橡胶沥青混合料配合比设计

橡胶沥青混合料的设计方法•般使用马歇尔设计方法，在设计过程中不添加特殊的设备.1、集料集料的选取应不含泥上、化学品等物质』同时，清洁、坚硬，且细长颗粒少，质量应符合公路沥青路面施工技术规范中的相关技术要求，满足《公路沥青路面施工技术规范》规对粗集料的破碎面的要求，不采用水汽敏感的亲水性集札»矿粉矿粉应采用石灰岩等憎水性石料生产的矿粉。矿粉具有清洁、干燥、松散箸特点，并旦不混有杂质，无结团现象，质量应满足技术规范中表4.10.1的技术要求。3、橡胶粉经过对杭州椽胶粉生产市场的考察，以及胶粉目数对橡胶沥青性能的影响分析，项目组选择了杭州新邦橡胶有限公司生产的W目橡胶粉。4、基质沥青项目组在室内作了大量试验，分别使用韩国SK70号和东海牌70号某质沥青进行了橡胶沥育小样试验，由于两种基质沥青的轻质油份（饱和炷、芳香母）含量不同，使得两种基质沥青的最佳橡胶粉掺量不同，在新昌项目中，根据工程实际需要，以东海牌70号基质沥青作为牛产橡胶沥青的基质沥青，42矿料的级配设计用于橡胶沥青混合料的矿料级配最常用的是间断级配，各种粒径集料通过率应符合表3.1所示的范围。表如极胶沥音祯合科矿料设计培配的■国〔脚配）辩JLN、】3】时各筛凡遍过质量"分率1曰161(H)：3二1佻9.583-871二3S3T72一新IS-220.60S--12(；.07?27橡股沥青而'料刘一于级配设2J+有以下几个特点:第一、橡胶沥青矿料级配度计必须具有断级配的特点。第二、级配设计尽量少使用Q075mm及以下的矿粉。第三、级配设计中断点的设计-般是设计在2.36mm和4.75mim以上的级配设计原姻，能使矿斜间的空隙变大，保证橡胶颗粒存放，增加橡胶沥青的用量。43橡胶沥青混合料试件的制作与常规的马歇尔试件制作方法和设备一样，橡胶沥青的制作并没有■特别之处，只是在温度和拌合上要求相对更高。椽胶沥青混合料拌合前：将橡胶沏青加热，温度控制在185±5nc.同时将试样加热到185To橡胶沥青混合料的拌合二先将拌合锅预热到185nC左右，后将加热集料导入拌合锚，充分混合后用铲子将中间挖成凹状，导入预先加热的橡胶沥青，将拌合温度控制在160〜170R橡胶沥青混合料代击实，檬胶沥占-混合料装入试模h立一叩击实.击实温度应择制在1451~1疝之间.加有添加剂的橡胶沥青混合料试件制作方法参照添加剂使用说明.44密度和空隙率的计算在橡胶沥青混合料试件的有效空隙率(VTM).矿料间隙率(VMA)和沥青饱和度(VFA)Wil-算中，应用表观和对密度取代:巨体积相对密度.这是由于橡胶沥青的翳度较大，很难渗透到集料表面的m透扎隙中去，所以使用「表观■相困密4.5马歇尔试验与最佳沥青用量的确定最佳沥青用量的确定与常规马歇尔试验配合比设计方法并无原则的区别，需要注意的有以下几点；1、沥青川靖的马歇尔试，分成3组,油石比选拜萄围从丘5%至7.5%,技照0.5%的间隔分别为&5%,7.0%,75%D2、当基质沥育较硬时，可以适当的减少沥青mso3、按照马歇尔试验确定最佳油石比和最佳沥青用量.4、如果通过马歇尔试验确定最佳油石比低于7,5知那么最佳油石比则以马歇尔试盈确定的为最佳油彳I比=5、如果通过与歇尔试验确定的最佳沥青用fifKT6.5%或者高于7.5做，则混合料的设计应重做试验确定。4.6橡胶沥青混合料的技术标准橡胶沥青混合料的配合比设计应符合表3.2的评价标准'表3.2椽胶沥音混合料马戡尔设计技术标准指标单位挂术型求马歇尔时间.£实次数J倾）75宁隙率矿利词糠率:VMA..人］•等于15.()马歇尔稳也度,大于等于-kN5.()时歇尔流值,大于至于-mm254.7橡胶沥青混合料试验设计4.7.1原材料选择新吕江拔线椽胶沥青试箍路段ARAC13集料采用玄武岩,同时添加占集料2珞的矿粉顷提高混Q料的抗水损击性能.厦3.3力纶档料密，变，&3.3集科密度试验结果材料名称表观相村密度毛体积相对密度1收水率(%)L井(9.51ISnun>2.9502.796L.S72#(475—9,5mm)顷72.7702.343井mitiig2.7H2.7D8/矿粉2.703//橡胶沥青采用东海牌70号A皈道路石油沥青和30目货车箱胎胶粉刷备经过室内多次试验,企生产过程中橡胶粉掺量控制在18、2。%,根据《椽胶沥青及混合料设计施I一技术指南》进行相关橡胶沥青的技术指标试说•试独结果见表3.4,试验方法均参照现行《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)o.占土4椽胶沥青性能怜测站女试验.目试验结果技术要求试验■法针入度(25CC，如,100g)4540-8{)T<)6{)4软化点1'C)h7.U空T06IJ6布氏粘度LJS0cC)L2162.0-4.DTO625延度1cm)S>5T0605■■抑.怦.恢侦l?5T，%)W2>55TO6621嘴丁的布氏粘度按50%的扭矩内插获阵从试验结果来看,本次用于新昌橡胶沥青戒验路段的橡胶油青各项性能:指标优履针入度、秋化六、布氐粘度(180nC)、弹性恢复等指标都达到了浙江省高速公路的技术标准要求，4.7,2混合料级配合比设计1、级配选择橡胶沥青混合料近年在国内路面工程中已被普遍，应用・而其配合比的应用目前仍借鉴国外橡胶沥青混合料配比的设计，针对不同的项目进行了改进.本实验路段混合料的配合比设计根据新吕项目特点，上要结合《橡胶沥青及混合料设计通工技术指南》的安求，采用汁断级配密实肯架嵌挤式级配,采用马歇尔击实法(双面各75次)，击实温度控制在145邕〜15QP”图3.5•为新吕橡胶沥青试聆路段ARAC-13潺合料级配调试结臬图中红线为ARHM-13(W)的上下限。从图中可以看出与《橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》ARHM-13Cw)相比，勺.5rnm、4.75111m筛孔通过率更低,0^0.3mm筛孔接近下限，有利于提高混合料的骨架性和嵌挤力，提高路面的高温性能，

图3.5AEAdia混♦料•配调试仙果2、最佳沥青用量确定本研究采用的集料毛体枳相对密度2.8左右，按照规范要求，并根据以往经验,初始油石比采用8.5%,由于橡胶沥青的高温粘度很高，采取双M75次制作马歇尔试件，测定最大理论相对密度、毛体积密度、空隙率VY＞矿料间隙率VMA、沥青饱和度VE4和V与咻积指标,测试马歇尔稳定度、流值做为参考指标，具体结果见表3.6,然后，根据设il'Ufe空隙率4.0%来确定最佳油石比,确定ARAC-13的最佳油石比为7.0知夜3上ARAC-13设计配合比命歇尔试A绡果皴配类型汕石比（%）<kN、流值(mm]VV<%)VMA<%)VFA<%)毛％积相对密度最大理论相对密度ARAC-136.513.543,966.61机66442.3952.5657.014.5()4.124J18375.62.4272.5307.513474234.517.073J2.4072520设H要求/>5.02-53〜6>15.070〜85//3、混合料试验结果根据项U所在区域的气候条件，以及历史施工经验,制定了混合料设计标准及设计结果，考虑到「程实际情况，油石比采用69%.如表3一7、土*所示＜■从试验结果来看，ARAC-B沥青混合料各项体积指标、水稳定性能、高温性能均满足要求.3.7推什：油石止、密度及空障灌混合料训1石比毛体枳相空隙率最大理论VMA饱和度褐，M度流值类型《％)时密度(%)相对％度(%)(.%)%k\J([ii[ii)AR.AC-I36一92.47113lt).j73.6ISM4一。3段il妥求————3〜H>L5.D>5.0E7.衣3上最仕汕石比1、佝各性能指件验混合料类型残出槌定如so(%)冻融劈遐试验的残甬强度止1%)期伺定没'：次切m)渗水系缺mkmin)ARAC-1392.090.03003设计要求>85/<110根据试验数据，残留稳定度，冻融劈裂试验、动稳定度等指标已经达到高速公路的标准安:求，混合料性能测试为了验证橡胶沥青混合料,按照I二述配合比设计卜'的高温性能、疲劳性能和力学性能,分别ARAC-13和SRS改性沥青混合料AC-13C进行了对比实验。其中,SBS改忤沥青中的SBS含量为3%.4-3A高温性能对比试验混合料的高温性能测试采用简单性能试验机SPT(也称：沥青混合料性能试验机)测定。试验初始应力设计为41,9kPa,围压为138kP』实验过程中保持稳定，应力水平为07MPa,试验温!斐为为40^o按照何间隔由9秒加载半正弦压荷载脉冲，每秒加裁0.1秒，下表3.9为试验结果*简单性能试验机EPT技术一数说％加载能15kN,精度:±2卫N非城性：行程:SOinmi精您±0.0127mm：:兀样表面变形：±1111111,秸0.0031。】。TF戢怕试件尺寸=100mm直x150mm高;温度控制范围：。〜"C；阿1「0-200kPa.精度】IkP心表3.9混合科高温性能实验结果制合料类型FhW数rpfffFn/%甲感知(W%bSRS&性沥青ACI3C如44.709450.25IS.土RACIZIE的7.4。耶从试说结果来看.SBS改性沥青AC-13C的婚变次数要扃于ARAC-3从该性能看井没有去现也明显的优势“这主变是因为两者的结构类型不hhARAG13为断级配.粗集料间隙率宜'相对较大，沥青用量更高，国内外的研究表明•相同条件下.粉胶用突越明,高温稳定性越4.7.3.2疲劳性能对比试验封比疲劳试验采用气幼何服诺「汉NU-14沥青材料试验仪，全过程由电脑自因控制,试验温.度控制在15G应变加载微应变为30011E试验结果见下表3.10听示＜■ft3.J0不同沥育混合料疲另试验结果混合科类型i.顷前蛤刚山_'MPa)l.VIPa)累lI作用次累计耗散能LMPa)SBS改性汕「」j{X)5546.02860.5M29534.928AC-13匚AKAC-133其4524.62596.611453SM.O29从疲劳性能实验结果来看，ARAC-13混合料疲劳性能高于SBS改性沥青AC-13C混合科，说明ARAC-13混合科抗疲"疗性能具•白明显忧矿七4.7.3.3力学性能对比试验1、动态模量试验采用简单试盘机删定动态模床删的不司温度和荷载作用频率下沥青混合料的动态模鼐、相位侑等指标。试件采用旋转♦实位成型,按MAASHTOTP-61的要求进行取芯,取芯件大小为1SOinmxlOOiiie动态模品试脸一股采■应力控制/应变♦制两种方式,本实段采用应力控

制,并如栽iF弦荷载的方式。试验分别在H)nC.156项C、40»55TF进行。每个温度F分别按照25Hz、2()IIz.1。&5Hz.1Hz.0.5Hz.O.IHz加载止弦何成*本实吐的结果"表.<IK3.12cU.3.JJ不同条件下混合科的为学性能(无围压)温度〔X?)姬率Uiz)ARAC-13SBS改性沥青AC-J3C模量E*相位角中EHSNhlw，「：3相位角也E*/SIXd»102510174M.O2413打142SiI14,1459359209S：211.3239164［捆15J5.0752"15LOS73216.17322L41214216.L2452075783417.2326442HJI3IILK375031575821.26731544&3492322.S712S27(Ml23J31651^0.13313览;一即7H9dm26/；I9872J52517.27270971297415.37■1756S20786918.17251691*1即16.584395S106观l%720304J0932l&一1754S1555996"3*IM2795S520.262767514147¥.鬣9587斜康MMI5时g3496迎一1777475I4(i26.85I2II60.121473W驼.叫32IH3心I*125254975W.351175424.78l&l我20475725.31110S77I5H25.2616SS5103S962t'.71踞2659415巳誓75ms2M.2S67274717纣IR9柄71IXEhM.\734392b2733.2547670.5J45632.3726A6193534.2734260.133.2713IE93335.1/1661

40251捋734.36524K22^%a201成34.303023209()35一r>3垃&10L2S6S434223-1L42S36372-13A597735.281(574109736.27163&135397384?236.177G0.5时34.8532734.185260.1J4B32.1827318329.15照55Z57损35.781267&43^4.7914252033.471L7渊33.591?69103157S37r?31.7W94753J4765832731.4。66211¥333S51373J38控8:LS26.S6275Q.\752R1711622.23256&E不同条件下混合料曲力¥性能《国压温度LC)(Hz>ARAC13SBS改性沥青AC-13C模量E*相位角®模匿E*相位角®E*仰NO)LD25103*13.5641848J523513.3167S9820M13V.6357410904515.16349-481333714J651*5PI%L6.I7292361192716&5dlOL616155J978LS226E74720.352493之0.55S5720.3WIM57751622J219764Q.l3T359lfi850J7髯.3511”51525R534L6.2I3页站J254616.03451S520暨3616.37纳161213616.1642487107327LS.2623fnJ0656IS.61339465fijL*［心h)9227回320.2/

1454?22.94IL71S634S24.27I541E0.5睥731.179沁337526.2712Q470.1253726.3757U32L72Q.S5怀IR2525533」22.2714437758423.261"&20513-4w65U395江¥17251013X31.75IOf；柘592325.75IW45邮％4蜘27.26IU赤123365笠42924网一M51)270.519"2(i.l74以234(128.2(149730.1123251R31JE15.•仅26.2d祐.想K)252IH26.755333282228.1758?720如”：M15555*71冲"5557101枷；¥.外■4X5T51621It'2J.2ti3&64172323.6441261104721.2K约：71227?0一¥35720.592319.8&花3116418.2?部服0.11721"4£)：714.ST祎IR5525IK52L.59362S15593)如435220IE"20.44%州1-1341^.52«731010IEJ8.673457132317.664246W16.3533271口31口9432717SI13273顽1。事12.26■16It0.573612.2435：7926L1.38J9670.1&RI10473731i旺5知6分析结果如下二L温度敏感性分析研究结果表明.随着切载频率的变小，混合料的动态回弹横流也变小.而在小频率、低温卜混合料表现山来的力学性能与大频率、高温度F的力学性能相同,通过实瓣彳芋出的混合料动态回蝉模仙的变化,不仗反混合料对加载频率的变化敏感度，也反映出了混合料随着温度变化的敏感性，而混合料受温度的影响越大，则说明混合料的稳定性越差.通曲式验缺据的分析，我为