浇注式沥青混凝土配合比设计及性能研究.pdf
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1、2 3 4 科技研究 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年 4 月第 4 期 浇注式沥青混凝土配合比设计及性能研究 董超君 , 何艳 ( 武汉市政工程设计研究院有限责任公司, 湖北武汉 4 3 0 0 2 3 ) 摘要: 为了深入研究浇注式沥青混凝土的特性, 通过大量的室内试验, 在分析原材料技术性质和混合料设计指标的基础上, 详细描述了浇注式沥青混凝土的配合 比设计过程 , 并将其与 S M A、 A c进行 了路用性能方面的对 比, 结果表明, 浇注式沥青混 合料的高温稳定性较低, 但可以通过适当的方法进行改善 , 如掺加天然沥青 T L A等; 其低温性能明显优于 S M A和 A c
2、, 且与钢 板 的随从 性好 , 证 明 了浇 注式沥青 混凝 土在钢桥 面铺 装 中的优势 。 关键词 : 道路工程; 浇注式沥青混合料 ; 配合 比设计 ; 路用性能 中图分类 号 : U 4 1 4 文献标 识码 : A 文 章编 号 : 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 2 3 4 0 2 1 概 述 浇 注式 沥青 混凝 土属 于密 实级 配 沥青 混 凝 土 , 其特点是在施工温度条件下 , 沥青混合料呈流 淌状态 , 一般不需要用压路机 , 只需要用简单的摊 铺整平机具即可完成施工 ,并能达到规定的密实 度和平整度。混合料本身具有沥青含量高 、
3、细集料 含量高 、 矿粉含量高等“ 三高” 特点 , 较多 的沥青及 细集料含量使粗骨料处于悬浮状态;与热拌沥青 混凝土不同的是 , 其空隙率很小( 小于 1 ) , 并且 内部 空隙不相连 。浇注式沥青混凝土具有 良好的 防水 、 抗老化 、 抗疲劳性能以及对钢桥面板优秀的 追从性 和粘结性能 ,在国外应用于桥面铺装 已有 7 0多年的历史 ,我 国的多座钢桥的桥面铺装中也 有所使用 。详细介绍了浇注式沥青混凝土的配合 比设计,并将其与 S M A 、 A C进行了性能方面的对 比分析 。 2 配合比设计研究 2 1 原材料 ( 1 ) 沥青胶结料 浇注式沥青混合料中沥青含量通常高达 8 ,
4、 沥青 的品质对混合料的性能有重要影响。德 国通 常采用 B 4 5级和 B 2 5级沥青作为胶结料 ,或者掺 配一定比例的天然沥青 T L A,掺配 T L A比例一般 为 1 5 一3 5 。日本常采用 A H一 3 0 #沥青作为基质 沥青, 掺配一定比例的湖沥青。在我国, 一般采用 壳 牌公 司生 产 的高 剂量 S B S改性 沥青一克 裂 王 ( C a r i p h a h )与多巴哥产特立尼达湖沥青按一定 的 比例掺配 , 或采用针入度为 2 O 4 O的沥青掺入 聚 合物改性而成的改性沥青作为胶结料 。 收稿 日期 : 2 0 1 1 - 1 1 3 0 作者简介: 董 超
5、君 ( 1 9 6 4一 ) , 女 , 山东黄县 人 , 工程师 , 从 事市 政道路 设计 工作 。 ( 2 ) 集 料 集料应选用 坚硬致密 、 耐磨 、 颗粒形 状较好 , 并与结合料有良好的黏结性能的一级石料。另外 粗集料表面应具有粗糙的纹理 , 并符合 公路沥青 路面施 工技术 规范 ( J T G F 4 0 -2 0 0 4 ) 的要求 。浇 注式沥青混合料 中允许使用天然砂 ,但 天然砂 与 机制砂的用量 比不得超过 2 : 1 ( 质量 比) 。 ( 3 ) 矿粉 矿粉一般选用石灰石矿粉 。浇注式沥青混合 料 中矿粉用 量一 般在 2 5 左右 ,是 沥 青用 量 的 2
6、54倍 。所 以矿粉 的质量在很大程度 上影 响着 混合料的质量 。除符合 公路沥青路面施工技术规 范 ( J T G F 4 0 -2 0 0 4 ) 的要 求外 , 由于浇注 式沥青 混合料生产时温度要求 比较高 ,所 以矿粉使用 时 必须加热。 2 2 设计指标 由于浇 注式沥青混合料不 同于普通 沥青混合 料 ,所 以浇注式沥青混合料配合 比设计不像普通 混合料那样 采用 马歇尔 设计法 或 S u p e r p a v e配合 比设计法,它主要采用刘埃尔流动度值和贯人度 及贯人度增量为设计指标 ,辅 以低温弯 曲试验 和 疲劳试验进行配合 比检验 。 刘埃尔流动度是评价混合料施工和
7、易性 的指 标 , 它是 以 9 9 9 5 g的锥形重锤在 2 4 0 c c 混合料 中 下降5 0 m m深度所需要的时间, 以秒计。 我国规范 规定刘埃尔值范围为 32 0 s , 以 1 8 s为 目标值 。 贯人 度是评 价混合料抗 变形 能力 的指标 , 它 是 指在 4 0 时 , 5 2 5 k g f 作 用在 0 0 5 1 1 1 2 面积 上 , 3 0 mi n内贯人 沥青混合料 的深度 ( 0 0 1 m m) 贯人 度 试 件 为 7 O 7 mm7 0 7 mm7 0 7 mm 的立 方 体 , 由于我国气候变化较大 , 所以我国采用 6 O 贯人度为设计指标
8、 。 2 3 级配的确定 浇注式沥青混合料最大粒径一般为 1 3 2 m m, 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 4 月第 4 期 城 市道桥与 防洪 科技研究 2 3 5 混合料 中粗骨料含量大约为 2 5 ,细集料含量 大 约为 5 0 ,填料 含量 大约 为 2 5 。表 1为我 国 G A 一 1 0级配范围。 表 1 GA 1 0级配范 围 级配 的选择可依据我 国工程实践 以及 国外特 别是德国 、 日本的规范和经验 , 在级 配范围内选出 3组粗细不 同级配 , 根据 当地经验选择 出适宜 的沥 青用量进行流动度试验、 贯入度和孔
9、 隙率试验 。选 出满足要求 的级配 。 2 4 初始最佳油石 比的确定 将不 同油石 比试样 的 2 4 0刘埃 尔流动度 、 6 0贯人度 、 孑 L 隙率试验结果绘制在 图上 , 并用圆 滑的曲线将数据点连接起来。 根据所做的图, 求出 符合技术要求的油石比。 2 5 最佳油石 比的确定 将求得的初始最佳油石比增减 0 5 ,组成不 同油石比的的三种浇注式沥青混合料,进行车辙 试验和低温极限弯曲试验。根据车辙试验和低温 弯曲试验求出符合技术要求的油石比作为最佳油 石 比。 3 路 用性能研 究 3 1 施工和易性 施工和易性是浇注式沥青混合料施工性能的 重要指标 , 采用刘埃尔流动度试验
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