旋转压实仪法在沥青路面施工质量控制中应用

'万方数据建材世界2011年第32卷第5期DOI：10．3963／j．cn．42—1783．TU．2011．05．015旋转压实仪法在沥青路面施工质量控制中的应用房媛媛1，郑少平2，房洪岩3，魏欢2(1．通辽市双通高速公路建设项目管理办公室，通辽028000，2．武汉理工大学硅酸盐材料工程国家重点实验室，武汉430070；3．通辽市交通工程局，通辽028000)摘要：结合superpave的混合料设计方法及其在施工中的拌舍、运输、摊铺和压实过程中的关键问题，总结了Superpave设计方法对沥青混合料路用．性能影响因素，确定了施工关键技术，以期促进Superpave沥青路面技术在我国的推广应用。关键词：superpave；路用性能；施工质量ApplicationofGyratoryCompactorDesignMethodinQualityControUingofAsphaltPaVementConstructionFANGYkn，2—3，“口挖1，ZHE’NGS^口。一pi以g2，FANGHong—yn竹3，WEfH“口咒2(1．1、Dnglia0Shuanglia∞tongliaoHighwayconstructionProjectManagement0ffice，Tongliao028000，China；2．StateKeyLabomtoryofMaterialsSciencea11dEnginee—ng，Wuh锄U商versityofTechnology，Wuh肌430070，China，3．TongliaoTransportationConstructionBureau，Tongliao028000，China)Abstract：AccordingtothekeyissuesofSuperpavemixturedesigningandthemixing，transporting，pavingandcompactionprocessduringconstruction，theSuperpaveasphaltmixturedesignmethodforpavementperformancefac—torswassummarized，andthekeytechnologiesofconstructionweredetermined，whichwasexpectedtopromoteSu—perpaveasphalttechnologyapplicationinChina．Keywords：Superpave，pavementperformance，constructionqualitySuperpave混合料设计系统根据当地的气候状况和设计交通量，进行材料的选择和混合料的配合比设计。该方法要求充分考虑在沥青路面服役期间温度对路用性能的影响，主要指沥青路面在最高设计温度时满足高温性能要求；在常温范围内能控制疲劳开裂；在最低设计温度时，满足低温性能的要求，减少低温开裂。该设计系统的关键是沥青混合料体积设计，主要由4部分组成：材料的选择；确定级配结构；确定最佳沥青用量；验证设计混合料的高温稳定性和水稳定性。此外，沥青混合料的拌合、运输以及碾压也是决定Superpave沥青混合料性能的重要环节。双通高速公路是国家高速公路网大庆至广州高速公路在内蒙古自治区境内的双辽至通辽段。该段高速公路主线全长93．564km，采用双向四车道高速公路建设标准，主线沥青混凝土结构采用7cmSuperpave25+5cmSuperpave20+4cmSuperpavel6结构，全线利用旋转压实仪法对其沥青路面面层施工质量予以控制。‘收稿日期：2011一09—11．作者简介：房媛嫒(1986一)，助理工程师．E—mail：fanglili593292l@163．com58 万方数据建材世界2011年第32卷第5期1Superpave混合料设计1．1材料性能要求集料的性质包括认同特性及料源特性两方面。集料试验指标主要有：粗集料棱角性、细集料棱角性、扁平颗粒含量、坚固性、安定性以及粘土含量等。Superpave混合料设计时沥青的质量要求均未按我国传统的针人度分级，而是建立在性能基础上的温度分级，即PG分级。Superpave沥青材料标准将其材料的质量要求与各地的气候及交通量状况建立起了较好的联系，因此可以提供更好的实用性能。1．2确定级配当确定了混合料初试沥青用量后，按照交通量来选取试验压实次数，同时测定混合料的最大理论密度，据此来计算混合料的体积指标(矿料间隙率VMA、空隙率、沥青饱和度、粉胶比及初始次数的压实指标等)。选取3种级配中所有指标均满足要求的级配作为设计级配，进行下一步试验。Superpave混合料的体积指标如表1所示。·表lSuperpave混合料的体积指标1．3确定最佳沥青用量当确定好设计级配后，按照Superpave设计要求选定3种沥青用量进行试验，确定空隙率为4％时的沥青用量作为最佳油石比。一般选取估算沥青含量Pb—O．3％、Pb、Pb+0．3％和Pb+O．6％进行试验，同时绘制体积指标与油石比关系曲线，确定最佳沥青用量。当最佳沥青用量确定后，Superpave要求必须进行最大压实次数下的试验验证，当该指标不满足要求时必须重新进行配合比级配设计。根据该路设计交通量数据，选择单位压力为O．6MPa旋转压实仪成型试件，初始压实次数N初嫱=8次，设计压实数N设计=100次，最大压实次数N量大=160次。1-4配合比验证拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验路段，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔检验、燃烧筛分试验和车辙试验，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比应作为生产上控制的依据和质量检验的标准。标准配合比的矿料级配至少应包括O．075mm、2．36mm、4．75mm(圆孔筛O．074mm、2．5mm、5mm)3档的筛孔通过率接近要求级配的中值。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中，如遇进场材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配、马歇尔技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使沥青混合料质量符合要求，并保持稳定，必要时应重新进行配合比设计。2Superpave沥青混合料的拌和‘沥青混合料拌和温度的确定：沥青混合料的拌和温度应根据JTJ052—2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程中沥青布氏旋转粘度言试验(T0625—2000)，测定采样沥青不同温度下的表观粘度，并以此绘苣制采样沥青的粘温曲线，双通高速采用辽河908沥青，其粘温曲线如墨图1所示。在粘温曲线上取(o．17±o．02)Pa·s时的温度作为拌和温度范围，取(O．28士O．03)Pa·s时的温度作为压实温度范围，通过粘温曲线内差值确定拌和温度和压实温度范围(见表2)，由此确定沥青混合料拌和温度范围为144～151℃，压实温度范围为133～139℃。温度，℃图1盘锦辽河90。沥青粘温曲线O59 万方数据建材世界2011年第32卷第5期注：根据JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》表5．2．2—1确定沥青混合料拌和及压实温度的适宜温度，确定的本项目沥青混合料拌和及压实温度如表2所示．3SuperpaVe沥青混合料的运输superpave沥青混合料的运输车辆配置应结合拌和产量、运输距离、摊铺碾压速度等因素确保将拌制好的混合料及时送至摊铺现场，在摊铺机前经常保持4～5辆待卸车，同时满足拌和、摊铺的连续进行，不因车辆少而造成停工待料。运输车辆必须打扫干净，必要时用高压水冲洗，确保无杂物和冷沥青料。为防止沥青混合料与车厢板粘结，在车厢板侧板和底板喷涂柴油水混合液并确保车厢底板无残积液。沥青混合料装车时为减少沥青混合料的粗细颗粒离析现象，装料过程中料车应前后移动位置，避免料堆过高粗料滚动而造成离析。4Superpave沥青混合料的摊铺混合料的摊铺改性沥青上面层利用中面层平整的表面进行走滑橇。为确保沥青混凝土路面达到良好的平整度，施工中引进3套ABG配套通联FB浮动基准梁，每套2副，可供1台摊铺机单独作业。FB浮动基准梁为双纵向跨越式，工作长度约19m。摊铺机前6节靴梁，摊铺机后4节靴梁，中间为跨梁。浮动基准梁可分段配合组装，可整套或部分使用。上面层全部采用浮动基准梁控制。正常段落采用2台摊铺机梯队作业，前行摊铺机采用双侧基准梁进行平整度控制，后行摊铺机采用外侧基准梁控制，内侧采用小滑橇控制。摊铺机的作业速度选择，主要考虑的是摊铺、碾压的连续进行，确保拌和机、摊铺机前没有车辆积压现象，还要确保碾压的连续进行。螺旋进料器进料速度和摊铺速度相匹配，自动调节，摊铺速度不宜过慢，否则容易造成路面表面的离析。5Superpave沥青混合料的碾压压实控制研究发现，只有当沥青混凝土路面的原位空隙率小于8％时，路面才能做到基本不透水。为了防止水损害的出现，工程中压实度控制采用了“双控”的措施，即路面压实度要求达到理论最大密度的93％～96％，控制现场路面压实后的原位空隙率在4％～7％之间。理论最大密度测定方法对于最大理论密度影响很大，并最终会影响到混合料空隙率的计算和路面质量的控制。目前常用的方法有计算法和实测法，计算法由于不能精确地判断集料有效密度的大小而不易准确获得。抽真空实测法操作简便，可以相对比较真实地反映混合料最大理论密度的情况，国内大量的同类研究也证明了这一点。6结语采用旋转压实仪法进行沥青混合料设计与施工控制与传统的AC型路面相比，粗集料和细集料使用较少，更加侧重于中间集料，所以具有良好的均匀性、抗水害性和高温稳定性。从施工方面来讲，Superpave的施工工艺与传统的沥青混合料是有所区别的，主要表现在需要较高的碾压温度，要求机械设备有较高的抗压能力。当然也存在着一定的不稳定区，所以对压实工艺有较高要求。但只要按照施工要求，合理安排压实工艺，以现有的设备及技术水平完全可以生产出达到技术标准要求的Superpave路面。综合以上分析，Super—pave混合料以其良好的实用性能及合理的施工成本，为解决长期困扰我国工程界的路面早期损害问题做出了极大的贡献。参考文献[1]JTGE42—2005．公路工程集料试验规程[s]．北京：人民交通出版社，2005．[2]J可052—2000．公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S]．北京：人民交通出版社，2000．[3]JTGF40一2004．公路沥青路面施工技术规范[s]．北京：人民交通出版社。2004．[4]贾渝．高性能沥青路面Superpave技术现状和我国的对策[A]．高速公路沥青路面技术研讨会论文集[C]．1999．60 旋转压实仪法在沥青路面施工质量控制中的应用作者：房媛媛，郑少平，房洪岩，魏欢，FANGYuan-yuan，ZHENGShao-ping，FANGHong-yan，WEIHuan作者单位：房媛媛,FANGYuan-yuan(通辽市双通高速公路建设项目管理办公室,通辽,028000)，郑少平,魏欢,ZHENGShao-ping,WEIHuan(武汉理工大学硅酸盐材料工程国家重点实验室,武汉,430070)，房洪岩,FANGHong-yan(通辽市交通工程局,通辽,028000)刊名：建材世界英文刊名：TheWorldofBuildingMaterials年，卷(期)：2011,32(5)参考文献(4条)1.JTGE42-2005.公路工程集料试验规程20052.JTJ052-2000.公路工程沥青及沥青混合料试验规程20003.JTGF40-2004.公路沥青路面施工技术规范20044.贾渝高性能沥青路面Superpave技术现状和我国的对策1999本文链接：http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_gwjckj201105015.aspx'