多碎石沥青砼施工方法探讨（一）
一、多碎石沥青混凝土产生的背景及其组成原理：我国沥青混凝土路面设计多用二层或三层结构，主要为了满足路面结构对混凝土热稳性、不透水性、耐久性和抗滑等方面的要求。规范中根据空隙率大小分为Ⅰ型（3%～6%）、Ⅱ型 （6%～10%）两种类型的砼。Ⅰ型砼抗渗性能好，但其热稳性和抗滑效果都比较差。Ⅱ型砼透水性好，结构层积水经冬季冻融及行车产生的孔隙水压力作用，路面易出现早期破坏。Ⅱ型砼空隙率较大，沥青老化较快，寿命相对降低。针对Ⅰ型、Ⅱ型砼存在的问题，结合两种类型砼特点，沙庆林院士提出了多碎石沥青砼的理论。该类型的砼集两者优点，同时解决了热稳性、防水性和抗滑性几大问题，提高了沥青砼表面的粗造度，使高速行车更安全。98年我公司分别在天津疏港公路和106河北衡水段采用多碎石沥青砼，取得较好的效果。疏港公路获业主重奖；106衡水段经过一年通车平整度在0.7mm以下，该工程被提名河北省98年度工程质量第一名，现评定工作尚在进行。
我们知道，Ⅰ型沥青混凝土的耐久性好，表面摩擦系数易满足要求，但表面构造深度只有0.3mm左右。因此Ⅰ型沥青混凝土的缺点是表面构造深度达不到要求。Ⅱ型沥青混凝土的碎石含量大，细料和填料的含量少，表面构造深度深，易满足规范要求，而且抗形变能力较强，缺点是透水性过大。
如果沥青混凝土下层或中下层也是采用孔隙率较大的Ⅱ型沥青混凝土甚至沥青碎石，雨水将容易透过沥青面层滞留在半刚性基层的表面和滞留在混合料的内部。停留在基层表面的自由水容易冲刷基层表面的细料并导致唧浆现象，使面层与基层脱开，面层表面产生网裂和形变，甚至发生局部坑洞，存留在沥青混凝土土中的水在夏季行车的作用下容易促使沥青剥落甚至松散现象，使面层混凝土稳定性较大降低并形成较严重的辙槽。在冰冻地区的冬季，存留在面层混凝土中的水使沥青混凝土在泡水的情况下反复冻融唧浆严重影响沥青混凝土的强度和缩短其抗疲劳寿命。
故此，表面层使用Ⅰ型或Ⅱ型沥青混凝土都将影响其使用性能或使用寿命，那么就存在这么一个技术问题：即要使高等级公路表面层抗滑性能好而透水性又小。如果将Ⅰ型和Ⅱ型沥青混凝土两种颗粒组成的特点结合在一起形成一种新的矿料级配，就有可能达到使沥青混凝土表面层的构造深度较深，孔隙率和透水性也小。于是就组成了新的中粒式沥青混凝土级配范围，这就是多碎石沥青混凝土。
多碎石沥青砼（SAC-16）是一种粗集料断级配沥青砼，沥青用量较少，用视密度和毛体积密度大、吸水率小的玄武岩时，两面各击75次马歇尔实验的最佳沥青用量（油石比）在4.5%-4.8%.用改性沥青时，沥青用量约可增加0.4%，除初始实验路外，SAC-16都使用纯沥青，以节省投资，SAC-16有三个特点：一是马歇尔的空隙率V为3.5%～4.2%，在保证压实度的前提下，其透水性小；二是抗永久变形的能力（即高稳稳定性强），其动稳定度为传统沥青砼AC-25-Ⅰ型的1.29～1.74倍；三是表面粗造度好，TD>0.8MM，SAC-16已在我国高速公路上应用超过1000公里。
多碎石砼和普通砼级配比较
级配范围 级配范围
筛孔尺寸
混和料类型 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 AC-16I 100 95-100 75-90 58-78 42-63 32-50 23-37 16-28 11-21 7-15 4-8 AC-16Ⅱ 100 90-100 65-85 50-70 30-50 18-35 12-26 7-19 4-14 3-9 2-5 SAC-16 100 95-100 75-90 55-70 30-40 22-31 16-24 12-20 8-18 8-15 6-10 德国SMA 100 95-100 75-88 30-39 22-27 16-23 12-20 11-18 9-15 8-12 从图示（附图）可以看出4.75mm筛孔以上多碎石和Ⅱ型级配碎石含量基本相同，只是将13.2mm以上含量降低的部分补加到9.5mm级筛孔上。降低2.36mm筛孔级含量、增加1.18mm筛孔级含量，为增加其内摩阻力、降低空隙。从4.75mm筛孔级开始到0.075过渡到Ⅰ型级配，增加了细料含量，达到防水的目的。
配合比设计实例
1、原材料
a、材料类别
工程名称 10-20mm 5-10mm 石 屑 砂 矿粉 沥青 疏港公路 玄武岩 玄武岩 石灰岩 龙口海砂 石灰岩 壳牌AH-70 河北106线 安山岩 安山岩 安山岩 正定中砂 石灰+矿粉 韩AH-70 b、酸性矿料处理
酸性安山岩与沥青的粘结力较差，经检测为了3-4级，为提高其粘结力经试验确定掺加1%的生石灰粉效果较为明显，结果见下表：
石料粘结力试验
玄武 5级 安山岩 3-4级 0.7%石灰处理后的安山岩 5级
c、对掺加石灰的矿粉应严格控制其掺量，采用检测灰剂量的方法进行检测。
2、通过图解法给出每种矿料的比例，并进行马歇尔试验，结果见表：
工程名称 矿料比例 油石比 稳定度 流值 空隙率 残留稳定度 动稳定度 疏港公路 32:28:12:18:10 4.55 8.90 34 3.9 7.10 1162 106线 50:10:16:20:4 4.38 9.62 27 4.1 7.49
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