改性沥青混合料设计与施工

改性沥青混合料设计与施工改性沥青混合料设计与施工

前言1、改性沥青混合料设计1.1一般规定1.2确定矿料级配范围1.3材料的选择与准备1.4矿料配合比设计1.5马歇尔试验1.6确定最佳沥青用量1.7性能检测1.8配合比设计报告2、改性沥青路面施工2.1一般规定与准备2.2改性沥青混合料生产2.3改性沥青路面施工3、施工质量管理改性沥青混合料设计与施工前言改性沥青在世界各地的应用已日趋成熟，人们普遍认识到改性沥青能提高路面的使用性能，同时对改性沥青技术指标的要求也越来越苛刻，可对路面施工技术的要求却并非如此。矿料质量、配合比设计、施工工艺等对路面性能与使用寿命带来的负面影响远比沥青材料来得更大。众所周知，沥青在其混合料中的重量比只有5-6%，没人会否认它对整个路面性能所做的贡献远高于5-6%，但实际上它的作用也远非人们想象的那么大，现汇总了沥青结合料、矿料、沥青混合料等与沥青路面各种性能的有机联系。

沥青材料与沥青路面性能的关系抗老化性能水稳定性

抗疲劳性能

耐久性★★★★★★施工性能

★★☆

行车舒适性能

★★★

★★★

★★

路面透水性★★★

★★★

★

表面服务功能

★★★

☆

★★★

★★★

★★★★★★

★★★★★

★★★

★

★★★

低温抗裂性能

★★★

★★★

★★

高温抗车辙性能沥青混合料

矿料沥青结合料沥青路面注：表中★★★表示特别重要，★★表示比较重要，★表示有影响，☆表示几乎无关。研究表明，沥青结合料自身性能对其路面的贡献：抗高温车辙：29%抗低温开裂：87%疲劳：52％因此在改善沥青性能的同时，更要注重于对矿料质量的技术要求及其混合料物理力学性能的检验。

永久变形，%有这样一组关于矿料质量对混合料抗车辙性能影响的试验实例，即试验分两组，一组为矿料相同而沥青不同；另一组是矿料不同而沥青相同。

即使选用好的改性沥青，若矿料质量不好，混合料性能也要大打折扣。试验项目沥青A

沥青B

刚度@25℃,40ms,Mpa

53805800变形@60℃，700N,mm

3.22.2车辙@60℃,mm/千次循环0.120.04疲劳寿命@20℃,400u□,循环次数

4.90E+041.03E+06

用不同来源但具有相同PG等级的沥青，采用相同的混合料设计，其力学性能却有较大不同。上述两个实例说明沥青的性能如何只是一个方面，它不能预测混合料的性能，也就是说单凭沥青的性能并不能预测沥青路面性能。

为充分发挥改性沥青的性能，尽可能获得最大的投资效益比，对改性沥青路面的施工，应如同对改性沥青技术指标要求的一样严格，必须遵循其自身特点进行施工。其工序原则上同普通沥青路面一致：施工前准备混合料配合比设计拌制运输摊铺压实成型接缝开放交通等

1．改性沥青混合料设计1.1一般规定改性沥青混合料设计，应遵循《公路沥青路面施工技术规范》中关于热拌沥青混合料配合比设计的步骤进行：目标配合比设计生产配合比设计生产配合比验证确定矿料级配及最佳沥青用量。配合比设计我国仍采用马歇尔试验技术标准，按下面框图步骤进行：

在工程设计级配范围内设计1～3组不同的矿料级配确定试验温度对设计的每组级配，初选5组沥青用量，拌和混合料，分别制作马歇尔试件测定试件毛体积相对密度确定理论最大相对密度普通沥青用真空法或改性沥青用计算法不合格不合格计算VV、VMA、VFA等体积指标进行马歇尔试验，与马歇尔设计标准比较技术经济分析、确定1组设计级配及最佳沥青用量按规定进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验，检验配合比设计是否合理完成配合比设计、提交材料品种、配比、矿料级配、最佳沥青用量沥青混合料类型规范规定的矿料级配范围确定工程设计级配范围材料选择、取样材料试验其他材料,外掺剂等粗集料、细集料、矿粉沥青或改性沥青结合料合格合格

1.2确定矿料级配范围沥青混合料的设计级配范围按工程设计文件的规定执行。目前有些工程单位往往根据其工程所在地的气候、交通条件等，对现行规范规定的矿料级配范围进行调整，自行确定设计级配范围，但其上下限差值必须小于规范级配范围的差值。对夏季温度较高，且高温持续时间长，但冬季不太冷的地区或者重载路段应重点考虑抗车辙能力的需要，减少4.75mm及2.36mm的通过率，选用较大的设计空隙率。当采用密级配混合料时，宜选用粗型密级配沥青混合料。对冬季温度较低，且低温持续时间长的地区，或者非重载路段，应在保证抗车辙能力的前提下，充分考虑提高低温抗裂性能，适当增大4.75mm及2.36mm的通过率，选用较小的设计空隙率。当采用密级配混合料时，宜选用细型密级配沥青混合料。

对夏季温度高，且持续时间长，冬季又十分寒冷，年温差特别大，又属于重载路段的工程，高温要求和低温要求发生矛盾时，应以提高其高温抗车辙能力为主，兼顾低温抗裂性能的需要，在减少4.75mm及2.36mm的通过率的同时，适当增加0.075mm的通过率，使其级配范围成S型，并取中等或偏高水平的设计空隙率。对潮湿区、湿润区等雨水、冰雪融化对路面有严重威胁的地区，在考虑抗车辙能力的同时还应重视密水性的需要，防止水损害破坏，宜适当减小设计空隙率，但应保持良好的雨天抗滑性能。对于旱地区，受水的影响很小，对密水性及抗滑性能的要求可放宽。对于路面不同层位的考虑：表面层应综合考虑高温抗车辙、低温抗开裂、抗滑的需要；中面层应重点考虑抗车辙能力；底面层重点考虑抗疲劳开裂性能、密水性等。1.3材料的选择与准备按相关试验规程规定，在工程实际使用的材料中选取足够数量的沥青及矿料的代表性试样，进行相关试验。粗集料、细集料（天然砂、人工砂、石屑）、填料的质量规格必须符合现行规范技术要求。粗集料、细集料的筛分试验，无论是目标配合比设计、生产配合比设计，都必须用水洗法确定0.075mm通过率，以确保配合比设计的准确性。混合料的合成毛体积相对密度为各种矿料的毛体积相对密度的加权平均值，4.75mm以下的集料和矿粉用表观相对密度。矿料级配曲线的绘制：按泰勒曲线的标准画法，其指数n=0.45，横坐标按X=100.45lgdi，纵坐标为普通坐标。

d1.0.0750.150.30.61.182.364.759.5X0.3120.4260.5820.7951.0771.4722.0162.745d113.2161926.531.537.55363X3.1933.4823.7624.3704.7235.1095.9696.452以图中原点与通过集料最大粒径100%点的连线作为最大密度线，在级配曲线图上绘制各级配范围。1.4矿料配合比设计

各种矿料的配合比例宜采用计算机程序用试配法

图解法

其他计算方法进行。对合成级配的要求：

设计的合成级配必须符合设计级配范围的要求。

合成的级配曲线不得有太多的锯齿形交错。

现行规范“应使0.075、2.36、4.75mm在内的较多筛孔的通过量接近设计级配范围的中值”，新规范已做了修订。

适宜的VMA值由集料的公称最大粒径确定。设计空隙率(%)4.759.513.216.019.026.531.537.52.015131211.511109.593.016141312.5121110.5104.017151413.5131211.5115.018161514.5141312.5126.019171615.5151413.513相应于下列公称最大粒径(mm)时的VMA最小值(%)SUPERPAVE沥青混合料设计最大密度线：集料最大粒径：集料最大公称粒径：控制点的功能为级配必须通过其间的校正范围，位于公称最大粒径、中等粒径（2.36mm）和最小粒径（0.075mm）。限制区为沿最大密度级配线存在于中等粒径与0.3mm粒径之间。（根据最大公称粒径的不同确定其界限。）

1.5马歇尔试验

改性沥青的粘温曲线，目前一般是参考基质沥青的粘温曲线，在其基础上提高15~20℃作为拌和或压实温度，否则按照改性沥青自身的粘温曲线确定等粘温度往往偏高，甚至超过200℃。例如SHELLAH-90基质沥青与改性沥青的粘温曲线。

拌和为190～203℃，压实为175～182℃，这显然是不允许的。

予估适宜剖的沥青用奴量，按每狭变化0.执5%的间绣隔、蛙取5述个不同的芒沥青用量术，而每一组旬试件不少浊于6个，陷计算各组撕试件的体脊积指标：丛空隙率、县矿料间隙书率、余沥彩青体积百处分率、婶沥青饱和拣度等体积国指标。理论最大舌相对密度赠：天对于霉理论最大沾相对密度怒的确定，腊试验规程画中有三种约方法：计算法真空法溶剂法美国采用忌真空法，愈欧洲采用耍溶剂法，垂我国无明飘确规定。用真空类法或溶惧剂法实山测的理的论最大青相对密替度考虑哀了集料脖吸收沥撑青的影讯响。计算法没轧有考虑沥结青与集料氧拌和后，粪沥青被集涛料吸入孔抚隙中的损厨失。不同的生方法，善空隙率麻将有所岁不同，任有资料项报导，渔考虑不骄考虑沥迅青被集掀料吸入缩慧，试件睡空隙率退可能相质差1.貌5~2旬.0%空隙率：纷S奇HRP提眉出设计空蚕隙率宜为按4％，当宗施工要求讯压实度达胸到96%伏时的实际吉空隙率为增[1-9粒6%×（鲁1-4%踢）]=7厚.84%喊。秤空限隙率与热稠拌沥青混画合料浸水蹄条件下的惩相对残留凤稳定度之塌间的关系管：利空隙棚率小于4惧%幸空隙册率增大到虎或超出D猫区域板空薪隙率在B锡、C区域尚抗滑表付层AK的盏空隙率为控4-10解%，刚好丽是最不利刺的空隙率酱，工程实质践中AK捐级配类型伯的面层往仔往出现水汇损害破坏似也就不难尺理解，新伟修订的规自范已不在施有AK结怖构。流值：水橡胶及热寺塑性橡胶晋改性沥青个混合料的响高温韧性裤较大，流排值相应也勿要大些，拣故为2~矛5mm（县普通沥青脖混合料为劫2~4m柴m）。马歇尔试垄验结果的版修正方法1.6苗确定碎最佳沥仿青用量摸（或油钱石比）刺根伐据沥青揉用量与泥马歇尔动试验的毙结果绘舍制曲线气：获当相应挠于试验测的沥青纱用量范差围能出微现密度游及稳定莫度峰值暗时，求洁取密度聪、稳定咏度、空像隙率范钢围中值跑的沥青制用量，木取三者楼的平均辞值为最孟佳沥青戒用量的尸初始值须为OA杠C1。化当选吃择的沥悔青用量颠范围没潜有使密结度及稳合定度曲也线出现蠢峰值，域但涵盖湾设计空胃隙率全躁部范围巾时，以唯空隙率孤中值或百目标空堆隙率所矿对应的葵沥青用返量作为全OAC1。浇各项暖指标均姥符合技恋术标准闻OAC滨min哥~OA底Cma倚x，的散中值为或OAC2。毛根据实赠线经验甲和公路览等级、院气候条衫件等因威素确定蝴最佳沥诞青用量供，通常被情况下什取OA汁C1及OAC2的中值公作为最摊佳沥青晓用量O冬AC。掉对袜粉胶比壤（C＝斥P0.0怪75/Pa）宜在1沿.0～1等.2范围牺，不得超恩过1.6叠。为进一步俘验证最佳租沥青用量击是否合适殃，可计算端沥青混合雄料的沥青裁膜厚度。伟T=b/介100-宋b×脖1/SG晴b×其1/SA碍F车式中：T酷——沥青帅膜厚度（带mm）粒S剑Gb酱——沥青耕的相对密累度秆SAF即——诵矿料的表界面积系数付：饱b腾——霜沥青含量帐（%）偏标准的浓沥青膜厚顺度为：际密级配沥奔青混凝土斩>5μm陷热压程式沥青混夺凝土克>7选μm贴排水闻式沥青混讨凝土羊>1踏2μm同时经叉改性的槐沥青混继合料的絮低温性嘴能不得无低于未赏改性基炭质沥青化混合料豪指标，托破坏应挤变不宜思低于1漆200锐με。1.7身改性沥匙青混合料摩性能检验七月平均最高气温(℃)>30℃（夏炎热区）

30℃~20℃(夏热区)<20℃夏凉区

气候分区1-11-21-31-42-12-22-32-43-2车辙试验动稳定度（次/mm）不小于（60℃,0.7Mpa）

15002000250030001000140017002000800气候条件溉与技术指街标气候分区站及相应的它技术要求改性沥青贿混合料高音温稳定性丢技术要求改性沥甩青混合腥料低温嘉抗裂性顷技术要袜求年级端最低气温(℃)<-37.0℃(冬严寒区)-21.5℃~37℃(冬寒区)-9.℃~21.5℃(冬冷区)>-9.0℃(冬温区)气候分区

1-12-11-22-23-21-32-31-42-4弯曲试验破坏应变（με）不小于(-10℃,50mm/min)

300035002500300035002000250015002000气候分区瞒及相应的欺技术要求气候条件维与技术指耽标改性的污沥青混控合料的百高温性汪能不得计低于未薪改性的悼基质沥订青混合邻料的指告标，动扛稳定度常不应低悔于800次/mm。改性沥青屑混合料的林水稳定性撇应符合以友下两个指帝标要求，支达不到要移求时应采影取抗剥落望措施：芒1．林采用“沥称青混合料亦马歇尔稳枪定度试验赠”方法测保定的48纵h浸水热马歇尔稳倚定度试验徐残留稳定评度不应小禾于80%驼2肆．采用“膨沥青混合搜料冻融劈赤裂试验”木方法测定敌的劈裂强督度比不应按小于80员%。1.8见配合比戏设计报露告设计级配阀范围选择码说明茂材料选择版与试验结可果食矿付料级配计辜算表未马歇尔试毒验结果揪最佳沥减青用量确增定方法堡配合孕比设计检撤验结果战标准洋配合比曲吸线勿最佳沥青英用量丢配铲合比设计锡报告必须谢得到监理丑及主管部并门的批准住方可交付盯生产使用盗。改性沥葛青混合那料路面羞正式开垒工前，泻必须铺年筑10柄0~2专00m隆的试验债路段：2．改且性沥青咽路面施春工2.1网一般规与定与标准试拌：齿上料速逐度、数攀量、时史间、温考度。坊试铺：堵温度、列速度、慢宽度、并自动找怎平方式覆。检试基压：机筒械组合凶、温度遵、速度毙、遍数胳、松铺湾系数、映接缝方劣法。验证沥两青混合怕料配合远比设计留，提出改生产用兰的矿料暴级配和携沥青用捞量倘若试菌验路段借的试验稼未达到荷试验目魂的时，童应重新淹铺筑试持验路、凭直到滿站足要求碑为止，慰提出试啊验路总蛋结报告岔，取得健主管部蚕门的批线准。2.2帽改涌性沥青巩混合料丽生产艺改性拒沥青混鬼合料宜尝随拌随让用，若汉需要贮芝存时，啄其时间芒不宜超管过24锁h（普狡通沥青斧混合料登72h率），温购降不应例超过1臣0℃，肺且不得竿发生结牙合料老己化，滴飞漏。信混合雨料降温抛过多，漠粗细集牙料颗粒崇离析，服应予以隔废弃并朋找出原异因。芒拌和耗温度与刷拌和时揉间是改云性沥青痒混合料发生产的死两个重洪要因素品。2.3辅改性沥俗青混合料顺路面的施淋工虾运输：同县普通热拌彩合沥青混冷合料。士摊铺岔：连续、眼均匀、不显间断的摊量铺是保证臭路面平正蚊的关键。录压林实：12蓝0℃前结圣束碾压作孟业。对于压陕实机械热的组合妄及其碾详压方式拔一直是恋个很有府争议的寇问题：上面层愤是否采广用轮胎访压路机先振动辛后静压饭，还是锁先静压皮后振动有研究资申料对振动赛与静态压蚂路机的结倍合方式及欢压实工艺妖提出了新仍的观点，凯即为尽快庸获得所要琴求的压实辽度，将振钻动压路机摊用于初压筒可能是重收要手段。买在沥青笼混合料处朗于高温状尿态时，把阅集料颗粒丛碾压到它凑的最后位岔置、振动养压路机可缎促进集料假的嵌挤，包并对先静瓶压后振动邮的传统工伤艺提出质相疑，认为拴先用静态岂压路机使怪混合料定计位并压实哨，继而使躁用振动压晕路机则可且能引起集懂料断裂，绿并导致混惜合料密度逢减少而不挑是增大,据此，建达议使用高活频低幅的外振动压路众机进行初援压，再用掩一台静态翻钢轮压路容机实施终暴压的碾压丘步骤，但这种螺做法有蚕人担心饶会影响唯路面的仅平正度职，工程厨实践证明这或种担心统是不必概要的。压路机必纪须紧跟在优摊铺机后谢面碾压（疗两者之间线为一人穿谢过距离）刺。弓碾压速盼度为4k绍m/h（晚即一般人你行走的速包度）。套振框动频率宜谎为35－魄50Hz隆。挡振幅宜多为0.3吸~0.8亦mm。缩慧“紧慈跟、慢压康、高频、旧低幅”。接缝：谊接缝裂施工原西则上同挡普通热灾拌沥青艇混合料圣一致，枕美国联悟邦公路许局提出摄的纵向稻接缝的华三种碾冲压方法晓:椒静衰载钢轮移压路机染先从已环压实的缩慧路面这两边开始刚碾压，遥搭接宽葵度为1柜5cm球。璃振芹动压路患机从未值压实的洞这边开挤始，搭脉接宽度择也为1屠5cm伴。振动压避路机从百未压实肿的这边美开始，沾但不搭掉接，而腿是留约幼7.元6cm进宽，然裹后用静更载钢轮拾压路机绢压实留就下的这纱部分。状首先从毫热混合近料这边庸开始碾胶压，压偏路机质毯量主要泄由未压缓实的热侧混合料谅部分承默受，并供产生一缩慧个把混亚合料向举接缝区公挤压的塔力，从机而获得筒较好的兴效果。若首先泽从已压僚实的冷坡混合料朋这边开据始碾压黎时，接碍缝区的种压实度形将比先托从热混卡合料这影边开始手碾压低雕1﹪~肃2﹪。3．施笨工质量排管理疤改性境沥青混呼合料路屋面施工述前、施兽工中、算竣工后喘的质量喜管理与么检查，军整体上钻同《公身路沥青领路面施捆工技术饰规范》网的规定炼一致，讯但也略允有差异痛，《公肃路沥青望改性沥凭青路面导施工技夺术规范牵》对不旅同类型犹的改性鸽沥青规重定了不励同的检痛测项目吨，这些外项目与蜘改性沥庄青技术舱要求的姿指标相湾对应。融对于豆压实度局