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[摘 要]本文结合AC-13C沥青路面工程的施工实践经验,从原材料选用、马歇尔试验指标的确定、级配的优化、最佳油石比确定以及目标配合比设计检验等方面介绍了AC-13C路面目标配合比设计过程及技术指标要求,对路面工程采用新技术可降低工程造价,提高道路使用寿命,具有较好的经济效益和社会效益,推广应用前景十分广阔
[关键词]沥青路面 布敦岩 目标配合比设计
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)07-0160-01
0 前言
布敦岩沥青具有以下特点:含氮量高.,具有“半聚合”的作用,天然沥青抗老化能力强,具有很好的耐候性,天然岩沥青不含蜡,可以改善高含蜡沥青的品质。因此布敦岩沥青是一种优质的天然沥青材料,与传统的沥青混合料混合使用,可改善沥青路面的使用性能,近年来在浙江杭州湾大桥桥面工程使用中效果显著.
绍诸高速公路是条重载交通的高速公路,其中路面Ⅱ标k18+000—k20+000试验地段,根据指挥部及设计院要求,上面层4cm厚AC-13C型采用布敦岩改性沥青施工,基质沥青为韩国SK90#重基质沥青,改性剂印尼布敦岩改性沥青(BRA)集料采用湖州李家村产的辉绿岩,并制定了基质沥青、布敦岩改性沥青沥青的技术指标。本人参加了布敦岩沥青改性沥青混凝土配合比设计试验工程。
一 布敦岩改性沥青以及原材料试验
布敦岩改性沥青的检测技术指标见表1:
二 AC13C 型布敦岩沥青改性沥青混合料路用性能试验
2.1 AC-13C 型沥青混合料级配的确定
AC-13C采用粗型密级配,采用逐档配料的方法合成级配。根据委托方所提供的岩沥青所含有24%的沥青,76%为矿物质,岩沥青的掺量按岩沥青中纯沥青含量和基质沥青比为15:85计算,根据集料级配和岩沥青的筛分结果,对实际的基质沥青. 岩沥青和各种矿料进行了配合比的调整,实际采用的材料用量比,沥青混合料组配计算结果见表2
2.2 布敦岩改性沥青混合料油石比的确定
岩沥青按矿料的2.82%加入到沥青混合料中,试验仍采用SK90#重基质沥青沥青,按3 個不同油石比制备试件进行马歇尔试验试件成型,温度控制分别为;集料190 ℃,拌和180℃,击实160℃,拌和方式:先将岩沥青和集料干拌30s,以使岩沥青均匀分散在矿料中,然后加入基质沥青按照预定用量, 拌和90s,最后加入矿粉,再拌和90s。马歇尔试件按照T0702击实法成型。按确定最佳油石比的步骤,可以得到:OACmin=3.7%,OACmax=3.92%;毛体积相对密度没有出现峰值,空隙率3.5%所对应的油石比4.0%介于OACmin~OACmax 之间,故OAC1=4.0%;OAC2=(OACmin+OACmax)/2=3.82%。综合考虑,选取最佳油石比OAC 为4.0%。
2.3 沥青混合料高温稳定性及水稳定性能检验
(1)高温稳定性检验:据有关资料显示,在交通主干道,车辙是路面性能降低,导致路面破损,需要进行维修的最主要原因,因此沥青混凝土必须具备足够的强度和抗车辙性能。为了检验沥青混合料的抗车辙能力,按最佳油石比分别制备标准试件,在60 ℃、0.7MPa 的试验条件下进行车辙试验,符合规范要求。
(2)水稳定性
沥青混合料的水稳定性是指抵抗水侵蚀后逐渐产生的沥青膜剥落、掉粒、坑槽等破坏的能力。沥青混合料在泡水的情况下强度降低越小说明水稳定性越好,根据《公路改性沥青路面施工技术规范》的要求,掺加岩沥青的沥青混凝土的水稳定性指标,可以用浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融前后的劈裂强度两个指标来衡量,具体试验结果都符合规范要求。
三 试验结果分析
采用布敦岩沥青改性的沥青混合料具有优良的使用性能:
3.1 马歇尔试验的各项指标都达到规范的要求,其中,岩改性沥青混合料的马歇尔稳定度在14kN 以上,远高于规范8.0 kN技术要求。
3.2 高温稳定性好。岩改性沥青混合料的动稳定度为3491次/mm,既能满足青混凝土路面施工规范夏炎热区动稳定度大于2800 次/mm 的要求,又明显优于基质沥青混合料的动稳定度1671次/mm。因此掺加布敦岩沥青可以增加沥青混合料的高温性能,
3.3 水稳定性好。掺加布敦岩沥青可以大大改善沥青混合料的水稳性,从表7看,沥青混合料的水稳性有了很大的提高,经过冻融循环以后, 掺加改性沥青混合料的水稳性有了很大的提高,经过冻融循环以后,劈裂强度损失很小,,劈裂强度基本上没有损失,达到98%以上,这也表明了布敦岩沥青高温长时间条件下其粘附性还有增强趋势,冻融劈裂抗拉强度比远高于规范要求的大于80%的要求。
四 结论
通过对布敦岩沥青的改性机理、试验研究和试验路的效果,可以看出掺加布敦岩沥青混合料在高温抗车辙、低温抗裂、尤其是抗水损害等方面的性能都有显著提高,性质特别稳定,和基质沥青混和后不会产生离析,也可与其他改性剂(如SBS、SBR等)进行复合改性,使沥青具有更好的综合性能。
参考文献
[1] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2] JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000.
作者简介
陈文德,男,浙江交通职业技术学院毕业,主要从事道路桥梁工程技术和检测工作。
[关键词]沥青路面 布敦岩 目标配合比设计
中图分类号:U414 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2015)07-0160-01
0 前言
布敦岩沥青具有以下特点:含氮量高.,具有“半聚合”的作用,天然沥青抗老化能力强,具有很好的耐候性,天然岩沥青不含蜡,可以改善高含蜡沥青的品质。因此布敦岩沥青是一种优质的天然沥青材料,与传统的沥青混合料混合使用,可改善沥青路面的使用性能,近年来在浙江杭州湾大桥桥面工程使用中效果显著.
绍诸高速公路是条重载交通的高速公路,其中路面Ⅱ标k18+000—k20+000试验地段,根据指挥部及设计院要求,上面层4cm厚AC-13C型采用布敦岩改性沥青施工,基质沥青为韩国SK90#重基质沥青,改性剂印尼布敦岩改性沥青(BRA)集料采用湖州李家村产的辉绿岩,并制定了基质沥青、布敦岩改性沥青沥青的技术指标。本人参加了布敦岩沥青改性沥青混凝土配合比设计试验工程。
一 布敦岩改性沥青以及原材料试验
布敦岩改性沥青的检测技术指标见表1:
二 AC13C 型布敦岩沥青改性沥青混合料路用性能试验
2.1 AC-13C 型沥青混合料级配的确定
AC-13C采用粗型密级配,采用逐档配料的方法合成级配。根据委托方所提供的岩沥青所含有24%的沥青,76%为矿物质,岩沥青的掺量按岩沥青中纯沥青含量和基质沥青比为15:85计算,根据集料级配和岩沥青的筛分结果,对实际的基质沥青. 岩沥青和各种矿料进行了配合比的调整,实际采用的材料用量比,沥青混合料组配计算结果见表2
2.2 布敦岩改性沥青混合料油石比的确定
岩沥青按矿料的2.82%加入到沥青混合料中,试验仍采用SK90#重基质沥青沥青,按3 個不同油石比制备试件进行马歇尔试验试件成型,温度控制分别为;集料190 ℃,拌和180℃,击实160℃,拌和方式:先将岩沥青和集料干拌30s,以使岩沥青均匀分散在矿料中,然后加入基质沥青按照预定用量, 拌和90s,最后加入矿粉,再拌和90s。马歇尔试件按照T0702击实法成型。按确定最佳油石比的步骤,可以得到:OACmin=3.7%,OACmax=3.92%;毛体积相对密度没有出现峰值,空隙率3.5%所对应的油石比4.0%介于OACmin~OACmax 之间,故OAC1=4.0%;OAC2=(OACmin+OACmax)/2=3.82%。综合考虑,选取最佳油石比OAC 为4.0%。
2.3 沥青混合料高温稳定性及水稳定性能检验
(1)高温稳定性检验:据有关资料显示,在交通主干道,车辙是路面性能降低,导致路面破损,需要进行维修的最主要原因,因此沥青混凝土必须具备足够的强度和抗车辙性能。为了检验沥青混合料的抗车辙能力,按最佳油石比分别制备标准试件,在60 ℃、0.7MPa 的试验条件下进行车辙试验,符合规范要求。
(2)水稳定性
沥青混合料的水稳定性是指抵抗水侵蚀后逐渐产生的沥青膜剥落、掉粒、坑槽等破坏的能力。沥青混合料在泡水的情况下强度降低越小说明水稳定性越好,根据《公路改性沥青路面施工技术规范》的要求,掺加岩沥青的沥青混凝土的水稳定性指标,可以用浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融前后的劈裂强度两个指标来衡量,具体试验结果都符合规范要求。
三 试验结果分析
采用布敦岩沥青改性的沥青混合料具有优良的使用性能:
3.1 马歇尔试验的各项指标都达到规范的要求,其中,岩改性沥青混合料的马歇尔稳定度在14kN 以上,远高于规范8.0 kN技术要求。
3.2 高温稳定性好。岩改性沥青混合料的动稳定度为3491次/mm,既能满足青混凝土路面施工规范夏炎热区动稳定度大于2800 次/mm 的要求,又明显优于基质沥青混合料的动稳定度1671次/mm。因此掺加布敦岩沥青可以增加沥青混合料的高温性能,
3.3 水稳定性好。掺加布敦岩沥青可以大大改善沥青混合料的水稳性,从表7看,沥青混合料的水稳性有了很大的提高,经过冻融循环以后, 掺加改性沥青混合料的水稳性有了很大的提高,经过冻融循环以后,劈裂强度损失很小,,劈裂强度基本上没有损失,达到98%以上,这也表明了布敦岩沥青高温长时间条件下其粘附性还有增强趋势,冻融劈裂抗拉强度比远高于规范要求的大于80%的要求。
四 结论
通过对布敦岩沥青的改性机理、试验研究和试验路的效果,可以看出掺加布敦岩沥青混合料在高温抗车辙、低温抗裂、尤其是抗水损害等方面的性能都有显著提高,性质特别稳定,和基质沥青混和后不会产生离析,也可与其他改性剂(如SBS、SBR等)进行复合改性,使沥青具有更好的综合性能。
参考文献
[1] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社,2004.
[2] JTJ052-2000,公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].北京:人民交通出版社,2000.
作者简介
陈文德,男,浙江交通职业技术学院毕业,主要从事道路桥梁工程技术和检测工作。