浅析PAC-13排水沥青路面配合比设计

浅析PAC-13排水沥青路面配合比设计

摘要：近年来，随着国家经济的迅速增长，高速公路的进程逐年增加，如何向

社会提供更安全、舒适、经济、环保型高速公路，已成为我国交通部门的设计理念。本项目采用PAC-13进行铺筑,详细阐述了排水性沥青混合料的配合比设计方

法和施工技术。更多还原

关键词：PAC-13排水沥青路面；配合比设计；施工；

1.工程概况

安徽省交通投资集团投资，安徽省交通规划设计研究院设计的北沿江高速公

路马鞍山至巢湖段超高端曲线外侧、横纵组合坡较小的段落为PAC-13透水结构层。图1为透水沥青路面结构示意图；

图1 透水沥青路面结构示意图

2.PAC13排水沥青混合料的选材及级配设计

2.1 原材料的选择

本项目PAC13排水沥青混合料粗集料采用安徽省六安市舒城县玄武岩石料厂

生产的1#料9.5mm-13.2mm及2#料4.75mm-9.5mm玄武岩碎石，其吸水率小于1.2%，针片状小于10%，表观密度大于2.75g/cm3，1#料9.5mm筛孔通过率以小

于5%控制，2#料4.75mm筛孔通过率以小于2%控制；细集料采用4.75mm-

9.5mm的石灰岩碎石磨制的0mm-2.36mm机制砂，其2.36mm筛孔通过率控制在6%以内，砂当量控制在75%以上；矿粉采用马鞍山市含山县红太阳石料厂生产的19-26.5mm钙质石灰岩自家磨制，其0.075mm筛孔通过率控制在75%-80%，塑性指数以小于2控制；沥青采用江苏科菌格生产的TPS高黏改性沥青，其60℃动力粘度为175000Pa.s，25℃针入度为55.0，软化点为92.5℃，5℃延度为32.0cm；

抗剥落剂采用江苏文昌新材料科技有限公司生产的TW-1型沥青抗剥落剂，掺量

为沥青用量的2‰。

2.2 矿料级配的选择

表1 目标配合比设计级配范围

其中以2.36mm-4.75mm档集料比率最为关键，确定在中值附近±2%的三个级配，以暂

定沥青用量的计算方法，预估沥青用量=假定沥青膜厚度×集料比表面积（Pb=DA×SA）；集料

比表面积SA=0.41+0.0041a+ 0.0082b+0.0164c+0.0287d+0.0614c+0.1229f+0.3277g(m2/kg)，其中

a、b、c、d、e、f、g分别表示4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、

0.075mm筛孔通过率，按上式计算得到预估沥青用量为4.5%，其中假定沥青油膜厚度为

13um。分别选定油石比%、5.5%、5.0%、4.5%、4.0%作为预估油石比进行室内马歇尔稳定度

试验、谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验、渗水试验、动稳定度及水稳定性试验，经试验最

终确定目标级配为9.5mm-13.2mm碎石:4.75mm-9.5mm碎石：机制砂：矿粉=49：33：15：3。最佳油石比为4.7%；以析漏损失率和飞散损失率两个指标分析选定油石比，见图2。

图2 油石比选定分析图

以下为目标配合比合成级配表2：

表2

2.3 生产配合比设计

根据目标配合比冷料的用量，本项目部工地试验室结合意大利产玛连尼MAP320型间歇

式沥青拌合楼的性能对冷仓转数进行调整，通过热仓筛分，进行级配合成，最终确定生产配

合比为11mm-16mm：6mm-11mm：机制砂：矿粉=36：44：15：5，依据目标配合比设计，

以油石比4.7%进行室内沥青混合料马歇尔稳定度试验、谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验、

动稳定度试验、渗水试验及水稳定性试验。试验结果见以下表；

表3 马歇尔试验结果

3 PAC13沥青混合料的拌合

3.1 由于PAC13沥青混合料所用集料单一，细集料偏少，沥青采用TPS改性剂高剪切生

产的TPS高黏改性沥青，其粘稠性大，不宜喷洒，试验室经过查阅大量资料，听取不同层次

专家意见，最终确定沥青拌合站拌合周期为55s，拌合楼风门开度为25%，产量为320t/h，

沥青加热温度为170℃—180℃，骨料加热温度为190℃—210℃，施工中严格控制成品料出场温度，并对逐板打印数据进行跟踪计算，以保证沥青混合料符合排水路面的要求。

4 PAC13沥青混合料的摊铺与碾压

4.1 摊铺：采用一台中大摊铺机全幅一次摊铺，摊铺宽度为14.75m，摊铺速度为

2.5m/min，振动和夯锤设为4级，施工中采用非接触式平衡梁进行找平。

4.2 碾压：采用四台双钢轮压路机进行碾压；初压温度不低于155℃，复压温度不低于135℃，终压温度不低于90℃；其中初压采用一台BM302双钢轮压路机静压2遍，复压采用BM302和DLPK624两台双钢轮压路机各静压2遍，终压采用一台DD130双钢轮压路机静压2遍，总共8遍，其中钢轮碾压须重叠1/3轮宽。

5 PAC13沥青混合料试验段现场检测数据

5.1 为评价试验段的摊铺质量及碾压效果，特在试验段取2个断面，分别在距中分带路

缘石4.45m、8.2m、11.95m点位处进行现场取芯压实度、渗水、构造深度及摩擦系数试验，

试验结果如以下表格：

表10 压实度试验记录表

经以上试验结果分析：横断面上各点压实度、渗水系数、构造深度、摩擦系数均满足技

术规范和施工作业指导书要求，试验数据呈离散型分布。

6 PAC13排水沥青路面质量控制要点

6.1重要材料的控制：为确保排水路面的实用性，整个施工过程中应将沥青的动力粘度

指标作为重点检测，与常规指标针入度、软化点及延度是同一频率进行抽检，且抽样环节应

在沥青拌合站现场取样，以确保实际施工所用材料品质良好；排水沥青路面所用矿粉的细度

应控制在75%-80%之间，不宜过细。

6.2配合比设计时重点控制9.5mm和2.36mm筛孔通过率，9.5mm筛孔通过率应控制在60%-65%之间，2.36mm筛孔通过率应≤22%；细集料用量应不超过11%，粗集料用量在80%-84%之间。

6.3排水沥青混合料在成型室内马歇尔试件时采用101.6mm×63.5mm试件双面击实50次

得出有效空隙率后，依据此有效空隙率成型旋转压实试件测定并测定其构造深度及渗水系数。

6.4由于体积法测定沥青混合料试件毛体积相对密度差异性比较大，在进行现场试验检

测时，应先进行手工铺砂法测定构造深度，且应与室内试件构造深度相符；再进行钻孔取芯，否则芯样的构造面大小决定压实度的欠缺和富余。

7 洞穴的填补

7.1 现场取芯完成后应将洞穴内所积水分及时排出，待48小时后穴内完全干燥后将壁侧

涂刷SBS改性乳化沥青，中下面层部分采用密级配沥青混合料填补，上面层部分采用开级配

沥青混合料填补，补平后涂少许SBS改性乳化沥青。

8排水路面的碾压要点

排水路面施工过程中统一使用钢轮压路机，严禁使用胶轮压路机。

9 结语

排水沥青路面成功解决了特殊路段积水的问题，使排水路面得到应用和推广，为类似特

殊路段路面施工提供了借鉴和参考。