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        骨架密實(shí)型瀝青混合料配合比優(yōu)化設(shè)計(jì)分析

        2017-11-04 22:11:08李金梅
        城市地理 2016年5期
        關(guān)鍵詞:配合比瀝青混合料設(shè)計(jì)方法

        李金梅

        摘要:骨架密實(shí)型瀝青混合料在高速公路中應(yīng)用極廣,主要是由于其本身具有高密度、小空隙、強(qiáng)滲水和高溫性能好等優(yōu)點(diǎn)。本文以集料嵌鎖理論為基礎(chǔ),在充分借鑒了Superpave限制區(qū)和控制點(diǎn)的有點(diǎn)擊馬歇爾方法在我國的運(yùn)用實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),結(jié)合集料表面構(gòu)造及堆積特性,提出了一種新的骨架密實(shí)型瀝青混合料配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。

        關(guān)鍵詞:瀝青混合料;骨架密實(shí);配合比;設(shè)計(jì)方法

        本試驗(yàn)中所采集的原材料均來自京山玄武巖和泰州石油化工總廠SH270#重交道路瀝青。經(jīng)過室內(nèi)的試驗(yàn)測試,得出最佳的瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)。

        1.瀝青混合料礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

        以Superpave的控制點(diǎn)和限制區(qū)作為參照標(biāo)準(zhǔn)來對(duì)級(jí)配曲線做調(diào)整,結(jié)合工程實(shí)踐中總結(jié)的經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)理論分析,可確定SDA C213型礦料的級(jí)配,并使其與AC213I型混合料做出比對(duì),礦料的級(jí)配組成如表1所示。

        在瀝青混凝土中,細(xì)集料的搗實(shí)密度可根據(jù)處于空隙位置的經(jīng)常被擠壓的細(xì)集料的嵌鎖特性而知。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)粗集料的空隙被填充后會(huì)導(dǎo)致其空隙率出現(xiàn)改變,其變動(dòng)數(shù)值與填充物的空隙率相同。當(dāng)發(fā)現(xiàn)填充物空隙率比粗集料堆積空隙率高時(shí),則表明填充物已將粗集料骨架擠裂,并未形成齒合嵌鎖結(jié)構(gòu);而當(dāng)填充物空隙率地域粗集料搗實(shí)空隙率時(shí),則表明未能填滿空隙,結(jié)構(gòu)密實(shí)度不足。也就是說,骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)型級(jí)配中填充物的變化在松散空隙率和搗實(shí)空隙率兩者之間為合理。根據(jù)試驗(yàn)中的級(jí)配設(shè)計(jì),其屬于骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu),SDAC-13粗、細(xì)集料體積指標(biāo)如表2所示。

        2.確定油石比

        混合料的最佳油石比確定用馬歇爾方法。試驗(yàn)中我們分別擊實(shí)4.0%,4.5%,5.0%,5.5%,6.0%馬歇爾試件,通過運(yùn)算分別得出試件的毛體積密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度及流值后,再以有關(guān)規(guī)范為標(biāo)準(zhǔn),計(jì)算并確定級(jí)配的最佳比值(如表3所示)。表4為所參照的瀝青混合料性能指標(biāo)。

        3.性能測試及分析

        本文以AA SH TO 283凍融劈裂殘留強(qiáng)度的比值為依據(jù),對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)。因路面實(shí)際孔隙率為6%±1%,根據(jù)馬歇爾擊實(shí)儀成型試件,進(jìn)行分組試驗(yàn)(包括非條件試驗(yàn)和條件試驗(yàn)兩種)。其中,非條件試驗(yàn)需將用塑料袋密封的試件放入25℃的水中≥2h,另一組則需把試件真空飽水15min后置于-80℃的條件中冷凍16h,然后在60℃的溫度下放置24h,在再置入25℃水中2h后方可進(jìn)入試驗(yàn)階段。在不浸水的情況下,通過車轍試驗(yàn)來對(duì)瀝青路面的高溫穩(wěn)定性進(jìn)行科學(xué)的評(píng)價(jià),結(jié)果顯示,當(dāng)試驗(yàn)溫度在60℃時(shí),輪壓達(dá)到0.7MPa。

        該試驗(yàn)結(jié)果表明,SDA C213有極好的穩(wěn)定性和抗高溫變形性,根據(jù)試驗(yàn)凍融劈裂殘留強(qiáng)度與AC213I的比值對(duì)比,可得出其抗水損壞性優(yōu)良。也就是說,該種方法進(jìn)行設(shè)計(jì)配比出的混凝土力學(xué)強(qiáng)度較高、穩(wěn)定性較好、抗水損壞性優(yōu)良,且粗糙的表面能更好的發(fā)揮抗滑性能。足見,AC213I是以最佳級(jí)配原理設(shè)計(jì)的一種連續(xù)性密級(jí)配,與富勒曲線相吻合,且高于Sup2125級(jí)配控制區(qū)。這些都證明它具有較好的抗?jié)B水性、抗水損耗性和低孔隙率等優(yōu)點(diǎn),但同樣也有因密實(shí)度過高,導(dǎo)致高溫高交通負(fù)載情況下容易發(fā)生車轍變形、耐磨性和抗滑性較弱的缺點(diǎn)。

        結(jié)論:綜上,本文以Superpave的限制區(qū)和控制點(diǎn)為基礎(chǔ)來設(shè)計(jì)礦料級(jí)配,并根據(jù)不同集料堆積性特點(diǎn)來分別對(duì)其骨架嵌鎖特性做出客觀的評(píng)價(jià)和準(zhǔn)確的選擇,所得的礦料級(jí)配屬于骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)。根據(jù)測試結(jié)果可知,SDA C213型瀝青混合料的凍融劈裂殘留強(qiáng)度比為89%,動(dòng)穩(wěn)定度為2406次mm,證明其抗水損壞能力和抗高溫車轍性能均為良好,加之表面是粗糙紋理,符合高速公路的抗滑要求。endprint

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