大粒径沥青混凝土路面下面层施工技术浅谈
周延山 邹太平 杜云鹤 （中交二公局第六工程有限公司）
摘 要：通过密级配大粒径沥青混凝土下面层试验段的铺筑，对大粒径沥青混和料承载机理、原材料性能、混和料组成设计的合理性和经济性、具体的施工技术、质量控制相关参数和施工工艺及注意事项、目前需解决的问题等进行了分析。
主题词：大粒径 沥青料 路用性能
凝土（ATB-40）下面层，其中第一天铺筑了300m长。根据试铺路段研究大粒径沥青混凝土路用性能和配合比设计方法，为大粒径沥青混凝土推广使用提供科学依据。 2.大粒径沥青混合料基本概况
大粒径沥青混合料（简称LSAM）一般是指含有矿料的最大粒径在25-53mm之间（最大可达63mm）的热拌热铺沥青混和料，级配良好的LSAM可以抵抗较大的塑性和剪切变形，承受重载交通的作用，具有良好的抗车辙能力，提高了沥青路面的高温稳定性和低
温抗裂能力，特别是对重载路段需要持荷时间较长，与传统的沥青混凝土相比，LSAM抗永久变形能力显示得十分明显。
1.概述
陕西省禹阎高速公路路面设计为双向四车道，设计车速120km/h，单幅路面宽度12m，路面结构层为：20cm厚二灰矿渣底基层+32cm厚二灰碎石基层+7cm厚AC-25型沥青混凝土下面层+6cm厚AC-20型沥青混凝土中面层+5cm厚AC-16C型沥青混凝土抗滑表层。
近年来，随着交通量的增加，重载和轮压不断增大，高等级公路渠化交通，沥青路面过早地出现了承载力不足和车辙等早期破坏增多的现象，养护和维修费用较高，为了提高路面抗车辙能力和耐久性，在禹阎路C08标k41+604~k42+494段共890m长右幅试铺13cm厚密级配LSAM大粒径沥青混
大粒径沥青混和料承载机理，沥青混凝土强度是由内摩擦力和粘聚力形成，骨架密实型LSAM的内摩阻角（Q）明显大于普通沥青混凝土，主骨架形成嵌挤作用，增加了内摩阻力，由于Q温度敏感性较小，内摩擦力变化很小，强度衰减较慢，LSAM粗集料能形成良好的石—石接触，发挥骨架作用，在车轮轮载碾压或冲击下不会产生突然大的变形，集料间产生的相对移动可能性小或产生过程缓慢，所以高温累积变形小，LSAM提高承载能力的另一个因素是在相同路面厚度或轮载作用范围内，因为LSAM粗集料粒径较大，使得容易产生错动、滑动的小集料接触面数量减少，而且粗集料传力方向明确且容易传力至基层，从而减少了斜载面上的剪切应力，提高了抗剪强度。
大粒径沥青混和料LSAM起源于二十世纪初的美国，但由于种种原因，并没有得到广泛应用，只是近几年来在国际上才得以重视，国外研究主要集中在美国、英国、加拿大，日本等国，我国在京津塘高速公路河北省也有应用和试验，他们主要是利用开级配沥青稳定碎石ATPB及密级配沥青稳定碎石
ATB作为柔性基层，作为路面面层结构研究较少，而我方此次试验是将ATB沥青混合料用作路面面层，替代中、下面层作为路面结构层进行研究。 3.对原材料性能的要求
3.1沥青方面，由于大粒径沥青混凝土有较好的骨架结构，从级配本身就较普通沥青混合料有较好的力学性能，能较好满足混凝土的路用指标，通过多方面试验在采用普通基质沥青时，也都能满足混合料的各项技术指标，特别是动稳定度，在采用基质沥青时，较传统的密级配普通沥青混凝土可提高2倍以上。同时大粒径沥青混凝土的热敏性方面指标也非常好，因此在作大粒径沥青混凝土时，沥青选择方面比普通沥青混凝土要求可适当放宽，在采用大粒径作中下面层时，完全可采用基质沥青或符合规范的国产沥青，就能满足重载交通对沥青混凝土性能的要求，可以不采用改性沥青，这样就可节约大量投资。本试验段采用的是韩国SK-A90基质沥青。 3.2碎石的质量控制及要求
大粒径沥青混合料，由于采用的骨架碎石的粒径较大，相对普通沥青混合料用的较
小粒径碎石，在施工中易压碎，混合料中的碎石，压碎后大大降低了沥青混凝土的质量，所以在碎石试验方面，应提高试验指标，减小压碎值，作大粒径的碎石的压碎值，最好比普通混合料用碎石的压碎值低3-8。另外还应严格控制针片状石料，针片状含量也应降低3-5个点，减少或避免施工时石料被压碎。同时改善大粒径沥青混合料的工作性，减少施工离析。经过试验段铺筑，我们认为大粒径混合料用碎石，宜采用压碎值小的石料，同时最好采用反击破加工和锤破加工的碎石，以确保碎石质量，避免施工时压碎，减少骨料离析。
4.LSAM沥青混和料组成设计 4.1组成设计控制要点
LSAM沥青混合料具有良好路用性能的重要条件是大粒径骨料形成骨架密实结构，主骨架相互充分嵌挤，保证良好的内摩阻力。用4.75mm以上细集料来填充主骨架，细集料、矿粉形成胶浆使得混合料整体具备较大的凝聚力和密实性。
①骨架稳定性基本条件是在压实状态下，沥青混合料中粗集料的骨架间隙VCA必
须小于或等于没有其他集料、结合料存在时粗集料集合体在捣实状态下的间隙VCADRC，即 VCAmix＜VCADRC。
②骨架接触度（稳定度），由SSC=100ρcm/ρ计算骨架接触度
式中： SSC——LSAM的骨架接触度 %
ρcm——LSAM中粗集料密
度 ρcm=（ρmbρw）×（1－AC）×PCA
ρmb——LSAM的毛体积密
度
ρw——水的密度 AC——沥青用量 PCA
—
—
粗
集
料
（74.75mm）占矿料百分数
骨架接触度是指混合料中集料之间接触的密实程度，用压实成型的混合料粗集料毛
动稳定度 试验指标 公称最大粒径 马歇尔试件尺寸 击实次数（双面） 空隙率VV 稳定度不小于 流值 沥青饱和度VFA 单位 mm mm 次 % KN mm % 7.5 1.5—4 55—70 AC-25 11-22 1100 24 ③．矿粉在沥青混合料中起重要作用，其含量要适当，少了不能形成足够的比表面ATB大型马歇尔试验 ≥31.5 φ152.4mm×95.3mm 112 3—6 15 实测 40—70 ATB—40 5-11 11 0-5 2723 27 2 矿粉 LSAM与普通沥青混合料技术指标对比表1 标准马歇尔试验 26.5 φ101.6mm×63.5mm 75 吸附沥青，过多又会使胶浆成团，致使路面胶泥离
/mm 热料仓尺寸（mm） 次22-50 SK基质沥青实测 比例（%） 36 通过马歇尔试验确定最佳油石比为3.8%。表2 体积相对密实与纯粗集料干捣的相对密实之比来表示形成主骨架密实性，骨架接触度与动稳定度DS之间具有很好的相关性，骨架接触度越大，动稳定度则越高；骨架稳定度越大，动稳定度也越大，骨架稳定程度、骨架接触度，直接影响骨架密度结构。SSC和DS
值这两个指标越大，沥青混合料路面车辙值则越小。
析，造成沥青路面破坏。故此矿粉选用2%的掺量，来保证沥青混合料的整体稳定性。 4.2目标配合比的确定：
①选择优质的原材料，检验各项技术指标之能够满足生产施工要求。
②根据级配范围确定合理级配曲线. 通过分析，选择“S”型级配曲线合理，
它的整体稳定性好，抗车辙能力强，能够提 高路面承载能力。
③最佳沥青用量确定：计算骨料表面积，沥青膜厚度以最小沥青用量采用3.0%、3.4%、3.8%、4.2%、4.6%，五种油石比进行试配，选出最佳油石比OAC=3.8%。
④通过配合比试验及参照有关现有资料，确定LSAM技术指标见下表：
LSAM与普通沥青混合料技术指标对比表
由于LSAM粒径较大，细集料较少造成骨料及所测流值离散性都很大，所以这个指标在国内外都以实测值作为检测指标，有关
流值这一参数的控制指标以及试验方法还有待各国科研工作者研究。
4.3生产配合比确定：根据目标配合比合成级配，确定热拌仓筛孔尺寸及矿料比例。
通过马歇尔试验确定最佳油石比为3.8%。见表2 5.施工工艺
在二灰碎石基层上洒透层、封层，然后铺筑13㎝大粒径、密级配沥青混合料，再铺5㎝AC-16c型沥青混凝土抗滑表层。 5.1混合料拌和
大粒径沥青混合料拌制过程和普通沥青混凝土的拌制过程基本相同，但因矿料粒径大，沥青用量较小，不易拌和均匀，拌和时间短时会出现花白料，沥青裹附集料不均匀，沥青膜厚度难以达到全部裹覆粒料，因此大粒径沥青混合料拌和时间要适当延长一些，采用干拌5s，湿拌35s。要使混合料拌和一致，无花白料，乌黑不发亮，无明油，无结团或成块。
但是，由于大粒径沥青混凝土作为路面