一、結構型式
本工程採用粗型密級配瀝青砼(下面層為ac-20c型、上面層為ac-13c型)。
二、配合比設計步驟
本工程採用熱拌瀝青混合料,其配合比設計通過目標配合比設計、生產配合比設計及生產配合比驗證三階段,確定瀝青混合料的材料品種及配合比、礦料級配、最佳瀝青用量。
設計步驟見表1(圖b.1.3p79)
三、確定工程設計級配範圍
1、設計檔案及規範要求
設計檔案要求按國標執行。基層與面層間設定0.4l/m2的乳化瀝青粘層油和玻璃纖維格柵,下面層為5cm厚ac-20型瀝青砼,兩層瀝青砼間設定0.
4l/m2的乳化瀝青砼粘層油,上面層為4cm厚ac-13型瀝青砼。參照交通部頒jtgf40-2004《公路瀝青路面施工技術規範》要求,根據公路等級、工程性質、氣候條件、交通條件等因素,本工程宜採用粗型(c型)的混合料。即下面層為ac-20c型、上面層為ac-13c型。
基層與面層間宜設定0.6l/m2的乳化瀝青粘層油和玻璃纖維格柵,在上、下兩層瀝青砼間採用1.0l/m2的乳化瀝青。
2、結合國標、行標和本工程實際情況,選取定礦料級配範圍為:
ac-20c:
圖表1. 瀝青混合料目標配合比設計流程圖
ac-13c:
注:需滿足級配曲線是連續圓滑曲線的要求。
四、礦料配合比設計
1、本工程的瀝青路面礦料配合比設計借助電子計算機的電子**用試配法進行。
2、礦料級配曲線按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》t0725的方法繪製。
3、在工程設計級配範圍內計算3組粗細不同的配合比,繪製設計級配曲線,分別位於工程設計級配範圍的上方、中值及下方。設計合成級配不得有太多的鋸齒形交錯,且在0.3~0.
6mm的範圍內不出現「陀峰」。
4、選擇ac-20c、ac-13c的瀝青用量分別為4.0%和4.5%,分別製作三組級配的馬歇爾試件,測定vwa,初選取一組滿足或接近設計要求的級配作為設計級配。
五、馬歇爾試驗
1、熱拌普通瀝青混合料試件的製作溫度
瀝青加熱溫度:150~160oc;
礦料加熱溫度:比瀝青溫度高10~30 oc
瀝青混合料拌和溫度:140~160oc;
試件擊實成型溫度:130~150oc;
2、計算礦料的合成毛體積相對密度rsb
rsb=100/(p1/r1+p22/r2+….+pn/rn)
3、計算礦料的合成表觀相對密度rsa
rsa=100/(p1/r1+p22/r2+….+pn/rn)
4、預估瀝青混合料的適宜的油石比pa或瀝青用量pb
pa=pa1×rsb1/rsb pb=pa/(100+pa)×100
5、以預估的最佳油石比拌和2組混合料,採用真空法實測最大相對密度,取平均值。反算合成礦料的有效相對密度rse
rse=(100-pb)/(100/rt-pb/rb)
6、以預估的油石比為中值,按0.5%的間隔,取5個不同的油石比分別成型馬歇爾試件,要一組試件的試樣數按試驗規程要求確定。
7、測定壓實瀝青混合料試件的毛體積相對密度rf和吸水率,取平均值。
採用表幹法測定毛體積相對密度。
對吸水率大於2%的試件,宜改用蠟封法測定的毛體積相對密度。
8、確定瀝青混合料的最大理論相對密度
在成型馬歇爾試件的同時,用真空法實測各組瀝青混合料的最大理論相對密度rti。
9、計算瀝青混合料試件的空隙率,礦料間隙率vma,有效瀝青的飽和度vfa等體積指標,取1位小數進行體積組成分析。
vv=(1-rf/rt)×100 vma=(1-rf/rsb×ps)×100
vfa=(vma-vv)/vma×100
10、進行馬歇爾試驗,測定馬歇爾穩定度及流值。
六、確定最佳瀝青用量(或油石比)
1、按《規範》圖b.6.1的方法,以油石比或瀝青用量為橫座標,以馬歇爾試驗的各項指標為縱座標,將試驗結果點入圖中,連成圓滑的曲線。
確定均符合規範規定的瀝青混合料技術標準的瀝青用量範圍oacmin~oacmax。選擇的瀝青用量範圍必須涵蓋設計空隙率的全部範圍,並盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求範圍,並使密度及穩定度曲線出現駝峰值。如果沒有涵蓋設計空隙率的全部範圍,試驗必須擴大瀝青用量範圍重新進行。
2、根據試驗曲線的走勢,按下列方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量oac1
在曲線圖上求取相應於密度最大值、穩定度最大值、目標空隙率(或中值)、瀝青飽和度範圍的中值的瀝青用量a1、a2、a3、a4。按下式取平均值作為oac1。
oac1=(a1+a2+a3+a4)/4
如果在所選擇的瀝青用量範圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求範圍,按下式求取3者的平均值作為oac1。
oac1=(a1+a2+a3)/3
對所選擇試驗的瀝青用量範圍,密度或穩定度沒有出現峰值(最大值經常在曲線的兩端)時,可直接以目標空隙率所對應的瀝青用量a3作為oac1,但oac1必須介於oacmin~oacmax的範圍內,否則應重新進行配合比設計。
3、以各項指標均符合技術標準(不含vma)的瀝青用量範圍oacmin~oacmax的中值作為oac2。
oac2=(oacmin~oacmax)/2
4、通常情況下取oac1及oac2的中值作為計算的最佳瀝青用量oac。
oac =(oac1 +oac2)/2
5、按上式計算的最佳油石比oac,從圖中得出所對應的空隙率和vma值,檢驗是否滿足規範關於最小vma值的要求。oac宜位於vma凹形曲線最小值的貧油一側。當空隙率不是整數時,最小vma按內插法確定,並將其畫入圖中。
6、檢查圖中相應於此oac的各項指標是否均符合馬歇爾試驗技術標準。
7、根據實際經驗和公路等級、氣候條件、交通情況,調整確定最佳瀝青用量oac
調查當地各項條件相接近的工程的瀝青用量及使用效果,論證適宜的最佳瀝青用量。
對炎熱地區公路以及高速公路、一級公路的過載交通路段,預計有可能產生較大車轍時,宜在空隙率符合要求的範圍內將計算的最佳瀝青用量減少0.1%~0.5%作為設計瀝青用量。
此時,除空隙率外的其他指標可能會超出馬歇爾試驗配合比設計技術標準,配合比設計報告必須予以說明。但配合比設計報告必須要求採用重型輪胎壓路機和振動壓路機組合等方式加強碾壓,以使施工後路面的空隙率達到未調整前的原最佳瀝青用量時的水平,且滲水係數符合要求。如果試驗段試拌試鋪達不到此要求時,宜調整所減少的瀝青用量幅度。
8、按下式計算瀝青結合料被集料吸收的比例及有效瀝青含量。
pba= (rse- rb)/(rse×rsb)×rb×100 pbe= pb- pba×ps/100
七、配合比設計檢驗
1、需在配合比設計的基礎上按規範要求進行各種使用效能的檢驗。
2、配合比設計檢驗按計算確定的設計最佳瀝青用量,在標準條件下進行。按照第五條的方法將計算的設計瀝青用量調整後作為最佳瀝青用量,各項技術要求均應適當調整,不宜照搬。
3、高溫穩定性檢驗。由於本工程用的是公稱最大粒徑小於或等於19mm的混合料,按規定方法進行車轍試驗,動穩定度應符合規範要求。
4、水穩定性檢驗。按規定的試驗方法進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗,殘留穩定度及殘留強度比均須符合規範的規定。
5、低溫抗裂效能檢驗。因本工程用的是公稱最大粒徑小於或等於19mm的混合料,按規定方法進行低溫彎曲試驗,其破壞應變宜符合規範要求。
6、滲水係數檢驗。利用輪碾機成型的車轍試件進行滲水試驗,檢驗的滲水係數宜符合規範要求。
八、配合比設計報告
1、配合比設計報告應包括工程設計級配範圍選擇說明,材料品種選擇與原材料質量試驗結果、礦料級配、最佳瀝青用量,以及各項體積指標、配合比設計檢驗結果等。試驗報告的礦料級配曲線應按規定的方法繪製。
2、當按調整瀝青用量作為最佳瀝青用量,宜報告不同瀝青用量條件下的各項試驗結果,並提出對施工壓實工藝的技術要求。
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