嵌挤密实型沥青混合料组成设计规范

1本标准适用于山西省境内沥青路面嵌挤密实型沥青件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的DB14/T160公路改性沥青路面按照嵌挤原则设计,含有足够的粗集料并经沥青胶浆和细集料填充空LTPP：长期使用性能研究（LongTimePavementPePG：美国沥青路用性能分级规范(PerformanceGradcc2CEI：压实能量指数，反映了混合料在在铺筑4.1.1沥青的选择与评价优先采用PG性能 H——路表以下深度，mm；σair——最热7天平均气温或极端最低气温标准差，℃;z——保证率系数，当保证率为98%时，z=2.055。注1：美国PG分级按照当地的7d最高平均气温、年极端最低气温、道路等级、交通荷载作用速度调整，规范将沥青分为7个高温等级和7个低温等级，高温从46℃~82℃,低温从-10℃~-46℃,每6℃为一级，超出上述等级的也可按6℃延伸。34.1.2.4当路面高温设计温度和低温设计温度的可靠度取98%时，路Tmaxat98%=Tmaxat50%+2×σHighTemp Tminat98%=Tminat50%-2×σLowTemp σHighTemp——20年以上连续7d平均最高气温的标准差，℃;σLowTemp——20年以上年最低极端气温标准差，℃。4.1.2.5根据路面高温设计温度和设计累计当量轴载作用次数Nea（次）沥青PG等级调整b交通荷载速率停滞交通＜20km/h慢速交通20～70km/h标准交通>70km/hNe＜0.3×106——0.3×106≤Ne＜3×10621 3×106≤Ne＜10×10621—10×106≤Ne＜30×106321Ne≥30×106321a设计累计当量轴载作用次数Ne是按当前年交通量增长率15年计算；1个调整等级为6℃;c交通量和交通荷载速率仅调整深度少于100mm结构层的沥青PG高温等级。4.2.1矿料由粗集料、细集料(石屑、机制砂或天然砂)、填料(矿粉)组成。4规格公称粒径水洗法通过各筛孔的质量百分率(%)9.54.752.361.180.60.30.150.075S15ˊ0～590～10060～9040～7530～5514～402～200～7S16ˊ0～3—80～10050～8035～6015～450～250～10粒度范围通过率（%）试验方法＜0.6mm＜0.15mm＜0.075mm90～10085～100JTGE42T0351级配类型下列筛孔的通过率（%方孔筛）37.531.526.513.29.54.752.360.60.30.150.075AC-13Superpave12.5上控制点468下控制点9085AC-16上控制点468下控制点9085LSAM-20或AC-20上控制点408下控制点9085LSAM-25细型上控制点467下控制点9074LSAM-25粗型上控制点467下控制点9074LSAM-20作为抗疲劳结构层。5混合料类型技术要求AC-13Superpave12.5AC-16-0.50～0.680.50～0.68LSAM-20AC-20-0.50～0.680.50～0.68LSAM-25≥1.80.50～0.680.50～0.68c,=；为各筛孔对应通过百分率。Gmm@N（最大理论密度%）矿料间隙率VMA%）有效沥青饱和度VFA%）有效沥青膜厚度DA(μm）粉胶比FB密实能量指数CEI交通密实指数TDINdes=100Nmax=16096Sup12.5、AC-13、AC-16：14～1665～751.0～1.6选用较小值选用较大值LSAM-25：11～13LSAM-20或AC-20：12～14注1：CEI和TDI计算见附录C。试验项目单位技术要求试验方法马歇尔试验（最佳沥青用量时）空隙率、矿料间隙率、饱和度、稳定度、流值/符合JTGF40和DB14/T160相关技术要求JTGE20T0702T0704T0709车辙试验动稳定度次/mm符合JTGF40和DB14/T160相关技术要求JTGE20T07196试验项目单位技术要求试验方法低温弯曲试验弯曲应变能密度kPaPG低温等级2228试验温度(℃)0-6-12-18-24水稳定性试验干湿间接抗拉强度比%渗水试验渗水系数ml/min符合JTGF40和DB14/T160相关技术要求JTGE20T0730合比流程图见图1，应按本规范规定进行最佳沥青用量条件下马歇尔试验及各项配合比设计检验。生产6.2.1.1混合料拌和应采用小型沥青6.2.1.2配合比设计从工程实际使用的材料中取厚度(cm)三层式双层式磨耗层4AC-13AC-13Superpave12.5Superpave12.5SMA-13SMA-135AC-16AC-16SMA-16SMA-16中间层8～10LSAM-25—抗疲劳层6～8LSAM-20LSAM-20AC-20AC-207沥青混合料的类型材料试验其他材料、外掺剂等—一材料试验其他材料、外掺剂等—一规范规定的矿料级配关键控制点材料选择、取样粗集料、细集料、矿粉沥青或改性沥青结合料确定试验温度根据级配关键控制点和[CA′]、确定试验温度 [FA′]、[FA′]选用3组不同级配对选择的每一设计级配，初选沥青用量，拌和混合料，分别制作SGC试件普通沥青用真空法确定理论最大相对密度或改性沥青用计算法普通沥青用真空法确定理论最大相对密度或改性沥青用计算法测定试件毛体积相对密度评估VV，VMA，VFA、有效沥青膜厚度、粉胶比、CEI、TDI，优选级配如选定级配不合理重新拟定 对选定级配以4组沥青用量成型SGC试件评估VV，VMA，VFA、有效沥青膜厚度、粉胶比、最大压实次数检验确定最佳沥青用量进行马氏、车辙、低温弯曲、水稳定性试验完成配合比设计检验提交材料品种、矿料级配、标准配合比、最佳沥青用量等6.2.2.3如大体相当的工程使用根据当地的实践经验为3种不同配合比的沥青混合料预估适宜的沥青用量，分别制作3种级配的SGC6.2.4.1采用式（5）确定试拌混合料8PPb预估——预估沥青用量，%；P6.2.4.2依据表6，在Pb预估条件下（即各级配沥青混合料达到4%空隙率条件时）评估N初始次数时压），）），Gmm预估@N初始=Gmm试验@N初始-(4-VV)................Gmm预估@N初始——换算为4%空隙率条件下N初始次数时的压实度Gmm@N初始，%；VMA预估=VMA+C×(4-VV).....C——如果VV大于4.0%，C=0.2VFA预估——换算为4%空隙率条件时试件饱和度，........................），6.2.4.3当三种级配反复调整不能满意时，宜重新调整级配另需准备预估沥青含量-0.5%试样用于确定最大理论相对密度，试件的准备和试验方法与附录G相9评估沥青混合料体积特性和力学特性，验证其是否满足表7技术要求。若试验结果未能满足体积特性和力学特性要求，须重新拟定沥青混合料级配组6.2.6.1用于高速公路和一级公路的密级配沥青混合料，需在配合比设计的基础6.2.6.2配合比设计检验按计算确定的设计最佳沥青用量在6.2.6.5低温抗裂性能检验。按规定方法进行沥6.3.1生产配合比设计阶段。根据目标配合比试验的冷料仓供料比例试拌，测试6.3.2生产配合比验证阶段。按拌和机生产配合比结果试拌、试铺试验段，并在使沥青混合料的质量符合要求并保持相对稳定，必要时配、最佳沥青用量，以及其他各项配合比设计技术指性能等级PG64PG70PG76PG82试验方法-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-40-10-16-22-28-34-10-16-22-28-34平均7天最高路面设计温度a(℃)最低路面设计温度a(>,℃)-40-40-34原样沥青-230T0611粘度b(℃)（试验温度为135℃时，≤3Pa•s）T0625动态剪切c(℃)（相应试验温度且目标应变约10rad/s时，G*/sinδd≥1.00kPa）6482T0628旋转薄膜烘箱残留物T0610质量改变(≤,%）1.00T0610动态剪切(℃)（相应试验温度且目标应变约10rad/s时，G*/sinδd≥2.20kPa）6482T0628压力老化容器残留物T0630PAV老化温度e(℃)100（110）100（110）100（110）-动态剪切(℃)（相应试验温度且目标应变约10rad/s时，G*/sinδd≤5000kPa）282522282528254028T0628蠕变劲度f(℃)（相应试验温度且试验时间为60s时，S＜300MPa且m≥0.3)0-60-60-60-6T0627直接拉伸f(℃)（相应试验温度且试验拉伸速度为1.0mm/min时，破坏应变≥1.0%）0-60-60-60-6T0629a路面设计温度从气温、交通量条件转换而得；b如证实沥青在拌和温度范围有足够的泵送能力并具备安全性，可不采用该技术要求；c非改性沥青的粘度测量也可用试验温度时的G*/sinδ来代替；d车辙因子G*/sinδ为高温劲度检验指标，疲劳因子G*sinδ为中等温度劲度检验指标；ePAV老化温度为模拟气候条件温度，从90℃,100℃和110℃中选择，PG58及以上等级为100℃,在沙漠气候条件下，PG70及以上等级为110℃;f如果蠕变劲度低于300MPa，不再进行直接拉伸试验；如果蠕变劲度在300～600MPa之间且m≥0.3，以直接拉伸试验得到的破坏应变作为低温性能要求的技术指标。TTTmaxat98%=Tmaxat50%+2×σHighTemp=58.0+2×2=62℃Tminat98%=Tminat50%-2×σLowTemp=-19.8-2×3=-25.8℃B.1.4根据表2，考虑交通荷载和交通速率调整PG性能分级，慢速交通需增加2个PG高温等级，因此该公路采用高可靠度表面层沥青需要的PG性能分级CEI、TDI计算C.1.1本方法适用于测定沥青混合料在规定温度范围内旋转压实成型在摊铺、碾压阶段的可压实性，宜小；TDI：由密实度93%至设计密实度%Ndes（96%）时密实曲线下的面成型沥青混合料SGC试件得到旋转压实曲线后，按式C.1、C.2计算CEI、TDI=dx...................................f(x)——旋转压实曲线函数，通过积分求得，无量纲；x——旋转压实次数，次。C.3.2试验结果应注明试件尺寸、试D.1.1本方法适用于测定沥青混合料的低温抗裂性能。本方法所测得的低温弯曲应变能密度可用于评价沥青混合料材料性能，也可作为沥青混合料设计、沥青路面设D.1.2本试验依据JTGE20中“T0715沥青混合料弯曲试验”方法进行，适用于试验室制备长250mm±2mm、宽40mm±2.0mm、高40mm±2.0mm的沥青混合料棱柱体小梁，且沥青混合料的最大公称粒径不大D.2.2对修正得到的应力一应变关系曲线按二次抛物线回归，求得应力达到最大值曲线下方的包络面dε................................................f(σ)——应力函数，通过积分求得，kPa；ε——应变，无量纲。值的平均值作为试验结果。当试验数目n为3、4、5、6时，k值分别D.3.2试验结果保留均应注明试件尺寸、成型方法、依据T0715方法对图D.1荷载—变形曲线修正得到图D.2应力—应变曲线σ=0.000001ε2+0.007ε+0.511E.1.1该试验方法包括试件的成型、压实混合料的饱水和冻融循环加速水损坏，测定混合料E.1.2该方法可以用来测试室内拌和、压实的沥青混合料水稳定性，以及现场拌和、取样压E.2.2恒温水槽：用于试件保温，保持温度E.2.4试验机：能够准确控制竖向变形速率50mm/min的材料试验机，试验机负荷应满足最大E.2.5金属加载压条：上下各一根。试件直径为100mm时，压条宽度为12.7mm；直径为150mmE.3.2试件尺寸为：直径100mm，高度63.5mm±2.5mm；或直径150mm，高度95mm±5mm。后者适用于公却2h±0.5h，而后放置于温度为60℃的烘箱中老化16h±1h。如果烘箱架子没有网眼，盒子底部应E.3.4老化后，混合料在压实温度±3℃的烘箱中放置120min±10min之后，按照T0736方法E.4.2试件尺寸为直径100mm，高度63.5mm±2.5mm，或者直径150mm，高度95mm±5mm，后空隙率7%±1%，通过调整旋转压实次数实现E.5.1按照附录G和规定试验对老化和加热的混E.5.3按照T0708方法测定每1个试件的毛体积密度，计算空隙率VV。......................VE.6.3.2将试验放入真空容器中，加水（室温）至超过试件表面25mm以上，在0.013MPa～0.067空下浸水10min～15min后恢复常压20......................E.6.3.9在60℃±1℃水浴中养生24h±1h后，再将试件放置于25℃±0.5℃水浴中浸泡120minE.7.1在25℃±0.5℃进行干燥和冻融条件试.........................S........................SS21试验结果提供每组试件个数、每组试件平均空隙率、每22F.2.1测定各粗集料的松装密度、干捣密度及各细集料的干捣密度，确定粗集料的选取密度PCAi（g/CAi,松装PCAiPCAi,松装k——根据实验选用，由k确定的选取密度PCAi介于各档粗集料的堆积密度和干捣实密度之F.2.2按式（F.2）计算合成粗集料在选取密度下的空隙体积VCA。PPF.2.3按式（F.3），用细集料的干捣密度确定填23F.2.4利用粗、细集料各组分的密度，确定矿质混合料的总质量，若各档集料密度相差不大，可F.2.5按式（F.4）、（F.5）、（F.6）、（F.7），根据粗集料中所含的部分细集含的部分粗集料CAi≤4.75mm，分别修正得到粗集料百分比PCAi修正1CAi≤4.75mm=PCAi,%×PCAi,4.75mm..............................................................(F.4)PCAi,4.75mm——各档粗集料4.75mm筛孔通过率，%。PP+FA≥4.75mm-ΣCAi≤4.75mm...........................................................(F.7)CAi≤0.075mm=CAi修正1×PCAi,0.075mm.........CAi≤0.075mm——各档粗集料中≤0.075mm集料含量，%；24CA,0.075mmPCA,0.075mmPPMF,%——矿粉含量，%；P0.075,填料——填料0.075mm筛孔通过率，%。PP：10-25mm石灰岩碎石：10-20mm石灰岩碎石：5-10mm石灰岩碎石25初拟LSAM-25级配，设计密度取为松装密度的115%，P0.075，设计为5.1%（初拟合成级配0.075mm筛孔），按体积比28.2︰60.6︰11.3组成。具体各档料级配组成级配类型下列筛孔的通过率（%方孔筛）37.531.526.59.54.752.361.180.60.30.150.07510-25mm98.476.56.13.40.30.30.30.30.30.30.30.310-20mm96.074.845.611.00.40.40.40.40.40.40.45-10mm99.73.40-3mm97.485.156.535.118.610.94.0矿粉94.2技术指标粗料粗料粗料细料填料毛体积密度(g/cm3)2.7152.6692.669视密度(g/cm3)2.7652.7452.7462.7522.777松装密度(g/cm3)1.4501.4551.440干捣密度(g/cm3)1.5271.5431.5381.891按照28.2︰60.6︰11.3混合后，每cm3单26PCA2#,%=1.013/2.383=42.5%PCA3#,%=0.187/2.383=7.8% PF.3.4考虑粗料中含细料和细料中含CA1#≤4.75mm=19.7%×0.3%=0.05%(P4.75=0.3%)CA2#≤4.75mm=42.5%×0.4%=0.17%(P4.75=0.4%)CA3#≤4.75mm=7.8%×3.4%=0.09%(P4.75=3.4%)CA1#≤4.75mm+CA2#≤4.75mm+CA3#≤4.75mm=0.05%+0.17%+0.09%=0.31%27PCA2#,%MF,%=19.5%︰42.2%︰7.8%︰26.7%︰3.7%据此将LSAM-25最终级配拟定为：128G.1.1用于体积设计，热拌沥青混合料在规定压实温度下短期老化2小时；用于路用性能试验，应在1拌1次，以保证老化一致。压实试模和基板在使用前要放置于135℃的烘箱内30m分别为0.170Pa·s±0.02Pa·s和0.280Pa·s±0.03Pa·s，由沥青的温度——粘度特性确定。改性沥青通常在高粘度情况下进行混合和压实，拌和、老化和压实温度要求可比基质沥青混合料提高10℃~20℃。应当YN29P,Py1，y2…yn——为各集料的毛体积相对密度，无量纲；矿质细集料、填料的毛体积相对密度难于确定，采用表观相对密度替代。G.2.1.2当合成集料有效相对密度yse基于混合料最大理论相对密度yt和除吸收沥青以外的集料颗粒yse=..........................ytybyse——合成集料的有效相对密度，无量纲；Pyb——沥青相对密度，无量纲。G.2.1.3选定集料时，各沥青含量下理论最大相