摘 要

为有效解决沥青面层抗高温稳定性和抗水损害能力，以工程项目为依托开展骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计和施工技术研究，分析了骨架嵌挤密实型级配形成机理，提出了“三次破碎+三次筛分”改进型集料加工工艺，推荐了改进型沥青混合料用粗集料、细集料规格和MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围，提出了施工质量控制重点，形成了成套技术并推广应用，可为其他项目和规范修订提供参考。

关键词 骨架嵌挤密实型 | 沥青混合料 | 配合比设计 | 施工控制

0、引言

广东位于我国南方，属于典型高温湿热气候，沥青面层应具备良好的抗高温稳定性和抗水损害能力，上面层沥青混合料应解决好密水、抗滑和高温稳定性的问题，中、下面层沥青混合料应优先首码网解决好高温稳定性问题并力求密水。本文以G55二广高速公路怀集至连州段和S14汕湛高速公路揭西至博罗段两个项目为依托，介绍骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计和施工技术研究及推广应用的情况，可供其他项目和规范修订参考使用沥青网sinoasphalt.com。

1、依托项目路面结构设计

G55二广高速公路连州至怀集段路面结构为:5cmAC16+6cmAC-20+7cmAC-25+改性热沥青下封层+36cm4%~5%水泥稳定碎石基层+20cm3%~4%水泥稳定碎石底基层。S14汕湛高速公路揭西至博罗段路面结构为:4.5cmAC16+5.5cmAC-20+7cmAC-25+稀浆封层+36cm4%~5%水泥稳定碎石基层+20cm3%~4%水泥稳定碎石底基层。中上面层采用SBS(Ⅰ-D)改性沥青，下面层采用A-70普通沥青。

2、改进型集料加工工艺

2.1传统集料加工工艺优缺点

广东省近十年来沥青面层集料加工采用“三次破碎+二次筛分”的传统加工工艺，即头次破碎采用颚式破碎机破碎，加装5cm的振动筛筛除泥土、风化石后进入圆锥式破碎机二次破碎，最后进入反击式破碎机进行第三次破碎后筛分成路面用各档集料。这种加工工艺的优点是集料成品率高、加工效率相对较高、成本相对较低;缺点是集料针片状含量相对较高，常用的10~20mm集料质量容易波动。

2.2改进型集料加工工艺优缺点

为提高集料加工质量，依托采用了“三次破碎+三次筛分”改进型集料加工工艺[1]。即头次破碎采用颚式破碎机破碎，加装5cm的振动筛筛除泥土、风化石后进入圆锥式破碎机二次破碎，通过振动筛筛分成25~50mm、10~30mm、10~20mm等半成品集料，25~50mm和10~30mm半成品分别集中进入反击式破碎机进行第三次破碎，分别筛分中下面层和上面层所需集料。这种加工工艺的优点是集料质量较好且规格稳定，缺点是集料成品率相对较低、成本相对高一些。

3、改进型沥青混合料用粗集料、细集料规格

通过对骨架嵌挤密实型沥青混合料进行大量试验，发现S9(10~20mm)集料和S16(0~3mm)集料对沥青混合料形成骨架嵌挤密实结构影响最大。现行规范中没有提供AC16沥青混合料最大一档集料规格，有必要根据研究成果对现行规范进一步完善[2]。通过研究，提出改进型沥青混合料粗集料规格和细集料(机制砂)规格，适当减小S8(10~25mm)最大公称粒径，备料筛网尺寸由30mm改为28mm，减少下面层离析;适当提高S9(10~20mm)19~26.5mm集料含量，便于混合料形成骨架结构;增加S9F(10~16.5mm)规格集料用作AC16沥青混合料配合比设计，并适当减少最大公称粒径，备料筛网尺寸调整为16.5mm，减少上面层离析;适当提高S16(0~3mm)1.18mm筛孔通过率，提高混合料密水性能，具体详见表1和表2。

4、MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料目标配合比设计

4.1设计原则及机理分析

沥青混合料级配组成一般有嵌挤原则和级配原则。按照嵌挤原则，以填充理论为基础，将骨料颗粒用圆球代替来研究沥青混合料的级配组成设计[3]。按照填充理论，对于MAC25、MAC20、MAC16骨架嵌挤密实型沥青混合料，应由通过最大公称粒径筛网的次一级粒径粗集料形成主体骨架结构，4.75mm以上各档粗集料逐级填充形成嵌挤结构，4.75mm以下的各档细集料、填料和沥青填充嵌挤结构之间的孔隙，在压实设备作用下达到设计空隙率并满足密水性能。沥青混合料配合比设计具体应用中通过调整4.75mm、9.5mm、最大公称粒径及次级粒径的通过率，形成骨架嵌挤结构，调整0.075mm、1.18mm、2.36mm等粒径的通过率，满足密水性能。

通过大量室内试验和工程实践，一般情况下对MAC-25宜将4.75mm通过率控制在32%左右，9.5mm通过率控制在52%左右，19mm通过率控制在82%左右;对MAC-20宜将4.75mm通过率控制在32%左右，9.5mm通过率控制在52%左右，16mm通过率控制在81%左右;对MAC-16宜将4.75mm通过率控制在33%左右，9.5mm通过率控制在55%左右，13.2mm通过率控制在85%左右。三种混合料0.075mm通过率均应控制在6%左右，1.18mm通过率随最大公称粒径的减少适当增加，提高密水性能，一般情况下通过率小于16%渗水风险较高。

4.2MAC沥青混合料目标配合比设计

依托项目沥青下面层采用A-70号壳牌沥青，中、上面层采用SBS(Ⅰ-D)改性沥青，集料采用辉绿岩、辉长岩和闪长岩，三层沥青混合料目标配合比设计见表3[4]，混合料的主要技术指标见表4，现场取芯和马歇尔试件切片照片见图1~图4。

4. 3MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围

通过大量室内试验研究和实体工程检验，MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围见表5，在使用过程中，应根据集料密度、各档集料筛分通过率进行适配、调整，并对马歇尔试件切片观察是否形成骨架嵌挤密实结构。

5、MAC沥青面层施工质量控制要点

MAC骨架嵌挤密实型沥青面层对集料备料、施工设备要求相对较高，需要精细化管理和施工才能取得良好的效果。

5.1施工过程注意要点

施工时每个工作日应对沥青拌合楼热料仓各档集料进行筛分和表观密度试验。安排有经验的技术人员值守摊铺施工现场，与沥青拌合楼和试验室形成联动机制，及时发现摊铺现场出现的如级配波动、离析、渗水等异常问题，及时统计分析实体工程有关检测数据，发现异常，立即分析原因并马上整改。中、下面层采用胶轮压路机在前、钢轮压路机紧跟在后的碾压组合工艺，上面层采用施工钢轮压路机在前、胶轮压路机紧跟在后的碾压组合工艺。

5.2生产配合比信息化自动监控

通过依托项目室内试验和工程实践，提出沥青混合料生产配合比偏离标准配合比的容许波动范围，设定初级、中级和高级报警等级，安装信息化系统自动实时监控生产配合比波动情况，对发出高级报警的沥青混合料废弃处理。生产配合比波动报警范围见表6。

6、结语

本文结合项目建设实际，围绕骨架嵌挤密实型沥青混合料配合比设计和施工开展成套应用技术研究并推广应用。通过填充理论分析了骨架嵌挤密实型级配形成机理和设计原则，通过大量室内试验和工程实践，提出了“三次破碎+三次筛分”改进型集料加工工艺，推荐了改进型沥青混合料用粗集料、细集料规格和MAC骨架嵌挤密实型沥青混合料级配组成范围，提出了施工质量控制要点，形成了成套技术，可为其它项目和规范修订提供参考。