京珠北高速公路SMA混合料抗滑性及影响因素研究

资源类型:pdf 资源大小:884.00KB 文档分类:交通运输 上传者:黄玉娟
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭

文档信息

【作者】 申爱琴  王娜 

【关键词】SMA混合料 配比设计 抗滑性 沥青用量 

【出版日期】2005-04-05

【摘要】京珠北高速公路途经多雾潮湿的粤北山区,路线纵坡大,长陡坡路段多,超载严重, 沥青路面的抗滑性直接影响交通安全。就该段SMA混合料的配比设计及抗滑性能进行了系统研究,并深入探讨了SMA混合料矿料级配中4.75-2.36 mm集料的用量及沥青用量对抗滑性的影响。

【刊名】石油沥青

全文阅读

路面抗滑性能是高速公路的表面服务功能 之一,它直接影响交通安全。京珠高速公路粤境北 段北接京珠国道主干线湘境高速公路,路线 向东南横穿粤北山区,路线全长109·937 km,是 北京一珠海国道主干线广东段。路段位于粤北山 区,沿线地形复杂,路线纵坡大,长陡坡路段多, 夏季高温、冬季冰冻,降雨量大,多雾,同时交 通量大且超载严重,只有使用SMA作为该路 段沥青路面的抗滑层,才能解决各方面的突出矛 盾。 路面抗滑性能好坏主要与路面的宏观构造和 微观构造有关。路面的微观构造是指路面集料表 面水平方向。一0.5 mm、垂直方向o一0·2 mm的 微小构造,它既影响低速时路面的抗滑能力,也 影响高速时路面的抗滑能力。微观构造可以用电 子显微镜直接测定,也可以通过测定石料磨光值 的方法间接测定。路面的宏观构造是指路面集料 水平方向0.5一50 mm、垂直方向0.2一10 mm范 围内的构造。宏观构造主要影响路面高速行车的 能力,它可以用铺砂法或激光构造深度仪进行直 接测定,也可用透水仪法或路面排水能力法间接 测定。宏观构造粗,高速行驶时的抗滑能力好。影 响sMA沥青混合料抗滑性能的因素很多,如原 材料、沥青用量等。为保证京珠北路面具有良好 的抗滑性能,对影响构造深度的因素(例如关键 筛孔及相应粒径用量、沥青用量等)进行了深入 研究,以确保SMA路面具有满足该地区特殊条 件下的构造深度,提高行车安全和舒适度。 l原材料性能测试分析 研究采用5%的岳阳巴陵牌SBS YH一791改 性剂改性台湾70号基质沥青,技术指标见表1所 示;所用的石料为辉绿岩集料(规格为13·2一19 mm、5一13.2 mm)和机制砂,矿粉为白云岩磨 制的石粉。集料的筛分结果和技术指标见表2和 表3。 2 sMA混合料配比设计 通过16水平4因素的均匀设计法优化SMA 矿料级配,并以粗集料骨架空隙率(vCA)最小 为原则,得出粗集料的最佳配比;细集料配合比 设计采用了k法,以使整个细集料具有较大的凝 聚力、密实度和较小的空隙率。选用1.6、1.8和 2.0三种粉胶比进行初试级配的设计。结合所得 粗集料级配及细集料级配,初选4. 75 mm通过率 分别为23%、25%及25%,固定4.75一9·5 mm 档集料的最佳用量(即占整个粗集料用量的37% 左右),从而确定不同粉胶比的SMA沥青混合料 初试级配。同时选用该路段合同文件中值级配J- 7进行对比。具体级配见表4。 28 石油沥青 2005年第19卷 表1沥,与改性沥青性能试验结果 台湾AH一70号 5%SBS改性台湾AH一70号 项目 试验方法 技术标准 试验结果 技术标准 试验结果 针人度/(10一,mm) 30℃ 25℃ 15℃ R 7,800 T12 尸I 延度/cm 15℃ 5℃ 软化点/℃ 溶解度,% 含蜡量,% 闪点/‘C 密度(15℃)/(9.Cm一3) 枯附性/级 辉绿岩 石灰岩 弹性恢复,% TFOT后 质童损失,% 针入度比,% 延度/cm 25℃ 15℃ 5℃ 软化点/℃ 实测记录 60~80 实测记录 )40 T 0604一2000 门U月2 11 月了J斗q孟 0 .9994 实测记录 )0 .997 105 6419 实测记录 0 .9999 47.4 6l 一9 .4 一22.0 一1 .392 )0 .2 10 )100 )150 T 0605一1993 )20 44~54 49.0 )60 42.5 86 T 0606一2000 )99.0 99.1 妻99.0 T 0607一1993 镇3 .0 2,57 成3 .0 T 0615一2000 )230 342 )230 T 0611一1993 实测记录 .040 实测记录 346 .035 T 0603一1993 T 0616一1993 已︺互」 一匕二」 气气 亡J rJ 戈弋 )70 968 T 0662一2000 簇0 .8 0 .034 镇1 .0 0 018 T 0609一1993 妻55 69.2 )65 95.7 》50 实测记录 >150 )15 29.2 实测记录 54 衰2集料筛分试验结果 通过下列筛孔(mm)质量百分率,% 材料 19 16 13.2 9 .5 4 .75 2.36 18 0 .6 0 .3 0 .15 0,075 13.2~19 100 87.9 54.5 0 .9 0 .9 5~13.2 100 28.3 6 .6 4 .3 4 .0 3 .6 2 .3 0 .9 机制砂 99.9 73.4 46.0 37.7 24,6 186 1 1.1 5 50 12. 98.10 第2期 申爱琴等·京珠北高速公路SMA混合料抗滑性及影响因素研究 29 表3辉绿岩集料物理、力学指标 指标 试验结果 规范值 试验方法 压碎值,% 磨耗值,% 冲击值,% 抗压强度/MPa 磨光值 表观密度/(9.。m一3) 13.2~19 5~13.2 机制砂 毛体积密度/(9.cm一3) 13.2~19 5~13.2 水洗法<。.075 mm颖粒含量,肠 13.2~19 5~13.2 砂当t机制砂/(9.Cm一“) 针片状,% 13.2~19 5~13.2 坚固性,% 1 1.08 13.85 5。l 148 51 (25 簇30 簇28 》80 )42 T 0316一2000 T 0317一2000 T 0322一2000 T 0213一1994 T 0321一1994 2 .948 2 .929 T 0304一2000 T 0304一2000 2 .873 T 0328一2000 T 0304一2000 T 0304一2000 T 0310一2000 O︺n ,.﹃bo︺OJ R︸八己: :00 ︸认卜访彭沁袭卜犷苦叭个讲犷毛粼巳歹生辛斟鑫乞奈分褪‘平成澎淤班︸乡吮湃乐盯犷公理护下澡︸补l朱孔岑︸砂象公愈乱于妞丫彩秘︸翻恻砂f︸认︸乡已淤书豁 64。3 T 0334一1994 3 .9 T 0312一2000 7 .5 T 0312一2000 f澎汾牡f犷影欲︸犯附千乳软丫,、孰馨多岁卜﹄犷蛋斗军f舒︸孙价丫︸班乳忍︹ <1 .0 T 0314一2000 级配类型 l9 l6 13。2 衰4 SM^一l‘初试级配i 各筛孔(方孔筛,mm)通过质t百分率,% 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0 .15 0 .075 J一1 .6一l J一1 .6一2 J一1 .6一3 J一1 .8一l 100 58.12 60.12 19.5 21.5 15.79 17.07 13.22 14。00 1 1.39 1 1.81 10.10 9 .20 63.12 60.12 24.5 19.5 18.99 16.20 15.17 12.45 12.29 10.27 10.54 9 .20 9 .20 13.92 1 1.15 10.35 21。5 14.70 24。5 17。48 19.40 15.87 14。62 12.72 13.35 1 1.32 1 1.59 10.35 10.35 16.62 17.90 13.20 13.62 12.20 12.37 1 1.50 11。50 … O曰11A工、卜 F么乡8 八Jl﹄J 8 6j亡以O八︸njl气」 ,目,曰O山9自,﹄,自心山,﹄ 62。12 65.12 60.12 62.12 二Jl﹄J二J UJ工勺匕J UJ工﹄J 丹了,‘丹了,‘,产7,‘门了 二J La一匕二J UJ匕J亡J呼勺 O甘OJQ“O口O口O口Q︺OJ 0 0 0 0 0 00 0 0 0 0 0 00 ,上︵.工..工,.︸,11人︵.1 .8一2 .8一3 J一2 .0一1 J一2 .0一2 J一2 .0一3 J一7 100 100 65.12 53.21 28 27.7 5 19.81 15.40 16.57 40 14。74 13.74 14.26 12.17 12.63 1 1.13 1 1 50 9 .73 OJ 尸0. 叮‘匕」 门了 确O 匕J. OJ,J OJ 根据粗集料VCA与粗集料各档用量的相关 分析,对粗集料VCA产生显著影响的还有 13·2~9. 5 mm这档集料的用量,且随此档集料 用量增加,呈二次曲线增长趋势,因此,根据经 验值固定一3.2~9.5 mm的用量,使9.5~4.75 mm这档集料的用量发生变化,变化4.75 mm通 过率为23%、25%和28%,采用3种粉胶比形成 级配进行研究,级配变化思路见表5,级配见表6。 衰5 sMA一16初试级配2的组成思路 % 粉胶比13.2~9.5 mm用蚤 4.75~9.5 mm用量 1 .6 20 32 20 30 象红牛爹班毯荣匆乳今卜酥争.朴豁赘会多价不欲犷价兄絮所书军靛数针不公弘葱豁心赞更笑聋家召十琴能酥羊卜不蜜郁平瑟。豁f丫奋犷﹄弧,武犷女乳东贾蒙理﹄愁舒公公冬犷︸小衣︸条卜魏奎孤︸箭务麦勤,盟万犷不生圣汇f丫资︸合犷r卡澎抓毅肠孰弘毛姿犷乞奎肠肠孝不 2.0 20 27 石油沥青 2005年第19卷 农6 sM^一6初试级配2 各筛孔(方孔筛,mm)通过质量百分率,% 级配 4 .75 2.36 1.18 0 .1 5 0.075 n甘︵曰 O乙,曰 J一1 .6一4 J一1 .6一5 J一1 .6一6 J一1 .8一4 J一1 .8一5 J一1 .8一6 J一2 .0一4 J一2 .0一5 J一2 .0一6 100 100 100 100 100 100 100 100 100 95 95 75 75 55 55 23 25 16.46 14.02 14.02 12.27 12.27 11。05 1 1.05 9 .06 9 .06 95 95 75 75 55 55 28 23 20 20 16.46 16.46 16.46 16.46 14.02 14.02 12.27 12.27 1 1.05 1 1.05 9. 10- 95 95 75 75 25 28 16.46 ]4 .02 14 02 1 2.27 12.27 1 1.05 1 1.05 l9 l9 10 19 95 95 75 75 55 55 23 25 16.46 16.46 16.46 14.02 14.02 12.27 1 2.27 1 1.40 1 1.40 1 1.32 1 1.32 14.02 12.27 11.40 11.32 0 0 nC︺0 q自乃乙n乙八乙Q乙 95 75 采用同济大学提出的SMA沥青混合料沥青 合理用量的计算法分别计算各初试级配的沥青用 量,上下浮动0.3%,进行马歇尔试验,确定各 SMA混合料的最佳沥青用量及空隙率。按照 SMA沥青混合料空隙率的要求,又考虑到该地区 特殊的地理、气候及交通条件,对初试的SMA混 合料,以空隙率(Vv)为3.5%~4.0%、vM月 大于17%,VFA为75%一85%及VCADRC大于 VCAmlx为控制指标,选取混合料S一1.6一3、S一1.8- 2、S一2 .0一2、S一7、S一1 .6一6、S一1 .8一5和S一2.0一5为 SMA主级配混合料研究类型,指标见表7。 为了检验所选7种主级配混合料沥青用量的 合理性,分别进行肯塔堡飞散试验和谢伦堡沥青 析漏试验检验。试验结果表明,沥青用量完全符 合规范要求,因此用马歇尔法初步确定的沥青用 量可以作为目标配合比设计的沥青用量,可按此 沥青用量进行SMA沥青混合料7种配合比的路 用性能试验。 表7 sMA一1‘初试级配混合料的物理指标汇总衰 SMA混合料最佳油石稳定度/流值/密度/理论密度/ 类型比,%kN(10一,mm)(9.。m一3)(9.cm一3) VM月 % VFA % VCA,:, VCA。只C, % S一l。6一3 S一1 .8一2 6 .1 6 .1 6 .1 6 .0 6 .0 6 .0 6 .0 7 .21 6 .85 26.3 26.8 2 .509 2 .504 S一

1 2

问答

我要提问
关闭