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山东11选五一定牛: AM-20沥青碎石混杂料级配优化设计

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ameenanmf 发表于 2014-3-3 00:27:25 | 只看该作者 |阅读模式 打印 上一主题 下一主题

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  跟着我国公路事业蓬勃成长,我国公路通车总里程将到达410万公里,七通八达的全国公路网正在加快编织。而此中年夜大都都是沥青路面,因为经济、技巧等原因,半刚性下层沥青路面是今朝已建沥青路面的重要构造情势。然而跟着半刚性下层在高级级公路的持久利用与研讨,它的一些固出缺陷也逐渐裸露出来,重要表示在半刚性资料压缩量较年夜、抗冲洗机能较差、构造排水机能差等方面。这些资料缺点势必导致半刚性下层沥青路面早期损坏严重,路面开裂、唧浆、疏松等不足为奇,严重影响途径的办事功效。当沥青混凝土面层不克不及完整封住水时,下渗的水分及从裂痕进进的水分就长时光滞留在沥青混凝土面层和半刚性下层的界面上,在荷载感化下形成唧浆。假如设置沥青稳固碎石排水下层,将积滞在路面构造内乱的水分敏捷消除到路面和路基构造外,可以改良路面的应用机能,进步其应用寿命。大批研讨证实,采取沥青稳固碎石排水下层可以或许有用的防止反射裂痕的产生,而且可以或许排前途面构造内乱部的水分,避免水分对基层或沥青面层的损坏。
  本研讨重要对AM-20沥青碎石混杂料级配进行优化设计,并对其力学机能及路用机能进行室内乱实验研讨。
  AM-20沥青碎石混杂料共同比采取马歇尔击实法(正背面击实50次)进行级配设计,混杂料最年夜理论密度采取沥青浸渍法实测获得,成型后的混杂料毛体积密度均采取蜡封法进行测定。AM-20沥青碎石混杂料试件成型进程中,把持拌和温度在150~160℃范畴内乱,成型温度在140~150℃范畴内乱。
  1、原资料基础情形
  实验用原资料分辨是产自天津的石灰言冬规格为10~20mm、5~10mm和0~5mm机制砂以及石灰岩矿粉四种?;褂胁圆字莸?0号***石油沥青。
  对粗集料、细集料、填料分辨进行了压碎值、磨耗费掉、表不雅相对密度、毛体积相对密度、吸水率、砂当量、棱角性、亲水系数以及粘附性等实验。实验检测成果表白,所有技巧指标都合适《公路沥青路面施工技巧规范》(JTG F40—2004)中关于高速公路及一级公路沥青混杂料用集料的质量技巧请求。
  对50号***途径石油沥青依照《公路沥青路面施工技巧规范》(JTG F40-2004)表4.2.1-1请求进行了划定项目标实验检测。实验检测成果见表2-5,检测成果表白,对该样品所检测项目除潦攀老化后延度外,其他项目均合适50号***途径石油沥青技巧请求。本研讨所选用的质沥青所检测项目只有老化后延度分歧格,其他均合适JTG F40—2004《公路沥青路面施工技巧规范》中相干沥青技巧请求。
  2 级配设计
  为了更正确的把持AM-20沥青碎石混杂料的级配曲线,包管其路用机能具有可比性,遂将各个规格的集料进行逐级筛分,直至筛孔2.36。蔑在突级筛孔上的石料分辨寄存,用编织袋分类装好,做好标志,便于配制混杂料。为级配设计做好预备。
  依据《公路沥青路面施工技巧规范》(JTG F40—2004)关于AM-20型沥青碎石混杂料矿料级配范畴请求,在规范级配范畴之内乱选择三种合成级配,分辨为1#级配和2#级配、3#级配,级配构成见表3-2,矿料级配曲线如图1。

  图1 AM-20沥青碎石矿料级配曲线
  依据分歧级配的对沥青混杂料机能的影响,研讨三种级配的沥青碎石混杂料的体积参数及马歇尔稳固度实验成果。依据AM-20马歇尔共同比设计请求和《公路沥青路面施工技巧规范》JTG F40-2004中热拌沥青混杂料共同比设计方式,断定最佳沥青油石比,并对最佳沥青油石比下的马氏试件的体积参数及稳固度进行查验。 本研讨对AM-20三个级配经由过程物理力学参数与油石比之间关系,断定其最佳沥青油石比。按蜡封法测定试件毛体积密度,依据沥青浸渍法实测合成级配矿料混杂料的有用相对密度并盘算沥青混杂料最年夜理论相对密度。马氏试件体积参数及马歇尔实验成果见见表3。
  表3 三种级配设计成果
级配类型
  最佳油石比
 ?。?)
  最年夜理论
  相对密度
 毛体积相对密度
 VV
 ?。?)
 VMA
 ?。?)
 VFA
 ?。?)
  稳固度
 ?。╧N)
 流 值
 ?。╩m)
  1#
  3.5
  2.612
  2.277
  12.8
  19.1
  32.9
  6.15
  38.0
  2#
  3.5
  2.596
  2.305
  11.2
  18.1
  38.2
  7.28
  42.6
  3#
  3.4
  2.655
  2.246
  15.4
  20.2
  23.8
  7.28
  42.6
  实验成果表白,1#、2#、3#级配的空地率分辨为12.8%、11.2%、15.4%,可见级配对空地率的影响很显明,跟着级配级配越细,空地率则越小。1#级配在最佳油石比的情形下,可以知足空地率13%的请求。
  3 混杂料机能研讨
  在共同比设计的基本上,重要对AM-20型通俗沥青碎石混杂料的高温抗趁魅辙机能、水稳固机能、低温抗裂机能、抗压回弹模量、疲惫机能等进行检测,以周全评价AM-20沥青碎石混杂料的路用机能。
  (1)高温稳固性
  沥青混杂料高温稳固性,重要是指沥青混杂料在夏日高温(凡是为路表温度60℃)前提下,经车辆荷载持久反复感化后,不发生趁魅辙、推移、海浪、拥包、泛油等病害的机能。今朝,很多国度己把趁魅辙实验作为沥青混杂料构成设计的一项评价指,SHRP打算也将它作为AAMAS沥青混杂料剖析体系的一项不成缺乏的指标。我国今朝采取马歇尔稳固度实验和趁魅辙实验来评价沥青混杂料的高温抗趁魅辙性。趁魅辙实验成果与现实路面趁魅辙有较好的相干性。
  表4-1 AM-20沥青碎石混杂料趁魅辙实验成果
 级配类型
 最佳油石比
 ?。?)
  均匀动稳固度(次/mm)
 变异系数(%)
  1#
  3.5
  2649.5
  6.7
  2#
  3.5
  2327.4
  7.9
  3#
  3.4
  1500
  8.2
  实验成果表白,三种级配沥青混杂料的动稳固度指标均知足《公路沥青路面施工技巧规范》(JTG F40-2004)对沥青混杂料的技巧请求,还比通俗沥青混杂料略高一些,阐明AM-20沥青碎石高温抗趁魅辙机能较好。与3#级配比拟,1#级配和2#级配沥青混杂料的动稳固值有所晋升,尤其是2#级配能到达2600次/mm。
  (2) 抗水侵害才能
  沥青混杂料抗水侵害才能重要决议于矿料的性质、沥青与矿料之间彼此感化以及沥青混杂料的空地率、沥青膜的厚度等。沥青混杂料水稳固性的评价方式,凡是分为评价沥青与矿料的黏附性和评价沥青混杂料的水稳固性两个阶段进行,这两个阶段是不成朋分的┞符体。
  在浸水马歇尔实验进程中,成型好的AM-20沥青碎石混杂料浸泡在60℃水浴中不足一天均产生分歧水平的剥落,以3#级配的混杂料最为显明,用时起码,散落水平最严重,1#级配也未能幸免。在冻融劈裂实验进程中,成型好的AM-20沥青碎石混杂料在-18℃冰箱中冷冻16 h之后并未呈现异样,同样浸泡在60℃水浴之后,呈现剥落。我们又在同样的实验前提下,采取了70#基质沥青和SBS改性沥青成型试件,试件经由过程同样的实验前提并没有产生破坏。
  基于以上实验基本及理论剖析,课题组想到了在采取50#基质沥青的AM-20沥青碎石混杂猜中掺加消石灰。本研讨采取间接干掺法,即依照必定的比例将消石灰参加到矿粉中,将消石灰直接和集料进行拌和,让消石灰笼罩在集料概况,然后再参加沥青进行拌和,可以或许比拟正确计量消石灰的掺量。
  在划一实验前提下,采取50#基质沥青的AM-20沥青碎石混杂猜中外掺1%的消石辉冬实验公然获得改良,试件无缺,没有产生剥落。
  添加1%的消石灰即可以明显进步沥青混杂料的抗水侵害才能。掺加加消石灰外掺剂可以进步集料和沥青之间的┞烦附性,经由过程进步沥青与集料之间的┞烦附性来到达预防和削减水侵害的产生。
  (3)低温抗裂机能实验
  沥青路面的低温开裂是严寒地域路面损坏的重要情势,这种开裂是多身分配合感化的成果,可以分为外因和内乱因,外因重要是天气情况身分,与气鼓鼓温顺降温速度有关;内乱因重要包含沥青和石料性质、沥青混杂料构成、沥青膜厚度等。沥青路面低温裂痕现象具有广泛性,把持沥青路面低温缩裂十分主要而又紧急。
  采取MTS-810全能实验机(装备型号为TESTSTAR-Ⅱ型,控温精度为±0.1℃)在温度-10℃、加载速度50mm/min的前提下进行曲折实验,以曲折损坏应变为指标来评价沥青混杂料的低温抗裂机能。
  表4-3 AM-20沥青碎石混杂料曲折实验成果
 级配类型
  曲折实验损坏应变(με)
  抗弯拉强度(MPa)
  曲折劲度模量(MPa)
  1#
  4996
  6.5
  1376
  2#
  4212
  8.1
  1961
  3#
  4451
  5.4
  1562
  实验成果表白,三种级配的低温曲折应变指标均能知足《公路沥青路面施工技巧规范》(JTG F40-2004)对通俗沥青混杂料的技巧请求。级配对沥青混杂料低温曲折应变指标有必定的影响,可是影响不明显。在划一实验前提下,1#级配的低温抗裂机能要优于其他两种级配。
  (3)抗压回弹模量实验
  路面资料的弹性模量分为动态弹性模量和静态弹性模量。今朝我国应用的回弹模量相当于国外的静回弹模量,抗压回弹模量是此中的一种。路面资料的抗压回弹模量是表现路面资料力学性质的主要指标,反应了资料的应力-应变特征,是路面构造设计中进行力学验算或厚度盘算的一个主要参数,是以,公道断定路面资料抗压回弹模量对路面构造设计有很是主要的意义。经实验测定,AM-20沥青碎石混杂料的回弹模量在633~792范畴内乱。接近规范对沥青碎石混杂料模量的推举值。固然1#、2#、3#级配的空地率各不雷同,可是获得的回弹模量值却相当。
  4 级配优化
  表2 半开级配AM-20沥青碎石优化后的级配范畴
  经由过程下列筛孔(mm)的质量百分率(%)
  26.5
  19
  16
  13.2
  9.5
  4.75
  2.36
  1.18
  0.6
  0.3
  0.15
  0.075
  级配范畴
  100
  90~98
  60~79
  50~69
  40~59
  15~34
  5~18
  2~13
  1~10
  0~8
  0~6
  0~4
  5 结论
  经由过程对AM-20沥青碎石混杂料进行的物理力学机能实验,可以得出以下结论:
 ?。?)逐级筛分要正确过细,包管靠得住度,应实时分装,做好标志,筛分要当真彻底,不得混淆,筛分量至少要知足实验需求用量,并多备出若干,以包管石料供应充分、取料平均,不克不及影响后续实验。
 ?。?)与通俗热拌沥青混杂料比拟,AM-20沥青碎石混杂料采取50#基质沥青成型时,必需严厉把持温度,成型温度宜为150℃,跨越160℃则轻易失落渣。
 ?。?)AM-20沥青碎石混杂料的粗集料的含量凡是在50%以上,本文的三种级配中最细级配的粗集料含溜在筒在60%以上,粗集料嵌锁成骨架,抵御车辆荷载感化下的永远变形才能增添,年夜年夜进步了抗趁魅辙才能。
 ?。?)沥青混杂料在浸水前提下,因为沥青与矿料的┞烦附力下降,表示为混杂料的┞符体力学强度下降。尤其对于AM-20沥青碎石混杂料,因为孔隙较年夜,沥青用量少,矿料之间的接触点比通俗沥青混杂料少,更应当斟酌水稳固性。为了更好的包管混杂料的水稳固性,经由过程实验证实,添加1%的消石灰即可以明显进步沥青混杂料的抗水侵害才能。掺加加消石灰外掺剂可以进步集料和沥青之间的┞烦附性,经由过程进步沥青与集料之间的┞烦附性来到达预防和削减水侵害的产生。在掺加进程中,需留意要确保集料是在裹覆消石灰今后才与沥青拌和。
 ?。?)经实验测定,AM-20沥青碎石混杂料的回弹模量在633~792范畴内乱。接近规范对沥青碎石混杂料模量的推举值??梢灾阆煊Φ募记汕肭?。
  作者简介:苗乾(1986-),女,河北邢台,天津市市政工程研讨院,助理工程师、硕士,途径资料。德律风15922062341;E-mail:[email protected];具体地址:天津市河西区平山道39号、邮编300074。
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