淺議密級配瀝青穩(wěn)定碎石 2006年優(yōu)秀論文 作者：王鳳喜 徐州市交通規(guī)劃設計研究院 上傳日期2007-8-24支持：1人得分：4分 摘要：密級配瀝青穩(wěn)定碎石用于路面基層，具有許多優(yōu)點，但目前缺少相 關設計和施工規(guī)范。本文論述了其在空隙率和油石比等技術指標方面與瀝青碎石 以am排水式瀝青穩(wěn)定碎石以atpb密實式瀝青混凝土（ac）的差別，并結合施工 經驗提出了一些建議。 關鍵詞：密級配瀝青碎石 密級配瀝青穩(wěn)定碎石是按密實級配原理設計組成的各種粒徑的礦料與瀝青結合 料拌和而成，設計空隙率較小的密實式瀝青混合料，以atb表示。按礦料最大粒 徑分類屬于粗粒式或特粗式瀝青混合料；按混合料密實度分類屬于密實式瀝青混 合料；按礦料級配類型分類屬于連續(xù)級配瀝青混合料。atb設計空隙率一般為 3%~6%，常見的類型有atb25，atb30，atb40。 一、與其它瀝青混

介紹了atb-25密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料的配合比設計和施工技術,詳細論述了施工過程中的質量控制,特別是預防混合料離析的措施。atb-25密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料為骨架密實型級配,其嵌鎖能力增強,具有高溫穩(wěn)定性,可以抵抗較大的塑性和剪切變形,有效提高路面抗車轍、抗推移能力。

瀝青穩(wěn)定碎石基層屬于柔性基層的范疇。本文通過對四種不同級配的瀝青穩(wěn)定碎石路用性能試驗數據的分析,研究級配與瀝青穩(wěn)定碎石路用性能之間的關系,分析不同型號瀝青對瀝青混合料路用性能的影響,確定了一種路用性能良好且易于施工的級配范圍。

采用骨架嵌擠密實設計方法設計瀝青穩(wěn)定碎石混合料,并對其抗水損害性能、高溫穩(wěn)定性能、力學性能和抗疲勞性能進行了試驗研究。

結合省道201云巖-延川二級公路施工實際,介紹密級配瀝青穩(wěn)定碎石作為路面基層在路面工程中的應用情況,以及施工方法和應用注意事項。

為了分析和利用瀝青穩(wěn)定碎石混合料集料級配分形規(guī)律,基于分形幾何的基本理論,推導出瀝青穩(wěn)定碎石混合料集料的分形幾何模型;以atb-30為例,計算了集料級配分維值,并通過瀝青混合料體積參數的測試,研究了分形維數與體積參數的關系.結果表明:規(guī)范級配范圍對應的atb-30分維值d范圍為2.4117～2.5744;分維值d與空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度、穩(wěn)定度等體積參數有很好的相關性.利用集料級配分形規(guī)律,可對具有不同分維值d的瀝青穩(wěn)定碎石混合料的體積參數進行預估,使混合料的配合比設計更具針對性.

采用旋轉壓實儀(sgc)和簡單性能試驗機(spt)測試密級配瀝青穩(wěn)定碎石(atb)混合料在不同試驗溫度下的動態(tài)模量,并對試驗結果進行分析,旨在判斷不同試驗溫度下的動態(tài)模量試驗數據擬合結果的差異性及有效性。

瀝青穩(wěn)定碎石混合料的介紹 (2)

瀝青穩(wěn)定碎石混合料的介紹

為了評價瀝青穩(wěn)定碎石混合料的抗永久變形能力,通過對三軸受力模型進行分析、簡化,利用無側限抗壓強度試驗和劈裂強度試驗,對瀝青穩(wěn)定碎石混合料的力學性能和抗剪強度參數進行研究。結果表明:隨公稱最大粒徑、粗集料含量的增大,內摩擦角增大,而粘聚力減小;提高結合料粘度可以明顯提高粘聚力,而對內摩擦角影響不大;采用基于無側限抗壓強度試驗和劈裂強度試驗得到的抗剪強度參數,可以用于瀝青穩(wěn)定碎石混合料設計。

瀝青混合料的疲勞破壞是柔性路面結構設計中重要的控制指標因素,瀝青穩(wěn)定碎石在國內路面結構中得到逐步應用,然而對這種材料的疲勞性能的研究還較少。為了完善柔性路面結構設計體系,本文采用四點彎曲疲勞試驗方法對比研究atb25和ac25、ac20等3種不同級配的疲勞性能。通過對試驗結果的統(tǒng)計和回歸分析,得出3種混合料疲勞性能差別、溫度對疲勞壽命的影響、atb25的室內疲勞預估模型。結果表明atb25具有較好的疲勞壽命,ac20疲勞性能最優(yōu),atb25與ac25疲勞性能相近;相對于ac20,atb25疲勞壽命受溫度的影響更大。在柔性路面結構中,atb類瀝青混合料作為最下層瀝青混合料具備較好的抗疲勞性能。

本文分析了密級配瀝青穩(wěn)定碎石施工過程離析問題,并提出了一些施工質量的控制要點及措施,對提高密級配瀝青穩(wěn)定碎石的施工質量非常有效。

首先介紹了瀝青穩(wěn)定碎石對材料的要求,然后通過試驗,給出了atb-25的合成級配及最佳瀝青用量,最后對攤鋪、碾壓等施工質量控制進行了概述,從而提高密級配瀝青穩(wěn)定碎石的工程質量,延長道路的使用壽命。

本文主要對密級配瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的施工工藝的原理和特點,還有適用范圍以及施工控制的要點進行了解析.因為該結構受水和冰凍的危害較小,裂縫自動愈合的能力強,進而防止產生以及發(fā)展裂縫,與此同時,柔性基層可以和面層連接更為牢固,從而防止層內部較大的剪應力和彎拉應力的出現,對路面使用性能的改善有很明顯效果,提高了路面的使用期限,而且降低了路面損壞的維修費用,降低了環(huán)境污染,具有較為明顯的經濟價值和社會效益.

以長琿高速公路為例,介紹了密級配瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的組成設計及關鍵施工工藝和現場控制技術等,著重闡述了在施工中需特別注意的若干問題,從而為類似工程積累了經驗。

分別采用現行規(guī)范推薦法、superpave法、主骨架空隙體積填充(cavf)法和貝雷法設計了4種密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料,然后采用力學指標設計法確定了所設計的4種級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的最佳油石比,并對最佳油石比下的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料進行了抗永久變形性能和抗疲勞性能等路用性能的研究;根據設計過程和設計結果對4種級配設計方法進行了比較評價,在此基礎上提出了新的密級配瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的級配設計方法——五控制點級配設計方法。結果表明:采用五控制點級配設計方法設計的級配與貝雷法、cavf法的設計級配非常接近,并且總體上位于貝雷法設計級配和cavf法設計級配之間。

分別采用大馬歇爾配合比設計方法、superpave混合料設計法、力學指標設計法對4種密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料atb30、sup30、cavf30、blf30進行最佳油石比確定,并根據設計過程和設計結果對3種最佳油石比確定方法進行了比較評價。在此基礎上建議采用大馬歇爾擊實成型試件的力學指標設計方法來確定密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳油石比,并在初步確定最佳油石比后再考慮瀝青混合料的老化情況適當增加0~0.2%作為最終的最佳油石比。

密級配瀝青碎石混合料礦料級配范圍 級配類型 通過下列篩孔(mm)的質量百分率(％) 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

借助劈裂強度試驗,探討了泡沫瀝青混合料強度增長規(guī)律及其影響因素、生產工藝條件對泡沫瀝青混合料強度的影響以及泡沫瀝青混合料的貯存特性.結果表明,級配相同的泡沫瀝青混合料其強度主要受養(yǎng)護時間、水泥用量和瀝青用量影響,與瀝青的發(fā)泡效果并沒有顯著關系;適當提高集料溫度有助于增加泡沫瀝青混合料的強度;施工延遲時間將導致泡沫瀝青混合料的空隙率增加、強度降低.

針對大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石基層,結合9種級配、3種瀝青的瀝青穩(wěn)定碎石混合料,通過大馬歇爾法、superpave旋轉壓實體積法、gtm法對大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石混合料材料組成設計方法進行了系統(tǒng)的對比試驗研究;建立了3種混合料設計方法之間混合料體積及力學指標的關系;在此基礎上給出了重載交通條件下大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石混合料組成設計方法的建議。

本論文研究的目的是選定合理的瀝青穩(wěn)定碎石下面層的礦料級配。首先,結合我國現行瀝青路面施工技術規(guī)范,并與國外級配相比較,選取4種級配,通過低溫彎曲試驗和低溫蠕變試驗級配來研究混合料的低溫性能。試驗表明,級配良好的瀝青穩(wěn)定碎石具有優(yōu)良的低溫抗裂性,能夠有效抑制和減少瀝青路面反射裂縫的產生。

評價泡沫瀝青混合料的結構抗力,抗疲勞是一項重要指標.泡沫瀝青混合料的力學性能介于粒狀材料結構和水泥穩(wěn)定結構之間.泡沫瀝青混合料的疲勞特性低于熱拌瀝青混合料.泡沫瀝青混合料抗疲勞性能低于熱拌瀝青混合料或高質量乳化瀝青混合料.