改性瀝青混合料設計與施工改性瀝青混合料設計與施工

前言1、改性瀝青混合料設計1.1一般規(guī)定1.2確定礦料級配范圍1.3材料的選擇與準備1.4礦料配合比設計1.5馬歇爾試驗1.6確定最佳瀝青用量1.7性能檢測1.8配合比設計報告2、改性瀝青路面施工2.1一般規(guī)定與準備2.2改性瀝青混合料生產2.3改性瀝青路面施工3、施工質量管理改性瀝青混合料設計與施工前言改性瀝青在世界各地的應用已日趨成熟，人們普遍認識到改性瀝青能提高路面的使用性能，同時對改性瀝青技術指標的要求也越來越苛刻，可對路面施工技術的要求卻并非如此。礦料質量、配合比設計、施工工藝等對路面性能與使用壽命帶來的負面影響遠比瀝青材料來得更大。眾所周知，瀝青在其混合料中的重量比只有5-6%，沒人會否認它對整個路面性能所做的貢獻遠高于5-6%，但實際上它的作用也遠非人們想象的那么大，現(xiàn)匯總了瀝青結合料、礦料、瀝青混合料等與瀝青路面各種性能的有機聯(lián)系。

瀝青材料與瀝青路面性能的關系抗老化性能水穩(wěn)定性

抗疲勞性能

耐久性★★★★★★施工性能

★★☆

行車舒適性能

★★★

★★★

★★

路面透水性★★★

★★★

★

表面服務功能

★★★

☆

★★★

★★★

★★★★★★

★★★★★

★★★

★

★★★

低溫抗裂性能

★★★

★★★

★★

高溫抗車轍性能瀝青混合料

礦料瀝青結合料瀝青路面注：表中★★★表示特別重要，★★表示比較重要，★表示有影響，☆表示幾乎無關。研究表明，瀝青結合料自身性能對其路面的貢獻：抗高溫車轍：29%抗低溫開裂：87%疲勞：52％因此在改善瀝青性能的同時，更要注重于對礦料質量的技術要求及其混合料物理力學性能的檢驗。

永久變形，%有這樣一組關于礦料質量對混合料抗車轍性能影響的試驗實例，即試驗分兩組，一組為礦料相同而瀝青不同；另一組是礦料不同而瀝青相同。

即使選用好的改性瀝青，若礦料質量不好，混合料性能也要大打折扣。試驗項目瀝青A

瀝青B

剛度@25℃,40ms,Mpa

53805800變形@60℃，700N,mm

3.22.2車轍@60℃,mm/千次循環(huán)0.120.04疲勞壽命@20℃,400u□,循環(huán)次數(shù)

4.90E+041.03E+06

用不同來源但具有相同PG等級的瀝青，采用相同的混合料設計，其力學性能卻有較大不同。上述兩個實例說明瀝青的性能如何只是一個方面，它不能預測混合料的性能，也就是說單憑瀝青的性能并不能預測瀝青路面性能。

為充分發(fā)揮改性瀝青的性能，盡可能獲得最大的投資效益比，對改性瀝青路面的施工，應如同對改性瀝青技術指標要求的一樣嚴格，必須遵循其自身特點進行施工。其工序原則上同普通瀝青路面一致：施工前準備混合料配合比設計拌制運輸攤鋪壓實成型接縫開放交通等

1．改性瀝青混合料設計1.1一般規(guī)定改性瀝青混合料設計，應遵循《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》中關于熱拌瀝青混合料配合比設計的步驟進行：目標配合比設計生產配合比設計生產配合比驗證確定礦料級配及最佳瀝青用量。配合比設計我國仍采用馬歇爾試驗技術標準，按下面框圖步驟進行：

在工程設計級配范圍內設計1～3組不同的礦料級配確定試驗溫度對設計的每組級配，初選5組瀝青用量，拌和混合料，分別制作馬歇爾試件測定試件毛體積相對密度確定理論最大相對密度普通瀝青用真空法或改性瀝青用計算法不合格不合格計算VV、VMA、VFA等體積指標進行馬歇爾試驗，與馬歇爾設計標準比較技術經濟分析、確定1組設計級配及最佳瀝青用量按規(guī)定進行車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗、低溫彎曲試驗，檢驗配合比設計是否合理完成配合比設計、提交材料品種、配比、礦料級配、最佳瀝青用量瀝青混合料類型規(guī)范規(guī)定的礦料級配范圍確定工程設計級配范圍材料選擇、取樣材料試驗其他材料,外摻劑等粗集料、細集料、礦粉瀝青或改性瀝青結合料合格合格

1.2確定礦料級配范圍瀝青混合料的設計級配范圍按工程設計文件的規(guī)定執(zhí)行。目前有些工程單位往往根據(jù)其工程所在地的氣候、交通條件等，對現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的礦料級配范圍進行調整，自行確定設計級配范圍，但其上下限差值必須小于規(guī)范級配范圍的差值。對夏季溫度較高，且高溫持續(xù)時間長，但冬季不太冷的地區(qū)或者重載路段應重點考慮抗車轍能力的需要，減少4.75mm及2.36mm的通過率，選用較大的設計空隙率。當采用密級配混合料時，宜選用粗型密級配瀝青混合料。對冬季溫度較低，且低溫持續(xù)時間長的地區(qū)，或者非重載路段，應在保證抗車轍能力的前提下，充分考慮提高低溫抗裂性能，適當增大4.75mm及2.36mm的通過率，選用較小的設計空隙率。當采用密級配混合料時，宜選用細型密級配瀝青混合料。

對夏季溫度高，且持續(xù)時間長，冬季又十分寒冷，年溫差特別大，又屬于重載路段的工程，高溫要求和低溫要求發(fā)生矛盾時，應以提高其高溫抗車轍能力為主，兼顧低溫抗裂性能的需要，在減少4.75mm及2.36mm的通過率的同時，適當增加0.075mm的通過率，使其級配范圍成S型，并取中等或偏高水平的設計空隙率。對潮濕區(qū)、濕潤區(qū)等雨水、冰雪融化對路面有嚴重威脅的地區(qū)，在考慮抗車轍能力的同時還應重視密水性的需要，防止水損害破壞，宜適當減小設計空隙率，但應保持良好的雨天抗滑性能。對于旱地區(qū)，受水的影響很小，對密水性及抗滑性能的要求可放寬。對于路面不同層位的考慮：表面層應綜合考慮高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗滑的需要；中面層應重點考慮抗車轍能力；底面層重點考慮抗疲勞開裂性能、密水性等。1.3材料的選擇與準備按相關試驗規(guī)程規(guī)定，在工程實際使用的材料中選取足夠數(shù)量的瀝青及礦料的代表性試樣，進行相關試驗。粗集料、細集料（天然砂、人工砂、石屑）、填料的質量規(guī)格必須符合現(xiàn)行規(guī)范技術要求。粗集料、細集料的篩分試驗，無論是目標配合比設計、生產配合比設計，都必須用水洗法確定0.075mm通過率，以確保配合比設計的準確性。混合料的合成毛體積相對密度為各種礦料的毛體積相對密度的加權平均值，4.75mm以下的集料和礦粉用表觀相對密度。礦料級配曲線的繪制：按泰勒曲線的標準畫法，其指數(shù)n=0.45，橫坐標按X=100.45lgdi，縱坐標為普通坐標。

d1.0.0750.150.30.61.182.364.759.5X0.3120.4260.5820.7951.0771.4722.0162.745d113.2161926.531.537.55363X3.1933.4823.7624.3704.7235.1095.9696.452以圖中原點與通過集料最大粒徑100%點的連線作為最大密度線，在級配曲線圖上繪制各級配范圍。1.4礦料配合比設計

各種礦料的配合比例宜采用計算機程序用試配法

圖解法

其他計算方法進行。對合成級配的要求：

設計的合成級配必須符合設計級配范圍的要求。

合成的級配曲線不得有太多的鋸齒形交錯。

現(xiàn)行規(guī)范“應使0.075、2.36、4.75mm在內的較多篩孔的通過量接近設計級配范圍的中值”，新規(guī)范已做了修訂。

適宜的VMA值由集料的公稱最大粒徑確定。設計空隙率(%)4.759.513.216.019.026.531.537.52.015131211.511109.593.016141312.5121110.5104.017151413.5131211.5115.018161514.5141312.5126.019171615.5151413.513相應于下列公稱最大粒徑(mm)時的VMA最小值(%)SU三PE三RP三AV三E瀝青三混合三料設三計最大三密度三線：集料三最大三粒徑三：集料三最大三公稱三粒徑三：控制三點的三功能三為級三配必三須通三過其三間的三校正三范圍三，位三于公三稱最三大粒三徑、三中等三粒徑三（2三.3三6mm三）和最三小粒三徑（三0.三07三5mm三）。限制三區(qū)為三沿最三大密三度級三配線三存在三于中三等粒三徑與三0.三3mm粒徑三之間三。（三根據(jù)三最大三公稱三粒徑三的不三同確三定其三界限三。）1.三5三馬歇三爾試三驗三改三性瀝三青的三粘溫三曲線三，目三前一三般是三參考三基質三瀝青三的粘三溫曲三線，三在其三基礎三上提三高1三5~三20三℃作三為拌三和或三壓實三溫度三，否三則按三照改三性瀝三青自三身的三粘溫三曲線三確定三等粘三溫度三往往三偏高三，甚三至超三過2三00三℃。三例如SH三EL三L三AH三-9三0基質三瀝青三與改三性瀝三青的三粘溫三曲線三。三拌和三為1三90三～2三03三℃，三壓實三為1三75三～1三82三℃，三這顯三然是三不允三許的三。予估三適宜三的瀝三青用三量，三按每三變化三0.三5%三的間三隔、三取5三個不三同的三瀝青三用量三，三每三一組三試件三不少三于6三個，三計算三各組三試件三的體三積指三標：三空隙三率、三礦料三間隙三率、三瀝三青體三積百三分率三、三瀝青三飽和三度等三體積三指標三。理論三最大三相對三密度三：三對于三理論三最大三相對三密度三的確三定，三試驗三規(guī)程三中有三三種三方法三：計算三法真空三法溶劑三法美國三采用三真空三法，三歐洲三采用三溶劑三法，三我國三無明三確規(guī)三定。用真三空法三或溶三劑法三實測三的理三論最三大相三對密三度考三慮了三集料三吸收三瀝青三的影三響。計算三法沒三有考三慮瀝三青與三集料三拌和三后，三瀝青三被集三料吸三入孔三隙中三的損三失。不同三的方三法，三空隙三率將三有所三不同三，有三資料三報導三，考三慮不三考慮三瀝青三被集三料吸三入，三試件三空隙三率可三能相三差1三.5三~2三.0三%空隙三率：SH三RP提出三設計三空隙三率宜三為4三％，三當施三工要三求壓三實度三達到三96三%時三的實三際空三隙率三為[三1-三96三%×三（1三-4三%）三]=三7.三84三%。三空隙三率與三熱拌三瀝青三混合三料浸三水條三件下三的相三對殘三留穩(wěn)三定度三之間三的關三系：三空三隙率三小于三4%三空三隙率三增大三到或三超出D區(qū)域三空三隙率三在B、三C區(qū)域三抗三滑表三層AK的空三隙率三為4三-1三0%三，剛三好是三最不三利的三空隙三率，三工程三實踐三中AK級配三類型三的面三層往三往出三現(xiàn)水三損害三破壞三也就三不難三理解三，新三修訂三的規(guī)三范已三不在三有AK結構三。流值三：三橡膠三及熱三塑性三橡膠三改性三瀝青三混合三料的三高溫三韌性三較大三，流三值相三應也三要大三些，三故為三2~5mm三（普通三瀝青三混合三料為三2~三4mm三）。馬歇三爾試三驗結三果的三修正三方法1.三6三確定三最佳三瀝青三用量三（或三油石三比）三根據(jù)三瀝青三用量三與馬三歇爾三試驗三的結三果繪三制曲三線：三當相三應于三試驗三的瀝三青用三量范三圍能三出現(xiàn)三密度三及穩(wěn)三定度三峰值三時，三求取三密度三、穩(wěn)三定度三、空三隙率三范圍三中值三的瀝三青用三量，三取三三者的三平均三值為三最佳三瀝青三用量三的初三始值三為OA三C1。當選三擇的三瀝青三用量三范圍三沒有三使密三度及三穩(wěn)定三度曲三線出三現(xiàn)峰三值，三但涵三蓋設三計空三隙率三全部三范圍三時，三以空三隙率三中值三或目三標空三隙率三所對三應的三瀝青三用量三作為OA三C1。各項三指標三均符三合技三術標三準OA三Cm三in~OA三Cm三ax，的中三值為OA三C2。根據(jù)三實線三經驗三和公三路等三級、三氣候三條件三等因三素確三定最三佳瀝三青用三量，三通常三情況下取OA三C1及OA三C2的中三值作三為最三佳瀝三青用三量OA三C。對粉三膠比三（C＝三P0.三07三5/Pa）宜在三1.三0～三1.三2范三圍，三不得三超過三1.三6。為進三一步三驗證三最佳三瀝青三用量三是否三合適三，可三計算三瀝青三混合三料的三瀝青三膜厚三度。T=三b/三10三0-三b三×三1/SG三b×三1/三SA三F式中：T三—三—瀝青三膜厚三度（mm三）SG三b——瀝青三的相三對密三度SA三F三—三—礦料三的表三面積三系數(shù)三：b三—三—瀝青三含量三（%三）三標三準的三瀝青三膜厚三度為三：三密級三配瀝三青混三凝土>5μm熱壓三式瀝三青混三凝土三>7μm排水三式瀝三青混三凝土三>1三2μm同時三經改三性的三瀝青三混合三料的三低溫三性能三不得三低于三未改三性基三質瀝三青混三合料三指標三，破三壞應三變不三宜低三于1三20三0με三。1.三7三改三性瀝三青混三合料三性能三檢驗七月平均最高氣溫(℃)>30℃（夏炎熱區(qū)）

30℃~20℃(夏熱區(qū))<20℃夏涼區(qū)

氣候分區(qū)1-11-21-31-42-12-22-32-43-2車轍試驗動穩(wěn)定度（次/mm）不小于（60℃,0.7Mpa）

15002000250030001000140017002000800氣候三條件三與技三術指三標氣候三分區(qū)三及相三應的三技術三要求改性三瀝青三混合三料高三溫穩(wěn)三定性三技術三要求改性三瀝青三混合三料低三溫抗三裂性三技術三要求年級端最低氣溫(℃)<-37.0℃(冬嚴寒區(qū))-21.5℃~37℃(冬寒區(qū))-9.℃~21.5℃(冬冷區(qū))>-9.0℃(冬溫區(qū))氣候分區(qū)

1-12-11-22-23-21-32-31-42-4彎曲試驗破壞應變（με）不小于(-10℃,50mm/min)

300035002500300035002000250015002000氣候三分區(qū)三及相三應的三技術三要求氣候三條件三與技三術指三標改性三的瀝三青混三合料三的高三溫性三能不三得低三于未三改性三的基三質瀝三青混三合料三的指三標，三動穩(wěn)三定度三不應三低于80三0次/mm。改性三瀝青三混合三料的三水穩(wěn)三定性三應符三合以三下兩三個指三標要三求，三達不三到要三求時三應采三取抗三剝落三措施三：三1．三采用三“瀝三青混三合料三馬歇三爾穩(wěn)三定度三試驗三”方三法測三定的三48h浸水三馬歇三爾穩(wěn)三定度三試驗三殘留三穩(wěn)定三度不三應小三于8三0%三2三．采三用“三瀝青三混合三料凍三融劈三裂試三驗”三方法三測定三的劈三裂強三度比三不應三小于三80三%。1.三8三配合三比設三計報三告設計三級配三范圍三選擇三說明三材料三選擇三與試三驗結三果三礦三料級三配計三算表三馬歇三爾試三驗結三果三最三佳瀝三青用三量確三定方三法三配合三比設三計檢三驗結三果三標準三配合三比曲三線三最佳三瀝青三用量三配三合比三設計三報告三必須三得到三監(jiān)理三及主三管部三門的三批準三方可三交付三生產三使用三。改性三瀝青三混合三料路三面正三式開三工前三，必三須鋪三筑1三00三~2三00m的試三驗路三段：2．三改性三瀝青三路面三施工2.三1三一三般規(guī)三定與三標準試拌三：上三料速三度、三數(shù)量三、時三間、三溫度三。三試三鋪：三溫度三、速三度、三寬度三、自三動找三平方三式。三試壓三：機三械組三合、三溫度三、速三度、三遍數(shù)三、松三鋪系三數(shù)、三接縫三方法三。驗證三瀝青三混合三料配三合比三設計三，提三出生三產用三的礦三料級三配和三瀝青三用量倘若三試驗三路段三的試三驗未三達到三試驗三目的三時，三應重三新鋪三筑試三驗路三、直三到滿三足要三求為三止，三提出三試驗三路總三結報三告，三取得三主管三部門三的批三準。2.三2三改三性瀝三青混三合料三生產三改性三瀝青三混合三料宜三隨拌三隨用三，若三需要三貯存三時，三其時三間不三宜超三過2三4h（普通三瀝青三混合三料7三2h）三，溫降三不應三超過三10三℃，三且不三得發(fā)三生結三合料三老化三，滴三漏。三混合三料降三溫過三多，三粗細三集料三顆粒三離析三，應三予以三廢棄三并找三出原三因。三拌和三溫度三與拌三和時三間是三改性三瀝青三混合三料生三產的三兩個三重要三因素三。2.三3三改三性瀝三青混三合料三路面三的施三工三運輸三：同三普通三熱拌三合瀝三青混三合料三。三攤鋪三：連三續(xù)、三均勻三、不三間斷三的攤三鋪是三保證三路面三平正三的關三鍵。三壓三實：三12三0℃三前結三束碾三壓作三業(yè)。對于三壓實三機械三的組三合及三其碾三壓方三式一三直是三個很三有爭三議的三問題三：上面三層是三否采三用輪三胎壓三路機先振三動后三靜壓三，還三是先三靜壓三后振三動有研三究資三料對三振動三與靜三態(tài)壓三路機三的結三合方三式及三壓實三工藝三提出三了新三的觀三點，三即為三盡快三獲得三所要三求的三壓實三度，三將振三動壓三路機三用于三初壓三可能三是重三要手三段。三在三瀝青三混合三料處三于高三溫狀三態(tài)時三，把三集料三顆粒三碾壓三到它三的最三后位三置、三振動三壓路三機可三促進三集料三的嵌三擠，三并對三先靜三壓后三振動三的傳三統(tǒng)工三藝提三出質三疑，三認為三先用三靜態(tài)三壓路三機使三混合三料定三位并三壓實三，繼三而使三用振三動壓三路機三則可三能引三起集三料斷三裂，三并導三致混三合料三密度三減少三而不三是增三大,據(jù)此三，建三議使三用高三頻低三幅的三振動三壓路三機進三行初三壓，三再用三一臺三靜態(tài)三鋼輪三壓路三機實三施終三壓的三碾壓三步驟三，但這三種做三法有三人擔三心會三影響三路面三的平三正度三，工三程實三踐證明三這種三擔心三是不三必要三的。壓路三機必三須緊三跟在三攤鋪三機后三面碾三壓（三兩者三之間三為一三人穿三過距三離）三。三碾三壓速三度為三4km三/h三（即一三般人三行走三的速三度）三。三振三動頻三率宜三為3三5－三50Hz三。振幅三宜為三0.三3~三0.三8mm三。三“緊跟三、慢三壓、三高頻三、低三幅”三。接縫三：三接三縫施三工原三則上三同普三通熱三拌瀝三青混三合料三一致三，美三國聯(lián)三邦公三路局三提出三的縱三向接三縫的三三種三碾壓三方法三:三靜三載鋼三輪壓三路機三先從三已壓三實的三路面三這邊三開始三碾壓三，搭三接寬三度為三15cm三。振動三壓路三機從三未壓三實的三這邊三開始三，搭三接寬三度也三為1三5cm三。振動三壓路三機從三未壓三實的三這邊三開始三，但三不搭三接，三而是三留約三7.三6cm寬，三然后三用靜三載鋼三輪壓三路機三壓實三留下三的這三部分三。三首先三從熱三混合三料這三邊開三始碾三壓，三壓路三機質三量主三要由三未壓三實的三熱混三合料三部分三承受三，并三產生三一個三把混三合料三向接三縫區(qū)三擠壓三的力三，從三而獲三得較三好的三效果三。若首三先從三已壓三實的三冷混三合料三這邊三開始三碾壓三時，三接縫三區(qū)的三壓實三度將三比先三從熱三混合三料這三邊開三始碾三壓低三1﹪三~2三﹪。3．三施工三質量三管理三改性三瀝青三混合三料路三面施三工前三、施三工中三、竣三工后三的質三量管三理與三檢查三，整三體上三同《三公路三瀝青三路面三施工三技術三規(guī)范三》的三規(guī)定三一致三，但三也略三有差三異，三《公三路瀝三青改三性瀝三青路三面施三工技三術規(guī)三范》三對不三同類三型的三改性三瀝青三規(guī)定三了不三同的三檢測三項目三，這三些項三目與三改性三瀝青三技術三要求三的指三標相三對應三。三對于三壓實三度的三檢查三，采三用鉆三芯取三樣法三。三鉆芯三取樣三比較三困難三，鉆三取的三試件三或者三已損三壞、三或者三變形三、或三者根三本就三取不三出來三時，三才容三許采三用增三加核三子密三度儀