瀝青穩(wěn)定碎石ATB-30柔性基層配合比設計與施工

1、.瀝青穩(wěn)定碎石ATB-30柔性基層配合比設計與施工應用工程概況邢臺至【臨清商謎臺間段主線仝長156krl設計為雙向四車滔行車速度為1O0km/h路面寬度為I15m其中K0十0.0一K.3+582段路面結(jié)構(gòu)層(自上而下)為.4cmAC一13改性瀝茵混凝+6cm中粒式瀝青混凝土十16c"瀝青醉石十18cm水泥砂礫-l-30cm二捉土.為了提高科技含量推廣新的配臺比設計方法.借鑒省內(nèi)外多條高速公路的成功經(jīng)驗應業(yè)主要求所有瀝青路面均采用GTM法米確定用油量.本試驗項目委托亍可北省疊通科研f-j完成根據(jù)所確定由勺最佳油石比再用馬歇爾方撅進行復核.GTM法簡介6TM設計原理GfM捏美國工程兵旋枯

2、壓實實驗【的萸文縮寫.GTM設方法是利用GIM實驗仉模擬車咋用成掣試件從而求出最佳瀝青用顯和最大密度的設計力法.GTM實驗機通過旋轉(zhuǎn)壓實試件使其密度達1】汽車輪胎實際作用干路面目所產(chǎn)牛的壤終密度即面過剝試件施加垂直址力.該壓力通過實際洲試汽車輪胎對路面的實際壓強確定試件在該壓力咋用.被旋轉(zhuǎn)壓實半衡狀態(tài)c所謂半衡狀態(tài).是指每旋轉(zhuǎn)1o.次試件糍度變化為O01g/cm)以此決瀝青混凝土路面晌慢計密度及最佳瀝青懲量.G1M確定屐佳瀝青用盟自以三個揭標.?應孌比(GSI):足指溉岢混臺壓實到平衡狀態(tài)時是否會出現(xiàn)塑性變形f最終應變和最小應變比,-y106).gll抗翦安生系數(shù)(GSF)又稱抗剪強度比是指瀝

3、青混臺壓實到平衡狀惠86T¨_卵州¨I-2006,2-3?試什壓實剖'l.撕機I'的密度GTM試驗方法GTM試驗壓強路面的壓強確定通量構(gòu)成本瑣目奇混臺料最大公稱縫罔b的溫度.件密度.第路面耍漏.然壓實到剪強渲.般根據(jù)汽車輪胎根據(jù)那§高速公齬根據(jù)剪數(shù)成型試根據(jù)試驗結(jié)果啦變抗鯽安粗科試驗結(jié)果>26實剮'22'15''1)4<30<12<25試蛉測定"-1的抗01015590日圍1目標配合比設計步哦瀝有目標配合比設計(見圖1)原材料¨T-III量J

4、甬剪是力于度應大強剪求剪的鐾抗受值的承的時星力羽惟根比撇70Lnn工果粒勾算于墨蚤太出數(shù)定系確拿蓮童碰柏產(chǎn)啵破赦生含詼怕按小樣.狀嘏試依料驗試混斟青耕例即料則明采翠碎料破材次愿初為拔童密得濁lE0破屑垂應護的養(yǎng)什下斌陣定條測轉(zhuǎn)實叱狀征瓠螂伸嘴肋眇唾圍和系抗量關(guān)用的直口音溉一丁出數(shù)等如;Ij;224aO0瑚啪220¨啪加0m蝴20¨¨竹%級%驗規(guī)程>JTJO52-20OO,<公路工程集料試驗規(guī)程JTJO58-2000及邢臨路面作業(yè)指導書>進行.各項試驗結(jié)果詳見表1,表2,表3.礦料合成級配該過程是確定各礦料的比例并具有足夠的

5、密度和礦料間隙要求.根據(jù)單囊4礦料合成級配囊3AH-70#石油瀝青試驗結(jié)暴通過以上結(jié)果可看出.此用油量下的馬歇爾各項技術(shù)指標均滿足規(guī)范要求.可以對其進行生產(chǎn)配合比設計.目標配合比設計的檢驗佳油石比制取低溫彎曲試件.檢測該混合料在低溫情況下的抵抗能力.經(jīng)檢測.該混合料的破壞應變?yōu)?800E.高于規(guī)范(2000E)的要求.低溫穩(wěn)定性良好.生產(chǎn)配合匕的設計設計說明本工程拌和設備采用南韓SPECO-3000型.其生產(chǎn)能力為180-22OT/h.性能穩(wěn)定.在礦料加熱前設有初級振動篩集料篩分結(jié)果最終確定合成級配為:03mm石屑;35mm碎石51Omm碎石;1O25mm碎石:2O4Omm碎石=12;17;1

6、9I.535.其結(jié)果見表4.瀝青用量的確定根據(jù)ASTM173387-96規(guī)范及邢臨路面作業(yè)指導書>的要求.設計壓強采用O.7Mpa.在此壓強下進行不同油石比下的GTM試驗.最終確定的油石比范圍為3O%34%.并最終確定最佳油石比為3.2%.其相對應密度為2528g/cm.見表5.用馬歇爾試驗確定的最佳油石比為35%,其相對應的密度為2.497g/cm.馬歇爾復核結(jié)果依據(jù)<公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTJF40-2004邢臨路面作業(yè)指導書>進行試驗.由GTM所確定的最佳油石比(32%)制取大型馬歇爾試件并進行試驗.驗證其合理性.其結(jié)果見表6.高溫穩(wěn)定性檢驗

7、按GTM法所確定最佳的油石比32%制取車轍試件,在6O'C的條件囊5GTM法試驗結(jié)果囊6目標配合比馬戢爾I禳結(jié)果下.輪壓為07Mpa.用車轍試驗機檢驗其高溫抗車轍能力.經(jīng)測定動穩(wěn)定度結(jié)果為>6000次/m_n.滿足規(guī)范要求(800次/mln).水穩(wěn)定性檢驗根據(jù)GTM法所確定的最佳油石比制作試件兩組.一組測定各項物理,力學指標.把另組試件放入6O.C水中浸泡48h.測其穩(wěn)定度.得出殘留穩(wěn)定度為97.4%.滿足規(guī)范(>85%)的要求.根據(jù)規(guī)范要求.需做凍融劈裂試驗.經(jīng)檢測其殘留強度比為82%.滿足規(guī)范(>75%)的要求水穩(wěn)定性良好低溫穩(wěn)定性檢驗根據(jù)

8、所確定的最其規(guī)格為42mm.可篩除超尺寸顆粒.按目標配合比所確定結(jié)果的輸入操作系統(tǒng).待拌和設備顯示穩(wěn)定后.對各熱料倉進行取樣.熱料倉按順序依次為1#倉(O3mm),2#倉(36mm),3#倉(611mm)4#倉(1119mm),5#倉(1942mm).各熱料倉分別取樣進行篩分,密度試驗.以供生產(chǎn)配合比時采用.見表6.各熱料倉密度檢驗(見表7)合成級配根據(jù)拌和樓用振動篩的等效篩孔及各熱料倉的篩分結(jié)果.最終確定各熱料倉的比例為1#倉2#倉;3#倉;4#倉5#倉=25;8;1O;15;42.合成結(jié)果見表8.2006/2-3交通世界87寰961TM濁確定生產(chǎn)配合匕結(jié)暴最佳油石比的確定根據(jù)目標配合比確定

9、的油石比為3.2%.向拌和樓輸入29%,32%,35%三檔油石比.其結(jié)果見表9.用馬歇爾試驗方法確定的油石比為3.4%,其相對應的密度為2490g/cm綜合GTM試驗結(jié)果,可得出油石比用量的范圍為3.0%一3.4%,最終確定最佳油石比為31%,其相對應的標準密度為2.511g/cm.馬歇爾試驗的驗證用生產(chǎn)配合比確定的最佳油石比31%制取大型馬歇爾試件,并對其進行檢驗,結(jié)果見表10通過表10可看出.此用油量下的馬歇爾各項指標均滿足規(guī)范要求.可以進行生產(chǎn)配合比驗證生產(chǎn)配合比設計的檢驗抗車轍能力檢驗根據(jù)生產(chǎn)配比確定的最佳油石比制件.檢驗方法,條件與目標配合比相同,檢驗結(jié)果為:>6000

10、次/m_n,符合規(guī)范(>800次/min)要求.水穩(wěn)定性檢驗按生產(chǎn)配合比確定的最佳油石比制作試件兩組,第一組測定各項物理.力學指標i另一組試件放入60C水中浸泡48h.測定其穩(wěn)定度,由其確定殘留穩(wěn)定度為98.7%,滿足規(guī)范(85%)的要求;并進行凍融劈裂試驗.其殘留強度比為86%,滿足規(guī)范(>75%)的要求.通過這兩項試驗,進一步證明該混合料水穩(wěn)定性良好.低溫穩(wěn)定性檢驗衰1O馬歌爾試驗驗證結(jié)暴根據(jù)所確定的最佳油石比拌取混合料,制取低溫彎曲試件,其破壞應變結(jié)果為2730滿足規(guī)范(20006)的要求.生產(chǎn)配合比的驗證進入試拌試鋪階段后,拌和機按生產(chǎn)配合比結(jié)果進行試拌.礦

11、料溫度控制在160-175.C為宜拌和時間為37s,其中干拌5s.混合料的出廠溫度為15.165.C.混合料拌好后運輸車移動幾次,減少離析現(xiàn)象,并覆蓋篷布防止降溫.攤鋪機采用ABG423型.兩臺沿行車方向呈階梯狀前進,鋪筑速度為26m/mln,松鋪系數(shù)為125,分兩層攤鋪,每層攤鋪厚度為8cm,攤鋪溫度不低于145C.碾壓機械組合為:初壓用鋼輪壓路機碾壓,振動方式采用先輕后重振3遍,速度為2030km/h,初壓后檢查平整度,路拱,必要時進行調(diào)整,如在初壓時出現(xiàn)推移可待溫度稍低后再壓.初壓溫度應不低于135.C,此時如出現(xiàn)橫向裂縫應檢查原因并及時采取措施復壓時用17T振動壓路機碾壓2遍,再用膠輪

12、壓實4遍.速度為3045km/h.溫度控制在115.C.至無明顯輪跡終壓應緊跟在復壓后進行,用12T鋼輪壓路機靜碾2遍.速度為2030km/h,至消除表面輪跡為止碾壓的終了溫度應控制在80.C左右質(zhì)量控制與檢驗施工過程中取瀝青混合料進行馬歇爾及篩分試驗.其結(jié)果與生產(chǎn)配合比相吻合.所生產(chǎn)出的瀝青混合料在試驗段上鋪筑,無明顯離析現(xiàn)象.效果較好.在整個施工過程中每個環(huán)節(jié)都有試驗質(zhì)檢人員參與,并使其做到隨施工隨檢測,發(fā)現(xiàn)問題及時解決試驗檢測結(jié)果數(shù)據(jù)表明,各項技術(shù)指標均達到設計要求.如壓實度為982%.平整度為09mm,厚度為161cm,取得了較好的施工效果瀝青碎石的施工過程及注意事項該瀝青碎石的施工與

13、傳統(tǒng)的瀝青混凝土的施工方法基本相同,只是在個別環(huán)節(jié)存在區(qū)別?從各個環(huán)節(jié)減少和避免混合料離析現(xiàn)象由于ATB-30材料較粗,粒徑大.在生產(chǎn),攤鋪時比較容易產(chǎn)生離析現(xiàn)象.如果采用全幅攤鋪的方式離析會更嚴重因此,控制攤鋪寬度對于離析現(xiàn)象非常重要.建議用兩臺攤鋪機進行半幅鋪筑,一前一后.相隔1020m成梯隊型向前攤鋪.?碾壓注意事項初壓第一次應該采用鋼輪進行穩(wěn)壓,振動方式采用先輕后重膠輪的搓操作用雖然效果好.但因為初壓溫度高,瀝青碎石尚未成型.不宜采用膠輪.?施工過程中對混合料的檢測采用馬歇爾試驗方法制取大馬歇爾試件對其進行檢驗,并對照生產(chǎn)配合比的各項指標范圍,發(fā)現(xiàn)問題及時調(diào)整和糾正.總結(jié)對于瀝青碎石用GTM試驗方法與馬歇爾試驗所得出的最佳油石比,密度相比,油石比偏小,