多碎石瀝青砼施工方法探討（一）

　　一、多碎石瀝青混凝土產(chǎn)生的背景及其組成原理：

　　我國瀝青混凝土路面設(shè)計(jì)多用二層或三層結(jié)構(gòu)，主要為了滿足路面結(jié)構(gòu)對混凝土熱穩(wěn)性、不透水性、耐久性和抗滑等方面的要求。規(guī)范中根據(jù)空隙率大小分為Ⅰ型（3%～6%）、Ⅱ型（6%～10%）兩種類型的砼。Ⅰ型砼抗?jié)B性能好，但其熱穩(wěn)性和抗滑效果都比較差。Ⅱ型砼透水性好，結(jié)構(gòu)層積水經(jīng)冬季凍融及行車產(chǎn)生的孔隙水壓力作用，路面易出現(xiàn)早期破壞。Ⅱ型砼空隙率較大，瀝青老化較快，壽命相對降低。針對Ⅰ型、Ⅱ型砼存在的問題，結(jié)合兩種類型砼特點(diǎn)，沙慶林院士提出了多碎石瀝青砼的理論。該類型的砼集兩者優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)解決了熱穩(wěn)性、防水性和抗滑性幾大問題，提高了瀝青砼表面的粗造度，使高速行車更安全。98年我公司分別在天津疏港公路和106河北衡水段采用多碎石瀝青砼，取得較好的效果。疏港公路獲業(yè)主重獎(jiǎng)；106衡水段經(jīng)過一年通車平整度在0.7mm以下，該工程被提名河北省98年度工程質(zhì)量第一名，現(xiàn)評定工作尚在進(jìn)行。

　　我們知道，Ⅰ型瀝青混凝土的耐久性好，表面摩擦系數(shù)易滿足要求，但表面構(gòu)造深度只有0.3mm左右。因此Ⅰ型瀝青混凝土的缺點(diǎn)是表面構(gòu)造深度達(dá)不到要求。Ⅱ型瀝青混凝土的碎石含量大，細(xì)料和填料的含量少，表面構(gòu)造深度深，易滿足規(guī)范要求，而且抗形變能力較強(qiáng)，缺點(diǎn)是透水性過大。

　　如果瀝青混凝土下層或中下層也是采用孔隙率較大的Ⅱ型瀝青混凝土甚至瀝青碎石，雨水將容易透過瀝青面層滯留在半剛性基層的表面和滯留在混合料的內(nèi)部。停留在基層表面的自由水容易沖刷基層表面的細(xì)料并導(dǎo)致唧漿現(xiàn)象，使面層與基層脫開，面層表面產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變，甚至發(fā)生局部坑洞，存留在瀝青混凝土土中的水在夏季行車的作用下容易促使瀝青剝落甚至松散現(xiàn)象，使面層混凝土穩(wěn)定性較大降低并形成較嚴(yán)重的轍槽。在冰凍地區(qū)的冬季，存留在面層混凝土中的水使瀝青混凝土在泡水的情況下反復(fù)凍融唧漿嚴(yán)重影響瀝青混凝土的強(qiáng)度和縮短其抗疲勞壽命。

　　故此，表面層使用Ⅰ型或Ⅱ型瀝青混凝土都將影響其使用性能或使用壽命，那么就存在這么一個(gè)技術(shù)問題：即要使高等級公路表面層抗滑性能好而透水性又小。如果將Ⅰ型和Ⅱ型瀝青混凝土兩種顆粒組成的特點(diǎn)結(jié)合在一起形成一種新的礦料級配，就有可能達(dá)到使瀝青混凝土表面層的構(gòu)造深度較深，孔隙率和透水性也小。于是就組成了新的中粒式瀝青混凝土級配范圍，這就是多碎石瀝青混凝土。

　　多碎石瀝青砼（SAC-16）是一種粗集料斷級配瀝青砼，瀝青用量較少，用視密度和毛體積密度大、吸水率小的玄武巖時(shí)，兩面各擊75次馬歇爾實(shí)驗(yàn)的最佳瀝青用量（油石比）在4.5%-4.8%.用改性瀝青時(shí)，瀝青用量約可增加0.4%，除初始實(shí)驗(yàn)路外，SAC-16都使用純?yōu)r青，以節(jié)省投資，SAC-16有三個(gè)特點(diǎn)：一是馬歇爾的空隙率V為3.5%～4.2%，在保證壓實(shí)度的前提下，其透水性??；二是抗永久變形的能力（即高穩(wěn)穩(wěn)定性強(qiáng)），其動(dòng)穩(wěn)定度為傳統(tǒng)瀝青砼AC-25-Ⅰ型的1.29～1.74倍；三是表面粗造度好，TD>0.8MM，SAC-16已在我國高速公路上應(yīng)用超過1000公里。

　　多碎石砼和普通砼級配比較

級配范圍

篩孔尺寸
　
混和料類型　 19　 16　 13.2　 9.5　 4.75　 2.36　 1.18　 0.6　 0.3　 0.15　 0.075　 AC-16I　 100　 95-100　 75-90　 58-78　 42-63　 32-50　 23-37　 16-28　 11-21　 7-15　 4-8　 AC-16Ⅱ　 100　 90-100　 65-85　 50-70　 30-50　 18-35　 12-26　 7-19　 4-14　 3-9　 2-5　 SAC-16　 100　 95-100　 75-90　 55-70　 30-40　 22-31　 16-24　 12-20　 8-18　 8-15　 6-10　德國SMA　　 100　 95-100　 75-88　 30-39　 22-27　 16-23　 12-20　 11-18　 9-15　 8-12　

　　從圖示（附圖）可以看出4.75mm篩孔以上多碎石和Ⅱ型級配碎石含量基本相同，只是將13.2mm以上含量降低的部分補(bǔ)加到9.5mm級篩孔上。降低2.36mm篩孔級含量、增加1.18mm篩孔級含量，為增加其內(nèi)摩阻力、降低空隙。從4.75mm篩孔級開始到0.075過渡到Ⅰ型級配，增加了細(xì)料含量，達(dá)到防水的目的。

　　配合比設(shè)計(jì)實(shí)例

　　1、原材料

　　a、材料類別

工程名稱　 10-20mm　 5-10mm　石屑　砂　礦粉　瀝青　疏港公路　玄武巖　玄武巖　石灰?guī)r　龍口海砂　石灰?guī)r　殼牌AH-70　河北106線　安山巖　安山巖　安山巖　正定中砂　石灰+礦粉　韓AH-70　

　　b、酸性礦料處理

　　酸性安山巖與瀝青的粘結(jié)力較差，經(jīng)檢測為了3-4級，為提高其粘結(jié)力經(jīng)試驗(yàn)確定摻加1%的生石灰粉效果較為明顯，結(jié)果見下表：

　　石料粘結(jié)力試驗(yàn)

玄武　 5級　安山巖　 3-4級　 0.7%石灰處理后的安山巖　 5級　

　　c、對摻加石灰的礦粉應(yīng)嚴(yán)格控制其摻量，采用檢測灰劑量的方法進(jìn)行檢測。

　　2、通過圖解法給出每種礦料的比例，并進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，結(jié)果見表：

工程名稱　礦料比例　油石比　穩(wěn)定度　流值　空隙率　殘留穩(wěn)定度　動(dòng)穩(wěn)定度　疏港公路　 32:28:12:18:10　 4.55　 8.90　 34　 3.9　 7.10　 1162　 106線　 50:10:16:20:4　 4.38　 9.62　 27　 4.1　 7.49　