大溫差地區(qū)相變?yōu)r青混合料路面應(yīng)用設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要求

大溫差地區(qū)相變?yōu)r青混合料路面應(yīng)用設(shè)計(jì)與施工技術(shù)要求范圍本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了大溫差地區(qū)相變?yōu)r青混合料路面應(yīng)用的基本要求、環(huán)境條件、技術(shù)原則、材料、配合比設(shè)計(jì)、施工和質(zhì)量管理等。本標(biāo)準(zhǔn)適用于XX省內(nèi)各等級新建、改建公路工程，及大小規(guī)模維修等養(yǎng)護(hù)工程的瀝青路面和城市道路瀝青路面。規(guī)范性引用文件下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T19466.1GB/T19466.3塑料差示掃描量熱法（DSC）第1部分：通則塑料差示掃描量熱法（DSC）第3部分：熔融和結(jié)晶溫度及熱焓的測定JGJ51輕骨料混凝土技術(shù)規(guī)程JTGE20公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程JTGF40公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本標(biāo)準(zhǔn)。大溫差Largetemperaturedifference大溫差是指在一段時(shí)間內(nèi)，最高溫度與最低溫度的溫差。夏季與冬季溫差大。相變材料phasetransformationmaterials隨溫度變化而改變物理性質(zhì)并能提供潛熱的物質(zhì)。潛熱值（熔融焓值）intentheat（Meltingenthalpy）單位質(zhì)量的物質(zhì)在等溫等壓情況下，從一個(gè)相變化到另一個(gè)相吸收或放出的熱量。單位為焦耳每克（J/g）。相變形式phasetransformationform相變材料在一定溫度范圍內(nèi)，由分子位移產(chǎn)生的態(tài)變而相未變的相轉(zhuǎn)變過程。調(diào)溫率attemperationratio環(huán)境溫度變化時(shí)，相變材料溫度調(diào)節(jié)值的比率。同等條件下，相變?yōu)r青混合料與普通瀝青混合料對比，在一側(cè)升高相同溫度時(shí)另一側(cè)的溫度差值的百分比，單位為百分比（%）相變?yōu)r青混合料路面Phasechangeasphaltmixturepavement添加一定量的相變材料而制成的瀝青混合料，使其具有相變潛熱特性和自主溫度調(diào)控功能的瀝青路面?；疽?guī)定設(shè)計(jì)與施工應(yīng)以技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)合理、施工簡便、綠色環(huán)保為原則。相變?yōu)r青混合料路面應(yīng)具備平抑路面溫差、抑制路面結(jié)冰、緩解路面積雪等特點(diǎn)。瀝青、集料、填料、纖維穩(wěn)定劑等原材料的質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合JTGF40的規(guī)定。設(shè)計(jì)與施工除應(yīng)符合本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定外，還應(yīng)符合現(xiàn)行國家、行業(yè)和地方有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的規(guī)定。相變材料一般規(guī)定外觀相變?yōu)r青混合料路面采用的相變材料外觀應(yīng)無裂紋、起皮，為固體顆粒狀或圓柱體。相變材料應(yīng)綠色環(huán)保，無毒、無害。理化性能要求相變?yōu)r青混合料路面采用的相變材料各性能指標(biāo)應(yīng)符合表1的規(guī)定。相變材料性能指標(biāo)要求規(guī)格尺寸要求試驗(yàn)方法直徑Φ/mm2~4（±0.2）精度為0.1mm的游標(biāo)卡尺進(jìn)行測量，取5個(gè)樣品的平均值長度L/mm2~4（±0.2）潛熱值（熔融焓值）/（J/g）≥50.0附錄B相變形式固固相變（加熱至80℃，24h后仍為固態(tài)）附錄C20次熱循環(huán)潛熱值（熔融焓值）衰減率/%≤5.0附錄D配合比設(shè)計(jì)一般規(guī)定瀝青混合料路面的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)符合JTGF40等標(biāo)準(zhǔn)的有關(guān)規(guī)定。相變?yōu)r青混合料路面中相變材料摻量，應(yīng)以瀝青混合料總質(zhì)量為基數(shù)，根據(jù)項(xiàng)目所在區(qū)域氣候條件確定。相變材料摻量相變?yōu)r青混合料路面的配合比設(shè)計(jì)分為瀝青混合料設(shè)計(jì)及道路相變材料添加量設(shè)計(jì)兩步進(jìn)行。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)按JTGF40中規(guī)定的設(shè)計(jì)方法進(jìn)行；加入相變材料不影響瀝青混合料常規(guī)配合比設(shè)計(jì)。在XX省不同地區(qū)，相變材料應(yīng)按占瀝青混合料質(zhì)量的百分比摻加，如表2所示?，F(xiàn)有XX省氣候區(qū)域劃分為寒溫帶（XX省北部XX安嶺）與中溫帶，0~2℃按照4.5％相變材料的添加量進(jìn)行施工。相變材料摻量分區(qū)年平均氣溫相變材料摻量（%）寒溫帶＜0℃0.45~0.5中溫帶＞2℃0.4~0.45相變?yōu)r青混合料路面的調(diào)溫性能，與在瀝青混合料中添加相變材料的質(zhì)量比相關(guān)，如表3所示。不同結(jié)構(gòu)類型瀝青混合料參加相變材料后調(diào)溫性能指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)瀝青混合料結(jié)構(gòu)類型中溫帶寒溫帶試驗(yàn)方法調(diào)溫率/%瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）≥30≥33附錄A瀝青混凝土（AC）≥20≥25施工一般規(guī)定摻加相變材料不應(yīng)影響瀝青混合料的施工工藝。相變材料應(yīng)儲存在通風(fēng)、干燥區(qū)域，嚴(yán)禁受潮、暴曬，儲存與運(yùn)輸過程中嚴(yán)禁明火，不應(yīng)與易燃品同放。鋪筑相變?yōu)r青混合料面層前，應(yīng)檢查下層結(jié)構(gòu)層質(zhì)量，不符合要求的不得鋪筑相變?yōu)r青混合料面層。舊瀝青路面或下層已被污染時(shí)，必須清洗或銑刨處理后方可鋪筑相變?yōu)r青混合料路面面層。拌制相變?yōu)r青混合料路面必須在瀝青拌合廠（場、站）采用拌合機(jī)械拌制，拌合廠設(shè)置、拌合機(jī)械設(shè)備的性能及環(huán)保要求應(yīng)滿足JTGF40的要求。拌和溫度應(yīng)符合JTGF40的規(guī)定。集料投入拌缸中干拌，隨后加入相變材料、瀝青、礦粉等材料按常規(guī)工藝拌制，以瀝青均勻裹覆集料為度。每盤瀝青混合料的相變材料實(shí)際摻量應(yīng)按公式（1）計(jì)算?！ぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぁぃ?）——相變材料實(shí)際摻量，單位為千克（kg）；——每盤瀝青混合料實(shí)際產(chǎn)能，單位為千克（kg）；——相變材料摻量，%。相變材料宜采用機(jī)械投放，預(yù)先調(diào)試投料器投放速度；如采用人工投放時(shí)，應(yīng)先對投料人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，并保障操作人員人身安全，采取相應(yīng)保護(hù)措施。相變材料實(shí)際摻量的誤差精度為設(shè)計(jì)摻量的±0.5%。出廠時(shí)應(yīng)逐車檢測瀝青混合料的溫度，滿足要求方可出廠。運(yùn)輸相變?yōu)r青混合料路面的運(yùn)輸應(yīng)按照J(rèn)TGF40的規(guī)定進(jìn)行。攤鋪相變?yōu)r青混合料路面的攤鋪應(yīng)按照J(rèn)TGF40的規(guī)定進(jìn)行。壓實(shí)及成型相變?yōu)r青混合料路面的壓實(shí)及成型應(yīng)按照J(rèn)TGF40的規(guī)定進(jìn)行。開放交通及其它相變?yōu)r青混合料路面的開放交通及其它應(yīng)按照J(rèn)TGF40的規(guī)定進(jìn)行。質(zhì)量管理與檢驗(yàn)驗(yàn)收質(zhì)量管理相變?yōu)r青混合料路面施工過程中的質(zhì)量管理應(yīng)按照J(rèn)TGF40的中施工過程中的質(zhì)量管理與檢查的規(guī)定進(jìn)行。檢驗(yàn)驗(yàn)收施工過程中應(yīng)設(shè)置對照組或取樣成型試件，進(jìn)行路用性能和調(diào)溫性能檢驗(yàn)。路用性能檢驗(yàn)應(yīng)按照J(rèn)TGF40的規(guī)定進(jìn)行，調(diào)溫性能應(yīng)滿足表3的要求，鋪筑瀝青混合料每5千米或5萬平方米時(shí)檢驗(yàn)一次調(diào)溫率。

（規(guī)范性附錄）

調(diào)溫率的測定A.1目的與適用范圍本方法適用于相變自調(diào)溫瀝青混合料的調(diào)溫性能評價(jià)。本方法的數(shù)據(jù)采集、記錄和數(shù)據(jù)處理由專用設(shè)備及軟件完成。A.2儀器設(shè)備本方法采用非穩(wěn)態(tài)熱脈沖法，適用于測定干燥或不同含濕狀況下相變自調(diào)溫瀝青混合料的調(diào)溫值。儀器設(shè)備的選型及要求應(yīng)符合JGJ51中“7.5導(dǎo)熱系數(shù)”的規(guī)定。熱脈沖法（非穩(wěn)態(tài)法）測試裝置由一個(gè)加熱器和放置在加熱器兩側(cè)的試件及測溫?zé)犭娕冀M成，當(dāng)加熱器啟動(dòng)后，根據(jù)被測試件的溫度變化值測定調(diào)溫值。測定所用試件應(yīng)符合下列規(guī)定：a）相變自調(diào)溫瀝青混合料和基準(zhǔn)對照組瀝青混合料每組各3塊試件；b）試件尺寸為200mm×200mm×40mm；c）試件需一次成型，試件的表觀密度差應(yīng)小于5%，各試件的接觸面應(yīng)結(jié)合緊密，試件不平行度應(yīng)小于試件厚度的1%，并應(yīng)符合JTGE20的規(guī)定。A.3測試步驟將主機(jī)信號線與電腦正確連接，打開主機(jī)電源開關(guān)。A.3.2將主箱體平行地面安放，插入“固定插銷”將箱體固定。測量試件厚度、質(zhì)量，精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位。A.3.4依次打開低溫恒溫槽、計(jì)算機(jī)電源開關(guān)，進(jìn)入測定儀主界面。A.3.5當(dāng)熱源面與試件上表面溫度達(dá)到16.5℃時(shí)，旋轉(zhuǎn)絲杠手柄，將絲杠退回最高位，先打開箱體帶探頭的一端，放置兩塊試件，并把探頭放置兩塊試件中間，關(guān)閉箱體；打開另一側(cè)箱體，放入另一塊試件，關(guān)閉箱體。A.3.6插入定位插銷，將箱體水平擺放，有探頭一側(cè)朝上，處于待測狀態(tài)。當(dāng)試件上表面溫度為16.5℃時(shí)，依次輸入試件厚度、表觀密度、測量溫升2℃，點(diǎn)擊測試鍵測定調(diào)溫值。A.4數(shù)據(jù)處理每組測試3塊試件取其平均調(diào)溫值，應(yīng)按A.1計(jì)算調(diào)溫率。··························（A.1）——調(diào)溫率，%；——相變自調(diào)溫瀝青混合料的平均調(diào)溫值，單位為攝氏度（°C）；——基準(zhǔn)對照組瀝青混合料的平均調(diào)溫值，單位為攝氏度（°C）。

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潛熱值（熔融焓值）的測定B.1測量設(shè)備DSC差示掃描量熱儀性能如下：a）能以0.5℃/min～20℃/min的速率，等速升溫或降溫；b）能保持試驗(yàn)溫度在±0.5℃內(nèi)至少60min；c）能夠進(jìn)行分段程序升溫或其它模式的升溫；d）氣體流動(dòng)速率范圍在10mL/min～60mL/min，偏差控制在±10%的范圍內(nèi)；e）溫度信號分辨能力在0.1℃，噪音低于0.5℃；f）為便于校準(zhǔn)和使用，試樣量最小應(yīng)為1mg（特殊情況下，試樣量可以更?。籫）儀器能夠自動(dòng)記錄DSC曲線，并能對曲線和準(zhǔn)基線間的面積進(jìn)行積分，偏差小于2%；h）配有一個(gè)或多個(gè)樣品支持器的樣品架組件。B.1.2樣品皿a）用來裝測試材料和參比樣，由相同質(zhì)量的同種材料制成。在測量條件下，樣品皿不與測試材料和氣體發(fā)生物理或化學(xué)變化。b）樣品皿應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性能，能夠加蓋和密封，并能承受在測量過程中產(chǎn)生的過壓。B.1.3天平：稱量準(zhǔn)確度為±0.01mg。B.1.4標(biāo)準(zhǔn)樣品：GB/T19466.1附錄A。B.1.5氣源：分析級。B.2測量程序調(diào)整保護(hù)氣及吹掃氣氣體輸出壓力為0.05MPa；為保證儀器穩(wěn)定精確的測試，以及設(shè)備電器元件溫度平衡，儀器至少提前測試1小時(shí)打開，同時(shí)打開程序文件確保軟件與設(shè)備連接正確；B.2.3稱量測試材料，測試材料質(zhì)量為5mg左右。精確到0.1mg；B.2.4將測試材料放入到樣品皿（鋁制坩堝）內(nèi)；將測試材料樣品皿放入到設(shè)備樣品池中；點(diǎn)擊程序文件新建文件輸入測試材料參數(shù)；B.2.7在規(guī)定的壓力0.05MPa，吹掃氣用氮?dú)饬魉俸愣?0mL/min，保護(hù)氣用氮?dú)饬魉俸愣?0mL/min的條件下，使用液氮將測試材料降溫到-20℃；B.2.8以10℃/min的升溫速率將測試材料從-20℃升溫至50℃，并記錄一條DSC熔融曲線；測試程序中的緊急停機(jī)復(fù)位溫度將自動(dòng)定義為程序中的最高溫度+10℃。B.3試驗(yàn)結(jié)果根據(jù)GB/T19466.3從DSC差示掃描量熱儀所得的DSC曲線上得出熔融起始溫度、熔融終止溫度，并連接兩個(gè)溫度點(diǎn)為一條直線做為基線，以及從所得的DSC曲線上得峰值與基線之間的面積，得到被測材料的潛熱值（熔融焓值）。潛熱值修約至整數(shù)。

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相變形式的測定C.1測量設(shè)備C.1.1顯微熔點(diǎn)儀主要性能如下：a）顯微熔點(diǎn)儀，主要用于制藥、化工、紡織、橡膠、燃料等行業(yè)的對晶體熔點(diǎn)，相態(tài)轉(zhuǎn)化的測定、分析、研究；b）加熱臺采用國內(nèi)領(lǐng)先的埋入式陶瓷遠(yuǎn)紅外輻射發(fā)熱技術(shù)，具有發(fā)熱均與，耐腐濁性強(qiáng)，使用壽命長，絕緣性好等優(yōu)異性能；c）溫度傳感裝置選用了特種進(jìn)口高溫膠直接將感應(yīng)溫度的鉑熱電阻和不銹鋼工作臺面粘結(jié)在一起，因而有控溫精度高，結(jié)構(gòu)簡單，耐腐濁性強(qiáng)等特點(diǎn)；d）控溫采用了數(shù)字顯示，PID自整式定時(shí)報(bào)警（防止因?qū)嶒?yàn)完成后因忘記關(guān)電源而造成加熱臺干燒）單片微機(jī)技術(shù)的面板式控溫儀，具有自動(dòng)控溫、控溫精度高等特點(diǎn)；e）配有三目連續(xù)便倍體視顯微鏡，視場大，立體感強(qiáng)，并可接攝像裝置，連接電腦拍攝和保存顯微視頻和圖像。C.1.2技術(shù)參數(shù)a）放大倍數(shù)：7X—45X上下光源；b）測量范圍：50℃—320℃；c）測量精度：±1%；d）最小分度值：0.1℃e）測試量：≤1mgE）傳感器：PT—100g）電源：AC220V50HZh）使用環(huán)境：溫度0—40℃相對濕度45-85%C.1.3天平：稱量準(zhǔn)確度為±0.01mg。C.2測量程序C.2.1將加熱臺放置在顯微鏡工作臺上；C.2.2插上顯微鏡電源，打開顯微鏡照明開關(guān)；C.2.3被測物品測試前應(yīng)放于0℃冰柜冷凍內(nèi)冷凍2h；C.2.4打開控溫儀電源，控溫表指示燈RUN、HAT、ALM、COV亮約十秒鐘。當(dāng)屏幕PV行顯示出加熱臺溫度時(shí)（初始狀態(tài)為室溫）；C.2.5按一下SET鍵開始設(shè)定所需要的溫度值，AT減少溫度，TIME增加溫度，使屏幕顯示為所設(shè)定的溫度80℃，在按SET鍵確認(rèn)，并進(jìn)入報(bào)警時(shí)間設(shè)置，AT減少，TIME增加。0為不設(shè)定報(bào)警（如能做到實(shí)驗(yàn)后隨手關(guān)機(jī)建議設(shè)為0）。如設(shè)定報(bào)警功能，當(dāng)?shù)竭_(dá)設(shè)定時(shí)間時(shí)蜂鳴器響4聲，加熱輸出關(guān)閉。再次按SET鍵確認(rèn)并進(jìn)入工作狀態(tài)；C.2.6在加熱XX心區(qū)域放上一片載玻片，用不銹鋼鑷子取出1mg道路自調(diào)溫相變材料放在載玻片上，選擇適當(dāng)?shù)娘@微鏡倍數(shù)并調(diào)節(jié)清晰，同時(shí)錄像記錄時(shí)間；C.2.7調(diào)節(jié)合適的升溫速率，使溫度能夠達(dá)到設(shè)置溫度80℃；C.3試驗(yàn)結(jié)果C.3.1測試道路自調(diào)溫相變材料在80℃加熱24h后仍為固態(tài)。

（規(guī)范性附錄）

潛熱值（熔融焓值）衰減率的測定D.1測量設(shè)備D.1.1DSC差示掃描量熱儀主要性能如下：a）能以0.5℃/min～20℃/min的速率，等速升溫或降溫；b）能保持試驗(yàn)溫度在±0.5℃內(nèi)至少60min；c）能夠進(jìn)行分段程序升溫或其它模式的升溫；d）氣體流動(dòng)速率范圍在10mL/min～60mL/min，偏差控制在±10%的范圍內(nèi)；e）溫度信號分辨能力在0.1℃，噪音低于0.5℃；f）為便于校準(zhǔn)和使用，試樣量最小應(yīng)為1mg（特殊情況下，試樣量可以更小）；g）儀器能夠自動(dòng)記錄DSC曲線，并能對曲線和準(zhǔn)基線間的面積進(jìn)行積分，偏差小于2%；h）配有一個(gè)或多個(gè)樣品支持器的樣品架組件。D.1.2樣品皿a）用來裝測試材料和參比樣，由相同質(zhì)量的同種材料制成。在測量條件下，樣品皿不與測試材料和氣體發(fā)生物理或化學(xué)變化。b）樣品皿應(yīng)具有良好的導(dǎo)熱性能，能夠加蓋和密封，并能承受在測量過程中產(chǎn)生的過壓。D.1.3天平：稱量準(zhǔn)確度為±0.01mg。D.1.4標(biāo)準(zhǔn)樣品：GB/T19466.1附錄A。D.1.5氣源：分析級。D.2測量程序D.2.1調(diào)整保護(hù)氣及吹掃氣氣體輸出壓力為0.05MPa；D.2.2為保證儀器穩(wěn)定精確的測試，以及設(shè)備電器元件溫度平衡，儀器至少提前測試1小時(shí)打開，同時(shí)打開程序文件確保軟件與設(shè)備連接正確；D.2.3稱量測試材料，測試材料質(zhì)量為5mg