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文檔簡介

第5章瀝青混合料5.1

概述5.2

熱拌瀝青混合料5.3

其他瀝青混合料5.4

新型瀝青混合料5.1概述5.1.1瀝青混合料的定義瀝青混合料瀝青混凝土混合料瀝青碎石混合料瀝青混合料是經(jīng)人工合理選擇級配組成的礦質(zhì)混合料(如碎石、石屑、砂等),與適量瀝青材料,在一定溫度下經(jīng)拌和而成的高級路面材料。由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定級配的礦料,與瀝青拌和而制成的符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混合料,簡稱AC。由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料(或不加填料)與瀝青拌和而成的瀝青混合料,簡稱AM。5.1.2瀝青混合料的特點瀝青混合料特點瀝青混合料是一種彈塑性黏性材料,因而它具有一定的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。它不需設(shè)置施工縫和伸縮縫,路面平整且有彈性,行車比較舒適。瀝青混合料路面有一定的粗糙度,雨天具有良好的抗滑性,路面還能保證一定的平整度,如高速公路路面,其平整度可達(dá)1.0mm以下,而且瀝青混合料路面為黑色,無強烈反光,行車比較安全。施工方便,速度快,養(yǎng)護(hù)期短,能及時開放交通。瀝青混合料路面可分期改造和再生利用。瀝青混合料路面也存在一些問題,如因老化會使路面表層產(chǎn)生松散,引起路面破壞;另外,溫度穩(wěn)定性差,夏季高溫時易軟化,路面易產(chǎn)生車轍、波浪等現(xiàn)象,冬季低溫時易脆裂,在車輛重復(fù)荷載作用下易產(chǎn)生裂縫。5.1.3瀝青混合料的分類1.按膠凝材料的不同分類按膠凝材料的種類不同,可分為石油瀝青混合料和煤瀝青混合料。2.按礦料最大粒徑分類按礦料最大粒徑分類特粗式瀝青混合料粗粒式瀝青混合料中粒式瀝青混合料細(xì)粒式瀝青混合料砂粒式瀝青混合料是最大粒徑等于或大于31.5mm的瀝青碎石混合料。是大粒徑為26.5mm的瀝青混合料,一般用于高級路面的基層,雙層式瀝青面層的下層。是大粒徑為16mm或19mm的瀝青混合料,一般用于路面的面層或雙層式瀝青面層的下層。是大粒徑為9.5mm或13.2mm的瀝青混合料,一般用于雙層式瀝青路面面層。是大粒徑等于或小于4.75mm的瀝青混合料,也稱為瀝青石屑或瀝青砂,一般用于高級路面上的磨耗層。3.按礦質(zhì)材料的級配類型分類分為連續(xù)級配瀝青混合料和間斷級配瀝青混合料。4.按礦料級配組成及空隙率大小分類①密級配瀝青混合料由按密實級配原理設(shè)計組成的各種粒徑顆粒的礦料與瀝青拌和而成,包括設(shè)計空隙率較?。▽Σ煌煌皻夂蚯闆r,層位可作適當(dāng)調(diào)整)的密實式瀝青混凝土混合料(以AC表示)和密實式瀝青穩(wěn)定碎石混合料(以ATB表示)。按關(guān)鍵性篩孔通過率的不同又可分為粗型(C型)或細(xì)型(F型)密級配瀝青混合料等,具體見表5-1所示。5.按瀝青混合料制造工藝分類

分為熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料和再生瀝青混合料等。②半開級配瀝青碎石混合料是由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及少量填料(或不加填料)與瀝青拌和而成,經(jīng)馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實成型試件的剩余空隙率在6%~12%的半開式瀝青碎石混合料(以AM表示)。③開級配瀝青混合料礦料級配主要由粗集料嵌擠組成,細(xì)集料及填料較少,設(shè)計空隙率為18%。5.2熱拌瀝青混合料熱拌瀝青混合料是經(jīng)人工組配的礦質(zhì)混合料與黏稠瀝青在專門設(shè)備中加熱拌和而成,用保溫運輸工具運送至施工現(xiàn)場,并在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實的混合料,通稱“熱拌熱鋪瀝青混合料”,簡稱“熱拌瀝青混合料”。5.2.1瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強度理論1.瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)(1)組成結(jié)構(gòu)理論熱拌瀝青混合料是由級配良好的礦質(zhì)骨料和最佳用量的瀝青膠結(jié)物及外摻材料所構(gòu)成的,具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多相分散體系。瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)理論表面理論。瀝青混合料是由粗集料、細(xì)集料和礦粉組成密實的礦質(zhì)骨架,利用瀝青膠結(jié)料的黏滯力,在加熱狀態(tài)下,與礦質(zhì)集料進(jìn)行拌和,經(jīng)壓實后成為具有一定強度的整體性材料。膠漿理論。瀝青混合料是多級空間網(wǎng)絡(luò)狀結(jié)構(gòu)的多級分散系。粗分散系:以粗集料為分散相,分散在瀝青砂漿的介質(zhì)中。細(xì)分散系:以細(xì)集料為分散相,分散在瀝青膠漿的介質(zhì)中。微分散系:以礦粉填充料為分散相,分散在高稠度的瀝青介質(zhì)中。在這兩種理論中,前一種強調(diào)的是礦質(zhì)集料的骨架作用,起主導(dǎo)作用的是礦粉的強度及其級配的密實度;后一種是強調(diào)瀝青膠結(jié)物在混合料中的作用,起主導(dǎo)作用的是瀝青與填充料之間的關(guān)系。(2)瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)類型瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)類型懸浮—密實結(jié)構(gòu)骨架—空隙結(jié)構(gòu)骨架—密實結(jié)構(gòu)是指礦質(zhì)集料由大到小組成連續(xù)型密級配的混合料結(jié)構(gòu),如圖5-la所示。混合料中粗集料數(shù)量較少,不能形成骨架。這種瀝青混合料黏滯力較大,內(nèi)摩阻角較小,因而高溫穩(wěn)定性差。對雙層或三層結(jié)構(gòu)的瀝青路面,其中至少必須有一層I型密級配瀝青混合料。對干燥地區(qū)的高等級公路,也可采用這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料做表層。是指礦質(zhì)集料屬于連續(xù)型開級配的混合料結(jié)構(gòu),如圖5-1b所示。礦質(zhì)集料中粗集料較多,可形成礦質(zhì)骨架,細(xì)集料較少,不足以填滿空隙。所以此結(jié)構(gòu)混合料空隙率大,耐久性差,瀝青與礦料的黏滯力差,熱穩(wěn)定性較好,這種結(jié)構(gòu)瀝青混合料的強度主要取決于內(nèi)摩阻角。當(dāng)瀝青路面采用這種形式的瀝青混合料時,瀝青面層下必須做下封層。是指此結(jié)構(gòu)具有較多數(shù)量的粗骨料形成空間骨架,同時又有足夠的細(xì)集料填滿骨架的空隙。這種結(jié)構(gòu)表面密實度大,具有較高的黏滯力和內(nèi)摩阻角,是瀝青混合料中最理想的一種結(jié)構(gòu)類型,如圖5-lc所示。(a)懸浮—密實結(jié)構(gòu)(b)骨架—空隙結(jié)構(gòu)(c)骨架—密實結(jié)構(gòu)圖5-1瀝青混合料的典型組成結(jié)構(gòu)2.瀝青混合料的強度理論瀝青混合料是由不同粗度粒徑礦質(zhì)集料與瀝青膠漿,組成具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種分散體系的復(fù)合材料。對瀝青混合料的強度要求,主要是要求瀝青混合料在高溫時,必須具備抗剪強度和抵抗變形的能力,稱為高溫強度和穩(wěn)定性。瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)破壞的原因,主要是高溫時塑性變形而產(chǎn)生推擠波浪、壅包等現(xiàn)象,此時抗剪強度降低。在低溫時,塑性變形能力差,使瀝青混合料路面易產(chǎn)生裂縫現(xiàn)象,大大降低了抗拉強度。通過三軸剪切強度研究得出結(jié)論:瀝青混合料的抗剪強度τ主要取決于瀝青與礦質(zhì)集料物理、化學(xué)交互作用而生的黏滯力c,以及礦質(zhì)集料在瀝青混合料中分散程度不同而產(chǎn)生的內(nèi)摩阻角φ,其關(guān)系如下式所示:τ=c+σtanφ3.影響瀝青混合料抗剪強度的因素(1)瀝青的黏度對瀝青混合料抗剪強度的影響瀝青混合料中的礦質(zhì)集料是分散在瀝青中的分散系,因此它的抗剪強度與分散相的濃度和分散介質(zhì)黏度有著密切的關(guān)系,在其他因素固定的條件下,瀝青混合料的黏滯力c隨著瀝青黏度的提高而增加;同時內(nèi)摩阻角隨著瀝青黏度的提高稍有提高。這是因為瀝青黏度大,表示瀝青內(nèi)部膠團互相位移時,分散介質(zhì)抵抗剪切作用力大,使瀝青混合料的黏滯阻力增大,因而具有較高抗剪強度。(2)瀝青與礦料之間的吸附作用

①瀝青與礦料的物理吸附。其吸附過程,就是當(dāng)瀝青材料與礦料之間在僅有分子引力的作用下,形成一種定向多層吸附層。物理吸附作用的大小,主要取決于瀝青中的表面活性物質(zhì)及礦料與瀝青分子親和性的大小。當(dāng)瀝青表面活性物質(zhì)含量愈多,礦料與瀝青分子親和性就愈大,則物理吸附作用就愈強,混合料黏滯力也就愈高。但是,水的作用能破壞瀝青與礦料的吸附作用。因此物理吸附作用只能當(dāng)混合料在干燥狀態(tài)下才具有一定的黏附力,這種吸附不能保證其水穩(wěn)定性。②瀝青與礦料的化學(xué)吸附。瀝青與礦料相互作用后,瀝青在礦料表面形成一層擴散結(jié)構(gòu)膜,在此結(jié)構(gòu)膜以內(nèi)的瀝青稱為結(jié)構(gòu)瀝青,在結(jié)構(gòu)膜以外的瀝青為自由瀝青。如果礦料顆粒之間的黏滯力是由結(jié)構(gòu)瀝青提供,顆粒間的黏滯力較大;若顆粒間的黏滯力是由自由瀝青提供,則黏滯力較小。所以在配制瀝青混合料時,應(yīng)控制瀝青用量,使混合料能形成結(jié)構(gòu)瀝青,減少自由瀝青?;瘜W(xué)吸附是指瀝青材料中的活性物質(zhì)(如瀝青酸)與礦料的金屬陽離子產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)在礦料表面構(gòu)成單分子層的化學(xué)吸附層(瀝青酸鹽)。當(dāng)瀝青與礦料形成化學(xué)吸附層時,相互之間的黏滯力大大提高。此時礦料與瀝青的吸附黏滯力要比礦料與水的結(jié)合力大。因此,這種吸附是不可逆的。也就是說,只有當(dāng)?shù)V料與瀝青材料之間產(chǎn)生化學(xué)吸附時,混合料的水穩(wěn)定性才能得到保證,如圖5-2所示。圖5-2瀝青與礦料交互作用示意圖(3)瀝青與礦粉的用量比例瀝青用量過少,瀝青不足以形成薄膜黏結(jié)礦料顆粒表面。隨著瀝青用量的增加,能完全地包裹在礦料表面,逐步形成結(jié)構(gòu)瀝青,使瀝青與礦料間的黏滯力隨瀝青用量的增加而增加。當(dāng)瀝青用量為最適宜時,瀝青膠結(jié)物具有最優(yōu)的黏滯力。隨后如瀝青用量繼續(xù)增加,則由于瀝青用量過多,逐漸將礦料顆粒推開,在顆粒間形成未與礦粉相互作用的自由瀝青,則瀝青膠結(jié)物的黏滯力隨著自由瀝青的增加而降低。當(dāng)瀝青用量增加至某一用量后,瀝青混合料的黏滯力主要取決于自由瀝青,所以抗剪強度幾乎不變。隨著瀝青用量的增加,此時,瀝青不僅是粘結(jié)劑,而且起著潤滑劑的作用,降低了粗集料的相互密排結(jié)構(gòu),因而降低了瀝青混合料的內(nèi)摩阻角(如圖5-3所示)。圖5-3瀝青用量對瀝青混合料強度的影響(4)礦料的級配類型及表面狀態(tài)對瀝青混合料抗剪強度的影響瀝青混合料的抗剪強度與礦質(zhì)集料在瀝青混合料中的分布情況有密切關(guān)系。瀝青混合料有密級配、開級配和間斷級配等不同組成結(jié)構(gòu)類型,礦料級配類型是影響瀝青混合料抗剪強度的因素之一。此外,在瀝青混合料中,礦質(zhì)集料的粗度、形狀對瀝青混合料的抗剪強度也有明顯的影響。通常集料顆粒具有棱角,還似正立方體,表面有明顯的粗糙度,鋪筑路面具有很大的內(nèi)摩阻角,提高了混合料的抗剪強度。所以混合料中,礦質(zhì)集料粗,配制成的瀝青混合料具有較高的內(nèi)摩阻角。(5)溫度及載荷速度對瀝青混合料抗剪強度的影響隨溫度升高,瀝青的黏滯力c值減小,而變形能力增強。當(dāng)溫度降低,可使混合料黏滯力提高,強度增加,變形能力降低。但溫度過低會使瀝青混合料路面開裂。由于載荷頻率高,可使瀝青混合料產(chǎn)生過大的應(yīng)力和塑性變形,彈性恢復(fù)很慢,產(chǎn)生不可恢復(fù)的永久變形。5.2.2瀝青混合料的技術(shù)性能和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)瀝青混合料的技術(shù)性能與使用環(huán)境,如氣溫和濕度關(guān)系密切。瀝青路面使用性能氣候分區(qū)由一、二、三級區(qū)劃組合而成,以綜合反映該地區(qū)的氣候特征,如表5-2所示2.瀝青混合料的技術(shù)性能(1)高溫穩(wěn)定性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是指混合料在高溫(通常為60℃)條件下,經(jīng)車輛荷載長期重復(fù)作用后,不產(chǎn)生車轍和波浪等病害的性能?!豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)規(guī)定,采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(包括穩(wěn)定度、流值、馬歇爾模數(shù))來評價瀝青混合料高溫穩(wěn)定性,對于高速公路、一級公路、城市快速路、主干路用瀝青混合料,還應(yīng)通過動穩(wěn)定度試驗檢驗其抗車轍能力。高溫穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度車轍試驗動穩(wěn)定度目前普遍是測定馬歇爾穩(wěn)定度(MS)、流值(FL)和馬歇爾模數(shù)(T)三項指標(biāo)。穩(wěn)定度是指標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件(標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件尺寸為直徑(101.6±0.2)mm、高(63.5±1.3)mm;大型馬歇爾試件尺寸為直徑(152.4±0.2)mm,高(95.3±2.5))在規(guī)定溫度和加載速度下,在馬歇爾儀中最大的破壞荷載(kN)。流值是達(dá)到最大破壞荷載時試件的垂直變形(以0.1mm計)。目前的方法是用標(biāo)準(zhǔn)成型方法,制成

300mm×300mm×50mm的瀝青混合料試件,在60℃的溫度條件下,以一定荷載的輪子在同一軌跡上做一定時間的反復(fù)行走,形成一定的車轍深度,然后計算試件變形lmm所需試驗車輪行車次數(shù),即為動穩(wěn)定度?!豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)規(guī)定:對于高速公路和一級公路的公稱最大粒徑等于或小于19mm的密級配瀝青混合料(AC),及SMA,OGFC混合料,必須在規(guī)定的試驗條件下進(jìn)行車轍試驗,并符合表5-3所示數(shù)據(jù)的要求。影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要因素有瀝青的用量、瀝青的黏度、礦料的級配、礦料的尺寸及形狀等。提高路面的高溫穩(wěn)定性,可采用提高瀝青混合料的黏滯力和內(nèi)摩阻角的方法。增加粗骨料含量可以提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻角;適當(dāng)提高瀝青材料的黏度,控制瀝青與礦料比值,嚴(yán)格控制瀝青用量,均能改善瀝青混合料的黏滯力。這樣就可以增強瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。(2)低溫抗裂性瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的?;旌狭系牡蜏卮嗷怯捎谄湓诘蜏貤l件下,變形能力降低;低溫縮裂通常是由于材料本身的抗拉強度不足而造成的;溫度疲勞是因溫度循環(huán)而引起疲勞破壞。因此在混合料組成設(shè)計中,應(yīng)選用稠度較低、溫度敏感性低、抗老化能力強的瀝青。評價瀝青混合料低溫變形能力的常用方法之一是低溫彎曲試驗。(3)耐久性瀝青混合料的耐久性,是指其在長期的荷載作用和自然因素影響下而不出現(xiàn)剝落和松散等損壞的能力。影響瀝青混合物耐久性的因素有瀝青的化學(xué)性質(zhì)、礦料的礦物成分、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)(殘留空隙率、瀝青填隙率)等。其中空隙率越小,越可以有效地防止水分滲入和日光紫外線對瀝青的老化作用等,但一般瀝青混合料中均應(yīng)殘留3%~6%空隙,以抵消夏季瀝青材料膨脹。瀝青路面的使用壽命與瀝青含量有很大關(guān)系。當(dāng)瀝青用量低于要求用量時,將降低瀝青的變形能力,使瀝青混合料的殘留空隙率增大。瀝青用量較最終使用量少0.5%的混合料能使路面使用壽命減少一半以上。我國現(xiàn)行規(guī)范采用空隙率、飽和度(即瀝青填隙率)和殘留穩(wěn)定度等指標(biāo)來表征瀝青混合料的耐久性。(4)抗滑性用于高等級公路瀝青路面的瀝青混合料應(yīng)保證行駛的安全性,其表面應(yīng)具一定的抗滑性。高速瀝青混合料路面的抗滑性與礦質(zhì)集料的微表面性能、混合料的級配組成以及瀝青用量等因素有關(guān)。為提高路面抗滑性,配料時應(yīng)特別注意礦料的耐磨光性,應(yīng)選擇硬質(zhì)有棱角的礦料?!豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)指出,瀝青用量對抗滑性影響也非常顯著,瀝青用量超過最佳用量的0.5%,即可使抗滑系數(shù)明顯降低。另外,含蠟量對瀝青混合料抗滑性有明顯影響,應(yīng)選用含蠟量低的瀝青,以免瀝青表面出現(xiàn)滑溜現(xiàn)象。《公路工程瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)的道路石油瀝青技術(shù)要求中對瀝青含蠟量作出了明確的規(guī)定。(5)施工和易性瀝青混合料的施工和易性,是指瀝青混合料在施工過程中是否容易拌和、攤鋪和壓實的性能。它主要決定于礦料的級配、瀝青的品種及用量,以及施工環(huán)境條件等。單純從混合材料性能而言,影響施工和易性的首先是混合料的級配情況。如粗細(xì)粒料的顆粒大小相差過大,缺乏中間尺寸,混合料容易分層層積(粗粒集中在表面,細(xì)粒集中在底部);如細(xì)料太少,瀝青層就不容易均勻地留在粗顆粒表面;如細(xì)顆粒材料過多,則使拌和困難。此外,當(dāng)瀝青用量過少,或礦粉用量過多時,混合料容易產(chǎn)生疏松,不易壓實;反之,如瀝青用量過多,或礦粉質(zhì)量不好,則容易使混合料黏結(jié)成塊,不易攤鋪。間斷級配混合料的施工和易性較差。3.熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)對熱拌瀝青混合料的馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定如表5-4、表5-5所示。5.2.3瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求1.瀝青材料瀝青是瀝青混合料的重要組成材料,在選擇瀝青標(biāo)號時,宜按照公路等級、氣候條件、交通條件、路面類型及在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點、施工方法等,結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖褂媒?jīng)驗,經(jīng)技術(shù)論證后確定。對高速公路、一級公路,夏季溫度高、高溫持續(xù)時間長、重載交通、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、服務(wù)區(qū)、停車場等行車速度慢的路段,尤其是汽車荷載剪應(yīng)力大的層次,宜采用稠度大、黏度大的瀝青,也可提高高溫氣候分區(qū)的溫度水平選用瀝青等級;對冬季寒冷的地區(qū)或交通量小的公路、旅游公路宜選用稠度小、低溫延度大的瀝青;對日溫差、年溫差大的地區(qū)宜注意選用針入度指數(shù)大的瀝青。當(dāng)高溫要求與低溫要求發(fā)生矛盾時應(yīng)優(yōu)先考慮滿足高溫性能的要求。當(dāng)缺乏所需標(biāo)號的瀝青時,可采用不同標(biāo)號摻配的調(diào)和瀝青,其摻配比例由試驗決定。摻配后的瀝青質(zhì)量應(yīng)符合表4-4所示的要求。2.粗集料①瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),并且具有足夠的強度和耐磨性,形狀要接近正立方體,針片狀顆粒的含量應(yīng)符合表5-6所示的要求,且要求表面粗糙,有一定的棱角?!豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)規(guī)定其各項質(zhì)量要求符合表5-6所示數(shù)據(jù)的要求,瀝青混合料的粗集料的規(guī)格應(yīng)符合表5-7所示數(shù)據(jù)的要求。②選用石料應(yīng)盡量選用堿性石料。由于堿性石料與瀝青具有較強的黏附力,組成瀝青混合料可得到較高的力學(xué)強度。在缺少堿性石料的情況下,也可采用酸性石料代替,但必須對瀝青或粗集料進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚?,以增加混合料的黏滯力。粗集料與瀝青的黏附性應(yīng)符合表5-8的規(guī)定。對高速公路、一級公路瀝青路面的表面層(或磨耗層)的粗集料的磨光值也應(yīng)滿足表5-8的規(guī)定。3.細(xì)集料《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)對細(xì)集料的技術(shù)要求如表5-9所示。熱拌瀝青混合料的細(xì)集料一般采用天然砂、機制砂和石屑,天然砂可采用河砂或海砂。通常采用粗砂、中砂,其規(guī)格符合表5-9所示的要求,在熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量,不宜超過集料總量的20%。瀝青混合料用天然砂規(guī)格如表5-10所示。石屑是指采石場破碎石料時通過4.75mm或2.36mm篩的篩下部分,其規(guī)格應(yīng)符合表5-11所示要求。細(xì)集料與粗集料和填料配制成礦質(zhì)混合料,其級配應(yīng)符合要求。當(dāng)一種細(xì)集料不能滿足級配要求時,可采用兩種或兩種以上的細(xì)集料摻和使用。4.填料瀝青混合料的填料多為礦粉,是采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石(堿性石料)磨細(xì)制得的礦粉。礦粉應(yīng)干燥、潔凈,其質(zhì)量應(yīng)符合表5-12所示的要求。若使用粉煤灰作為填料時,其用量不得超過填料總量的50%,燒失量應(yīng)小于12%,與礦粉混合后塑性指數(shù)小于4%,其余質(zhì)量要求與礦粉相同。高速公路、一級公路瀝青面層不宜采用粉煤灰作填料。5.2.4瀝青混合料配合比設(shè)計瀝青混合料配合比設(shè)計包括實驗室配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個階段。實驗室配合比設(shè)計可分為礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計和瀝青最佳用量確定兩部分。1.礦質(zhì)混合料的配合組成設(shè)計礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計的目的,是選配一個具有足夠密實度,并且有較高的內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料??梢愿鶕?jù)級配理論,計算出需要的礦質(zhì)混合料的級配范圍,但是為了應(yīng)用已有的研究成果和實踐經(jīng)驗,通常是采用規(guī)范推薦的礦質(zhì)混合料級配范圍來確定?!豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)規(guī)定按下列步驟進(jìn)行。(1)確定瀝青混合料類型根據(jù)道路等級、路面類型、所處的結(jié)構(gòu)層位,按表5-13所示數(shù)據(jù)選定瀝青混合料的類型。(2)確定礦質(zhì)混合料的級配范圍根據(jù)已確定的瀝青混合料類型,查閱規(guī)范推薦的礦質(zhì)混合料級配范圍表,即可確定所需的級配范圍。(3)礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計組成材料的原始數(shù)據(jù)測定計算組成材

料的配合比調(diào)整配合比根據(jù)現(xiàn)場取樣,對粗集料、細(xì)集料和礦粉進(jìn)行篩析試驗,按篩析結(jié)果分別繪出各組成材料的篩分曲線。同時測出各組成材料的相對密度,以供計算物理常數(shù)用。根據(jù)各組成材料的篩析試驗資料,采用圖解法或試算法,計算符合級配范圍的各組成材料用量比例。通常情況下,合成級配曲線宜盡量接近設(shè)計級配中限,尤其應(yīng)使0.075mm,2.36mm和4.75m篩孔的通過量盡量接近設(shè)計級配范圍的中限;對高速公路、一級公路、城市快速路、主干路等交通量大、軸載重的道路,宜偏向級配范圍的下(粗)限,對一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向級配范圍的上(細(xì))限;合成級配曲線應(yīng)接近連續(xù)的或合理的間斷級配,但不應(yīng)過多地犬牙交錯。當(dāng)經(jīng)過再三調(diào)整,仍有兩個以上的篩孔超出級配范圍時,必須對原材料進(jìn)行調(diào)整或更換原材料重新試驗。2.確定瀝青混合料的最佳瀝青用量瀝青混合料的瀝青最佳用量(簡稱OAC)可以通過各種理論計算方法求得。但是由于實際材料性能的差異,按理論公式計算得到的最佳瀝青用量,仍然要通過試驗方法修正,因此理論法只能得到一個供試驗的參考數(shù)據(jù)?!豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40—2004)規(guī)定的方法是采用馬歇爾試驗方法確定瀝青最佳用量,具體步驟如下。(1)制備試樣制備試樣按確定的礦質(zhì)混合料配合比,計算各種礦質(zhì)材料的用量。以預(yù)估的油石比為中值,按一定間隔(對密級配瀝青混合料通常為0.5%,對瀝青碎石混合料可適當(dāng)縮小間隔為0.3%~0.4%),取5個或5個以上不同的油石比分別制成馬歇爾試件。(2)測定物理指標(biāo)按規(guī)定的試驗方法測定試件的毛體積相對密度等指標(biāo),并計算空隙率、瀝青飽和度及礦料間隙率等指標(biāo)。(3)測定力學(xué)指標(biāo)為確定瀝青混合料的最佳瀝青用量,應(yīng)用馬歇爾穩(wěn)定度儀測定瀝青混合料的力學(xué)指標(biāo),如馬歇爾穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù)。(4)確定最佳瀝青用量①繪制瀝青用量與物理—力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。以油石比或瀝青用量為橫坐標(biāo),以馬歇爾試驗的各項指標(biāo)為縱坐標(biāo),將試驗結(jié)果點畫入圖中(如圖5-4所示),將這些點連成圓滑的曲線。確定均符合規(guī)范規(guī)定的瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACmin和OACmax

。圖5-4瀝青用量與馬歐爾試驗結(jié)果關(guān)系圖②根據(jù)試驗曲線的走勢,按下列方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量OAC1。曲線圖5-4上求取相應(yīng)于密度最大值、穩(wěn)定度最大值、目標(biāo)空隙率(或中值)、瀝青飽和度范圍的中值的瀝青用量a1,a2,a3,a4,取平均值作為OAC1:OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4如果在所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍,按式5-3求取三者的平均值作為OAC1:OAC1=(a1+a2+a3)/3對所選擇試驗的瀝青用量范圍,密度或穩(wěn)定度沒有出現(xiàn)峰值(最大值經(jīng)常在曲線的兩端)時,可直接以目標(biāo)空隙率所對應(yīng)的瀝青用量a3作為OAC1,但OAC1必須介于OACmin和OACmax的范圍內(nèi),否則應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計。③以各項指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(不含VMA)的瀝青用量范圍OACmin和OACmax的中值作為OAC2:OAC2=(OACmin+OACmax)/2④通常情況下取OAC1及OAC2的中值作為計算的最佳瀝青用量OAC:OAC=(OACl+OAC2)/2⑤按公式計算的最佳油石比OAC,從圖5-4中得出所對應(yīng)的空隙率和VMA值,檢驗是否能滿足表5-4關(guān)于最小VMA值的要求。⑥檢查圖5-4中對應(yīng)于此OAC的各項指標(biāo)是否均符合馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。圖5-4中a1=4.2%,a2=4.25%,a3=4.8%,a4=4.7%,OAC1=4.49%(由4個平均值確定),OACmin=4.3%,OACmax=5.3%,OAC2=4.8%,OAC=4.64%。此例中相對于空隙率4%的油石比為4.6%。⑦根據(jù)實踐經(jīng)驗和公路等級、氣候條件、交通情況,調(diào)整確定最佳瀝青用量OAC。確定調(diào)整最佳瀝青用量調(diào)查當(dāng)?shù)馗黜棗l件相接近的工程的瀝青用量及使用效果,論證適宜的最佳瀝青用量。對炎熱地區(qū)公路以及高速公路、一級公路的重載交通路段,山區(qū)公路的長大坡度路段,預(yù)計有可能產(chǎn)生較大車轍時,宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計算的最佳瀝青用量減小0.1%~0.5%作為設(shè)計瀝青用量。對寒區(qū)公路、旅游公路、交通量很少的公路,最佳瀝青用量可以在OAC的基礎(chǔ)上增加0.1%~0.3%,以適當(dāng)減小設(shè)計空隙率,但不得降低壓實度要求。⑧按相應(yīng)公式計算瀝青被集料吸收的比例及有效瀝青含量。⑨檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度(計算瀝青混合料的粉膠比宜為0.6~1.6,對常用的公稱最大粒徑為13.2~19mm的密級配瀝青混合料,粉膠比宜控制在0.8~1.2范圍內(nèi))。(5)配合比設(shè)計檢驗配合比設(shè)計檢驗高溫穩(wěn)定性檢驗水穩(wěn)定

性檢驗低溫抗裂性能檢驗滲水系

數(shù)檢驗對公稱最大粒徑等于或小于19mm的混合料,必須按最佳瀝青用量OAC制作車轍試件進(jìn)行車轍試驗,動穩(wěn)定度應(yīng)符合表5-3所示的要求。按最佳瀝青用量OAC制作試件,必須進(jìn)行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗,殘留穩(wěn)定度及殘留強度比均應(yīng)符合表5-15的規(guī)定。對公稱最大粒徑等于或小于19mm的混合料,可以按規(guī)定方法進(jìn)行低溫彎曲試驗??梢岳幂喣霗C成型的車轍試件進(jìn)行滲水試驗。5.2.5瀝青混合料配合比設(shè)計案例已知如下的施工條件:三層式結(jié)構(gòu)高速公路瀝青路面的上面層。三層式結(jié)構(gòu)高速公路瀝青路面的上面層。氣候條件:最高月平均氣溫為31℃,最低月平均氣溫為-8℃,年降水量為1500mm。所使用材料性能如下:a.瀝青材料可供應(yīng)50號、70號和90號道路石油瀝青,經(jīng)檢驗技術(shù)性能均符合要求。b.礦質(zhì)材料碎石和石屑,石灰石軋制碎石,飽水抗壓強度120MPa,洛杉磯磨耗率12%,黏附性(水煮法)5級,視密度2700kg/m3。砂:潔凈海砂,細(xì)度模數(shù)屬中砂,含泥量及泥塊量均<1%,視密度2650kg/m3。礦粉:石灰石磨細(xì)石粉,粒度范圍符合技術(shù)要求,無團粒結(jié)塊,視密度2580kg/m3。設(shè)計要求如下:根據(jù)道路等級、路面類型和結(jié)構(gòu)層位確定瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料的級配范圍。根據(jù)現(xiàn)有各種礦質(zhì)材料的篩析結(jié)果,用圖解法確定各種礦質(zhì)材料的配合比。根據(jù)選定的礦質(zhì)混合料類型相應(yīng)的瀝青用量范圍,通過馬歇爾試驗,確定最佳瀝青用量。根據(jù)高速公路用瀝青混合料要求,對礦質(zhì)混合料的級配進(jìn)行調(diào)整,瀝青用量進(jìn)行水穩(wěn)定性檢驗和抗車轍能力校核。試設(shè)計該高速公路瀝青混凝土路面用瀝青混合料的配合組成。1.礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計①確定瀝青混合料類型。已知道路等級為高速公路,路面類型為瀝青混凝土,路面結(jié)構(gòu)層為三層式瀝青混凝土上面層,為使上面層具有較好的抗滑性,按表5-13選用細(xì)粒式密級配(AC-13)瀝青混凝土混合料。②確定礦質(zhì)混合料級配與范圍。細(xì)粒式密級配瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料級配范圍如表5-16所示。①礦質(zhì)混合料配合比計算。a.組成材料篩析試驗根據(jù)現(xiàn)場取樣,碎石、石屑、砂和礦粉等原材料篩分結(jié)果如表5-17所示。b.組成材料配合比計算。用圖解法計算組成材料配合比,如圖5-5所示。由圖解法確定各種材料用量為:碎石:石屑:砂:礦粉=37:38:17:8。各種材料組成配合比計算如表5-18所示。將表5-18計算得到的合成級配繪于礦質(zhì)混合料級配范圍圖(如圖5-6所示)中。圖5-5礦質(zhì)混合料配合比計算圖從圖5-6可以看出,計算結(jié)果的合成級配曲線接近級配范圍中值。圖5-6礦質(zhì)混合料級配范圍和合成級配圖c.調(diào)整配合比。由于高速公路交通量大,軸載重,為使瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性,合成級配曲線應(yīng)偏向級配曲線范圍的下限,為此應(yīng)調(diào)整配合比。經(jīng)過組成配合比的調(diào)整,各種材料用量為:碎石:石屑:砂:礦粉=43:35:15:7。此計算結(jié)果如表5-18所示(括號內(nèi)數(shù)字),并將合成級配繪于圖5-6中,由圖可看出,調(diào)整后的合成級配曲線為一光滑平順接近級配曲線下限的曲線。2.確定最佳瀝青用量(1)試件成型當(dāng)?shù)貧夂驐l件屬于1-4夏炎熱冬溫區(qū),采用70號瀝青。以預(yù)估瀝青用量為中值,采用0.5%間隔變化,與前計算的礦質(zhì)混合料配合比制備5組試件,按表5-3規(guī)定每面各擊實75次的方法成型。(2)馬歇爾試驗①物理指標(biāo)測定。按上述方法成型的試件,經(jīng)24h后測定其毛體積密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度等物理指標(biāo)。②力學(xué)指標(biāo)測定。測定物理指標(biāo)后的試件,在溫度60℃測定其馬歇爾穩(wěn)定度和流值。馬歇爾試驗結(jié)果如表5-19所示,并按表5-3的規(guī)定,將規(guī)范要求的高速公路用細(xì)粒式熱拌瀝青混合料的各項指標(biāo)技術(shù)列成表格(如表5-19所示),供對照評定。(3)馬歇爾試驗結(jié)果分析①繪制瀝青用量與物理—力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。根據(jù)表5-19馬歇爾試驗結(jié)果匯總表,繪制瀝青用量與毛體積密度、空隙率、飽和度、礦料間隙率、穩(wěn)定度、流值的關(guān)系圖,如圖5-7所示。圖5-7瀝青用量與馬歇爾試驗物理-力學(xué)指

標(biāo)關(guān)系圖②確定瀝青用量初始值OACl。根據(jù)圖5-7所示,對應(yīng)穩(wěn)定度最大值的瀝青用量a1=5.4%,對應(yīng)密度最大值的瀝青用量a2=6.0%,對應(yīng)規(guī)定空隙率范圍的中值的瀝青用量a3=5.1%,對應(yīng)瀝青飽和度范圍的中值的瀝青用量a4=4.9%。OACl=(a1+a2+a3+a4)/4=5.35%③確定瀝青用量初始值OAC2。根據(jù)圖5-7所示,各指標(biāo)符合瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)的瀝青用量范圍:OACmin=4.7%OACmax=5.3%OAC2=(OACmin+OACmax)/2=5.0%④通常情況下取OACl及OAC2的中值作為計算的最佳瀝青用量OAC。OAC=(OACl+OAC2)/2=5.4%⑤按公式計算最佳瀝青用量OAC,根據(jù)圖5-7所示,對應(yīng)的空隙率和VMA值滿足表5-4關(guān)于最小VMA值的要求。⑥調(diào)整確定最佳瀝青用量OAC。當(dāng)?shù)貙儆谘谉岬貐^(qū)的高速公路的重載交通路段,宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計算的最佳瀝青用量減小0.1%~0.5%作為設(shè)計瀝青用量,則調(diào)整后的最佳瀝青用量OAC=5.0%。(4)抗車轍能力校核以瀝青用量5.2%和5.0%制備試件,進(jìn)行車轍試驗,試驗結(jié)果如表5-20所示。根據(jù)表5-20所示的試驗結(jié)果可知,OAC=5.2%和OAC=5.0%兩種瀝青用量的動穩(wěn)定度均大于1000次/mm(1-4區(qū)要求值),符合高速公路抗車轍的要求。(5)水穩(wěn)定性檢驗同樣,以瀝青用量5.2%和5.0%制備試件,按規(guī)定的試驗方法進(jìn)行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗,試驗結(jié)果如表5-21所示。由表5-19可知,OAC=5.2%和OAC=5.0%兩種瀝青用量的浸水殘留穩(wěn)定度均大于80%,凍融劈裂強度比均大于75%,符合水穩(wěn)定性的要求。由以上結(jié)果得出,瀝青用量為5.0%時,水穩(wěn)定性符合要求,且動穩(wěn)定度較高,抗車轍能力較強,所以最佳瀝青用量為5.0%。5.3其他瀝青混合料5.3.1冷鋪瀝青混合料冷鋪瀝青混合料也稱常溫瀝青混合料,是指礦料與乳化瀝青或稀釋瀝青在常溫狀態(tài)下拌和鋪筑的瀝青混合料。這種混合料一般比較松散,存放時間達(dá)3個月以上,可隨時取料施工。1.組成材料冷鋪瀝青混合料中對礦料的要求與熱鋪瀝青混合料大致相同。冷鋪瀝青混合料中的瀝青可采用液體石油瀝青、乳化瀝青、軟煤瀝青等,我國普遍采用乳化瀝青。乳化瀝青用量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗以及交通量、氣候、石料情況、瀝青標(biāo)號、施工機械條件等確定,一般情況下瀝青用量較熱拌瀝青碎石混合料減少15%~20%。2.技術(shù)性能(1)混合料壓實前的性能混合料壓實前的性能常溫條件下,冷拌冷鋪瀝青混合料在道路鋪筑前保持疏松,易于施工,不易結(jié)團。冷拌冷鋪瀝青混合料,不能在道路修筑時達(dá)到完全固結(jié)壓實的程度,而是在開放交通后,在車輛的作用下逐漸固結(jié)起來,達(dá)到要求的密實度。(2)冷拌冷鋪混合料在鋪筑壓實后的性能冷拌冷鋪混合料在鋪筑壓實后的性能抗壓強度水穩(wěn)定性以標(biāo)準(zhǔn)試件(高h(yuǎn)=50mm,直徑d=50mm的圓柱體)在溫度20℃時的極限抗壓強度值表示。將混合物置于溫度為60℃的干燥器內(nèi)4h后,放在壓力機內(nèi)加壓40MPa制成試件,將成型試件在溫度為22℃,50℃時進(jìn)行壓力試驗。測其抗壓強度應(yīng)滿足下列要求:當(dāng)溫度為22℃時抗壓強度不低于3MPa,當(dāng)溫度為50℃時,抗壓強度不低于0.5MPa。水穩(wěn)性以標(biāo)準(zhǔn)試件在常溫下,經(jīng)真空抽氣

lh后的飽水率表示。其飽水率在3%~6%之間。3.應(yīng)用乳化瀝青碎石混合料適用于一般道路的瀝青路面面層,也適用于修補舊路坑槽及舊路改建的加鋪層。對于高速公路、一級公路、城市快速路、主干路等,冷鋪瀝青混合料只適用于瀝青路面的聯(lián)結(jié)層或平整層。5.3.2橋面鋪裝層材料對于大中型水泥混凝土橋,為保護(hù)橋面板,應(yīng)在上面鋪筑瀝青鋪裝層。鋪裝層應(yīng)具有與瀝青混凝土橋面良好的黏滯性,能防滲、抗滑以及有較高抵抗振動變形的能力。瀝青鋪裝層由黏層、防水層、保護(hù)層及瀝青面層組成,總厚度為6~10cm。對潮濕多雨、縱坡度較大或設(shè)計車速較高的橋面還應(yīng)加設(shè)抗滑表層。下面分述如下。橋面鋪裝層材料黏層防水層保護(hù)層瀝青面層黏層瀝青可采用快裂的灑布型乳化瀝青,或快、中凝液體石油瀝青,煤瀝青,其種類、標(biāo)號應(yīng)與面層所使用瀝青相同。其厚度宜為1.0~1.5mm,可做瀝青涂膠類下封層,用高分子聚合物涂刷或鋪設(shè)瀝青防水卷材。其厚度宜為1.0cm,主要為防止損傷防水層而設(shè)置。一般采用AC-10或AC-5型瀝青混凝土或單層式瀝青表面處治??刹捎酶邷胤€(wěn)定性好的AC-16或AC-20型中粒式熱拌熱鋪瀝青混凝土混合料鋪筑。面層所用瀝青最好為改性瀝青。5.3.3水泥混凝土路面接縫材料——瀝青膠水泥混凝土路面,須修筑縱向和橫向的接縫,以防受溫度的影響使路面破壞。為了使路表水不致滲入接縫而降低路面基層的穩(wěn)定性,就必須在這些縫的上部或全部用防水性材料瀝青膠充填。1.瀝青膠的特性瀝青膠的特性瀝青膠具有足夠的彈性、柔韌性和黏滯力。瀝青膠在低溫條件下,受荷載的作用不產(chǎn)生脆裂。瀝青膠具有較高的軟化點(60~85℃)。在高溫條件下,瀝青膠不因軟化膨脹而擠出,能夠適應(yīng)混凝土路面接縫間距離的變化。2.瀝青膠的配合組成水泥混凝土填縫用瀝青膠由瀝青、石粉、石棉屑和橡膠屑配制而成。3.瀝青膠的制備瀝青膠的特性首先將瀝青脫水加熱至140~160℃。稱取各組成材料拌和均勻。摻有橡膠屑或橡膠粉的瀝青膠,應(yīng)先將橡膠預(yù)先溶于有機溶劑中或與少量瀝青溶解,然后拌和。填縫用瀝青膠亦可制成預(yù)制條,在水泥混凝土攤鋪切割溫度縫后進(jìn)行安裝,然后將瀝青膠燙平。5.3.4乳化瀝青稀漿封層混合料乳化瀝青稀漿封層混合料是用適當(dāng)級配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)與乳化瀝青、外加劑和水,按一定比例拌和而成的流動狀態(tài)的瀝青混合料,將其均勻地攤鋪在路面上形成瀝青封層。1.乳化瀝青稀漿封層混合料的組成混合料的組成集料乳化瀝青填料水集料必須是堅硬、耐磨、無風(fēng)化并且表面干凈的堿性礦料。細(xì)集料可采用機制砂或石屑,不得使用天然砂。常用陽離子慢凝乳液??刹捎寐鸦蛑辛训陌韬托腿榛癁r青,國外多采用改性瀝青。為提高集料的密實度,需摻加石灰或粉煤灰和石粉等小于0.075mm的粉料。為潤濕集料,使稀漿混合料具有要求的流動度,需摻加適量的水。為調(diào)節(jié)稀漿混合料的和易性和凝結(jié)時間,需添加各種助劑,如氯化銨化鈉、硫酸鋁等。外加劑2.乳化瀝青稀漿封層混合料的配合比設(shè)計乳化瀝青稀漿封層混合料的配合比設(shè)計,主要是根據(jù)不同的用途要求由室內(nèi)試驗而定。應(yīng)滿足稀漿封層厚度、抗磨耗、抗滑、龜網(wǎng)裂處治、稠度、易拌和攤鋪、初凝時間等性能要求。在實際操作中,一般是先根據(jù)需要初步確定配合比范圍,然后進(jìn)行稠度、凝結(jié)時間、養(yǎng)護(hù)時間、濕輪跡等試驗來檢驗配合比是否符合要求,若不符合要求則需調(diào)整配合比,直至符合要求為止。3.乳化瀝青稀漿封層混合料的應(yīng)用由于稀漿封層具有防水、防滑、耐磨、平整及恢復(fù)路面表面功能的作用,因此,它既可作為新建、改建路面的表面磨耗層,又可作為維修舊路面病害的加鋪層,可以處理路面早期病害,如磨損、老化、細(xì)小裂縫、光滑、松散等,延長路面使用壽命。5.4新型瀝青混合料5.4.1瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)是由高含量粗集料、高含量礦粉、較大瀝青用量、低含量中間粒徑顆粒組成的骨架密實結(jié)構(gòu)型瀝青混合料。除使用這些常用材料外,有時瀝青改性劑、纖維等也是SMA的重要組成成分。(1)SMA的優(yōu)點SMA的優(yōu)點抗車轍能力高。優(yōu)良的抗裂性能。良好的耐久性能。較好的抗滑性能。經(jīng)濟效益好。攤鋪和壓實性能好。(2)SMA組成材料要求①集料。集料應(yīng)為軋碎的不吸水硬質(zhì)石料,最大粒徑為16~19mm,有時甚至高達(dá)25mm,形狀接近正方體,表面粗糙,通過4.75mm篩孔的含量控制在25%~28%范圍內(nèi),嚴(yán)格限制軟石含量。集料的力學(xué)性能如耐磨耗性、壓碎性、耐磨光性等要高于瀝青混凝土的要求,幾何特性應(yīng)具有近似的立方體形狀和粗糙的紋理,針片狀顆粒含量盡可能低。某些酸性石料亦可用于瀝青瑪蹄脂碎石混合料。但礦粉應(yīng)由石灰?guī)r類堿性石料磨制而成。②礦質(zhì)填料。0.075mm通過率在8%~13%之間,不含有機雜質(zhì),塑性指數(shù)不大于4。③瀝青。SMA混合料采用的瀝青較黏稠,以適應(yīng)其高瀝青含量的低流淌性。一般使用針入度等級在AH-90以下的道路石油瀝青。在寒冷地區(qū),采用此范圍內(nèi)較大針入度的瀝青時,還應(yīng)考慮其瀝青改性;在其他地區(qū),應(yīng)使用較黏稠的瀝青。SMA的瀝青用量比瀝青混凝土的用量要高,這主要是由于混合料中的礦粉用量較高的原因。在實際設(shè)計和鋪筑中,聚合物改性瀝青在SMA中的用量范圍為5.0%~6.5%。而當(dāng)有有機或礦質(zhì)纖維作為穩(wěn)定劑時,瀝青用量一般較高,可達(dá)5.5%~7.0%,甚至更高。如果含有聚合物的改性瀝青瑪蹄脂的最佳瀝青用量是5.7%,對同種混合料加入礦質(zhì)纖維的,瀝青用量增加約0.3%;在加入有機纖維時,瀝青用量增加約0.6%,即最佳瀝青用量為6.3%。④穩(wěn)定劑——纖維。穩(wěn)定劑在SMA中的作用,一是穩(wěn)定瀝青,二是改善低溫路面性能和抗滑性。有機纖維目前主要采用木質(zhì)纖維素。纖維的用量一般為集料質(zhì)量的0.3%~0.6%。在纖維與瀝青黏滯力較好的前提下,纖維的引入將有助于混合料抗拉強度的增加和抗滑能力的提高。(3)SMA配合比設(shè)計SMA配合比設(shè)計的任務(wù)就是確定骨架和瑪蹄脂部分各種材料的規(guī)格和比例,以保證真正形成粗集料骨架,骨架間又恰到好處地填充瑪蹄脂,瑪蹄脂也能真正發(fā)揮使混合料成為整體的膠結(jié)作用。SMA混合料必須規(guī)定有充分的礦料間隙率和最小瀝青用量這兩個關(guān)鍵性技術(shù)指標(biāo)。SMA材

料選擇確定具有良好嵌擠的粗集料的級配確定所選擇級配的最小礦料間隙率值及最小瀝青用量選擇最佳瀝青用量,確認(rèn)混合料空隙率評價SMA的水穩(wěn)定性和滲漏情況(4)SMA混合料的施工SMA混合料試件的擊實溫度高于普通瀝青混凝土,同樣,SMA混合料攤鋪后的壓實溫度也要高,一般出料溫度160~170℃,終壓溫度為140~150℃,所以,混合料應(yīng)隨鋪隨壓。在同樣面層厚度下,SMA混合料松鋪厚度小于普通瀝青混凝土。5.4.2多孔隙瀝青混凝土表面層多孔隙瀝青混凝土表面層或多孔隙瀝青混凝土磨耗層(PAWC)在一些國家又稱開級配瀝青混凝土磨耗層(OGFC)或透水瀝青混凝土磨耗層。多孔隙瀝青混凝土壓實后空隙率在15%~30%之間,從而在層內(nèi)形成一個水道網(wǎng)。1.技術(shù)性能特點技術(shù)性能特點降低噪聲??够芰?。減少行車引起的水霧。耐久性較差。多孔隙瀝青混凝土瀝青含量允許變動范圍較小。2.混合料組成和設(shè)計多孔隙瀝青混合料組成設(shè)計要求:保證混合料壓實后具有較大空隙率;結(jié)合料不被氧化,具有較高耐久性;易于拌和、攤鋪和壓實;與普通瀝青混凝土一樣要求高強度、高穩(wěn)定性、表面抗滑性好等。①組成材料的選擇。應(yīng)采用堅固、耐久、高強度(集料壓碎值不大于20%)、低扁平指數(shù)和高磨光值的碎石。結(jié)合料耐久性好,與填料和細(xì)料混合后應(yīng)有足夠的黏滯度,以防施工中結(jié)合料流失。采用聚合物、廢橡膠粉或纖維等添加劑可加強耐久性、改善抗形變和抗疲勞能力和預(yù)防瀝青流失。填料用熟石灰比用石灰石粉更好。3.應(yīng)用由于PAWC既有利于環(huán)境,又有利于交通安全,所以從20世紀(jì)70年代末以來,在國外高等級公路上得到較多的應(yīng)用,如要求低噪音的高速公路,都盡可能地使用PAWC。②合適級配的選擇。選定的礦料級配應(yīng)使用孔隙率大于20%的混合料。通常采用在2.36mm到9.5mm之間的間斷級配的礦料,間斷的量值取決于所用結(jié)合料和設(shè)計的空隙率。為達(dá)到目標(biāo)空隙率,級配中應(yīng)含高比例的粗集料,大于4.75mm的礦料含量宜超過75%,填料含量為2%~5%,具體取決于所用結(jié)合料。5.4.3多碎石瀝青混凝土(SAC)1.定義4.75mm(方孔篩)或5mm(圓孔篩)以上碎石含量占主要部分的密級配瀝青混凝土稱多碎石瀝青混凝土。當(dāng)前使用的多碎石瀝青混凝土礦料組成中,4.75mm方孔篩以上的碎石含量為60%(范圍中值)。2.技術(shù)性能為了保持大量車輛在高速公路上能安全舒適地高速通行,瀝青面層必須有良好抗滑性能。面層不但要有較高的摩擦系數(shù),而且要有較深的表面構(gòu)造深度和較小的透水性。表面構(gòu)造深度達(dá)不到要

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