PDF版13A型瀝青混凝土配合比設(shè)計

1、. 【PDF版】13A型瀝青混凝土配合比設(shè)計【HTML版】摘 要 京高速公路國段路面施工采用A K13A型抗滑表層瀝青混合料,保證了工程質(zhì)量.關(guān)鍵詞 瀝青混合料 設(shè)計方法 級配 抗滑表層1 前言京高速公路國段全長169. 5km,全線路面工程共分在8個標(biāo)段.1997年11月,原路面施工圖設(shè)計路面面層構(gòu)造為:下面層采用7cm厚A C- 30I型瀝青混凝土;中面層采有5cm厚A C- 20V型瀝青混凝土;上面層即抗滑層采用4cm厚瀝青瑪碲脂碎石混合料(簡稱SM A).1998年12月25日,經(jīng)研究決定抗滑層取消SM A,改為A K- 13B,中面層瀝青混合料類型由A C20V型改成A C20I型下

2、面層瀝青混合料類型不變.1999年5月7日,路面外表抗滑層準(zhǔn)備采用SS13型,但考慮到SS13型瀝青混合料級配圍較窄,施工較難控制,適當(dāng)放寬了級配圍,取消SS13型,除8標(biāo)采用A K- 16A型外,其它各標(biāo)段改為A K13A型瀝青混凝土抗滑表層,且瀝青混凝土抗滑表層的材料要求,瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo),抗滑表層的瀝青選用,相對于“公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)“(J TJ03294) (以下簡稱“規(guī)“)要求做了局部調(diào)整和改良.本文以京高速公路路面一標(biāo)瀝青混凝土拌和廠為例,針對A K13A型瀝青混合料配合比設(shè)計,在特定條件和特殊要求下,詳細(xì)說明其具體設(shè)計步驟和做法,并談?wù)剛€人的看法,供廣闊讀者在今后工作中參

3、考.2 A K13A瀝青混凝土抗滑表層構(gòu)造技術(shù)指標(biāo),材料及施工要求(1)A K13A瀝青混凝土抗滑表層構(gòu)造的技術(shù)指標(biāo).A,路面橫向力系數(shù)SFC54或路面抗滑值(擺值FB)45(竣工后第一個夏季測定).B,路面整體彎沉值LR設(shè)計值0. 219mm.C,平整度: 3m連續(xù)式平整度儀測定標(biāo)準(zhǔn)差D 5. 05. 5流值(0. 1mm)20402040空隙率(%)41035瀝青飽和度(%)60756575浸水殘留穩(wěn)定度(%) 7075注:A,凍融劈裂殘留穩(wěn)定度70% B,混合料礦料間隙率(VM A)不宜小于15%.(3)A K13A瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(見表1).(4)A K13A瀝青混凝土抗滑

4、表層施工要求.A,壓實度98%B,空隙率 150轉(zhuǎn)化點(diǎn)(環(huán)球法)()425248密度(15)(g cm3)實測記錄1. 03蓬膜加熱試驗1635h質(zhì)量損失不大于(%)1. 00. 25針入度比不小于(%)5075. 6延度(25)不小于(%)50 150延度(15) (cm)實測記錄1154 目標(biāo)配合比設(shè)計階段(1)結(jié)合工地實際情況,采用PC1500計算機(jī)自編程序,電算法進(jìn)展試配調(diào)整,尤其要使4.75mm,2. 36mm,0. 075mm三檔的篩孔通過率盡量接近“規(guī)“要求圍的中值.表3 粗集料質(zhì)量規(guī)格指 標(biāo)“規(guī)“規(guī)定(高速公路)碎石規(guī)格(mm)1015510石料壓碎值不大于(%)2811. 7

5、洛杉磯磨耗損失不大于(%)3017. 6視密度不小于(t m3)2. 502. 62 2. 61吸水率不大于(%)2. 01. 6對瀝青的粘附性不小于4級4級鞏固性不大于(%)120. 8針片狀含量不大于(%)156. 6 8. 9水洗法 0. 075mm顆粒含量不大于(%)10. 5軟石含量不大于(%)51. 0石料磨光值不小于(B PN)4244. 2石料沖擊值不大于(%)287. 8經(jīng)過多種方案比擬,計算確定礦料級配組成如下:1015mm碎石; 510mm碎石;石屑:細(xì)砂;礦粉= 40: 28: 18: 7: 7,合成級配結(jié)果見表4,均符合“規(guī)“要求.4. 57mm通過量偏低,應(yīng)適當(dāng)提高

6、1.18mm通過量.(2)馬歇爾試驗根據(jù)“規(guī)“D7表所列的瀝青用量及實踐經(jīng)歷,估計適宜的瀝青用量為50% ,以此為中值在4%6%圍按0. 5%間隔變化,取5個不同的瀝青用量,用小型拌和機(jī)與礦料拌和,按規(guī)定的擊實次數(shù)成型馬歇爾試件.按“規(guī)“B. 4. 2規(guī)定的試驗方法,測定試件的密度,并計算空隙率,瀝青飽和度,礦料間隙率等物理指標(biāo),進(jìn)展體積組成分析,其具體結(jié)果如表5.表4 礦質(zhì)混合料配合比計算表篩孔(mm)1015mm40%510mm28%石屑18%細(xì)砂7%礦粉7%合成級配“規(guī)“要求“規(guī)“中值16. 013. 29. 54. 752. 361. 180. 60. 30. 150. 075通過百分

7、率%083. 810093. 5901009512. 89864. 660807013. 610035. 8305341. 50. 973. 627. 520403034. 510020. 4153022. 519. 497. 417. 3102316. 59. 251. 810012. 371812. 55. 218. 499. 99. 25128. 52. 14. 686. 56. 8486根據(jù)“規(guī)“附錄B. 4,B. 5,計算最正確瀝青用量及油石比:按最大密度的瀝青用量a1,最大穩(wěn)定度的瀝青用量a2,規(guī)定空隙率中值的瀝青用量a3確定最佳瀝青用量的初始值OA C1=(a1+a2+a3) 3

8、= 4.8%.按各項指標(biāo)全部合格的瀝青用量圍OA Cm in_OA Cm a*,求取中值OA C2=(OA Cm in+OA C2m a*) 2= 4. 4%01 遼 寧 交 通 科 技 2000. 81995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表5 A K13A目標(biāo)配合比馬歇爾試驗結(jié)果瀝 青含量%理論密度(g cm3)實測密度(水中重法) (g cm3)空隙率(%)飽合度(%)礦料間隙率(%)穩(wěn)定度(kN)流 值(0. 1mm)42. 4862. 3336. 1358. 714. 856. 29

9、25. 14. 52. 4692. 3554. 6168. 114. 456. 5927. 152. 4532. 3703. 3776. 514. 337. 0128. 75. 52. 4372. 3682. 8280. 914. 816. 6430. 962. 4212. 3642. 3784. 615. 366. 2934. 5表6 馬歇爾試驗結(jié)果油石比%理論密度(g cm3)實測密度(g cm3)空隙率(%)礦料間隙率(%)飽和度(%)穩(wěn)定度(kN)流 值(0. 1mm)浸水時間(h)殘留穩(wěn)定度(%)4. 82. 4592. 3613. 8914. 4872. 56. 5924. 60.

10、 54. 82. 4592. 3554. 2314. 7071. 22. 9824. 94890. 74由此確定最正確瀝青用量OA C= 4. 6%相應(yīng)最正確石油比= 4. 8%(3)水穩(wěn)定性檢驗按照最正確油石比4. 8% ,重新制作兩組試件,進(jìn)行馬歇爾試驗及48h浸水馬歇爾試驗,對瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)展驗正,結(jié)果如表6.浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度為90. 74% ,符合不得小于75%的設(shè)計要求.(4)高溫穩(wěn)定性檢驗按“規(guī)“7. 4. 3條規(guī)定:對于高速公路的上面層和中面層的瀝青混凝土混合料進(jìn)展配合比設(shè)計時,應(yīng)通過車轍試驗機(jī)對抗車轍能力進(jìn)展檢驗,在溫度60輪壓0. 7M Pa條件下進(jìn)展車轍試驗動穩(wěn)

11、定度不小于800次 mm.因此由馬歇爾試驗設(shè)計的配合比并不能直接作為目標(biāo)配合比,對上述設(shè)計的級配及油石比的瀝青混合料進(jìn)展車轍試驗,動穩(wěn)定度為906次 mm,符合要求.最初幾種配合比方案的動穩(wěn)定度未到達(dá)要求,采取措施主要有增加礦粉用量,增加粗集料用量,減少瀝青用量等,這幾種措施中,效果最明顯的是瀝青用量對動穩(wěn)定度的影響,試驗說明:在上述礦料配合比不變的前提下,油石比4. 4%時,動穩(wěn)定度為1615次 mm,油石比4. 8%時,動穩(wěn)定度為906次 mm.5 生產(chǎn)配合比設(shè)計階段目標(biāo)配合比設(shè)計完成以后,應(yīng)根據(jù)拌和廠采用的拌和機(jī)進(jìn)展生產(chǎn)配合比設(shè)計.本工程采用日本產(chǎn)NA PU1000型拌和機(jī),首先根據(jù)級配

12、類型選擇振動篩的等效篩孔為20mm, 12mm, 9mm四級,從二次篩分后進(jìn)入各熱料倉的材料取樣進(jìn)展篩分,與目標(biāo)配合比設(shè)計一樣進(jìn)展礦料級配計算,篩分的結(jié)果及計算得到的配合比方表8所示,各熱料倉取樣測定視密度如表7.表7 各熱料倉材料視密度試驗結(jié)果熱料倉4#倉3#倉2#倉1#倉粒徑(mm)2012129953. 553. 5以下視密度(g cm3)2. 622. 622. 612. 66設(shè)計的礦料級配為:4 #倉(2012): 3#倉(129): 2#倉(953. 5): 1#倉(53. 5以下):礦粉= 30: 11: 28: 25: 6表8 抗滑表層各熱料倉篩分結(jié)果及配比篩孔(mm)4#倉(

13、30%)3#倉(11%)2#倉(28%)1#倉25%)礦粉(6%)合成級配(生產(chǎn)配合比)“規(guī)“要求(%)1. 610010010013. 269. 910010091. 0901009. 54. 639. 89810064. 260804. 750. 422. 198. 436. 830532. 361. 589. 128. 720401. 1856. 120. 115300. 640. 816. 210230. 323. 810012. 07180. 1511. 299. 98. 85120. 0754. 386. 56. 34811 第23卷 第4期 文孝,王鐵濱,兆輝:A K13A型瀝青

14、混凝土配合比設(shè)計1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表9 生產(chǎn)配合比馬歇爾試驗結(jié)果瀝青用量(%)理論密度(g cm3)實測密度(g cm3)空隙率(%)飽和度(%)礦料間隙率(%)穩(wěn)定度(KN)流值(0. 1mm)4. 32. 4672. 3385. 265. 214. 965. 9820. 14. 62. 4582. 3404. 868. 515. 256. 2125. 04. 92. 4482. 3394. 471. 715. 526. 7027. 0在確定各熱料倉的材料比例的同時,要

15、反復(fù)調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例,以到達(dá)供料均衡,并取目標(biāo)配合比設(shè)計的最正確瀝青用量4. 6%,4. 3%,4. 9%等三個瀝青用量進(jìn)展馬歇爾試驗,確定生產(chǎn)配合比的最正確瀝青用量.根據(jù)表9試驗結(jié)果,考慮到目標(biāo)配合比設(shè)計最佳瀝青用量4. 6% ,結(jié)合以往的實踐經(jīng)歷,決定采用瀝青用量4. 8%(油石比5. 0%).作為生產(chǎn)配合比的建議值,供試拌鋪筑試驗段,該拌和機(jī)拌和能力為每鍋1000kg,因此各熱料倉的用量分別為:4#倉(2012): 1000(1 - 4. 8%)30% =286kg3#倉(129): 1000(1 - 4. 8%)11% =105kg2 #倉(953. 5): 1000(1- 4. 8

16、%)28%= 267kg1 #倉(53. 5以下): 1000(1 - 4. 8%)25% = 238kg礦粉: 1000(1_ 4. 8%)6% = 57kg瀝青: 10004. 8% = 48kg6 生產(chǎn)配合比驗證階段目標(biāo)配合比報告,生產(chǎn)配合比報告完成以后,應(yīng)先報請駐地辦,總監(jiān)辦,前線工程指揮部審批,在此期間應(yīng)會同設(shè)計,監(jiān)理,施工等有關(guān)單位的專家一起進(jìn)展對混合料礦料級配及油石比的會審,發(fā)表意見,報告批準(zhǔn)后,施工單位選定好試驗段,并按此配合比進(jìn)展試拌試鋪,各方面技術(shù)人員到現(xiàn)場觀察攤鋪,碾壓過程和成型混合料的外表狀況,鑒定混合料的級配及油石比狀況,提出調(diào)整意見,另一方面,實驗室人員配合攤鋪現(xiàn)場

17、,分別在拌和廠和攤鋪同時采集瀝青混合料試拌,進(jìn)展抽提試驗,檢驗實際礦料級配和油石比是否合格;制備試件進(jìn)展馬歇爾試驗和浸水馬歇爾試驗,檢驗是否符合設(shè)計要求,同時,按照“規(guī)“關(guān)于鋪筑試驗段的要求,進(jìn)展各種常規(guī)試驗.實驗室在第一次取樣馬歇爾試驗后發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定度,流值,瀝青飽和度符合設(shè)計要求,空隙率稍大,但未超標(biāo),抽提篩分顯示,實際礦料級配接近設(shè)計級配,但油石比到達(dá)4. 8% ,屬拌和機(jī)控制上偏小所致.第二次取樣,礦料級配及馬歇爾指標(biāo)均符合設(shè)計要求,同時還進(jìn)展浸水馬歇爾試驗,殘留穩(wěn)定度為91. 5% ,滿足要求,A K13A生產(chǎn)配合比經(jīng)歷證是可行的,工程質(zhì)檢人員據(jù)此編寫了生產(chǎn)配合比報告及試驗路段施工總結(jié)報

18、告,經(jīng)監(jiān)理及前線指揮部批準(zhǔn),最終施工單位的標(biāo)準(zhǔn)配合比方下:(1)各熱倉比例:4 #倉(2012): 3#倉(129): 2#倉(933. 5): 1#倉(53. 5以下):礦粉= 30: 11: 28: 25: 6(2)施工過程中礦料級配,各粒經(jīng)集料波動圍,要滿足“規(guī)“表E. 2的要求,特別要注意交工驗收時,礦料級配實測值必須符合在設(shè)計級配圍.(3)設(shè)計油石比5. 0% ,相應(yīng)瀝青用量為4. 8% ,其施工容許誤差不得超過+ 0. 3% , - 0. 2%.7 完畢語目前,京高速公路至山海關(guān)段已經(jīng)竣工通車數(shù)月,實踐證明,路面各構(gòu)造層配合比設(shè)計是合理的.施工過程中每天按規(guī)定進(jìn)展了大量馬歇試驗,抽提試