Superpave

Superpave（共7篇）

Superpave 篇1

1 材料选择

1.1 集料。

superpave体系包括了许多集料要求的变化, 某些变化会影响施工而另一些则对施工只有轻微的影响甚至一点影响都没有。变化之一是superpave集料级配要求, 级配的范围建立在某些所选集料尺寸的控制点, 在传统细集料的某些范围中间有一个限制区, 建议在superpave混合料设计方法中集料级配不要通过限制区, 以便集料远离最大密度线, 获得足够的HMA, 同时在superpave设计的混合料中减少天然砂的数量。集料重要的性质包括毛体积密度、吸水性、级配、砂当量、细集料棱角性、破碎面计数、扁平和细长颗粒含量、洛杉矾磨耗值和安定性等。施工时应注意满足相应规范的要求。1.2沥青胶结料。在superpave体系中, 沥青胶结料的分类体系完全是新的。现行的粘度和针入度分级系统己被性能等级 (PG系统) 所取代。性能等级代表沥青胶结料在相应温度范围内能够提供满意的性能。“规范”中关于胶结料性能分级 (PG) 是由诸如PG64—22的术语来定义的, 前面的数字以为“高温等级”, 意思是胶结料在高达64℃温度时仍具有足够的物理特性, 相应于胶结料所期望的服务气候的路面高温;同样, 后面的数字“-22”为“低温等级”, 意指胶结料在路面温度降低至-22℃时仍具有足够好的物理特性。1.3改性剂。superpave设计的混合料使用改性剂可能比过去常规混合料使用的改性剂更多。当在拌和添加改性剂时, 应该有适当的贮存量, 改性剂的添加必须精确地计量。在大多数情况下, 可不对改性剂添加数量进行试验, 因为已经有了可以确定改性剂数量的技术。这种技术可以在胶结料与集料混合前, 确定改性剂的数量。改性剂数量的确定是建立在改性剂加入到混合料前的计量上, 任何改性剂含量的重大偏差, 都可以通过混合料体积性质的变化或由混合料力学性质的变化判断出来。

2 拌和厂生产工艺

2.1 料堆。

superpave设计的混合料的料堆与常规HMA相同, 粗级配的superpave设计的混合料具有较多粗集料含量, 可能更难干燥, 因此应采取措施使料堆减少含水量。控制料堆含水量的办法:一是使料堆具有硬化倾斜的铺面, 并具有足够的排水系统以便于从料堆中排水;二是在料堆上修建防水屋顶, 装载机驾驶员从有阳光照射一侧料地上取料, 并避免使用料堆底部的集料。2.2冷料输送。集料冷料输送的操作许多方面与常规的HMA相同。然而, Superpave设计的混合料的粗集料含量要比大多数常规混合料多, 可能要求粗集料分成几个尺寸段堆放, 这样能减少离析和较好的级配控制。另一种选择可以考虑将各个粗集料料堆输送到不只一个冷料仓, 大量的粗集料进入两个料仓, 两个料仓的给进速度就可以降低, 这样能较好的进行级配控制。2.3胶结料贮存。由于各地的气候和路面设计要求不同, 往往要求有不同等级的PG胶结料。不同等级的胶结料应分别贮存, 这样可避免不同PG等级的胶结料混合。如一旦混合, 将导致沥青不能满足PG等级, 故必须小心让卸载的沥青贮存到正确的贮罐中。各种满足某一PG等级的沥青是不相同的。某些道路为了重交通和抗车辙的需要, 规定了较高的PG等级, 这种等级的沥青不会反过来对沥青低温性质有什么影响, 这些较稠的沥青可能较难拌和及操作, 但如果需要的话, 拌和厂应具备处理这种较稠胶结料的能力。2.4干燥与拌和。对于粗级配的superpave设计的混合料来说, 集料特别需要足够干燥。粗的集料可能更难使整个集料加热 (原因是缺乏较细颗粒在干燥筒内进行热传递) 。由于可能仍含有水分和不均匀的加热, 粗级配superpave设计的混合料往往比常规混合料冷却得快, 导致施工时没有足够的时间去压实。因此, 当集料吸水性较高和料堆含水量较大 (饱合面干湿度更高) 时, 必须相应地增加集料在干燥筒内滞留的时间, 若有必要, 可适当修改相应的操作规程。有迹象表明, 粗级配superpave设计的混合料在拌和厂接触点地区磨损较大 (如干燥筒、链条、热料提升器等, 这随集料硬度、棱角性和相对密度的变化而变化) 。往往硬的、相对密度较大的棱角性集料造成的磨损较大, 这将增加机械磨损的可能性。因此, 拌和过程中应加强监控, 适时作出机械是否需要进行养护的判断。2.5贮存。大多数HMA拌和厂都配备有类型不同、大小各异的贮料仓, 这对保证连续运输混合料到摊捕现场是十分有益的, 对于某些superpave设计的混合料要求较高的温度, 如果在贮料仓内逗留时间太长的话, 会造成沥青胶结料的过皮老化。粗级配superpave设计的混合料的胶结料可能会滴漏, 特别是温度较高、长时间贮存时情况会更加严重, 从而影响到混合料的质量, 应引起足够重视。使用开级配和较大集料尺寸混合料时可能发生离析, 防止离析的措施对常规混合料也许合适, 但对于superpave混合料应谨慎使用。

3 运输

运输混合料的卡车车箱需保持清洁和光滑, 以防止粘住过量的HMA。由于含有某种改性剂的胶结料, 拌制的superpave混合料会更容易粘在车箱上, 更难从卡车上清除掉, 因此, 运输时一般要使用满意的隔离剂。混合料在运输过程中, 要特别注意防止混合料的离析。经验表明, 正确装载能减少离析的发生。某些粗级配superpave设计的混合料比常规HMA混合料更容易冷却, 单单用提高拌和温度来抵消冷却, 不仅更费钱, 而且会导致沥青胶结料的老化和出现更多的烟尘, 这时, 除采取措施使集料彻底烘干减少温度损失外, 最简单有效的措施是使用隔热卡车运输和在卡车上放置防雨布, 减少HMA混合料温度的损失。

4 摊铺

在superpave设计的混合料摊铺过程中, 采用好的施工方法能减少离析, 并能保证摊铺出均匀无离析的HMA层。Superpave设计的混合料和常规HMA相比, 在摊铺方面没有大的差别, 通常采用与常规HMA相同的操作技术就能生产出高质量的路面。但如要获得满意的性能, 则必须严格控制纵向接缝。细级配无改性剂的沥青混合料通常工作和易性较好, 对于这种和易性好的混合料, 很容易施工出一条高质量的密实的纵向接缝, 然而对于粗级配superpave设计的混合料和含有改性剂的混合料就比较困难。因此, 摊铺机提供足够的无离析的材料到接缝上是很重要的, 这样压实时就可获得比较满意的接缝。

5 压实

某些superpave设计的混合料不能满足压实要求, 但这不是新问题, 有许多常规HMA工程要满足压实要求也很困难 (达不到满意的密度) 。压实细级配superpave设计的混合料与常规HMA混合料一般没有多大的差别, 只是前者具有较高的破碎颗粒含量和较低的沥青用量, 能形成更稳定的混合料, 因而也更难于压实。具有高粗集料含量的粗集配superpave设计的混合料, 与细级配混合料不同, 必须在压实作业中加以考虑。粗级配的混合料冷却较快, 缺乏足够的压实时间, 因而需要增加压路机数量和密切注视路面的压实湿度。如果压路机下的混合料不正常, 很可能拌和厂发生了变化。最常见的变化是含水量的变化, 含水量的变化对HMA混合料的处治和压实特性有重要影响。每一个工程项目开始初期, 应修筑一段试验路来检验混合料的体积性质是否满意, 并评价摊铺与压实技术。试验路段必须采用计划中的相同施工技术, 在相同的混合料温度下摊铺和压实。这一点非常重要, 它将有利于制定混合料在指定压路机下如何压实、确定压实方案和压实温度等。建立核子密度仪读数与路面岩芯的密度相关关系也很重要, 如果有必要还可以多修一段试验路。

参考文献

[1]李根明.Superpave-13 (SBS) 改性沥青混凝土的施工[J].山西建筑, 2009 (3) .

[2]张新天, 高金岐, 孔宪惠;沥青路面的水损坏及其预防对策[J].北京建筑工程学院学报, 2003 (3) .

Superpave 篇2

1 原材料控制

1.1 沥青

采用深圳路安特沥青SBRII-C改性沥青。施工现场仅对针入度、延度(5 ℃)和软化点三大指标进行检验,全套性能试验由宁夏工程质量检测中心完成。

1.2 集料

矿质集料的共同特性和料源特性对沥青混凝土的影响是十分重要的。共同特性包括粗集料的棱角性、扁平与细长颗粒含量百分率和黏土含量百分率,集料的料源特性包括集料的坚固性、集料的安定性和有害物质含量。集料的棱角性保证其有较高的内摩擦力,保证沥青混合料有较高的抗车辙能力。由于扁平与细长颗粒在施工中和交通荷载作用下易破碎,故对此加以限制。综合以上情况,施工单位选用银川套门沟瑜燕辉石料场产石灰岩碎石,细集料为该场生产的机制砂。在进料前,拌合站料场应具有硬化倾斜面并具有足够的排水系统以利排水。集料进场应在料堆顶部平台卸料,经推土机推平后,装载机从底部按顺序竖直装料,减少集料离析。集料试验结果见表1,表2。

填料采用石灰岩碱性石料得到的矿粉必须干燥清洁。因此选用中铁十三局南环拌合站产矿粉,矿粉试验结果见表3。

2 配合比设计阶段质量控制

2.1 目标配合比设计

委托宁夏公路工程质量检测中心设计。采用Superpave19控制点、限制区检验及贝雷法检验集料嵌挤程度(见表4,表5)。选择粗、中、细三种级配中满足设计要求的级配作为目标配比。在室内用旋转压实仪(SGC)成型试件,计算沥青混合料体积指标满足空隙率4%的设计要求,从而确定矿料比例和最佳沥青用量(见表6)。以此作为目标配合比,控制拌和楼的供料比例和进料速度。

2.2 验证试验

根据JTG F40-2004公路沥青混凝土施工技术规范,当采用其他方法设计沥青混合料时,应按本规范规定进行马歇尔试验及各项配合比设计检验。经验证满足要求后方可使用。

%

2.3 生产配合比设计

按设计比例将1号～4号料输入拌和楼进行二次筛分,取热料仓集料进行室内筛分,经过计算确定热料仓各种骨料的比例。同时对二次筛分的供料均衡性进行适当的调整。

取目标配合比设计的最佳油石比、最佳油石比±0.3%三个油石比,并采用以上热料筛分的比例进行马歇尔试验,检验各项指标是否满足规范要求。不满足要求时应重新调整热料仓比例,进行级配设计,同时检验混合料的体积性质。集料各项指标见表7。

3 施工机械准备

通过以往的施工实践表明,配备先进可靠的施工机械是保证Superpave施工质量的必要条件。

1)督促施工单位按标书配备施工机械设备,并做好维护、调试、保养工作,确保机械运行的稳定性。

2)沥青拌合设备:意大利玛莲尼4000型间歇式拌合机一台,理论产量为400 t/h,实际产量为320 t/h。

3)沥青摊铺设备:ABG-423德国产摊铺机两台,该摊铺机配备有16 m的自动找平基准装置两套。

4)压实设备:徐工26 t轮胎式压路机两台,宝马13 t压路机两台,英格索兰DD110两台。

5)运输设备:载重20 t以上的自卸汽车30台。

4 Superpave19沥青混合料施工

4.1 沥青混合料的拌制

Superpave19沥青混合料拌合时间根据具体情况经试拌确定,以沥青均匀裹覆集料为度。干拌时间不少于5 s,试拌时间在40 s左右,总的拌合时间应不小于58 s。

贮存温度:如果在贮存料仓中逗留时间太长,会造成沥青胶结料的过度老化,要求其混合料的贮存时间不得超过24 h,且降温不得超过10 ℃(见表8)。

℃

4.2 运输

1)混合料采用20 t以上自卸车运输,车厢需要清洁光滑,涂一薄层隔离剂,不得有余液积聚在车厢底部。

2)沥青混合料装车时,为避免离析现象运输车辆要前后移动,分前、后、中三次装料。

4.3 摊铺

Superpave19设计的混合料和常规的HMA,在摊铺方面没有太大的差别,具体要求如下:

1)摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断的摊铺,摊铺机前总有待铺的运料车辆等候,不得随意改变速度或中途停顿。实践表明,这是提高平整度减少离析现象的有效措施。

2)采用两台同型号的ABG-423摊铺机梯队摊铺。为防止沥青层在梯队摊铺纵缝处重叠,不利于排水和水稳性,两台摊铺机采用不等宽摊铺,摊铺宽度分别为5.5 m,6.5 m,使各层接缝错开。

4.4 碾压成型

1)“高温碾压”:Superpave19沥青混合料原则上应在摊铺后立即压实,不应等候。

2)Superpave19在温度93℃～113 ℃具有不稳定性,在此温度范围内碾压时,沥青混合料推移严重且不易压实。a.可在这个温度范围以上碾压,在达到温度敏感区前完成初压和复压。缺点是工序衔接时间紧张;b.采用轮胎式压路机进行初压,沥青混合料不易推移。缺点是粘轮严重,尤其是碾压改性沥青时最为严重。综合两种方案的优点,保证足够的碾压时间,初压和复压结合成一个阶段进行,一台胶轮配合一台钢轮组成一个作业组,胶轮在前,钢轮紧随其后振动碾压,同一作业面保持两个作业班组同时工作,紧随摊铺机碾压。始终保持胶轮压路机处于热的状态很重要,是避免粘轮的重要措施。可以沿轮胎周围放遮挡布以保温,使胶轮始终处于热的状态,连续不停的碾压,使其温度不降低。经过试验段试铺,各项检测指标均满足设计要求,证明该碾压方式是成功的,可以在大规模施工中应用。

5 结语

本工程已于2008年8月顺利通车,目前路面使用状况良好。

参考文献

[1]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

Superpave 篇3

经河北省交通厅批准,青红路管理处决定将青红路二合同路面工程作为河北省首次采用Superpave沥青混合料设计和施工的路面试点。

工程概况:

青红高速公路鲁冀界至邯郸段起自卫运河大桥,与山东省的济馆高速公路相连,终于邯武复线。是国家重点高速公路网中的“一横”,也是晋煤外运的大通道。青红高速公路路面试点的起讫桩号为K0+000至K28+100,总长度为28.1Km,采用双向四车道高速公路标准,设计速度为120Km/h,路基采用整体式断面,路基宽度为28.0m,路面单侧宽度为12.5m。沥青路面主线设计的结构厚度和沥青混合料类型,上面层为4cm的AK-13A型抗滑沥青混合料表面层;中面层为6cm的AC-20Ⅰ型的中粒式沥青混凝土;下面层为8cm的AC-25Ⅰ型粗粒式沥青混凝土。

1 Superpave沥青混合料的体积设计方法

一般包括四个步骤:a.原材料选择;b.设计和选择沥青混合料的矿料级配结构;c.设计和确定沥青混合料的沥青用量;d.水稳定性和路用性能的试验验证。

Superpave参数选取

试件成型采用Superpave标准的SGC试验机,试件标准高度为115mm,试件直径为150mm,根据道路等级和设计当量轴载,确定旋转压力、旋转次数,本项目所选择的试件成型压力为600Kpa,旋转角度为1.25度、旋转速度为30转/分钟、选取试件成型的初始旋转次数Nini为9次、设计旋转次数Ndes为125次、最大旋转次数Nmax为205次。

1.1 Superpave的沥青等级

Superpave沥青混合料设计中对沥青等级选择的考虑主要有两个方面:一是所设计的沥青路面的温度对沥青混合料性能的影响;二是所设计的沥青路面的等级、荷载的作用方式和沥青混合料的类型。本项目采用的是70号B级道路石油沥青进行SBS改性的沥青,经PG分级试验确定为PG64-28符合SBS(I-D)改性沥青要求。

Superpave沥青胶结料PG分级

Superpave沥青路面技术的突出特点是建立了一套全新的沥青胶结料试验方法和沥青胶结料性能标准,这一特点很好的与路用性能有机的结合起来。Superpave沥青胶结料采用PG等级评定沥青,提出了SHRP对沥青进行PG等级划分较有效地为工程项目如何选择沥青提供了一个科学而有效的量化标准。但在应用SHRP沥青PG等级时必须深刻认识到PG等级要求是依据美国的气候环境和交通条件得出的,必须把它与我国的实际情况相结合。PG分级中,例如本项目选择的PG64-28是指路面温度在-28℃～64℃时所需的物理特性。这是根据河北地区气候特点而选用的。

1.2 Superpave集料标准和级配组成

Superpave将集料性能分为两类。Ⅰ全国强制性标准,即集料共性:粗集料棱角性、细集料棱角性、针片状含量和砂当量。Ⅱ区域性标准,即料源特性:洛杉矶磨耗值、坚固性和有害杂质含量。本项目的料源是经过统一筛孔,派专人严格控制生产过程,从而保证了原材料的规格。

Superpave矿料级配主要有以下几点要求:a.矿料级配混合料要满足在性能上对骨料特性的要求。b.要符合限制区的要求,矿料级配曲线不能穿过限制区。当矿料级配曲线穿过限制区,混合料在施工过程中容易产生推移现象,不易压实,并且抵抗变形能力差,同时此种级配混合料对沥青的用量不敏感。c.要符合级配控制点的要求,控制点作用主要是:使粗细集料比例均衡,施工过程中混合料不易离析。d.至少选择三种不同的矿料级配组合进行最佳沥青混合料的试配对比。e.符合沥青混合料在矿料空隙率VMA、空隙率Va和沥青填充率VFA的体积指标要求。f.符合沥青混合料粉胶比DP在设计指标上的要求。

如本项目中面层所选择混合料矿料级配结构时,依据Superpave设计的方法,按照级配集料粗细程度不同由粗到细试选了级配1、级配2、级配3三种级配,具体情况如上表1、表2。

在设计选择沥青混合料的矿料级配时通常要通过以下几个步骤:a.确定沥青混合料的试拌沥青用量。针对所选择的不同矿料混合料级配,同时考虑矿料混合料对沥青的吸附量和矿料混合料的有效密度,计算试拌沥青用量的有效体积,然后通过计算确定不同矿料混合料级配沥青混合料的试拌沥青用量。其目的是让成型的沥青混合料试件的空隙率在设计转数时能接近4%,估测各矿料混合料在试拌沥青用量和空隙率达到4%时的沥青用量并评价其各项相应的性能指标,并在矿料空隙率VMA最低时达到最低的矿料混合料沥青用量。b.评价试选的矿料混合料级配。对各项技术试验指标进行对比评价各矿料混合料级配的性能和优劣。c.对估测的沥青用量和各矿料级配进行拌合成型试件,对符合各项要求的矿料级配确定为最终选择的矿料级配。

试件采用旋转压实仪成型,这三种试配级配的沥青混合料在空隙率为4%时所需的估算沥青用量值、相应的其它估算体积性能指标对比与要求汇总表见表3。

通过比较:级配1、级配2、级配3要达到4%的空隙率所需沥青用量分别为4.2%、3.7%、3.8%,由于级配2和级配3的矿料间隙率不满足要求,并且这两种级配要达到4%的设计空隙率时预估的沥青用量为3.7%、3.8%,混合料中沥青含量偏少;级配1各项估算体积性能指标均满足Superpave设计规范的要求,与级配2和级配3相比,该混合料沥青含量适中,级配偏粗,更适合大流量和重载交通的路面。

2 Superpave沥青用量

选定级配1作为沥青混合料中面层的设计级配,通过试验来确定沥青用量。采用四点设计法:根据级配1的试验数据,选定达到4.0%设计空隙率所需的沥青用量为4.2%。按四个不同的沥青用量3.7%、4.2%、4.7%、5.2%与级配1拌成沥青混合料,成型四组试件,每组两个试件,进行试验,并对每种混合料实测其最大理论密度。根据试验数据,四种不同沥青含量混合料的性能。由试验结果可知,沥青用量为4.2%时,能够满足沥青混合料设计空隙率为4%的要求,并且沥青填充率、粉胶比等各项试验指标均满足Superpave设计标准的要求,沥青混合料外观和工作性能良好。因此,选定目标配合比的沥青用量为4.2%,按此沥青用量成型试件进行相关试验,以评定该混合料的其他性能。(见表4)

Superpave规定沥青混合料在设计旋转压实次数时空隙率4%对应的沥青用量为最佳沥青用量,这是根据实践和经验得出。因为一个沥青混合料目标配合比设计空隙率为4%,在路面压实度保证不低于室内压实度的97%时,一般能保证路面的实际空隙率小于7%,同时

实际施工时路

面的空隙率一般都大于3%,所以设计空隙率为4%是合理的。

3 Superpave沥青混合料体积设计中的重要指标

3.1 矿料间隙率(VMA):

适当的矿料间隙率能保证沥青路面有足够的沥青以保证路面具有良好的耐久性,又有足够的空隙率以保证良好的高温稳定性。矿料间隙率过大时为了保证合适的空隙率,就要加入过多的沥青而造成沥青路面高温稳定性差,矿料间隙率过小则造成沥青用量过少,从而混合料耐久性和抗疲劳能力差,缩短道路的使用寿命。

3.2 沥青填隙率(VFA):

沥青用量过大可能会造成沥青混合料高温稳定性差,因此我国高速公路中宜采用低指标的VFA。

3.3 粉胶比(DP):

Superpave新版规范较旧版规范的粉胶比有所提高,原因就是Superpave矿料级配偏粗,粉料能均匀分布到粗集料中填充空隙。反之较少,则路面空隙率即使小于7%,路面仍会有较大的渗水,容易造成早期破坏。

4 Superpave路面施工及检测评定

4.1 Superpave沥青路面生产过程中级配要符合配合比的级配。

在实际生产中通过燃烧法测沥青含量及生产级配,通过控制关键筛孔与生产级配相比:16mm、19mm误差±4%;9.5mm、13.2mm误差±3%;4.75mm、2.36mm误差±2%;0.075mm误差±1%。现场压实度采用双控:即芯样毛体积密度与混合料实测理论密度相比不小于93%;芯样毛体积密度与室内马歇尔毛体积密度相比不小于98%。

4.2 Superpave旋转式成型机通过揉搓混合料来模拟施工碾压和交通荷载,所制作的试件很好的代表了实际的现场路面。

Superpave沥青混合料级配偏粗,有利于粗集料之间互相嵌挤锁结,形成一定程度的空间骨架结构,提高混合料的内摩阻力,有效改善沥青混合料在行车荷载作用下抵抗车辙变形的能力;Superpave沥青混合料级配偏粗的骨架结构,使沥青混合料的温度散失较快,压实较困难。因此要适当提高沥青混合料的出场温度,采取保温措施,配备足够数量的压实机械做到“高频、强振、紧跟”;另外,Superpave沥青混合料级配偏粗,容易造成离析,要加强运料车在装料和卸料的过程控制。

5 结束语

由于Superpave沥青路面在河北省是首次运用,各个领导阶层高度重视,多次亲临现场指导,使Superpave沥青路面试点获得圆满成功,也积累了大量施工经验,这一成果将在河北大面积推广。

摘要：介绍了Superpave技术在河北的应用情况,从原材料的选择、集料特性、级配组成、混合料的技术指标及施工质量控制等几方面论述了Superpave路面的应用情况,并列举了一些实验数据进行论证。

关键词：Superpave沥青路面,配合比,路用性能,质量控制

参考文献

[1]Superpave Mix Design(sp-2)高性能沥青混合料设计方法[J].1996.

[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[3]青红公路鲁冀界至邯郸高速公路沥青路面施工作业指导书[S].

Superpave 篇4

Superpave沥青混合料是由美国公路战略研究计划设计的。Superpave沥青混合料是采用旋转压实仪成型试件, 依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、饱和度、填料与有效沥青之比进行的组成设计。该设计体系根据项目所在地的气候和设计交通量, 把材料选择与混合料设计都集中在设计方法上, 它要求在设计沥青路面时, 充分考虑服务期内温度对路面的影响, 使沥青路面在最高设计温度时能满足高温性能要求, 不产生过量车辙, 在最低设计温度时能满足低温抗裂性能要求。

1 工程概况

本项目合同段全线位于南通市通州区境内, 起点K0+000, 顺接225省道如东改线段, 终点K22+732, 位于通富北路与江海大道交叉口, 全长22.732 km。设计上面层为4cm Superpave-13改性沥青混凝土。设计采用一级公路标准, 路基全宽26 m, 中间带宽3.5 m (含左侧路缘带2×0.75 m) , 行车道宽2×2×3.75 m, 硬路肩2×3.0 m, 土路肩2×0.75 m;路面横坡度为2.0%, 土路肩横坡度为4.0%。

2 Superpave沥青混合料材料控制

2.1 沥青

沥青采用通沙科技产SBS改性沥青。各施工单位和驻地监理组工地试验室应对针入度、延度和软化点进行检验, 并由施工单位留样备检, 每50 t至少留两个样, 每个样不少于4 kg。其技术质量控制见表1。

2.2 粗集料

采用安徽独山产的坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的玄武岩碎石材料, 粒径大于2.36 mm。采用的是经过反击式破碎机轧制的碎石, 严格控制细长扁平颗粒含量, 以确保粗集料的质量。集料质量从源头抓起, 派专人进驻集料加工厂, 对不合格的集料不得装车、装船。粗集料技术质量控制见表2。

2.3 细集料

采用江苏宜兴产的坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的石屑, 石质为石灰岩, 不能采用山场的下脚料。严格按规定对细集料进行检测, 检测项目为表观相对密度、砂当量、0.075 mm通过率, 检测频率为每200 t一次。细集料质量技术控制见表3。

2.4 填料

采用镇江桂顺建材石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉入罐存放, 保持干燥、清洁, 拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料, 以确保沥青面层的质量。对细集料的表观相对密度、粒度范围、外观、亲水系数等进行检测, 检测频率为每50 t一次。矿粉技术质量控制要求见表4。

2.5 抗剥落剂

沥青上面层用抗剥落剂应有较强的抗老化性能, 在163℃老化5 h后, 应仍满足相关技术要求。抗剥落剂掺加量一般为沥青质量的0.4%。

3 Superpave-13改性沥青面层摊铺工艺的质量控制

3.1 摊铺前的准备工作

3.1.1 测量放线

正式摊铺作业前, 测量人员根据路面中心线以及沥青混合料的设计摊铺宽度, 用白灰打出两条摊铺边线。必要时在每台摊铺机驾驶员一侧用白灰 (或石粉) 打设一条摊铺机行走导向线, 控制摊铺机行走方向。

3.1.2 调整、确定摊铺机的参数

摊铺前应先调整摊铺机的结构参数和运行参数。其中, 结构参数包括熨平板的宽度、摊铺厚度、熨平板的拱度、初始工作迎角、布料螺旋与熨平板前缘的距离、振捣梁行程等。摊铺厚度是用两块5~10 cm宽的长方木作为基准来确定, 方木长度与熨平板纵向尺寸相当, 厚度为摊铺厚度, 定位时将熨平板抬起, 方木置于熨平板两端的下面, 然后放下熨平板, 让其自由落在方木上。因表面层混合料的矿料粒径小, 因此, 布料螺旋与熨平板前缘的距离及振捣梁的行程应调小。

摊铺机的运行参数为摊铺机作业速度, 合理确定作业速度是提高摊铺机生产效率和摊铺质量的有效途径, 若摊铺机速度过快, 将造成摊铺层松散、混合料供应困难。停机待料时, 会在摊铺层表面形成台阶, 影响混合料的平整度和压实度;若摊铺机速度时快、时慢、时开、时停, 会降低混合料的平整度和压实度, 因此, 适宜的摊铺速度应由下式计算:

式中V—摊铺机摊铺速度, m/min;

p—压实沥青混合料的密度, t/m3;

Q—拌和机产量, t/h;

W—摊铺宽度, m;

T—摊铺层压实厚度, cm;

C—效率系数, 0.6~0.8。

在Superpave-13改性沥青混凝土表面层施工中, 经计算, 摊铺速度定为3.5 m/min。

3.2 沥青混合料的摊铺作业

摊铺时选用一台ABG525型摊铺机整幅作业, 改用接触式平衡梁控制油层的摊铺厚度和平整度。将ABG525型摊铺机稳定在施工段起点处, 首先加热熨平板, 以免摊铺层被熨平板上粘附的粒料拉裂而形成沟槽和裂纹, 同时对摊铺层起到熨烫的作用, 使表面平整无痕。加热温度应适当, 过高的加热温度会使熨平板发生变形。

准备就绪后, 待现场备足料后运输车倒驶喂料, 当两侧熨平板前喂足料后启动摊铺机, 并以3.5 m/min速度匀速前进, 摊铺温度不低于160℃当摊铺机摊铺30~50 m后, 检测人员检测横记录 (松铺厚度应每25 m一个断面检测3点) 。

若局部混合料明显离析或摊铺后有明显拖痕的摊铺面, 由人工做局部点补处理或更换混合料。

4 Superpave-13改性沥青混凝土表面层碾压工艺的质量控制

压实的目的是提高沥青混合料的密实度, 从而提高沥青路面的强度、高温抗车辙能力等路用性能。碾压是沥青混合料路面施工的最后一道工序, 若前述各个工序的施工质量符合要求而碾压质量达不到要求, 则前功尽弃。

Superpave-13改性沥青混合料与普通沥青混合料施工工艺最大的不同就是对碾压工艺的控制, 采用Superpave技术改进了原有的马歇尔设计方法、规范及试验方法, 试件成型采用旋转压实的方法, 设计采用体积分析的方法, 因此, Superpave混合料的粗集料含量较高, 内摩阻力大, 所需要的压实功比普通沥青混合料大, 在碾压过程中, 过压时会击碎骨料, 欠压时则达不到一定的密实。因此, 碾压工作是形成高质量沥青路面的又一关键工序。

4.1 压实机械的选择

应根据工程量的大小、摊铺设备的效率、混合料特性、碾压厚度、现场施工条件等选择合适的压路机。选用的压路机见表5。

4.2 碾压规则

碾压应遵守紧跟、慢压、高频、低幅的规则。沥青混合料路面的压实分初压、复压、终压三个阶段进行。

初压的目的是整平、稳定混合料, 为复压创造条件。碾压时必须将驱动轮朝向摊铺机, 以免使温度较高的摊铺层产生推移和裂缝。

复压的目的是使混合料密实、稳定、成型, 是使混合料的密实度达到要求的关键。

终压的目的是消除碾压轮产生的轮迹, 最后形成平整的路面。

4.3 碾压过程中应注意的几点事项

初压碾压两遍。第一遍前进、后退均挂强振, 因表面层集料偏细, 为防止骨料被振碎, 在碾压第二遍时前进、后退均挂中振, 碾压速度设定为30~50 m/min。

复压采用胶轮压路机各碾压两遍, 速度设定为50~80m/min。

终压采用钢轮压路机碾压两遍, 前进、后退均静压。因为表面层集料偏细, 如果像底、中层那样挂振碾压, 势必会产生骨料被振碎、出现花白、路面容易起鼓包、平整度恶化等不良后果。速度设定为80~100 m/min。

碾压时压路机在横坡方向由下坡口向上坡口处, 也就是由低边向较高处碾压。这样可使压路机以压实后的混合料作为支撑边。

压路机的碾压路线及碾压方向不应突然改变, 以防止混合料产生推移。压路机的启动、停止必须缓慢进行。

碾压温度的控制是影响碾压质量的最重要的因素。同时, Superpave混合料对温度的要求较高, 碾压周期短, 在外界因素的作用下 (气温、时间、风力及碾压设备等) , 混合料的温度会急剧下降。所以压实的关键是“高温碾压、紧跟摊铺机”。对碾压过的路面应随机检测 (碾压温度及3 m直尺检测平整度) 。

5 总结

文中结合225省道改线工程, 提出Superpave沥青路面施工过程中各工艺流程的质量控制要点, 主要从混合料原材选用、摊铺、碾压几个方面进行了控制研究, 提出了相应的观点和结论。

1) 原材料是影响改性沥青混合料的重要因素之一, 对原材料质量进行从严把关, 严格按照规范要求进行材料检验项目检测, 确保原材料质量。

2) 沥青摊铺应严格控制摊铺速度、松铺系数、摊铺温度。

3) Superpave设计的沥青混合料的碾压应掌握“紧跟、高温、慢压、强震”的原则。

参考文献

[1]陈志忠, 于斌, 王恒斌.SUPERPAVE技术现状及对我国沥青路面技术的启示[J].合肥工业大学学报:自然科学版, 2002, 47 (1) :71-75.

[2]JTJ052-2000公路工程沥青和沥青混合料试验规程[S].

Superpave 篇5

Superpave配合比设计是Superpave体系的重要组成部分,它的主要特点是采用旋转压实机(SGC)成型混合料,比传统的马歇尔方法更符合实际施工中胶轮的搓揉作用,更真实地反映了现场碾压情况。另外,该设计方法对级配进行优选,没有传统级配中值的概念,只规定了控制点和限制区,原则上只要级配符合此区域,且体积指标和性能指标符合要求的混合料都能采用。本文详细介绍驿阳高速公路科研试验路的沥青中下面层Superpave配比设计的级配选择、体积指标设定及沥青用量确定,总结相关经验,以期为今后的工程提供参考。

1 配合比设计过程

1.1 原材料

该项目所用石料无论是认同特性还是料源特性都能满足Superpave技术要求,其中部分指标如砂当量和磨耗都大大超过Superpave要求值。在配合比设计中我们最担心是细集料棱角性不能满足要求(宜大于40%),因为此指标是非常关键的指标,直接影响集料的内部摩擦力及抗车辙能力,但从驿阳高速原材料测试指标看,此指标都能满足要求,这归功于省内原材料都开始有上规模的料场,所使用的破碎设备都是比较先进的,管理也比较严格,能够保证提供的原材料的稳定性。

1.2 级配选择

依据Superpave设计方法,首先调试选择矿料级配,并根据集料的性质(密度和吸水率)计算出初始沥青用量,然后用初始沥青用量成型试件,根据试验结果计算该级配的沥青混合料在空隙率为4.0%时所需的沥青用量及相应的沥青混合料体积性质。根据该项目的预测交通量水平,采用8次初始旋转次数,100次的终压次数和160次的最大压实次数。

图1,图2分别是下面层Sup25和中面层Sup20材料设计选定的级配曲线。级配中关键筛孔的通过率能够满足规范的相关要求,另外,由于原材料的一些固有特性,在级配选择时,部分级配曲线经过了限制区。对于这个问题,目前已经有越来越多的研究认为,Superpave的限制区并非严格意义上的“禁区”,而该限制区的端点,更应作为一个重要的控制指标,要求级配曲线避免经过该点。

1.3 体积指标

在选择级配以及沥青用量的初步估算时,试件的体积指标均是非常重要的控制性因素。其中空隙率指标要求在4%,矿料间隙率VMA下面层控制在大于12%,根据Superpave专家组的意见VMA指标下面层宜大于12.5%,小于14%,如果VMA超过最大值要求必然要增加沥青用量,且必须进行析漏试验经过验证,必要的时候必须调整级配。其中下面层沥青混合料体积指标见表1。

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表1的设计结果表明,空隙率基本能保持在4%,VMA指标基本在12.5%～14.0%之间,有利于保证拌和楼生产时的VMA指标能满足Superpave的要求。研究表明,实际生产中在料源稳定且石料指标都大大超过要求的情况下,VMA可以小于12.5%,但必须大于12%。这是由于从节约成本的角度看,增加VMA极有可能增加沥青用量,从而增加投资成本。因此,在集料来源稳定、质量有保证的前提下,可以适当降低下面层的VMA指标,从而实现节省投资的目的。

1.4 沥青用量

从表1可以看出,中下面层沥青用量分别为3.9%和4.1%,由于中面层稍细,而所采用的石料相同,故沥青用量稍高。

1.5 性能验证

按照Superpave设计思路,Superpave只需要进行AASH-TOT283水稳定性验证,但根据国内规范增加了高温性能验证。研究表明,SGC最大压实次数与沥青混合料抗车辙性能有显著的相关性,因此进行最大次数旋转压实验证,成为Superpave混合料设计方法的又一大特点。从表1的试验结果可以看出,中下面层Superpave混合料都能满足最大压实次数空隙率小于98%的要求。

2 Superpave方法与马歇尔方法的对比

2.1 试件成型方法

Superpave沥青混合料采用旋转压实仪(SGC)成型试件,根据实际路面交通量确定旋转压实次数,有别于单一的马歇尔击实仪成型方法。采用旋转压实成型可以显著减少集料在压实过程中的破碎,集料形状排列更接近于路面施工的揉搓碾压成型的实际状况,而马歇尔击实跟实际路面施工状况相差较远,且集料容易击碎。

2.2 沥青用量确定

Superpave混合料设计法通过保证4%的空隙率,变化不同的沥青用量(±0.5%,+1%),并根据VMA及VFA指标来确定最佳沥青用量,此种方法的优点就是保证沥青混合料空隙率在4%左右,从而具备较好的抵抗车辙能力。

马歇尔设计方法沥青确定是通过稳定度、流值、密度、饱和度及空隙率指标确定的,通过OAC1和OAC2平均值作为最终沥青用量设计值,其主要缺陷是尽管选定沥青用量时的空隙率能满足规范要求,但如果设计空隙率偏小,在开放交通后的行车碾压下空隙率可能小于3%,则极可能产生车辙。

2.3 短期老化

热拌沥青混合料的储存压实过程中存在混合料短期热老化过程,这个老化过程,不仅使沥青结合料粘度增大,而且增加集料对沥青结合料的吸收,影响混合料的体积参数,所以Superpave规定在配合比设计时必须将混合料在规定的温度下短期老化2 h,以模拟现场实际情况。而马歇尔设计并无混合料短期老化过程实际上,沥青混合料经过短期老化后,混合料呈硬化趋势,空隙率增大,稳定度变大,流值变小。实际生产中沥青混合料从拌制到摊铺,一般需要2 h～4 h,因此在试验室进行理论密度测试也需进行短期老化,而马歇尔设计法并没有考虑这一点。

3 结语

1)原材料的选择与质量控制是整个混合料配合比设计非常重要的一个环节,建议石料采用有大规模生产的厂家,保证石料来源的稳定性。2)从沥青混合料的最大压实次数性能验证看,本项目所设计混合料的抗高温性能较好。3)Superpave设计方法和马歇尔设计方法,存在着成型方法、沥青用量确定和短期老化等区别,因此Superpave设计方法更符合工程实际情况,值得大力推广。

参考文献

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[2]郝培文,王海林,包斌.Superpave级配禁区对沥青混合料性能的影响[J].中外公路,2005,25(4):167-171.

[3]林绣贤,游国兰.沥青混合料目标配合比设计快速确定法[J].华东公路,2001(1):3-8.

Superpave 篇6

1 问题的提出

Superpave沥青混合料设计中经常遇到如何设计出足够的VMA,这种问题混合料的典型表现是:VMA较低以及对级配变化不敏感。例如:最大公称粒径19 mm的沥青混合料要求的最小VMA是13%。如果研究者总是在禁区下进行混合料设计,就会发现所有试验的混合料估计的VMA都在12%以下。进一步研究还会发现若在禁区下允许的范围内变化级配,则VMA始终徘徊在12%左右,怎么也达不到13%。虽然掺加一定量的砂子将会推开集料,增加VMA。但是若试验的混合料在限制区内时,VMA不满足又会怎么样,怎样去做。

首先,设计者应该意识到集料颗粒的压实特性及VMA与以下几个因素有关:集料级配、集料表面构造、集料形状。

Superpave混合料设计中有两个矛盾:1)集料间的空隙必须被最低数量的沥青结合料所填充;2)集料必须有较强的骨架结构以抵抗车辆荷载。Superpave规范要求在尽量不削弱集料骨架的前提下获得足够的VMA。因此笔者认为可以从以下几个方面考虑提高Superpave沥青混合料的VMA。

1.1 级配影响

1)降低通过0.075 mm筛的含量。减少混合料中细料含量将增加VMA。这一变化虽然不完全是由级配变化引起的,然而,不可否认降低0.075 mm含量对VMA具有较大的影响。将细料含量降低到规范要求的最小值,将会使VMA值达到最大。如果细料含量来源于矿质填料,那么调整级配仅仅是减少所用细料含量的问题。如果细料大多数来源于某一粒径,那么应该尽量减少那一粒径集料的用量。如果人工集料在混合之前仅仅进行过筛分,那么有必要对它们进行水洗或者重新进行水洗筛分。但是在采用这些方法之前,应该先试试别的容易提高VMA的方法。如果在混合料中掺加石屑,那么一定要添加除尘石屑。石屑将降低生产出的混合料的VMA。如果用的是易碎集料,那么设计中就应考虑将会产生更多的细料,因为这些易碎集料在施工过程中容易产生更多的粉料。在混合料中应用除尘石屑将使设计更精确,从而降低从设计到生产过程中VMA的折减率。2)采用间断级配。尽量使混合料形成间断级配。如果能减少两个筛孔之间的集料数量则混合料将具有较高的这一原因同密实度有关较小的颗粒填充较大颗粒间的空隙。采用间断级配后粗集料的数量增加,紧挨着的下两个粒径之间的集料数量减少,所以混合料不可能被压实紧密,故VMA提高。3)重新筛分料堆。如果料堆中集料尺寸范围比较广,则有必要对集料料堆进行重新筛分,并按不同的比例重新混合。例如:某一工程中用移动式拌和机进行拌和,则用于该工程的集料砾石坑就会被压碎,集料可能被压碎成不同粒径。如果在混合料设计时骨架结构已经存在,则一个可行的办法就是必须重新在9.5 mm筛孔上进行筛分,砂子含量可能会增加。混合料设计中不可能用集料坑里出现的所有砂子。如果混合料设计用的是人工集料,很显然在设计中不同粒径用不同的比例是很有必要的。如果VMA不可能通过某一类料堆来获得,则可以选择对它们进行重新筛分,而这种方法比较容易实现。

1.2 表面结构影响

在标准压实功条件下(假定在设计旋转压实次数下),混合料将难以被压实,所以这种混合料将会具有较高的VMA。典型的压碎面比非压碎面具有更多的纹理构造,砾石集料情况下,具有压碎面的颗粒越多,越能获得更多的表面构造。通常情况下,颗粒压碎程度越大,表面纹理也越多,但也并非一直如此。因为一些集料的破裂面非常光滑以至于压碎时不可能增加表面构造。

1.2.1 增加人工砂的含量

如果在混合料设计中,使用人工砂和天然砂,那么增加人工砂的含量能够增加表面构造。当使用棱角性好的人工砂替换20%天然砂时,将会使VMA提高2%。什么才是棱角性好的人工砂,好的啮合力,也就是抓起一把砂子,感受一下颗粒之间互相啮合的感觉,如果感觉砂子颗粒之间摩擦的比较厉害,那么这种砂子的锯齿结构就比较好。

应当意识到,用添加细料的方法来增加表面纹理结构也可能引起其他负面的影响。如果天然砂比较干净,而人工砂中小于0.075 mm的粉料含量比较大,由于增加了粉尘就难以增加表面构造。

1.2.2 增加压碎点

粗集料的表面构造能够通过增加压碎点来提高,尤其是两面压碎的颗粒。

1.3 颗粒形状的影响

对于任意给定的级配,集料颗粒压实的密实程度受颗粒形状的影响。立方体颗粒比扁平颗粒难压实。在旋转压实情况下(模拟荷载条件),扁平颗粒成平铺,一个叠在另一个的上面。因此在它们之间是没有空隙的,故VMA较低。

在荷载作用下颗粒被平铺并发生颗粒滚动同样在旋转压实条件下也会发生这种平铺。然而在马歇尔压实条件下集料颗粒并不会自由滚动。事实上在马歇尔试模里,扁平细长颗粒起到“桥接”作用,因此马歇尔试件具有较高的VMA。因此当比较马歇尔试件及Superpave试件体积特性时,应当意识到这些颗粒形状的影响。

如果混合料设计出的VMA较低,则应检查扁平细长颗粒含量。Superpave规范将扁平细长颗粒含量限制在5∶1,扁平细长颗粒含量最好不超过3∶1或2∶1。

如果扁平细长颗粒含量较高,假如高于40%,则应尽可能添加具有较低扁平细长颗粒含量的粗集料。有可能通过用另一种立方体集料来替换粗集料骨架中的一种集料来实现。添加立方体形状的中间尺寸的粗集料将打破较大颗粒的平铺的特性,即就是打破一个叠加在另一个的上面,这样将增加VMA。

2 结语

获得足够的VMA是Superpave沥青混合料设计中比较重要的部分。VMA仅仅是其中的一个参数,集料骨架结构是另一个参数。对于Superpave沥青混合料设计者来说最大的困难就是如何获得合适的VMA而又不削弱集料骨架结构,在工程实践中可以借鉴上述介绍的提高沥青混合料的方法.

参考文献

[1]余叔藩.Superpave水准1沥青混合料设计[D].重庆:交通部重庆公路科研所,1997.

[2]卢佩霞.Superpave沥青混凝土路面技术在公路上的应用[J].山西建筑,2008,34(33):278-279.

[3]王新明.高性能沥青路面Superpave在美国的应用状况[J].江苏交通科技,2002(1):11-12.

Superpave 篇7

金查高速作为一个如此重要的交通枢纽,对其路用性能有较高的要求,而保证其质量的关键是选取适当的设计方法。传统马歇尔设计方法比较注意沥青混合料的体积性能,其冲击压实方式会造成集料破碎,试件的性能不能反映热拌沥青混合料(HMA)的抗压强度[1,2],这样也就无法预防路面的早期破坏。当前,在我国Superpave技术的应用已经较为普遍,从路用效果来看,Superpave路面具有良好的均匀性、高温稳定性和较高的抗水害能力等优点,比传统马歇尔设计的沥青混合料具有更大的优势[3]。

结合金查高速公路工程中Superpave-19沥青路面中面层结构组成设计,优选级配和油石比后综合评价Superpave混合料的路用性能,并与密级配沥青混凝土进行了对比分析,揭示Superpave混合料结构特点,以促进Superpave技术在我国的应用推广。

1 原材料

1.1 沥青

沥青性能等级选择的依据是工程所在地的气候和交通类型即最高、最低路面设计温度和交通条件,所使用的沥青性能等级必须是满足要求的性能等级。研究表明,沥青的性能对温度裂缝的贡献率为87%,高温车辙为29%,疲劳为52%。由于本次试验主要是对比Superpave-19和AC-20沥青混合料的路用性能,并未对选用沥青进行详细分析。盘锦中油辽河沥青有限公司生产的90#道路石油沥青常规试验结果如表1所示,其基本性能指标符合设计要求。

1.2 集料和填料

粗集料采用通辽玻璃山嘉鑫采石场轧制玄武岩碎石;细集料采用通辽玻璃山碎石场轧制玄武岩石屑;填料采用梨树白云灰有限责任公司矿粉和吉林省天鑫水泥有限责任公司生产的普通硅酸盐42.5水泥。经常规检测,实验用集料和填料的各项性能指标均符合规范要求。

1.3 级配和油石比优选

级配和沥青含量是控制沥青混合料性能的重要指标。级配会影响路面的承载能力和服役性能,级配过粗或过细都会影响路面的高温性能、低温性能和水稳定性等[4]。沥青用量的高低也会直接影响路面质量,油石比过大则路面容易泛油,反之则影响强度和防水效果[5]。因此,必须根据设计要求来确定最佳级配和沥青含量。本文所使用的superpave19和AC-20混合料级配曲线如图1所示,优选油石比分别为4.3%和4.5%。

2 混合料性能比较

在文中,通过马歇尔稳定度、冻融劈裂和车辙试验来比较superpave-19和AC-20设计沥青混合料的路用性能。

2.1 水稳定性比较

马歇尔残留稳定度是目前评价沥青混合料受水损害最常用的一个指标,残留稳定度越大说明水稳定性越好。成型两组标准马歇尔试件,双面击实75次,第一组试件在60 ℃恒温水浴中保温30~40 min后测定其常规稳定度MS;第二组试件在60 ℃恒温水浴中保温48 h后测定其稳定度MS1。其指标由残留稳定度MS0表示

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冻融劈裂试验是用于检验沥青混合料抗水损害能力的一个试验,TSR值越大说明抗水损害的能力越强。成型两组标准马歇尔试件,双面击实50次,第一组在25 ℃恒温水中保温2 h后测定其劈裂强度RT1;第二组试件在(-18±2) ℃的低温条件下保持(16±1) h,然后在60 ℃±0.5 ℃恒温水浴中保温24 h,最后在25 ℃恒温水浴中保温不少于2 h后测定其冻融劈裂强度RT2。其指标由冻融劈裂强度比TSR表示

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Superpave-19与AC-20水稳定性如表2所示。通过表2可以看出,Superpave-19和AC-20沥青混合料的水稳定性均满足规范的要求,通过比较残留稳定度比和劈裂强度比发现,二者的抗水损害能力相当。

沥青混合料的抗水损害能力主要受原材料的性质和混合料的空隙率的影响。文中,通过优化级配和油石比,虽然Superpave-19沥青混合料的油石比为4.3%,低于AC-20的混合料的油石比4.5%,但是二者的空隙率相差不大,这是因为Superpave混合料的结构比较密实,使混合料的空隙率控制在正常范围。这样,对水稳定性起主要作用的就是集料和沥青粘附性。因此,可以通过改善沥青的性能或掺加抗剥落剂来提高沥青与集料的粘附性,进而提高混合料的抗水损害能力。

2.2 高温稳定性比较

车辙实验用于评价沥青混合料抗高温永久变形能力主要是通过动稳定度来表征。碾压成型的车辙试件尺寸是300 mm×300 mm×50 mm,试验温度是60 ℃,轮压为0.7 MPa,时间为1 h,往返碾压速度为42 次/min。通过45 min和60 min的试件变形量来推算动稳定度DS,即

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从图2可以看出,AC-20沥青混合料的车辙深度明显大于Superpave-19混合料。通过计算,二者的动稳定度分别为1 680 次/mm和2 625 次/mm,Superpave沥青混合料的动稳定度高于密级配沥青混凝。对沥青混合料而言,高温抗车辙能力受集料级配和沥青性能影响。Superpave沥青混合料有利于粗集料之间互相嵌挤锁结,形成一定程度的空间骨架结构,提高混合料的内摩阻力,有效改善沥青混合料在行车荷载作用下抵抗车辙变形的能力,即提高沥青混合料的高温稳定性。

3 结 语

在沥青用量少的情况下,Superpave-19与AC-20沥青混合料的抗水损害能力相当,这是因为前者的混合料结构较后者更加密实。可以通过改善沥青的性能或掺加抗剥落剂来提高沥青与集料的粘附性,进而提高混合料的抗水损害能力。另外,与AC-20沥青混合料比较,Superpave-19混合料在高温稳定性方面表现出较好的性能,这与其级配设计中集料嵌挤形成的网络结构有关,能够提高混合料的内摩阻力。因此,从综合性能上分析, Superpave沥青混合料的路用性能优于密级配沥青混合料。

摘要：结合金查高速公路工程中Superpave-19沥青路面中面层结构组成设计,综合评价其沥青混合料的路用性能,并与密级配沥青混合料进行了对比分析,揭示Superpave混合料结构特点。

关键词：Superpave,沥青混合料,优选,级配,油石比

参考文献

[1]唐秀明.沥青混合料马歇尔设计方法与GTM设计方法的对比研究[J].公路,2009(3):66-70.

[2]李萍,路明周,吴会容.马歇尔击实法和轮碾法对沥青混合料体积参数的影响分析[J].科学技术与工程,2008,8(11):49-51.

[3]张倩,邬晓光,姜海涛.沥青混合料Superpave与马歇尔设计方法的比较[J].科技创新导报,2009(4):80-81.

[4]李伟,程培峰.级配对Superpave沥青混合料性能的影响[J].黑龙江工程学院学报,2010,24(3):17-20.