多碎石沥青混凝土SAC文档格式.docx
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图解决面层表面有较好的构造深度。
用LH—20Ⅱ型做表面层，虽然其摩擦系数和表面
构造深度能达到要求，但其空气率大会带来一些弊病。
Ⅱ型沥青混凝土在压实度100%
时的空气率为6%～10%，施工时的压实度只要求96%，因此竣工后和开放交通初期沥青
混凝土的实际空气率将是9.8%～13.6%。
空气率这样大的表面层透水性过大。
如果沥青面层下层或中、下层也是采用空气率较大的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沥青混合料内部。
停
留在基层表面的自由水容易冲刷基层表层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沉陷形变，甚至发展成局部坑洞。
存留在面层沥青混凝土中
的水在夏季行车作用下容易促使沥青剥落甚至产生松散现象，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，存留在面层沥青混凝土中的水使沥
青混凝土在泡水的情况下反复冻融将严重影响沥青混凝土的强度和缩短其抗疲劳寿
命。
在Ⅱ型沥青混凝土表面层下设置透水性小的Ⅰ型密级配沥青混凝土，虽然可以基
本阻止雨水下渗到基层顶面，但仍然会滞留在表面层沥青混凝土中，并促使表面层产
生上述的损坏现象。
为减少表面层Ⅱ型沥青混凝土的空气率而增大沥青用量显然也是不合适的，它将
降低沥青混凝土的稳定性，容易导致较严重的辙槽。
Ⅱ型沥青混凝土的空气率大，空气容易进入，面层中的沥青就容易氧化和老化，
它将影响沥青面层的耐久性。
因此，如表面层采用空气率较大的Ⅱ型沥青混凝土将影响面层的使用性能和使用
寿命（要求其使用寿命能达15年左右），表面层不适宜采用Ⅱ型沥青混凝土。
为了解决高速公路沥青表面层的抗滑性能好，特别是构造深度满足要求，又透水
性小这一技术问题，1988～1990年75—24—01—01专题在京深高速公路正定试验路、
定州实体工程、西安试验路及西临高速公路实体工程都采用了多碎石沥青混凝土做表
面层。
3 多碎石沥青混凝土的组成原理
GBJ92—86中中粒式沥青混凝土Ⅰ型和Ⅱ型的矿料级配范围摘录在表1中。
GBJ92—86中粒式沥青混凝土的级配范围表1
类型
通过下列圆筛孔（mm）质量百分率
25
20
10
5
2.5
1.2
0.6
0.3
0.15
0.075
LH-25
Ⅰ
95～100
70～80
50～65
35～50
25～40
18～30
13～21
8～15
4～9
50～70
30～50
20～35
13～25
9～18
6～13
4～8
3～7
LH-20
95
～
100
由于沥青表面层多数采用4cm厚，有的高速公路为减少表面层用价格明显高的碎
石用量，也采用3cm厚，因此常采用LH—20沥青混凝土。
从表1可以看到，LH—25和
LH—20两种矿料级配10mm以下各个筛孔的通过量都是一样的，仅标称最大粒径一是
25mm，另一是20mm。
Ⅱ型沥青混凝土5mm以上碎石含量多，其范围为50%～70%，中值60%，因此它具有
较好的表面构造深度，Ⅰ型沥青混凝土细料颗粒含量多，因此它具有较小的空气率和
透水性小。
如果将两者颗粒组成的特点结合在一起形成一种新矿料级配，就有可能使
沥青混凝土表面层的构造深度较深，空气率和透水性较小。
根据这一设想，笔者组成
了新的中粒式沥青混凝土的级配范围，见表2。
多碎石沥青混凝土的原级配范围表2
圆筛孔尺寸
通过质量（%）
55～70
35～47
22～33
10～20
8～16
5～13
由表2可以看到，此矿料级配中2.5mm以上粗集料的含量为67%～78%，中值为
72.5%。
由于用此级配组成的沥青混凝土中，粗碎石形成骨架，沥青砂胶填充空隙并
将碎石骨架结合在一起，它不同于传统的密级配沥青混凝土，因此取名为多碎石沥青
上述试验路和实体工程表明，面层表面的构造深度都在0.5mm左右，其构造深度
明显大于LH—20Ⅰ型沥青混凝土。
多碎石沥青混合料的马歇尔试验表明，其空气率常
在5%左右，符合密级配沥青混凝土的要求。
用相同的沥青制成LH—20Ⅰ型密级配沥青
混凝土（其中5mm以上的碎石含量42.5%）试件和最大粒径相同的多碎石沥青混凝土（其
中5mm以上碎石含量59%）试件，分别在50℃温度下进行了单轴压缩蠕变试验，试验结
果表示在图1上。
图1上的两根曲线表明，多碎石沥青混凝土（SLH—20）的压缩应变明
显小于密级配LH—20Ⅰ图1两种沥青混凝土的单轴压缩蠕变试验结果型沥青混凝土。
图１
室内外的实践证明，多碎石沥青混凝土的使用性能达到了预定目的，它既能提供
要求的表面构造深度，又能如Ⅰ型密级配沥青混凝土那样具有较小的空气率和较小的
透水性，同时又具有较好的抗形变能力。
可以说，多碎石沥青混凝土既具有Ⅰ型沥青
混凝土的优点，又具有Ⅱ型沥青混凝土的优点，同时它又避免了两者各自的缺点。
4 多碎石沥青混凝土在沪宁高速公路的使用效果
七·
五期间多碎石沥青混凝土试验成功后，八·
五期间在海南东线高速公路一期工
程、济青高速公路、青岛—黄岛高速公路以及石太高速公路河北段得到推广应用。
根据上述高速公路的使用经验，1996年沪宁高速公路江苏段约248km的表面层厚
4cm，全部采用多碎石沥青混凝土SAC—16做表面层。
采用的矿料级配范围列在表3
中。
沪宁高速公路江苏段用多碎石沥青混凝土的矿料级配范围 表3
混合料
通过下列方筛孔（mm）的质量百分率
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.60
0.30
SAC 16
90
70～90
22～37
16～28
12～23
8～18
4.1 室内试验
表面层采用不同产地的玄武岩碎石，细集料中加7%天然砂，有部分施工单位全部
采用碎细集料。
玄武岩碎石（含不同粒级和不同产地）的视密度变化在2.950～2.970g/cm3之间，
毛体积密度变化在2.869～2.887g/cm3之间。
天然砂的视密度为2.680g/cm3（未做毛体
积密度）。
矿粉的视密度为2.716g/cm3。
碎石吸水率为0.7%～3.0%。
沿线8个合同段按表3中SAC—16做的混合料配合比设计基本代表了全线的情况。
这8个合同段各有自己的设计级配曲线，现将他们的设计级配曲线各个筛孔通过量的
最大值与最小值列在表4中。
8个合同段所用SAC—16级配曲线之间的最大差异表4
99.7
91.1
95.1
77.2
80.7
59.5
64.3
37.9
43.6
26.5
31.9
19.1
22.2
12.0
18.1
9.6
14.3
7.7
8.9
5.5
6.5
各个标段沥青混合料设计结果所定沥青用量和矿粉与沥青用量之比以及在选定沥
青用量时沥青混合料的各个主要技术指标都列入表5中（表中仅列最小值到最大值的范
围）。
SAC—16混合料设计结果表5
沥青含量
（油石比）
矿粉
沥青
稳定度
（kN）
流值
（0.1mm）
空气率
（%）
饱和度
残留稳定度
4.7～4.9
1.21～1.36
9.4～11.8
27～34
3.6～4.6
70.4～74.9
79.6～94.0
4.2 室内检验结果
某合同段细集料堆放在仓库内，不受雨淋，因此施工过程中矿料的级配组成控制
得较好。
表6所列为该合同段在23d期间17d施工过程中取混合料样品进行23次（其中有
11次为两次试验的平均值）抽提和筛分试验的结果。
表中0.3mm以下3个筛孔的通过量
的偏差系数较大是由矿粉受潮引起。
表7为取混合料进行马歇尔试验的结果。
从表6的筛分结果可以看到，检验的平均结果与生产配合比确定的设计级配曲线
很接近，各个筛孔的通过量与设计级配曲线的偏差都在规范允许的误差范围内，同时
也都位于SAC—16的级配范围内。
沥青用量（油石比）变化在4.70%～4.82%之间，平均
4.77%（略低于设计用量4.80%），偏差系数CV=0.71%。
这些都说明，该合同段的质量控
制较好。
SAC—16抽提和筛分试验结果（23次）表6
方筛孔尺寸
（mm）
标准级配
范围
设计级配
曲线
平均值
标准差
偏差系数
100～100
90～100
93.0
86.0～96.8
94.3
2.42
2.6
80.1
74.5～87.2
82.6
2.87
3.5
60.4
58.7～67.2
62.9
2.45
3.9
42.6
39.7～46.8
431
2.04
4.7
31.6
27.7～35.1
32.2
1.68
5.2
22.6
18.3～26.2
23.7
1.79
7.6
17.9
14.8～21.5
19.5
1.59
8.2
11.5
9.7～15.1
13.5
1.40
10.4
8.0
6.1～9.4
8.3
0.88
10.6
5.7
4.2～6.6
0.61
10.7
沥青（%）
4.8
4.70～4.82
4.77
0.034
0.71
SAC—16马歇尔试验检验结果（共17组）表7
统计特性
稳定度（kN）
流值（0.1mm）
密度（g/cm3）
空气率（%）
饱和度（%）
7.6～9.6
32～43
2.521～2.546
3.7～5.0
69～76
9.0
38
2.583
4.1
74.4
0.55
3.1
0.006
1.62
偏差系数（%）
6.1
0.23
7.3
2.2
从另一标段在5月、6月和7月生产SAC—16沥青混凝土期间进行的检验结果可以看
到，随矿料中细集料增加，沥青混合料的空气率减小，密度增加；
此外，对材料进行
认真管理和根据检验结果及时调整热料仓的配合比，可以减小矿料之间的变化程度。
4.3 表面性能检测结果
与沥青混合料矿料级配组成和沥青用量有关的表面性能主要有表面构造深度（砂
补试验）和摩擦系数。
4.3.1 表面构造深度
表面层施工结束后，用砂补试验法测量表面构造深度，每200延m（中央分隔带一
侧）为一个断面，每个断面测左、中、右三个点，取三点的平均值作为该断面表面构
造深度的代表值。
分段检测的部分结果列在表8中。
由表8可以看到，表面层的表面构
造深度全部大于0.70mm，最大的达1.06mm。
分段的平均值变化在0.84mm～0.92mm之
间。
另一些标段测量的表面构造深度列在表9中。
表面构造深度检测结果表8
段号
检测断面数
范围（mm）
平均值（mm）
标准差（mm）
1
0.70～0.98
0.84
0.09
10.8
2
28
0.85～0.98
0.90
0.03
3.3
3
23
0.73～1.00
0.85
0.07
4
0.72～0.98
0.91
0.06
6.4
31
0.81～1.06
0.92
6.3
6
0.84～0.95
3.7
7
0.77～1.00
0.89
6.8
8
27
0.80～1.04
表面构造深度检测结果表9
标段
统件特性
0.65～0.76
0.69
0.032
21
0.65～0.79
0.70
0.046
37
0.61～0.80
0.097
14.1
30
0.60～0.91
0.74
0.077
0.65～0.80
0.037
64
0.038
因此，沪宁高速公路的实践证明，多碎石沥青混凝土的表面层构造深度完全达到
对高速公路沥青路面表面构造深度的要求。
4.3.2 摩擦系数
由于沥青面层分段竣工后尚未正式开放交通，面层表面的碎石仍被沥青膜裹覆，
因此所测得的摩擦系数尚不能代表面层的真正摩擦系数。
用摆式仪测定摩擦系数，每
200延m一个断面，每个断面测左、中、右三个点的平均值作为该断面的代表值。
检测
结果表示在表10中。
表中的数值已校正成相当于英国摆式仪测得的值。
表面摩擦系数检测结果表10
56～65
62
2.3
54～65
59
3.6
6.2
57～61
1.0
1.7
54～62
58
47～56
51
4.5
49～61
53
2.7
5.1
48～55
1.8
48～57
4.4
5 多碎石沥青混凝土SAC—16与AK—16的比较
前面已介绍SAC—16先后在多条高速公路上的应用情况，实际应用里程已超过
600km，而AK—16未见正式报导曾在高速公路上的应用情况，AK—13除“七五”期
间在沪嘉高速公路上铺过试验路外，也未见正式报导在其它高速公路上的应用情况。
虽然沪嘉高速公路正式开放交通至今已逾8年，但未见试验路在“七五”课题结束
后的实际使用情况，特别是表面构造深度和摩擦系数等表面特性的后续报导，所以只
能就该试验路的初期表面特性作一比较。
5.1 矿料级配范围的比较
SAC—16与AK—16的矿料级配范围同列在表11中，以便于比较。
表中同时列有
AK—13的级配。
SAC—16与AK—16矿料级配范围的比较表11
名称
通过下列筛孔（mm）的质量百分率
19.0
16.0
9.50
0.600
0.300
0.150
SAC—16
AK—16
AK—13A
AK—13B
60～82
85～100
45～70
60～80
25～45
30～53
18～40
15～35
20～40
10～30
10～25
15～30
8～22
10～23
5～15
7～18
3～12
4～10
5～12
3～9
2～6
因为AK—13的实际试验是沪嘉高速公路上3km试验路，所以将沪嘉高速公路试验
路实际采用的两种级配组成换算为相应的方孔筛通过量列在表12中。
沪嘉高速公路试验路段抗滑表层矿料级配表12
编号
路段长
（m）
687
99
84
23.4
16.8
11.8
4.3
656
98
81
16.6
660
364
68
39
10.1
8.7
7.1
5.0
633
43
18.2
15.3
13.4
对比表11和表12的矿料级配，实际上4号试验段的矿料级配符合AK—13B的级配范
围；
1、2、3和5号试验段的矿料级配基本符合AK—13A的级配范围。
现将SAC—16、AK—16、AK—13A和AK—13B的级配范围中值列在表13中。
SAC—16与AK—16等级配范围中值的比较表13
80
60
40
29.5
22
17.5
13
71
57.5
35
7.0
70
41.5
22.5
16.5
12.5
8.5
97.5
29
15
7.5
表13清楚地表明，AK—16矿料级配中4.75mm以上碎石含量大于SAC—16，而
2.36mm以下细料的含量又少于SAC—16，因此，AK—16沥青混合料的空气率将明显大
于SAC—16，沥青用量将少于SAC—16。
其结果是面层的透水性大，抗疲劳能力较差和
耐久性较差。
表13中AK—13A的4.75mm以下各筛孔的通过量却与SAC—16的很接近。
5.2 沪嘉高速公路试验路抗滑表层沥青混合料的试验结果
沪嘉高速公路5个试验段5种沥青混合料的马歇尔试验和抗滑性能检测结果列在表
14中。
沪嘉高速公路试验段的试验结果表14
沥青用量
摩擦系数（摆值）
表面构造深度（mm）
初始值
第2个夏天
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