您现在的位置:首页新闻中心行业洞察

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

宣布日期:
2023-03-28
摘要

要害词:蹊径工程 | 沥青混淆料 | EME | 配合比设计 | 马歇尔法

为了推广应用高模量沥青混淆料EME手艺,选择3种泉源集料、4种沥青团结料,设计了9种沥青混淆料,同时举行法标综合性能和我国马歇尔法试验比照研究。剖析以为,法标设计系统与我国相差较大,其EME沥青混淆料手艺无法直接应用于我国工程。通过马歇尔试验批注,马歇尔试件逍遥率为1.3%~3.5%;关于EME沥青混淆料矿料间隙率VMA,关于EME-14为12.7%~13.7%,关于EME-20为12.9%~14.3%;沥青饱和度为74.5%~89.9%;马歇尔稳固度为15.9kN~23.2kN;流值为2.2mm~3.2mm。通过数据剖析,提出了基于马歇尔法的高模量沥青混淆料配合比设计指标,并经法标综合验证,接纳马歇尔法举行高模量沥青混淆料配合比设计是可行的,手艺指标是合理的。

高模量沥青混淆料EME(EnrobésàModuleElevvé),是由法国研究提出,并在法国获得大宗乐成应用。其混淆料接纳较硬的沥青,如10/20、15/25低标号蹊径石油沥青,或20/30、30/45低标号蹊径石油沥青掺加添加剂(聚烯烃高模量剂或自然沥青),混淆料级配为悬浮型密级配,同时沥青用量高,一样平常为5.2%~6.2%。该混淆料具有逍遥率低、动态模量高的特点,同时兼具优异的抗疲劳性能、抗高温性能。高模量沥青混淆料EME在英国、比利时、瑞士、波兰、澳大利亚等国家(地区)获得应用,并制订了相关标准。


法国举行高模量沥青混淆料EME设计时,首先凭证履历确定一个级配和油石比,也可凭证表1确定一个级配,凭证级配和品貌系数K按式(1)盘算zui小油石比。然后凭证表2举行逍遥率、水敏感性、车辙性能、动态模量及疲劳性能磨练。法国高模量沥青混淆料凭证差别交通荷载品级对性能的要求分为EME1和EME2。其中用于轻交通的EME1由于油石比低、疲劳性能不佳,已经作废,因此表2中仅列出EME2混淆料。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

式中:TLexT为zui小油石比,%;K为品貌系数,关于EME要求K≥3.4;G为大于6.3mm以上颗粒的含量,%;S为0.315mm~6.3mm之间颗粒的含量,%;s为0.08mm~0.315mm之间颗粒的含量,%;f为0.08mm以下颗粒的含量,%;Gs为矿料合成有用相对密度。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

自2000年以来,我国最先关注高模量沥青混淆料EME手艺。但由表2可以看出,法标设计系统与我国设计系统保存较大差别,其高模量沥青混淆料EME手艺无法在我国直接应用。为此,我国开展了大宗应用研究事情,并铺筑了实体工程,其中一些单位还购置了全套法标试验装置举行深入研究。这些研究主要解决两个问题:一个是怎样将法标系统转化为我国现行设计系统;另一个是怎样团结我国国情举行EME手艺性能验证和混淆料优化。近几年我国还在法标规范基础上,编写了《公路高模量沥青路面施工手艺指南》(T/CHTS10004-2018)[2]与《蹊径用高模量抗疲劳沥青混淆料》(GB/T36143-2018)[3]。此两项标准为我国应用高模量沥青混淆料EME手艺提供了很好的借鉴作用。可是,该两项标准中接纳了0.82°内旋转角的旋转压实法设计,同时仅要求逍遥率不大于4%,其EME混淆料配合比设计指标简单,且与现在我国马歇尔法系统纷歧致,未便于推广应用。

现在,EME沥青混淆料配合比设计要领有旋转压实法,如法国、英国等国家(地区);也有马歇尔法,如瑞士与波兰。为了便于指导EME手艺在我国的应用,顺应我国现行沥青混淆料配合比设计系统,举行EME沥青混淆料的马歇尔配合比设计指标研究意义重大。


试验研究要领

沥青混淆料类型

选择北京市、河南省和山西省的典范中面层沥青混淆料,用3种集料,接纳4种沥青团结料,共设计9种沥青混淆料,见表3。其中EME-20共7种,EME-14共2种。

关于沥青混淆料级配,接纳法标筛孔,其9种级配见表4。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

沥青团结料

20号和35号低标号蹊径石油沥青检测效果见表5�?杉�,20号和35号低标号蹊径石油沥青知足法国标准NFEN13924-1-2016[4]与NFEN12591-2009[5]的手艺要求,同时也知足我国《公路沥青路面施工手艺规范》(JTG F40-2004)的手艺要求。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

聚烯烃类高模量剂接纳法国PRModule高模量剂。其检测效果见表6,知足《沥青混淆料改性添加剂第8部分:高模量剂》(JT/T860.8报批稿)中的手艺要求。高模量剂接纳干法添加,其掺量为沥青混淆料总质量的0.6%。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

自然沥青接纳微�;破纷匀涣で喔男粤で�,型号为HWB-W。其先将自然岩沥青质料经物理研磨等工艺加工,获得平均粒径小于5μm的粉状改性子料,然后与70号蹊径石油沥青混淆、剪切获得匀称的制品改性沥青。其试验效果见表7,可见该质料知足《沥青混淆料改性添加剂第8部分:高模量剂》(JT/T860.8报批稿)中的手艺要求。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

试验要领

关于混淆料1号~6号,首先接纳法标系统举行配合比设计。接纳入口的全套法标装备举行试验,试验要领和试验条件见表2。然后在法标设计的级配和zui佳油石比条件下,接纳我国马歇尔法举行试验,真空法实测25℃沥青混淆料理论zui大相对密度;双面击实75次成型马歇尔试件,表干法实测25℃马歇尔试件毛体积相对密度;并测定马歇尔试件60℃稳固度和流值。关于20号低标号蹊径石油沥青,凭证黏温曲线确定沥青混淆料拌和温度为170~183℃,成型温度为167~173℃。35号沥青掺加高模量添加剂后,凭证厂家建议沥青混淆料拌和温度为163~171℃,成型温度为158~166℃;自然沥青改性沥青凭证厂家建议,沥青混淆料拌和温度为180~190℃,成型温度为175~185℃。

关于混淆料7号~9号,首先凭证《公路沥青路面施工手艺规范》(JTG F40-2004)[6]附录B举行配合比设计,确定级配和zui佳油石比,试验要领和试验条件同前。然后在设计的级配和zui佳油石比条件下,接纳入口的全套法标装备举行试验,试验要领和试验条件见表2。


高模量沥青混淆料EME试验效果

高模量沥青混淆料1号~6号试验效果

按表4中1号~6号混淆料级配,按式(1)盘算各沥青混淆料的沥青用量,在此基础上举行EME混淆料配合比设计和性能验证,试验效果见表8。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

由表8可见,设计的6个EME沥青混淆料zui佳油石比为5.2%~6.0%,其切正当国5.2%~6.2%履历油石比规模。同时逍遥率、水敏感性、高温性能、动态模量和疲劳性能均知足法标手艺要求。

在法标配合比设计验证及格基础上,接纳其配合比设计的zui佳油石比,凭证我国马歇尔法举行相关试验,试验效果见表9。


表9中6种EME沥青混淆料表干法测定的马歇尔试件逍遥率为1.3%~3.5%,表8中体积法测定的旋转压实试件逍遥率为3.0%~5.6%,可见两种要领测定逍遥率有差别。我国要领测定逍遥率要低于法标体积法测定逍遥率,两者之差平均值为2%。瑞士手艺规范中EME沥青混淆料的逍遥率标准为1%~4%,以上6种EME沥青混淆料逍遥率均知足该要求。凭证以上试验效果,借鉴瑞士手艺规范,建议我国EME沥青混淆料的马歇尔法逍遥率指标为1.0%~4.0%。


关于EME沥青混淆料矿料间隙率VMA,关于EME-14为12.7%~13.7%,关于EME-20为12.9%~14.3%,均知足我国《公路沥青路面施工手艺规范》(JTG F40-2004)中AC-16和AC-20响应的VMA标准。且与JTG F40-2004中AC类沥青混淆料响应标准相比,EME混淆料VMA指标巨细增添值为0.7%~3.0%。这是由于EME沥青混淆料油石比高于响应粒径下的AC类混淆料油石比所致。凭证以上数据,建议EME沥青混淆料VMA指标在JTG F40-2004中AC类沥青混淆料VMA标准基础上做出响应增添,增添值为0.5%。


EME沥青混淆料沥青饱和度VFA在74.5%~89.9%之间,这显着高于我国JTG F40-2004中AC-16和AC-20响应的VFA标准(65%~75%)。这是由于EME沥青混淆料油石比高于响应粒径下的AC类混淆料油石比所致,说明EME沥青混淆料具有更好的耐久性。凭证以上数据,建议EME沥青混淆料VFA指标取整为75%~90%。


EME沥青混淆料马歇尔稳固度为15.9kN~23.2kN,流值为2.2mm~3.2mm。由于EME混淆料接纳的沥青团结料黏度较高,同时为一连密级配,马歇尔试件的稳固度较高,远大于我国JTG F40-2004中AC类沥青混淆料稳固度8kN的要求;EME沥青混淆料流值相对较大,可是切合我国SBS改性AC类沥青混淆料流值手艺要求。凭证以上数据,建议EME沥青混淆料取≥15kN作为60℃马歇尔稳固度控制标准,响应流值手艺指标要求为1.5mm~4.5mm。

凭证以上剖析,提出EME沥青混淆料马歇尔配合比设计手艺要求,见表10和表11。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

高模量沥青混淆料7号~9号试验效果

为了验证表10、表11中手艺标准的可靠性,凭证马歇尔法设计了3种EME沥青混淆料。马歇尔配合比设计效果见表12。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

通过表12可见,设计的油石比为5.3%~6.0%,逍遥率、VMA、VFA、稳固度和流值均知足相关指标要求。

凭证马歇尔法设计的级配和zui佳油石比,凭证法标系统举行性能试验,试验效果汇总如表13所示。

高模量沥青混淆料马歇尔法配合比设计指标研究

从表13试验效果可见,接纳马歇尔法设计的EME沥青混淆料经法标试验磨练,各项性能均知足响应手艺要求,且浸水无侧限抗压强度比、抗车辙性能、抗疲劳性能均具有一定的富足,可见凭证表10、表11中马歇尔法举行EME混淆料配合比设计是可行的,手艺指标具有较高的可靠性。


结语

本文通过3种泉源集料、4种沥青团结料,设计了9种沥青混淆料,同时举行法标综合性能和我国马歇尔法试验研究,主要结论如下:

(1)EME沥青混淆料逍遥率较低,表干法测定的马歇尔试件逍遥率为1.3%~3.5%,建议我国EME沥青混淆料的马歇尔法逍遥率指标为1.0%~4.0%。

(2)关于EME沥青混淆料矿料间隙率VMA,关于EME-14为12.7%~13.7%,关于EME-20为12.9%~14.3%,与我国JTG F40-2004中AC类沥青混淆料响应标准相比,EME混淆料的VMA指标巨细增添值为0.7%~3.0%,建议EME沥青混淆料VMA指标在JTG F40-2004中AC类沥青混淆料VMA标准基础上做出响应增添,增添值为0.5%。

(3)EME沥青混淆料沥青饱和度为74.5%~89.9%,显着高于我国JTG F40-2004中AC类沥青混淆料VFA标准(65%~75%),因此,建议EME沥青混淆料VFA指标为75%~90%。

(4)EME沥青混淆料马歇尔稳固度为15.9kN~23.2kN,流值为1.8~4.5mm,建议EME沥青混淆料取不小于15kN作为60℃马歇尔稳固度控制标准,响应流值手艺要求为1.5mm~4.5mm。

(5)通过中、法标准相互较量和验证,批注接纳马歇尔法举行EME沥青混淆料配合比设计是可行的。



参考文献

[1]NF P98-140-1999 Enrobés hydrocarbonés Couchesd'assises : enrobés à module élevé(EME)[S]

[2] T/CHTS 10004-2018 公路高模量沥青路面施工手艺指南[S].

[3 ]GB/T 36143-2018蹊径用高模量抗疲劳沥青混淆料[S].

[4]NF EN 13924-1-2016 Bitumen and bituminous binders-Specification framework for special paving grade bitumen- Part 1: Hard paving grade bitumens[S].

[5]NF EN 12591-2009 Bitumes et liants bitumineuxSpécifications des bitumes routiers[S].

[6] JTG F40-2004公路沥青路面施工手艺规范[S].

全文完 宣布于《公路》2021年7月??文章转载于“沥青路面”公众号

我司部分文章泉源于网络,未能与原作者取得联系,如涉及版权问题请与我们联系,我们会实时处置惩罚



相识更多产品信息,获取产品资料,接待垂询TIPTOP乐虎国际

效劳热线 | 400-633-0508? ? 邮箱:tiptop@tiptoptest.com

分享: