大粒径透水性沥青混和料LSPM配合比设计与施工

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资源描述
摘要:大粒径透水性沥青混和料lspm能提高路面的排水性能,从而延长其使用寿命和使用性 能。关键词:大粒径透水性沥青混和料配合比设计施工一、大粒径透水性沥青混和料lspm概述大粒径透水性沥青混和料(largestoneporousasphaltmixes)是指混和料最大公称粒径 大于26.5mm,具有一定空隙率,能够将水分自由排除路面结构的沥青混和料,通常用作路面 基层。它采用新的设计理念,用较大粒径(25-62mm )的单粒径集料形成骨架,用一定量的 细集料形成填充。它不同于密集配大粒径沥青混和料(atb),也不同于一般的沥青处治碎石 (atpb)。atb具有良好的骨架结构,空袭率一般在36%,不具有排水性能。atpb粗集料 形成了骨架嵌挤,基本上没有细料填充,空隙率很大,一般在18%以上,透水效果非常好, 但模量较低,耐久性较差。大粒径透水性沥青混和料克服了上述两种结构的缺点,借鉴了其 优点,具有以下特点:可以抵抗较大的塑性和剪切变形,有较好的抗车辙能力,提高沥青 路面的高温稳定性。特别是对与低速、重车路段,具有明显的抗永久变形能力。具有良好 的排水性能,能够将路面渗水及时排除,避免以下结构层的水损坏,提高了路面的耐久性能。 粒径较大、空隙率较大,能有效的减少反射裂缝。大粒径集料用量大,矿粉用量很少, 减少了沥青用量。二、lspm配合比设计1、材料要求。所有的矿料要求无塑性,因为粘土颗粒成分能引起沥青混和料的体积膨 胀,在水的作用下容易引起沥青膜与矿料相互剥离。由于粗集料在沥青混和料中起到骨架作 用,其质量和物理性能直接影响混和料的使用性能,因此粗集料要求用坚硬岩石轧制,破碎 形式采用锤击式或反击式,细长及扁平颗粒含量不超过15%,压碎值不大于26%,与沥青的 粘结力为5级,其他指标应满足公路沥青路面施工技术规范(jtg f40-2004)要求。细 集料包括机制砂、石屑和天然砂,大粒径沥青混和料要求使用机制砂和石屑,不准使用天然 砂。细集料棱角性应大于42%,砂当量值不小于65%。由于大粒径沥青混和料透水性好,为 了提高沥青混和料的抗水损害能力,填充料宜采用干燥消石灰粉或生石灰粉,满足iii级要求。 为了保证大粒径透水性沥青混和料的耐久性,沥青膜要求比较厚,但同时必须防止淅漏,因 此需要用粘度较高的沥青胶结料,可以采用mac-70#或sbs改性沥青。2、级配设计。大粒径透水性沥青混和料用作基层,除承受车辆荷载外,还应具有良好 的透水性能,因此混和料的级配设计时要形成骨架结构,空隙率在15%左右。级配曲线与原 材料有很大关系,原材料不同级配曲线也不一样,济莱路lspm-30推荐级配曲线范围如下:大粒径沥青混和料lspm-30推荐级配筛孔 37.531.526.519 13.29.5 4.752.361.180.60.3 0.150.075lspm-30 100 90-100 70-9540-7628-5819-396-296-183-152-101-7 1-6 1-43、指标的测定密度的测定。密度的测定有实测法和计算法。由于lspm透水性强,实测法为二次 封蜡法,将试件表面的大空隙用橡皮泥填平后称重,然后进行封蜡测定水中重,通过计算测 定试件的密度。该法误差较小,但人为影响较大,由于橡皮泥填充的体积作为了试件的体积, 不同的人对表面空隙掌握的尺寸不一样,另外测定过程比较麻烦。计算法是直接用游标卡尺 测量试件的直径和高度来计算试件的体积,然后根据试件的质量来计算密度。该法简单直接, 但由于试件的表面不规则,边角容易破碎,误差较大。结合济莱路的实际情况,我们采用了 计算法。空隙率的测定。空隙率通过沥青混和料试件的密度和最大理论相对密度的计算得 到。最大理论相对密度的测试方法有真空实测法和计算法。普通沥青混和料采用实测法,改 性沥青混和料采用计算法。这是因为lspm使用改性沥青,粘度较大,人工很难将混和料分散 到6mm以下,而且在小于6mm以下的团粒中仍包含有不少气泡,用真空理论试验仪进行振荡, 不能使团粒继续分散,使的封闭在集料团粒中的空气不能排出,从而测得的最大理论相对密 度较小,因此采用计算法。然后根据下面公式计算空隙率。vv=(1Y f / Y t) X 100式中:vv试件的空隙率,;Y f测定试件的毛体积相对密度,无量纲;Y t大粒径沥青混和料的最大理论相对密度,采用计算法,无量纲。最佳沥青含量的确定。大粒径透水性沥青混和料最佳沥青用量的确定与普通沥青 混和料的方法有所不同,后者采用马歇尔试验方法进行确定,而lspm则依据沥青膜厚度、设 计空隙率、谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散试验等指标进行确定。由于大粒径混和料具有排水 功能,空隙中存有自由水,为了保证混和料的耐久性和水稳定性,混和料应具有足够的沥青 膜厚度。沥青膜的厚度应根据有效沥青含量与集料表面积进行计算,大粒径沥青混和料要求 沥青膜厚度应不小于12p m。计算公式如下:pba= (丫 seY sb)Xy bX100/ (y seXy sb)pbe=pb (pbaXps / 100)sa=O (pi X fai)da= pbe / (y bXsa)X10式中:pba 被集料吸收的沥青比例,;pbe有效沥青含量,;Y se合成矿料的有效相对密度,无量纲;Y sb矿料的合成毛体积相对密度,无量纲;Y b沥青的相对密度(25C/25C),无量纲;pb沥青含量,;ps矿料占沥青混和料的百分率,即ps=100pb,%;sa集料的比表面积,m2/kg;pi各种粒径的通过百分率,;fai相应于各种粒径的集料的表面积系数,见下表;da沥青膜有效厚度,p m。集料的表面积系数筛孔 19 16 13.29.5 4.752.361.180.6 0.3 0.150.075fai 0.0041 - - 0.0041 0.0082 0.0164 0.0287 0.0614 0.12290.3277析漏试验和飞散试验对lspm来说是两项非常重要的试验。通过析漏试验确定保证沥 青不产生流淌的最大沥青用量,通过飞散试验确定混和料不发生严重飞散的最小沥青用量, 从而确定沥青用量范围。在此范围内根据设计空隙率和沥青膜厚度要求,选择最佳沥青用量。 大粒径沥青混和料要求析漏试验质量损失不大于0.2%,飞散试验质量损失不大于26%,参 考沥青用量范围33.5%。三、lspm的施工控制1、做透层与封层。为了保证下层与大粒径透水性沥青混和料的粘结与密水性,应当 对下层顶面进行撒布透层油处理,采用慢裂阴离子或非离子乳化沥青,保证层间粘结良好, 同时为了保证渗透的水分不继续下渗破坏下面的结构层,在透层油之上作封层与密水层。2、拌和参数的要求与温度控制。为保证混和料的连续施工,混和料的拌和、摊铺、 压实能力必须相匹配,拌和机产量不能小于240吨/小时。由于lspm中细颗粒成分较少,在 干燥筒中容易过热,拌合时会促使沥青老化,故此应对拌和温度进行控制。大粒径沥青混和 料与普通沥青混和料存在较大的差异。济莱路在建设中采用mac-70#改性沥青,要求沥青采 用导热油加热,温度在170180C之间,集料加热温度在180190C之间,拌和料出厂温度 控制在170185C,废弃温度为195C。试验室击实温度为165170C,现场碾压温度为165 175 C。拌和时要注意均匀,必须使所有颗粒全部裹覆沥青,无花白料、结团和离淅。由于 lspm最大粒径比较大、粗集料多而且沥青用量小,因此必须保证拌和时间,不应少于45s。3、摊铺控制。大粒径沥青混和料中粗集料用量较大,容易产生离淅,从一开始就应 注意。在向运输车装料时,要求料车前后移动分多堆装车,并进行覆盖;运输车应在摊铺机 前面10 30cm处停住,不得撞击摊铺机,卸料时应挂空档由摊铺机推动前进,同时起千斤顶 时,一定要速度快,避免大料先下落。摊铺机要匀速、缓慢、不间断的摊铺,速度不得大于 2m/min。布料器中的料位应略高于螺旋布料器2/3高度,螺旋布料器转速一定要均匀,不得 忽快忽慢,且不宜过快,在中间及两端安置反向叶片。在布料器前面安装挡板,减少离淅。4、碾压控制。大粒径沥青混和料是一种完整的粗骨料骨架结构,施工时既要保证粗 骨料的骨架结构又要防止骨架棱角的破坏,因此必须配备适宜的碾压设备,确定合理的碾压 组合和工艺。由于lspm空隙率较大,因此必须配备20 30t胶轮压路机。碾压时好控制碾压 温度(初压165175C)、碾压速度(一般为1.52km/h)、平整度。压路机要紧跟摊铺机进 行碾压,为了避免粘轮,可使用植物油,严禁使用柴油。大粒径沥青混和料空隙率较大,表 面粗糙,在重车通行下表面容易发生松散,施工完成后尽量避免车辆驶入。5、质量检测。现场钻芯取样检测空隙率宜控制在1318%,极值为20%。压实度 不应小于98%。抽提与筛分试验,每日至少两次,应分别从拌和站和摊铺现场取样,每次取 样不少于4kg。混和料的级配曲线以抽提筛分结果为准,重点控制0.075、4.75、9.5、13.2、 26.5、31.5通过率。沥青含量允许偏差为0.2%。结束语大粒径沥青混和料在青临高速公路建设用于柔性基层,铺筑过程中采取了以 上措施进行控制,取得了明显效果。通过检测,透水性能良好,与水泥稳定碎石下基层和下 面层粘结效果很好,空隙率在16%左右,最佳油石比3.2%,为该项技术的推广与应用积累 了科学数据和工程实践经验。
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