道路工程概论.第2-7章(2)

2021-09-24 19:46

(2)粘韧性

试验是将拉伸半球圆头浸入容器内的热试样中,静置和在恒温水浴中(25℃)保温l~1.5h后,取出试件嵌入拉力仪中,试验可记录出拉力(N)-变形(m)曲线。曲线与变形轴包围的面积m1+m2即为粘韧性,单位为N·m。m1是拉伸时曲线包围的面积, m2是塑性变形至拉断后的面积,表示为韧性。

(3)弹性恢复率

试验是将试件在延度仪水槽中按5cm/min的速度拉伸,拉长至10cm时将试样剪断,并在水槽中泡lh。弹性恢复率e为:

e

100 x100

100%

式中,x为试样剪断lh后恢复的长度。 (4)温度敏感性

试验是对试样进行5℃、l5℃和25℃的针人度测定,从而计算针入度指数PI值。此值越大,改性沥青温度敏感性越大。

(5)离析

试验是将试件置人涂有甘油滑石粉隔离液的试管中,在163%±5℃烘箱中静置(48±1)h后插入铁丝,再放入冰柜中冷凝成固体。取出试件连同铁丝截成3段,取顶部和底部的两段做软化点试验,两个软化点的差值即为离析试验所得的贮存稳定性。差值越大,贮存稳定性越差。聚合物改性沥青的技术要求列于表2-7-6。

四、集料的质量和规格

沥青层用的集料包括粗集料和细集料。

1.粗集料

粗集料包括碎石、破碎砾石、钢渣、矿渣等。高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。

粗集料应洁净、干燥,表面粗糙,质量应符合表2-7-7的规定。 粗集料的粒径规格见表2-7-8所列。

高速公路和一级公路对粗集料磨光值和集料与沥青的粘附性有所要求,以确保路面不出现磨光和剥落。

若粘附性不符合要求时,可对集料掺入消石灰、水泥或石灰水处理或掺加耐水耐热和长期性能好的抗剥落剂。

2.细集料

沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂和石屑。 它应洁净干燥、无杂质并有适当颗粒级配。

五、填料和纤维稳定剂

1.填料 (1)矿粉

沥青混合料的矿粉必须用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料磨细得到的矿料。

矿粉应干燥洁净,其质量应符合表2-7-12的要求。 (2)粉煤灰

粉煤灰不宜在高速公路和一级公路上使用;在其他公路上使用时,粉煤灰用量不得超过填料总重量的50%。

粉煤灰的烧失量应小于12%,与矿粉拌合后的塑性指数应小于4%,其它质量要求与矿粉相同。

2.纤维稳定剂

沥青混合料中掺加的纤维稳定剂有木质素纤维、矿物纤维、合成纤维等。 纤维应在250℃的干拌温度不变质、不发脆,在混合拌和中能充分地均匀分散。 使用纤维必须符合环保规定,不危害身体健康。矿物纤维宜用玄武岩等矿石制造,石棉纤维易影响环境及造成人体伤害,不宜使用。纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算,对于SMA路面的木质纤维不宜低于0.3%,矿物纤维不宜低于0.4%,其用量由配合比设计加以确定。

木质素纤维质量技术要求见表2-7-13。

木质素纤维质量要求 表2-7-13

§7-3 热拌沥青混合料路面

沥青混合料由集料和沥青结合料混合拌和而成。

(1)按材料组成及结构分为:连续级配、间断级配混合料。

(2)按矿料级配组成及空隙率大小分为:密级配、半开级配和开级配混合料。 (3)按公称最大粒径大小Dmax分为:

特粗式(Dmax≥31.5mm) 粗粒式(Dmax =26.5mm) 中粒式(Dmax =16mm或19mm) 细粒式(Dmax =9.5mm或13.2mm) 砂粒式(Dmax <9.5rm)沥青混合料。

(4)按制造工艺分为:热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。

一、沥青混合料的矿料级配

(一)密实沥青混合料

密实沥青混合料是由连续级配的不同尺寸的集料按最佳级配原理配合的混合料。最常见的有沥青混凝土(AC),还有一种为沥青稳定碎石混合料。

1.沥青混凝土 (1)特点

沥青混凝土的密实度大,强度高,整体性好,并富有弹性,是一种适合现代快速汽车交通的高级路面。但它的温度稳定性稍差,若处理不当,在高温季节可能产生推挤和剪裂变形。

(2)分类

密级配沥青混凝土又可分为粗型和细型两种:

①以关键性筛孔通过率来区分,如AC-20的关键性筛孔4.75mm,通过率小于40%为粗

型,标记为AC-20C;

②通过率大于40%为细型,标记为AC-20F。 密级配沥青混凝土矿料级配范围列于表2-7-16。 2.沥青稳定碎石

(1)密实连续级配的沥青稳定碎石

密实连续级配的沥青稳定碎石ATB(Asphalf treated Base Course)是粗碎石混合料用沥青加以稳定。

由于矿料较粗且用量较大,细料和沥青用量较少。混合料的孔隙率比沥青混凝土稍大。但热稳性较好,故作为沥青层的下层使用。工程上使用有特粗式ATB-40、ATB-30和粗粒式ATB-25。

密级配沥青稳定碎石混合料矿料级配范围列于表2-7-17。

(2)密实型间断级配沥青混合料

密实型间断级配沥青混合料SMA(Stont Mastic Asphalt)是近十多年来国内外推广应用

的一种高级路面。

其结构是用较多较粗的矿料构成主骨架,其空隙用沥青胶泥来填充。沥青胶泥由沥青、细集料、矿粉和少量纤维稳定剂组成——故称为沥青玛蹄脂碎石。

这种混合料孔隙率小(3%~4%),强度高、弹性大,热稳性和水稳性好,是一种优秀的高级路面。

工程上使用的有中粒式 SMA-20.SMA-16和细粒式SMA-13、SMA-10。 沥青玛蹄脂碎石混合料的矿料级配范围列于表2-7-18。

(二)开级配沥青混合料

开级配沥青混合料主要由粗集料嵌挤而成,细集料及填料较少,孔隙率较大(18%)。 此类混合料有两类:

1.开级配排水式磨耗层0GFC(Open.Graded Fricti。n Course)

2.开级配排水式沥青碎石基层ATPB(Asphalt.treated pemeable base)。OGFC用作表面层排水和抗磨耗,ATPB用作基层排水。

(三)半开级配沥青碎石混合料

半开级配沥青碎石混合料(简称为沥青碎石)。

它以粗集料为主,配合适当细集料和少量填料(或不加填料)与沥青拌合而成。它的孔隙率为6%~l2%,比密级配沥青混合料大,但比开级配沥青碎石混合料小。一般用作联结层或应力吸收层。

半开式沥青碎石混合料级配范围列于表2-7-21。 (四)沥青混合料配合比阶段划分

有了上述各项矿料级配范围标准,还必须进行沥青混合料的配合比设计,以便确定能满足沥青混合料质量技术标准的矿料配合比和最佳沥青用量。设计分以下3个阶段:

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