高性能沥青路面在西安至户县高速公路上的应用
毛体积密度和视密度,并估计出全部集料的有效密度;
试验级配表 表10
孔 径 19 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配Ⅰ 100 85.2 67.7 47.2 29.9 21.4 15.9 11.0 8.7 6.8
级配Ⅱ 100 85.1 66.3 45.3 30.3 22.3 16.5 11.3 9.0 7.0
级配Ⅲ 100 82.0 65.9 47.2 33.5 25.4 19.1 13.2 10.7 8.6
其次,根据公式-1估计吸入沥青体积(Vbe)
Vbe =Ws×(1/Gsb-1/Gse) 公式-1
Ws --混合料重量百分比
Gsb --全部集料的毛体积率
Gse --全部集料的有效密度
再次,按照经验回归方程(公式-2)估计有效的沥青用量(Vba)
Vba =0.176-(0.0675)lg(Sn) 公式-2
Sn --集料粒径最大公称尺寸
然后,按照公式-3,根据吸入沥青体积Vba和有效沥青体积Vbe计算出初始沥青量Pbj。
Pbj = Gb×(Vbe + Vba)/Gb×(Vbe + Vba)+Ws 公式-3
Gb--沥青密度
经过计算,级配Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的初始沥青用量分别为4.4% 、4.4%和4.3%。
最后,课题组根据交通量等级和平均设计气温选择压实力,按照选择的试验级配和计算出的相应初始沥青用量压实试件,确定设计集料级配为级配I。
第二阶段:设计沥青用量的选择
设计集料级配确定以后,就要选择设计沥青用量。设计沥青用量是指在设计旋转压实次数条件下产生空隙率为4%的沥青用量,因此,需要在几个不同沥青用量下压实沥青试件,然后进行选择。对于级配I,课题组选择了4.2%、4.4%、4.7%、5.2%、5.7%五个不同的沥青用量,按照集料级配压实试件,根据压实结果,通过沥青用量和空隙率、密度、VMA和VFA的关系,选择空隙率为4%的沥青用量即4.5%做为设计用量。
2、高性能沥青路面的施工
(1)摊铺
连续稳定的摊铺是提高路面平整度的主要措施。Super-19型沥青混凝土在施工中用一台摊铺机摊铺,根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度课题组将摊铺机的摊铺速度定为2~2.5m/min,容许放慢到1~2m/min,并且要求均匀、不间断地摊铺。
摊铺机应调整到最佳状态,调试好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的料位应高于螺旋布料器中心,使熨平板的档料板前混合料在全宽范围内均匀分布,并在起步前将料位整好,然后实施摊铺,避免摊铺层出现离析现象。
Super-19沥青混凝土出料温度控制在150~165℃,前场的摊铺温度控制在150℃以上,混合料超过190℃就必须废弃。课题组根据每天的气温确定混合料出料温度采用上限还是下限。
(2)压实
Super-19沥青混凝土的压实程序与普通沥青混凝土相同,也分
复压时先用25T左右重型轮胎压路机进行揉搓碾压2遍,轮胎充气压力不少于0.55Mpa,然后用12~15T双钢轮振动压路机碾压1遍,前进时关闭振动,后退时打开振动,振动频率宜为35~50HZ,振幅为0.3~0.8mm。
终压在复压后进行,用12~15T双钢轮压路机静压2遍,使沥青砼表面无明显轮迹。终压后,表面温度不能低于90℃,当路面温度低于50℃时允许开放交通。
三、结论
1、高性能沥青路面是一种考虑路用性能的沥青混合料设计方法,该方法从材料体系入手,系统地分析沥青混合料性质,通过沥青混合料配比设计,从材料组成方面控制和减少路面产生永久变形、疲劳开裂和低温开裂。它与马歇尔设计方法的不同点在于:一是课题组根据不同的交通量等级选择不同的压实参数,使荷载条件反映到沥青混合料的设计当中;二是课题组采用了旋转压实成型试件,使试件中集料分布更接近于工地现场压实情况,具有代表性;三是课题组采用了大尺寸试件,试件直径150mm,大粒径的集料可以在试件中均匀分布,减少了马歇尔试件由于尺寸小而产生的实验结果的变异性;四是课题组在试件成型过程中增加了混合料的短期老化,使混合料性质与实际生产使用的混合料一致。
2、高性能沥青路面Super-19试验路马歇尔试验结果如表11所示:
试验路马歇尔试验结果 表11
油石比 稳定度 流值 空隙率 饱和度 沥青体积百分率 粒料空隙率 压实度
室内配料 4.7 11.55 21.3 4.38 70.9 10.6 15.0 ——
现场取料 4.7&nb 《高性能沥青路面在西安至户县高速公路上的应用(第4页)》
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试验级配表 表10
孔 径 19 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配Ⅰ 100 85.2 67.7 47.2 29.9 21.4 15.9 11.0 8.7 6.8
级配Ⅱ 100 85.1 66.3 45.3 30.3 22.3 16.5 11.3 9.0 7.0
级配Ⅲ 100 82.0 65.9 47.2 33.5 25.4 19.1 13.2 10.7 8.6
其次,根据公式-1估计吸入沥青体积(Vbe)
Vbe =Ws×(1/Gsb-1/Gse) 公式-1
Ws --混合料重量百分比
Gsb --全部集料的毛体积率
Gse --全部集料的有效密度
再次,按照经验回归方程(公式-2)估计有效的沥青用量(Vba)
Vba =0.176-(0.0675)lg(Sn) 公式-2
Sn --集料粒径最大公称尺寸
然后,按照公式-3,根据吸入沥青体积Vba和有效沥青体积Vbe计算出初始沥青量Pbj。
Pbj = Gb×(Vbe + Vba)/Gb×(Vbe + Vba)+Ws 公式-3
Gb--沥青密度
经过计算,级配Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的初始沥青用量分别为4.4% 、4.4%和4.3%。
最后,课题组根据交通量等级和平均设计气温选择压实力,按照选择的试验级配和计算出的相应初始沥青用量压实试件,确定设计集料级配为级配I。
第二阶段:设计沥青用量的选择
设计集料级配确定以后,就要选择设计沥青用量。设计沥青用量是指在设计旋转压实次数条件下产生空隙率为4%的沥青用量,因此,需要在几个不同沥青用量下压实沥青试件,然后进行选择。对于级配I,课题组选择了4.2%、4.4%、4.7%、5.2%、5.7%五个不同的沥青用量,按照集料级配压实试件,根据压实结果,通过沥青用量和空隙率、密度、VMA和VFA的关系,选择空隙率为4%的沥青用量即4.5%做为设计用量。
2、高性能沥青路面的施工
(1)摊铺
连续稳定的摊铺是提高路面平整度的主要措施。Super-19型沥青混凝土在施工中用一台摊铺机摊铺,根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度课题组将摊铺机的摊铺速度定为2~2.5m/min,容许放慢到1~2m/min,并且要求均匀、不间断地摊铺。
摊铺机应调整到最佳状态,调试好螺旋布料器两端的自动料位器,并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的料位应高于螺旋布料器中心,使熨平板的档料板前混合料在全宽范围内均匀分布,并在起步前将料位整好,然后实施摊铺,避免摊铺层出现离析现象。
Super-19沥青混凝土出料温度控制在150~165℃,前场的摊铺温度控制在150℃以上,混合料超过190℃就必须废弃。课题组根据每天的气温确定混合料出料温度采用上限还是下限。
(2)压实
Super-19沥青混凝土的压实程序与普通沥青混凝土相同,也分
为初压、复压和终压三个步骤。初压紧跟在混合料摊铺后进行,温度不低于150℃,采用12~13T双钢轮压路机静压1~2遍,其线压力不宜低于35N/mm,速度为2~3km/h,并不得产生推移和发裂现象。
复压时先用25T左右重型轮胎压路机进行揉搓碾压2遍,轮胎充气压力不少于0.55Mpa,然后用12~15T双钢轮振动压路机碾压1遍,前进时关闭振动,后退时打开振动,振动频率宜为35~50HZ,振幅为0.3~0.8mm。
终压在复压后进行,用12~15T双钢轮压路机静压2遍,使沥青砼表面无明显轮迹。终压后,表面温度不能低于90℃,当路面温度低于50℃时允许开放交通。
三、结论
1、高性能沥青路面是一种考虑路用性能的沥青混合料设计方法,该方法从材料体系入手,系统地分析沥青混合料性质,通过沥青混合料配比设计,从材料组成方面控制和减少路面产生永久变形、疲劳开裂和低温开裂。它与马歇尔设计方法的不同点在于:一是课题组根据不同的交通量等级选择不同的压实参数,使荷载条件反映到沥青混合料的设计当中;二是课题组采用了旋转压实成型试件,使试件中集料分布更接近于工地现场压实情况,具有代表性;三是课题组采用了大尺寸试件,试件直径150mm,大粒径的集料可以在试件中均匀分布,减少了马歇尔试件由于尺寸小而产生的实验结果的变异性;四是课题组在试件成型过程中增加了混合料的短期老化,使混合料性质与实际生产使用的混合料一致。
2、高性能沥青路面Super-19试验路马歇尔试验结果如表11所示:
试验路马歇尔试验结果 表11
油石比 稳定度 流值 空隙率 饱和度 沥青体积百分率 粒料空隙率 压实度
室内配料 4.7 11.55 21.3 4.38 70.9 10.6 15.0 ——
现场取料 4.7&nb 《高性能沥青路面在西安至户县高速公路上的应用(第4页)》