PDF版13A型沥青混凝土配合比设计

1、. 【PDF版】13A型沥青混凝土配合比设计【HTML版】摘 要 京高速公路国段路面施工采用A K13A型抗滑表层沥青混合料,保证了工程质量.关键词 沥青混合料 设计方法 级配 抗滑表层1 前言京高速公路国段全长169. 5km,全线路面工程共分在8个标段.1997年11月,原路面施工图设计路面面层构造为:下面层采用7cm厚A C- 30I型沥青混凝土;中面层采有5cm厚A C- 20V型沥青混凝土;上面层即抗滑层采用4cm厚沥青玛碲脂碎石混合料(简称SM A).1998年12月25日,经研究决定抗滑层取消SM A,改为A K- 13B,中面层沥青混合料类型由A C20V型改成A C20I型下

2、面层沥青混合料类型不变.1999年5月7日,路面外表抗滑层准备采用SS13型,但考虑到SS13型沥青混合料级配围较窄,施工较难控制,适当放宽了级配围,取消SS13型,除8标采用A K- 16A型外,其它各标段改为A K13A型沥青混凝土抗滑表层,且沥青混凝土抗滑表层的材料要求,沥青混合料的技术指标,抗滑表层的沥青选用,相对于“公路沥青路面施工技术规“(J TJ03294) (以下简称“规“)要求做了局部调整和改良.本文以京高速公路路面一标沥青混凝土拌和厂为例,针对A K13A型沥青混合料配合比设计,在特定条件和特殊要求下,详细说明其具体设计步骤和做法,并谈谈个人的看法,供广阔读者在今后工作中参

3、考.2 A K13A沥青混凝土抗滑表层构造技术指标,材料及施工要求(1)A K13A沥青混凝土抗滑表层构造的技术指标.A,路面横向力系数SFC54或路面抗滑值(摆值FB)45(竣工后第一个夏季测定).B,路面整体弯沉值LR设计值0. 219mm.C,平整度: 3m连续式平整度仪测定标准差D 5. 05. 5流值(0. 1mm)20402040空隙率(%)41035沥青饱和度(%)60756575浸水残留稳定度(%) 7075注:A,冻融劈裂残留稳定度70% B,混合料矿料间隙率(VM A)不宜小于15%.(3)A K13A沥青混合料马歇尔试验技术标准(见表1).(4)A K13A沥青混凝土抗滑

4、表层施工要求.A,压实度98%B,空隙率 150转化点(环球法)()425248密度(15)(g cm3)实测记录1. 03蓬膜加热试验1635h质量损失不大于(%)1. 00. 25针入度比不小于(%)5075. 6延度(25)不小于(%)50 150延度(15) (cm)实测记录1154 目标配合比设计阶段(1)结合工地实际情况,采用PC1500计算机自编程序,电算法进展试配调整,尤其要使4.75mm,2. 36mm,0. 075mm三档的筛孔通过率尽量接近“规“要求围的中值.表3 粗集料质量规格指 标“规“规定(高速公路)碎石规格(mm)1015510石料压碎值不大于(%)2811. 7

5、洛杉矶磨耗损失不大于(%)3017. 6视密度不小于(t m3)2. 502. 62 2. 61吸水率不大于(%)2. 01. 6对沥青的粘附性不小于4级4级巩固性不大于(%)120. 8针片状含量不大于(%)156. 6 8. 9水洗法 0. 075mm颗粒含量不大于(%)10. 5软石含量不大于(%)51. 0石料磨光值不小于(B PN)4244. 2石料冲击值不大于(%)287. 8经过多种方案比拟,计算确定矿料级配组成如下:1015mm碎石; 510mm碎石;石屑:细砂;矿粉= 40: 28: 18: 7: 7,合成级配结果见表4,均符合“规“要求.4. 57mm通过量偏低,应适当提高

6、1.18mm通过量.(2)马歇尔试验根据“规“D7表所列的沥青用量及实践经历,估计适宜的沥青用量为50% ,以此为中值在4%6%围按0. 5%间隔变化,取5个不同的沥青用量,用小型拌和机与矿料拌和,按规定的击实次数成型马歇尔试件.按“规“B. 4. 2规定的试验方法,测定试件的密度,并计算空隙率,沥青饱和度,矿料间隙率等物理指标,进展体积组成分析,其具体结果如表5.表4 矿质混合料配合比计算表筛孔(mm)1015mm40%510mm28%石屑18%细砂7%矿粉7%合成级配“规“要求“规“中值16. 013. 29. 54. 752. 361. 180. 60. 30. 150. 075通过百分

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根据“规“附录B. 4,B. 5,计算最正确沥青用量及油石比:按最大密度的沥青用量a1,最大稳定度的沥青用量a2,规定空隙率中值的沥青用量a3确定最佳沥青用量的初始值OA C1=(a1+a2+a3) 3

8、= 4.8%.按各项指标全部合格的沥青用量围OA Cm in_OA Cm a*,求取中值OA C2=(OA Cm in+OA C2m a*) 2= 4. 4%01 辽 宁 交 通 科 技 2000. 81995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表5 A K13A目标配合比马歇尔试验结果沥 青含量%理论密度(g cm3)实测密度(水中重法) (g cm3)空隙率(%)饱合度(%)矿料间隙率(%)稳定度(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 马歇尔试验结果油石比%理论密度(g cm3)实测密度(g cm3)空隙率(%)矿料间隙率(%)饱和度(%)稳定度(kN)流 值(0. 1mm)浸水时间(h)残留稳定度(%)4. 82. 4592. 3613. 8914. 4872. 56. 5924. 60.

10、 54. 82. 4592. 3554. 2314. 7071. 22. 9824. 94890. 74由此确定最正确沥青用量OA C= 4. 6%相应最正确石油比= 4. 8%(3)水稳定性检验按照最正确油石比4. 8% ,重新制作两组试件,进行马歇尔试验及48h浸水马歇尔试验,对沥青混合料的水稳定性进展验正,结果如表6.浸水马歇尔残留稳定度为90. 74% ,符合不得小于75%的设计要求.(4)高温稳定性检验按“规“7. 4. 3条规定:对于高速公路的上面层和中面层的沥青混凝土混合料进展配合比设计时,应通过车辙试验机对抗车辙能力进展检验,在温度60轮压0. 7M Pa条件下进展车辙试验动稳

11、定度不小于800次 mm.因此由马歇尔试验设计的配合比并不能直接作为目标配合比,对上述设计的级配及油石比的沥青混合料进展车辙试验,动稳定度为906次 mm,符合要求.最初几种配合比方案的动稳定度未到达要求,采取措施主要有增加矿粉用量,增加粗集料用量,减少沥青用量等,这几种措施中,效果最明显的是沥青用量对动稳定度的影响,试验说明:在上述矿料配合比不变的前提下,油石比4. 4%时,动稳定度为1615次 mm,油石比4. 8%时,动稳定度为906次 mm.5 生产配合比设计阶段目标配合比设计完成以后,应根据拌和厂采用的拌和机进展生产配合比设计.本工程采用日本产NA PU1000型拌和机,首先根据级配

12、类型选择振动筛的等效筛孔为20mm, 12mm, 9mm四级,从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进展筛分,与目标配合比设计一样进展矿料级配计算,筛分的结果及计算得到的配合比方表8所示,各热料仓取样测定视密度如表7.表7 各热料仓材料视密度试验结果热料仓4#仓3#仓2#仓1#仓粒径(mm)2012129953. 553. 5以下视密度(g cm3)2. 622. 622. 612. 66设计的矿料级配为:4 #仓(2012): 3#仓(129): 2#仓(953. 5): 1#仓(53. 5以下):矿粉= 30: 11: 28: 25: 6表8 抗滑表层各热料仓筛分结果及配比筛孔(mm)4#仓(

13、30%)3#仓(11%)2#仓(28%)1#仓25%)矿粉(6%)合成级配(生产配合比)“规“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,王铁滨,兆辉:A K13A型沥青

14、混凝土配合比设计1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表9 生产配合比马歇尔试验结果沥青用量(%)理论密度(g cm3)实测密度(g cm3)空隙率(%)饱和度(%)矿料间隙率(%)稳定度(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在确定各热料仓的材料比例的同时,要

15、反复调整冷料仓进料比例,以到达供料均衡,并取目标配合比设计的最正确沥青用量4. 6%,4. 3%,4. 9%等三个沥青用量进展马歇尔试验,确定生产配合比的最正确沥青用量.根据表9试验结果,考虑到目标配合比设计最佳沥青用量4. 6% ,结合以往的实践经历,决定采用沥青用量4. 8%(油石比5. 0%).作为生产配合比的建议值,供试拌铺筑试验段,该拌和机拌和能力为每锅1000kg,因此各热料仓的用量分别为:4#仓(2012): 1000(1 - 4. 8%)30% =286kg3#仓(129): 1000(1 - 4. 8%)11% =105kg2 #仓(953. 5): 1000(1- 4. 8

16、%)28%= 267kg1 #仓(53. 5以下): 1000(1 - 4. 8%)25% = 238kg矿粉: 1000(1_ 4. 8%)6% = 57kg沥青: 10004. 8% = 48kg6 生产配合比验证阶段目标配合比报告,生产配合比报告完成以后,应先报请驻地办,总监办,前线工程指挥部审批,在此期间应会同设计,监理,施工等有关单位的专家一起进展对混合料矿料级配及油石比的会审,发表意见,报告批准后,施工单位选定好试验段,并按此配合比进展试拌试铺,各方面技术人员到现场观察摊铺,碾压过程和成型混合料的外表状况,鉴定混合料的级配及油石比状况,提出调整意见,另一方面,实验室人员配合摊铺现场

17、,分别在拌和厂和摊铺同时采集沥青混合料试拌,进展抽提试验,检验实际矿料级配和油石比是否合格;制备试件进展马歇尔试验和浸水马歇尔试验,检验是否符合设计要求,同时,按照“规“关于铺筑试验段的要求,进展各种常规试验.实验室在第一次取样马歇尔试验后发现稳定度,流值,沥青饱和度符合设计要求,空隙率稍大,但未超标,抽提筛分显示,实际矿料级配接近设计级配,但油石比到达4. 8% ,属拌和机控制上偏小所致.第二次取样,矿料级配及马歇尔指标均符合设计要求,同时还进展浸水马歇尔试验,残留稳定度为91. 5% ,满足要求,A K13A生产配合比经历证是可行的,工程质检人员据此编写了生产配合比报告及试验路段施工总结报

18、告,经监理及前线指挥部批准,最终施工单位的标准配合比方下:(1)各热仓比例:4 #仓(2012): 3#仓(129): 2#仓(933. 5): 1#仓(53. 5以下):矿粉= 30: 11: 28: 25: 6(2)施工过程中矿料级配,各粒经集料波动围,要满足“规“表E. 2的要求,特别要注意交工验收时,矿料级配实测值必须符合在设计级配围.(3)设计油石比5. 0% ,相应沥青用量为4. 8% ,其施工容许误差不得超过+ 0. 3% , - 0. 2%.7 完毕语目前,京高速公路至山海关段已经竣工通车数月,实践证明,路面各构造层配合比设计是合理的.施工过程中每天按规定进展了大量马歇试验,抽提试