抗滑表层ＡＫ一１３Ｂ配合比优化设计 总第９６期 表３各种矿料筛分结果及合成级配计算结果 序号 沥青用量 油石比 理论密度 实测密度 稳定度 流值／ 空隙率 饱和度 ／（％） ／（％） ／（ｇ／ｅｒａ ） ／（ｇ／ｃｍ ） ／ｋＮ （１／１０ｍｍ） ／（％） ／（％） 依据表４试验结果绘成沥青用量关系图 石１１～１５ｒａｍ：石６—１ｌｍｍ：石３—６ｒａｍ：石屑０— （图略）。结合当地处于高温多雨区的情况，选 ３ｍｍ＂砂：矿粉：水泥＝３７：３１：５：１８：５：２：２，油石比 定ＡＫ一１３Ｂ沥青混合料最佳沥青用量为 为５％。 ４．７６％。 ２．３生产配合比设计 采用选定的最佳沥青用量检验其水稳定性等 为了确定沥青混合料拌和楼各热料仓的集料 技术指标，其试验结果为：动稳定度６ ３６１（次／ 比例和填料的用量以及最佳油石比，进行生产配 ｍｍ），马歇尔稳定度１２．４６ｋＮ，浸水马歇尔残留稳 合比设计。按目标配合比确定的矿料比例供料， 定度８６．８％，劈裂抗拉强度比９４．６％，弯曲破坏应 经过加热及拌和机的二次筛分后，再从热料仓取 变２ ５３０１ｘｅ，渗水系数７０（ｍｍ／ｍｉｎ）（采用轮碾机成 样筛分，计算得出各热料仓的矿料比例分别为１ 型车辙试块后再进行渗水试验）。试验结果表明 仓１ １—１４ｍｍ：２ 仓７—１１ｍｍ：３ 仓３—７ｍｍ：４ 仓０ 各项指标均满足规范设计要求，说明２ 级配配合 —３ｍｍ：ＳＢＳ（Ｉ）改性沥青＝２５：２８：２０：２２：３：２：５。 比设计达到预期效果，并由此确定目标配合比为： 合成级配计算结果见表５。 表５生产配合比合成级配通过百分率 根据各热料仓的矿料比例，取目标配合比设 ４．６％、４．９％、５．２１％）分别进行马歇尔击实试验， 计的最佳沥青用量±０．３％三个沥青用量（即 其结果见表６。 ・２９・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年第４期 广东公路交通 表６ ＡＫ一１３Ｂ生产配合比马歇尔试验结果 总第９６期 将三组试验结果绘成沥青用量关系图（图 工前铺筑了４００ｍ长的试验路。试验段各项技术 略）。从图中求取相应密度最大值的沥青用量为 口ｌ＝４．９％，相应于稳定度最大值的沥青用量为口 ＝５．Ｏ％，要求的目标空隙率（４．５％）的沥青用量 ＝４．９５％及沥青饱和度范围的中值的沥青用量 口４＝４．９％，求出ＯＡＣ１＝４．９４％，ＯＡＣ ｉ。＝４．６５％， ＯＡＣ ＝５．２％；ＯＡＣ２＝４．９２％，ＯＡＣ＝４．９３％。 指标的具体检测数据见表８、表９、表１Ｏ。 表７ ＡＫ一１３Ｂ生产配合比各项技术指标 结合南方地区多雨湿热地区，取低值比较有利于 高温稳定性，因此选定最佳沥青用量为４．９％，然 后根据选定最佳沥青用量配制试件进行水稳定性 检测和高温稳定性、渗水系数等指标的检验。其 结果见表７。 从表７可知各指标均符合规范要求。 ２．４生产配合比验证 为了验证生产配合比的可靠性，在大面积施 表８试验段抽提筛分试验结果 表９试验段马歇尔试验结果 ・３Ｏ・ 维普资讯 http://www.cqvip.com
２００６年第４期 华永平沥青路面抗滑表层ＡＫ一１３Ｂ配合比优化设计 表１０试验段质量检测结果 总第９６期 从以上检测结果可以看出，各项技术指标均能 满足技术规范要求。从施工过程观察该混合料在 碾压时没有产生推移、松散等异常现象，容易碾压 成型，施工质量易于控制。其铺面颗粒结构亦非常 均匀，无明显离析现象，下雨时可看到路面有明显 的一层均匀的水膜，进一步表明该２ 级配满足了抗 滑与密水两方面的性能。 该２ 级配经过大面积的施工跟踪检测，其构造深度 范围在０．７８～０．９５ｍｍ之间，渗透系数在４Ｏ～ ９３ｍＬ／ｍｉｎ之间，现场空隙率在４．Ｏ％～５．６％之间， 通过这些数据亦说明该级配能较好地解决了抗滑 与密水的矛盾。 参考文献： ［１］公路沥青路面施工技术规范ＪＴＧ ＦｄＯ一２００４［ｓ］． 北京：人民交通出版社，２００４． ［２］广东省长大公路工程有限公司．广东省沥青路面 ３ 结语 通过对ＡＫ一１３Ｂ配合比进行优化设计，从中 体会到在相同沥青用量情况下其级配线走向与混 合料空隙率、沥青用量、饱和度、稳定度等技术指标 密水抗滑磨耗层研究报告［Ｒ］．２００３． （收稿日期：２００５—１０—２０） 有着密切关系，如何合理优化级配，值得我们关注。 （上接第４页） 参考文献： ［６］陈惠发．极限分析与土体塑性［Ｍ］．北京：人民交 通出版社，１９９５． ［１］章定文，刘松玉．软土地基上高速公路加宽工程中 的问题与对策探讨［Ｊ］．路基工程，２，００３，（３）：３４—３８． ［７］王敬林，郑颖人，陈瑜瑶．岩土材料极限分析上界 ［２］陈海珊，胡永深．广佛高速公路加宽工程的软基处 理［Ｊ］．广东公路交通，１９９８，（３）：４７—５０． ［３］Ｊｕｈａ Ｆｏｒｓｍａｎ，Ｖｅｌｉ—Ｍａｔｔｉ Ｕｏｔｉｎｅｎ．Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ ｒｅｉｎ— ｆｏｒｃｅｍｅｎｔ ｉｎ ｔｈｅ ｗｉｄｅｎｉｎｇ ｏｆ ａ ｒｏａｄ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｏｎ ｓｏｆｔ ｇｒｏｕｎｄ 法的讨论［Ｊ］．岩土力学，２００３，（４）：５３８～５４４． ［８］孙伟，龚晓南，孙东．高速公路拓宽工程变形 性状分析［Ｊ］．中南公路工程，２ｏ０４，（４）：５３—５５． ［９］聂鹏，曲向进，刘奉侨．沈大高速公路改扩建工 程路基加宽容许工后不均匀沉降指标研究［Ｊ］．公路交通科 技，２００５，（１１）：１８一加． ［Ｊ］．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｆｏｒ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅ， Ｂａｌｋｅｍａ，Ｒｏｔｔｅｒｄａｍ，１９９９：１４８９—１４９６． ［４］陈忠平，王树林，邓江．气泡混合轻质土填土新 技术［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００４． ［５］黄琴龙，凌建明，吴征，钱劲松．ＥＰＳ轻质填料处 ［１０］黄琴龙，凌建明，钱劲松．新老路基工后差异变形 对路面结构的影响［Ｊ］．同济大学学报，２００５，（６）：７５９—７６２． （收稿日期：２００６—０７—０２） 治平原软基地区路基拓宽工程［Ｊ］．塑料，２００４，（６）：７４－７９． Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ ａｐｐｌｙｉｎｇ ＦＬＭ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｔＯ ｗｉｄｅｎｉｎｇ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｏｆ ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ ＱＩＡＮ Ｎｉ—ｇｕｉＬ．ｚＨＯＵ Ｃｈｕｎ—ｅｒＬ．ＬＩ Ｇｕｏ—ｗｅｉ （１．Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｈｕａｌｕ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｉａｌ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏ．Ｌｔｄ．Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１０４２０，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｈｏｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００９８，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗ ｌｉｍｉｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ＰＬＡＸＩＳ．ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｓ ｏｆ ＦＬＭ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｌｏｐｅ ｒａｔｉｏｓ，ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｓｏｆｔ ｓｏｉｌ ｆｕｎｄａｍｅｎｔ ｔｒｅａｔｍｅｎｔｓ。ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｈｉｇｈｓ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｆｏｒｍ ｏｆ ＦＬＭ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ ｉｓ ｏｆｆｅｒｅｄ，ｗｈｉｃｈ ｐｒｏｖｉｄｅｒ ｇｕｉｄｅｌｉｎｅｓ ｆｏｒ ｆｕｒｔｈｅｒ ｄｅｓｉｇｎ ．ａｎｄ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒｏａｄｂｅｄ ｗｉｄｅｎｉｎｇ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ＦＬＭ ｅｍｂａｎｋｍｅｎｔ；Ｅｘｐｒｅｓｓｗａｙ；Ｒｏａｄｂｅｄ ｗｉｄｅｎｉｎｇ；Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｓｅｔｔｌｅｍｅｎｔ ・３１・
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