GTM法在高速路面工程中的应用

韩娣静

摘 要：随着我国经济的高速发展，交通运输量也快速增长，伴随的车辆的超载、重载现象越来越严重，沥青混合料的破坏也越来越多。我国沥青混合料的设计采用的是马歇尔法，从配合比设计方法来看，室内击实与现场碾压，是完全不同的两种碾压方式。鉴于此，本文在尝试用更贴近现场碾压方式的GTM（旋转压实剪切法）法来设计沥青混合料配合比，并与同材料的马歇尔设计方法的混合料参数做比对，从中探究各自的优劣性。

关键词：GTM法;高速;路面;应用

1 项目概况

项目所在区自然区划为Ⅱ4区，属暖温带半湿润大陆性气候。四季分明，春季干旱多风，夏季湿润多雨，秋季温和干燥，冬季寒冷，雪量较多而多强风。

2 配合比设计

2.1 配合比材料组成

（1）粗集料，洁净、干燥、表面粗糙、棱角分明、无水锈，无软石，有足够的强度、耐磨性的石灰岩。产地井陉。（2）细集料，产地井陉，采用石灰岩加工的机制砂，洁净、坚硬、干燥、无风化、无杂质，亚甲蓝值符合规范要求。产地井陉。（3）填料，采用石灰岩石料磨细的矿粉，干燥，洁净、无杂质、无团粒结块，严禁采用回收粉代替矿粉。产地平山矿粉厂。（4）改性沥青，SBS  I-D改性沥青。产地河北伦特石油化工有限公司。

2.2 配合比最佳油石比的确定

配合比设計采用三阶段设计，即目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证阶段（试验段试铺），确定AC-20型沥青混合料的矿料级配及最佳油石比，作为最终生产配合比所采用数据。

本项目试件成型条件选用：试验压强0.7 MPa，机器角1.6°，成型温度165℃～175℃，控制方式为极限平衡状态。

选择油石比3.8%、4.1%、4.4%、4.7%、5.0%按以上条件成型试件，按JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（T0705-2011）（表干法）测定试件毛体积相对密度。

GTM试件参数试验结果见下表：

由上表可以看出，表征沥青混合料是否会出现塑性变形的指标GSI（稳定度）随油石比的增加而增加，当油石比为4.4%时，GSI=1.04，当油石比大于4.4%后，GSI大幅增大，曲线呈急剧增加趋势，表明混合料中沥青已过量，试件的塑性变形过大，反映沥青混合料剪切强度指标的GSF（旋转剪切系数）随油石比的变化情况来看，油石比等于4.4%时，GSF值最大，综合考虑GTM试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势，将AC-20沥青混合料设计油石比确定为4.4%，最佳沥青用量为4.2%。

2.3 配合比结果检验

（1）马歇尔试验验证，按照GTM试验确定的设计油石比，成型标准马歇尔试件，进行马歇尔试验，检验各项技术指标。结果表明，所检指标符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的技术要求。

（2）高温稳定性试验（车辙试验），试验温度60°，轮压0.7 MPa，结果表明，按GTM法设计的沥青混合料动稳定度符合《项目专用文件、设计图纸》的技术要求。

（3）水稳定性检验，AC-20沥青混合料抗水损坏性能符合《项目专用文件、设计图纸》中湿润区的要求。

（4）低温抗裂性能试验，试验温度为-10℃，控温精度为±0.1℃，加载速率50 mm/min，结果符合技术要求。

（5）渗水检验，试验系数结果符合《项目专用文件、作业指导书》中要求。

3 配合比验证

选取长度300 m段落做试验段，按照配合比确定的参数进行试拌试铺。

4 结束语

GTM设计法揉搓压实成型试件，使沥青混合料内部结构更密实嵌挤，矿料间隙率减小，GTM设计法能更好的模拟路面成型过程及受力状态，从而能有效减少路面车辙，雍包，泛油病害的产生。但因GTM试验设备价格高昂，因此短期内没有大面积应用，使用经验不充足，在今后的施工过程中，还有待于进一步的研究探索。

参考文献：

[1]交通部公路科学研究所.《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005[M].北京：人民交通出版社，2005.08.

[2]交通部公路科学研究所.《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004[M].北京：人民交通出版社.2005.01.