溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)研究及性能評(píng)價(jià)

1、·126·第38卷第12期2012年4月SHANXI山西ARCHITECTURE建筑Vol38No12Apr2012文章編號(hào)：1009-6825（2012）12-0126-02溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)研究及性能評(píng)價(jià)袁光權(quán)摘王瑞林2高全明（1中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限公司，北京100088；2山西省交通科學(xué)研究院，山西太原030006）要：通過試驗(yàn)進(jìn)行溫拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)研究，同時(shí)將溫拌瀝青混合料與相同級(jí)配、相同油石比的熱拌混合料進(jìn)行了性能對(duì)比，據(jù)此確定了溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法。文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A關(guān)鍵詞：溫拌瀝青混合料，配合比設(shè)計(jì)，性能中圖分類號(hào)：TU528420引言22

2、1溫拌瀝青混合料級(jí)配及最佳瀝青用量的確定礦料級(jí)配溫拌瀝青混合料是一類拌和溫度介于熱拌瀝青混合料（150180）和冷拌（常溫）瀝青混合料之間，性能達(dá)到（或接近）熱拌瀝青混合料的新型瀝青混合料。此混合料引入了表面活性劑的作用來對(duì)瀝青起到潤滑作用，從而可以降低瀝青混合料的攤鋪溫節(jié)能減排。度，由于溫拌瀝青種類的多樣性以及在生產(chǎn)溫拌瀝青時(shí)由于機(jī)理和生產(chǎn)工藝的不同造成的溫拌瀝青的品質(zhì)不同，所以溫拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法也不盡相同。美國各州普遍采用的設(shè)計(jì)方法與熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法基本相同，即以熱拌瀝青混合料的最佳油石比作為溫拌在不同溫度下成型試件，以空隙率為設(shè)瀝青混合料的最佳油石比，計(jì)參數(shù)來確

3、定最佳壓實(shí)溫度。本文也采用此方法進(jìn)行了溫拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，同時(shí)將溫拌瀝青混合料與相同級(jí)配、相同油石比的熱拌混合料進(jìn)行性能對(duì)比來對(duì)配合比設(shè)計(jì)方法進(jìn)行驗(yàn)證。根據(jù)對(duì)粗集料、細(xì)集料和礦粉的篩分試驗(yàn)結(jié)果，試算調(diào)整各13C型混合料合成礦料級(jí)配比例為：得出AC-種材料用量比例，1號(hào)料（10mm15mm）2號(hào)料（5mm10mm）3號(hào)料（3mm5mm）4號(hào)料（0mm3mm）礦粉=183816244，合成級(jí)配結(jié)果見表3，級(jí)配符合規(guī)范要求。表3參數(shù)篩孔/mm16AC-13C型混合料合成礦料級(jí)配95篩孔質(zhì)量通過百分率/%47523611806039901576007561132礦料合成級(jí)配1009608154

4、5130321713522最佳瀝青用量的確定50%，55%的油石比進(jìn)行熱拌SBS改性AC-分別以45%，13C瀝青混合料的馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定出SBS改13C瀝青混合料的最佳油石比及體積指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見表4。性AC-表4混合料SBS改性瀝青AC-13C熱拌瀝青混合料設(shè)計(jì)結(jié)果1原材料指標(biāo)瀝青采用SBS改性瀝青，指標(biāo)試驗(yàn)檢測(cè)值見表1，溫拌劑為美5型；粗集料采用普通石灰?guī)r，國產(chǎn)EvothermDATH-試驗(yàn)檢測(cè)值細(xì)集料采用石灰?guī)r石屑，填料采用石灰?guī)r磨細(xì)礦粉。見表2，表135%SBS改性瀝青性能指標(biāo)檢測(cè)值6280894289027+00088733項(xiàng)目要求6080043055310+106

5、020油石毛體積密最大理論密空隙率礦料間隙飽和度穩(wěn)定流值比/%度/g·cm3度/g·cm3Va/%VMA/%VFA/%度/kN01mm4523702387240123952532251524982506645139453514914714614614556965473469914415314015037292728505551AC-13COAC技術(shù)要求檢驗(yàn)項(xiàng)目5s，25）/01mm針入度（100g，針入度指數(shù)PI5cm/min）/cm延度（5，軟化點(diǎn)（環(huán)球法）/135運(yùn)動(dòng)粘度/Pa·sRTFOT后殘留物質(zhì)量變化/%25針入度比/%5延度/cm6575802040根

6、據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，配合比設(shè)計(jì)中以熱拌瀝青混合料的礦料級(jí)配和最佳油石比作為溫拌瀝青混合料的礦料級(jí)配和最佳油石比。3溫拌瀝青混合料擊實(shí)溫度和試件成型方法的確定對(duì)于溫拌瀝青混合料的擊實(shí)溫度，本文首先采用馬歇爾試驗(yàn)方法進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)。SBS改性瀝青的溫度為165，以51%的油石比，集料溫度150，160，170，分別為140，同時(shí)摻入EvothermDATH-5型溫拌劑（瀝青溫拌劑質(zhì)量比91）進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果如表5，圖1所示。集料溫度與空隙率關(guān)系混合料溫度與空隙率關(guān)系表2指標(biāo)表觀相對(duì)密度/t·m吸水率/%針片狀顆粒含量（混合料）/%粒徑大于95mm粒徑小于95mm/%0075mm顆粒含量/%石料壓碎值

7、/%洛杉磯磨耗損失/%堅(jiān)固性/%軟石含量/%與改性瀝青的粘附性/級(jí)3粗集料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果檢測(cè)值10mm15mm5mm10mm27261139211405189233116574042748068項(xiàng)目要求2620空隙率/%151218126281235130140150160溫度/170180圖1溫度與空隙率關(guān)系曲線29收稿日期：2012-01-作者簡(jiǎn)介：袁光權(quán)（1980-），男，工程師第38卷第12期2012年4月袁光權(quán)等：溫拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)研究及性能評(píng)價(jià)·127·由表5和圖1可看出，運(yùn)用馬歇爾擊實(shí)成型法來確定溫拌瀝需要混合料溫度為152、集料溫度為青混合料的擊實(shí)溫度，

8、175時(shí)，才能達(dá)到設(shè)計(jì)空隙率45%的要求，這對(duì)于溫拌瀝青混合料來說與熱拌瀝青混合料成型溫度基本相同，起不到節(jié)能的效果，以馬歇爾試驗(yàn)方法來確定溫拌瀝青混合料的成型溫度不合適。本文通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，車轍成型試驗(yàn)與瀝青混合料實(shí)際壓實(shí)的情況較為符合，輪碾法成型試件方法作為溫拌瀝青混合料的成型140，150，方法比較適合。試驗(yàn)分別運(yùn)用集料溫度130，160，SBS改性瀝青溫度160，5型溫并摻入EvothermDATH-拌劑（瀝青溫拌劑質(zhì)量比91）運(yùn)用輪碾法成型試件，并鉆芯與熱拌瀝青混合料車轍成型試件進(jìn)行壓實(shí)度對(duì)比，以確定溫拌瀝青混合料的擊實(shí)溫度。碾壓次數(shù)與熱拌瀝青混合料相同，均為16次，試驗(yàn)結(jié)果見表6。表

9、513C瀝青溫拌SBS改性AC-毛密度g/cm322812295231523372348234423872375毛密度均值g/cm32288232623462381最大理論密度g/cm32509250925092509溫性能等的驗(yàn)證。同時(shí)與相同級(jí)配、相同油石比的熱拌瀝青混合結(jié)果見表7。料進(jìn)行對(duì)比，表7指標(biāo)HMAWMAHMA指標(biāo)4溫拌瀝青混合料的性能驗(yàn)證及其與熱拌瀝青混合料的性能對(duì)比殘留穩(wěn)定度%90888185凍融劈裂強(qiáng)度比%88787980低溫彎曲破壞應(yīng)變/358737122800WMA凍融劈裂強(qiáng)度比和殘留穩(wěn)定度比從表7中可以看出，HMA略有下降，但下降幅度不大，能夠滿足HMA的指標(biāo)。其原因是

10、試驗(yàn)時(shí)采用的并不適用于溫拌瀝青混合料成型的馬歇爾擊實(shí)儀進(jìn)行成型，試件的空隙率在6%10%左右，而熱拌瀝青混合料試件的空隙率在4%7%左右，所以WMA凍融劈裂強(qiáng)度比和但是在這種試驗(yàn)條件下WMA也能滿足技術(shù)要?dú)埩舴€(wěn)定度較低，求?？紤]到溫拌瀝青較低的熱老化程度，如果試件空隙率能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，溫拌瀝青混合料完全有可能達(dá)到甚至超過熱拌瀝青混混合料不同集料溫度下馬歇爾擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果油石比%5151515112121212空隙率%88736551合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂性能。另外，從表7中還可以看出，溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度、低溫彎曲破壞應(yīng)變卻有所增長，其原因是較低的混合料溫度對(duì)瀝青的老化作用較小，而且采用

11、輪碾法成型試件，試件的空隙率較小，所以溫拌瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度略大于熱拌瀝青混合料；對(duì)于低溫彎曲破壞應(yīng)變指標(biāo)也是由于瀝青老化程度較小，所以溫拌瀝青混合料的低溫性能得到提高。表6混合料類型油石比%51515151熱拌瀝青混合料51不同溫度下車轍試件的測(cè)試結(jié)果集料溫度試件鉆芯空隙率/%76716357454437404446試件鉆芯空隙率均值/%74604539455結(jié)語1）溫拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)方法與熱拌瀝青混合料基本相同，熱拌瀝青混合料的最佳油石比能作為溫拌瀝青混合料的最佳油石比，以空隙率為設(shè)計(jì)參數(shù)來設(shè)計(jì)溫拌瀝青混合料；2）馬歇爾試驗(yàn)方法來確定溫拌瀝青混合料的成型溫度并不合適，車轍成型試驗(yàn)

12、與瀝青混合料壓實(shí)的實(shí)際情況較為符合，輪碾法成型試件方法作為溫拌瀝青混合料的成型方法比較適合；3）溫拌瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果表明溫拌瀝青混合料可以達(dá)到甚至超過熱拌瀝青混合料的相關(guān)性能；4）對(duì)于溫拌瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度性能，由于馬歇爾擊實(shí)儀不適用于成型以上兩種試驗(yàn)的試件，有待于提出更有效的評(píng)價(jià)方法。參考文獻(xiàn)：1張鎮(zhèn)，周和慶，花付南，等EVOTHERM溫拌混合料溫度J上海公路，2009（1）：74-75控制研究溫拌瀝青混合料由表6可以看出，溫拌瀝青混合料的溫度達(dá)到136時(shí)，在相同的車轍壓實(shí)功下基本能達(dá)到熱拌瀝青混合料車轍試件壓實(shí)度的要求，并且溫拌瀝青混合料溫度越高越能輾壓密實(shí)。所以1

13、35140的壓實(shí)溫度即可滿足試驗(yàn)要求，也即集料溫度加熱到150155即可滿足要求。4溫拌瀝青混合料的性能驗(yàn)證及其與熱拌瀝青混合料的性能對(duì)比根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，以51%的油石比，成型溫拌SBS改性AC-13C瀝青混合料試件，進(jìn)行混合料高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低2江蘇省交通科學(xué)研究院有限公司臺(tái)全高速公路蒼嶺隧道Z2008溫拌瀝青試驗(yàn)總結(jié)3陳東瀝青混合料高溫抗剪強(qiáng)度指標(biāo)與動(dòng)穩(wěn)定度相關(guān)性J湖南交通科技，2006，32（4）：36-37研究4JTGF40-2004，S公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范MixproportiondesignresearchandperformanceassessmentofwarmasphaltmixtureYUANGuang-quan1WANGRui-lin2GAOQuan-ming1（1ChinaHighwayPlanningDesignInstituteCo，Ltd，Beijing100088，China；2ShanxiAcademyofTrafficScience，Taiyuan030006，China）Abstract：Thispaperstudiesthemixproportiondesignofwarmasphaltmixturewithtest，simultaneously，com