LKW型温拌沥青混合料试验报告资料

1、温拌沥青混合料试验报告“温拌沥青的推广应用研究”课题组二一二年五月 “温拌沥青的推广应用研究”课题组对辽宁石油化工大学提供的LKW-I型（用于改性沥青混合料）和LKW-II型（用于普通沥青混合料）温拌剂进行了室内试验研究，试验项目包括：沥青混合料配合比设计、马歇尔稳定度试验、高温车辙试验、低温弯曲试验及冻融劈裂试验。通过试验研究确定了LKW-I型和LKW-II型温拌沥青混合料最佳成型温度，并推荐了温拌沥青混合料的施工温度。1 热拌SBS改性沥青混合料(LAC20)配合比设计1.1 原材料试验用粗、细集料及矿粉均为石灰岩质材料，沥青胶结料采用宝利福SBS改性沥青，试验用原材料各项指标均满足公路沥

2、青路面施工技术规范（JTG F402004）及SBS改性沥青混合料设计与施工技术规范（DB21/T14022006）中要求，原材料测试结果见表1表4。- 1 -表1 矿料筛分结果矿料规格(mm)通过下列筛孔(mm)的百分率(%)31.526.519.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0751926.510099.013.40.80000000001619100.090.314.53.90000000013.216100.094.114.30.600000009.513.2100.098.213.50.50.50.50.50.50.50.54.759.510

3、0.093.010.31.10.40.40.40.40.42.364.75100.095.07.03.62.01.71.51.31.182.36100.089.89.03.63.02.82.7<1.18100.083.054.230.120.49.1矿 粉100.095.090.0水 泥100.095.0表2 矿料密度测试结果项 目矿料规格(mm)1926.5161913.2169.513.24.759.52.364.751.182.36<1.18矿粉水泥表观相对密度2.7472.7492.7522.7612.7522.7462.7182.7012.7163.14毛体积相对密度2.

4、7342.7302.7302.7272.7222.6972.6502.6252.7163.14吸水率0.460.710.801.270.991.801.501.70表3 细集料试验结果细集料规格含泥量(小于0.075mm的含量)(%)砂当量(%)亚甲蓝值(g/kg)棱角性(s)1.182.36mm0.4830.559.4<1.18mm2.3680.443.1技术要求3602530表4 SBS改性沥青试验结果试验项目测试结果技术要求针入度(25,100g,5s) （ 0.1mm）7950延度(5,5cm/min) （cm）54.745软化点(环球法) （）8470运动粘度(135) （Pa

5、·s）0.7553密度(15) （g/m3）1.01实测溶解度(三氯乙烯) （%）99.799弹性恢复(25) （%）95.485贮存稳定性离析，48h软化点差 （）1.62.51.2 级配的选择LAC20试拌级配见表5，初始沥青用量体积指标见表6。表5 试拌级配结果合成级配通过下列筛孔(mm)的百分率(%)31.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配11009689.474.354.93724.11714.6118.85.4级配21009690.970.256.137.124.216.31410.68.84.9级配310096.191.8

6、74.554.84026.11815.411.49.25.1级配范围10095100879362755265334522341424101871351035.5表6 初始沥青用量下各体积指标试验项目初选级配设计要求级配1级配2级配3油石比 (%)4.84.84.84.8最大理论相对密度2.5432.5442.540毛体积相对密度2.4722.4402.461VV (%)2.84.13.135VMA (%)12.514.413.012VFA (%)7870.2766575稳定度(KN)9.51111.59.0流 值 (mm)5.64.34.02-5由此表中可见，级配1和级配3的VMA及VFA指标

7、不满足设计要求，级配2的所有检测指标均满足设计要求，因此，级配2为推荐级配。1.3 最佳沥青用量的确定按照LAC-20配合比设计程序，采用初选推荐级配2，按0.3%间隔调整四个油石比：4.2%、4.5%、4.8%、5.1%，测试不同油石比条件下级配2混合料的体积指标，试验结果如表7所示。 表7 LAC-20混合料马歇尔试验结果试验项目油石比(%)设计要求4.24.54.85.1最大理论相对密度2.5662.5552.5442.533毛体积相对密度2.4402.4372.4422.454VV (%)4.94.64.03.135VMA (%)16.915.114.012.412VFA (%)61.

8、865.270.276.86575稳定度(KN)13.511.911.010.19流 值 (mm)3.23.84.35.025空隙率按3.5%4.0%左右控制，确定最佳油石比为4.8%。1.4 配合比验证表8 沥青混合料路用性能试验结果检验项目实测值技术要求车辙试验动稳定度 （次/mm）45343000低温弯曲破坏应变 （me）30222800-10冻融劈裂试验残留强度比 （%）90.980配合比验证试验表明： 设计的LAC20沥青混合料各项路用性能满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）中技术要求。2 LKW-I型温拌沥青混合料试验在热拌沥青混合料配合比设计的基础上，课题组对辽

9、宁石油化工大学提供的LKW-I型温拌添加剂进行混合料试验。LKW-I型温拌添加剂的理化指标如表9所示。表9 LKW-I型SBS改性沥青温拌剂企标 Q/FY01-2012性质标准测试方法密度（20）0.981.10GB/T1884粘度（25，mm2/S）1.92.1GB/T11543-1989外观无色至淡黄色液体目测PH值79PH计法试验中原材料加热温度、混合料拌和温度见表10，室内试验掺加比例为添加剂：沥青=5：95。表10 沥青混合料试验温度()工 序热拌沥青混合料温拌沥青混合料温差SBS改性沥青加热温度1651650集料加热温度18014535混合料出料温度175145302.1 最佳成型

10、温度的确定图1 空隙率与成型温度关系比较课题组通过马歇尔试验，确定掺加不同温拌剂的混合和料最佳成型温度。沥青混合料成型温度分别为：100、110、120、130、140、150、160、170。根据检测结果绘制试件空隙率与成型温度关系图（见图1）。从图1中可以看出，温拌沥青混合料的压实温度明显低于热拌沥青混合料，温拌沥青混合料的压实工作性对温度的敏感性大大降低（甚至形成不敏感范围），可以达到目标压实度的压实温度范围明显扩大。辽宁石油化工大学提供的LKW-I型温拌添加剂降温效果较好，成型温度大于130时，空隙率可满足设计要求。沥青混合料在120、130、140成型时的试件检测结果见表11。表11

11、 马歇尔试件测试结果拌和类型温拌剂类型试件成型温度()油石比(%)VV(%)VMA(%)VFA(%)稳定度(kN)流值(mm)温拌Evotherm DAT1204.804.814.8 69.1 11.35.21304.804.214.371.411.34.51404.804.014.272.311.64.4LKW-I型1204.805.314.6 70.2 10.95.61304.804.314.4 71.4 11.34.51404.803.814.270.712.24.2热拌1604.804.014.070.211.04.3设计要求35>126575>925从表11中可以看出，添

12、加LKW-I型温拌剂的温拌沥青混合料在130和140成型时，马歇尔试件的各项体积指标及力学指标满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）要求，因此，使用LKW-I型温拌添加剂时，建议其沥青混合料成型温度不小于130。2.2 沥青混合料路用性能测试为进一步验证LKW-I型温拌添加剂是否对混合料性能有影响，对其混合料进行高低温、冻融劈裂等路用性能试验,其中，沥青混合料成型温度为135。试验结果整理后汇总于表12中。表12 沥青混合料路用性能试验结果检验项目热拌混合料温拌混合料技术要求Evotherm DATLKW-I型车辙试验动稳定度 （次/mm）4534423143003000低温弯

13、曲破坏应变 （me）3022293728302800-10冻融劈裂试验残留强度比（%）90.992.589.780由表12中试验结果可知，添加LKW-I型温拌剂的温拌沥青混合料与热拌沥青混合料相比，高温、低温及抗水损害性能基本相同，且均满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）要求。2.3 LKW-型温拌沥青混合料施工温度课题组通过对添加LKW-I型温拌剂的温拌沥青混合料试验研究，推荐其施工温度见表13。表13温拌沥青混合料（LKW-I型温拌剂）施工温度()施工工序温拌沥青混合料SBS改性沥青加热温度160170集料加热温度140150混合料出料温度140150摊铺温度，不低于13

14、5初压温度，不低于130终压温度，不低于70开放交通温度，不低于502.4 小结试验结果表明：添加LKW-I型温拌剂的温拌沥青混合料各项路用性能均能达到热拌沥青混合料性能要求，且可降低拌和、成型温度约30。3 热拌基质沥青混合料(LAC25)配合比设计3.1 原材料试验用粗、细集料及矿粉均为石灰岩质材料，沥青胶结料采用辽河90号沥青，试验用原材料各项指标均满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）中要求，原材料测试结果见表14表17。表14 矿料筛分结果矿料规格(mm)通过下列筛孔(mm)的百分率(%)37.531.526.519.016.013.29.54.752.361.180

15、.60.30.150.07526.531.510095.015.00.50.50.50.30.30.30.30.30.30.30.31926.510093.05.60.80.80.80.20.20.20.20.20.20.21619100.090.014.53.90.50.30.30.30.30.30.30.313.216100.094.114.30.60.40.40.40.40.40.40.49.513.2100.098.213.50.50.50.50.50.50.50.54.759.5100.093.010.31.10.40.40.40.40.42.364.75100.095.07.03.

16、62.01.71.51.31.182.36100.089.89.03.63.02.82.7<1.18100.083.054.230.120.49.1矿 粉100.095.090.0水 泥100.095.0表15 矿料密度测试结果项 目矿料规格(mm)26.531.51926.5161913.2169.513.24.759.52.364.751.182.36<1.18矿粉水泥表观相对密度2.7262.7202.7252.7242.7202.7062.7042.7642.7662.713.14毛体积相对密度2.7332.7302.7372.7392.7392.7462.7452.706

17、2.692吸水率0.090.130.160.210.250.530.540.791.0表16 细集料试验结果细集料规格含泥量(小于0.075mm的含量)(%)砂当量(%)亚甲蓝值(g/kg)棱角性(s)1.182.36mm0.4830.559.4<1.18mm2.3680.443.1技术要求3602530表17 沥青试验结果试验项目测试结果技术要求针入度(25,100g,5s)/0.1mm9180100延度(15,5cm/min)/cm>150100延度(10,5cm/min)/cm71.530软化点(环球法)/46.144密度(15)/g/m31.0103.2 级配的选择LAC2

18、5试拌级配见表18，初始沥青用量体积指标见表19。表18 试拌级配结果合成级配通过下列筛孔(mm)的百分率(%)37.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配110096.389.373.363.0 51.232.821.514.310.78.0 6.84.4级配210097.189.373.363.0 51.334.623.516.0 11.78.6 7.34.8级配310098.891.375.36553.336.624.516.1 11.88.6 7.34.9级配范围100951008793627653674356304220321424

19、101871351035.5表19 初始沥青用量下各体积指标试验项目初选级配设计要求级配1级配2级配3油石比 (%)4.554.554.554.55最大理论相对密度2.5642.5632.563毛体积相对密度2.4332.4572.478VV (%)5.14.13.335VMA (%)14.613.612.712VFA (%)63.169.176.46575稳定度(KN)8.989.088.878流 值 (mm)2.313.264.022.04.0由此表中可见，级配1和级配3的VMA及VFA指标不满足设计要求，级配2的所有检测指标均满足设计要求，因此，级配2为推荐级配。3.3 最佳沥青用量的确

20、定按照LAC25配合比设计程序，采用初选推荐级配2，按0.3%间隔调整四个油石比：3.95%、4.25%、4.55%、4.85%，测试不同油石比条件下级配2混合料的体积指标，试验结果如表20所示。 表20 LAC-20混合料马歇尔试验结果试验项目油石比(%)设计要求3.954.254.554.85VV (%)5.44.84.13.135VMA (%)13.513.713.613.312VFA (%)60.565.269.177.46575稳定度(KN)10.329.29.088.228流 值 (mm)2.032.613.264.442.04.0空隙率按4%左右控制，确定最佳油石比为4.55%。

21、3.4 配合比验证表21 沥青混合料路用性能试验结果 检 验 项 目试验结果技术要求车辙试验动稳定度 (次/mm)18551500弯曲试验破坏应变-10，50mm/min ()24782300水稳定性： 残留马歇尔稳定度 (%) 冻融劈裂试验残留强度比 (%)95.686.38075渗水系数 (ml/min)基本不透水120由表21可知，配合比验证试验表明： 设计的LAC25沥青混合料各项路用性能满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）中技术要求。4 LKW-II型温拌沥青混合料试验在热拌沥青混合料配合比设计的基础上，对辽宁石油化工大学提供的LKW-II型温拌添加剂进行混合料试验

22、。LKW-II型温拌添加剂的理化指标如表22所示。表22 LKW-II型高等级道路沥青温拌剂企标Q/FY02-2012性质标准测试方法密度（20）0.971.05GB/T1884粘度（25，mm2/S）1.651.85GB/T11543-1989外观无色至淡黄色液体目测PH值7.58.5PH计法试验中原材料加热温度、混合料拌和温度使用要求相同（见表23），室内试验掺加比例为添加剂：沥青=3：97。表23 沥青混合料试验温度()工 序热拌沥青混合料温拌沥青混合料温差基质沥青加热温度1501500集料加热温度17013040混合料出料温度150115354.1 最佳成型温度的确定通过马歇尔试验，确

23、定掺加不同温拌剂的混合和料最佳成型温度。沥青混合料成型温度分别为：80、90、100、110、120、130、140、150。根据检测结果绘制试件空隙率与成型温度关系图（见图2）。图2 空隙率与成型温度关系比较从图2中可以看出，温拌沥青混合料的压实温度明显低于热拌沥青混合料，温拌沥青混合料的压实工作性对温度的敏感性大大降低（甚至形成不敏感范围），可以达到目标压实度的压实温度范围明显扩大。辽宁石油化工大学提供的LKW-II型温拌添加剂降温效果较好，成型温度大于100时，空隙率可满足设计要求。沥青混合料在90、100、110成型时的试件检测结果见表24。表24 马歇尔试件测试结果拌和类型温拌剂类型

24、试件成型温度()油石比(%)VV(%)VMA(%)VFA(%)稳定度(kN)流值(mm)温拌Evotherm DAT904.554.813.8 69.1 9.33.21004.554.213.371.49.33.51104.554.013.272.39.63.4LKW-II904.555.313.6 70.2 8.93.61004.554.313.4 71.4 9.33.51104.553.813.270.710.23.2热拌1454.554.013.669.19.13.3设计要求35>126575>824从表24中可以看出，LKW-II型温拌添加剂对应的沥青混合料在100和110

25、成型时，马歇尔试件的各项体积指标及力学指标满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）要求，因此，使用LKW-型温拌添加剂时，建议其沥青混合料成型温度不小于100。4.2 沥青混合料路用性能测试为进一步验证LKW-II型温拌添加剂是否对混合料性能有影响，对其混合料进行高低温、冻融劈裂等路用性能试验,其中，沥青混合料成型温度为105。试验结果整理后汇总于表25中。表25 沥青混合料路用性能试验结果检验项目热拌混合料温拌混合料技术要求Evotherm DATLKW-型车辙试验动稳定度 （次/mm）1855192418801000低温弯曲破坏应变 （me）2478233723262300-

26、10冻融劈裂试验残留强度比（%）86.390.488.780由表25中试验结果可知，LKW-II型温拌沥青混合料与热拌沥青混合料相比，高温、低温及抗水损害性能相差不大，且均满足公路沥青路面施工技术规范（JTG F402004）要求。4.3 LKW-II型温拌沥青混合料施工温度课题组通过对添加LKW-II型温拌剂的沥青混合料试验研究，推荐其施工温度见表26。表26 温拌沥青混合料（LKW-型温拌剂）施工温度()施工工序温拌沥青混合料90号沥青加热温度150160集料加热温度170180混合料出料温度115120摊铺温度，不低于110初压温度，不低于100终压温度，不低于70开放交通温度，不低于504.4 小结试验结果表明：LK