高速公路抗滑表层 AK-13A沥青混合料目标配合比设计.rtf

*高速公路路面工程 咨 询 报 告 (20) *省*高速公路路面工程同济大学项目组 二00四年九月二十六日 抗滑表层 抗滑表层 ak-13aak-13a沥青混合料目标配合比设计沥青混合料目标配合比设计 ( (路面路面3 3标标) ) 根据*高速公路路面结构设计的要求，对于沥青砼抗滑表层采用ak-13a级配类型，根 据现场原材料送样情况，进行抗滑表层沥青混合料目标配比设计。 一、设计及试验依据一、设计及试验依据 (l)公路沥青路面施工技术规范(jtj03294) (2)公路改性沥青路面施工技术规范(jtj03698) (3)公路工程集料试验规程(jtj0342000) (4)公路工程沥青及沥育混合料试验规程(jtj0522000) 二、原材料基本性能二、原材料基本性能 2.1沥青 沥青采用*路安特沥青有限公司提供的成品sbs改性沥青，其技术性能指标检测结果 见表1： 表1 sbs改性沥青技术性能指标 检测项目检测结果技术要求 针入度，25，100g，5s (l/100mm)594-60 针入度指数pi0.013(r20.999)+0.2-+1.0 延度，(cm) 5cm/min 5 最小3835 软化点(环球法)， 最小7265-75 rtfot 163，85min 损失量(%) 最大0.160.6 针人度比(%) 最小7270 延度(cm)5 最小2220 闪点(开口式) 最小318230 溶解度(三氯乙烯)% 最小99.999.0 弹性恢复(25) 最小9270 离析(软化点差) 最大1.02.5 运动粘度135(pa.s) 最大1.83 相对密度(25/25)1.028 2.2集料 粗集料采用*茅迪公司生产的玄武岩集料，共分2.36-4.75mm、4.75 9.5mm、9.5-13.2mm(方孔筛)三档集料；细集料采用*中新建材有限公司生产的机制砂， 机制砂采用02.36mm石灰岩集料，各档集料的基本性能见表24。 表2 粗集料基本性能测试值 规格 名称 13.2一9.59.5-4.754.752.36 压碎值 (%)7.8 洛杉矾磨耗率 (%)10.3 磨光值 (bpn)48 针片状 (%) 3.48.2- 含泥量 (%)0.50.50.6 粘附性 (级) (掺加0.4%抗剥落剂) 5级 表3集料密度测定值 名称 规格(mm) 表观密度 (g/cm3) 毛体积密度 (g/cm3) 吸水率 (%) (表观十毛体积)/2 (g/cm3) 13.2-9.52.7632.7050.782.734 9.5-4.752.7682.6990.922.734 4.752.362.7832.6971.152.740 2.36-02.8242.7311.202.778 表4 细集料(机制砂)基本性能测试值 名 称检测结果技术要求 表观密度 不小于(t/m3)2.8242.5 砂当量 不小于(%)6765 棱角性 不小于(%)4745 2.3 填料 填料采用*锦江水泥厂生产的石灰岩磨细矿粉，其技术指标见表5： 表5 矿粉技术指标 指标实测值技术要求 表观密度 不小于 (kg/m3) 27202500 含水量 不大于(%)-10 粒度范围0.6 (%)99.9100 0.3 (%)98.8- 0.15 (%)97.290100 0.075 (%)87.680100 外 观无团粒结块无团粒结块 亲水系数 不大于0.71 2.4抗剥落剂 抗剥落剂采用江苏扬中文昌电子化工有限公司生产的文盛牌tw1型，抗剥落剂掺量 为0.4%(以沥青质量计)。 三、三、ak-13aak-13a矿质混合料设计矿质混合料设计 根据现场各档集料的筛分试验结果(见表6)，按照抗滑表层ak13a建议级配控制范围， 进行矿质混合料组成设计，合成级配结果见表6。 表6 抗滑表层ak-13a沥青混合料组配(路面3标) 比例(%) 筛孔(mm) 272614285组配设计级配范围建议级配范围 13.2- 9.5 9.5 4.75 4.75- 2.36 2.36-0 矿粉下限中值上限 下限中值上限 16.0100.0100.0100.0100.0 100. 0 100. 0 1001oo100100100100 13.288.711.0100.0100.0 100. 0 97.090951009597.5100 9.510.69巴.5互m.o100.0 100. 0 75.5607080707580 4.750.37.593.9100.0 100. 0 48.23041.5534247.553 2.360.30.43.293.1 100. 0 31.72030402833.539 1.180.00.30.461.1 100. 0 22.21522.5301721.526 0.600.00.00.038.0 100. 0 15.61016.5231014.519 0.300.00.00.022.798， 8 11.3712.518711.516 0.150.00.00.014.797.29.058.5125811 0.0750.00.00.08.487.66.746845.57 图1 抗 滑 表 层 ak- 13a沥青混合料组配 四、马歇尔试验四、马歇尔试验 分别按4.2%、4.7%、5.2%、5.7%、6.2%5个不同油石比制备101.6mm63.5mm圆柱体 试件(试件成型温度为160-165)，进行马歇尔试验，试果见表7和图2。 表7 马歇尔试验结果汇总表 油方比 (%) 技术性质 表干密度 s (g/cm3) 空隙率 vv (%) 矿料间隙率 vma (%) b)j青饱和度 vfa (%) 稳定度 ms (kn) 流值 fl (0.lmm) 4.22.3767.717.054.914.136.7 4.72.3986.116.663.114.542.3 5.22.4284.316.073.215.045.3 5.72.4462.915.782.415.350.3 622.4472.216.186.214.952.0 技术要求 双面击实 各75次 3-615.070-857.520-50 图2 马 歇 尔 试 验 结 果 根据马歇尔试验结果来确定沥青混合料的最佳油石比： oac1的取值按目标空隙率中值所对应的油石比，现目标空隙率中值取4.5%，因此oac1 5.15% oacmin5.0%，oacmax5.7% oac2=(oacmin+oacmax)/2=5.35% oac(oac1oac2)/25.25% 根据计算结果并结合当地的气候条件：抗滑表层ak-13a沥青混合料的最佳油石比为 5.2%。 五、水稳定性检验五、水稳定性检验 (1)残留稳定度试验 按最佳油石比5.2%制备两组试件，进行浸水马歇尔试验，由于考虑到施工现场沥青混 凝土路面的实际空隙率情况，试件成型时空隙率控制在7%1%，试验结果见表8。 表8 残留稳定度试验结果 稳定度(kn) 残留稳定度 (%) 0.5h48h 9.308.5091.4 (2)冻融劈裂试验 按最佳油石比5.2%制备两组试件，空隙率控制在7%1%，进行冻融劈裂试验，试验结 果见表9。 表9 冻融劈裂试验结果 劈裂抗拉强度(kn) 冻融劈裂抗拉强度比tsr (%) 冻融不冻 7.858.8189.1 六、高温稳定性检验六、高温稳定性检验 按最佳油石比5.2%制备30030050mm板块状试件，进行车辙试验(试验温度为 60，轮压为0.7mpa)，其平均稳定度达5420次/mm(改性沥青1-4类地区要求3000 次/mm)。 七、结论与建议七、结论与建议 (1)为提高沥青路面的抗水损害能力，降低施工成型后路面的孔隙率，将ak的击实次 数由规范规定的双面各50次提高到双面各75次，并采用密级配的控制指标(空隙率、饱和 度等)进行控制。 (2)针入度指数pi： 由于pi值受沥青本身性能、温度、温度个数、试验精度等的影响，针入度很小的波动 都会引起pi很大的波动，而针入度的波动是不可避免的，因此pi在平行试验中，在不同试 验员的操作下、在不同的季节下、在不同的实验室内进行试验回归，将会出现越来越大的 波动。并且就sbs改性沥青而言，pi存在的基础针入度的对数与相应的温度之间是线性关 系这一规律不再存传统方法回归出的pi应不再有效，是否可以用pi方法来评价sbs改性性 能，还需要做大量深入细致的研究。因此建议在评价改性沥青温度敏感性时，pi可作为参 考指标来评价，但pi 值不得低于 -0.2；同时在试验时范规定的3个温度提高到5个温度进行 回归。 (3)鉴于集料吸水率对沥青混合料性能影响较大，建议加工时务必控制源，严禁采用 不同料源的玄武岩进行加工，同时加强集料吸水率等性能指标的检测。 (4)关于沥青混合料马歇尔室内试验中统一要求： 沥青混合料试件密度试验方法：统一采用表干法 计算沥青混合料试件理论密度时，考虑到集料吸水率的影响，集料的相对密度统一 采用表观相对密度和毛体积密度的平均值。 (5)按表6的合成级配曲线，通过马氏试验及路用性能检验后，最终目标配合比的最佳 油石比确定为5.2%。组配设计时合成级配曲线应控制