DB34∕T 3839-2021 高疲劳性能高模量沥青混合料设计与施工技术规范.pdf
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1、 ICS 93.080.20 CCS P 66 34安徽省地方标准 DB34/T 38392021 高疲劳性能高模量沥青混合料设计与施工技术规范 Technical specification for the design and construction of asphalt mixtures with high fatigue life and high modulus 2021-01-25 发布 2021-02-25 实施安徽省市场监督管理局 发 布DB34/T 38392021 I 前言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草
2、。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由安徽省交通控股集团有限公司提出。 本文件由安徽省交通运输厅归口。 本文件起草单位:安徽省交通控股集团有限公司、交通运输部公路科学研究院、安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司。 本文件主要起草人:黄学文、车承志、严二虎、罗向阳、黄义殳、何金武、周震宇、刘德胜、王凯、徐俊、赵福利、徐川、陈玉宏、郑伟峰、丁蔚、陈亮、高军、陈小龙。 DB34/T 38392021 1 高疲劳性能高模量沥青混合料设计与施工技术规范 1 范围 本文件规定了高疲劳性能高模量沥青混合料的材料、 沥青混合料设计、 沥青混合料施工和质量检验
3、。 本文件适用于公路沥青路面工程中高疲劳性能高模量沥青混合料的设计、施工及质量检验。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。 其中, 注日期的引用文件,仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。 GB/T 1033.1 塑料 非泡沫塑料密度的测定 第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法 GB/T 1633 热塑性塑料软化温度(VST)的测定 GB/T 3682.1 塑料 热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定 第1部分:标准方法 GB/T 17037.4 塑料 热
4、塑性塑料材料注塑试样的制备 第4部分:模塑收缩率的测定 JTG 3430 公路土工试验规程 JTG 3450 公路路基路面现场测试规程 JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG E51 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 低标号道路石油沥青 paving grade asphalt of low penetration 25条件下的针入度不大于 45(0.1 mm)的道路石油沥青。 3.2 高模量剂 high modulus additive 以
5、聚烯烃类高分子聚合物为主要成分,经过一定的工艺制备成均匀的颗粒状材料。 3.3 微粒化岩沥青改性沥青 modified asphalt with micronized rock asphalt 岩沥青材料经研磨等加工工艺得到的平均粒径小于 5 m 的粉状,掺入道路石油沥青中混合、剪切得到的改性沥青成品。 3.4 高疲劳性能高模量沥青混合料 asphalt mixture of high fatigue life and high modulus 一种在 100 万疲劳次数作用下(15、10 Hz)的失效应变不小于 130 ,动态压缩模量(20、10 Hz)不小于 13000 MPa 的沥青混合
6、料。 DB34/T 38392021 2 4 符号和缩略语 下列符号和缩略语适用于本文件。 3CaCOC碳酸钙含量; SBT层间剪切强度; HFM 高疲劳性能高模量沥青混合料。 5 材料 5.1 沥青结合料 5.1.1 沥青结合料类型 根据工程交通荷载、气候和工程实际条件,按表1 选择合适沥青结合料类型。 表1 HFM 沥青结合料类型选择 结合料类型 适用条件 混合料类型 HFM-20 HFM-16 低标号沥青 各交通荷载等级, 其中 20号适合于冬温区和冬冷区,15号适合于冬温区,25号适合于冬寒区。 20号 15号 20号 15号 25号 高模量剂+低标号沥青 特重及以上交通、长大纵坡等特
7、殊路段。 高模量剂+35号 高模量剂+25号 高模量剂+35号 高模量剂+25号 微粒化岩沥青 改性沥青 特重及以上交通、长大纵坡等特殊路段; 其中 I 型适合于冬寒区,II 型适合于冬冷区,III 型适合于冬温区 I II III I II III 5.1.2 低标号道路石油沥青 低标号道路石油沥青应符合表2 的技术要求。 表2 低标号道路石油沥青技术要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 35号 25号 20号 15号 针入度(25,5s,100g) 0.1mm 30-45 20-30 15-25 10-20 JTG E20 T 0604 针入度指数 PI - -1.51.0 JTG E2
8、0 T 0604 软化点(TR&B),不小于 52 57 59 63 JTG E20 T 0606 动力黏度(60),不小于 Pas 500 750 1500 2000 JTG E20 T 0620 延度(25,5cm/min),不小于 cm 50 40 30 20 JTG E20 T 0605 DB34/T 38392021 3 表 2(续)项 目 单位技术要求 试验方法 35号 25号 20号 15号 蜡含量(蒸馏法),不大于 2.2 JTG E20 T 0615 闪点(COC),不小于 260 JTG E20 T 0611 溶解度(三氯乙烯),不小于 99.0 JTG E20 T 060
9、7 相对密度(25) - 实测 JTG E20 T 0603 TFOT (或 RTFOT)后 JTG E20 T 0609 或 JTG E20 T 0610质量变化,不大于 0.5 0.3 0.3 0.3 针入度比(25,5s,100g), 不小于 65 67 67 67 JTG E20 T 0604 5.1.3 微粒化岩沥青改性沥青 HFM 沥青混合料用的微粒化岩沥青改性沥青结合料技术要求见表3。 表3 微粒化岩沥青改性沥青技术要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 I II III 针入度(25,5s,100g) 0.1mm 25-40 20-35 15-25 JTG E20 T 0604
10、 软化点(TR&B),不小于 55 60 65 JTG E20 T 0606 延度 (25,5cm/min),不小于 cm 35 25 15 JTG E20 T 0605 表观黏度 (175),不大于 Pas 3.0 JTG E20 T 0625 闪点 (COC),不小于 230 JTG E20 T 0611 弹性恢复(25),不小于 60 55 50 JTG E20 T 0662 离析(48 h 软化点差),不大于 2.5 JTG E20 T 0661 相对密度(25) - 实测 JTG E20 T 0603 老化后 残留物 质量变化,不大于 0.5 JTG E20 T 0609 或 JTG
11、 E20 T 0610 针入度比 (25, 5s, 100g) , 不小于 65 JTG E20 T 0604 延度(25,5cm/min), 不小于 cm 15 10 8 JTG E20 T 0605 5.1.4 高模量剂 5.1.4.1 高模量剂其性能应符合表 4 的规定。 表4 高模量剂技术要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 熔体质量流动速率(190,2.16kg),不小于 g/10min 1.5 GB/T 3682.11 灰分含量,不大于 30 JTG E20 T 0614 密度 g/cm3 实测 GB/T 1033.12 单个颗粒质量,不大于 g 0.03 称量法3 DB34/T
12、 38392021 4 表 4(续)项 目 单位 技术要求 试验方法 收缩率,不大于 纵向 1.2 GB/T 17037.44 横向 0 维卡软化温度,不小于 B50 法 35 GB/T 1633 注1:采用热塑性塑料熔体流动速率的质量测量方法。 注2:采用非泡沫塑料密度的液体比重瓶法。 注3:缩分出两组样品,每组不少于 10 颗;采用感量为 0.001 g 的电子天平,称量每组样品质量,计算每组单个颗粒质量,准确至 0.001 g;取两组单个颗粒质量的算数术平均值作为试验结果。 注4:采用热塑性塑料材料注塑试样的制备中模塑收缩率的测定方法。 5.1.4.2 在最佳掺量条件下,高模量剂与实际工
13、程应用的低标号道路石油沥青掺配后的沥青结合料其性能应符合表 5 的规定。 表5 掺加高模量剂的沥青结合料性能要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 软化点增加值,不小于 10 JTG E20 T 0606 延度(25,5cm/min),不小于 cm 10 JTG E20 T 0605 表观黏度(135),不大于 Pas 3.0 JTG E20 T 0625 注: 高模量剂的最佳掺量由供货商提供,一般为沥青质量的 59。 5.2 集料 5.2.1 粗集料 5.2.1.1 粗集料应采用反击破机械加工生产。 5.2.1.2 粗集料应洁净、干燥、表面粗糙,符合 JTG F40 中粗集料的技术要求。 5
14、.2.2 细集料 5.2.2.1 细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有适当的颗粒级配。 5.2.2.2 细集料应符合 JTG F40 中细集料的技术要求。 5.3 填料 5.3.1 矿粉 5.3.1.1 矿粉应采用石灰岩岩石作为母料。 5.3.1.2 矿粉应干燥、洁净、无结块,质量应符合表 6 的技术要求。 表6 矿粉技术要求 项 目 单 位 技术要求 试验方法 外观 - 无团粒结块 目测 表观相对密度,不小于 2.50 JTG E42 T 0352 含水率, 不大于 1 JTG 3430 T 0103 DB34/T 38392021 5 表 6(续)项 目 单 位 技术要求 试验方法 通
15、过百分率 0.6 mm 0.15 mm 0.075 mm 100 90100 75100 JTG E42 T 0351 亲水系数,不大于 - 1 JTG E42 T 0353 亚甲蓝值 00.15 mm,不大于 g/kg 7 JTG E42 T 0349 加热安定性 - 颜色无明显变化 JTG E42 T 0355 碳酸钙含量,不小于 70 应按照附录A 的规定执行 5.3.2 消石灰 5.3.2.1 对于酸性集料或粘附性等级达不到设计要求时,可掺加消石灰粉替代部分矿粉。 5.3.2.2 消石灰应满足表 7 技术要求,宜在矿粉加工时按比例与矿粉预拌均匀后一起使用。 5.3.2.3 消石灰掺加量
16、宜为沥青混合料总质量的 12, 具体掺量由沥青混合料水稳定性试验确定。 表7 消石灰技术要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 有效氧化钙加氧化镁含量,不小于 90 JTG E51 T 0813 通过百分率 0.6 mm 0.075 mm 96100 80100 JTG E42 T 0351 未消化残渣含量,不大于 7 JTG E51 T 0815 含水率,不大于 3 JTG 3430 T 0103 6 沥青混合料设计 6.1 HFM 沥青混合料设计流程 6.1.1 沥青混合料设计的流程如图 1 所示。 DB34/T 38392021 6 图 1 HFM 沥青混合料设计流程 6.2 HFM 沥
17、青混合料矿料级配 HFM沥青混合料设计时宜采用表8 所示工程设计级配范围。 表8 HFM 沥青混合料试验用工程设计矿料级配范围 级配类型 通过下列筛孔(mm)的质量百分率() 26.5 19 16 13.2 9.5 4.752.361.180.6 0.3 0.15 0.075HFM-20 100 90-10076-92 68-86 54-7735-5920-4115-3111-249-20 7-14 5-9 HFM-16 - 100 90-100 79-93 63-8037-5823-4517-3413-2611-20 8-14 5-10DB34/T 38392021 7 6.3 HFM 沥青
18、混合料配合比设计要求 6.3.1 一般要求 6.3.1.1 HFM 沥青混合料的配合比设计可根据工程情况,选择马歇尔法或旋转压实法进行设计。 6.3.1.2 按照 JTG F40 进行目标配合比、生产配合比和生产配合比验证三阶段检验。 6.3.1.3 对于低标号沥青或掺加高模量剂的 HFM 沥青混合料的初始油石比可取 5.25.6, 对于微粒化岩沥青的 HFM 沥青混合料的初始油石比可取 5.65.8。 6.3.2 马歇尔法配合比设计 6.3.2.1 按照 JTG F40 附录 B 方法进行配合比设计。 6.3.2.2 HFM 沥青混合料马歇尔法配合比设计应满足表 9 和 10 技术要求。 表
19、9 HFM 沥青混合料马歇尔法配合比技术要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 击实次数(双面) 次 75 JTG E20 T 0702 试件尺寸 mm 101.663.5 JTG E20 T 0702 空隙率VV 14 JTG E20 T 0705 稳定度MS,不小于 kN 15 JTG E20 T 0709 流值FL mm 1.54.5 JTG E20 T 0709 矿料间隙率VMA,不小于 见表10 JTG E20 T 0705 沥青饱和度VFA 7590 JTG E20 T 0705 表10 HFM 沥青混合料 VMA 技术要求 设计空隙率 VV, VMA 技术要求,不小于, HFM-
20、16 HFM-20 1 11 10.5 2 12 11.5 3 13 12.5 4 14 13.5 注: 其他空隙率 VMA 可按空隙率插值。 6.3.3 旋转压实法配合比设计 6.3.3.1 按照 JTG F40 附录 B 方法进行配合比设计。 6.3.3.2 HFM 沥青混合料旋转压实法配合比设计应满足表 11 技术要求,同时 VMA 指标应满足表 10 要求。 表11 HFM 沥青混合料旋转压实法配合比技术要求 项 目 单位 技术要求 试验方法 旋转压实次数1 次 50 JTG E20 T 0736 试件尺寸 mm 150115 JTG E20 T 07361 空隙率 VV 13 JTG
21、 E20 T 0705 矿料间隙率 VMA,不小于 见表10 JTG E20 T 0705 沥青饱和度 VFA 7590 JTG E20 T 0705 DB34/T 38392021 8 注1:旋转压实仪有效内旋转角为 1.160.02。 6.3.4 沥青混合料路用性能检验 HFM沥青混合料路用性能应满足表12 的技术要求。 表12 HFM 沥青混合料路用性能技术要求 项 目 单 位 技术要求 试验方法 冻融劈裂残留强度比,不小于 80 JTG E20 T 0729 动稳定度(60,0.7MPa) 次/mm 4000 JTG E20 T 0719 低温弯曲破坏应变(-10,50mm/min),
22、不小于 气候分区:1-3,2-3,1-4,2-4 2000 JTG E20 T 0715 气候分区:1-2,2-2,3-2 2300 气候分区:1-1,2-1 2600 动态模量(20,10Hz),不小于 MPa 13000 JTG E20 T 0738 疲劳失效应变(15,10Hz,106次),不小于 130 JTG E20 T 0739 7 沥青混合料施工 7.1 施工准备 7.1.1 铺筑 HFM 沥青混合料前,应进行下承层的质量、表面状况检查,不符合要求的不得进行施工。 7.1.2 HFM 沥青混合料的下承层为沥青结构层时,应洒布粘层油。当下承层为无机结合料稳定类基层或粒料类时应洒布透
23、层油。粘层油及透层油的规格和质量应符合 JTG F40 的要求。 7.2 沥青混合料的拌制 7.2.1 沥青混合料应在沥青拌和厂采用拌和机械拌制。 7.2.2 HFM 沥青混合料应根据结合料类型确定各阶段的施工温度。 a) 对于低标号沥青 HFM 沥青混合料可以采用沥青结合料的黏度-温度曲线来确定施工温度。缺乏黏度-温度曲线数据时,各阶段施工温度可参照表 13 选择。 表13 低标号沥青 HFM 沥青混合料的施工温度 施工工序 以下道路石油沥青标号的施工温度要求, 15号 20号 25号 35号 沥青加热温度 170-180 170-180 165-175 160-170 集料加热温度 集料加
24、热温度比沥青温度高1020 混合料出厂温度 165-185 165-185 160-180 155-175 混合料贮存温度 贮料过程中温度降低不超过10 混合料废弃温度,高于 200 200 195 195 运输到现场温度1,不低于 170 165 160 155 摊铺温度1,不低于 正常施工 155 155 150 145 低温施工 165 165 160 155 初压温度1,2, 不低于 正常施工 150 150 145 140 低温施工 175 175 170 155 DB34/T 38392021 9 表 13(续)施工工序 以下道路石油沥青标号的施工温度要求, 15号 20号 25号
25、 35号 终压温度1,2, 不低于 钢轮压路机 165 160 160 90 轮胎压路机 95 90 90 95 开放交通温度1,2,不高于 50 50 50 50 注1:沥青混合料的施工温度宜采用有金属插杆的插入式数显温度计测量。表面温度可采用表面接触式温度计测定。当采用红外线温度计测量表面温度时,应进行标定。 注2:初压温度为混合料内部温度;终压温度为混合料表面温度;开放交通温度为路表温度。 b) 微粒化岩沥青 HFM 沥青混合料施工温度根据试验确定,一般应符合表 14 的要求。不同气候环境及不同铺筑厚度的沥青路面施工温度可能略有差异,以试验段试铺确定的温度为最终施工温度。 表14 微粒化
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