（交通运输工程专业论文）superpave沥青混合料应用技术研究.pdf

中文摘要 以苏嘉杭高速公路南段5 4 公里上、中、下三层s u p e r p a v e 沥青路面的施工为依托， 从级配设计、材料选择和试验、施工实践和实验方法等方面进行研究分析。 在级配设计时，以体积设计法代替传统的马歇尔设计法，并引入控制点和禁区，对 于s u p l 3 上面层沥青混合料的设计，根据工程实际，即在特重交通量的情况下，对美国 的s u p l 3 级配范围进行调整，分析级配的合理与否时采用贝雷法进行评价。 材料试验时对胶结料的选择进行了详尽的分析，主要通过p g 分级的方法来合理地 选择胶结料，粗细集料的选用时，通过提高关键指标的控制标准来提高沥青混合料的质 量，同时，通过引入集料有效相对密度的概念，使最大理论密度的计算和沥青用量的选 定更趋准确。 施工实践中采用进口的, g c p 4 0 0 0 沥青拌和楼，并就沥青混合料的拌和工艺? 碾压 方案和温度掌握作了重点的控制，并与a c 型沥青路面进行比较。 实验方法采用了马歇尔击实仪代替旋转击实仪进行混合料设计和施工过程控制，解 决了旌工单位s u p e r p a v e 沥青混合料应用和旋转击实仪极不普及的矛盾，为s u p e r p a v e 沥青路面的推广应用提供了一定的设计、旗工、实验等的控制指标。 关键词 s u p e r p a v e 沥青混合料级配设计材料试验施工 a b s t r a c t p r a c t i c a lt e c h n o l o g yr e s e a r c ho fs u p e r i o rp e r f o r m a n c e a s p h a l tp a v e m e n t i sb a s e d o nt h ee x p e r i m e n to f t h es o u t h e r ns e c t i o no f s u j i a - h a n ge x p r e s s w a y t h e r e s e a r c hi n c l u d e s s u p e r p a v ep r o j o c t ，c h o i e i n g m a t e r i a l s ，e x p e r i m e n t a n d p r a c t i c e i n c h o i c i n g m a t e r i a l s c o m p o n e n t ，c o n t r o lp o i n t ，d e s t r i c t e d z o n ea n dm e t h o do f b a i l e y a l e a d o p t e d a s p h a l tc h o i c i n g i s a n a l y s e dd e t a i l e d l y t h eq u a l i t yo fs u p e r p a v e a s p h a l t m i x t u r em a t e r i a li sc o n t r o l l e de f f e c t i v e l yb y i m p r o v i n g t h es t a n d a r do f q u a l i t y a b o u tm a t e r i a l s m p r a c t i c i n g ，a c p 4 0 0 0 i su s e da n d m a j o rt e c h n o l o g yi s m i x t u r et e m p e r a t e a n d p a v e m e n tp r e s s i n g t h e ns u p e r p a v e m i x t u r ei s c o m p a r e d w i t ha cm i x t u r e m a r s h e l li n s t r u m e n ti ss t i l lu s e d t o - p e r f o r m a l lk i n d so fe x p e r i m e n t ，t h e s e e x p e r i m e n t i n c l u d et h e p r o j o c t o f s u p e r p a v ea s p h a r m i x t u r ea n d p r a c t i c a l c h e c k i n g e x p e r i m e n t k e yw o r d s ：s u p e r p a ) c ea s b p h a l t m i x t u r e p r 0 4 0 c t m a t e r i a l e x p e r i m e n t p r a c t i c e i i 东南大学学位论文独创- l 生声明 本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含 其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构 的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均 己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 研究生签名： 纱；t 夕缮 东南大学学位论文使用授权的声明 东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位 论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人 电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论 文被查阅和借阅，可以公布i 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公布( 包 括刊登) 授权东南大学研究生院办理。 研究生签名 。加；斗3 - 第一章绪论 s u p e r p a v e 沥青混合料应用技术研究 第一章绪论 1 1 我国高速公路沥青路面发展情况 九十年代以来，我国高速公路建设进入了快速阶段，至1 9 9 9 年底高速公路通车总 里程为1 1 6 万公里，居世界第四位，其中在建高速公路1 5 7 万公里，全部建成后的高 速公路总里程将仅次于美国，而居世界第二位。 我国的上海、江苏、北京、山东、广东、辽宁等地区是高速公路建设发展较快的地 区。1 9 8 8 年1 0 月，长度为1 8 5 公里的上海沪嘉高速公路的建成通车，实现了我国高速 公路零的突破，】9 9 0 年9 月1 日，总长3 7 5 公里的沈大高速公路通车，拉开了全面建设 高速公路的序幕。 高速公路的迅猛发展带来了沥青路面技术的发展，主要的方面包括设计、试验、施 工、设备、材料等。设计方面，开始采用新型的沥青路面结构，如：高性能沥青砼 ( s u p e r p a v e ) 、沥青碎石玛蹄脂( s m a ) 、沥青碎石基层等；试验方面，吸收、引进国 外先进的试验检测设备，如采用旋转压实仪进行沥青混合料配合比的设计或验证等：施 工和设备方面，基本采用了大型沥青混合料拌和设备，每小时生产量在3 0 0 吨以上，除 引进国外进口设备外，我国的西安、江苏徐州等地已开始自主开发、生产各种科技含量 高的沥青路面施工设备，如摊铺机、沥青拌和楼、压实设备等，所生产的产品已完全满 足高速公路的施工要求，填补了我国在沥青施工设备生产e 的空白；材料方面，已使用 了优质石料、优质重交通沥青、改性沥青、彩色沥青等，特别是沥青方面，已逐步借鉴 美国公路战略计划( s h r p ) 沥青与沥青混合料路用性能成果的思路进行沥青路用性能 气侯分区，并结合我国气侯及水文地质条件选择合适的沥青胶结料性能等级，相比于原 来的根据地区、气候选定沥青标号而言，是一大进步，另一方面，在石料上，首先是加 工工艺得到了进一步的革新和提高，厂家大量采用先进的石料破碎设备，如圆锥式、反 击式破碎机，作业区采用除尘、冲洗装置，最大限度降低石料的粉尘、泥土含量，其次 是在细集料上，开始以洁净、级配好的机制砂替代原来的细料，大大提高了沥青混合料 的质量。 东南大学硕士学位论文 但是，高速公路的迅速发展也带来了另外一些问题，有些公路建成通车不久；短则 几个月，长则2 3 年，沥青路面就出现损坏现象：炎热季节在重车作用下造成车辙、泛 油；冬季低温开裂；雨季出现坑槽和松散：路表抗滑性能下降等。造成这些问题的原因 是多方面的，如设计的标准与道路的实际使用情况不吻合；施工工艺不尽完善；施工、 监理的试验检测评判标准不尽合理；沥青路面规范的滞后：道路车辆的超载、超限情况 有禁不止等，因此研究具有优良路用性能、耐久性好，技术上又经济可行的新型沥青混 合料，对提高路面工程的质量和技术水平有重大意义。 1 2 s u p e r p a v e 高性能沥青砼路面在我国的应用 1 9 8 7 年，美国公路战略研究计划( s h r p ) 开始研究沥青混合料设计系统，最终建 立了一套s u p e r p a v e 试验系统，即s _ u p e r i o rp e r f o r m a n c ea s p h a l t p a v e m e n t ( 高性能沥青 路面) 的简称，制定了一种新的沥青混合料试验设计方法、。 近年来，s u p e r p a v e 在我国正逐步地得到了发展。江苏省交通科研院引进美国 s u p e r p a v e 沥青、沥青混合料试验设备和有关技术标准，针对翻即沥青胶结料和沥青混 合料进行了大量的室内试验，先后完成了沪宁高速公路沥青和沥青混合料路用性能的评 估、镇海炼油厂a h - - 7 0 # 沥青p g 等级评定、泰州石化总厂a h 一7 0 和a h 一9 0 重交沥 青l a g 等级评定t 重庆交通科研院四种改性沥青p g 等级评定和广州交通科研所研制的 改性沥青p g 等级评定、壳牌石油公司的p g 等级测定。在大量的室内试验基础上，江 苏省着手结合实体工程进行s u p e r p a v e 沥青混合料设计与生产。 1 9 9 9 年，同济大学在上海浦东环南大道进行了8 0 0 米的试验路，2 0 0 0 年，江苏省 交通科研院在京珠高速公路湖北段参与施工了中下面层的试验路，同年，在江苏淮江高 速公路淮阴连接线；修筑了7 k n 路面，2 0 0 1 年，在江苏省连徐高速公路修建长6 k m ，在 宁宿徐高速公路修建长4 k m 的上、中、下三层均为s u p e r p a v e 沥青路面的试验路。2 0 0 2 年，在江苏汾灌高速公路o e e 2 2 标全部采用s u p e r p a v e 路面，在苏嘉杭商速公路更是 开创了大规模使用s u p e r p a v e 路面的先河，全线9 9 公里，除i i 期4 5 公里上面层采用s m a 外，其余上、中、下三层全部采用s u p e r p a v e 路面。 1 3 s u p e r p a v e 沥青混合料应用技术课题的目的和内容 通过本项目的研究，进一步指导和推广江苏地区s u p e r p a v e 沥青路面的铺筑，对 2 第一章绪论 s u p e r p a v e 配比设计、试验方法、施工工艺进行广泛的探索，主要目的基于以下几方面： 1 、掌握s u p e r p a v e 配比设计方法，确定s u p e r p a v e 级配组成、最佳沥青用量。 2 、掌握s u p e r p a v e 试验方法，确定原材料选择及试验方法，确定级配组成方法， 通过室内试验评价s u p e r p a v e 路用性能。 3 、掌握s u p e r p a v e 拌和工艺，通过试验确定s u p e r p a v e 拌和温度、时间，掌握沥 青添加时间以及干拌、湿拌时间： 4 、掌握s u p e r p a v e 沥青混合料施工工艺，确定晟佳施工机具组合。 5 、制定一套江苏地区s u p e r p a v e 施工、试验、材料选择、配合比设计的指导性意 见，用以指导江苏地区s u p e r p a v e 路面的铺筑，为江苏地区推广s u p e r p a v e 路面结构形 式奠定基础。 本项目研究的主要内容有以下几方面： 1 、s u p e r p a v e 配比设计方法。通过对江苏地区石料调研，提出适合s u p e r p a y e 级 配需要的粗集料，同时选择优质的细集料、沥青、矿粉、抗驳落剂等，确定最佳沥青用 量和s u p e r p a v e 级配组成。 j 2 、掌握s u p e r p a v e 试验方法。确定原材料选择及试验方法，确定级配组成方法， 通过室内试验评价s u p e r p a v e 混合料高、低温性能，抗水损害性能及耐久性性能，评价 s u p e r p a v e 的综合路用性能。 ： 3 、掌握s u p e r p a v e 施1 1 1 3 1 1 艺，确定最佳旌工机具组合，掌握s u p e r p a v e 混合料最 佳摊铺、碾压温度、碾压工艺。 4 、对s u p e r p a v e 沥青路面和普通a c 型沥青路面进行综合评价分析，提出苏南地 区s u p e r p a v e 沥青路面的适用范围及应用前景。 1 4 文献综述 1 9 8 9 年，t r b 执行主席t h o m a s b d e e n 访问重庆公路所，首次向中国介绍s h r p 项目。1 9 9 3 年，八五攻关的七种国产沥青在美国进行了p g 分段，同年s h r p 执行主席 d a m i a nk u l a s h 访问长沙交院介绍s h r p 研究成果；1 9 9 5 年江苏省科学研究所首次引进 s h r p 胶结料和混合料设备，拉开了s u p e r p a v e 技术在中国应用的序幕。1 9 9 5 年，重庆 公路所出版“美国公路战略研究计划( s h r p ) 沥青课题专题情报资料”；江苏省交通科 研所出版了“美国公路战略研究计划( s r r p ) 文献索引和摘要”：1 9 9 7 年，重庆公路所 东南大学硕士学位论文 出版了“s u p e r p a v e 水准沥青混合料设计”和“性能分级沥青混合料规范和试验”；2 0 0 2 年，江苏交通科研所出版了“高性能沥青路面s u p e r p a v e 技术实用手册”。 我国对s u p e r p a v e 的研究主要通过部分省市交通科研部门对一些课题的开发来取得 研究成果。其中比较典型的有：江苏省的沪宁路江苏段沥青与沥青混合料路用性能评 估课题：重庆市的高性能沥青路面规范( 前期) 和s u p e r p a v e 技术研究；山东省的 ( ( s u p e r p a v e 技术在山东的应用；湖北省的沥青表面层和混合料设计优化的研究； 广东省的s u p e r p a v e 技术在广东的研究和( ( s u p e r p a v e 混合料现场质量控制的研究。 目前，我国各地的做法基本上是用旋转压实机和s u p e r p a v e 混合料设计方法来进行 目标配合比设计，选择级配和沥青用量，用所选择级配和沥青用量进行马歇尔试验，用 马歇尔指标来控制生产。国内的高速公路几乎都限于试验路性质，有的在下面层采用 s u p e r p a v e - - 2 5 ，有的在上面层采用s u p e r p a v e - - 1 3 的路面结构，应用的里程也不尽相同， 少则l 一2 公里，多则几十公里，本课题以苏嘉杭南段。5 4 公里上中下三层s u p e r p a v e 路 面结构为依托，所研究的方向主要包含三个方面的内容：即基于重交通量条件下的( 日 混合交通量4 5 万辆，重车比例6 5 ) 沥青路面结构设计；s u p e r p a x e 路面施工； s u p e r p a v e 试验方法。 4 第二章s u p e r p a v e 沥青混合料设计 2 1 s u p e r p a v e 沥青混合料设计依据 马歇尔沥青混合料设计中，主要依据级配范围确定级配。以前在实际试验过程中， 试验人员的主要任务仅仅是确定级配用油量，没有进行级配的比较和选择。s u p e r p “e 沥青混合料设计考虑集料、胶结料之间的体积比例，即s u p e r p a v e 采用体积设计法进行 沥青混合料组成设计，混合料的体积标准包含空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率。 s u p e r p a v e 混合料设计的规定空隙率v a 为4 。矿料间隙率v m a 为不为集料所占的体 积，即压实混合料减去集料毛体积。沥青饱和度v f a 为规定的v m a 中沥青的百分率， 即沥青的体积百分率与v m a 之比。s u p e r p a v e 虽然最终确定的用油量是根据一定次数 的旋转压实下试件空隙率4 时对应的沥青用量，同时必须保持压实混合料在4 空隙率 时，v m a 、a 、粉胶比满足要求，而且初始压实度和最终压实度满足要求。 s u p e r p a v e 规定沥青混合料在设计旋转压实次数时空隙率为4 a o ，对应的沥青用量为 最佳沥青油量。空隙率是依据试件的密度和混合料的最大理论密度计算得来的。测定试 件的密度，我国规范中有水中重法、蜡封法、表千法和体积法。在s u p e r p a v e 沥青混合 料设计中采用表干法。美国在进行混合料设计时均采用实测最大理论密度。矿料间隙率 ( v m a ) 是s u p e r p a v e 沥青混合料体积设计中的重要指标，s u p e r p a v e 设计体系中v m a 在选择级配和确定沥青用量起着一个非常重要的作用，如果一个混合料级配对应的四个 用油量v m a 存在最小值的凹型曲线，这样的混合料对沥青用量敏感性较小，有利于施 工现场控制和质量保证。s u p e r p a v c 体积设计中对不同的交通条件采用不同的填隙率要 求，我国规范规定沥青混合料的填隙率为7 0 q 6 。s u p 唧a v e 粉胶比要求为f a = ( t s 1 6 。 s u p c r p a v e 沥青混合料设计考虑集料、胶结料之间的体积比例，即s u p e r p a v e 采用体 积设计法进行沥青混合料组成设计，混合料的体积标准包含空隙率、矿料间隙率、沥青 填隙率。s u p e 卿e 混合料设计的规定空隙率v a 为4 。矿料间隙率v m a 为不为集料 所占的体积，即压实混合料减去集料毛体积。沥青饱和度v f a 为规定的v i v i a 中沥青的 百分率，即沥青的体积百分率与v m a 之比。表1 为苏嘉杭采用的设计标准。 表i设计技术指标 东南大学硕士学位论文 试验项目 技术标准备注 击实次数 两面各7 5 次 。 3 1 0 沥青填隙率 ( 3 1 0 p v f a ， 7 08 2 7 延度( 5 c ) ，c m 2 02 2 12 4 72 57 shrp性能等级pg7022p g 7 6 - 2 2 路安特改性沥青p g 分级试验。按照s u p e r p a v e 胶结料规范的要求，在模拟改性沥 青寿命期三个重要阶段的性能进行试验。第一阶段用原样改性沥青进行试验动态剪切 ( d s r ) 检验其高温性能，模拟运输，储存和装载的性能；第二阶段用改性沥青经旋转 薄膜烘箱加热后的残留物进行动态剪切( d s r ) 试验检验其高温性能，模拟改性沥青在 拌和，运输和铺筑过程中的老化情况；第三阶段采用旋转薄膜烘箱残留物再经压力老化 容器后的残留物进行中等温度的d s r 试验和低温弯曲梁流变试验( b b r ) ，检验其抗疲 劳性能和低温性能，用以模拟沥青面层部分的胶结料在路蕊服务期间的长期老化情况， 所用- 仪器为动态剪切流变仪( d s r ) 和弯曲梁流变仪( b b r ) 。试验结果见表1 8 ，1 9 ， 2 0 ，2 1 。 上述试验结果表明：所选用的路安特改性沥青性能分级为p , g 7 6 2 2 。按照阶段报告 ( 四) “沥青性能的分析与评价”可以看出：由于苏嘉杭地区气温高及交通量较大的情 况，在高速公路一般路段p g 6 4 一1 6 即可适应要求，而对于经常停车的收费站则需p g 7 0 1 6 。本次所用改性沥青属p g 7 6 2 2 。今后可以适应行车和停车路段的要求，不会因沥 青质量问题引起低温开裂，疲劳开裂和车辙。 苏嘉杭高速公路所用深圳路安特改性沥青p g 分级试验表( 表1 7 一表2 1 ) 表1 7应变目标值 1 6 箜三童璺1 2 1 里型塑重堡垒壁蔓墼塑整三壅墼 g ( k p a )应变( ) 材料- - 一 目标值范围 表1 8原样沥青动态剪切( d s r ) 试验结果( 应变控制) 温度( )试验项目试验值 g s i n6 平均值 ( k p a ) g v s i n6 指标要求 表1 9经旋转薄膜烘箱加热后残留物的d s r 试验结果( 应变控制) 温度( )试验项目试验值 g ( k p a ) 8 0 8 9 6 46 ( o ) 5 71 9 8 g s i n69 6 2 3 g v s i n6 平均值 g * s i n6 指标要求 ( k p a ) 大于2 2 k p a 7 0g + ( k p a ) 4 6 9 6 ，5 5 5 9 大于2 2 k p a 1 7 东南大学硕士学位论文 6 ( o )5 7 6 3 4 g s i n55 5 5 9 g ( k p a )2 9 3 1 7 66 ( 。) 5 8 4 6 8 ，3 4 3 9丈于2 2 k p a 3 4 3 9 g ( k p a )1 1 3 2 8 2 6 ( 。)6 3 9 9 4 ，1 2 5 9 5 、 大于2 2 k p a g s i n61 2 5 9 5 3 表2 0 p a v * 老化沥青的d s r 试验结果( 应变控制) 温度( ) 试验项目试验值平均值( k p a ) 指标要求 2 5 口( k p a ) 1 8 9 3 5 0 ，2 7 4 3 ，4 0 6 ( 9 ) 5 0 3 0 5 01 4 g s i n6 1 4 5 6 9 0 ，2 1 0 5 8 1 1 7 8 1 3 5 5 小于5 0 0 0 k p a g s i n62 4 6 0 9 4 ，3 5 4 7 0 43 0 0 3 9 9 小于3 0 m p a g ( k p a )1 2 6 5 0 ，1 7 6 5 5 6 ( 。)5 2 2 8 ，5 2 4 8 g - s i n6 1 0 0 0 5 9 ，1 4 0 0 2 9 1 2 0 0 4 4 小于5 0 0 0 k p a g s i n61 5 9 9 3 ，2 2 2 5 9 61 9 1 2 6 3 小于3 0 m p a g ( k p a ) 8 5 4 5 9 ，1 1 87 5 8 2 21 0 小于5 0 0 0 k p a g s i n51 0 6 3 5 4 ，1 4 7 2 7 2 1 2 6 8 1 3 小于3 0 m p a g ( k p a )5 7 3 9 8 7 9 2 3 9 3 4 6 ( 。)5 4 4 7 ，5 47 5 4 6 71 0 ，6 4 7 1 15 5 7 1 小于5 0 0 0 1 p a g s i n67 0 53 1 ，9 7 0 2 9 8 3 7 8 小于3 0 m p a 注：根据a a s h t om p l ，1 9 9 5 要求g + s i n6 小于3 0 m p a 。 表2 1p a v 老化沥青弯曲梁流变试验( b b r ) 的试验结果 结论：性能分级可定为p g 7 6 2 2 。 、 粗集料。一般，集料必须满足两类标准：一类是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；另一类是地区性标准即料源特性：洛 杉矶磨耗值、坚固性和有害杂质含量。 集料的针片状含量为粗集料的长边与短边之比大于5 的颗粒的百分率。由于扁平颗 粒在碾压和交通荷载的作用下容易出现断裂，故作为最重要的指标之一。 表2 2针片状含量要求 苏嘉杭上中下面层粗集料控制针片状含量在6 8 范围。 细集料。粘土含量为在小于4 7 5 的细集料中粘土材料占总集料的百分率，即当量 砂指标。苏嘉杭当量砂指标要求大于6 0 ，实际在6 5 8 5 。 表2 3砂当量要求 东南大学硕士学位论文 矿粉。矿粉是为了使混合料具有较好的力学强度，可以用粉胶比d p 来判定用量是 否合适。d p 为小于0 0 7 5 r a m 的填料转占总集料的百分率与有效沥青含量之比( 有效沥青 重量与混合料总重量之比) 。一般规定为0 6 - 1 6 。 外掺剂。抗剥落剂是否掺加，主要根据沥青与石料的粘附性能来确定，一般规定， 对于中下面层，粘附性须不小于4 级，对于上面层，须不小于5 级。抗剥落剂的掺量通 常约0 4 ，对于大部分的石料，可提高1 2 级。根据同济大学s u p - 1 3 冻融劈裂试验结 果，当采用双面击实4 0 次制件，空隙率在6 5 左右对，未掺抗剥落剂的t s r = 7 7 ：0 4 ， 掺抗剥落剂的t s r = 8 4 3 8 0 ，符合要求。 3 2 施工实践过程 3 2 1 设备、材料 沥青砼拌和楼为a c 卜4 0 0 0 。沥青混凝土拌和楼沥青混凝土拌和楼为英国产 a c p t i t a n 4 0 0 0 型，于2 0 0 0 年1 1 月安装调试完成。该拌和楼为间歇式拌和机，每拌4 吨，最大拌和4 2 5 吨，每小时可生产8 0 拌，最大生产能力可达每小时3 2 0 3 4 0 吨。 沥青摊铺机为2 台a b g - 4 2 3 型，摊铺机熨平板为v d t l 2 1 拼装式高密度双振捣熨平板。 压实设备为双钢轮振动压路机3 台，y l 2 0 、y l 2 5 胶轮压路机( 1 1 轮配置) 各2 台。 因细集料的含水量变化很大，最高可达l o 以上，高含水量的集料将直接导致干燥 滚筒的烘干能力的下降，混合料产量的降低；成品料温度大幅度波动，以及油耗的提高， 为此集料的堆放将采取如下办法：堆放场地洁净坚实，以利排水，确保雨水不存水；细 集料堆放在防雨棚内，否则将用完好的覆盖材料加以覆盖遮雨。矿粉，袋装矿粉采用室 内堆放，务必避免雨淋和潮湿，造成矿粉结块变硬，变为废弃料。沥青，桶装沥青，预 先进行脱桶处理；上面层改性沥青，由供应厂家现场改性后运至沥青拌和楼。沥青储存 蔓三童! 翌婴型! 塑重望鱼塾蔓墼塑踅三壅墅 装置，配备两座罐式沥青储存装置，每罐最大存贮能力3 5 0 吨，两罐合计最大存贮能力 7 0 0 吨，储存罐外包保温材料，并通过导热油热经过热交换，对沥青进行加热。 3 2 2 施工准备 施工准备包括几个方面。 1 生产配合比调试。根据实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，据 此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用，试拌时将二次 筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料 仓进料比例，以达到供料平衡，并以目标配合比设计的最佳用油量和最佳用油量的 一0 1 、+ o 2 三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要求，不满足要 求则重新调整热料仓比例，进行级配设计直至满足要求。 2 主要技术参数确定 包括松铺系数，摊铺速度，一碾压长度。松铺系数在试铺时确定，s u p - 2 5 为1 、2 1 ， s u p 一1 9 为1 2 1 ，s u p 一1 3 为1 2 3 。摊铺机摊铺速度2 5 m m i n ，一般不超过3m m i n 。分 段碾压长度3 0 m 左右。 3 下承层准备 - 下面层施工前，对下封层进行清理，用洒水车冲洗泥土，森林灭火机吹去浮灰， 对污染严重地段，必要时可按0 2 0 。4 公斤平方米用量洒粘层乳化沥青；铺筑中上面层 时，对不能连续施工，下层受污染的，宜按0 2 0 4 公斤平方米用量洒粘层乳化沥青，确 保层间结合。 3 2 3 沥青混合料拌和 沥青混凝土拌和楼为英国产a c p t t t a n 4 0 0 0 型，于2 0 0 0 年1 1 月安装调试完成。该 拌和楼为间歇式拌和机，每拌4 吨，最大拌和4 2 5 吨，每小时可生产8 0 拌，最大生产 能力可达每小时3 2 0 3 4 0 吨。拌和楼分为五大系统：冷料输送系统、加热除尘系统、 拌和贮藏系统、沥青加热保温系统和中央控制系统。系统设有五个冷料仓，冷料仓中材 料可根据生产的沥青砼级配进行选择，如某种规格料使用较多，供不应求，可采用两仓 同用一种料。一般情况下，冷料仓的石料规格与振动筛网相匹配，可使产量达到最大。 料仓上设有防污网，可防止大颗粒石料及其它污物落入皮带。每个料仓下带有可调速电 2 1 东南大学硕士学位论文 机，可通过中央控制室调节不同料仓皮带的转速对不同材料用量进行粗调。 1 拌和机上料比例，见表2 4 。 表2 4上料比例表 2 温度控制范围 a h 一7 0 石油沥青加热温度控制范围1 6 0 1 7 0 。c ，集料加热温度控制范围1 7 0 1 8 0 ，混合料出场温度控制范围1 6 0 1 7 0 。 3 拌和时间 干拌时间：2 5 s ( 干拌1 2 秒) ，湿拌时间：3 0 3 5 s ；湿拌3 0 秒，每拌5 4 秒左 右，上面层改性沥青每拌大于5 8 秒。 - 4 加料顺序。分别为石料、沥青、矿粉。 5 ，粉尘控制。严格控制0 0 7 5 m m 以下通过量，宜采用具有二级除尘装置的拌和机， 防止在吸尘过程中把o 3 m m 和0 1 5 m m 以下的颗粒被吸除； 3 2 4 放料、保温与运输 放料前对车厢进行清理，喷涂防粘结油水混合液。为了减少甚至避免混合料在装料 过程中发生粗细集料分离，尽可能地减少粗级配混合料的离析，装车时车辆反复前后移 动，避免集中卸料，过磅结束后，立刻开始测量料温，进行观测，采用水银温度计时， 采取多点不同深度同时测量，取平均值。沥青混合料料温测定结束店，立刻开始料车的 覆盖，采用三层覆盖i 第一层使用油布，第二层使用棉被，第三层使用油布，边角均使 用尼龙绳固定，防止行车途中油布和棉被被风吹起。混合料的运输采用载重大于t 5 t 的 大型自卸车，以减少摊铺机前经常短时换车卸料的情况。在摊铺机前经常保持4 5 辆 待卸车；满足拌和设备、摊铺机连续施工的要求，不因车辆少而临时停工。沥青混合料 装车时，为减少沥青混合料的粗细颗粒离析现象，每装一斗料，车就移动一次位置。运 距较远，尤其是非高温季节施工，必须用蓬布或棉毯覆盖混合料，以保持混合料的温度。 如果到场混合料的颜色不均匀，有花料，结团或已严重离析，温度 2 3 6 r a m 的筛孔，偏差为4 ，o 0 7 5 r a m 的筛孔，偏差为2 。 残稳试验。制作残稳试件以7 空隙率控制比较符合实际，根据试验，对于设计空隙 率为4 的级配组成，采用5 0 次的击实方法时，空隙率一般在6 一7 ，故实际施工中采 用5 0 次击实方法来进行残稳试验。 。 压实度。采用通常表干法测定芯样毛体积密度，并以此来计算压实度。 渗水试验。由于s u p e r p a v e 沥青砼路面具有很大的构造深度，试验前的密封工作是 关键，可采用两种方法，一是用黄油、玻璃腻子、油灰或橡皮泥等密封材料直接在路面 上密封后做试验，二是先在试验处用钻芯机下钻l 厘米，形成槽口，然后用上述密封材 料密封槽口，再进行渗水试验。后者的试验成功率明显大于前者。 上面层构造深度。按我国规范t 0 7 3 i 一2 0 0 0 进行试验，试验仪器为人工铺砂仪。上 面层构造深度以大于0 7 m m 为宜。 第四章 研究结果和讨论分析 4 1 级配设计结果 第四章研究结果和讨论分析 马歇尔试验仪确定沥青混合料抵抗塑性流动的能力的设计方法实际上就是根据沥 青混合料的稳定度、流值和密度、空隙率来确定沥青混合料的合理组成。马歇尔试验的 一个重要点是必须重视沥青混合料的密度、空隙率。但马歇尔的混合料击实成型方法与 沥青路面现成成型方法由很大的不同。因此，马歇尔试验的稳定度不能描述沥青混合料 的抗剪切能力，沥青混合料更易出现车辙。利用体积比例设计的s u p e r p a v e 混合料具有 较好的稳定度水平，但旋转压实设备价格较贵，国内尚不普及。 苏嘉杭采用的级配和级配曲线。 表2 9级配比较表 掌：同济大学的微调级配。 s h r p 采用0 4 5 次方最大级配线图来规定容许级配，在级配图上的一个重要点是最 大密度线，最大密度线为集料颗粒排列最紧密，而使集料达到最大的密实度。很明显， 这种情况应该避免，因为集料之间的空隙很小，其中很难填充一定的沥青。为了说明集 料级配，在0 4 5 次方图上的另两个级配控制点；控制点和禁区。控制点为级配曲线必 须通过的几个特定的尺寸范围，禁区为最大密度线附近0 3 - 2 3 6 m m 范围不希望级配通 过的区域。禁区的范围在中间粒径( 2 3 6 m m 或4 7 5 r a m ) 与0 3 m m 之间的最大密度线附 东南大学硕士学位论文 近，这一范围级配曲线不能通过。通过禁区的级配的一般称为“驼峰级配”。在大多数 情况下，驼峰级配中细砂的含量较高，这种级配可能导致混合料软化，使得施工时难以 压实和混合料抵抗永久变形的能力下降。沥青混合料的强度主要由胶结料的粘结力提 供，集料的骨架作用较小。这种混合料同时对沥青用量很敏感及极容易塑性化。 4 2 用贝雷法理论来分析苏嘉杭级配。 贝雷法认为：集料相互嵌挤所形成的空隙大小与集料粒径、形状有关。为了达到最 大的密实度和最佳嵌挤效果，粗集料相互嵌挤形成的空隙由细集料填充。所以，确定粗 细集料分界点就成为级配设计的出发点。贝雷法取其平均值以最大公称尺寸( d ) 的0