|
旧水泥混凝土路面加铺改造方案综述(2) 针入度比,25℃
%
>70
70.2
质量损失
%
<0.5
0.08
5.2 现场加工改性沥青
基质沥青选用70#、90#两种沥青,分别取3%、3.5%、4%、4.5%、5%五种SBS含量进行改性试验,部分试验结果见表3。
现场加工改性沥青测试结果 表3
性 质
单位
测 试 值
基质沥青
70#
70#
70#
90#
90#
90#
90#
SBS添加量
%
3.5
4
5
3
4
4.5
5
针入度25℃,100g,5S
0.1mm
61
48
43
59
52.3
57.6
50.3
针入度指数PI
-0.89
-0.02
1.0
0.55
软化点Tb&r
℃
53
59.6
74
50.5
65.6
56.3
67.2
延度5℃,5cm/min
Cm
19
21
37
27
49.4
65
67.2
试验表明,使用SBS改性后,沥青的针入度下降较多,沥青变硬，粘度显著增大(特别是70 #沥青)。结合实际改性效果,并考虑到太硬的沥青难于施工,于是选用90#沥青作为基质沥青。
国内外的研究表明,SBS含量达到3%时,才会对沥青产生明显的改性作用。SBS用量视实际情况和要求而定,一般为3%～6%。结合本工程的特点和改性试验情况,SBS含量选用4.5%。
6 SMA配合比设计及施工控制
SMA即沥青玛蹄脂碎石混合料,是在浇铸式沥青混凝土的基础上发展而来的。SMA的高温性能好，抗车辙能力强，具有较好的低温抗裂性能和耐久性，能减小路面噪声，提高行车安全性，延长路面使用寿命，减少养护费用，经济效益和社会效益十分明显。从80年代起SMA在欧美得到推广和普及,一些国家已经制定了SMA国家标准。我国近年来在北京、吉林、河北等地,也修筑了一些SMA试验路,并开始推广应用。本次宁扬公路旧水泥路面加铺改造工程,考虑到加铺层复杂的受力状况,为延缓反射裂缝的发生和发展,在上面层采用SBS改性沥青SMA路面结构。
6.1 配合比设计
SMA的特点是"三多一少",即粗骨料多,矿粉用量多,沥青用量多,而细集料少。SMA混合料的设计要保证粗骨料间形成充分的相互嵌挤的骨架,同时使混合料的空隙率在一个适当的范围内。关于SMA的设计,没有特定的方法,马歇尔法在一定范围仍然使用。
6.1.1 初拟级配
SMA16在国外应用较少，开始试验时,参考我国北京、吉林、河北等地的实际经验，选择三种级配进行试验,其级配范围见表4。
沥青混合料矿料级配 表4
范围
名称
筛 孔 (mm)
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
JTBT
100
95～100
72～92
54～72
22～38
17～31
14～26
10～22
9～17
8～15
8～11
BAOJ
100
95～100
85～95
60～75
20～28
16～24
14～18
12～16
12～15
10～12
8～10
JSTI
100
90～100
65～85
40～60
24～30
16～24
15～22
12～17
11～14
9～13
8～11
AC16I
100
95～100
75～90
58～78
42～63
32～50
22～37
16～28
11～21
7～15
4～8
AM16
100
90～100
60～85
45～68
18～42
6～25
3～18
1～14
1～10
0～8
0～5
AK16A
100
90～100
70～90
50～70
30～50
22～37
16～28
12～23
8～18
6～13
4～9
注：JTBT--为交通部推荐级配,在北京、吉林等地区应用较多;
BAOJ--为河北省保津公路拟用级配,是在美国FHWA级配的基础上而制定的;
JSTI--为宁扬改造课题组所拟定的级配;
AC16I、AM16、AK16I--为JTJ014-97中的沥青面层级配。
6.1.2 马歇尔试验
马歇尔试验参数和试验结果见表5～6。
马歇尔试验参数 表5
温度
石料、矿粉、VIATOP加热温度为185℃，沥青加热温度为180℃，拌合温度为180℃，压实温度为160℃
拌和
干拌10S，湿拌300S
击实
双面，50次/面
从表6中可以看出，级配BAOJ空隙率较大，不宜采用。级配JTBT空隙率与VMA略小
，JSTI各项指标都较好。
6.1.3 析漏试验
在此基础上，对以上三种级配的混合料在180℃、保温1h的条件下，进行析漏试验，结果表明三种级配的混合料都能满足要求。
6.1.4 确定级配
根据以上试验结果，决定采用级配JSTI。
6.1.5 确定用油量
采用级配JSTI,油石比5.5～7.5，进行马歇尔试验，试验结果见表7。
马歇尔试验结果 表6
级配类型
油石比
(%)
稳定度
(kN)
流值
(0.1mm)
空隙率
(%)
VMA
(%)
JTBT
6.0
8.57
68.83
3.40
17.26
6.5
7.79
63.83
2.64
16.55
BAOJ
6.0
5.81
68.17
5.98
19.50
6.5
6.09
40.43
4.47
18.96
JSTI
6.0
6.17
79.03
3.95
18.18
6.5
6.40
46.53
3.58
17.76
表7
级配类型
油石比
(%)
稳定度
(kN)
流值
(0.1mm)
空隙率
(%)
VMA
(%)
密度
(g/cm3)
SMA16
5.5
5.53
18.21
2.510
6.0
6.17
79.0
4.23
18.02
2.515
6.5
6.40
46.5
3.36
18.35
2.534
7.0
6.17
76.1
3.38
19.30
2.512
7.5
5.69
52.4
3.20
20.17
2.510
要求
>6
|