沥青施工技术谈
验结果汇总表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
压实次数 级配1 级配2 级配3Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
1 2 3 1 2 3 1 2 3Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
N(8次)高度(mm) 127.7 127.5 127.1 125.8 126.3 126.1 125.2 124.8 125.0Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
N(100次)高度(mm) 112.2 112.0 112.1 111.2 110.8 111.3 110.2 109.9 110.3Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
空气中重(g) 4803.5 4788.6 4801.4 4820.3 4803.3 4783.5 4835.6 4844.2 4834.5Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
水中重(g) 2848.6 2830.4 2846.5 2864.3 2855.9 2835.7 2880.5 2890.2 2879.3Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
饱和面干重(g) 4813.2 4799.4 4812.5 4829.4 4812.5 4791.7 4842.1 4852.3 4844.1Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
毛体积相对密度 2.445 2.432 2.442 2.453 2.455 2.446 2.465 2.469 2.461Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
初始压实度(%) 84.00 84.55 85.00 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
设计次数压实度(%) 95.49 95.94 96.47Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
实测理论相对密度 2.552 2.554 2.553Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
计算理论相对密度 2.555 2.555 2.555Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表3-6 三种级配估算沥青用量试验结果评价表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
级配 4%空隙率Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
沥青用量(%) VMA(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(设计次数) VFA(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(设计次数) 粉/有效沥青比例 初始次数Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
压实度(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
1 4.42 13.37 70.07 1.1 84.00Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
2 4.31 13.08 69.43 1.2 84.55Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
3 4.11 12.65 68.37 1.4 85.00Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Superpave标准 ≥13.0 65~75 0.6~1.2* ≤89.0Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
注:*表示当级配通过限制区下方,粉胶比可增加到0.8~1.6。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表3-6为三种级配估算沥青用量试验结果评价表。依据表3-6的评价指标,可以得出级配1、2均能满足Superpave 设计要求,根据经验选择级配2为设计级配。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
3. 选择设计级配的沥青用量Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
设计级配确定后,就要确定设计沥青用量Pb,所谓设计沥青用量就是指在设计旋转压实次数下得到空隙率为4%的沥青用量。根据Superpave 设计方法,一般选择四种沥青用量,它们分别为Pb、Pb±0.5%、Pb+1%。由表3-6结果,根据经验取Pb为4.2%,四个沥青用量分别为:3.7%、4.2%、4.7%、5.2%。在进行确定选择级配沥青用量的试验时,压实次数应设定在N设计,本次N设计=100次。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表3-7 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
沥青用量(%) 3.7 4.2 4.7 5.2Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
实测理论相对密度 2.570 2.554 2.535 2.514Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
计算理论相对密度 2.575 2.555 2.536 2.517Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
试件编号 1 2 3 1 2 3 1 2 3 1 2 3Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
高度(mm) 8次 127.8 128.0 128.2 126.5 126.3 126.8 124.8 125.0 124.8 124.1 123.8 124.2Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
100次 113.0 112.8 113.3 111.4 112.0 111.8 110.2 109.6 110.4 109.2 109.5 110.3Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
空气中重(g) 4877.4 4803.5 4812.4 4793.2 4805.1 4803.4 4788.2 4801.3 4793.5 4805.1 4811.7 4796.2Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
水中重(g) 2888.1 2835.3 2840.6 2843.2 2852.3 2850.5 2848.2 2855.1 2849.7 2859.9 2862.5 2854.1Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
饱和面干重(g) 4888.2 4814.2 4822.9 4802.1 4813.6 4811.7 4794.3 4808.7 4800.3 4810.4 4815.2 4801.6Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
毛体积相对密度 2.439 2.427 2.428 2.447 2.450 2.449 2.460 2.458 2.457 2.464 2.464 2.463Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
初始压实度(%) 83.38 84.63 85.45 86.54Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
设计压实度(%) 94.42 95.84 96.94 97.87Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表3-8 四种沥青用量沥青混合料体积性质Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
沥青用量(%) 在压实次数时 矿粉/有效沥青比例 初始压实度(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
压实度(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(设计次数) VMA(%) VFA(%) Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
3.7 94.42 13.28 57.93 1.4 83.38Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
4.2 95.84 13.11 68.25 1.2 84.63Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
4.7 96.94 13.21 76.87 1.1 85.45Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
5.2 97.87 13.49 84.24 1.0 86.54Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
4.25(计算) 96.00 13.12 69.11 1.2 84.71Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Superpave标准 ≥13.0 65~75 0.8~1.2* ≤89Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
注:*表示当级配通过限制区下方,粉胶比可增加到0.8~1.6。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
根据表3-8中,3.7%、4.2%、4.7%、5.2%四个沥青用量的体积性质,通过图表插值法(图2)得到设计沥青用量为4.25%及其对应的体积性质(见表3-8中沥青用量4.25%)。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
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图2 沥青混合料Superpave体积指标与沥青用量关系曲线Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
4. 验证Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
依据第3节中得到的设计沥青用量4.25%,根据经验采用沥青用量4.2%成型试件,验证4.2%的沥青用量在最大压实次数时,本次N最大=160次, 对应的体积性质指标,试验结果汇总于表3-9。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表3-9 设计沥青用量验证试验结果表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
沥青用量(%) 设计次数时 F/A 初始压实度(%) 最大压实度(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
压实度(%) VMA(%) VFA(%) Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
4.2 95.93 13.05 68.81 1.2 85.11 97.50Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Superpave标准 ≥13.0 65~75 0.6~1.2* ≤89 ≤98Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
注:*表示当级配通过限制区下方,粉胶比可增加到0.8~1.6。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
5. 设计结果Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
通过以上试验和分析,级配2为设计级配,配合比为1#:2#:3#:4#:5#:矿粉=26.0%:20.0%:16.0%:12%:23.5%:2.5%。其对应的混合料体积指标列于表3-10。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
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表3-10 混合料体积性质表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
混合料特性 设计结果 Superpave标准Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
VMA(%) 13.05 ≥13.0Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
VFA(%) 68.81 65~75Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
DP 1.2 0.6~1.2*Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
%Gmm(最初) 85.11 ≤89Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
%Gmm(最大) 97.50 ≤98Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
注:*表示当级配通过限制区下方,粉胶比可增加到0.8~1.6。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
四、马歇尔试验结果汇总表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
依据Superpave设计方法得到的Sup20沥青混合料,采用马歇尔试验方法成型试件,得到对应的马歇尔指标,试验结果汇总于表4-1。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表4-1 Sup20 马歇尔试验技术指标表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
试验项 试验结果 要求Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
击实次数(次) 正反75次 正反75次Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
稳定度(KN) 13.56 ≮8Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
流值(0.1mm) 30.4 20~50Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
空隙率(%) 4.93 4.0~6.0Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
沥青饱和度(%) 64.35 60~70Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
VMA(%) 13.83 ≥13Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
残留稳定度(%) 87.2 ≥85Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
五、性能验证试验Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
为了检验Sup20改性沥青混合料的各项路用性能,按照有关规范进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、 车辙试验、小梁弯曲试验,试验结果汇总于表5-1~表5-4。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表5-1 浸水马歇尔试验结果Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
混合料类型 马歇尔稳定度(KN) 浸水马歇尔稳定度(KN) 残留稳定度S0(%) 要求(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Sup20 13.56 11.83 87.2 ≥85Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表5-2 冻融劈裂试验结果Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
混合料类型 无条件劈裂强度(MPa) 条件劈裂强度Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(MPa) TSR(%) 要求(%)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Sup20 0.8132 0.6873 84.5 ≥80Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
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表5-3 车辙试验结果汇总表Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
混合料类型 沥青用量(%) 动稳定度(次/mm)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
1 2 3 平均 要求Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Sup20 4.2 5830 6120 5500 5817 ≥3000Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
表5-4 -10℃小梁弯曲试验结果Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
混合料Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
类型 最大荷载Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(KN) 跨中挠度Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(mm) 抗弯拉强度(MPa) 劲度模量(MPa) 破坏应变(με) 要求Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
(με)Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
Sup20 0.87 0.4944 7.10 2596 2736 ≥2000Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
0.89 0.5150 7.27 2704 2687 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
0.94 0.4841 7.67 2542 3019 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
0.95 0.5254 7.76 2758 2812 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
0.80 0.5665 6.53 2974 2196 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
1.04 0.5459 8.49 2866 2962 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
平均值 0.92 0.5219 7.47 2740 2735 Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
六、目标配合比设计结论Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
采用现场取样的集料、矿粉和改性沥青等原材料,按照美国Sup20设计标准进行室内配合比设计,得到最佳沥青用量为4.2%(油石比为4.4%),通过马歇尔和旋转压实试验验证,其空隙率、VMA、VFA(饱和度)等均能满足相关要求,由浸水马歇尔、冻融劈裂试验知,该级配抗水害性能良好;通过车辙试验得到其动稳定度满足要求;通过小梁弯曲试验得到其低温性能满足要求;因此本次目标配合比设计结果可作为生产配合比设计依据。Æï`·~¥Ùbbs.3c3t.comø®æD³ÑZp
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