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作者：鄭曉敏         

     針對瀝青混凝土路面的病害問題，國內(nèi)外專業(yè)人士進行了大量的研究，表明城市道路許多破壞是由中下面層破壞引起的，且瀝青混合料從配合比設計到施工都是重要環(huán)節(jié)。因此，研究瀝青混凝土配合比設計，找出合理的設計方法，制定切實可行的檢驗和驗收指標，對保證瀝青路面的質(zhì)量是非常重要的。

  我國規(guī)范規(guī)定瀝青混合料配合比設計采用馬歇爾配合比設計方法。但是，馬歇爾試驗方法在試件成型和控制指標方面都與路面的實際情況有很大差異。國內(nèi)外長期的工程實踐表明，在一般情況下，可以直接采用馬歇爾試驗方法進行瀝青混合料配合比設計。但是，如果路面建設和使用條件較差，特別是對瀝青混合料的強度和高溫穩(wěn)定性要求較高，就需要采用GTM方法來優(yōu)化瀝青混合料的組成。

1  工程概況

  武漢市東吳大道工程項目位于武漢市東西湖區(qū)，沿線河溝、水塘密布，地表水發(fā)育，多淤泥質(zhì)土，氣候炎熱多雨。因為平行且靠近107國道，在107國道通行高峰期，能夠分流部分車輛，包括一些大型、重載車。這就對路面結(jié)構(gòu)層的強度和穩(wěn)定性提出了更高的要求。下面，根據(jù)本項目的氣候條件和材料狀況，對瀝青混合料AC-25進行目標配合比設計研究，并對瀝青混合料進行路面性能評價。

2原材料性質(zhì)分析

  東吳大道下面層采用AC-25型瀝青混合料。各原材料產(chǎn)地為：武漢蔡甸區(qū)產(chǎn)石灰?guī)r粗、細集料及礦粉；瀝青為AH-70石油瀝青。

2.1瀝青

  對瀝青按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)（以下簡稱《規(guī)范》）要求進行了規(guī)定項目的試驗檢測。檢測結(jié)果表明該瀝青樣品符合70號A級瀝青技術(shù)要求。

2.2礦料

  瀝青混合料中的礦料包括粗集料、細集料和礦粉。粗集料采用10～25，10～20，5～10，3～5mm石灰?guī)r，細集料采用0～3 mm石灰?guī)r，礦粉為石灰?guī)r礦粉。通過試驗，粗集料、細集料、礦粉所檢項目均符合《規(guī)范》關(guān)于高速公路及一級公路瀝青混合料用礦料質(zhì)量技術(shù)要求。

3  AC-25型瀝青混合料配合比設計

3.1  礦料級配的確定

  依據(jù)《規(guī)范》關(guān)于AC-25型瀝青混合料礦料級配范圍要求及國內(nèi)相關(guān)單位對AC-25級配的優(yōu)化設計研究成果，礦料級配曲線見圖1。

3.2  油石比的確定

  因為對瀝青混凝土路面的強度和高溫穩(wěn)定性要求較高，所以，AC-25型瀝青混合料配合比設計采用GTM方法。試件成型條件為：垂直壓力0.8M Pa，拌和溫度160℃，成型溫度140～145℃，控制方式為極限平衡狀態(tài)。選擇油石比3. 5%，3. 8%，4.1%，4.4%，按上述條件成型GTM試件。按T0705 -2011（表干法）測定試件毛體積相對密度，根據(jù)瀝青浸漬法實測合成級配礦料混合料的有效相對密度并計算瀝青混合料最大理論相對密度。GTM試件體積參數(shù)及馬歇爾試驗結(jié)果見表2，GTM試驗參數(shù)隨油石比的變化曲線見圖2。其中瀝青混合料試件的礦料間隙率VMA依據(jù)《規(guī)范》，采用礦料混合料的合成毛體積相對密度計算。

  由圖2可見，判定瀝青混合料這種粒狀塑性材料是否會出現(xiàn)塑性變形過大現(xiàn)象的指標GSI（穩(wěn)定系數(shù)）隨油石比的增加而增加，當油石比大于3. 8%后，GSI大幅度增大，曲線已呈急劇增加趨勢，表明混合料中的瀝青已過量，試件的塑性變形過大；從反映瀝青混合料抗剪強度方面的參數(shù)GSF（安全系數(shù)）隨油石比的變化情況來看，油石比等于3. 8%時，GSF值最大，而當油石比大于3. 8%時，隨油石比的增加，GSF值減小。綜合考慮GTM試驗結(jié)果并參考體積參數(shù)的大小及其變化趨勢，將AC-25型瀝青混合料最佳油石比確定為3. 8%�？紤]到該工程所處的地區(qū)氣候特點、公路渠化交通的特點以及便于施工控制，此瀝青混合料的油石比范圍為3.6%～4.0%。

  目標配合比設計結(jié)果（質(zhì)量比：集料：礦粉）為：10～25 mm:10～20 mm:5～10 mm:3～

5 mm：0～3 mm：礦粉=16.0：29.0：16.0：7.0：27.0：5.0。最佳油石比為3.8%。3.3GTM試件密度與馬歇爾試件密度的對應關(guān)系

  因為工地無GTM生產(chǎn)配合比設計條件，所以按“密度等值”方法確定試件的標準密度。即GTM試件密度一雙面擊實75次的馬歇爾試件密度×修正系數(shù)。對比試驗結(jié)果及修正系數(shù)見表4。

3.4  AC-25型瀝青混合料性能檢驗

  水穩(wěn)定性試驗結(jié)果：殘留穩(wěn)定度93.3%；凍融殘留強度比82. 3%。車轍試驗結(jié)果：平均動穩(wěn)定度為3 531(次／mm)；變異系數(shù)為7.4／%。試驗溫度為60℃，輪壓0.7 M Pa。滲水試驗結(jié)果：滲水系數(shù)為28 m L／min。

  檢驗結(jié)果表明，采用GTM法設計的AC-25型瀝青混合料在最佳油石比下各項性能均滿足《規(guī)范》的技術(shù)要求。

4結(jié)語

質(zhì)量可靠的瀝青混凝土路面，不但要有優(yōu)質(zhì)的基層、較好的原材料、科學的施工工藝、嚴格的施工控制，瀝青混合料配合比設計也是質(zhì)量控制中的一個重要環(huán)節(jié)。瀝青混合料在具備一定的承載能力的同時，還必須具有良好的抵抗自然因素作用的耐久性，即要能表現(xiàn)出足夠的高溫環(huán)境下的穩(wěn)定性，低溫狀態(tài)下的抗裂性、良好的水穩(wěn)性、持久的抗老化性和利于安全的抗滑性等諸多技術(shù)特點，以保證瀝青路面的良好使用性能。武漢市東西湖區(qū)東吳大道瀝青混合料配合比設計，采用GTM法對瀝青混合料組成進行優(yōu)化，較好地滿足了瀝青混合料下面層的各項性能要求。

5摘要根據(jù)武漢市東吳大道路面材料及氣候狀況，就瀝青混凝土下面層提出了原材料和混合料設計的各項技術(shù)指標，介紹了改進型AC-25瀝青混合料下面層設計的過程，包括級配選擇、最佳用油量確定以及相關(guān)驗證試驗。試驗結(jié)果表明，優(yōu)化后的瀝青混合料滿足下面層性能要求。