摘要：砂岩集料具备较高的抗压强度，由于粘附性不好一直很少用于干线公路沥青面层中。文章结合砂性岩石集料应用于干线实践为例，介绍改性处理后的砂岩在ATB-25配合比设计、前后场施工控制为例进行系统分析，并对改性处理后的砂岩ATB-25质量控制方面进行探讨。

关键词：干线公路；砂岩；ATB-25；质量控制

1 概述
　　近年来，随着江苏省干线公路建设的加快，尤其是干线公路的快速发展，消耗了大量的石灰岩，江苏省徐州市新沂附近由于地质条件的限制，石灰岩资源严重紧缺。相比而言，与新沂比邻的连云港市安峰山一带砂岩资源相对比较丰富。为了避免自然资源的浪费，充分合理开发利用自然资源的前提下，本着倡导技术创新进一步提高工程建设质量的理念，江苏省徐州市干线公路尝试引进砂岩用于ATB-25沥青稳定碎石基层施工，通过相关试验努力，各项指标均能满足施工规范要求，本文将以新沂市425省道工程上基层砂岩沥青稳定碎石的设计和质量控制为例进行阐述。

2 原材料试验
　　新沂市425省道工程标上基层采用江苏泰州中海油50号A级，集料采用连云港安峰山地区采石场生产的砂岩，水泥采用徐州淮海中联水泥有限公司生产的P.C32.5缓凝水泥，试验结果见表1-表3。
　　表1 50号沥青试验结果汇总表
　　表2 集料检测结果汇总表
　　表3 水泥试验结果表

3 ATB-25配合比设计
　　3.1 水泥的添加量确定
　　由于砂岩石料的粘附性不能满足规范要求，因而本段目标配合比设计的重点，在于寻找合适的方法，对砂岩的粘附性进行改性。由于新沂市没有优质的石灰岩矿粉加上对抗剥落剂改性的沥青混合料长期性能不稳定性担忧，最终决定采用水泥替代部分矿粉的办法，对其进行改性处理。
　　本工程在配合比设计过程中根据预先设计的级配，在沥青混合料中分别添加1%，2%，3%的水泥，分别进行马歇尔试验（稳定度、流质、残留稳定度、冻融劈裂试验），综合比较不同掺量对混合料高低温影响，具体结果见表4。
　　表4 不同水泥掺量下的混合料性能比较
　　从试验结果的汇总来看，随着水泥掺量的增加，残留稳定度增加明显，冻融劈裂试验结果出现峰值。笔者分析认为由于水泥属于水硬性胶凝材料，在低温状态下随着水泥剂量的增加易变脆，导致混合料强度降低。因而在水泥剂量的选用上，不宜掺多。本项目在最终权衡下，选择了2%水泥的掺量。
　　3.2 ATB-25配合比设计过程
　　对于ATB-25的设计方法，根据《沥青路面施工技术规范》要求，采用马歇尔重型击实法进行配合比设计，级配的筛选主要以0.075mm，2.36mm，4.75mm，9.5mm为关键筛孔，初始油石比为3.9，确定ATB-25三个级配测定饱和度以及VMA等指标基础上选择空隙接近5%的级配为设计级配。根据测试结果得出级配B满足要求，具体见表5-表7。
　　表5 各种矿料的筛分结果
　　表6 三种级配堆配合比组成
　　表7 三种级配设计组成结果（%）
　　对于级配B，采用5种油石比，制作马歇尔试件进行马歇尔稳定度试验（击实次数为正反75次），试验结果列于表8。根据ATB-25路面设计要求结合交通与气候条件，空隙率应控制在3.0～6.0%。根据实际工程情况，目标设计最佳油石比为3.9，对应空隙率为4.9%。
　　表8 ATB-25型设计配合比马歇尔试验结果
　　3.3 ATB-25配合比设计体会
　　针对新沂市425省道工程配合比设计情况，对配合比设计过程中的一些关键指标进行了深入分析：
　　3.3.1 关于关键筛孔的控制。由于2.36mm以上粒径的粗集料是真正形成石-石嵌挤结构的主要部分，因此2.36mm筛孔通过率是ATB-25级配组成设计中最重要的参数，决定了粗集料嵌挤作用的形成情况。一般情况下2.36mm通过率宜控制在30%左右，保证混合料能够形成石-石嵌挤结构，起到更好的抗车辙性能。
　　3.3.2 2.36mm与4.75mm之间的集料用量不宜太多，这档集料用量过高会导致混合料在压实时出现推挤现象。9.5mm通过率对构造深度影响较大，通常较好的构造深度，能够提高混合料层间的切合度，增强混合料的整体性能，提高混合料的抗车辙能力，一般来讲9.5mm通过率宜在43%左右。
　　3.3.3 0.075mm通过率不宜过高，也不宜偏低。0.075mm通过率如果出现过高的情况，铺筑的混合料碾压后有可能出现“光面”现象，引起混合料“泛油”现象。0.075mm通过率如果出现过低现象，可能出现混合料胶浆不足，导致混合料空隙偏大，出现松散，压不实现象，0.075mm通过率宜控制在4.5%～5.5%之间。

4 ATB-25混合料前后场控制问题
　　4.1 拌合楼控制
　　ATB-25级配从合成级配来看，4.75mm以上的粗集料接近70%，细集料30%左右，这对于混合料的拌合提出了较高的要求，我们在料斗、料仓、筛网设置的安排上做了认真计划，基本没有出现粗集料等料、细料溢料的现象。
　　另外，由于ATB-25使用的细集料数量很少，实际拌合时冷料仓料门开启很小，如果细集料潮湿，就会漏下来，如果将料仓口开大，细集料用量就会增加。为了解决这个问题，我们要求对细集料加盖大棚，有效的防止了下雨的潮湿问题。
　　由于本项目的沥青采用了50号道路石油沥青，沥青粘度比较高，因此保温工作非常重要，为了减轻混合料的施工老化，我们制定了严格的温度控制标准，确保了混合料的施工温度。具体指标参见表9。
　　表9 沥青混合料的施工温度（℃）
　　4.2 运输
　　由于ATB-25沥青混合料离析问题一直是施工控制难点问题，我们在混合料运输过程中对细节进行了严控，我们采取了以下一系列途径对运输过程中的离析进行了控制。
    4.2.1 混合料往运输车上卸料时，安排专人指挥运输车驾驶员按照分“前后中”三次原则，来回循环有序的装料，减少混合料在装料过程中的离析。
　　4.2.2 安排专人紧盯运输车篷布的覆盖，减少混合料在运输过程中的温度损失。
　　4.2.3 加强摊铺现场与摊铺后场的联系，保证摊铺机摊铺前混合料运输车较摊铺速度有所富裕。
　　4.3 摊铺
　　在综合比较各种摊铺机的优缺点后，本工程最后选择采用1台ABG8820摊铺机全幅进行了摊铺，为了控制ATB-25混合料摊铺过程中的离析，我们对摊铺机设备以及摊铺细节进行了少许改进。
　　（1）在摊铺机螺旋1/2处，边端装反向螺旋叶片。（2）摊铺时，控制布料器处于中高档位置。（3）匀速操作送料器与布料器。（4）摊铺机在摊铺过程中保持布料器不停转动，摊铺机两侧保持有不少于送料器高度2/3的混合料。
　　通过改进后的方式摊铺，目测混合料表面基本没有明显的离析现象。
　　4.4 碾压
　　由于ATB-25混合料骨料比较多，细料较少，且砂岩强度比较高，不易压碎。我们针对此特征，制定了严格的碾压方案，对于胶轮的碾压重点进行了安排，具体碾压方案见表10。
　　表10 施工碾压方案
　　4.5 全面质量检测
　　除了每日对ATB-25混合料进行抽提以及马歇尔常规试验外，我们对渗水试验的检测频率提了更高的要求，在每日现场碾压结束后混合料表面温度允许的情况下，立刻进行渗水试验。如发现碾压段落渗水系数偏大的情况下，立即与相关人员进行联系，加强碾压。通过事前控制，能够有效的避免大规模渗水系数不合格情况的发生。通过不懈的努力，ATB-25渗水系数合格率能够达到85%以上。

5 结束语
　　通过新沂市425省道工程ATB-25路面工程实践，我们对砂岩用于沥青碎石基层的配合比以及施工控制进行了深入分析，我们认为砂岩是可以用于沥青稳定碎石基层施工的，但应注意如下几点。
　　5.1 水泥用于砂岩沥青混合料的改性材料，应严格注意水泥的掺入量、水泥的强度等级控制，注意掺入水泥剂量对混合料低温性能的影响。
　　5.2 ATB-25作为骨架密实结构，在配合比设计中应注意0.075mm，2.36mm，4.75mm，9.5mm 的通过率，对于油石比的确定，应注意与集料合成毛体积相对密度，水泥、矿粉密度的联系。
　　5.3 ATB-25沥青稳定碎石的离析控制，摊铺环节的碾压，以及渗水系数的检测应引起重视。

参考文献
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　　[3]JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].
　　[4]JTGE20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程.