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1、沥青稳定碎石ATB-30柔性基层配合比设计与施工应用工程概况邢台至【临清商谜台间段主线仝长156krl设计为双向四车滔行车速度为1O0km/h路面宽度为I15m其中K0十0.0一K.3+582段路面结构层(自上而下)为.4cmAC一13改性沥茵混凝+6cm中粒式沥青混凝土十16c沥青醉石十18cm水泥砂砾-l-30cm二捉土.为了提高科技含量推广新的配台比设计方法.借鉴省内外多条高速公路的成功经验应业主要求所有沥青路面均采用GTM法米确定用油量.本试验项目委托亍可北省叠通科研f-j完成根据所确定由勺最佳油石比再用马歇尔方撅进行复核.GTM法简介6TM设计原理GfM捏美国工程兵旋枯压实实验【的萸
2、文缩写.GTM设方法是利用GIM实验仉模拟车咋用成掣试件从而求出最佳沥青用显和最大密度的设计力法.GTM实验机通过旋转压实试件使其密度达1】汽车轮胎实际作用干路面目所产牛的壤终密度即面过剥试件施加垂直址力.该压力通过实际洲试汽车轮胎对路面的实际压强确定试件在该压力咋用.被旋转压实半衡状态c所谓半衡状态.是指每旋转1o.次试件糍度变化为O01g/cm)以此决沥青混凝土路面晌慢计密度及最佳沥青惩量.G1M确定屐佳沥青用盟自以三个揭标.?应娈比(GSI):足指溉岢混台压实到平衡状态时是否会出现塑性变形f最终应变和最小应变比,-y106).gll抗翦安生系数(GSF)又称抗剪强度比是指沥青混台压实到平
3、衡状惠86T_卵州I-2006,2-3?试什压实剖l.撕机I的密度GTM试验方法GTM试验压强路面的压强确定通量构成本琐目奇混台料最大公称缝罔b的温度.件密度.第路面耍漏.然压实到剪强渲.般根据汽车轮胎根据那高速公龉根据剪数成型试根据试验结果啦变抗鲫安粗科试验结果>26实剐22151)4<30<12<25试蛉测定-1的抗01015590日围1目标配合比设计步哦沥有目标配合比设计(见图1)原材料T-III量J甬剪是力于度应大强剪求剪的鐾抗受值的承的时星力羽惟根比撇70Lnn工果粒勾算于墨蚤太出数定系确拿莲童碰柏产啵破赦生含诙怕按小样.状嘏试依料验试混斟青耕例即料则明采翠碎
4、料破材次愿初为拔童密得浊lE0破屑垂应护的养什下斌阵定条测转实叱状征瓠螂伸嘴肋眇唾围和系抗量关用的直口音溉一丁出数等如;Ij;224aO0瑚啪220啪加0m蝴20竹%级%验规程>JTJO52-20OO,<公路工程集料试验规程JTJO58-2000及邢临路面作业指导书>进行.各项试验结果详见表1,表2,表3.矿料合成级配该过程是确定各矿料的比例并具有足够的密度和矿料间隙要求.根据单囊4矿料合成级配囊3AH-70#石油沥青试验结暴通过以上结果可看出.此用油量下的马歇尔各项技术指标均满足规范要求.可以对其进行生产配合比设计.目标配合比设计的检验佳油石比制取低温弯曲试件.检测该混合料
5、在低温情况下的抵抗能力.经检测.该混合料的破坏应变为2800E.高于规范(2000E)的要求.低温稳定性良好.生产配合匕的设计设计说明本工程拌和设备采用南韩SPECO-3000型.其生产能力为180-22OT/h.性能稳定.在矿料加热前设有初级振动筛集料筛分结果最终确定合成级配为:03mm石屑;35mm碎石51Omm碎石;1O25mm碎石:2O4Omm碎石=12;17;19I.535.其结果见表4.沥青用量的确定根据ASTM173387-96规范及邢临路面作业指导书>的要求.设计压强采用O.7Mpa.在此压强下进行不同油石比下的GTM试验.最终确定的油石比范围为3O%34%.并最终确定最
6、佳油石比为3.2%.其相对应密度为2528g/cm.见表5.用马歇尔试验确定的最佳油石比为35%,其相对应的密度为2.497g/cm.马歇尔复核结果依据<公路沥青路面施工技术规范JTJF40-2004邢临路面作业指导书>进行试验.由GTM所确定的最佳油石比(32%)制取大型马歇尔试件并进行试验.验证其合理性.其结果见表6.高温稳定性检验按GTM法所确定最佳的油石比32%制取车辙试件,在6OC的条件囊5GTM法试验结果囊6目标配合比马戢尔I禳结果下.轮压为07Mpa.用车辙试验机检验其高温抗车辙能力.经测定动稳定度结果为>6000次/m_n.满足规范要求(800次/mln).水
7、稳定性检验根据GTM法所确定的最佳油石比制作试件两组.一组测定各项物理,力学指标.把另组试件放入6O.C水中浸泡48h.测其稳定度.得出残留稳定度为97.4%.满足规范(>85%)的要求.根据规范要求.需做冻融劈裂试验.经检测其残留强度比为82%.满足规范(>75%)的要求水稳定性良好低温稳定性检验根据所确定的最其规格为42mm.可筛除超尺寸颗粒.按目标配合比所确定结果的输入操作系统.待拌和设备显示稳定后.对各热料仓进行取样.热料仓按顺序依次为1#仓(O3mm),2#仓(36mm),3#仓(611mm)4#仓(1119mm),5#仓(1942mm).各热料仓分别取样进行筛分,密度试
8、验.以供生产配合比时采用.见表6.各热料仓密度检验(见表7)合成级配根据拌和楼用振动筛的等效筛孔及各热料仓的筛分结果.最终确定各热料仓的比例为1#仓2#仓;3#仓;4#仓5#仓=25;8;1O;15;42.合成结果见表8.2006/2-3交通世界87寰961TM浊确定生产配合匕结暴最佳油石比的确定根据目标配合比确定的油石比为3.2%.向拌和楼输入29%,32%,35%三档油石比.其结果见表9.用马歇尔试验方法确定的油石比为3.4%,其相对应的密度为2490g/cm综合GTM试验结果,可得出油石比用量的范围为3.0%一3.4%,最终确定最佳油石比为31%,其相对应的标准密度为2.511g/cm.
9、马歇尔试验的验证用生产配合比确定的最佳油石比31%制取大型马歇尔试件,并对其进行检验,结果见表10通过表10可看出.此用油量下的马歇尔各项指标均满足规范要求.可以进行生产配合比验证生产配合比设计的检验抗车辙能力检验根据生产配比确定的最佳油石比制件.检验方法,条件与目标配合比相同,检验结果为:>6000次/m_n,符合规范(>800次/min)要求.水稳定性检验按生产配合比确定的最佳油石比制作试件两组,第一组测定各项物理.力学指标i另一组试件放入60C水中浸泡48h.测定其稳定度,由其确定残留稳定度为98.7%,满足规范(85%)的要求;并进行冻融劈裂试验.其残留强度比为86%,满足
10、规范(>75%)的要求.通过这两项试验,进一步证明该混合料水稳定性良好.低温稳定性检验衰1O马歌尔试验验证结暴根据所确定的最佳油石比拌取混合料,制取低温弯曲试件,其破坏应变结果为2730满足规范(20006)的要求.生产配合比的验证进入试拌试铺阶段后,拌和机按生产配合比结果进行试拌.矿料温度控制在160-175.C为宜拌和时间为37s,其中干拌5s.混合料的出厂温度为15.165.C.混合料拌好后运输车移动几次,减少离析现象,并覆盖篷布防止降温.摊铺机采用ABG423型.两台沿行车方向呈阶梯状前进,铺筑速度为26m/mln,松铺系数为125,分两层摊铺,每层摊铺厚度为8cm,摊铺温度不低
11、于145C.碾压机械组合为:初压用钢轮压路机碾压,振动方式采用先轻后重振3遍,速度为2030km/h,初压后检查平整度,路拱,必要时进行调整,如在初压时出现推移可待温度稍低后再压.初压温度应不低于135.C,此时如出现横向裂缝应检查原因并及时采取措施复压时用17T振动压路机碾压2遍,再用胶轮压实4遍.速度为3045km/h.温度控制在115.C.至无明显轮迹终压应紧跟在复压后进行,用12T钢轮压路机静碾2遍.速度为2030km/h,至消除表面轮迹为止碾压的终了温度应控制在80.C左右质量控制与检验施工过程中取沥青混合料进行马歇尔及筛分试验.其结果与生产配合比相吻合.所生产出的沥青混合料在试验段
12、上铺筑,无明显离析现象.效果较好.在整个施工过程中每个环节都有试验质检人员参与,并使其做到随施工随检测,发现问题及时解决试验检测结果数据表明,各项技术指标均达到设计要求.如压实度为982%.平整度为09mm,厚度为161cm,取得了较好的施工效果沥青碎石的施工过程及注意事项该沥青碎石的施工与传统的沥青混凝土的施工方法基本相同,只是在个别环节存在区别?从各个环节减少和避免混合料离析现象由于ATB-30材料较粗,粒径大.在生产,摊铺时比较容易产生离析现象.如果采用全幅摊铺的方式离析会更严重因此,控制摊铺宽度对于离析现象非常重要.建议用两台摊铺机进行半幅铺筑,一前一后.相隔1020m成梯队型向前摊铺
13、.?碾压注意事项初压第一次应该采用钢轮进行稳压,振动方式采用先轻后重胶轮的搓操作用虽然效果好.但因为初压温度高,沥青碎石尚未成型.不宜采用胶轮.?施工过程中对混合料的检测采用马歇尔试验方法制取大马歇尔试件对其进行检验,并对照生产配合比的各项指标范围,发现问题及时调整和纠正.总结对于沥青碎石用GTM试验方法与马歇尔试验所得出的最佳油石比,密度相比,油石比偏小,密度偏大.由此我们可以知道马歇尔试验仅靠垂直击实得出的标准密度.不能反映出路面的实际密度.这就是为什么路面常出现车辙等早期破坏的原因而用GTM法确定的混合料,水稳性能,低温抗裂能力都有明显提高在施工方面只是在碾压工艺上稍有提高而对原材料没有特殊要求,较好地发挥了更大的施工潜能和工程效益.在今后实践中,要认真总结经验.提高实用效果.使这项技术得到更好的推广应用.本文作者系邢台市路桥建设总公司工程师%
沥青稳定碎石ATB-30柔性基层配合比设计与施工
