12cm厚大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石一次性攤鋪施工工藝

1、12cm厚大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石一次性攤鋪施工工藝研究技術(shù)報天津五市政公路工程有限公司0一二年八月一、項目來源二、項目介紹三、研究的目的及意義四、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀五、研究的主要內(nèi)容六、研究的方法和路線七、研究過程ATB-30 結(jié)構(gòu)的特點 混合料配合比設(shè)計21拌合及運(yùn)輸工藝4四）攤鋪與碾壓技術(shù)25五）施工注意事項4042質(zhì)量控制要點八、技術(shù)成果43九、經(jīng)濟(jì)與社會效益分析44十、參考文獻(xiàn)44附件1、用戶證明2、經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益分析3、瀝青混合料配比設(shè)計報告及相關(guān)試驗檢測報告、項目來源目前，我國 90% 以上的高速公路路面基層采用半剛性基層。這種基層 具有強(qiáng)度高、剛度大特點，但同時也具有干縮和溫縮的特

2、性，因而使瀝青 面層不可避免的產(chǎn)生反射裂縫，從而導(dǎo)致雨水滲入基層，又不能及時排出。在重交和重載的作用下，基層產(chǎn)生動水壓力沖刷基層，造成唧漿。為了防 止反射裂縫的形成，緩解高速公路重載交通下的動水壓力，解決滲水對基 層和路床的損害，提高路面的使用性能，延長路面使用壽命，我國開始應(yīng) 用推廣以瀝青穩(wěn)定碎石為代表的柔性基層。2010年我公司承建的天津市國道 112 線高速公路 39 標(biāo)，在瀝青路面 結(jié)構(gòu)層中，采用12cm厚的ATB-30密級配瀝青穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)設(shè)計，其厚度 已經(jīng)到達(dá)規(guī)范規(guī)定的極值，且集料粗、粒徑大，在施工時的質(zhì)量控制存在 極大的難度。我們正是以此項目為依托，從施工的角度出發(fā)，著力解決在

3、瀝青生產(chǎn)施工中存在一些問題。 2010 年我們在天津市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員 會成功立項，項目編號為 2010 04。二、項目介紹國道 112 線高速公路（天津段） 是天津市高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的一條重要快速通道。國道 112 線高速公路（天津段） 起于漢沽區(qū)大神堂以西，與在建的海濱大道高速公路相交， 止于武清區(qū)石各莊， 連接京滬高速公路和擬建的京津塘高速公路三線， 全長 95.1 公里。在國家高速公路規(guī)劃網(wǎng)中，國道 1 1 2線高速公路是北京公路規(guī)劃中的大外環(huán)， 也是天津與石家莊、 保定以及天津城區(qū)與寧河、 漢沽聯(lián)系的快捷通道， 對濱海新區(qū)的快速發(fā)展具有極其重要的意義。該高速公路設(shè)計行車時速120公

4、里，雙向8車道設(shè)計。路面結(jié)構(gòu)形式詳見圖1。4cm AC-13膠粉改性瀝青7cm AC-20膠粉改性瀝青12cm ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石瀝青同步碎石封層透層36cm 水泥穩(wěn)定碎石圖1 112線39標(biāo)瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計圖三、研究的目的及意義近年來，隨著我國交通量快速增長，高等級公路的建設(shè)也隨之迅猛發(fā) 展。目前我國高速公路路面結(jié)構(gòu)大部分采用半剛性基層與瀝青面層相結(jié)合 的形式。由于半剛性基層的特點是強(qiáng)度高、剛度大、承重力高、熱容量小, 與瀝青面層的粘附性能差，尤其是干縮、溫縮的影響，使得半剛性基層瀝 青路面的反射裂縫問題尤為嚴(yán)重，影響高速公路使用壽命，縮短了高速公 路的運(yùn)營周期。為了解決這個問題，我國

5、開始應(yīng)用推廣瀝青穩(wěn)定碎石為代表的柔性基 層，瀝青穩(wěn)定碎石基層不僅具有足夠的強(qiáng)度和剛度、良好的應(yīng)力擴(kuò)散能力、 較強(qiáng)的裂縫自愈能力，還能保證與瀝青混凝土面層的層間連續(xù)、降低瀝青 層內(nèi)部的剪應(yīng)力和彎拉應(yīng)力，表現(xiàn)出施工速度快、維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低、設(shè)計使用年限長等優(yōu)點。通過本課題的研究，對于大粒徑 ATB 混合料的生產(chǎn)配比、拌合運(yùn)輸、 攤鋪碾壓、質(zhì)量檢查等方面的控制，優(yōu)化施工工藝，在保證施工質(zhì)量的前 提下，努力降低施工成本，為今后的類似施工積累一定的經(jīng)驗。四、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀瀝青穩(wěn)定基層在國外得到廣泛的應(yīng)用， 但在國內(nèi)很少使用， 相關(guān)的研究 才剛剛起步。為適應(yīng)交通事業(yè)迅速發(fā)展的需要，我國公路工程建設(shè)中不斷 研

6、究推廣新材料、新工藝，其中 ATB-30 密級配瀝青穩(wěn)定碎石也被推廣應(yīng)用在高速公路和市政道路中，近年來修筑完成并采用ATB密級配瀝青穩(wěn)定碎石的高速公路有柞小高速公路、邢臨高速公路、黃延高速公路、泉三高速 公路等多條公路，在以上這些高等級公路中，密級配瀝青穩(wěn)定碎石層的設(shè) 計主要是以ATB-25為主，并且厚度多在10cm以下或是14cm以上，施工中 主要采用分兩層攤鋪、碾壓作業(yè)的形式。國道 112 線高速公路路面工程是 采用12cm厚的ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石混合料做為下面層，這在天津地區(qū)還 屬首次，因此值得我們研究應(yīng)用并推廣。五、研究的主要內(nèi)容我們以國道 1 1 2線高速公路天津東段路面工程 3

7、9標(biāo)段為實例，對下面層12cm厚大粒徑的ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石一次攤鋪進(jìn)行研究。其主要施工二是難點是：一是ATB-30的粒徑偏大，在生產(chǎn)拌合過程中容易造成瀝青石料的 裹覆效果不佳，拌合不勻，在運(yùn)輸攤鋪過程中，容易造成集料離析；12cm厚瀝青混合料一次攤鋪碾壓成型，需要對機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)組合，調(diào) 整施工工藝參數(shù)，以保證攤鋪壓實效果。因此，本課題我們主要從以下幾方面進(jìn)行研究：1、在生產(chǎn)配比方面，根據(jù) ATB-30 的特點，選用合適的方法進(jìn)行目標(biāo) 配合比、生產(chǎn)配比設(shè)計，確定并優(yōu)化設(shè)計配比方案，總結(jié)出配比設(shè)計中的 主要特點；2、在拌合運(yùn)輸方面，經(jīng)過多次試拌確定拌合時間和拌合溫度，在運(yùn)輸過程中采取措施

8、防止集料離析；3、在攤鋪碾壓過程中，根據(jù) 12cm 厚一次性攤鋪的要求，選用合理的 機(jī)械設(shè)備組合，通過試驗段施工，確定最優(yōu)的施工方案，以提高壓實度， 保證施工質(zhì)量；4、通過試驗檢測數(shù)據(jù)，檢驗施工工藝的最終效果。5、通過施工現(xiàn)場的經(jīng)驗，與傳統(tǒng)的瀝青混凝土施工相比，總結(jié)一下施工特點，提出一些施工注意事項。通過對原材料檢驗、拌合生產(chǎn)、現(xiàn)場攤鋪、碾壓成型、成品檢驗等一 系列工序的研究，總結(jié)12cm大粒徑密級配瀝青穩(wěn)定碎石的配合比設(shè)計及施 工工藝，使我們的工程技術(shù)人員掌握相關(guān)施工技術(shù)和管理經(jīng)驗，為今后類 似工程的施工管理提供有益的幫助，為超厚度大粒徑密級配瀝青穩(wěn)定碎石 的推廣應(yīng)用起到積極促進(jìn)的作用。六、

9、研究的方法和路線鑒于本課題的特點與背景，我們公司在成功立項之后， 對此課題的研究高度重視。我們成立了以項目經(jīng)理為組長，公司工程部、中心試驗室、瀝青拌合站、 攤鋪作業(yè)隊、項目經(jīng)理部等相關(guān)部門共同參與的課題研究小組。參與部門之多，涉及人員范圍之廣，這在公司的課題研究歷史上還屬首例。 我們首先確定研究方向及研究目標(biāo)， 研究地點主要集中在試驗室和施工現(xiàn)場兩個場所。從試驗檢測的角度，我們將主要對密級配瀝青穩(wěn)定碎石的配比設(shè)計、壓實效果等方面進(jìn)行檢測；從現(xiàn)場施工的角度，我們主要研究拌合的時間、溫度，運(yùn)輸?shù)淖⒁馐马?，現(xiàn)場攤鋪及碾壓的設(shè)備組合、工藝參數(shù)等方面，經(jīng)過課題小組的試驗試鋪，獲取研究所需的各項數(shù)據(jù)，并最

10、終形成課題研究報告，申報天津市城鄉(xiāng)建設(shè)和交通委員會鑒定驗收。七、研究過程（一） ATB-30結(jié)構(gòu)的特點AT酥為密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料，它與普通瀝青混凝土的區(qū)別主要是公稱粒徑的不同，公稱最大粒徑通常不小于 26.5mm ATBffi青穩(wěn)定碎石一般設(shè)計空隙率為3%6%,鋪筑層厚度較厚。路面鋪筑后具有良好的骨架結(jié)構(gòu)，且具有防水、高溫穩(wěn)定、低溫抗裂等特性，因此柔性基層路面結(jié)構(gòu) 具有優(yōu)良的路面性能以及抵抗環(huán)境和重交通荷載疲勞作用的能力。采用 ATB 30瀝青穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu),是為了減少路面反射裂縫的出現(xiàn),延長路面使用壽命。本高速公路工程瀝青路面結(jié)構(gòu)為：4cm膠粉改性瀝青混凝土 （AC13）+7cm膠粉改性

11、瀝青混凝土（AC 20）+12cm瀝青穩(wěn)定碎石ATB 30）。從ATB- 30瀝青穩(wěn)定碎石所處層位分析可知：由于上面層和中面層的隔溫作用，瀝青穩(wěn)定碎石基層處于高溫溫度域或低溫溫度域的機(jī)會并不多， 主要是處于常溫溫度域。在常溫溫度域內(nèi)瀝青混合料的模量既不高也不 低故溫度影響不大。而重復(fù)荷載反復(fù)所造成的疲勞破壞成為混合料的主 要破壞模式。因此，作為基層的瀝青穩(wěn)定碎石，其最重要的路用性能就是抗疲勞性能，其次才是水穩(wěn)性、高溫性能和低溫性能等。這里論述的工程級配優(yōu)化， 正是基于ATB-30瀝青混合料這些工程特性的。ATB-30 施工工藝流程圖如下：10ATB-30施工工藝流程圖二）混合料配合比設(shè)計級配良

12、好的 ATB 可以抵抗較大的塑性和剪切變形，承受重載交通的作 用，具有較好的抗車轍能力，提高了瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，設(shè)計合理的ATB是解決重載交通下高溫車轍問題最經(jīng)濟(jì)有效的根本途徑之一。因此，必 須在礦料組成設(shè)計上多下功夫。1、關(guān)于 GTM：GTM 法采用旋轉(zhuǎn)揉搓壓力成型，克服了馬歇爾制件、垂直、擊實的不 足，較好地應(yīng)用了仿真學(xué)，較真實地模擬路面材料實際受力狀況和預(yù)測材 料到服務(wù)期限末的應(yīng)力應(yīng)變力學(xué)性質(zhì)，從而減少或避免路面材料的早期破 壞。GTM成型時試件被壓實到了最終使用狀態(tài)，與馬歇爾成型的試件相比,GTM 試件密度大，空隙率和礦料間隙率低，設(shè)計瀝青用量少，能最大限度 地防止瀝青路面產(chǎn)生車轍

13、。因此本工程采用 GTM 法進(jìn)行配合比設(shè)計。2 、原材料1 ）瀝青：瀝青的質(zhì)量必須嚴(yán)格控制，進(jìn)場后和使用前分批次取樣檢驗，確保其 各項性能指標(biāo)達(dá)符合標(biāo)準(zhǔn)要求。本項目采用河北黃驊倫特 AH-70號A級道路石油瀝青，按JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，進(jìn)行了規(guī)定項目的試驗檢測，試驗 檢測結(jié)果詳見表 1。表1 AH-70號瀝青試驗結(jié)果檢測項目單位技術(shù)要求（70#A級）試驗結(jié)果試驗方法針入度(25C ,100g,5s )0.1mm60 8065T 0604軟化點（環(huán)球法）C不小于4647.0T 0606延度(5cm/min , 15C)cm不小于100>100T 0605含蠟量

14、（蒸餾法）%不大于2.21.2T 0615閃點C不小于260316T 0611溶解度（三氯乙烯）%不小于99.599.94T 0607密度（15C）g/cm3實測記錄1.016T 0603TFOT后 殘 留物(163C ,5h)質(zhì)量變化%不大于± 0.8-0.08T 0609針入度比%不小于5774T 0604延度（10C）cm不小于820T 0605表1表明，該瀝青樣品所檢項目符合70號A級道路石油瀝青技術(shù)要求。（2）粗集料:粗集料應(yīng)潔凈、干燥，明確規(guī)格，分開存放，不同批次的集料嚴(yán)格抽 樣檢驗，確保其質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求。本項目采用河北省三河石灰?guī)r集料，粒徑分別為20mnr 40mm

15、10mnr 20mm 5mnr 10mm按JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求,進(jìn)行了規(guī)定項目的試驗檢測，試驗檢測結(jié)果詳見表2,表2粗集料試驗結(jié)果檢測項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求試驗結(jié)果試驗方法20mnv 40mm10mnr 20mm5mnr 10mm壓碎值%不大于28一16.3一T 0316洛杉磯磨耗損失%不大于30一17.2T 0317表觀相對密度一不小于2.502.8252.8222.820T 0303毛體積相對密度一實測記錄2.7922.7742.7641.2T 0304吸水率%不大于3.00.40.60.7316T 0304對瀝青粘附性級不小于4一4一T 0616針片 狀顆 含量

16、混合料%不大于189.4T 0312大于9.5%不大于158.6T 0312小于9.5%不大于2013.4T 0312軟石含量%不大于50.00.00.4T 0320表2表明，該粗集料樣品所檢項目符合瀝青混合料用粗集料技術(shù)要求。(3) 細(xì)集料:細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜物，堆放時應(yīng)嚴(yán)密覆蓋或搭棚保 護(hù)，防止雨淋。本項目采用河北省三河機(jī)制砂，按 JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，進(jìn)行了規(guī)定項目的試驗檢測，試驗檢測結(jié)果詳見表3,表3細(xì)集料試驗結(jié)果檢測項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求試驗結(jié)果試驗方法表觀相對密度一不小于2.502.804T 0328毛體積相對密度一實測記錄2.722T 03

17、30砂當(dāng)量%不小于6075T 0334棱角性s不小于3032T 0345表3表明，該機(jī)制砂樣品所檢項目符合瀝青混合料用細(xì)集料技術(shù)要求。(4) 礦粉:礦粉必須是石灰?guī)r石料磨細(xì)得到的礦粉，嚴(yán)禁使用回收粉代替，要求 潔凈、干燥，含水量不大于1%以保證生產(chǎn)瀝青混合料時能自由的從礦粉 倉流出。本項目采用河北省三河石灰?guī)r礦粉，按JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求，進(jìn)行了規(guī)定項目的試驗檢測，試驗檢測結(jié)果詳見表4,表4礦粉試驗結(jié)果檢測項目單位標(biāo)準(zhǔn)要求試驗結(jié)果試驗方法密度t/m 3不小于2.502.754T 0352粒 度 范 圍< 0.6mm%100100.0T 0351< 0.

18、15mm%90-10093.5T 0351< 0.075mm%75-10085.2T 0351外觀一無團(tuán)粒結(jié)塊無團(tuán)粒結(jié)塊一親水系數(shù)一<10.9T 0353表4表明，該礦粉樣品所檢項目符合瀝青混合料用礦粉技術(shù)要求。3、GTM法目標(biāo)配合比設(shè)計:(1)礦料級配的確定:通過20mnr40mm 10mnr20mm5mrTr 10mm機(jī)制砂、礦粉的篩分結(jié)果,依據(jù)JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及國道 112線高速公路天津東段工程路面施工技術(shù)指南中，ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石混合料的礦料級配范圍要求，借助計算機(jī)的電子表格用試配法進(jìn)行摻配，確定礦料的 級配組成，詳見表 5和圖 2。表5

19、 ATB-30礦料篩分及配合比計算結(jié)果孔礦料規(guī)格（mm種類礦料規(guī)格（mm種類合成要求 級配20401020510機(jī)制砂1礦粉徑礦料斗配合比例（%級配控制(mm20-40mm10-20mm5-10mm機(jī)制砂礦粉33.024.012.027.04.0（%范圍各規(guī)格種類礦料通過百分率（配合前）（%各規(guī)格種類礦料通過百分率（配合后）（%（%37.5100.0100.0100.0100.0100.033.024.012.027.04.0100.010031.591.5100.0100.0100.0100.030.224.012.027.04.097.29010026.554.0100.0100.0100

20、.0100.017.824.012.027.04.084.87090191.482.3100.0100.0100.00.519.812.027.04.063.35372160.155.0100.0100.0100.00.013.212.027.04.056.2446613.20.124.4100.0100.0100.00.05.912.027.04.048.939609.50.15.980.2100.0100.00.01.49.627.04.042.031514.750.10.29.798.8100.00.00.01.226.74.031.920402.360.10.20.468.3100.0

21、0.00.00.018.44.022.415321.180.10.20.437.2100.00.00.00.010.04.014.010250.60.10.20.423.8100.00.00.00.06.44.010.48180.30.10.20.416.198.10.00.00.04.33.98.25140.150.10.20.410.693.50.00.00.02.93.76.63100.0750.10.20.47.085.20.00.00.01.93.45.32611100.90.BO.60,50.40.3D.20.0. _ 31. la2.1 3. 2161 Q26. E31. 53T

22、合上限w下限0 _ D7GQ. 15n. TE O.EC TTUl.1315(2) 油石比的確定:根據(jù)最大公稱粒徑選擇合適的GTM試模，ATB-30的最大公稱粒徑是 31.5mm，試模直徑應(yīng)不小于最大公稱粒徑的 4倍，因此選用直徑152.4mmX 95.3mm的試模。圖3 直徑152.4mrX< 95.3mm的試模試件成型條件為：設(shè)計壓強(qiáng)為0.8MPa ;拌合溫度160C ;成型溫度140C145C ;控制方式為極限平衡狀態(tài)。根據(jù)經(jīng)驗選擇油石比分別為 3.1%、3.4%、3.7%、4.0%，按照上述條件成型GTM式件，按T0705-2000 (表干法)測定試件毛體積相對密度，并計 算瀝青

23、混合料的最大理論相對密度；對 GTM試件進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗,試驗結(jié)果見表6, GTM式驗結(jié)果見表7及圖5。16A時數(shù)顯亙Mx三圖4試驗儀器表6 ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石混合料GTM式件體積參數(shù)及馬歇爾試驗結(jié)果序號油石比%最大理論 相對密度表干法毛 體積相對 密度VV(%VMA(%VFA(%穩(wěn)定度（kN）流值 （mm13.12.6442.5324.211.162.214.33.823.42.6322.5503.110.871.314.84.133.72.6192.5622.210.679.215.24.244.02.6082.5751.210.488.514.94.4仃表7 ATB-30瀝青穩(wěn)

24、定碎石混合料 GTM試驗結(jié)果序號油石比%表干法毛體積相對密度GSI（不大于1.05） 變形穩(wěn)定系數(shù)=最大角應(yīng)變/最小角應(yīng)變GSF（不小于1.0 ） 剪切強(qiáng)度安全系數(shù)=混合料剪切強(qiáng)度/理論剪應(yīng)力13.12.5320.991.1523.42.5501.031.1933.72.5621.111.1444.02.5751.181.1118圖5 GTM試驗參數(shù)隨油石比的變化曲線由表7和圖3可見，判定瀝青混合料這種粒狀塑性材料是否會出現(xiàn)塑當(dāng)油石比性變形過大現(xiàn)象的指標(biāo)GSI （穩(wěn)定系數(shù)）隨油石比的增加而增大, 大于3.4%，GSI大幅度增大，曲線已呈急劇增加趨勢，表明混合料中的瀝 青已過量，試件的塑性變形過

25、大；從反映瀝青混合料抗剪強(qiáng)度方面的參數(shù)GSF（安全系數(shù)）隨油石比的變化情況來看，油石比等于3.4%，GSF直最大,當(dāng)油石比大于3.4%，隨油石比的增加，GSF直減小。綜合考慮GTM式驗結(jié)果并參考體積參數(shù)的大小及變化趨勢，將ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石混合料最佳油石比確定為3.4%,控制范圍為3.2%3.6%。（3）GTM式件密度與馬歇爾試件密度的對應(yīng)關(guān)系:由于工地臨時試驗室沒有 GTM設(shè)備，故按“密度等值”的方法使用馬歇爾試驗來確定試件的標(biāo)準(zhǔn)密度，即 GTM式件密度二雙面各擊實112次的馬歇爾試件密度 X修正系數(shù)。修正系數(shù)是通過 GTM法和馬歇爾法（雙面各擊實112 次）進(jìn)行對比，表干法測定毛體積

26、相對密度，計算得出。此項目ATB-30 瀝青穩(wěn)定碎石混合料修正系數(shù)1.019。（4）目標(biāo)配合比結(jié)論:表8 ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石混合料目標(biāo)配合比結(jié)果材料礦料規(guī)格（mm最佳油石比%油石比范圍%20 4010 20510機(jī)制砂礦粉比例（%3324122743.43.2 3.6以此摻配比例，做為拌合機(jī)各冷料倉的供料比例和上料速度4、GTM法生產(chǎn)配合比設(shè)計:根據(jù)目標(biāo)配合比中，各種規(guī)格礦料的摻配比例上料，不加瀝青進(jìn)行試 拌，取各檔熱倉料進(jìn)行密度和篩分試驗，各檔熱倉料的密度試驗結(jié)果如下表9拌合機(jī)倉料密度6#倉5#倉4#倉3#倉2#倉1#倉礦粉表觀相對密度2.8402.8372.8342.8302.827

27、2.7972.802毛體積相對密度2.8142.7962.7842.7662.7482.716一通過各倉料的篩分試驗結(jié)果，依據(jù) JTGF40-2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范及國道 112 線高速公路天津東段工程路面施工技術(shù)指南中，ATB-30 瀝青穩(wěn)定碎石混合料的礦料級配范圍要求，借助計算機(jī)的電子表格 用試配法進(jìn)行摻配， 確定各檔熱料倉的摻配比例， 詳見表 10和圖 620表10 ATB-30配合比曲線圖孔礦料規(guī)格（mm種類礦料規(guī)格（mm種類合成要求 級配204010205101機(jī)制砂1礦粉徑礦料配合比例（%級配控制(mm20-40mm10-20mm5-10mm機(jī)制砂礦粉33.024.01

28、12.027.014.0（%范圍各規(guī)格種類礦料通過百分率（配合前）（%各規(guī)格種類礦料通過百分率（配合后）（%（%37.5100.0100.0100.0100.0100.033.024.012.027.04.0100.010031.591.5100.0100.0100.0100.030.224.012.027.04.097.29010026.554.0100.0100.0100.0100.017.824.012.027.04.084.87090191.482.3100.0100.0100.00.519.812.027.04.063.35372160.155.0100.0100.0100.00.0

29、13.212.027.04.056.2446613.20.124.4100.0100.0100.00.05.912.027.04.048.939609.50.15.980.2100.0100.00.01.49.627.04.042.031514.750.10.29.798.8100.00.00.01.226.74.031.920402.360.10.20.468.3100.00.00.00.018.44.022.415321.180.10.20.437.2100.00.00.00.010.04.014.010250.60.10.20.423.8100.00.00.00.06.44.010.48

30、180.30.10.20.416.198.10.00.00.04.33.98.25140.150.10.20.410.693.50.00.00.02.93.76.63100.0750.10.20.47.085.20.00.00.01.93.45.326211 00. SCI- 0TO, ec. 0EQ- 40. 030. 020. 01 A. nO. 026. bLI.LH bU. 1 bU_ JU. fci1. 1 y2. Jtj1 J. HItJIDJ 1 . L<-7 b y. b 孑|_, t TTUTl JJITB-SCI 9扮tt 曲住田b上陰-KP&合咸皺國己圖6

31、ATB-30配合比曲線圖23選擇油石比分別為3.1%、3.4%、3.7%成型GTM試件，試件成型條件為:設(shè)計壓強(qiáng)為0.8MPa ;拌合溫度160C；成型溫度140C145C；控制方式為極限平衡狀態(tài)。按T0705-2000 （表干法）測定試件毛體積相對密度，根據(jù)瀝青浸漬法實測合成級配礦料混合料的有效相對密度，并計算瀝青混合料的最大理論相對密度；對 GTM式件進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗。綜合考慮GTM試驗結(jié)果，確定生產(chǎn)配合比如下表11 ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石生產(chǎn)配合比結(jié)果材料各檔熱料倉摻配比例最佳 油石比%最佳油石比下GTI試件毛體積相對密度6#倉5#倉4#倉3#倉2#倉1#倉礦粉比例（%151820

32、1072553.42.5445、GTM法生產(chǎn)配合比驗證:按照生產(chǎn)配合比中各檔熱倉料的摻配比例和最佳油石比進(jìn)行拌合生產(chǎn)，待拌合樓出料穩(wěn)定時，取樣進(jìn)行相關(guān)試驗檢測，試驗結(jié)果見表12表12 ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石試拌試驗結(jié)果標(biāo)準(zhǔn)3.4-3-6不小于1455-70不小于7.51.5-4實測3.522.6322.4974.817.363.514.73.7以上結(jié)果表明，按照生產(chǎn)配合比生產(chǎn)，各項技術(shù)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)要求,并得到監(jiān)理和業(yè)主的一致認(rèn)可。6、結(jié)論及體會:(1)基于層位功能考慮，ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石基層主要承受荷載疲勞作用。因此，以瀝青穩(wěn)定碎石疲勞性能最優(yōu)為主要目標(biāo)，兼顧高溫性能和低溫性能，結(jié)合G

33、TM試驗結(jié)果，確定的ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石工程級配曲篩孔/mm37.50031.50026.50019.00016.00013.2009.5004.7502.3601.1800.6000.3000.1500.075通過率/%10097.284.863.356.248.942.031.922.414.010.48.26.65.3見表13線。(2)建議ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石油石比控制在 3.2%-3.5%,本工程的最佳油石比為3.4%。(3)同時與傳統(tǒng)設(shè)計方法相比，GTM法用油量減少0.2%，成本得到降低,但是材料之間的內(nèi)摩阻力增大，瀝青混凝土較難壓實，對于碾壓的要求更加嚴(yán)格。(4)在瀝青混合

34、料配合比設(shè)計中，全面綜合的考慮各種因素帶來的影響,對保證瀝青路面的質(zhì)量具有十分重要的意義。同時，要做好一組瀝青混合料配合比設(shè)計，首先應(yīng)保證原材料的質(zhì)量，其次要提高試驗人員的操作技能，保證試驗儀器精度，嚴(yán)格按試驗規(guī)程操作，將試驗誤差減少到最小程度。(5)在進(jìn)行ATB-30瀝青混合料配合比設(shè)計時應(yīng)考慮試模尺寸選用，試件內(nèi)部的大粒徑石料在擊實和碾壓過程中可以更加充分的移動、嵌擠，使試件更加密實。這說明在一定尺寸范圍內(nèi)，適當(dāng)加大成型試件尺寸有利于提高試件的密度，可以有效降低油石比、提高經(jīng)濟(jì)效益。52（三）拌合及運(yùn)輸工藝1、設(shè)備選擇國道112線39標(biāo)路面工程ATB-30的生產(chǎn)采用MARINI MAC-3

35、20瀝青拌和機(jī)（見圖7），該機(jī)型產(chǎn)量可達(dá)到320噸/小時。其具有溫度檢測系統(tǒng)、計量系統(tǒng)、二次除塵設(shè)施，冷料倉 6個，熱料倉6個。根據(jù)混合料礦料級配組成與最大粒徑（ATB瀝青混合料中集料最大粒徑37.5mm,同時確保各熱料倉供料大體均衡，選定振動篩篩片孔徑尺寸分別為：3mm（控制2.36mm以下的集料），6mm（控制 2.36mm-4.75mm之間的集料），12mm（控制4.75mm-9.5mn之間的集料），18m（控制9.5mm-19mn的集料），28mn（控制31.5以上的集料），42mm（控制最大粒徑的集料）。圖7 MARINI MAC-320瀝青拌和機(jī)* !J2、拌合調(diào)試拌和機(jī)安裝完成后

36、首先要進(jìn)行拌和機(jī)的調(diào)試及標(biāo)定工作，調(diào)試程序包括礦料進(jìn)料，烘干，提升，篩分，稱重，瀝青的貯存，保溫，提取，稱重，噴灑，礦粉的提取，稱重，卸料，混和后的干拌，拌和與卸料等環(huán)節(jié)。當(dāng)這一系列工作調(diào)試完成后進(jìn)行試拌，同時反復(fù)調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例，達(dá)到供料最大程度的均衡，以確保質(zhì)量和產(chǎn)量。正常生產(chǎn)時將先前確定的目標(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比輸入拌和機(jī)工控電腦內(nèi)確認(rèn)，存儲。整個生產(chǎn)過程全部采用自動程序，引風(fēng)機(jī)風(fēng)門控制由布袋負(fù)壓與干燥滾筒內(nèi)負(fù)壓自動調(diào)節(jié)，這樣在保證加熱過程中燃燒充分的同時使得礦料中粉塵的回收可達(dá)到最佳狀態(tài)。3、拌合溫度的控制根據(jù)瀝青路面施工規(guī)范規(guī)定，基質(zhì)瀝青加熱溫度為145C-155C，礦料加熱溫度為1

37、75C-190C，混合料出場溫度控制在150C-165C，當(dāng)混合料溫度高于195C廢棄。由于大粒徑碎石表面積及碎石間嵌擠空隙很大，與空氣接觸面積大。因此，溫度變化比較迅速。在拌和時，集料升溫速度較快，在拌和中一定嚴(yán)格控制為各項溫度。在拌和過程中如發(fā)現(xiàn)瀝青混合料溫度超過標(biāo)準(zhǔn)要求堅決廢棄，以防止瀝青老化后失去其原有的物理特性而造成瀝青路面的早期破壞。4、拌合時間的確定生產(chǎn)過程中，拌和時間是直接影響瀝青混合料質(zhì)量與產(chǎn)量的重要因素。拌和時間分為干拌時間和濕拌時間，二者之和為拌和時間。精確的確定瀝青混合料拌和時間有利于科學(xué)準(zhǔn)確的控制瀝青混合料的出場質(zhì)量，提高瀝青路面的路用性能，而且還可以節(jié)省能源，保護(hù)環(huán)

38、境。瀝青的拌和時間應(yīng)以混合料拌和均勻，所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結(jié)合料為度。其主要的確定方法是經(jīng)過多次試拌后進(jìn)行試驗檢測，效果最佳的拌和時間為此種原材料及配比的最佳拌和時間。第一次試拌，將干拌時間設(shè)為 7 秒，混合拌和時間設(shè)為 30秒，檢測成品料時發(fā)現(xiàn)由于干拌時間過長，導(dǎo)致粗集料被打碎，細(xì)集料被磨成礦粉，造成混合料級配發(fā)生改變，并且拌和出來的成品料溫度偏高，影響到混合料的出場質(zhì)量。而且，由于粗集料粒徑較大，干拌時間過長會對拌和機(jī)拌缸造成較大磨損，給生產(chǎn)和設(shè)備的使用壽命帶來不利影響。第二次試拌，將干拌時間設(shè)為 4 秒，混合拌和時間設(shè)為 30秒，成品料發(fā)現(xiàn)有裹覆不均勻現(xiàn)象，也就是花白料。經(jīng)過課題組人

39、員進(jìn)行仔細(xì)研究后認(rèn)為：本次試拌只縮短了干拌時間卻沒有增加混合拌和時間（濕拌時間：即加入瀝青進(jìn)行拌和的時間）造成總拌和時間縮短，導(dǎo)致集料混合不均勻，加入瀝青拌和后裹附不佳，出現(xiàn)花白料。第三次試拌，將干拌時間設(shè)為 4 秒，混合拌和時間設(shè)為 32秒，成品料從表觀觀察以及試驗室的試驗數(shù)據(jù)來看，本次試驗拌和效果達(dá)到了并超過了預(yù)定要求。經(jīng)課題組人員研究后認(rèn)為，本次試拌應(yīng)為配合比設(shè)計、拌和機(jī)組操作、拌和要素控制的最佳狀態(tài)， 可以作為 ATB-30 瀝青穩(wěn)定碎石生產(chǎn)依據(jù)進(jìn)行生產(chǎn)控制。經(jīng)過這三次試拌我們總結(jié)出如下經(jīng)驗：在配合比確定及原材料品質(zhì)確定的情況下，混合拌和時間決定了混合料的均勻程度，決定了出廠混合料的品

40、質(zhì)，各項時間要素不宜過短，才能確保每盤無花白料，瀝青裹覆均勻。我們將第三次的拌和時間作為隨后生產(chǎn)的最佳方案，汽缸開關(guān)門動作時間為4秒，放料時間和瀝青噴灑時間為10秒，骨料干拌時間為4秒，濕拌時間為32秒，一整盤的生產(chǎn)周期控制在50秒左右，每小時可生產(chǎn)72盤,每盤生產(chǎn)重量為4噸，小時產(chǎn)量可達(dá)到288噸，從成品料的質(zhì)量和產(chǎn)量均達(dá)到最佳狀態(tài)。進(jìn)一步證明了各項時間要素的合理性。在每天生產(chǎn)結(jié)束以后放空熱料倉內(nèi)所剩礦料，單獨存放，防止再生產(chǎn)時將熱料裝入冷料斗內(nèi)，影響溫度控制，排空瀝青管路內(nèi)的瀝青，自然冷卻后停機(jī)，完成一天生產(chǎn)任務(wù)。5、拌合注意事項:ATB 30瀝青混合料拌和時應(yīng)注意:(1)為了減少混合料的

41、離析現(xiàn)象，粗集料存放必須分層堆放，且在汽車卸料時，應(yīng)禁止自料堆頂部往下卸料，同時在集料的鏟運(yùn)時，其鏟運(yùn)方向應(yīng)與其流動方向垂直，以保證鏟運(yùn)材料均勻;拌和站每鍋拌和時間不得小于50s ；配合比要嚴(yán)格控制，集料級配應(yīng)在生產(chǎn)配合比目標(biāo)值的容許偏差內(nèi)。目標(biāo)值的容許偏差表14項目礦料含量與規(guī)定值的容許偏差/%4.75mm篩孔上保存的集料± 4通過2.36mm篩孔的集料± 5通過0.075mm篩孔的集料± 2油石化-0.2 - + 0.2壓實瀝青混合料的空隙率± 1瀝青飽和度± 56、運(yùn)輸本項目拌合站距離施工現(xiàn)場5km- 20km,運(yùn)料車共有25輛，每車可裝

42、料30t40t。為了減少在運(yùn)輸過程中混合料的溫度損失，在運(yùn)輸過程中，車廂外側(cè)兩個側(cè)面設(shè)置了棉被，在頂面設(shè)置夾棉的帆布保溫被。拌合站向自卸車卸料過程中，為了不使瀝青混合料產(chǎn)生離析，前后挪動車輛，分3-4次卸料，如圖所示，即第1、2次卸料分別位于車廂兩端,第三次卸料位于車廂中部。禁止裝車時裝成一大堆的方法，避免大塊集料可能順著斜坡滾到車廂底部或車槽邊，造成粗細(xì)料離析，詳見圖8。（四）攤鋪與碾壓技術(shù)由于12 cm的ATB3（基層粒徑大，容易離析，厚度高難以壓實等問題,因此在混合料攤鋪和碾壓時采取特殊的工藝，以保證質(zhì)量和進(jìn)度。攤鋪、壓實的施工過程是本次課題研究的重要內(nèi)容，這個過程直接影響到最后瀝青路面

43、成品的質(zhì)量及運(yùn)營壽命。對于12cm （壓實后）厚ATB-30的特點，要經(jīng)過多次試驗和研究，分別對機(jī)械組合配置和攤鋪碾壓工藝進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)，嚴(yán)格控制施工過程，才能確保成品瀝青路面質(zhì)量優(yōu)良。1 、機(jī)械設(shè)備的選擇鑒于 ATB-30 的施工特點，我們在公司范圍內(nèi)抽調(diào)精良設(shè)備進(jìn)行施工。具體的設(shè)備型號如表 15：表15設(shè)備名稱、型號性能等明細(xì)表機(jī)械名稱數(shù)量型號主要特點瀝 青 攤 鋪 機(jī)2臺DYNAPACF182C/S1、加長料斗，避免料車卸料時碰撞攤鋪機(jī)機(jī)體，提高了攤 鋪機(jī)的安全性和平整度。2、加長履帶（長3.36米），攤鋪機(jī)附著力更大、穩(wěn)定性更 好、平整度也相應(yīng)提高。3、攤鋪機(jī)底盤可控液壓升降技術(shù)。4、

44、應(yīng)用在攤鋪機(jī)上的CAN-BUS技術(shù)可以實現(xiàn)故障自動診斷 及圖片顯示。5、高平整度、高壓實度、高強(qiáng)度的熨平板（主機(jī)三米是一 個整體熨平板。6、自動點火、自動控溫的熨平加熱系統(tǒng)。7、熨平板自動停機(jī)閉鎖裝置，可以有效的降低因意外停機(jī) 而造成的平整度不佳的現(xiàn)象。雙鋼 輪振 動壓 路機(jī)2臺德國BOMA( BW203AD-41、自重14噸2、多檔可調(diào)振頻及振幅，有效的完成各種層次的瀝青混凝 土路面的壓實需要。3、壓力水噴淋系統(tǒng)配備兩個水泵?？煽慷?jīng)濟(jì)的壓力灑水 專統(tǒng)可以實現(xiàn)12種灑水間隔設(shè)定。之、整機(jī)重心低，有效的避免了壓路機(jī)傾覆的危險。而且駕 駛室配備了堅固的翻滾保護(hù)系統(tǒng)（ROPS來保護(hù)駕駛員的安5、前

45、（后）軸負(fù)荷：7.1噸；前（后）輪靜線壓力：332kg /cm 工作速度：06km/h;行走速度：012km/h;振 動頻率（前/后）：42/ 50Hz;額定振幅（前/后）：070/ 040mm 總壓實力（前/后）：528/416kNo雙鋼 輪振 動壓 路機(jī)2臺BW202AD-41、自重13噸膠輪 壓路 機(jī)2臺徐工XP-3011、兩檔無級變速，動液壓傳動，氣助液壓傳動，操作簡便、 舒適、可靠。2、大功率水泵抽水與灑水系統(tǒng)，輪胎表面壓力噴水裝置，液壓轉(zhuǎn)向等結(jié)構(gòu)及性能特點。3、具有很高的壓實效率和壓實質(zhì)量，通過增減配重和改變 輪胎充氣壓力可以調(diào)節(jié)輪胎接地比壓，利用輪胎的揉壓作用 使鋪層材料獲得致密

46、的壓實層，而不會出現(xiàn)虛壓現(xiàn)象，提高 路面的承載能力和抗剪切性能。2、攤鋪工藝研究1）施工前準(zhǔn)備ATB基層正式攤鋪前必須對基層裂縫妥善處理，并清除封層上的多余砂石、泥土、殘渣、污物，污染嚴(yán)重時必須沖洗，或空壓機(jī)吹干凈。然后進(jìn)行中線和高程測量，在攤鋪機(jī)左右兩邊 510 m設(shè)置一鐵立竿控制樁，超高路段適當(dāng)加密。按照計算松鋪厚度用鋼絲繩統(tǒng)一拉線，一端固定，另一端張拉，張拉力不小于1 kN。第一臺（前行）攤鋪機(jī)的行走線按如下方式設(shè)置:邊緣采用鋼絲繩拉線，中間采用鋁合金梁。第二臺 （后行）攤鋪機(jī)的行走線必須按如下方式設(shè)置：邊緣采用鋼絲繩拉線，中間采用滑撬。2）攤鋪施工采用兩臺攤鋪機(jī)呈梯隊聯(lián)合作業(yè)，一次性攤

47、鋪全幅，攤鋪機(jī)具有自動找平功能，具有振搗夯擊功能，且精度高，攤鋪前根據(jù)既定的松鋪系數(shù)調(diào)整慰平板的高度和橫坡，采用方木支墊，調(diào)整好起始仰角；并加熱熨平板達(dá)到 100度。松鋪系數(shù)采用壓實前后高程來確定，每 10米取一基準(zhǔn)面，每斷面取 3點分別為3m6m9mb根據(jù)試驗段測定松鋪系數(shù)為1.2，即厚度控制在14.5mm左右。第一臺 （前行）攤鋪機(jī)的攤鋪厚度，邊緣采用鋼絲繩拉線，中間采用鋁合金梁來控。第二臺 （后行）攤鋪機(jī)的攤鋪厚度。邊緣采用鋼絲繩拉線，中間采用滑撬來控制。攤鋪混合料時，攤鋪機(jī)的前進(jìn)速度與供料速度協(xié)調(diào)，控制在 2-3m/min 左右，在攤鋪過程中不準(zhǔn)隨意變換速度，以確保攤鋪路面的均勻不間斷

48、的攤鋪，盡量避免中途停機(jī)。在卸料的過程中，要設(shè)專人指揮，保證上一車料卸完后，下一車料能及時供料，不得中途停機(jī)等料，應(yīng)以勻速行駛，以保證混合料均勻，不間斷的攤鋪，以減少溫度離析造成的混合料的不密實。攤鋪機(jī)的螺旋送料器要埋入混合料 2/3 以上，可以有效的避免全斷面發(fā)生離析的現(xiàn)象和減緩攤鋪溫度的降低速度，為瀝青混合料的高溫下碾壓密實提供有利的條件。3）注意事項由于 ATB-30 瀝青混合料具有粒徑大、容易產(chǎn)生離析的特點 , 在施工中要注意如下幾點。減少溫度離析的影響。 ATB-30 瀝青混合料在高溫下才具有和易性好、易于碾壓密實的特點 , 應(yīng)防止溫度降低帶來混合料的離析、碾壓不密實的缺陷。因此 ,

49、 混合料的運(yùn)輸、卸料等各個過程要盡量縮短時間 , 以減少混合料熱量的損失。運(yùn)輸要求采用大噸位的車輛 , 并加蓋篷布 , 以防混合料溫度降低過快。 在裝料過程中 , 要求自卸車嚴(yán)格按照前、后、中的順序來回移動裝料。 調(diào)節(jié)好攤鋪機(jī)熨平板的離地高度，高度控制在1315 mr為宜。同時,在攤鋪機(jī)上配置自動進(jìn)料控制器 , 能適當(dāng)調(diào)節(jié)使熨平板前方的瀝青混合料保持厚度均勻。 減少攤鋪機(jī)收料斗的收料頻率。頻繁地收料將導(dǎo)致料斗兩側(cè)的大粒徑混合料集中, 容易產(chǎn)生大面積的離析現(xiàn)象。一般攤鋪 35 車后收斗一次 ,并保證在卸料過程中邊前進(jìn)、邊收斗 , 這樣可以使粗細(xì)混合料均勻分布而且可以有效地避免邊部混合料溫度降低帶

50、來的影響。 從前期鉆取的芯樣看 , 路面下部有離析 , 存在粗顆粒多、細(xì)集料少的現(xiàn)象 , 芯樣底部粘結(jié)能力差、空隙大。為了有效地消除此種情況 , 在攤鋪機(jī)的前擋板下緣左右側(cè)全斷面焊接了810cm寬的鋼板，阻止攤鋪機(jī)行進(jìn)過程中大粒徑集料往下滾落 , 避免了下部粗料多、細(xì)料少的現(xiàn)象 , 確保了混合料均勻地攤鋪于基層上。 考慮到ATB-30厚度較大，應(yīng)適當(dāng)增大攤鋪機(jī)的夯錘振實系數(shù)，控制在45范圍比較合適 ,可以使混合料攤鋪的初始密度增大 ,減少攤鋪后混合料熱量的急劇散失 , 能有效地提高壓實度。 攤鋪最好采用 2 臺攤鋪機(jī)梯隊作業(yè)。在攤鋪機(jī)送料器中 , 保持有不少于送料器高度 2/3的混合料,可以有效避免全斷面發(fā)生離析