ATB-25柔性基層在石吉高速公路工程中的應(yīng)用研究

1、.ATB-25柔性基層在石吉高速公路工程中的應(yīng)用研究周超（江蘇省交通科學(xué)研究院股份有限公司，南京 211112）摘要：結(jié)合石吉高速公路工程中ATB-25瀝青穩(wěn)定碎石基層的實踐應(yīng)用，簡述了半剛性基層的優(yōu)缺點，分析了ATB-25柔性基層具有較好的抗剪切能力與抗裂性能；并通過對試驗路段的鋪筑，對施工工藝進(jìn)行了優(yōu)化，從而總結(jié)出了一套較為成熟的施工方案，并且對在施工中出現(xiàn)的若干問題進(jìn)行分析與解決。關(guān)鍵詞：ATB-25；配合比設(shè)計；施工工藝；質(zhì)量控制ATB-25 Flexible Base Shi Ji Expressway Project in the ApplicationZhouChaoJiangs

2、u Transportation Research Institute Co.，Ltd . NanJing 211112Abstract: Combination of stone Ji Expressway Project ATB-25 asphalt stabilized base course of practical application, outlined the advantages and disadvantages of semi-rigid base, analysis of the ATB-25 flexible base has good shear resistanc

3、e and crack resistance; and The paving of roads through the test, the construction process has been optimized to summarize the construction of a more mature program, and the pair occurring in construction and some problems Fen Xi Jie Jue.Key words: ATB-25， mix design， construction technology， qualit

4、y control我國幅員遼闊，氣候多樣。但是不論在我國北方或者南方，半剛性基層由于其板結(jié)性能好，強度和剛度較大，有較好的承載能力，因此半剛性基層瀝青混凝土路面仍然是我國高等級公路的主要結(jié)構(gòu)形式。但同時，由于半剛性材料自身的特點，在日夜溫差較大，水分散失過快的情況下宜產(chǎn)生不同程度的溫縮、干縮裂縫，進(jìn)而反射至面層，引起瀝青混凝土路面的早期損壞。因此作為公路工程技術(shù)人員有必要從路面材料和路面結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新來改變這一現(xiàn)狀。瀝青穩(wěn)定碎石（Asphalt-treated Base,簡稱ATB）屬柔性材料，具有較強的抗剪強度與耐疲勞 特性，可有效延緩基層裂縫引起的反射裂縫，進(jìn)而延長路面的使用壽命，提高社會經(jīng)濟

5、效益。1 工程概況石吉高速公路是泉州至南寧國家高速公路江西境內(nèi)石城至吉安的一段新建工程，路線全長190.719公里；它的建設(shè)對于完善江西省高速公路網(wǎng)的布局，加快江西省南部地區(qū)社會經(jīng)濟發(fā)展，加強我國廣西、廣東、江西和福建四省的經(jīng)濟聯(lián)系，具有十分重要的意義。此次ATB-25柔性基層試驗段的鋪筑工程樁號為：K112+000K112+500。路面結(jié)構(gòu)形式為：4cm厚AC-13C改性瀝青上面層+6cm厚AC-20C改性瀝青中面層+7cm厚AC-25C下面層+8cm厚ATB-25上基層+0.8cm厚改性瀝青單層表處+18cm厚水泥穩(wěn)定碎石中基層+15cm厚水泥穩(wěn)定碎石下基層+20cm厚級配碎石底基層。2

6、配合比設(shè)計2.1原材料1）瀝青瀝青采用鎮(zhèn)海煉化生產(chǎn)的50號道路石油瀝青，其技術(shù)指標(biāo)符合公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004），檢測結(jié)果如表1所示。表1 50號道路石油瀝青的各項指標(biāo)試驗結(jié)果試驗項目單位試驗數(shù)值技術(shù)要求試驗方法針入度(25，5s，100g)0.1mm54.14060T0604-200015延度cm10080T0605-1993軟化點(R&B)52.049T0606-2000TFOT后質(zhì)量變化%0.300.8T0609-1993殘留針入度比25%69.463T0604-2000殘留延度(15)cm23.110T0605-19932）集料粗集料采用石質(zhì)堅硬、清潔、不含風(fēng)

7、化顆粒、近立方體顆粒的碎石，粒徑大于2.36mm，選用反擊式破碎機軋制碎石，并對粗集料進(jìn)行水洗，嚴(yán)格控制細(xì)長扁平顆粒含量和小于0.075mm顆粒含量；粗、細(xì)集料均采用于都縣安順采石場生產(chǎn)的石灰?guī)r，其技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢測符合規(guī)范要求，實測各檔料的密度和吸水率見表2。表2 集料相對密度試驗結(jié)果表礦 料表觀相對密度毛體積相對密度吸水率（%）1# 料（1931.5mm）2.8532.8340.232# 料（9.519mm）2.7592.7330.343# 料（4.759.5mm）2.7512.7210.404# 料（2.364.75mm）2.7492.7070.565# 料（02.36 mm）2.7032.

8、6311.013）礦粉礦粉采用泰和縣振石建材廠生產(chǎn)的礦粉，其必須保持干燥、清潔，并應(yīng)采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，其技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢測符合規(guī)范要求，實測其表觀相對密度為2.700。4）水泥配合比設(shè)計中添加水泥是為了改善瀝青與礦料的粘附性，水泥采用江西興國南方萬年青水泥有限公司生產(chǎn)的PC32.5復(fù)合硅酸鹽水泥，其技術(shù)指標(biāo)經(jīng)檢測符合規(guī)范要求，實測其表觀相對密度為2.970。2.2混合料級配組成設(shè)計從施工現(xiàn)場分別取冷料和熱料，對各規(guī)格的碎石集料進(jìn)行篩分，根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTG F40-2004）規(guī)定的密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料ATB-25的級配范圍要求和各檔料的篩分結(jié)果合成的混合料目標(biāo)

9、級配和生產(chǎn)級配見圖1。目標(biāo)配合比和生產(chǎn)配合比都是通過5個不同油石比，分別測定所成型馬歇爾試件的穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率、飽和度及VMA與油石比之間的關(guān)系，然后結(jié)合江西地區(qū)氣候特征取設(shè)計最佳油石比為3.7%圖1 目標(biāo)、生產(chǎn)配合比級配對照圖2.3混合料路用性能測試1）高溫穩(wěn)定性（抗剪切性能）按確定的礦料級配和最佳油石比成型試件進(jìn)行車轍試驗，試驗結(jié)果見表3。表3 車轍試驗動穩(wěn)定度混合料類型油石比（%）動穩(wěn)定度（次/mm）變異系數(shù)（%）要求（%）123平均要求15.620ATB-253.7193922951682197210002）水穩(wěn)定性按確定的礦料級配和最佳油石比成型試件進(jìn)行了浸水馬歇爾試驗，試

10、驗結(jié)果見表4。表4 最佳油石比條件下浸水馬歇爾試驗油石比（%）馬歇爾穩(wěn)定度（kN）浸水馬歇爾穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度MS0（%）要求（%）3.724.1321.5889.4803）低溫抗裂性能對所設(shè)計混合料成型標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件進(jìn)行15劈裂試驗，試驗結(jié)果見表5，由結(jié)果可知ATB-25瀝青混合料15劈裂抗拉強度為1.68 Mpa，而半剛性基層材料的劈裂抗拉強度一般不超過1 Mpa，因此可以表明此ATB-25瀝青混合料具有較好的低溫抗裂性能，能有效防止路面反射裂縫的產(chǎn)生。表5 15劈裂試驗混合料類型油石比（%）劈裂抗拉強度（MPa）123平均值標(biāo)準(zhǔn)差變異系數(shù)（%）ATB-253.71.431.651.

11、961.680.26615.83 試驗段鋪筑2009年11月25日BP3標(biāo)項目經(jīng)理部組織了本次ATB-25試驗段的施工，施工樁號為K112+000K112+500。3.1瀝青混合料的拌合ATB-25瀝青混合料的拌合采用具有二次除塵設(shè)備的間歇式拌合樓進(jìn)行拌合，拌合樓為英國ACP4000型瀝青拌合樓，實際產(chǎn)量超過220t/h，另配有200t熱貯料倉，全部生產(chǎn)過程由計算機自動控制，并配有打印裝置。1）瀝青穩(wěn)定碎石混合料的施工溫度控制范圍見表6。表6 ATB-25瀝青混合料的施工溫度（） 瀝青加熱溫度160-170集料加熱溫度175-185混合料出廠溫度正常范圍150-170，超過200者廢棄混合料運

12、輸?shù)浆F(xiàn)場溫度不低于150攤鋪溫度正常施工不低于140低溫施工不低于160開始碾壓混合料內(nèi)部溫度正常施工不低于135低溫施工不低于150碾壓終了表面溫度鋼輪壓路機不低于80膠輪壓路機不低于85振動壓路機不低于75開放交通的路表溫度不高于502）拌和時間由試拌確定。經(jīng)試拌確定，每盤料的生產(chǎn)周期為55s，其中干拌時間為5s。3）要注意目測檢查混合料的拌合均勻性，及時分析異?，F(xiàn)象。如混合料有無花白、冒青煙和離析等現(xiàn)象。3.3瀝青混合料的運輸瀝青混合料的運輸主要考慮的是保證混合料運輸?shù)浆F(xiàn)場溫度不低于規(guī)定的最低溫度，因為瀝青混合料只有在溫度較高的情況下才具有良好的施工和易性，易于碾壓密實。此次運輸采用8輛

13、載重量40T的后八輪自卸車（帶覆蓋帆布）。1）混合料出廠時必須有專人測定混合料出廠溫度。2）拌和機向運料車放料時，汽車應(yīng)前后移動，分“前、后、中”三次裝料，以減少粗、細(xì)集料的分離現(xiàn)象。3）運料車有篷布覆蓋設(shè)施，施工溫度較低時應(yīng)加蓋棉被覆蓋，且必須覆蓋完全以防溫度離析。3.4瀝青混合料的攤鋪本次攤鋪采用一臺陜西中大DT1600型攤鋪機進(jìn)行全半幅攤鋪。攤鋪速度2m/min,松鋪系數(shù)暫定為K112+000K112+250段為1.18，K112+250K112+500段為1.20，壓實厚度為8cm,并隨時檢測松鋪系數(shù)的精確性。3.5瀝青混合料的碾壓1）壓路機應(yīng)以緩慢而均勻的速度碾壓，壓路機的適宜碾壓速

14、度隨初壓、復(fù)壓、終壓及壓路機的類型而別，按表7選用。表7 壓路機碾壓速度（km/h） 壓路機類型初 壓復(fù) 壓終 壓適宜最大適宜最大適宜最大鋼筒式壓路機1.5232.53.552.53.55輪胎壓路機-3.54.58468振動壓路機1.52（靜壓）5（靜壓）45（振動）45（振動）23（靜壓）5（靜壓） 本次試驗段碾壓設(shè)備配有：徐工YL30膠輪壓路機2臺（30T）、寶馬AD202-2雙鋼輪壓路機1臺（12T）、英格索蘭DD136雙鋼輪壓路機2臺（13T）、另配小型手扶式雙輪振動壓路機LB-25B（525kg）1臺，另備有1臺徐工YL30膠輪壓路機，分兩種碾壓方案：K112+000K112+250

15、段碾壓方案為初壓采用雙鋼輪壓路機靜壓2遍，復(fù)壓先用膠輪壓路機碾壓5遍，再用雙鋼輪振動壓路機振壓3遍，終壓采用雙鋼輪壓路機前振后靜碾壓1遍緊跟快速碾壓一遍，以消除輪跡；K112+250K112+500段碾壓方案為初壓用雙鋼輪壓路機靜壓1遍，復(fù)壓先用膠輪壓路機碾壓6遍，再用雙鋼輪振動壓路機振壓2遍，終壓同前一種方案。4 施工中遇到的問題及解決辦法 1、局部時段拌合樓放料至自卸車過程中，發(fā)現(xiàn)混合料表面有時冒青煙，有時冒白煙。冒青煙說明混合料出料溫度過高，容易導(dǎo)致混合料過快老化；冒白煙說明混合料沒有徹底烘干；因此要控制好混合料的拌合溫度，防止混合料冒青煙，集料加熱溫度適當(dāng)提高或者適當(dāng)延長集料的干拌時間

16、可以有效解決混合料冒白煙現(xiàn)象。2、自卸車往攤鋪機料斗內(nèi)卸料時，發(fā)現(xiàn)攤鋪機料斗內(nèi)兩端有大料集中現(xiàn)象，分析其原因是自卸車卸料時，粗集料由于重力作用都往兩側(cè)下落導(dǎo)致的；遇到這種情況，我們可以在自卸車尾部裝兩塊擋板，這樣可以有效防止自卸車卸料時粗、細(xì)集料離析現(xiàn)象。3、混合料攤鋪過程中發(fā)現(xiàn)攤鋪機中部有條狀離析，出現(xiàn)這種情況，我們可以考慮在攤鋪機變速箱處安裝反向葉片，如果已安裝了反向葉片，那就可以根據(jù)實際情況調(diào)整反向葉片的角度，以此消除攤鋪機中部離析現(xiàn)象。4、在壓路機碾壓過程中發(fā)現(xiàn)部分集料表面有瀝青膜脫落現(xiàn)象，這是由于碾壓輪上涂刷的隔離劑可能使用了柴油或機油的水混合物,涂刷所用隔離劑禁止使用柴油和機油的水混合物，可用植物油、肥皂水等的混合物。5、碾壓過程中出現(xiàn)石料被壓碎現(xiàn)象，石料被壓碎主要是因為混合料溫度下降過快，加上鋼輪壓路機又開振碾壓導(dǎo)致的，所以壓路機必須緊跟攤鋪機進(jìn)行碾壓，在混合料較高溫度下完成混合料的壓實，必須遵循“高頻低幅，緊跟慢壓”的原則。5 結(jié)語通過ATB-25柔性基層在石吉高速公路