浇注式沥青混凝土配合比设计及性能研究.pdf

2 3 4 科技研究 城 市道桥 与防洪 2 0 1 2 年 4 月第 4 期 浇注式沥青混凝土配合比设计及性能研究 董超君 ， 何艳 ( 武汉市政工程设计研究院有限责任公司， 湖北武汉 4 3 0 0 2 3 ) 摘要： 为了深入研究浇注式沥青混凝土的特性， 通过大量的室内试验， 在分析原材料技术性质和混合料设计指标的基础上， 详细描述了浇注式沥青混凝土的配合 比设计过程 ， 并将其与 S M A、 A c进行 了路用性能方面的对 比， 结果表明， 浇注式沥青混 合料的高温稳定性较低， 但可以通过适当的方法进行改善 ， 如掺加天然沥青 T L A等； 其低温性能明显优于 S M A和 A c， 且与钢 板 的随从 性好 ， 证 明 了浇 注式沥青 混凝 土在钢桥 面铺 装 中的优势 。 关键词 ： 道路工程； 浇注式沥青混合料 ； 配合 比设计 ； 路用性能 中图分类 号 ： U 4 1 4 文献标 识码 ： A 文 章编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2 ) 0 4 0 2 3 4 0 2 1 概 述 浇 注式 沥青 混凝 土属 于密 实级 配 沥青 混 凝 土 ， 其特点是在施工温度条件下 ， 沥青混合料呈流 淌状态 ， 一般不需要用压路机 ， 只需要用简单的摊 铺整平机具即可完成施工 ，并能达到规定的密实 度和平整度。混合料本身具有沥青含量高 、 细集料 含量高 、 矿粉含量高等“ 三高” 特点 ， 较多 的沥青及 细集料含量使粗骨料处于悬浮状态；与热拌沥青 混凝土不同的是 ， 其空隙率很小( 小于 1 ) ， 并且 内部 空隙不相连 。浇注式沥青混凝土具有 良好的 防水 、 抗老化 、 抗疲劳性能以及对钢桥面板优秀的 追从性 和粘结性能 ，在国外应用于桥面铺装 已有 7 0多年的历史 ，我 国的多座钢桥的桥面铺装中也 有所使用 。详细介绍了浇注式沥青混凝土的配合 比设计，并将其与 S M A 、 A C进行了性能方面的对 比分析 。 2 配合比设计研究 2 1 原材料 ( 1 ) 沥青胶结料 浇注式沥青混合料中沥青含量通常高达 8 ， 沥青 的品质对混合料的性能有重要影响。德 国通 常采用 B 4 5级和 B 2 5级沥青作为胶结料 ，或者掺 配一定比例的天然沥青 T L A，掺配 T L A比例一般 为 1 5 一3 5 。日本常采用 A H一 3 0 #沥青作为基质 沥青， 掺配一定比例的湖沥青。在我国， 一般采用 壳 牌公 司生 产 的高 剂量 S B S改性 沥青一克 裂 王 ( C a r i p h a h )与多巴哥产特立尼达湖沥青按一定 的 比例掺配 ， 或采用针入度为 2 O 4 O的沥青掺入 聚 合物改性而成的改性沥青作为胶结料 。 收稿 日期 ： 2 0 1 1 - 1 1 3 0 作者简介： 董 超君 ( 1 9 6 4一 ) ， 女 ， 山东黄县 人 ， 工程师 ， 从 事市 政道路 设计 工作 。 ( 2 ) 集 料 集料应选用 坚硬致密 、 耐磨 、 颗粒形 状较好 ， 并与结合料有良好的黏结性能的一级石料。另外 粗集料表面应具有粗糙的纹理 ， 并符合 公路沥青 路面施 工技术 规范 ( J T G F 4 0 -2 0 0 4 ) 的要求 。浇 注式沥青混合料 中允许使用天然砂 ，但 天然砂 与 机制砂的用量 比不得超过 2 ： 1 ( 质量 比) 。 ( 3 ) 矿粉 矿粉一般选用石灰石矿粉 。浇注式沥青混合 料 中矿粉用 量一 般在 2 5 左右 ，是 沥 青用 量 的 2 54倍 。所 以矿粉 的质量在很大程度 上影 响着 混合料的质量 。除符合 公路沥青路面施工技术规 范 ( J T G F 4 0 -2 0 0 4 ) 的要 求外 ， 由于浇注 式沥青 混合料生产时温度要求 比较高 ，所 以矿粉使用 时 必须加热。 2 2 设计指标 由于浇 注式沥青混合料不 同于普通 沥青混合 料 ，所 以浇注式沥青混合料配合 比设计不像普通 混合料那样 采用 马歇尔 设计法 或 S u p e r p a v e配合 比设计法，它主要采用刘埃尔流动度值和贯人度 及贯人度增量为设计指标 ，辅 以低温弯 曲试验 和 疲劳试验进行配合 比检验 。 刘埃尔流动度是评价混合料施工和易性 的指 标 ， 它是 以 9 9 9 5 g的锥形重锤在 2 4 0 c c 混合料 中 下降5 0 m m深度所需要的时间， 以秒计。 我国规范 规定刘埃尔值范围为 32 0 s ， 以 1 8 s为 目标值 。 贯人 度是评 价混合料抗 变形 能力 的指标 ， 它 是 指在 4 0 时 ， 5 2 5 k g f 作 用在 0 0 5 1 1 1 2 面积 上 ， 3 0 mi n内贯人 沥青混合料 的深度 ( 0 0 1 m m) 贯人 度 试 件 为 7 O 7 mm7 0 7 mm7 0 7 mm 的立 方 体 ， 由于我国气候变化较大 ， 所以我国采用 6 O 贯人度为设计指标 。 2 3 级配的确定 浇注式沥青混合料最大粒径一般为 1 3 2 m m， 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 2 年 4 月第 4 期 城 市道桥与 防洪 科技研究 2 3 5 混合料 中粗骨料含量大约为 2 5 ，细集料含量 大 约为 5 0 ，填料 含量 大约 为 2 5 。表 1为我 国 G A 一 1 0级配范围。 表 1 GA 1 0级配范 围 级配 的选择可依据我 国工程实践 以及 国外特 别是德国 、 日本的规范和经验 ， 在级 配范围内选出 3组粗细不 同级配 ， 根据 当地经验选择 出适宜 的沥 青用量进行流动度试验、 贯入度和孔 隙率试验 。选 出满足要求 的级配 。 2 4 初始最佳油石 比的确定 将不 同油石 比试样 的 2 4 0刘埃 尔流动度 、 6 0贯人度 、 孑 L 隙率试验结果绘制在 图上 ， 并用圆 滑的曲线将数据点连接起来。 根据所做的图， 求出 符合技术要求的油石比。 2 5 最佳油石 比的确定 将求得的初始最佳油石比增减 0 5 ，组成不 同油石比的的三种浇注式沥青混合料，进行车辙 试验和低温极限弯曲试验。根据车辙试验和低温 弯曲试验求出符合技术要求的油石比作为最佳油 石 比。 3 路 用性能研 究 3 1 施工和易性 施工和易性是浇注式沥青混合料施工性能的 重要指标 ， 采用刘埃尔流动度试验衡 量 ， 图 1为不 同温度下三种沥青用量的浇注式沥青混合料的流 动试验结果 。 图 1 不 同温度 与沥青 用量时混合 料的流动度 由图 1 可见 ，混合料 的流动度受 沥青 用量 与 试验温度的影响十分明显。当沥青用量由7 5 增 加到 8 5 时 ， 浇注式沥青混合料在 2 4 0 o C时的流 动度 由 2 9 s 较少到 1 3 s ， 变化幅度达 5 5 ； 当温度 由 2 2 0增加到 2 4 0时 ， 沥青用量为 8 5 的混 合料流动度由 3 7 s 降低至 1 3 S ，降幅达 7 0 。因 此 ， 在实体工程 中 ， 可 以通过适 当的增加沥青用量 或提高混合料的保温温度等措施来改善混合料的 施工和易性 。 3 2 高温稳定性 众所周知 ，浇注式沥青混合料为典型的悬浮 密实结构 。表 2为不 同类 型的沥青混合料 的车辙 试验结果 ， 可 以看 出 ， 与 S MA、 A C相 比， 浇注式沥 青混合料动稳定度较小 ， 6 0 mi n车辙变形 较大 ， 但 仍满足我国 公路改性沥青路面施工技术规范 中 的规定( 大于 8 0 0次 mm ) 。 表 2 不 同类型沥青 混合料车辙试验 结果 试验表明， 混合沥青中湖沥青( T L A ) 的掺量 由 2 5 提高到 4 5 时 ，混合料的动稳定度 由 7 4 0 次 mm 提高到 1 1 7 2次 m m ， 增幅达 6 0 。如图 2 所示 ：当混合料表面压入 1 2 k g m 之预拌沥青碎 石 后 ，浇 注式沥 青混合 料 的动稳 定度 分别 增 长 至 1 8 0 0次 m m ( 4 5 T L A ) 与 1 0 5 0次 m m ( 2 5 T L A 1 ； 增幅分别达 5 3 与 4 2 。 ： 一 图 2 动稳 定度与预拌 沥青碎石洒布 量的关系 由此可以得出， 浇注式沥青混合料的高温稳定 性可以通过掺加T L A或者其他方式得到明显改善。 3 3 低温抗裂性 浇 注式 沥青混 合料 的低 温 抗裂 性能 可 以用 低 温弯 曲试验指 标来评 价 ，表 3为试验 温度 为 一 1 0 c c，加载速率为 5 0 m m m i n 时三种沥青混合 料低温性能试验结果。 表 3 不 同混合料低温 弯曲试验结果 ( - 1 O J ( 注 ： 浇注式 沥青 混合料 低 温弯 曲试验 的试 件尺 寸为 ： 3 0 0 n 3 J n 1 0 0 mm5 0 1T d T1 2 。 ) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 3 6 成果应用 城 市道桥与 防洪 2 0 1 2 年4月第 4 期 基于 RT K技术的城市道路断面数据的获取 李光耀 ( 兰州市 城市建 设设计 院 ， 甘肃兰 州 7 3 0 0 3 0 ) 摘要 ： 随着 测绘高 新技术 的广 泛应用 ， 城市道 路纵 横断 面测 量方 法也 有所 改进 ， 根据 不 同的地 形状 况 、 周边 环境 以及 设计 要 求 ， 可以选用不同的测绘手段， 优质、 快速、 高效地获得纵横断面图的测量成果。 该文结合工作实际， 就如何合理地利用 R T K测 量 的高新 测绘手 段 ， 对 城市 道路改 扩建工 程 的纵横断 面进行 测量 ， 并对 R T K测量方 法及 相应实 施过程 做一 探索 。 关键 词 ： R T K定位技 术 ； 城市道 路改扩 建 ； 纵 横断 面测量 中图分 类号 ： U 4 1 2 2 4 文献标 识码 ： B 文章编 号 ： 1 0 0 9 7 7 1 6 ( 2 0 1 2) 0 4 0 2 3 6 0 2 0 引言 道路纵横 断面测量是道 路工程测量 的重要组 成部分 。城市道路改扩建工程 的纵横断面测 量和 线形设计有别于新 建城市道路 ， 其无章可循 ， 实际 操作难度较大。传统的纵横断面测绘是以水准仪 为主体进行 的， 主要利用 电子全站仪 、 水准仪 等地 面测量仪器 ， 配合其他测量工具( 如皮尺、 塔尺等) 进行。这种测量模式存在着作业人员和仪器设备 多 、 野外工作量大 、 工作效率低 、 测量误差累积 、 现 场测量成果不直观 、 自动化程度较低等诸多弊端 。 目 前随着测绘仪器的更新换代 ， 测绘高新技术 的广泛应用 ， 纵横断面测量方法也有所改进 。根据 不同的地形状况 、 周边环境 ， 以及设计要求 ， 可以选 用不 同的测绘手段 ， 优质 、 快速 、 高效地获得纵横断 收稿 日期 ： 2 0 1 2 0 1 0 9 作者简介 ： 李 光耀 ( 1 9 6 6 一 ) ， 男 ，甘肃 兰州人 ， 高 级工程 师 ， 从 事工程 测量 工作 。 可 以得出， 无论是极 限破坏强度还是最大弯拉 应变 ， 浇注式沥青混合料都优于 S MA和 A C。 而且 ， 浇注式沥青混合料的最大弯拉应变值几乎为 S MA 和 A C的 8倍 。 主要是因为浇注式沥青混合料为悬 浮密实结构 ，并且含有较大 的沥青含量和矿粉用 量 ， 其空隙率极低 ， 因此 ， 大大提高了低温时的抗 拉性能和抗裂性能。 4 结论 浇注式沥青混合 料的配合 比设计不 同于普通 沥青混合 料 ， 设计 时要严 格控制流动度 和 6 0 贯 入度 两个 指标 ； 浇注式 沥青 混合料 的高温稳定性 较低 ， 但 可 以采 用适 当 的方法来 提高 ； 浇 注式沥 面图的测量成果。一般需改扩建 的城市道路 ， 在运 营多年后 ， 纵 、 横断面已偏离竣工时的线形 ， 如何合 理地利用成熟 的高新测绘手段 ， 对纵横断面进行测 量显得尤为重要。为此 ， 本文结合工作实 际 ， 基于 R T K技术 ， 针对城市道路改扩建工程 的纵 、 横断面 测量方法及相应实施 过程做一实际应用 。 1 R I K定 位技术简 介 R T K( 实时动态) 定位技术是 以载波相位 观测 值为根据的实时差分 G P S 技术，它是 G P S 测量术 发展 的一个新 突破 ， 在测绘 、 交通 、 能源 、 城市建设 等领域有广阔的应用前景。R T K测量系统一般由 以下三部分组成 ： G P S接收设备 、数据传输设备 、 软件系统。数据传输系统由基准站的发射电台与 流动站 的接收电台组成 ，它是实现实时动态测量 的关键设备。 实践证明， R T K技术能有效地解决传 统测量技术难以解决的通行、 通视等困难。只要满 足 R T K的基本工作条件， 在一定 的作 业半径范 围 一 - 一 -+ 一 一 -+ 青混合料 的低温性 能明显优于 S MA和 A C，并且 与钢板 的随从 性好 ， 因此更 适合做钢桥 面 的铺 装 材料。 参考文献 1 黄卫 大跨径桥梁钢桥面铺装设计理论与方法 M 北京： 中国建 筑工业 出版社， 2 0 0 6 2 2 重庆交通科研设计院 公路钢箱梁桥面铺装设计与施工指南 M 北京： 人 民交 通出版社 ， 2 0 0 6 3 樊叶华， 杨军， 钱振东等 国外浇注式沥青混凝土钢桥面铺装综 述 中外公路 ，2 0 0 3 ， 2 3 ( 6 ) ： 1 - 4 4 凌桂香， 罗享文 浇注式沥青混合料配合 比设计及试验研究f J 1 中外公 路， 2 0 1 0 ， 3 0 ( 4 ) ： 2 7 1 2 7 3 5 陈先华， 黄卫 ， 李洪涛 ， 等 钢桥 面浇 注式沥青混合 料铺装性 能 公路交 通科技， 2 0 0 4 ， 2 1 ( 9 ) ： 2 8 3 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m