DB15∕T 1637-2019 常温改性沥青及沥青混合料设计与施工技术规范(内蒙古自治区).pdf

ICS 93.080.01 P 66 DB15 内蒙古自治区地方标准 DB15/T 16372019 常温改性沥青及沥青混合料 设计与施工技术规范 Technical standard of the SMC (styreneic methyl copolymers) modified asphalt and asphalt mixture pavement design and construction 2019-04-10 发布 2019-07-10 实施 内蒙古自治区市场监督管理局 发 布 DB15/T 16372019 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 符号 . 2 5 原材料 . 2 6 配合比设计 . 3 7 混合料拌和、运输和施工 . 10 8 施工质量控制与检查验收 . 11 DB15/T 1637-2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009 的规则起草。 本标准由内蒙古自治区交通运输厅归口。 本标准主要起草单位：内蒙古自治区交通建设工程质量监督局，交通运输部科学研究院，中交三公局第一工程有限公司，阿拉善盟公路工程质量监督站，鄂尔多斯市交通建设工程质量监督局，中交基础设施养护集团有限公司。 本标准主要起草人：郭朝阳、张洪伟、王殿臣、李吉平、陈琪、乔俊峰、王振华、王学营、刘振正、柴丽、杨军、高源、杨波、田苗苗、赵蔚、张晓宇、周博文、刘发、张健俣、张勇、苗竹青、谢春磊、赵晓亮、石桂枝。 DB15/T 1637-2019 1 常温改性沥青及沥青混合料设计与施工技术规范 1 范围 本标准规定了SMC类常温改性沥青混合料的设计和施工。 本标准适用于公路沥青路面的新建、改建及养护工程。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。 凡是注日期的引用文件， 仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB 15603 常用化学危险品贮存通则 GB 17914 易燃易爆性商品储存养护技术条件 GB/T 267 石油产品闪点与燃点测定法（开口杯法） GB/T 2013 液体石油化工产品密度测定法 HJ 643 固体废物 挥发性有机物的测定 顶空 气相色谱质谱法 JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 JTG F80 公路工程质量检验评定标准 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 SMC 甲基苯乙烯类嵌段共聚物 styrene methyl copolymer 的简称。 3.2 SMC 改性剂 SMC additive 以SMC为主要成分，添加一定剂量的偶联剂、固化剂、改性树脂而成的混合物。 3.3 SMC 改性沥青 SMC modified asphalt 以道路石油沥青或SBS改性沥青为原料， 加入一定比例的SMC改性剂， 通过搅拌的方式使二者均匀地融为一体而成的混合物。 DB15/T 1637-2019 2 4 符号 下列符号适用于本文件： a) SMC-13：SMC 改性沥青混合料，公称最大粒径为 13.2 mm 的矿料级配； b) SMC-16：SMC 改性沥青混合料，公称最大粒径为 16 mm 的矿料级配； c) SMC-20：SMC 改性沥青混合料，公称最大粒径为 19 mm 的矿料级配； d) SMC-25：SMC 改性沥青混合料，公称最大粒径为 26.5 mm 的矿料级配； e) SMCF-10：SMC 改性沥青磨耗层混合料，公称最大粒径为 9.5 mm 的矿料级配； f) SMCF-13：SMC 改性沥青磨耗层混合料，公称最大粒径为 13.2 mm 的矿料级配。 5 原材料 5.1 一般规定 5.1.1 SMC 改性沥青路面使用的原材料应对其质量进行检验，合格后方可使用。 5.1.2 粗集料、细集料、填料的技术指标应符合 JTG F40 的规定。 5.1.3 SMC 改性剂的运输、储存安全性要求应符合 GB 15603 、GB 17914 等国家相关安全生产管理的有关规定。 5.2 沥青 5.2.1 高速公路和一级公路应采用 SBS 改性沥青 I-B 或 SBS 改性沥青 I-C，二级公路可采用 SBS 改性沥青 I-B、SBS 改性沥青 I-C、70#道路石油沥青 A 级或 90#重交道路石油沥青 A 级，三级及以下公路可采用 70 #道路石油沥青 A 级或 90 #重交道路石油沥青 A 级。 5.2.2 沥青的技术指标应满足 JTG F40 的要求。 5.3 SMC 改性剂 SMC改性剂技术要求应符合表1的规定。 表1 SMC 沥青改性剂技术要求 项目 单位 技术指标 试验方法 密度 g/cm3 0.851.05 GB/T 2013-2010 闪点，不小于 180 GB/T 267-88 挥发性有机物（VOC）的苯含量，不大于 mg/g 0.1 HJ 643 SMC改性剂与SBS I-B、SBS I-C复合改性沥青（掺量10 %） 布氏旋转黏度（100 ），不大于 Pas 1.2 T0625-JTG E20 TFOT薄膜老化后（135 ，72 h） 质量损失，不大于 % 1.5 T0610-JTG E20 软化点，不小于 55 T0606-JTG E20 5.4 SMC 改性沥青 SMC改性剂的掺量一般为沥青质量的10 %12 %，室内制备SMC改性沥青采用简单搅拌方式，并按照表2的规定制备，SMC改性沥青的均匀性检测指标应符合表3规定。 DB15/T 1637-2019 3 表2 SMC 改性沥青的室内制备参数 沥青品种 加热温度 搅拌时间 h 70 #或90 #道路石油沥青A级 110120 1.5 SBS改性沥青I-B或I-C 130140 2 注：SMC改性沥青使用前应对SMC沥青改性剂和沥青的混溶均匀性进行检测，测定布氏旋转黏度差时，分别在沥青罐内沥青液面下部1/3和上部1/3处取样，取样方法按照T0601-JTG E20执行，取样器上、下各取样1.5 kg以上，布氏旋转黏度（60 ）的黏度差为上、下部黏度差值与两者平均值的百分比。 表3 SMC 改性沥青均匀性技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 布氏旋转黏度（60 ）的黏度差，不大于 Pas 0.3 T 0625-JTG E20 闪点差，不大于 5 T 0611-JTG E20 6 配合比设计 6.1 混合料类型和级配范围 SMC改性沥青混合料、SMC改性沥青磨耗层混合料的类型分别见表4、表5；SMC改性沥青混合料、SMC改性沥青磨耗层混合料的矿料级配分别见表6、表7。 表4 SMC 改性沥青混合料类型 混合料类型 公称最大粒径 mm 最大粒径 mm 预估油石比 % 设计空隙率 % 粗粒式 SMC-25 26.5 31.5 3.8 34.5 中粒式 SMC-20 19.0 26.5 4.2 SMC-16 16.0 19.0 4.5 细粒式 SMC-13 13.2 16.0 4.8 注：设计空隙率可按配合比设计要求适当调整。 表5 SMC 改性沥青磨耗层混合料类型 混合料类型 铺筑厚度 cm 公称最大粒径 mm 最大粒径 mm 预估油石比 % 设计空隙率 % SMCF-13 1.52.0 13.2 16.0 4.8 34 SMCF-10 1.01.5 9.5 13.2 5.4 DB15/T 1637-2019 4 表6 SMC 改性沥青混合料矿料级配范围 级配类型 通过下列筛孔（mm）的质量百分率 % 31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 SMC-25 100 90100 7585 6777 5969 4858 3040 2028 1321 816 412 39 26 SMC-20 100 90100 8191 7080 5363 3040 2129 1422 917 513 311 37 SMC-16 100 92100 7888 5868 3040 2230 1523 1018 715 412 48 SMC-13 100 92100 6575 3040 2331 1624 1220 816 514 59 表7 SMC 改性沥青磨耗层混合料矿料设计级配范围 级配类型 通过下列筛孔（mm）的质量百分率 % 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 SMCF-13 100 92100 7078 3644 2634 1826 1420 915 612 59 SMCF-10 100 92100 3644 2634 1927 1521 1117 713 610 6.2 设计方法 6.2.1 配合比设计 SMC改性沥青混合料配合比设计宜采用修正的马歇尔配合比设计方法，并通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段，确定沥青混合料的矿料级配、最佳沥青用量。 6.2.2 试件制作 6.2.2.1 马歇尔试件制作参数 SMC改性沥青混合料的马歇尔试件制作参数应满足表8的要求。 表8 SMC 改性沥青混合料的马歇尔试件制作参数 项目 单位 混合料类型 SMC改性沥青混合料 SMC复合改性沥青混合料 沥青加热温度 105110 125130 集料加热温度 110115 130135 拌和温度，不低于 110 130 拌和时间 s 180 180 击实温度，不低于 100 120 击实次数（每面） 次 100 100 试件尺寸 mm 101.663.5 6.2.2.2 马歇尔试件制作步骤 马歇尔击实试验的试件制作按照以下步骤进行： DB15/T 1637-2019 5 a) 以表 4 或表 5 的预估油石比为中值，按 0.4 %为间隔，取 5 个不同的油石比分别成型马歇尔试件； b) 按照表 8 规定的制作参数拌和 SMC 改性沥青混合料； c) 混合料装入试模，双面击实试件，每面 100 次； d) 将装有试件的试模横向放置冷却至室温（不少于 12 h），试件脱膜后在室温、通风条件下养生 72 h。 6.2.3 技术指标测定 6.2.3.1 按照 JTG E20 和 JTG F40 的方法测定试件的毛体积相对密度和吸水率。 6.2.3.2 将拌和好的混合料分散，在 110 （当采用 SBS 改性沥青时，温度为 130 ）烘箱中恒温鼓风 4 h 后，按照 JTG E20 的真空法测定最大相对理论密度。 6.2.3.3 按照 JTG F40 的方法计算试件的空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等指标。 6.2.3.4 试件养生 72 h 后，按照 JTG E20 的方法测定稳定度、流值。 6.3 技术要求 6.3.1 马歇尔试件技术要求 SMC改性沥青混合料试件的技术要求应符合表9、表10的规定；SMC改性沥青磨耗层混合料试件的技术要求应符合表11、表12的规定。 表9 SMC 改性沥青混合料试件技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 SMC-13 SMC-16 SMC-20 SMC-25 空隙率VV % 34.5 34.5 34.5 34.5 T0705-JTG E20 饱和度VFA % 6575 6575 6575 5570 T0705-JTG E20 稳定度MS，不小于 kN 8 8 8 8 T0709-JTG E20 流值FL mm 1.54 1.54 1.54 1.54 T0709-JTG E20 表10 SMC 改性沥青混合料试件矿料间隙率技术要求 矿料间隙率VMA（%），不小于 设计空隙率/% SMC-13 SMC-16 SMC-20 SMC-25 3 13 12.5 12 11 4 14 13.5 13 12 5 15 14.5 14 13 6 16 15.5 15 14 表11 SMC 改性沥青磨耗层混合料试件技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 SMCF-10 SMCF-13 空隙率VV % 34 34 T0705-JTG E20 饱和度VFA % 7085 6575 T0705-JTG E20 稳定度MS，不小于 kN 5 8 T0709-JTG E20 流值FL mm 1.54 1.54 T0709-JTG E20 DB15/T 1637-2019 6 表12 SMC 改性沥青磨耗层混合料试件矿料间隙率技术要求 矿料间隙率VMA（%），不小于 设计空隙率% SMCF-10 SMCF-13 3 14 13 4 15 14 5 16 15 6.3.2 车辙试验及技术要求 6.3.2.1 试件制作 试件制作应按以下步骤进行： a) 采用表 9 规定的制作参数拌和 SMC 改性沥青混合料，再将混合料置于 110 的鼓风干燥箱中（当采用 SBS 改性沥青时，温度为 130 ）恒温鼓风 4 h，然后进行二次拌和； b) 按 T0719-JTG E20 的方法成型试件； c) 试件在室温、通风条件下养生 72 h。 6.3.2.2 技术要求 车辙试验动稳定度技术要求应符合表13的规定。 表13 SMC 改性沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 SMC改性沥青混合料 SMC复合改性沥青混合料 动稳定度，不小于 次/mm 1000 3500 T0719-JTG E20 6.3.3 浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验及技术要求 6.3.3.1 试件制作 试件制作应符合以下要求： a) 浸水马歇尔试验用试件按照 6.2.2.2 条制作及养生； b) 冻融劈裂试验用试件按照 6.2.2.2 条制作，但击实次数调整为双面各击实 75 次。 6.3.3.2 技术要求 采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检验沥青混合料的水稳定性， 残留稳定度和残留强度比技术要求应符合表14的规定。 表14 SMC 改性沥青混合料水稳定性检验技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 SMC改性 沥青混合料 SMC复合改性 沥青混合料 浸水马歇尔试验残留稳定度，不小于 % 80 T0709-JTG E20 冻融劈裂试验残留强度比，不小于 % 75 T0729-JTG E20 DB15/T 1637-2019 7 6.3.4 低温弯曲试验及技术要求 6.3.4.1 试件制作 按照6.3.2条方法成型的车辙试件加工小梁试件，其尺寸应符合T0715的规定。 6.3.4.2 技术要求 SMC-20、SMC-16、SMC-13型沥青混合料应进行低温性能验证，技术要求应符合表15的规定。 表15 低温弯曲试验破坏应变技术要求 项目 单位 技术要求 试验方法 SMC改性沥青混合料 SMC复合改性沥青混合料 破坏应变，不小于 2300 2800 T0715-JTG E20 6.4 目标配合比设计 6.4.1 SMC 改性沥青混合料的目标配合比设计步骤 6.4.1.1 矿料级配选择 6.4.1.1.1 按照表 6 或表 7 矿料级配范围，初选粗、细 2 组矿料级配，绘制设计级配曲线，其关键筛孔通过率控制范围应符合表 16、表 17 的规定。 表16 SMC 改性沥青混合料合成级配关键筛孔通过率控制范围 关键筛孔通过率 单位 混合料类型 SMC-25 SMC-20 SMC-16 SMC-13 4.75 mm % 3238 0.075 mm % 35 46 57 68 表17 SMC 改性沥青磨耗层混合料合成级配关键筛孔通过率控制范围 关键筛孔通过率 单位 混合料类型 SMCF-13 SMCF-10 4.75 mm % 3842 0.075 mm % 68 79 6.4.1.1.2 按照表 4 或表 5 的预估油石比，分别采用粗、细两种级配的配比制作 45 个马歇尔试件，测定其空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度等指标，初选一组满足 6.3.1 条要求的级配作为设计级配。 6.4.1.2 最佳沥青用量和设计空隙率确定 按照6.2.2.2条制作马歇尔试件， 并按照6.2.3条测定相关技术参数。 以矿料间隙率最小时对应的沥青用量为最佳沥青用量，并对空隙率及其他体积指标进行核对。当不满足马歇尔试件的技术要求，应调整矿料级配，重新试验。 DB15/T 1637-2019 8 6.4.1.3 混合料性能试验 以确定的矿料级配和最佳沥青用量，按照6.3.26.3.4条制备试件及养生。进行动稳定度试验、浸水马歇尔试验、 冻融劈裂试验和低温弯曲试验， 其性能验证的技术指标应满足6.3.26.3.4条的技术要求。当不满足6.3.26.3.4条的技术要求时，应调整级配，重新设计。 6.4.1.4 出具报告 各项指标满足6.3节技术要求的情况下，出具目标配合比设计报告。 6.4.2 SMC 改性沥青混合料的目标配合比设计流程 SMC改性沥青混合料的目标配合比设计流程如图1所示。 DB15/T 1637-2019 9 图1 SMC 改性沥青混合料目标配合比设计流程图 原材料选择与试验 粗集料、细集料、填料 沥青、改性沥青 SMC 改性剂 混合料试验 选择混合料拌和与压实温度 在设计级配范围内初选 2 组矿料级配，初选一个沥青用量 拌和混合料，制作 45 个马歇尔试件，测定 VV、VMA、VFA、MS 合格 确定设计级配 以预估沥青用量为中值，间隔 0.4%，取 5 个沥青用量制作马歇尔试件 马歇尔试验 合格 VMA 最小时对应的沥青用量、空隙率为最佳沥青用量和设计空隙率 浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验 车辙试验 低温弯曲试验 合格 完成目标配合比设计报告 是 否 否 否 是 是 DB15/T 1637-2019 10 6.5 生产配合比设计 按照JTG F40 进行。 6.6 生产配合比验证 按照JTG F40 进行。 7 混合料拌和、运输和施工 7.1 拌和 7.1.1 生产 SMC 改性沥青的沥青罐应具备加热保温、搅拌、循环功能，SMC 改性剂应按设计掺量加入沥青罐中进行搅拌、循环，使 SMC 改性剂完全熔融于沥青中，恒温储存备用，加工参数见表 18。 表18 SMC 改性沥青的加工参数 7.1.2 SMC 改性沥青宜现场加工并及时使用，使用前应符合表 3 的规定，当储存温度超过 100 时，储存时间不得超过 7 天。 7.1.3 在施工过程中应定期抽检，其质量应符合表 1 和表 3 的规定。 7.1.4 SMC 改性沥青混合料的拌和参数应符合表 19 的规定。 表19 SMC 改性沥青混合料的拌和参数 7.1.5 拌和场地、拌和楼等相关要求应符合 JTG F40 的规定。 7.2 运输 SMC改性沥青混合料的运输应符合JTG F40的规定。 7.3 摊铺 SMC改性沥青混合料的摊铺参数应符合表20中的规定。摊铺设备、工艺应符合JTG F40的规定。 沥青品种 项目 加热温度 搅拌、储存温度 搅拌时间 h 70 #或90 #道路石油沥青A级 110120 100110 1.5 SBS改性沥青I-B或I-C 130140 120130 2 项目 单位 混合料类型 SMC 改性沥青混合料 SMC 复合改性沥青混合料 集料加热温度 105115 125135 沥青加热温度 100110 120130 出料温度 100115 120135 弃料温度，高于 155 175 注：湿拌时间作为推荐要求 DB15/T 1637-2019 11 表20 SMC 改性沥青混合料的摊铺参数 项目 单位 SMC 改性沥青混合料 SMC 复合改性沥青混合料 下承层路面温度，不低于 0 5 到场温度，不低于 95 115 摊铺温度，不低于 85 105 松铺系数 / 1.251.33 1.251.33 摊铺速度 m/min 2.53.5 2.53.5 7.4 碾压 7.4.1 压路机的碾压遍数及组合方式依据试铺段确定，每台摊铺机后，至少配备 25 t 以上重胶轮压路机 1 台，11 t 以上双钢轮压路机 2 台。 7.4.2 SMC 改性沥青混合料的碾压温度应符合表 21 的规定。 表21 SMC 改性沥青混合料的碾压温度 7.4.3 SMC 改性沥青混合料的碾压步骤为：初压采用双钢轮压路机碾压 12 遍，采用前进静压、后退振动模式；复压采用胶轮压路机碾压 46 遍以上；终压采用双钢轮压路机静压 12 遍，至无明显轮迹为止。 7.4.4 SMC 改性沥青混合料用作磨耗层时，碾压步骤为：初压采用双钢轮压路机静压 12 遍；复压采用胶轮压路机碾压 4 遍以上；终压采用双钢轮压路机静压 12 遍，至无明显轮迹为止。 7.4.5 碾压速度、碾压工艺等按照 JTG F40 执行。 7.5 接缝 接缝工艺和要求按照 JTG F40 执行。 7.6 养生 SMC改性沥青混合料碾压结束，应养生3天，应急工程可根据现场条件缩短养生时间，但应避免车辆急刹车和原地掉头。 8 施工质量控制与检查验收 8.1 SMC 改性剂、SMC 改性沥青质量检查的项目与频度应符合表 22 的规定。 项目 单位 SMC 改性沥青混合料 SMC 复合改性沥青混合料 初压温度，不低于 85 105 复压温度，不低于 75 95 碾压终了温度，不低于 50 70 开放交通温度，不高于 45 55 DB15/T 1637-2019 12 表22 施工过程中材料质量检查的项目与频度 材料 检查项目 检查频度 试验规程规定的平行试验次数或一次试验的试样数 高速公路、一级公路 其他等级公路 SMC 改性剂 密度 每 60 t 每 60 t 2 SMC 改性沥青 布氏旋转黏度 布氏旋转黏度差 每天 2 次 每 20 t 每天 1 次 每 20 t 2 2 8.2 SMC 改性沥青混合料的沥青、集料、混合料的温度及质量要求应符合本规范的相关规定。 8.3 其它原材料、沥青混合料、沥青路面的检查频度和检验要求应符合 JTG F40 的规定， 8.4 SMC 改性沥青路面的交工、竣工验收标准应符合 JTG F80/1 的有关规定。 _