橡胶沥青开级配沥青混合料设计与路用性能研究[权威资料]

橡胶沥青开级配沥青混合料设计与路用性能研究 本文档格式为 WORD,感谢你的阅读。 摘要：本文通过室内试验对 AROGFC-10 型橡胶沥青开级配沥青混合料进行配合比设计，并通过试验对橡胶沥青开级配沥青混合料各项路用性能进行分析与研究，研究表明，该混合料具有良好的高温稳定性和良好的水稳定性。 关键词：橡胶沥青；开级配 OGFC；配合比设计；路用性能 TF526 A 随着我国公路的高速发展，需要一种具有优良性能的路面结构保证行 车安全，橡胶沥青开级配沥青混合料（简称AROGFC）就是这样一种路面结构。橡胶沥青开级配沥青混合料从环保角度讲，可减少 “ 黑色污染 ” ，降低道路交通噪声。从资源再生利用角度讲，可使废旧轮胎循环利用，符合我国建设可持续发展、节约型社会的发展理念。从工程质量角度讲，可提高沥青路面路用性能，延长路面使用寿命。 橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒，再按一定的粗细级配比例进行组合，同时添加多种高聚合物改性剂，并在充分拌合的高温条件下与基质沥青充分溶胀反应后形成的改性沥青胶结材料。橡胶沥青具有优异的低温性能、较强的高温稳定性、突出的抗老化性能、抗裂和大变形能力以及能够提高水稳定性，最主要的优点之一就是利用橡胶本身特有的弹性和吸音特性，同时可降低路面的行车噪音，是较为理想的环保型路面材料，目前主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层。 OGFC 是一种采用高黏度沥青结合料、高含量粗集料、少量细集料和填料组成的混合料。由高用量橡胶沥青与单一粒径碎石为主的级料拌合而成，因此 OGFC 混合料铺筑的沥青面层具有提高路面抗车辙变形能力、减少水雾和眩光，改善路面标线、以及良好的抗滑、防溅水、降噪音和持久稳定性等有利 于行车安全与环保的特性，是高速公路和城市快速道路的理想表面层材料。 AROGFC 属于新型材料， 有必要对其路用性能进行试验研究。 1、橡胶沥青 OGFC 所用原材料试验 1.1 橡胶沥青技术指标试验分析与评价 OGFC 混合料为骨架空隙结构，其空隙率较大，粗集料较多，为保证混合料具有良好耐久性能，应使用高黏度沥青作为沥青混合料，以增强对集料颗粒的裹覆能力，保持路面的整体性而不松散。本次试验中橡胶沥青的制备采用 80 目橡胶粉， 70 号 A 级沥青与 80 目橡胶粉的掺配比例为沥青质量的21%。 橡胶沥青依据交通部公路科学研究院编橡胶沥青及混合料设计施工技术指南，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程 (JTG E20-2011)要求进行原材料准备和试验，对橡胶沥青进行试验分析。 表 1 橡胶沥青技术标准 从上表可以看出本次试验用的橡胶沥青均满足规范要求，且表现出较好的路用性能。 1.2 粗集料技术指标试验分析与评价 橡胶沥青开级配沥青混合料路面铺设在路面表层，其混合料所用粗集料特别要求石质坚硬，具有良好的颗粒形状和耐磨性，对沥青有良好的黏附性，同时在车 辆碾压下应不易被碾碎。橡胶沥青开级配沥青混合料之所以有较大的空隙率，是基于含量较多的粗集料之间的嵌挤作用。本试验中粗集料为 10-15mm 及 5-10mm 的玄武岩。 表 2 橡胶沥青混合料用粗集料技术指标要求 从上表可以看出本次试验用的粗集料均满足规范要求，且表现出较好的路用性能。 1.3 细集料技术指标试验分析与评价 细集料在橡胶沥青开级配沥青混合料中占有很小的比例，但其对混合料的性能影响是比较大的。细集料采用石灰岩制的机制砂。 从表 3 可以看出本次试验用的粗集料均 满足规范要求，且表现出较好的路用性能。 1.4 矿粉技术指标试验分析与评价 填料在沥青混合料中的作用极为重要，沥青只有吸附在矿粉表面才能形成油膜，才能和其他粗细集料产生黏附作用。 从表 4 可以看出本次试验用的矿粉满足规范要求，可以使用。 表 3 橡胶沥青混合料用细集料技术指标要求表 4 橡胶沥青混合料用矿粉技术要求 2AROGFC-10 配合比设计分析与研究 2.1 级配曲线的选择 OGFC 混合料级配范围的建议值： OGFC 混合料的最大粒径与面层结构设 计厚度相匹配，结构设计厚度为集料的公称最大粒径的 2-2.5 倍。本文结构设计厚度为 2.5cm 的沥青磨耗层。 表 5 开级配磨耗层混合料矿料级配范围 图 1AROGFC-10 设计级配曲线及规范要求值 图 2 不同油石比下 AROGFC-10 型沥青混合料的空隙率 开级配沥青混合料中集料级配与混合料的空隙率有很大关系。粗集料多，则空隙率大；细集料多，则空隙率小。研究表明，混合料的空隙率在很大程度上与 2.36mm 的通过率有关。 2.2 油石比的确定 沥青混合料试件空隙率是指压实 状态下沥青混合料内矿料和沥青实体之外的空隙的体积占试件总体积的的百分率。空隙率是沥青混合料最重要的体积特征参数，它的大小直接影响着沥青混合料的稳定性和耐久性，是沥青混合料配合比设计的主要指标之一。 表 6 规范要求的不同沥青混合料类型的设计空隙率 空隙率随着沥青用量的增加而降低。橡胶沥青开级配沥青混合料路面的空隙率愈大，排水性能愈好，抗滑、降噪的效果也愈好，因此，保证其高空隙率是必要的。虽然高空隙率有利于排水，有利于降低交通噪声，也有利于提高路面抗滑性，但是其缺点也是显然的。高空隙率带来其 承载能力和抗疲劳性能的降低，也是不容忽视的。 通过试验确定，为满足规范中 OGFC 型沥青混合料的空隙率大于 18%的要求，因此，本次 AROGFC-10 型沥青混合料所用的油石比为 4.5%。 3 AROGFC-10 型沥青混合料路用性能研究 严格按照沥青混合料试验规程，制备油石比为 4.5%的AROGFC-10 型沥青混合料的各种试件，对其路用性能进行深入研究。 3.1 马歇尔稳定度 马歇尔稳定度是作为考察 AROGFC-10 混合料性能的指标之一。通过试验室内制件，采用击实次 数双面 50 次，试验结果马歇尔稳定度为 5.3kN，符合公路沥青路面施工技术规范（ JTG F40-2004）中 OGFC 混合料技术要求。 3.2 车辙试验动稳定度 AROGFC-10 混合料由于石料与石料接触而具有较高的抗车辙能力。现行规范要求规定，若用于一般道路，其动稳定度要求达到 1500 次 /mm 以上；如果用于重交通道路，则其动稳定度应大于 3000 次 /mm。严格按照 T0719 的试验方法，在温度为 60oC ， 轮压 0.7MPa 条件下，将轮碾成型机碾压成型的试件进行车辙试验，测得的动稳定度值达 到了 4210 次/mm，满足技术要求，说明橡胶沥青 OGFC-10 具有良好的高温稳定性。 3.3 水稳定性 AROGFC-10 路面需要有良好的水稳性，因为雨水残留在孔隙中而使路面内部可能长期处于潮湿状态，有可能引起剥落破坏。可根据残留稳定度和浸水飞散损失进行评价。采用T0702 标准击实法制作两组马歇尔试件，一组采用标准马歇尔试验测稳定度，另一组采用浸水马歇尔试验测得浸水 48h 后的稳定度；按 T0702 标准击实法成型马歇尔试件，浸水飞散试验，先在 60 oC 恒温水槽中养生 48h，取出后在室温中放置24h。试验结果表明，残留稳定度为 88%，浸水飞散损失为32%，说明橡胶沥青 OGFC-10 混合料具有良好的水稳定性。 3.4 肯塔堡飞散 用以评价由于沥青用量或黏结性不足，在交通荷载作用下，路面表面集料脱落而散失的程度。为评价 AROGFC-10路面在车轮作用下，抗松散性能的一种试验方法。混合料的飞散损失不仅与所用沥青结合料的种类及其用量有关，而且与混合料的空隙率关系也非常密切，往往空隙率越大，飞散损失越大。按 T 0702 标准击实法成型马歇尔试件，标准飞散试验，在 20 oC 恒温水槽中养生 20h。试验结果飞散损失为13%，符合公路沥青路面施工技术规范（ JTG F40-2004）OGFC 混合料技术要求。 3.5 谢伦堡沥青析漏 用以检测沥青混合料在高温状态下从沥青混合料析出并沥干多余的自由沥青的数量。随着沥青用量的增加，沥青析漏损失则越严重。试验结果析漏损失为 0.05%，符合公路沥青路面施工技术规范（ JTG F40-2004）中 OGFC 混合料技术要求。 表 8 AROGFC-10 型沥青混合料试验结果汇总及技术要求 4 结论 对 AROGFC-10 混合料路用性能的研究表明，该混合料具有良好的高温稳定性和良好的水稳定性以及符合公路沥青路面施工技术规范（ JTG F40-2004）中 OGFC 混合料各项技术要求。 橡胶沥青开级配沥青混合料由于空隙率高，有许多优点，但由于空隙率高，在各种自然因素作用下容易老化，因而耐久性差，在风沙大、空气中降尘严重的地区，孔隙会很快被堵塞，在北方地区，雨雪天气水 在孔隙中冰冻也极容易造成路面的破坏。因此，在路面设计时，应扬长避短，充分考虑橡胶沥青开级配沥青混合料路面的适应性。橡胶沥青及AROGFC 的性能和特点还需 今后进一步的试验研究，以达到更全面、更系统地了解和掌握。 参考文献 1 公路沥青路面施工技术规范 (JTG F40-2004) 2 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 (JTG E20-2011) 3 公路沥青路面设计规范（ JTG D50-2006） 4 公路工程集料试验规程（ JTG E42-2005） 5 道路工程材料 人民交通出版社 李立寒等主编 6 土木工程材料中国计量出版社 叶青等主编 7 路基路面试验检测技术 人民交通出版社 徐培华等主编 8 沥青混合料设计手册 吕伟民等编 9 公路工程混合料配合比设计与试验技术手册 人民交通出版社 徐培华等主编 10橡胶沥青及混合料设计施工技术指南 交通部公路科学研究院编 文档资料：橡胶沥青开级配沥青混合料设计与路用性能研究 完整下载 完整阅读 全文下载 全文阅读 免费阅读及下载 阅读相关文档 :现代室内装饰设计的浅析 水利施工技术现状及改进措施 我国工程造价管理存在的问题及建议综述 现代住宅建筑设计中存在的问题分析 西画对中国画的启发 现代城市绿色生态型高层建筑设计要点探析 现代建筑中节能幕墙技术与应用 现代风景园林设计中存在的问题及解决措施 污水处理机电设备的安装与运行维护 现场总线技术在火力发电厂里的应用 污水处理机械设备安装常见问题探讨