一种高模量沥青混合料设计方法及施工方法与流程

1.本发明涉及交通运输工程技术领域，具体为一种高模量沥青混合料设计方法及施工方法。


背景技术：

2.高模量沥青混合料(asphalt mixture of high fatigue life and high modulus,以下简称hfm沥青混合料)，是一种高油石比、低空隙率、连续密级配的高性能沥青混合料。hfm沥青混合料一般采用低标号沥青结合料或掺加高模量添加剂等方法拌制而成，具有高模量、高疲劳寿命等良好的路用性能，主要用于沥青路面结构的中、下面层。
3.现有的高模量沥青混凝土的设计与施工方法很是繁琐，并且使得获得的高模量沥青混合料不能很好的体现高模量沥青混合料的最优性能。


技术实现要素：

4.(一)解决的技术问题
5.针对现有技术的不足，本发明提供了一种高模量沥青混合料设计方法，解决了现有的高模量沥青混凝土的设计与施工方法很是繁琐，并且使得获得的高模量沥青混合料不能很好的体现高模量沥青混合料的最优性能问题。
6.(二)技术方案
7.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
8.一方面，提供了一种高模量沥青混合料设计方法，所述设计方法包括：
9.确定级配类型；
10.进行材料选择和试验；
11.初始矿料级配筛选；
12.初选五组沥青用量，制备试件；
13.测定试件空隙率vv、饱和度nfa、矿料间隙率vma、等指标确定oac；
14.用确定的等指标确定oac进行成型试件，确定其空隙率vv、饱和度vfa、密度满足要求；
15.分别通过冻融劈裂试验、动稳定度试验和低温弯曲实验来测定试件；
16.对冻融劈裂试验、动稳定度试验和低温弯曲实验测定后符合条件的试件通过动态模量实验和疲劳性能进行测定，筛选出合格试件，完成目标配合比设计。
17.优选的，所述材料选择和试验包括粗集料、细集料、填料和沥青结合料。
18.优选的，所述测定试件空隙率vv、饱和度nfa、矿料间隙率vma、等指标确定oac包括用真空法确定理论最大相对密度。
19.再一方面，提供了一种高模量沥青混合料施工方法，所述施工方法包括：
20.施工准备，铺筑高模量沥青混合料前，进行下承层的质量、表面状况检查，高模量沥青混合料的下承层为粒料类时洒布高渗透乳化沥青透层油；
21.高模量沥青混合料的拌制，高模量沥青混合料在沥青拌和厂采用拌和机械拌制，高模量沥青混合料根据结合料类型确定各阶段的施工温度，高模量沥青混合料的拌和时间应根据具体情况经试拌确定，以沥青均匀裹覆集料为度，拌和机每盘的生产周期不少于60s，其中加入沥青后搅拌时间不少于30s。；
22.运输，沥青混合料宜采用不少于15吨的专用自卸式运料车运输，运料车每次使用前后清扫干净，装料前在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂，清理积聚在车厢底部的隔离剂或防粘剂余液，在拌和机向运料车装卸混合料的位置设立标识牌，运料车运输混合料时用苫布或棉被覆盖保温，施工过程中摊辅机前方设有运料车等候，摊铺机开工前待等候的运料车不少于3辆，且不多于5辆；
23.摊铺，摊铺机开工前应提前0.5～1h预热熨平板，且预热熨平板温度不低于110℃，铺筑过程中摊铺机的熨平板和夯锤应开启双振模式，同时选择振动频率与振幅，熨平板加宽连接调整至摊铺的混合料没有离析痕迹，摊铺机缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，高模量沥青混合料摊铺速度控制在1.0m/min～3.0m/min，高模量沥青混合料的松铺系数根据混合料类型由试铺试压确定；
24.碾压和成型，通过钢轮和胶轮压路机进行沥青路面的碾压。
25.优选的，高模量沥青混合料路面在摊铺完成后自然冷却，待混合料表面温度低于50℃后进行上层沥青混凝土铺筑。
26.优选的，所述碾压成型中，提前安装固定路缘石，或采用钢模稳固支撑作业。
27.优选的，所述碾压和成型包括：
28.经试验段总结后选择的压路机组合方式，确定初压、复压、终压成型的碾压步骤及速度、遍数；压路机数量应根据工程量、路面宽度、路面厚度、工期综合确定，施工气温低、风大、碾压层薄时，增加压路机数量或改变碾压工艺。
29.(三)有益效果
30.本发明一种高模量沥青混合料设计方法及施工方法，从而有效的解决了现有的高模量沥青混凝土的设计与施工方法很是繁琐，并且使得获得的高模量沥青混合料不能很好的体现高模量沥青混合料的最优性能的问题。
附图说明
31.图1为本发明高模量沥青混合料设计方法流程图；
32.图2为本发明高模量沥青混合料施工方法流程图。
具体实施方式
33.下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.实施例
35.如图1所示，本发明实施例提供一种高模量沥青混合料设计方法，所述设计方法包括：
36.确定级配类型；
37.进行材料选择和试验；
38.初始矿料级配筛选；
39.初选五组沥青用量，制备试件；
40.测定试件空隙率vv、饱和度nfa、矿料间隙率vma、等指标确定oac；
41.用确定的等指标确定oac进行成型试件，确定其空隙率vv、饱和度vfa、密度满足要求；
42.分别通过冻融劈裂试验、动稳定度试验和低温弯曲实验来测定试件；
43.对冻融劈裂试验、动稳定度试验和低温弯曲实验测定后符合条件的试件通过动态模量实验和疲劳性能进行测定，筛选出合格试件，完成目标配合比设计。
44.hfm沥青混合料设计时宜采用表1所示工程设计级配范围。
45.表1高模量沥青混合料试验用工程设计矿料级配范围
[0046][0047]
高模量沥青混合料的配合比设计可根据工程情况，选择马歇尔法或旋转压实法进行设计；
[0048]
按照jtg f40进行目标配合比、生产配合比和生产配合比验证三阶段检验；
[0049]
高模量沥青混合料马歇尔法配合比设计应满足表2和3技术要求；
[0050]
表2高模量沥青混合料马歇尔法配合比技术要求
[0051]
项目单位技术要求试验方法击实次数(双面)次75jtge20t0702试件尺寸mmφ101.6
×
63.5jtge20t0702空隙率vv％1～4jtge20t0705稳定度ms，不小于kn15jtge20t0709流值flmm1.5～4.5jtge20t0709矿料间隙率vma，不小于％见表10jtge20t0705沥青饱和度vfa％75～90jtge20t0705
[0052]
表3高模量沥青混合料vma技术要求
[0053][0054]
高模量沥青混合料旋转压实法配合比设计应满足表4技术要求，同时vma指标应满足表3要求；
[0055]
表4 hfm沥青混合料旋转压实法配合比技术要求
[0056][0057]
如图2所示，一种高模量沥青混合料施工方法，所述施工方法包括：
[0058]
(1)施工准备
[0059]
铺筑hfm沥青混合料前，应进行下承层的质量、表面状况检查，不符合要求的不得进行施工。
[0060]
hfm沥青混合料的下承层为粒料类时应洒布高渗透乳化沥青透层油。其质量应符合表5的技术要求。
[0061]
表5高渗透乳化沥青技术要求
[0062][0063]
(2)沥青混合料的拌制
[0064]
沥青混合料应在沥青拌和厂采用拌和机械拌制。
[0065]
hfm沥青混合料应根据结合料类型确定各阶段的施工温度。
[0066]
对于20号低标号沥青hfm沥青混合料可以按表6采用沥青结合料的黏度-温度曲线来确定施工温度。缺乏黏度-温度曲线数据时，各阶段施工温度可参照表7选择。
[0067]
表6确定沥青混合料拌和及压实温度的适宜温度的粘度范围
[0068]
粘度适宜于拌和的沥青结合料粘度适宜于压实的沥青结合料粘度测定方法表观粘度(0.17
±
0.02)pa
·
s(0.28
±
0.03)pa
·
st0625
[0069]
表7沥青混合料的施工温度
[0070]
[0071][0072]
注：沥青混合料拌制过程中各材料加热温度、拌和温度、储存温度应采用温度传感器连续测量，出料及之后施工温度按t 0981方法检测；
[0073]
应采用各材料加热温度、比热容和配比计算混合料拌和温度，并与实测的拌和、出料温度之间相互校核，若两者之差大于
±
5℃，则应重新标定沥青、热料仓等温度传感器；
[0074]
摊铺温度和初压温度指内部温度，终压温度为表面温度。
[0075]
hfm沥青混合料的拌和时间应根据具体情况经试拌确定，以沥青均匀裹覆集料为度；
[0076]
拌和机每盘的生产周期不宜少于60s，其中加入沥青后搅拌时间不少于30s；
[0077]
hfm沥青混合料拌制的其他要求，应符合jtg f40中对热拌沥青混合料拌制的要求。
[0078]
(3)运输
[0079]
沥青混合料宜采用不少于15吨的专用自卸式运料车运输；
[0080]
运料车每次使用前后应清扫干净，装料前在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂，但不得有余液积聚在车厢底部；
[0081]
拌和机向运料车装卸混合料的位置，应设立标识牌，指引运料车挪动位置，平衡装料防止离析。运料车运输混合料时应用苫布或棉被覆盖保温，必要时采用双层保温措施；
[0082]
为保证连续摊铺施工的需要，运料车的运力应稍有富余，施工过程中摊辅机前方应有运料车等候。摊铺机开工前宜待等候的运料车不少于3辆，且不多于5辆。
[0083]
(4)摊铺
[0084]
摊铺机开工前应提前0.5～1h预热熨平板不低于110℃。铺筑过程中摊铺机的熨平板和夯锤应开启“双振”模式，同时选择适宜的振动频率与振幅，以提高路面的初始压实度。熨平板加宽连接应仔细调整至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹；
[0085]
摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿。hfm沥青混合料摊铺速度宜控制在1.0m/min～3.0m/min；
[0086]
hfm沥青混合料的松铺系数应根据混合料类型由试铺试压确定。
[0087]
(5)碾压和成型
[0088]
沥青路面碾压应配备足够数量的钢轮和胶轮压路机，经试验段总结后选择合理的压路机组合方式，确定初压、复压、终压成型的碾压步骤及速度、遍数，以达到最佳碾压效果。压路机数量应根据工程量、路面宽度、路面厚度、工期等综合确定；一个作业面的压路机数量、种类应符合表14的规定。施工气温低、风大、碾压层薄时，压路机数量应适当增加或改变碾压工艺；
[0089]
hfm沥青混合料的碾压遵循“钢轮稳压，前静后振；钢胶组合，同进同退”的原则；
[0090]
压路机不应在未碾压成型路段上转向、调头、加水或停留。在当天成型的路面上，不应停放各种机械设备或车辆，不应散落矿料、油料等杂物；
[0091]
压实成型的沥青路面应符合压实度及平整度的要求，注重总结施工工艺，提升压实效率和平整度控制水平；
[0092]
为保证面层边部施工压实度、厚度等，路缘石应提前安装固定，或采用钢模稳固支撑作业，防止坍肩。
[0093]
进一步的，hfm沥青混合料路面应在摊铺完成后自然冷却，待混合料表面温度低于50℃后应尽快进行上层沥青混凝土铺筑，铺筑好的hfm沥青路面应加强交通管制，做好成品保护，防止污染。
[0094]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。