（交通运输工程专业论文）superpave沥青混合料在苏北地区的应用研究.pdf

， ， t 。冷；噙 t 论文独创性声明 本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出 重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任 何未加明确注明的其他个人或集体己经公开发表的成果。 本声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 砂伊年b 月7 日 论文知识产权权属声明 本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学 校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权 利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成 果时，署名单位仍然为长安大学。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) ：李逻阁驯口年眵日 导师签名： 2 缓次，卅u 年6 月7 日 了专 。i一 厣 廿 摘要 s u p e r p a v e 沥青混合料作为一种新型的路面结构材料，能很好地防止高等级公路沥 青路面常见的高温变形、低温开裂、抗滑不足及水损害等病害。本文对s u p e r p a v e 沥青 混合料的设计理念、材料组成、结构类型、强度形成机理及性能特点进行了分析探讨。 根据苏北地区的原材料性能，研究了s u p e r p a v e 沥青混合料矿料最优级配及路用性能； 通过试验路段的生产配比、施工工艺及路面性能指标对室内试验的研究结果进行了验 证，研究结果将有助于s u p e r p a v e 在苏北地区的发展和应用。 关键词：s u p e r p a v e 沥青混合料路用性能级配室内试验现场试验 a b s t r a c t a sn e wm i x t u r eu s e di na s p h a l tp a v e m e n t ，s u p e r p a v ec a na v o i do rr e d u c em a n yc o m m o n d i s t r e s s e so fe x p r e s s w a ys u c ha sw a t e rd a m a g e ，c r a c k s ，d e f o r m a t i o n sa n dl a c k i n go fs k i d r e s i s t a n c ee c t i nt h i sp a p e r , w i t ht h ei n t r o d u c t i o no ft h ed e v e l e p m e m to fs u p e r p a v ei n a m e r i c aa n da b r o a d ，t h ec o m p a r e d 、v i t l lt h em a t e r i a l s c o m p o s i t i o n sa n dt h et y p e so fs t r u c t u r e ， t h ep r i n c i p l ew h i c hf o r mt h ei n t e n s i t y , a n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so fp e r f o r m a n c e t h ep a p e rh a s s t u d i e dt h eb e s ts u p e r p a v e sa g g r e g a t eg r a d a t i o na c c o r d i n gt ot h em a t e r i a l s c a p a b i l i t yi nt h e n o r t ho fj i a n g s u ，a n di t sp e r f o r m a n c es u c ha sh i g ht e m p e r a t u r es t a b i l i t y , c r a c kr e s i s t a n c ei n l o wt e m p e r a t u r ea n dw a t e rs t a b i l i t yi st e s ta n dp r o v e dt ob eg o o d a l s o ，t h es u p e r p a v em i x t u r e f o rp r o d u c i n ga n dc o n s t r u c t i o nm e t h o di nt e s tr o a di si n t r o d u c e d ，a n dt h er e s u l to fi n d o o rt e s t i se x a m i n e d t h er e s u l to ft h i ss t u d yi sv e r yu s e f u la n di m p o r t a n ti nd e v e l o p m e n ta n d a p p l i c a t i o no fs u p e r p a v ei nt h en o r t ho fj i a n g s u k e yw o r d s ：s u p e r p a v e ，p e r f o r m a n c e ，g r a d a t i o n ，i n d o o r - t e s t ，f i e l d - t e s t 。_ 飞 9 万 寸 - ， 纱 目录 第一章绪论1 1 1 论文研究的目的与意义一1 1 2 国内外研究现状2 1 2 1s u p e r p a v e 的起源2 1 2 2s u p e r p a v c 混合料设计方法与传统马歇尔设计方法的比较。3 1 2 3s u p e r p a v e 在我国的发展3 1 - 3 论文研究的内容与技术路线4 1 3 1 论文研究的内容4 1 3 2 论文研究的技术路线5 第二章s u p e r p a v e 沥青混合料设计方法6 2 1s u p e r p a v e 沥青混合料的设计方法简介6 2 2 现行马歇尔沥青混合料设计方法的局限性6 2 3s u p e r p a v e 沥青混合料体积设计法7 第三章室内试验研究9 3 1 试验方案设计9 3 2 原材料技术性质测试分析9 3 2 1 苏北地区沥青胶结料p g 等级的合理选用9 3 2 2 沥青的试验指标1 3 3 2 3 粗集料的技术性能指标1 3 3 2 4 细集料的技术性能指标1 4 3 2 5 矿粉的技术性能指标1 4 3 3 试验方法与主要试验设备1 4 3 4s u p e r p a v e 沥青混合料设计18 3 4 1 级配选择及要求18 3 4 3 初选级配1 9 3 4 4 旋转压实试验2 l 3 4 5 混合料体积指标2 2 3 4 6 最大次数验证2 4 3 5s u p e r p a v e 沥青混合料路用性能试验2 5 3 5 1 水稳定性检验2 5 3 5 2 高温稳定性检验2 5 3 5 3 室内配合比结论2 6 第四章s u p e r p a v e 施工技术研究2 7 4 1 试验路的选择及试验方案：2 7 4 1 1 试验路段的选择2 7 4 1 2 试验方案2 7 4 2 试验路的原材料技术要求及质量控制2 7 4 2 1 沥青2 7 4 2 2 粗集料2 7 4 2 3 细集料2 8 4 2 4 填料2 8 4 3 现场试验配合比设计2 8 4 3 1 目标配合比设计。2 8 4 3 2 生产配合比设计2 8 4 4 混合料的拌和生产。3 0 4 4 1 拌和设备3 0 4 4 2 拌和时间。3 0 4 4 3 拌和温度：3 0 4 5 沥青混合料的运输。3 0 4 6 混合料的摊铺与压实3 1 4 6 1 混合抖的摊铺3 1 4 6 2s u p e r p a v e 沥青混合料的碾压3 2 4 7 试验路的检测结果3 3 4 7 1s u p e r p a v e 沥青混合料的质量检查一3 4 4 7 2s u p e r p a v e 路面的施工质量检查3 4 4 7 3 水稳定性检验3 5 4 7 4 高温稳定性检验3 6 。- 3 0 c ，年极端最低气温2 1 5 9 ，年降 雨量为5 0 0 1 0 0 0 m m 。根据上面公式，总体来说，苏北地区的沥青使用性能等级有 p g 6 4 2 2 、p g 7 0 2 2 、p g 7 6 2 2 三种。 第三章室内试验研究 s u p e r p a v e 沥青胶结料p g 等级的调整 p g 等级选择时应根据交通情况进行调整，对于设计荷载下低速度的道路，高温等 级需要提高一级，对于停滞的交通荷载，高温等级应提高两级，对于重交通情况，也需 根据交通量对高温等级进行调整，根据交通量和速度调整高温等级称为“跳级，跳级 规则见表3 1 。 表3 1沥青胶结料p g 等级调整规则1 设计e s a l s 沥青胶结料p g 等级的调整 交通轴载速度 ( 百万次) 静止2慢3 标准4 5 1 0 0 t 0 6 0 5 延度5 。c ( 5 c r n m i n ) 不小于 c m 6 0 c 动力粘度不小于 p a s1 8 01 9 8t 0 6 2 0 运动粘度1 3 5 不大于 p a st 0 6 2 5 弹性恢复2 5 c 不小于 t 0 6 6 2 贮存稳定性离析，4 8 h 软化点 t 0 6 6 l 蜡含量( 蒸馏法) 不大于 t 0 6 1 5 闪点不小于 2 6 0 3 4 1 t 0 6 1 l 溶解度不小于 9 9 5 9 9 8 4 t 0 6 0 7 密度( 1 5 。c ) g c m 实测记录 1 0 1 2t 0 6 0 3 质量变化不大于 0 8 0 2t 0 6 l o r t f o t 残留针入度比 6 16 9t 0 6 0 4 1 6 3 残留延度( i o 。c ) c m61 2 5 ht 0 6 0 5 残留延度( 5 ) c m 3 2 3 粗集料的技术性能指标 选用宜兴的石灰岩集料进行试验，主要物理力学试验结果见表3 3 ，各档粗集料的 筛分结果见表3 - 4 。 表3 - 3石灰岩物理力学性能试验结果 指标( 高速公路、一级公路)单位规范要求石灰岩 石料的压碎值 不大于2 6 1 7 8 洛杉机磨耗损失 不大于2 8 2 0 2 表观相对密度不小于2 6 2 7 2 0 吸水率 不大于2 0 o 3 9 对沥青的枯附性级不小于4 级 5 石料的磨光值 b p n 不小于4 0 4 l 第三章室内试验研究 表3 _ 4粗集料筛分试验结果 集料种类 通过下列筛孔( 方孔m m ) 的百分率 2 6 51 91 3 2 9 5 4 7 52 3 6 1 1 8o 6o 30 1 50 0 7 5 石 1 撑1 0 07 5 51 8 0 20 2 o 2o 2 0 20 20 20 2 灰 2 撑 1 0 0 1 0 0 9 4 26 5 25 21 11 0 1 0 1 o1 01 0 出 3 撑1 0 01 0 0 1 0 01 0 06 5 63 81 6 1 3 1 21 21 2 自 3 2 4 细集料的技术性能指标 细集料采用石灰岩的石屑，主要试验结果见表3 - 5 、表3 - 6 。 表3 - 5细集料技术性能指标试验结果 指标单位规范要求石灰岩 表观相对密度不小于2 5 2 6 8 7 砂当量不小于 6 07 2 亚甲蓝值不大于 e c k g 2 5 棱角性不小于 s3 04 0 表3 - 6细集料筛分试验结果 通过下列筛孔( 方孔m m ) 的百分率 集料种类 1 61 3 29 54 7 52 3 61 1 8 o 6 o 3o 1 50 0 7 5 石灰岩4 撑1 0 0 01 0 0 ol o o 09 9 88 9 55 6 23 6 21 9 21 1 68 7 3 2 5 矿粉的技术性能指标 矿粉采用连云港班庄水泥厂生产的石灰岩磨细的矿粉，主要试验结果见表3 - 7 。 表3 - 7矿粉技术性能指标试验结果 筛分结果 技术指标试验结果规范值试验方法 粒径( r a m )通过率 o 61 0 0 表观相对密度2 6 7 3术2 5t 0 3 5 2 2 0 0 0 o 39 7 2 0 1 59 l - 8 亲水系数 0 7 l t 0 3 5 3 2 0 0 0 0 0 7 58 4 2 3 3 试验方法与主要试验设备 试验中采用旋转压实仪成型试件，对所确定的级配通过试验确定其沥青用量，并进 行高温稳定性、水稳定性等路用性能验证。主要室内试验工作包括： l 、旋转压实试验 1 4 r 矿 长安大学硕士学位论文 旋转压实仪( s g c ) 能较好地模拟行车的碾压，并能容纳最大集料尺寸为5 0 r a m ( 最 大公称粒径3 7 5 m m ) 的集料，并可用于现场质量控制和质量保证，其工作原理为：在试 验室内，模拟实际路面材料体积性质和工作属性，通过揉搓方法，在恒定的垂直压强、 恒定的压实角度及规定的压实转速三个主要技术条件下，试件循偏心角度作匀速圆形周 期旋转，恒压压实，再去除偏心角度恒压旋转整平，完成制备热拌沥青混合料圆柱体试 件的试验过程。 ( 1 ) 旋转压实仪( s g c ) 的组成： a 反力架； b 加载装置； c 旋转基座； d 顺4 力装置和测位移装置； e 计算机控制系统； 试模； ( 2 ) s g c 主要技术参数： a 试模直径1 5 0 r a m ( + o 0 0 r a m ，一0 1 0 r a m ) ； b 试件压力6 0 0 k p a ；试验初始0 5 次时为6 0 0 k p a 6 0 k p a ；大于5 次后应恒定在 6 0 0 k p a l8 1 ( p a 。 c 有效内部角1 1 6 。0 0 2 。； d 旋转速度3 0 r m i n4 - 0 5 r m i n ； 可测量试件高度是s g c 的一个重要功能，通过每次旋转时测量试件高度可计算试 件的体积，从而计算出试件的密度。通过这个方法，可评价试件压实特性。 2 、马歇尔试验 马歇尔试件按公路工程沥青及沥青混合合料试验规程( j t j 0 5 2 2 0 0 0 ) 要求制备。 试件直径d x = 1 0 1 6 m m ，高度h = 6 3 5 士1 3 i i l l l l ，采用马歇尔击实仪两面击实7 5 次，成型 温度为1 6 0 ，平行试件每组6 个。马歇尔主要指标有混合料试件的粗集料骨架间隙率 v c a m i x 、集料间隙率v m a 、试件空隙率v v 、试件的的毛体积相对密度丫f 、稳定度、 流值等。 3 、高温稳定性试验 沥青混合料的高温稳定性，实际上是抵抗车辆反复压缩变形及侧向流动的能力。用 于评价沥青混合料高温稳定性能试验的方法很多，包括试验室圆柱试件的单轴静载、动 第三章室内试验研究 载、重复荷载，三轴静载、动载、重复试验，此外还有小型模拟试验设备的车辙试验等。 在这些试验方法中，车辙试验方法比较直观，对沥青路面车辙形成过程的模拟性好，而 且评价指标比较简单直观，操作方法易于掌握，因此本论文采用车辙试验检验混合料的 高温稳定性。其评价指标为动稳定度d s 。 车辙试验仪为国产，试验的整个过程由计算机控制，同时自动采集数据进行动稳定 度计算。试验完毕后可直接得到动稳定度次数。试验方法见公路工程沥青及沥青混合 料试验规程中沥青混合料车辙试验( j t j 0 5 2 2 0 0 0 ) 。 动稳定度d s 计算公式见( 3 2 ) ： 傩：! 1 2 二生兰型c l c 2 d 2 一d l ( 3 - 2 ) 式中d s 一沥青混合料的动稳定度，次i i 蚰； d 1 一对应于时间t 1 的变形量，i l l m ； d 2 一对应于时间t 2 的变形量，m m i c l 一试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1 0 ，驱动试验 轮的等速方式为1 5 ； c 2 试件系数，试验室制备的宽3 0 0 m m 的试件为1 0 ； n 一试验轮往返碾压速度，通常为4 2 次m i n 。 4 、水稳定性试验 目前国内外得到广泛应用的水稳定性评价方法主要有浸水马歇尔试验、冻融劈裂强 度试验、浸水劈裂强度试验、浸水抗压强度试验、浸水车辙试验等。在以上这些方法中 冻融劈裂试验结果规律性很强，与现场相关性良好，且设备简单，因而被大多数国家所 接受。本论文采用公路工程沥青及沥青混合料试验规程( j t j0 5 2 2 0 0 0 ) 中的浸水马 歇尔试验这种试验方法来研究s u p e r p a v e 沥青混合料的水稳定性能，而渗水试验是很直 观指标。 a 浸水马歇尔试验 试验以残留稳定度m s 0 来评价沥青混合料的水稳定性，残留稳定度越大混合料的 水稳定性越好。试验方法见公路工程沥青及沥青混合料试验规程o t j0 7 0 9 2 0 0 0 ) ， 按公式3 3 计算浸水残留稳定度m s o m s o ：m s j m s ( 3 3 ) 1 6 长安大学硕士学位论文 式中 m s 一件的浸水残留稳定度，； m s l 一试件浸水4 8 h 的稳定度，l 烈； m s 试件浸水3 0 m i n 的稳定度，k n 。 s u p e r p a v e 沥青混合料的水稳定性应符合4 8 h 浸水马歇尔试验残留稳定度不小于 8 5 ：如果达不到要求，必须采取抗剥落措施。 b 渗水试验 按试验规程的标准方法用轮碾法成型车辙板试件，其尺寸为3 0 0 m mx3 0 0 m m x 5 0 m m ，或者采用现场切割的路面板进行试验。试验仪器为路面渗水仪。试验方法见公 路工程沥青及沥青混合料试验规程中t 0 7 3 0 2 0 0 0 。沥青混合料试件的渗水系数c w 按 式( 3 4 ) 计算，计算时以水面从1 0 0 m l 下降到5 0 0 m l 所需的时间为标准，若渗水时间过 长，亦可采用3 m i n 通过的水量计算： 巳：媸6 0 乞一 ( 3 4 ) 式中c 、) 卜_ 沥青混合料试件的渗水系数，m l m i n ； v 1 一第一次读数时的水量( 通常为1 0 0 m 1 ) m l ； v 2 一第二次读数时的水量( 通常为5 0 0 m 1 ) m l ； t 1 一第一次读数时的时间，s ； t 2 一第二次读数时的时间，s 。 s u p e r p a v e 沥青混合料应该是基本上不透水的，透水的程度取决于空隙率，取决于 混合料的配合比以及压实度。渗水系数的检验必须在配合比设计过程中检验。建议渗水 系数c w 不大于6 0 m l m i n 。 5 、抗滑性能试验 道路的使用安全与否很大程度上取决于路面的抗滑性能，路面抗滑性能良好将能够 保证在所有的时间，特别是在公路曲线上使道路与车轮间具有良好的附着性，行驶的车 辆具有较短的制动距离，从而使产生事故的危险性降低。研究中选用表面构造深度试验 来评价其抗滑性能。 按试验规程的标准方法用轮碾法成型车辙板试件，其尺寸为3 0 0 m mx3 0 0 m mx 5 0 m m ，或者采用现场切割的路面板进行试验。试验方法为手工铺砂法，所用试验仪器 为量砂筒，推平板和刮平尺。试验方法见公路工程沥青及沥青混合料试验规程中 t 0 7 3 1 2 0 0 0 ，按式( 3 5 ) 计算构造深度t d ： 1 7 第三章室内试验研究 t d ：1 0 0 ；0 v = 掣 固2 | 4d 。 式中：t d 一沥青混合料表面构造深度，眦l ； v - 一砂的体积，2 5 c m 3 ； d 一摊平砂的平均直径，l m 。 s u p e r p a v e 的表面构造深度也必须在配合比设计过程中检验。 试的构造深度0 8 1 2 m m 。 ( 3 - 5 ) 规范要求用铺砂法测 3 4 s u p e r p a v e 沥青混合料设计 s u p e r p a v e 混合料设计的核心是：级配选择；旋转压实；体积指标。这三点组成了 完整的混合料设计方法，缺一不可，以常用的s u p e r p a v e 2 0 混合料为例说明其设计方法。 3 4 1 级配选择及要求 s u p e r p a v e 对有关集料尺寸采用如下定义： 集料公称最大粒径：筛余第一次大于1 0 的筛子尺寸的上级筛子尺寸。 集料最大尺寸：集料公称最大尺寸的上一级筛子尺寸。 s u p e r p a v e 混合料体积设计的级配选择是通过控制点和限制区来进行的。设计控制 点是要求集料级配不得超出规定的区间，控制点分别设于公称最大尺寸筛、中等筛 ( 2 3 6 m m ) 和最小筛( 0 0 7 5 m m ) 处( 具体见表3 8 ) 。限制区处于沿最大密度级配线中 等筛和0 3 m m 筛之间，限制区形成一个级配不能通过的带( 具体见表3 9 ) 。由于限制 区特有的驼峰形，所以通过这个区域的级配称为“驼峰级配 。设置限制区的目的有两 个：一是为了限制砂的用量，二是为了提供足够的v m a 。在多数情况下，驼峰级配表 示为一种多砂混合料，或相对于总砂量来说细砂太多的混合料。这种级配的混合料在施 工期间会出现压实问题，并表现为在使用期间抗永久变形的能力不足。而且，集料级配 通过限制区容易造成v m a 过小，这种级配对沥青含量过分敏感。因此，设计集料结构 时应使设计级配处于控制点间并避开限制区以满足s u p e r p a v e 的要求。 表3 - 8s u p e r p a v e 集料级配控制点( a a s h t om p2 - 0 0 ) 筛孔最大公称粒径筛孔尺寸( m m ) 时控制点( 通过率) 尺寸 3 7 52 5 01 9 01 2 59 5 ( m m ) 最小最大最小最大最小 最大 最小 最大 最小最大 5 0 01 0 0 3 7 59 0 1 0 0 1 0 0 1 8 长安大学硕士学位论文 表3 - 8s u p e r p a v e 集料级配控制点( m d h t 0m p2 - 0 0 ) ( 续) 筛孔 最大公称粒径筛孔尺寸( r a m ) 时控制点( 通过率) 尺寸 3 7 52 5 o1 9 o1 2 59 5 ( m m ) 最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大 2 5 0 9 09 01 0 01 0 0 1 9 09 09 0l o o1 0 0 1 2 59 09 01 0 01 0 0 9 59 09 01 0 0 4 7 59 0 2 3 61 5 4 11 94 52 34 92 85 83 26 7 0 0 7 5o6l72821 021 0 表3 _ 9s u p e r p a v e 集料禁区界限( a a s h t 0m p2 - 0 0 ) 筛孔 最大公称粒径筛孑l 尺寸的最小和最大界限( 通过率) 尺寸 3 7 52 5 o1 9 01 2 5 9 5 ( m i l l ) 最小最大最小最大最小最大最小最大最小最大 0 3l o 01 0 o1 1 41 1 41 3 71 3 71 5 51 5 51 8 71 8 7 0 6 1 1 71 5 7 1 3 61 7 61 6 72 0 71 9 12 3 12 3 52 7 5 1 1 8 1 5 5 2 1 51 8 12 4 12 2 32 8 32 5 63 1 63 1 63 7 6 2 3 62 3 32 7 32 6 83 0 83 4 63 4 63 9 13 9 14 7 24 7 2 4 7 53 4 73 4 73 9 53 9 5 3 4 3 初选级配 以s u p 2 0 混合料为例研究s u p e r p a v e 设计方法，在选择集料结构时，首先调试选出 粗、中、细三个级配，根据集料的性质( 密度和吸水率) 计算出三个级配的初始沥青用 量，然后用初始沥青用量成型试件，根据试验结果计算出这三个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，如矿料间隙率( v m a ) 、 沥青饱和度( v f a ) 、粉胶比( d p ) 、初始旋转次数压实度( g m m i n i ) 等。 表3 1 0 为各种集料的筛分试验结果、三个试验级配的矿料比例及三个试验级配各 筛孔尺寸矿料通过率明细表，级配曲线如图3 1 所示，均满足s u p e r p a v e 的级配控制要 求。表3 1 1 为估算沥青用量汇总表。 1 9 第三章室内试验研究 表3 - 1 0 初选级配的矿料比例及合成级配 1 撑2 拌3 群4 群 矿粉 级配1 2 1 03 7 o1 9 02 2 o1 o 组合级配 级配21 9 o3 6 o 1 7 52 5 52 o 级配31 6 03 4 02 1 o2 6 03 o 筛孔级配l级配2级配3 2 6 5 m m 1 0 0 0 l o o o1 0 0 0 1 0 0 o 】0 0 o1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 o 1 9 0 m m7 5 5l o o o1 0 0 01 0 0 01 0 0 09 4 9 9 5 3 9 6 1 1 3 2 m m1 89 4 21 0 0 01 0 0 01 0 0 o7 7 27 9 38 2 3 9 5 m mo 26 5 21 0 0 o1 0 0 o1 0 0 o6 6 26 8 57 2 2 4 7 5 r a m0 25 26 5 69 9 81 0 0 o3 7 44 0 84 4 5 2 3 6 m m0 21 13 88 9 51 0 0 02 1 92 5 92 7 5 1 1 8 m mo 21 o1 65 6 21 0 0 o1 4 11 7 o1 8 3 0 6 0 m mo 21 o1 33 6 21 0 0 o9 61 1 91 3 1 0 3 0 m m0 21 01 21 9 29 7 25 87 48 5 0 1 5 m mo 21 01 21 1 69 1 84 15 46 4 0 0 7 5 m m0 21 01 28 78 4 23 44 55 4 表3 - 11 估算沥青用量汇总表 氏 试验级配 g s bg 铀g v b a ( e m 3 )( e m 3 ) w 。( g ) ( ) 1 2 6 6 9 2 7 0 42 6 9 7 0 0 0 9 1 0 0 8 9 72 3 2 94 1 0 2 2 6 6 7 2 7 0 3 2 6 9 60 0 0 9 3 0 0 8 9 72 3 2 94 1 l 32 6 6 52 7 0 12 6 9 40 0 0 9 40 0 8 9 72 3 2 74 1 1 表中：g 出一总集料的毛体积相对密度( 总集料有粗集料、细集料及填料组成) ； g 。总集料表观相对密度； g f 一集料有效相对密度： v b 广一吸收进集料的沥青胶结料体积，c m 3 ； v i 广有效沥青胶结料的体积，c m 3 ； w s - 一每立方厘米混合料中集料质量，g ； p b r 估算沥青用量，。 长安大学硕士学位论文 3 4 4 旋转压实试验 根据各个级配的估算沥青用量结果及苏北地区气候条件，拟用4 2 的沥青用量采 用旋转压实仪成型试件，旋转压实仪设定的单位压力为0 6 m p a 。根据所建工程交通量 的估计数据，依据表3 1 2 选择压实次数n 初始= 8 次，n 设计= 1 0 0 次，n 量大= 1 6 0 次。估算 沥青用量三种试验级配旋转压实试验结果汇总于表3 1 3 。 表3 - 1 2 旋转压实表( 认s h t 0p p 2 8 - - 0 0 ) 压实参数 设计e s a l s ( 1 0 6 ) 应用的典型道路 n 韧始n 设计n 量大 很轻的交通量，如地方县级道路、禁止 0 365 07 5 货车通行的城市街道) o 3 3 077 51 1 5 中等交通量( 集散道路、大多数县级道路) 中等至重交通量( 城市街道、省道、国道、 3 3 0 81 0 01 6 0 一般高速公路) 重交通量( 大交通量高速公路、爬坡道路、 3 091 2 52 0 5 货车称重站) 注：l 、e s a l s 是2 0 年期间设计车道预期的当量累计单轴荷载作用次数，不管设计寿命是多少 年； 2 、当设计e s a l s 在( 3 1 0 ) x1 0 6 之间，公路部门可以根据当地气候条件和经验，判断是 否用n 初嫱= 7 、n 砒t = 7 5 、n 量大= 1 1 5 。 表3 - 1 3 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表 计算实测 试 高度 水 初始设计 理论理论 件 ( m m ) 次数 次数 空气中 中表干重 毛体积 级配最大最大 编 重( g ) 重( 曲 相对密度 压实 压实 相对相对 号 8 次1 0 0 次度 度 密度 密度 ( 曲 ( )( ) l1 3 1 41 1 3 o4 7 5 2 62 7 8 7 84 7 6 1 22 4 0 8 级配 2 5 2 12 5 3 28 4 59 4 9 1 21 3 4 61 1 6 34 7 7 5 22 7 9 2 74 7 8 2 52 4 0 0 l1 3 0 8“5 34 7 4 6 32 8 0 0 14 7 5 5 22 4 2 8 级配 2 5 2 02 5 3 08 4 59 5 9 2 21 2 9 61 1 4 14 7 2 6 82 7 8 4 64 7 3 4 52 4 2 4 11 2 5 61 0 8 2 4 7 2 5 62 7 9 8 54 7 2 9 42 4 4 7 级配 2 5 1 82 5 2 68 5 79 7 0 3 2 1 2 7 11 1 1 74 7 4 5 62 8 1 4 54 7 5 1 62 4 5 0 2 l 第三章室内试验研究 表3 - 1 4 三种级配估算沥青用量试验结果评价表 4 空隙率 v m a ( )a ( ) 估算初始次数 级配d p ( ) 沥青用量( )( 设计次数)( 设计次数) 压实度( ) l4 6 41 3 9 57 1 3 30 8 08 4 5 24 2 41 3 1 36 9 5 31 0 68 5 8 33 8 41 2 3 26 7 5 31 5 78 5 7 s u p e r p a v e 标准 1 3 06 5 7 50 6 1 2 8 9 0 注：表示当级配通过禁区下方时，粉胶比( d p ) 可增加到0 8 1 6 。 表3 1 5s u p e r p a v ei - i m a 设计要求 要求密度 ( 最大理论密度) ( ) 矿料间隙率v m a ( ，m i l l ) 沥青填隙 设计e s a l s 塞v f a 粉胶比 0 0 6 ) 最大公称尺寸( r n m ) ( ， n 初始n 设计n 量大 m i n ) 3 7 52 5 0 1 9 o1 2 59 5 0 39 1 57 0 8 0 0 3 3 09 0 5 6 5 7 8 3 一 l o 9 6 09 8 01 1 01 2 01 3 01 4 01 5 oo 6 1 2 l 3 0 8 9 o6 5 7 5 3 0 注：1 、最大公称尺寸9 5 m m 混合料，设计交通量3 1 0 6 ，v f a 为7 3 - 7 6 ； 2 、最大公称尺寸2 5 0 m m 混合料，设计交通量 82 0 5 0 4 7 2s u p e r p a v e 路面的施工质量检查 ( 1 ) 压实度和厚度 验证沥青混合料在上述的施工工艺下的密实程度，是路面工程质量的一个重要指 标。经过检测，其结果见表4 7 。 长安大学硕士学位论文 表4 - 7 试验段压实度、厚度汇总表 压实度代表值厚度代表值 项目 c m 实测值9 8 58 2 规定值9 8 不小于8 c m 由表4 7 可知：路面的实测压实度满足规范要求，这说明上述施工工艺符合要求， 具有可行性和生产指导性。同时路面外观平实致密，粒料几乎没有破裂现象。 ( 2 ) 平整度 测定路面的平整程度，评价路面的施工质量和使用和舒适性。经过检测，其结果见 表4 8 。 表4 _ 8 平整度实测结果 试验 试验次数 要求 项目l234567 平整度m m 0 9 4o 8 7o 9 0o 7 8 o 8 8 0 8 40 9 2 牛1 4 m m 由表4 8 可知：路面的实测平整度满足规范要求，这说明上述施工工艺符合要求， 具有可行性和生产指导性。 ( 3 ) 抗滑抗滑性能 评定路面抗滑性能，做了表面构造深度试验，经过检测，其结果见表4 - 9 。 表4 9 表面构造深度实测结果 试验试验次数 项目l23456789 1 0 构造深度m m 1 1 01 0 61 0 81 0 l1 1 31 0 41 1 61 1 21 0 7 1 1 2 路面的实测抗滑构造深度满足设计要求( 设计要求为表面构造深度o 8 1 2 m m ) 。 4 7 3 水稳定性检验 ( 1 ) 浸水马歇尔试验 采用浸水马歇尔试验，4 8 h 的残留稳定度为9 0 3 ，满足规范大于8 5 的要求。 ( 2 ) 渗水试验 用路面渗水仪测定碾压成型的沥青混合料的渗水系数，进一步验证配合比设计的确 性。经过检测，其结果见表4 - 1 0 。 第四章s u p e r p a v e 施工技术研究 表4 - 1 0 渗水试验数据 试验试验次数 要求 项目1234567 渗水 8o 430o5牛6 0 m l m i n m l m i n 由表4 1 0 可知：路面的实测渗水系数满足规范要求，这说明上述施工工艺符合要求。 4 7 4 高温稳定性检验 高温稳定性检验试验条件：在6 0 。c ，0 7 m p a 条件下从拌和楼取料进行车辙试验， 检测高温稳定性。动稳定度试验结果如表4 1 1 所示。 表4 - 1 1动稳定度试验结果 动稳定度次m m 混合料类型沥青用量 l23 平均要求 s u p - 2 0 4 21 7 8 92 0 0 61 6 5 4 1 8 1 6 芝1 0 0 0 由以上检测结果表明，按照本文室内研究所确定的s u p e r a p v e 2 0 沥青混合料，在所 制定的施工工艺条件下，完全可以满足现行规范所要求的施工质量控制要求，不会增加 沥青路面施工的难度，检测结果表明其路用性能良好。 3 6 长安大学硕士学位论文 第五章s u p e r p a v e 沥青混合料在苏北地区的应用 近年来，随着人们对s u p e 印a v e 沥青混合料认识的不断加深，以及在一些工程中的 成熟应用，s u p e 印a v e 沥青混合料作为沥青面层的中下面层，正在逐渐替代原有的a c 型沥青混合料，而s u p l 3 沥青混合料作为沥青混凝土上面层也开始在一些苏北地区地方 道路中推广应用，结合近几年主要参与的工程项目，对s u 脚a v e 沥青混合料的应用情 况及在应用中的要点简要介绍如下。 5 1 s u p e 印a v e 在连盐高速公路连云港段的应用 2 0 0 5 年至2 0 0 6 年，在连盐高速路面施工中采用了s u p e 印a v e 技术。连盐高速 l y - l y g 2 2 标段起点桩号k 1 9 + 1 0 0 ，终点桩号k 4 2 + 9 5 3 4 5 7 ，全长2 3 8 5 3 公里，工程 总造价1 5 亿元。主线路面面层结构层为9 5 c ms u p 2 5 沥青砼下面层+ 6 c ms u p 2 0 沥青砼 中面层“5 c m s m a l 3 沥青砼