[doc] OGFC沥青混合料配合比设计研究与实践

[doc] OGFC沥青混合料配合比设计研究与实践 OGFC沥青混合料配合比设计研究与实践 60 公路与汽运Highways&AutomotiveApplications第3期 2O10年5月 OGFC沥青混合料配合比设计研究与实践 熊泽红,唐三英,万勇 (1.武汉市公路工程咨询监理公司,湖北武汉430015;2.湖北省路桥集团有限公司,湖北武汉430056)t 摘要:结合湖北省随岳中(随州,仙桃)高速公路路面第四合同段工程实例,分别阐述了 OGFC--13沥青混合料目标配合比和生产配合比的设计方法,并通过浸水马歇尔试验,冻融劈裂试 验等验证了所设计的OGFC沥青混合料的性能. 关键词:公路;沥青混合料;开级配排水式磨耗层(0GFC);配合比 中图分类号:U416.217文献标志码:A文章编号:1671—2668(2010)03—006O一04 开级配排水式磨耗层(OGFC,Open—Graded AsphaltFrictionCourse)由于具有改善雨天高速行 驶的抗滑性能,提高行车安全和降低噪音等显着优 点,正日益受到世界各国的重视,并已广泛应用于市 政道路,高速公路等. 湖北省随岳中(随州,仙04)高速公路路面第四 合同段起于KlO4+889,终于K152+877.6,全长 47.989km,为全线路段长度最大,路面结构类型最 多的一个路面项目-.根据合同文件,Kl18+354, K121+871.25(左幅)段落为四个路面试验段,其 中,ATB(Asphalt—treatedpermeable—base)柔性基 层,0GFC磨耗层为该工程路面科研项目.该文研 究OGFC沥青混合料配合比设计. 1目标配合比设计 1.1材料选择 1.1.1集料 采用湖北省京山县三阳玄武岩厂生产的辉绿岩 碎石,利用反击式轧石机经二级破碎加工而成.石 料洁净, 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面粗糙,棱角性好,无杂岩成分.按要求 筛分为3种规格,各项技术指标见表l. 表1碎石质量技术指标 (1)粗集料.粗集料分为9.5,16mm碎石 (1料),4.75,9.5mm碎石(2料)两种规格,其 各项技术指标见表2. 表2粗集料质量技术指标 (2)细集料.细集料选用京山三阳玄武岩厂生 产的优质玄武岩石屑(4料,粒度为0--~2.36ram), 符合S16级配要求,具有良好的棱角性,洁净,干燥, 无风化物质和杂质,不含泥土等有害物质.其各项 技术指标见表3. 表3细集料质量技术指标 1.1.2填料 填料采用优质石灰岩经磨细加工而成的矿粉, 产于荆门.矿粉干燥,洁净,无团粒结块,其技术指 标见表4. 1.1.3沥青 基质沥青采用广东南粤物流有限公司生产的 70A级道路石油沥青,掺加TPS沥青改性剂后形 成高粘度改性沥青.70A级道路石油沥青和高粘 度改性沥青的各项技术指标分别见表5,表6. 总第138期 公:路与汽运 Highways&AutomotiveApplications61 表4沥青砼用矿粉质量技术指标 表570A级道路石油沥青的技术指标 表6高粘度改性沥青的技术指标 1.1.4TPS沥青改性剂 TPS沥青改性剂全称TAFPACK-Super排水 性路面用沥青改性剂,由日本大有建筑株式会社生 产.其技术指标如下:橡胶颗粒状,粒径在5mm以 下;淡黄色;比重为0.98g/cm.;单位体积重量为 0.6t/m..TPS为专利产品,目前尚无其他质量控 制参数,一般通过TPS与沥青的配伍试验检验其混 合生产而成的高粘度改性沥青的技术指标,最终确 定TPS掺量比例.该项目经试验确定的掺量比例 为TPS:沥青一16:84. 1.1.5纤维稳定剂 采用江苏省盐城市创成科技有限公司生产的聚 酯纤维,其技术指标见表7. 表7聚酯纤维的质量技术指标 1.2目标配合比设计 1.2.1矿料级配设计 取各种规格碎石进行筛分,根据规范规定的级 配范围和集料的筛分结果合成甲,乙,丙(见表8)三 组OGFC一13沥青混合料配合比矿料级配.级配 设计中,以2.36mm通过率作为控制点.甲,乙,丙 三组级配中,2.36mm通过率分别为11.7, 13.5,17.1,按其配合比分别计算每组混合料的 初试油石比.混合料沥青膜厚度暂定12.5m,根 据沥青膜厚度以下式计算初试沥青用量(油石比): 初试沥青用量(油石比)一假定沥青膜厚度× 矿料表面积(1) 矿料表面积一(2+o.02a十0.04b4-0.08c+ 0.14+0.3g+0.6r+1.6g)/48.74(2) 式中:”,6,C,d,e,f,g为累计通过质量百分率,其与 筛孔尺寸的关系见表9. 表8OGFC--13矿料级配设计 62 公路与汽运Highways&AutomotiveApplications第3期 2010年5月 表9筛孔尺寸与累计通过质量百分率的关系 按照配合比分别制作试件进行马歇尔试验(掺 聚酯纤维3%o),沥青加热温度为155,165?,矿料 加热温度为175,185?,击实温度为145?.用体 积法测定试件的空隙率,结果见表1O. 表lO初试油石比试验检测结果 根据期望的空隙率18,22%,选定级配乙为 目标配合比的矿料级配. 1.2.2最佳沥青用量的确定 根据选定的矿料级配,采用沥青用量(油石比) 4.0,4.5,5.0,5.5,6.0分别拌制沥青混 合料进行流淌试验,得出各自的流淌量.以沥青用 量为横坐标,流淌量为纵坐标绘制沥青用量一流淌 量关系曲线(见图1).排水性沥青混合料在高温静 态下能保持稳定的最大沥青用量,根据图1沥青用 量一流淌量关系曲线上的变曲点求取. 逞 嘲 漂 斌 沥青用量,% 图1流淌试验量一最佳沥青用量确定方法 根据选定的矿料级配,以4.0,4.5%,5.0, 5.5,6.09/65种沥青用量分别拌制沥青混合料制 作马歇尔试件进行飞散试验,得出各组试件的质量 损失百分率.以沥青用量为横坐标,飞散试验质量 损失率为纵坐标绘制沥青用量一质量损失率关系曲 线(见图2).最小沥青用量根据图2沥青用量一质 量损失率关系曲线上的变曲点求取. 逞 奄{卜 衽 沥青用量 图2飞散试验最小沥青用量确定方法 在根据流淌试验求取的最大沥青用量与飞散试 验求取的最小沥青用量之间选择适宜的沥青用量作 为最佳沥青用量.该项目OGFC一13沥青混合料 的最佳沥青用量为5. 1.2.3设计沥青用量的确定 以确定的矿料级配和最佳沥青用量成型试件进 行试验,结果见表l1,其各项技术指标均符合规范 要求.因此,将5作为设计沥管用量. 表11OGFC--13沥青混合料性能验证结果(目标配合比) 最终设计的DGFC一13沥青混合料的目标配 合比见表12. 表12OGFC--13沥青混合料目标配合比 2生产配合比设计 2.1流量测试 根据选定的目标配合比矿料级配进行流量测 总第138期 公.路与汽运 Highways&AutomotiveApplications63 试,待各种集料供求达到平衡后,试验室分别取沥青 拌和楼两次筛分后各热料仓集料进行筛分,根据各 热料仓筛分结果,依据目标配合比级配合成生产配 合比矿料级配,经设计调整后,确定OGFC一13沥 青混合料生产配合比中各热料仓矿料的用量比例为 4热料仓:3热料仓:2热料仓:1热料仓:矿 粉一35:51:0:10:4,合成级配符合规范要求. 沥青混合料矿料合成级配计算结果见表13. 表13OGFC--13沥青混合料生产配合比级配合成计算结果 2.2生产配合比设计 根据目标配合比确定的最佳沥青用量及选取的 生产配合比矿料合成级配,分别进行48h浸水残留 稳定度试验,冻融劈裂试验和车辙试验,流淌试验和 肯塔堡飞散试验,检测沥青混合料抵抗水损害的能 力和高温稳定性能.试验结果见表14. 表14OGFC--13沥青混合料性能验证结果(生产配合比) 从表l4可以看出:按设计的生产配合比生产的 OGFC一13沥青混合料的各项性能均符合规范要 求.最终确定的生产配合比见表15. 表15OGFC--13沥青混合料生产配合比 参考文献: [1]刘俊龙,马德林,张乾功,等.排水性沥青混凝土路面 0GFC一13配合比设计[J].公路,2009(6). F2]刘先淼,叶健利.OGFC排水式面层沥青混合料配合比 设计与施工[A].中国公路学会2006年学术年会 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 集(上)Ec].2006. [3]胡曙光,黄绍龙,张厚记,等.开级配沥青磨耗层(OG— FC)的研究[J].武汉理工大学,2004,26(8). [4]韩宏伟,黄绍龙,丁庆军,等.运用高粘度改性沥青配制 OGFC的研究[J].武汉理工大学,2005,27(3). E5]黄绍龙.开级配沥青磨耗层级配和性能的研究[D].武 汉:武汉理工大学,2004. [6]代若愚,徐浩.橡胶沥青OGFC配合比设计及路用性 能研究[J].昆明冶金高等专科学校,2009,25(5). [7]黄刚,何兆益,朱洪洲,等.OGFC混合料沥青用量影响 因素研究[J].中外公路,2008,28(6). 收稿日期:2O1O一03--02