0 前 言
昌金高速公路处于沪瑞高速公路江西境内西段,由昌傅至金鱼石,全长168km。根据昌金项目办及设计要求,上油面层4cm厚AK-13A型采用改性沥青部分标段中面层也采用改性沥青作为试点。基质沥青为韩国SK,AH-70沥青,改性剂为热塑性橡胶共聚物,并制定了基质沥青、SBS改性沥青的技术指标。
1 SBS改性沥青及原材料
1.1 SBS改性沥青
昌金高速公路使用的基质沥青为韩国SK,AH-70沥青,改性剂为热塑性橡胶共聚物,并制定了基质沥青、SBS改性沥青的技术指标,见表1:
表1
试验项目
基质沥青技术指标
SBS改性沥青技术指标
备注
针入度(100g,5s,25℃,0.1mm)mm
60-80
>40
延度(5cm/min,15℃) cm
>150
>30
5℃
软化点(环球法) ℃
46-55
>70
溶解度(三氯乙烯) %
>99.5
>99
闪点 ℃
>300
>230
密度 g/cm
3
>1.01
蜡含量(蒸馏法) %
≤2
粘度
60℃ Pas
≥160
135℃ mm
2/s
≥300
≤3
单位Pas
TF0T薄膜 加热试验
质量损失 %
<0.5
≤1.0
RTFOT旋转薄膜烘箱试验
针入度比 %
>60
≤70
延度(20℃) cm
>100
延度(15℃) cm
>65
≥20
5℃
针入度指数PI
+0.2-2
离析,软化点差 ℃
≤2.5
弹性恢复(25℃) %
≥80
PG分级(高温等级)
≥PG76
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1.2 集料
昌金B段上面层粗集料采用辉绿岩,各项技术指标均满足规范要求。
3mm-5mm、0mm -3mm也有用石灰石的,总的要求是不掺河砂。3mm -5mm材料,0.075mm的通过率应不大于5%,0mm -3mm材料,0.075mm的通过率应不大于15%。砂当量大于60%。
1.3 料(矿粉)
1.3.1 应洁净,干燥,质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》。
1.3.2 宜采用石灰石加工,0.075mm的通过率应不小于70%。
1.3.3 采用不超过矿料总量2%的水泥,以改善集料的粘附性。
1.3.4 不使用回收粉。
1.4 各种材料检测指标(表2)
表2
试验项目
检测结果
规范要求
试验项目
检测结果
规范要求
压碎值(%)
15.4
≤28
0.075mm通率率(%)
≤0.54
≤1.0
磨耗值(%)
13.1
≤30
砂当量
75
≥50
视密度(g/cm
3)
≥2.819
≥2.5
磨光值PSV
54
≥42
吸水率(%)
≤1.34
≤2.0
冲击值(%)
17.4
≤28
粘附性(等级)
5级
≥4级
软石含量(%)
≤3.3
≤5
坚固性(%)
0.1
≤12
抗压强度(等级)
1级
≥Ⅲ
细长扁平含量(%)
≤12.0
≤15
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2 沥青混合料配合比设计
2.1 合成级配
为了保证上面层有达到设计构造深度,磨擦系数,渗水要求.我们通过多种级配组合,最终确定级配控制范围13.2mm通过率91%-95%,4.75mm通过率38%-42%,2.36mm通过率28%-32%,0.075mm通过率5%-7%左右较为合适。(表3略)
2.2 粉胶比
通常简单认为是0.075mm通过率与最佳油石比的比例,规范在1.0-1.2之间.而Superpase方法是指0.075mm以下用量与有效沥青用量的比值,应在1.0-1.6之间.通过近年来实践,规范要求的粉胶比偏低,用油量大,保证了泌水性,但抗车辙能力明显不足,近观这几年各地高速公路的路面破坏形式就可以说明这个问题.因此建议规范粉胶比在1.0-1.4之间较为合适。
2.3 混合料技术指标(见表4)
击实温度应在基质沥青粘温曲线确定的最佳碾压温度的基础上增加15℃-20℃,并与施工碾压时温度一致,控制在160℃-165℃之间。
表4
试验项目
规范要求
项目要求
备注
击实次数(次)
双面各50
双面各75
采用骨架密实型
稳定度(KN)
>7.5
>8.0
流值(0.1mm)
20~40
20~50
空隙率VA(%)
4~10
3.5~4.5
指目标空隙率
饱和度VFA(%)
60~75
60~75
矿料间隙率VMA(%)
>14.5
14~16
应与空隙率相对应
残留稳定度(%)
>70
>80
劈裂强度比(%)
>80
>80
车辙试验(次)
>3000
>3000
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2.4 理论密度
理论密度一般采用计算法和实测法,实测法针对普通沥青更为恰当,改性沥青采用计算法。由于改性沥青其粘度大许多,测量精度难于保证,但可以作为参考对比。马歇尔试件密度通常用表干法,计算法为了与试件密度相一致,规范规定粗集料用毛体积相对密度,细集料用表观相对密度;而部分专家及科研院校偏向于粗集料用毛体积相对密度与表观相对密度的平均值,这里争论的焦点在于集料对沥青的吸附作用有多少。表5是3种理论密度的计算及实测数据,仅供参考。
表5
油石比
规范计算法
专家计算法
真空法
4.5
2.602
2.619
2.602
4.8
2.590
2.608
2.592
5.1
2.579
2.597
2.585
2.5 矿料间隙率
无论是马歇尔设计方法还是Superpase设计方法,都是沥青混合料的体积性质指标的确定,只是一个是击实法,一个是旋转压实法,相比之下Superpase设计方法更反映实际碾压情况。体积指标有3项:空隙率VA、饱和度VFA、矿料间隙率VMA。我国现行规范没有把VMA作为一个强制性指标,事实上VMA是影响沥青路面使用品质最主要的体积性质指标,在新规范讨论稿中已有描述,并与VA、集料最大公称粒径建立了对应关系。表6中12.5mm孔径采用Superpase方案与现规范13.2mm孔径不一致,供大家参考。
表6 密级配沥青混凝土配合比设计最小VMA技术要求
空隙率(%)
相应于以下最大公称粒径(mm)的最小VMA值(%)
50
37.5
31.5
26.5
19
16
12.5
9.5
4.75
2
8.5
9
9.5
10
11
11.5
12
13
15
3
9.5
10
10.5
11
12
12.5
13
14
16
4
10.5
11
11.5
12
13
13.5
14
16
17
5
11.5
12
12.5
13
14
14.5
15
16
18
6
12.5
13
13.5
14
15
15.5
16
17
19
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2.6 混合料生产配合比试验结果一览表(略)
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