密级配沥青稳定碎石混合料在京津高速公路工程中应用

浅议密级配沥青稳定碎石 2006年优秀论文 作者：王凤喜 徐州市交通规划设计研究院 上传日期2007-8-24支持：1人得分：4分 摘要：密级配沥青稳定碎石用于路面基层，具有许多优点，但目前缺少相 关设计和施工规范。本文论述了其在空隙率和油石比等技术指标方面与沥青碎石 以am排水式沥青稳定碎石以atpb密实式沥青混凝土（ac）的差别，并结合施工 经验提出了一些建议。 关键词：密级配沥青碎石 密级配沥青稳定碎石是按密实级配原理设计组成的各种粒径的矿料与沥青结合 料拌和而成，设计空隙率较小的密实式沥青混合料，以atb表示。按矿料最大粒 径分类属于粗粒式或特粗式沥青混合料；按混合料密实度分类属于密实式沥青混 合料；按矿料级配类型分类属于连续级配沥青混合料。atb设计空隙率一般为 3%~6%，常见的类型有atb25，atb30，atb40。 一、与其它沥青混

介绍了atb-25密级配沥青稳定碎石混合料的配合比设计和施工技术,详细论述了施工过程中的质量控制,特别是预防混合料离析的措施。atb-25密级配沥青稳定碎石混合料为骨架密实型级配,其嵌锁能力增强,具有高温稳定性,可以抵抗较大的塑性和剪切变形,有效提高路面抗车辙、抗推移能力。

沥青稳定碎石基层属于柔性基层的范畴。本文通过对四种不同级配的沥青稳定碎石路用性能试验数据的分析,研究级配与沥青稳定碎石路用性能之间的关系,分析不同型号沥青对沥青混合料路用性能的影响,确定了一种路用性能良好且易于施工的级配范围。

采用骨架嵌挤密实设计方法设计沥青稳定碎石混合料,并对其抗水损害性能、高温稳定性能、力学性能和抗疲劳性能进行了试验研究。

结合省道201云岩-延川二级公路施工实际,介绍密级配沥青稳定碎石作为路面基层在路面工程中的应用情况,以及施工方法和应用注意事项。

为了分析和利用沥青稳定碎石混合料集料级配分形规律,基于分形几何的基本理论,推导出沥青稳定碎石混合料集料的分形几何模型;以atb-30为例,计算了集料级配分维值,并通过沥青混合料体积参数的测试,研究了分形维数与体积参数的关系.结果表明:规范级配范围对应的atb-30分维值d范围为2.4117～2.5744;分维值d与空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度等体积参数有很好的相关性.利用集料级配分形规律,可对具有不同分维值d的沥青稳定碎石混合料的体积参数进行预估,使混合料的配合比设计更具针对性.

采用旋转压实仪(sgc)和简单性能试验机(spt)测试密级配沥青稳定碎石(atb)混合料在不同试验温度下的动态模量,并对试验结果进行分析,旨在判断不同试验温度下的动态模量试验数据拟合结果的差异性及有效性。

沥青稳定碎石混合料的介绍 (2)

沥青稳定碎石混合料的介绍

为了评价沥青稳定碎石混合料的抗永久变形能力,通过对三轴受力模型进行分析、简化,利用无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验,对沥青稳定碎石混合料的力学性能和抗剪强度参数进行研究。结果表明:随公称最大粒径、粗集料含量的增大,内摩擦角增大,而粘聚力减小;提高结合料粘度可以明显提高粘聚力,而对内摩擦角影响不大;采用基于无侧限抗压强度试验和劈裂强度试验得到的抗剪强度参数,可以用于沥青稳定碎石混合料设计。

沥青混合料的疲劳破坏是柔性路面结构设计中重要的控制指标因素,沥青稳定碎石在国内路面结构中得到逐步应用,然而对这种材料的疲劳性能的研究还较少。为了完善柔性路面结构设计体系,本文采用四点弯曲疲劳试验方法对比研究atb25和ac25、ac20等3种不同级配的疲劳性能。通过对试验结果的统计和回归分析,得出3种混合料疲劳性能差别、温度对疲劳寿命的影响、atb25的室内疲劳预估模型。结果表明atb25具有较好的疲劳寿命,ac20疲劳性能最优,atb25与ac25疲劳性能相近;相对于ac20,atb25疲劳寿命受温度的影响更大。在柔性路面结构中,atb类沥青混合料作为最下层沥青混合料具备较好的抗疲劳性能。

本文分析了密级配沥青稳定碎石施工过程离析问题,并提出了一些施工质量的控制要点及措施,对提高密级配沥青稳定碎石的施工质量非常有效。

首先介绍了沥青稳定碎石对材料的要求,然后通过试验,给出了atb-25的合成级配及最佳沥青用量,最后对摊铺、碾压等施工质量控制进行了概述,从而提高密级配沥青稳定碎石的工程质量,延长道路的使用寿命。

本文主要对密级配沥青稳定碎石柔性基层的施工工艺的原理和特点,还有适用范围以及施工控制的要点进行了解析.因为该结构受水和冰冻的危害较小,裂缝自动愈合的能力强,进而防止产生以及发展裂缝,与此同时,柔性基层可以和面层连接更为牢固,从而防止层内部较大的剪应力和弯拉应力的出现,对路面使用性能的改善有很明显效果,提高了路面的使用期限,而且降低了路面损坏的维修费用,降低了环境污染,具有较为明显的经济价值和社会效益.

以长珲高速公路为例,介绍了密级配沥青稳定碎石柔性基层的组成设计及关键施工工艺和现场控制技术等,着重阐述了在施工中需特别注意的若干问题,从而为类似工程积累了经验。

分别采用现行规范推荐法、superpave法、主骨架空隙体积填充(cavf)法和贝雷法设计了4种密级配沥青稳定碎石基层混合料,然后采用力学指标设计法确定了所设计的4种级配沥青稳定碎石基层混合料的最佳油石比,并对最佳油石比下的沥青稳定碎石基层混合料进行了抗永久变形性能和抗疲劳性能等路用性能的研究;根据设计过程和设计结果对4种级配设计方法进行了比较评价,在此基础上提出了新的密级配沥青稳定碎石基层混合料的级配设计方法——五控制点级配设计方法。结果表明:采用五控制点级配设计方法设计的级配与贝雷法、cavf法的设计级配非常接近,并且总体上位于贝雷法设计级配和cavf法设计级配之间。

分别采用大马歇尔配合比设计方法、superpave混合料设计法、力学指标设计法对4种密级配沥青稳定碎石混合料atb30、sup30、cavf30、blf30进行最佳油石比确定,并根据设计过程和设计结果对3种最佳油石比确定方法进行了比较评价。在此基础上建议采用大马歇尔击实成型试件的力学指标设计方法来确定密级配沥青稳定碎石混合料的最佳油石比,并在初步确定最佳油石比后再考虑沥青混合料的老化情况适当增加0~0.2%作为最终的最佳油石比。

通过对不同级配下沥青稳定碎石混合料的力学性能、高温稳定性、低温抗裂性和疲劳性能的分析,最终得出针对不同性能要求的较优级配,研究结果对沥青稳定碎石的推广应用有一定参考借鉴价值。

排水能力是开级配沥青稳定碎石(atpb)基层的主要设计目标,文章采用三种不同级配的atpb混合料测试其空隙率与渗透系数,提出了满足排水能力的级配设计级混合料指标要求.通过控制4.75mm、2.36mm、0.075mm筛孔通过率及沥青薄膜厚度,设计的混合料各项指标满足要求,排水能力大于其设计要求.

采用大粒径密级配混凝土铺筑下面层具有高温稳定性、可以抵抗较大的塑性和剪切变形,有效提高路面抗车辙、抗推移能力。本文结合工程实例,详细阐述了沥青路面大粒径密级配沥青稳定碎石混合料配合比设计要点,并对下面层沥青碎石混合料施工技术及质量控制进行了深入探讨。

对两种沥青稳定碎石基层混合料atb-25和atb-30进行了室内配合比试验和路用性能研究。研究表明,atb-25较atb-30具备更好的高温稳定性;适当增加中间粒径集料含量可以提高atb-25和atb-30的高温和低温性能;两种沥青稳定碎石基层混合料的劈裂强度基本相当。

密级配沥青碎石混合料矿料级配范围 级配类型 通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％) 5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075 特粗式 atb-4010090-10075-9265-8549-7143-6337-5730-5020-4015-3210-258-185-143-102-6 atb-3010090-10070-9053-7244-6639-6031-5120-4015-3210-258-185-143-102-6 粗粒式atb-2510090-10060-8048-6842-6232-5220-4015-3210-258-185-143-102-6