GAC-16C沥青混凝土在包茂高速（粤境段）中的应用

丁长鑫

（广东省长大公路工程有限公司，广东广州510620）

GAC-16C沥青混凝土在包茂高速（粤境段）中的应用

丁长鑫

（广东省长大公路工程有限公司，广东广州510620）

文中重点研究GAC-16C沥青混凝土在包茂高速（粤境段）中的应用，从原材料选择、配比设计、施工工艺等方面开展研究，结果表明：GAC-16C沥青混凝土具有较好的高温稳定性，试验段各项指标能够满足设计文件及规范要求。GAC-16C配比设计需重点考虑地区性特点，在原材料确定后，级配与油石比控制是应用的关键环节。

GAC-16C；原材料；级配；高温稳定性

随着区域经济的快速发展，构建区域综合交通运输体系已经迫在眉睫，高速公路作为区域经济之间的纽带作用尤其明显。在高速公路建设过程中，沥青路面工程的质量控制尤为关键，其质量直接关系到营运后高速行车的安全性和舒适性，研究适合区域特性的沥青混凝土配比设计与施工工艺是沥青路面工程质量控制的重点。

在包茂高速公路（粤境段）路面工程建设时，施工图设计中采用GAC-16C沥青混凝土作为上面层，在施工过程中，通过采用强骨架型结构、改善级配、增大压实功等各种方式提高施工质量，借以增强压实成型后路面的高温稳定性及抗车辙能力。本文主要从原材料选择、配比设计等方面，重点结合现场施工工艺，研究GAC-16C沥青混凝土在包茂高速（粤境段）路面工程中的应用。

1　GAC-16C原材料性能

1.1沥青

沥青采用壳牌新粤（佛山）沥青有限公司生产的SBS I-D改性沥青，基质沥青采用A级道路石油沥青，标号为70号，该沥青符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中技术要求，检测结果见表1。

表1　SBS I-D型改性沥青实测指标

1.2集料与填料

在GAC-16C的配比设计中，粗集料的选择极为重要，集料采用海南福岭石场生产的玄武岩碎石，玄武岩具有抗压性强、压碎值低、抗腐蚀性强、沥青粘附性强等特点，选用规格为11～18mm碎石、6～11mm碎石、3～6mm碎石。机制砂采用广西德南大石场生产的0～3mm机制砂。集料各项指标均满足规范与设计要求。

填料采用电白县霞洞浮山石粉厂生产的矿粉，各项指标检测结果见表2。

表2　集料与填料检测指标

2　GAC-16C沥青混合料配比设计

本项目属亚热带季风性湿润气候区，夏季温度高且持续时间长，考虑路面结构应具有良好的高温稳定性和抗车辙能力，沥青混合料级配应偏向粗骨架型，并适当考虑提高路面抗滑能力。

2.1目标配比级配选定

根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》与设计文件要求，GAC-16C关键性筛孔（2.36mm）通过率应小于38%。为确保高温抗车辙能力，配合比设计时应适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率。采用工程实际使用的材料确定矿料配合比，并计算各种材料的用量比例，通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。矿料级配组成指标见表3，GAC-16C目标配比见表4。

表3　GAC-16C混合料目标配比矿料级配范围

表4　GAC-16C目标配比

从目标级配可以看出，粗骨料占比例较大，该类型的级配使混合料形成一种“粗骨架”结构，能够有效增强高温稳定性，适应广东地区的气候特点。目标级配确定后，油石比需要控制在合理区间，既保证混合料密实不渗水，同时也不能产生高温车辙，油石比控制也是GAC-16C应用的关键难点。根据马歇尔试验结果，最佳油石比选定为4.6%，空隙率为4.5%。配合比设计试验数据如表5。

表5　GAC-16C目标配比马歇尔试验结果

2.2生产配比确定与验证

对间歇式拌和机，在二次筛分后进入各热料仓的材料中取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例，使供料均衡，并取目标配合比设计的最佳油石比±0.3%三个油石比进行马歇尔试验，最终确定生产配合比的最佳油石比为4.6%。GAC-16C生产配比如表6所示。

表6　GAC-16C生产配比

根据马歇尔试验结果，最佳油石比选定为4.60%，其试验数据如表7。

表7　GAC-16C生产配比马歇尔试验结果

从表6、表7可以看出，在调高6～11mm碎石比例后，稳定度有所提高。

3　施工工艺及检测

2015年9月28日，在包茂高速（粤境段）K74+000～K74+900右幅铺筑GAC-16C沥青混凝土上面层试验路。试验段铺筑过程中，摊铺机采用福格勒2100-3L全断面摊铺，摊铺质量较好，现场无离析产生。此外，为了保证粗骨架型GAC-16C的压实效果，增加2台徐工30 t胶轮压路机增大压实功。

3.1施工工艺

3.1.1拌和

沥青拌和站为日工4 000型沥青拌和站，拌和站距离试验路距离约2 km。

GAC-16C拌和时间约60 s，目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，拌和的沥青混合料应均匀一致，无花白料，无结团结块或严重的粗细集料分离现象。

严格控制油石比和矿料级配，避免油石比不当而产生泛油和松散现象。拌和机开拌后每天上午、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和GAC-16C混合料的物理力学性质。

3.1.2运输及摊铺

运输采用15台大吨位运输车（45 t），确保运输能力有所富余，注意分前、后、中3次装料，同时车顶覆盖厚帆布进行保温。

摊铺采用1台福格勒2100-3 L超级摊铺机进行全断面摊铺（图1），摊铺宽度为11.5 m。注重摊铺速度控制（2～3 m/min）左右。调试摊铺机夯锤频率，松铺系数定为1.20，在摊铺机起步阶段，及时测量横坡及标高，控制料斗收斗次数及摊铺机行驶方向。

图1　福格勒2100-3L全断面摊铺

3.1.3碾压

GAC-16C混合料的碾压分为初压、复压和终压3个阶段，3个阶段紧密衔接，碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行，混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状况下开始碾压。碾压采用3台13 t双钢轮、1台26 t+2台30 t胶轮压路机的组合。

初压：2台13 t双钢轮静压1遍，振压1遍。振压用高频率低振幅，速度为3 km/h，紧跟摊铺机，尽量少喷水，坚持高温碾压，一般初压开始温度不低于150℃。

复压：1台26 t胶轮压路机静压1遍，2台30 t胶轮压路机静压2遍。主要解决压实问题。开始复压温度应大于140℃，通过复压达到或超过规定的GAC-16C沥青混凝土上面层压实度要求。

终压：主要是消除压实中产生的轮迹，使表面平整度达到或超过要求值，碾压终了温度不低于90℃。终压采用1台双钢轮压路机，终压时不得振动，静压2遍，速度为5 km/h，少数不平整处静压增加1遍，直至无明显轮迹。

3.2检测指标

试验段铺筑完成后，及时进行了压实度与厚度、平整度、弯沉、渗水系数及构造深度等主要指标的检测。

3.2.1压实度与厚度

根据施工图设计要求，GAC-16C压实度应当大于97%，理论密度压实度应大于93%。从检测结果（表8）来看，部分段落存在超压的现象。芯样表面观察试样密实性好，碾压7遍的压实效果佳，满足上面层压实度不小于97%的要求。

表8　压实度与厚度检测

3.2.2平整度

通过连续式平整度仪进行平整度检测，以5 km/h的速度在施工完成的路面上采集数据，检测结果见表9。

表9　平整度检测

平整度是影响沥青路面行车舒适性的重要指标，平整度合格率100%。施工过程中应从基层等部位开始重点控制结构层的平整度。

3.2.3弯沉

弯沉采用后轮轴重10 t卡车和5.4 m贝克曼梁弯沉仪进行测量，百分表读数。试验段K74+ 000～K74+900左幅双轮共检测90个弯沉点，最大值20，最小值2，平均值9.8，代表值17.4，代表值小于设计值22.6（0.01mm），弯沉评定合格。

3.2.4渗水系数

在试验路不同横距的位置，选取不同各点进行渗水试验，检测结果为GAC-16C沥青上面层试验路的结构密实性比较好，渗水系数小于80 ml/min，渗水检测合格，数据如表10。

从上述检测数据可以看出，该路段渗水系数比较理想。

表10　渗水检测

3.2.5构造深度

从表11可知，构造深度最小值0.80，最大值0.98均满足设计和规范要求≥0.7，平均值为0.89。

4　结语

本文重点针对GAC-16C在包茂高速（粤境段）应用进行了重点研究，结合广东地区气候特点，提出了针对该项目的GAC-16C沥青混凝土配比设计，试验检测结果表明，该配比能够满足高温稳定性要求。

此外，通过实际现场施工过程，阐述了沥青路面施工关键工艺。通过实际应用表明，GAC-16C沥青混凝土应当结合地区性特点，采用适合本地区特点的配比设计，才能够有效避免早期病害，提高沥青路面的质量。

表11　构造深度检测

［1］吕 瑞.地域性级配GAC-16C沥青混凝土在江肇高速公路中的应用研究［J］.公路交通技术，2013，（5）：50-54.

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［3］罗幸平，陈育书，赵志强.广东省高速公路沥青表层混合料GAC-16抗滑性能衰变规律和关键影响因素研究［J］.广东公路交通，2015，（4）：17-22.

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Application of GAC-16C Asphalt Concrete in the Guangdong Section of Baotou-Maoming Highway

DING Chang-xin
（Guangdong Province Changda Highway Engineering Co.，Ltd.，Guangzhou 510620，China）

This article focuses on the application of GAC-16C asphalt concrete in the Guangdong Section of Baotou-Maoming Highway，aiming to research the ratio of raw material selection，design，construction technology and other aspects.The research results show that the GAC-16C asphalt concrete has good high temperature stability，every index of the tested section could meet the designand specification requirements.Regional characteristics is one of the factors need to be consider in GAC-16C asphalt concrete proportioning design，and gradation and oil-stone ratio control are the key links in the process of application once the raw material is determined.

GAC-16C；raw material；graduation；high-temperaturestability

U416.217

A

1671-8496-（2016）-03-0029-05

2016-04-08

丁长鑫（1991-），男，助理工程师

研究方向：公路工程施工技术