沥青路面各类型结构设计与材用量分析.doc

沥青路面各类型结构设计与材料用量分析 （宗仁君）原中华人民共和国行业标准公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）于1994年6月7日发布，1994年12月1日实施，它在保证沥青路面的质量方面起到了重要作用。但我国公路建设的速度很快，1994年规范发布时，我国高速公路刚刚起步，1993年建成通车1130Km。到2003年底，高速公路的通车里程已经接近3万公里，其中绝大多数是沥青路面。在交通快速发展的新形势下，国内外交通发生了许多新的变化：国际上随着美国SHRP研究成果superpaveTm及欧洲CEN沥青及沥青混合料研究成果的发表，世界各国对沥青路面的研究都更深入，得出了许多十分重要的新成果，不少国家对相关规范进行了适当的修改；并且新的施工机械，新的施工工艺都不同程度的影响到我国；而在国内，通过一系列科学研究及长期的施工实践，对沥青路面的各方面都有了新的认识，做了不少调整和修改，出现了一些新的结构类型。这里对现行施工技术规范JTGF40-2004中各结构类型在高速公路等级标准前提下常规配合比设计中各项原材料一般用量进行统计分析。现行规范根据矿料级配和空隙率将各种HMA划分成了六种结构类型，分别是：密集配沥青混合料（AC）；沥青马蹄脂碎石混合料（SMA）；开级配排水式磨耗层（OGFC）；密集配沥青稳定碎石混合料（ATB）；半开级配沥青碎石混合料（AM）；开级配沥青稳定碎石混合料（ATPB）。他们各有适用层次和使用条件，采用何种结构类型及级配如何选择，应根据具体设计意图和当地气候区划进行选择。在这里分别对各结构类型选择1-3种级配进行原材料在混合料中设计用量与实际用量进行分析比较，在今后成本分析过程中可作参考。根据我国对原材料加工加工习惯和规范对关键筛孔的要求，将各种结构中使用集料分级划分成0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2，13.2-19，19-26.5，26.5-53，13.2-26.5，19-37.5，9.5-19，13.2-16，11种常用规格。依据我国现有拌和设备和碎石加工设备在其中选择2-5种规格进行配合比设计，前提条件是：各规格集料级配头尾孔径通过率应满足我国现行规范表4.8.3，表4.9.4对单级规格级配要求。一（AC）密级配沥青混合料 适 用 条 件：适合于我国绝大多数地区沥青路面中、下层，部分地区表面层。 设 计 方 法：马歇尔法。 设计标准及要求：JTGF40-2004表5.3.3-1，表5.3.4-1，表5.3.4-2，表5.3.4-3，表5.3.4-4。 沥 青 结 合 料：以重交通道路石油沥青70号A级沥青为例。1.粗粒式AC-25。 矿料级配1（适用于夏炎热区、夏热区、湿润区、半干区、干旱区） 31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075100 96 80.2 73.1 65.9 55.2 35.0 25.2 18.2 13.3 9.5 6.9 5.0 沥青用量：（3.8-4.2）% 单级料分级选择：0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2，13.2-26.5 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量。配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）17.39.810.720.2383.8-4.2（4.0）40.3-0.5（0.4）0.1660.0940.1030.1940.3650.040.0380.152 备注：以最大粒径分级料各次级料10%计算 矿料级配2（适用于夏凉区、潮湿区、湿润区、冬寒区） 31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075100 98 83.9 77.5 70.8 60.8 44 31.4 22.5 16.3 11.7 8.4 6.0 沥青用量：（4.0-4.4）% 单级料分级选样：、 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量： 配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）23.212.616.81032.44.0-4.4（4.2）50.3-0.5（0.4）0.2220.1210.1610.0960.3100.0420.0480.1922.中粒式：以AC-20 矿料级配1（适用于夏炎热区、夏热区、湿润区、半干区、干旱区） 26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751009584.874.760.1382719.213.89.875 沥青用量：（4.1-4.5）% 单级料分级选择：0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2，13.2-19 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）20.21122.114.628.14.1-4.5（4.3）40.3-0.5（0.4）0.1940.1050.2110.1400.2690.0430.0380.152 矿料级配2（适用于夏热区、夏凉区、潮湿区湿润区、冬寒区）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751009888.779.465.74430.521.214.910.37.25 沥青用量：（4.3-4.6）% 单级料选择：、 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）24.213.521.713.722.94.3-4.6（4.45）40.3-0.5（0.4）0.2310.1290.2070.1310.2190.04450.03850.1783.AC-16(中粒式) 矿料级配：（适用于大多数气候区划） 191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751009685.169.3453222.916.511.88.46 沥青用量：（4.4-4.8）% 单级配规格选择：0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2，13.2-16 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量： 配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）25.31324.315.816.64.4-4.8（4.6）50.3-0.5（0.4）0.2410.1240.2320.1510.1580.0460.0480.1924.AC-13(细粒式) 矿料级配：（适用于多数气候区划）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751009478.353.23625.117.712.38.66沥青用量：（4.6-5.0）% 单级配规格选择：0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）28.617.225.124.14.6-5.0（4.8）50.3-0.5（0.4）0.2720.1640.2390.2290.0480.0480.192 5.AC-10（细粒式） 矿料级配：（适用于多数气候区划）13.29.54.752.361.180.60.30.150.0751009260.84028.22014.19.97 沥青用量：（4.8-5.2）% 单级配规格选择：0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉 （%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青 （吨）矿粉 （吨）剥落剂（Kg）29.620.843.64.8-5.2（5.0）60.3-0.5（0.4）0.2810.1980.4140.050.0570.2二（SMA）沥青马蹄脂碎石混合料适用条件：适用于我国绝大部分地区沥青路面表面层。 设计方法：马歇尔法、体积法。 设计标准：JTGF40-2004表5.3.3-3，表5.3.4-1，表5.3.4-2，表5.3.4-3，表5.3.4-4。 沥青结合料：以90号基质沥青“SBS”改性沥青为例，PG等级符合PG76-22要求. 纤维：絮状木质纤维。1.细粒式（SMA-13） 矿料级配（南方地区使用为佳） 1613.29.54.752.361.180.60.30.150.07510094.462.627.419.115.914.613.412.210.4沥青用量：（5.6-6.0）%纤 维：沥青混合料的3. 单级配规格选择：0-2.36机制砂，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青（%）矿粉（%） 纤维（%）抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）纤维（Kg）剥落剂（Kg）机制砂机制砂84.235.241.65.6-6.0（5.8）110.30.3-0.5（0.4）0.0750.040.3320.3920.0580.10330.2322. 细粒式（SMA-10） 矿料级配（适用于南方地区） 13.29.54.752.361.180.60.30.150.0751009948.025.921.017.314.212.310.6沥青用量：5.8%纤 维：沥青混合料的3. 单级配规格选择：0-2.36机制砂，2.36-4.75，4.75-9.5 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青（%）矿粉（%） 纤维（%）抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）纤维（Kg）剥落剂（Kg）机制砂机制砂1223.753.35.8110.30.3-0.5（0.4）0.1130.2230.5020.0580.10430.232 备注：SMA-10数据收集于南武路科研项目。SMA-16、SMA-20在这里不做分析。三（OGFC）开级配排水式磨耗层混合料 适用条件：南方多雨地区 设计方法：马歇尔法，以空隙率作为主要指标。 设计标准：JTGF40-2004表5.3.3-4，表5.3.4-1，表5.3.4-2，表5.3.4-3，表5.3.4-4，表5.3.3-2. 沥青结合料：通常采用高粘度改性沥青。 纤 维：絮状木质纤维。 粒 径：以OGFC-13为例。 矿料级配：1613.29.54.752.361.180.60.30.150.07510092651815118653沥青用量：5.2%（假定值）纤 维：沥青混合料的3. 单级配规格选择：0-2.36机制砂，4.75-9.5，9.5-13.2 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量：配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青（%）矿粉（%） 纤维（%）抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）纤维（Kg）剥落剂（Kg）机制砂机制砂12.24738.85.220.30.3-0.5（0.4）0.1160.4460.3680.0520.01830.208四（ATB）密集配沥青稳定碎石混合料 适用条件：雨水较少地区的路面基层设计方法：马歇尔法 设计标准：JTGF40-2004表5.3.3-2，表5.3.4-1，表5.3.4-2，表5.3.4-3，表5.3.4-4。沥青结合料：重交通道路石油70号A级沥青矿料级配：（以ATB-25为例）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075100 95.171.0 60.8 53.6 44.5 29.124.1 16.7 11.4 7.0 5.3 4.1 沥青用量：3.7% 单级配规格选择：0-2.36，2.36-4.75，4.75-9.5，9.5-13.2，13.2-26.5 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料用量。配合比（%）实际用量（重量值）集料（%）沥青 （%）矿粉（%） 抗剥落剂（%）集料（吨）沥青（吨）矿粉（吨）剥落剂（Kg）2401212483.740.3-0.5（0.4）0.23100.1160.1160.4620.0370.0380.148五这里对半开级配，开级配沥青稳定碎石不再做讨论。下面介绍一下采用GTM法设计的高性能沥青路面superpave-19的各项材料使用情况。 级配： 粒径 级配25.0 19.0 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 Blend 110098.5 88.0 74.5 45.1 30.6 19.8 13.2 9.1 7.1 5.6 Blend 210096.3 74.9 61.3 40.6 27.1 17.6 11.8 8.2 6.5 5.1 Blend 310095.3 68.1 51.9 35.5 23.3 15.4 10.7 7.8 6.3 5.1 以“1吨”沥青混合料为例计算各项材料