高模量沥青混凝土在阿尔及利亚东西高速公路的应用

高模量沥青混凝土在阿尔及利亚东西高速公路的应用摘要：阿尔及利亚东西高速公路是一条建设标准较高的工程，该工程路面根据法国成功应用高模量沥青混凝土路面的经验，基层及联结层按照法国规范采用高模量沥青混凝土施工，该文重点介绍高模量沥青混凝土主要技术指标、配合比设计及施工控制方法。

关键词：高模量沥青混凝土配合比施工控制

高模量沥青混凝土是采用低标号硬质沥青（也可用改性沥青或高模量外加剂）和连续级配的集料组成的沥青混合料，其主要特点是模量高和抗疲劳性能好，因而可以减少路面结构层厚度。高模量沥青混凝土技术起源于法国，以其优越的高温稳定性、良好的抗疲劳性能，特别是较高的性价比，在法国得到广泛、成功的应用，近年来在世界各地得到推广使用。

阿尔及利亚东西高速公路是阿尔及利亚沿地中海岸人口稠密区横贯东西的一条重要通道。我单位负责W8标段54?km路段的施工，该路面结构采用新型设计：基层（EME2）厚度11?cm；联结层（BBME）厚度5?cm；磨耗层（BBMA）厚度3.5?cm。这种路面结构形式有助于提高面层总体抗车辙能力，同时增强基层的抗疲劳性能。

1 高模量沥青混凝土材料组成及技术特征

1.1 材料组成

拌制高模量沥青混凝土的硬质沥青通常指针入度低于25（0.1?mm）的道路沥青[1]。而在东西高速公路施工中，由于硬质沥青资源有限，无法保证供给，因而采用35/50号基质沥青，在混合料拌合时加入江苏宝丽集团生产的ZQ-1型高强度结构沥青料，以使混合料达到高模量沥青混凝土的力学性能指标。集料方面，用于沥青混凝土的集料必须符合法国标准NF P18-540的要求，W8标段在TELMCEN省MAAZIZ镇自建采石场生产各规格碎石和矿粉以满足工程建设需求。基层采用0/14?mm粒径连续级配集料，联结层采用0/10?mm粒径连续级配集料，磨耗层采用0/10?mm粒径间断级配集料。

1.2 技术特征

法国规范NF P98-140对高模量沥青混凝土的沥青含量、孔隙率、力学性能的要求见表1。

2 高模量沥青混凝土配合比设计

2.1 目标配合比设计

2.1.1 级配选择及油石比计算

在一定的级配范围内选择2个以上的级配曲线方案，对不同级配方案进行旋转压实，设计旋转压实次数根据表1选取。对成型后的试件进行体积指标计算，选取合适的级配曲线。在级配选择确定后，可

根据实际情况在原有的油石比基础上确定2个以上的油石比方案，再进行混合料旋转压实成型，根据经验选用能够保证路用性能同时兼具经济性的混合料方案。W8标路面基层高模量沥青混凝土最终选用的混合料级配见表2。油石比5.5%，ZQ-1型高强度结构沥青料0.65%（外掺），最大理论密度MVR=2464?kg/m3，旋转压实成型试件孔隙率为3.1%。

2.1.2 抗水损害（DURIEZ）试验

依据法国规范NF P98-251-1，高模量沥青混凝土的抗水损害性能为浸水后强度r和无浸水强度R的强度比。在满足表1中的要求后，方可进行下一级的试验。

2.1.3 车辙试验

高模量沥青混凝土车辙试验试件厚度为10?cm，试件孔隙率要求在3%～6%。车辙试验的步骤与国内规范要求基本相同。如试验结果达不到表1要求，则停止后续试验，重新进行配合比设计。

2.1.4 复合模量试验

法国规范对混合料的复合模量试验有两种方法：两点弯曲试验和单轴压缩试验，经过法国多年的实践证明，两种方法是等效的，可以根据条件选用其中的一种方法。

阿尔及利亚东西高速公路项目高模量沥青混凝土配合比设计时进行的复合模量试验选择了梯形试件两点弯曲试验方法。其检测原理是对试样顶部施加正弦力：F=F0×sin(ω+t)，或正弦挠度：Z=Z0×sin(ω+t)?在受力最大处和在线性范围内，F0或Z0产生变形ε≤50×10-6，根据复合模量荷载F0、位移Z0和相位角Φ时的不同温度和不同频率计算?

2.1.5 疲劳试验

疲劳试验是借助一套能提供固定频率的加载力，能使试块产生以正弦曲线形式变化的形变系统试验。给等腰梯形形状的试块顶部施加正弦力，使其产生幅度固定的，以正弦曲线形式变化的形变，根据试块的反作用力，记录下在顶部作用下幅度变化的值，当达到断裂标准

时，计算试块的疲劳寿命。通过对同一种混合料的多次实验，根据得到的不同的形变幅度，绘出疲劳直线。疲劳直线在双对数系统中被认为是相对于幅度而言材料疲劳寿命的线性回归。

2.2 生产配合比验证

在沥青混合料拌合站调试正常的状态下进行，首先对拌合站热料仓取样进行筛分，尽量使生产配合比级配曲线接近目标配合比。再用调整好的配合比进行混合料试拌，取样进行旋转压实试验及油石比、级配、孔隙率分析。生产配合比的允许调整范围按表3

控制。

3 高模量沥青混凝土现场施工控制

3.1 混合料拌制

混合料拌合过程重点控制其油石比、矿料级配和物理力学性质。

每1000?t混合料应检测一次，若试验数据不符合要求，应停止生产查明原因使生产处于受控状态。同时，严格控制沥青和集料的加热温度以及混合料的出厂温度。集料加热温度应比沥青高10～15?℃，应当注意高模量沥青混凝土由于沥青用量相对较高，在贮料仓保存过程中混合料有可能发生析漏，尽可能在混合料生产后迅速运送至摊铺现场。施工温度控制范围见表4。

3.2 混合料运输

自卸车运输时，应在车厢侧板和底板均匀涂一层油水混合液(柴油：水＝1∶3)。车辆应配备苫布，防止混合料在运输途中表面热量散失，避免污染。从成品料仓向运料车上放料时，为减少混合料离析，正确的装车方法是：先装车箱前部（小堆），再装车箱后部（小堆），最后装车箱中部（大堆）。运料车至前场后，必须在摊铺机料斗滚轮前30?cm处停车并挂空档、轻微制动，不得撞击摊铺机，而是靠摊铺机推动自卸车后轮胎前进卸料进行摊铺。卸料时应快速举升油缸起斗卸料，以减少离析。

3.3 混合料摊铺

(1)阿尔及利亚东西高速公路W8标段采用配有自动找平装置的2台F141型摊铺机前后相距5?m梯队联合摊铺，前一台摊铺机两侧传