Superpave19最佳瀝青用量確定

尹 強(qiáng)，倪 云

(烏蘇市天山路橋有限責(zé)任公司)

Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法是美國SHRP研究的代表性成果，主要體現(xiàn)了瀝青混合料按體積設(shè)計(jì)的原則，以混合料體積組成為控制指標(biāo)來確定最佳瀝青用量，其設(shè)計(jì)方法在美國得到了普遍的應(yīng)用，對(duì)我國瀝青混合料設(shè)計(jì)理論、方法和工程實(shí)踐產(chǎn)生了重大影響。文獻(xiàn)對(duì)Superpave技術(shù)在城市道路改造中的應(yīng)用進(jìn)行了研究，并提出了禁區(qū)控制原則，優(yōu)化了細(xì)集料級(jí)配，提出粉膠比的控制范圍。為了確定金寶屯至查日蘇高速公路Superpave19瀝青混合料下面層最佳用量，筆者按照Superpave設(shè)計(jì)方法對(duì)其進(jìn)行了設(shè)計(jì)。

1 原材料組成及生產(chǎn)配合比級(jí)配合成

1.1 原材料組成

金寶屯至查日蘇高速公路是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃中長春至深圳的重要路段。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中，粗集料選用玄武巖碎石，細(xì)集料選用玄武巖石屑，填料采用梨樹縣白云灰有限責(zé)任公司礦粉和吉林省天鑫水泥有限責(zé)任公司生產(chǎn)的普通硅酸鹽42.5水泥，瀝青采用SBS改性瀝青，抗剝離劑采用SA-9304。其中SBS改性瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果見表1所示。SBS改性瀝青性能粘度-溫度試驗(yàn)結(jié)果見表2所示。

1.2 生產(chǎn)配合比級(jí)配合成

Superpave生產(chǎn)配合比調(diào)試是在目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上，調(diào)整生產(chǎn)配合比合成級(jí)配和目標(biāo)級(jí)配比合成級(jí)配相靠近，其中4.75 mm及其以上篩孔合成級(jí)配通過率與目標(biāo)配比偏差控制在±5%以內(nèi)，4.75 mm以下篩孔合成級(jí)配通過率偏差控制在±3%以內(nèi)。生產(chǎn)配合比合成級(jí)配見表3所示。

表1 SBS改性瀝青性能試驗(yàn)結(jié)果

表2 SBS改性瀝青粘度-溫度試驗(yàn)結(jié)果

表3 生產(chǎn)配合比合成級(jí)配

根據(jù)各檔集料的密度、吸水率和相應(yīng)用量的比例，用Superpave集料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件計(jì)算合成計(jì)算集料的性質(zhì)，并推薦初始瀝青用量為4.32%。

2 Superpave19最佳瀝青用量確定

確定了設(shè)計(jì)級(jí)配后，根據(jù)推薦的初始瀝青用量4.32%，選取3.72%、4.02%、4.32%和4.62%四個(gè)瀝青用量進(jìn)行設(shè)計(jì)級(jí)配的瀝青混合料壓實(shí)特性與體積性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表4所示。

表4 4種瀝青用量試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)每個(gè)試拌瀝青用量在設(shè)計(jì)選擇次數(shù)下的體積性能，繪制對(duì)應(yīng)瀝青用量下的空隙率如圖1所示。

圖1 瀝青用量與空隙率的關(guān)系

從圖1中可知，當(dāng)空隙率為4%時(shí)，瀝青用量為4.35%，根據(jù)Superpave設(shè)計(jì)方法確定瀝青最佳用量為4.35%。當(dāng)配合比最佳瀝青用量為4.35%時(shí)，混合料壓實(shí)與體積特性如表5所示。

表5 最佳瀝青用量時(shí)混合料壓實(shí)與體積特性

3 Superpave19性能驗(yàn)證試驗(yàn)

為了判別最佳瀝青用量為4.35%時(shí)，Superpave19性能是否符合要求，對(duì)最佳瀝青用量下混合料分別進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度比對(duì)試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)(試驗(yàn)溫度為60℃，胎壓0.7 MPa)，試驗(yàn)結(jié)果分別如表6、表7和表8所示。

表6 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表7 凍融劈裂強(qiáng)度比對(duì)試驗(yàn)結(jié)果

表8 車轍試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果表明，最佳瀝青用量為4.35%時(shí)，瀝青混合料性能符合設(shè)計(jì)要求，可以用于金查高速公路的施工。

4 結(jié)語

通過應(yīng)用Superpave設(shè)計(jì)方法，對(duì)Superpave19瀝青混合料配合比進(jìn)行了設(shè)計(jì)，并確定了最佳瀝青用量為4.35%。浸水馬歇爾試驗(yàn)、凍融劈裂強(qiáng)度比對(duì)試驗(yàn)和車轍試驗(yàn)結(jié)果表明Superpave19瀝青混合料可用于高速公路下面層的施工。

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