探讨路面项目超薄磨耗层配合比设计

申海翔

身份证号：430521199005186132

摘要：沥青路面结构完整稳定的条件下，采取适当的养护措施，能有效提升其平整度和行车舒适性，并能增强路面耐磨和抗滑性能，确保行车安全。在高速公路表面加铺超薄磨耗层，能进一步增强路面使用性能，全面提升抗滑能力。文章结合具体工程实践，首先针对高速公路超薄磨耗层的作用展开论述，并全面探讨湿热环境条件下超薄磨耗层配合比设计。

关键词：路面项目；超薄磨耗层；配比设计；

0引言

路面抗滑性能指标主要涉及两个方面，即：横向摩擦系数及路面构造深度。现阶段，针对湿热环境条件下超薄沥青混凝土抗滑性能的研究较多，但大部分是通过室内试验完成的，未考虑施工现场湿度及温度的影响，试验结论存在局限性。鉴于此，文章结合具体工程实践，针对湿热环境条件下高速公路超薄磨耗层配合比设计展开深入探讨，以期能为同类工程提供参考和借鉴。

1工程概况

某高速公路地处我国江南亚热带气候区，设计长度37.45km，双向四车道，时速100Km/h，部分路段时速为120Km/h。该公路长期处于湿热环境中。文章结合该工程实例，对湿热环境条件下AC－8超薄磨耗层配比实施综合分析和优化，通过控制湿度、温度两个基本因素，对超薄磨耗层抗滑性能展开探究。

2增设超薄磨耗层的作用

（1）超薄沥青磨耗层是采用细粒式、断级配沥青混合料与乳化沥青相结合摊铺而成的一种路面结构，其厚度小于3cm是一种具有良好抗滑功能的沥青罩面层。超薄沥青磨耗层与石屑封层、稀浆封层、微表处等罩面相比，具有强度高、表面纹理丰富、抗滑性好等优点；

（2）超薄沥青磨耗层能快速施工及施工后可立即通车，并在一定程度上能调整原路面的平整度，提高路面的排水性能；

（3）超薄磨耗层骨料粒径均匀，空隙率大，具有一定降噪功能，很多国家将超薄沥青磨耗层作为降噪面层。

3原材料

超薄磨耗层作为路面结构层的最上层，直接与车轮和大气接触，又因为其压实后的厚度薄且混合料为骨架空隙型。粗集料含量占到混合料总量的70%—80%是通过粗集料之间相互嵌挤作用形成的骨架结构。所以超薄磨耗面层集料的各项指标通常要高于其他面层的指标。因此在对原材料的选用上会有更高层次的要求来保证工程质量。

3.1沥青

本项目使用SBS（1-C级）沥青作为超薄磨耗层，下表1所示为检测技术指标。

表1：SBS改性沥青技术指标检测结果

序号	技术指标	单位	标准要求	检测结果
01	针入度（25℃，100g，5s）	0.10mm	60.0～80.0	73.10
02	软化点（TR＆B）	℃	≥55.0	66.69
03	延度（5℃，5cm/min）	cm	≥30.0	46.90

3.2集料

超薄面层粗集料需采用玄武岩或者辉绿岩，玄武岩的体积密度为2.8 ——3.3g/cm3，其压缩强度很大，可达300MPa以上，其比重比一般花岗岩、石灰岩、砂岩、页岩都高。玄武岩是建设公路、铁路所用石料中最好的材料，具有抗压性好、压碎值小、抗腐蚀性强、耐磨性好、沥青黏附性优良等优点。沥青混合料受集料特性的影响，会对其路用性能造成影响，因此设计沥青混合料时应重视选择的集料。本项目使用的沥青混凝土集料质量性能应满足相关标准要求，使用的粗集料规格为5～10mm英安岩碎石；

细集料在沥青混合料中占比较小，但对混合料的性能影响非常明显。细集料采用机制砂或石屑，细集料应干净、无潮湿、无风化、无杂质、有合适的颗粒级配，并与沥青有良好的粘结能力。因为石灰岩分布地域广泛，岩性均一，易开采加工。本项目选择细集料规格分0～5mm石灰岩机制砂。

3.3矿粉

矿粉是超薄磨耗层混合料的重要组成部分。粗集料相互之间的粘结力一方面来自包裹在集料表面高黏高弹改性沥青本身，另一方面来自于矿粉与改性沥青交互作用形成的沥青胶结料。矿粉的主要作用机理，一是碱性矿粉能与沥青之间能产生化学吸附作用。二是矿粉的比表面积大，与沥青混合搅拌后减小了沥青润滑性，使摩阻力增大。本项目选用的是石灰岩石料磨细的矿粉，各项指标检测结果，按照国家相关要求进行测试，得出其表观密度为2.754g/cm3，规范要求为2.5g/cm3，满足施工要求。

3.4原材料试验环境

对原材料进行试验，充分模拟南方湿热环境，设定湿度介于40％～60％，设定温度介于20～30℃。

4湿热环境下超薄磨耗层配比设计

4.1矿料级配组成要求

下表2所示为本项目沥青砼矿料级配情况。

表2：细粒式沥青砼AC－8的矿料级配

筛孔尺寸/mm	0.075	0.15	0.30	0.60	1.18	2.36	4.75	9.5
通过率/%	8.740	12.510	15.790	18.710	23.590	28.410	96.310	100

4.2矿料级配合成计算

沥青砼矿料级配使用水洗法开展筛分试验，得出筛分试验结果及级配；根据实际需求，本项目设定级配如下：粗集料:细集料:矿粉＝61:30:9。矿料级配曲线如下图1所示。

图1：细粒式沥青砼AC－8的矿料级配曲线

4.3马歇尔试验

经由马歇尔试验测得的细粒式沥青砼AC－8结果情况，可知沥青混合料最佳油石比时，混合料的空隙率为6%。使用差分法，空隙率为6%时，计算油石比结果为6.35%。即油石比最佳为6.35%。

5路用性能检验

通过冻融劈裂试验和行车辙试件，分析6.35%油石比为混合料情况，下表1及下表2所示为具体试验结果。读表可知，细粒式沥青砼各指标满足规范要求，目标配合比选择粒径5～10mm碎石为粗集料，0～5mm机制砂为细集料及矿粉，具体比例为61:30:9。

表1：细粒式沥青砼AC－8车辙试验结果

试件编号	不同时间（min）的变形量（mm）			动稳定度（次•mm-1）		相对变形（%）
	1	45	60	试验值	均值	试验值	平均值
01	0.150	1.020	1.110	5838.0	6978.0	2.260	1.970
02	0.130	0.920	1.010	7111.0		1.890
03	0.140	0.850	0.930	7986.0		1.710

表2：细粒式沥青砼AC－8冻融劈裂试验结果

序号	试件编号	强度（KN）		冻融劈裂 强度比（%）
		试验值	均值
01	冻融（1）	5.210	5.04	95.50
02	冻融（2）	5.020
03	冻融（3）	4.910

结论

通过实际工程案例研究可知，湿热环境条件下，高速公路超薄磨耗层目标配合比粗集料采用粒径为5～10mm碎石，细集料和矿粉选用0～5mm机制砂，配比为61:30:9，最佳油石比6.35%。

参考文献

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