GTM的瀝青穩(wěn)定碎石級(jí)配設(shè)計(jì)及其路用性能

針對(duì)南方多雨地區(qū)的氣候因素對(duì)路面早期水損壞的影響現(xiàn)狀,結(jié)合湖南省寧(遠(yuǎn))-道(縣)高速公路工程中瀝青穩(wěn)定碎石(atb-25)柔性基層試驗(yàn)路的修筑,提出了3種不同的級(jí)配曲線并在實(shí)踐中進(jìn)行了對(duì)比,推薦了atb-25柔性基層級(jí)配范圍,研究分析了atb-25柔性基層的路用性能,并對(duì)試驗(yàn)路和正常生產(chǎn)路段路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)性比選,分析了瀝青穩(wěn)定碎石基層的經(jīng)濟(jì)效益,探討了一種延長(zhǎng)路面使用壽命的長(zhǎng)壽命路面結(jié)構(gòu)。

柔性基層瀝青穩(wěn)定碎石的性能特點(diǎn) 作者：劉躍武 作者機(jī)構(gòu)：沈陽(yáng)市公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院,沈陽(yáng),110011 來(lái)源：北方交通 issn：1673-6052 年：2009 卷：000 期：001 頁(yè)碼：26-28 頁(yè)數(shù)：3 中圖分類(lèi)：u416.212 正文語(yǔ)種：chi 關(guān)鍵詞：瀝青穩(wěn)定碎石基層;性能;特點(diǎn) 摘要：瀝青穩(wěn)定碎石基層屬柔性結(jié)構(gòu)層,與半剛性基層相比,不易產(chǎn)生溫縮和干縮 開(kāi)裂,可以有效抑制和減少瀝青路面反射裂縫的產(chǎn)生.瀝青穩(wěn)定碎石基層在我國(guó)的 研究和應(yīng)用還處于起步階段,但是有廣闊的應(yīng)用前景.

瀝青穩(wěn)定碎石基層屬于柔性基層的范疇。本文通過(guò)對(duì)四種不同級(jí)配的瀝青穩(wěn)定碎石路用性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析,研究級(jí)配與瀝青穩(wěn)定碎石路用性能之間的關(guān)系,分析不同型號(hào)瀝青對(duì)瀝青混合料路用性能的影響,確定了一種路用性能良好且易于施工的級(jí)配范圍。

采用骨架嵌擠密實(shí)設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)瀝青穩(wěn)定碎石混合料,并對(duì)其抗水損害性能、高溫穩(wěn)定性能、力學(xué)性能和抗疲勞性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。

研究了瀝青穩(wěn)定碎石的特點(diǎn),采用gtm法確定瀝青穩(wěn)定碎石的配合比,分別系統(tǒng)對(duì)比分析了瀝青穩(wěn)定碎石的力學(xué)性能、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性和抗疲勞性能。研究結(jié)果表明:提高瀝青用量和減小空隙率可有效提高瀝青穩(wěn)定碎石的低溫抗裂性能;推薦采用凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)價(jià)瀝青穩(wěn)定碎石的水穩(wěn)定性,瀝青穩(wěn)定碎石基層具有良好的抗高溫永久變形、疲勞性能和水穩(wěn)定性能。

淺議密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石 2006年優(yōu)秀論文 作者：王鳳喜 徐州市交通規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 上傳日期2007-8-24支持：1人得分：4分 摘要：密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石用于路面基層，具有許多優(yōu)點(diǎn)，但目前缺少相 關(guān)設(shè)計(jì)和施工規(guī)范。本文論述了其在空隙率和油石比等技術(shù)指標(biāo)方面與瀝青碎石 以am排水式瀝青穩(wěn)定碎石以atpb密實(shí)式瀝青混凝土（ac）的差別，并結(jié)合施工 經(jīng)驗(yàn)提出了一些建議。 關(guān)鍵詞：密級(jí)配瀝青碎石 密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石是按密實(shí)級(jí)配原理設(shè)計(jì)組成的各種粒徑的礦料與瀝青結(jié)合 料拌和而成，設(shè)計(jì)空隙率較小的密實(shí)式瀝青混合料，以atb表示。按礦料最大粒 徑分類(lèi)屬于粗粒式或特粗式瀝青混合料；按混合料密實(shí)度分類(lèi)屬于密實(shí)式瀝青混 合料；按礦料級(jí)配類(lèi)型分類(lèi)屬于連續(xù)級(jí)配瀝青混合料。atb設(shè)計(jì)空隙率一般為 3%~6%，常見(jiàn)的類(lèi)型有atb25，atb30，atb40。 一、與其它瀝青混

針對(duì)開(kāi)級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石atpb材料組成設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題,通過(guò)試驗(yàn)及理論計(jì)算,深入研究了礦料級(jí)配對(duì)atpb混合料馬歇爾性能及排水性能的影響。針對(duì)混合料設(shè)計(jì)過(guò)程常采用的設(shè)計(jì)空隙率的方法,擬合了關(guān)鍵篩孔通過(guò)率同空隙率之間的回歸關(guān)系式,發(fā)現(xiàn)2.36mm及0.075mm篩孔通過(guò)率同混合料空隙率有較好的相關(guān)性。

采用三點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石進(jìn)行疲勞性能研究,分析不同設(shè)計(jì)方法下不同公稱(chēng)最大粒徑對(duì)混合料疲勞性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,采用superpave法設(shè)計(jì)的混合料的抗疲勞性能最好,但對(duì)應(yīng)力的變化較敏感;依據(jù)公路規(guī)范推薦的級(jí)配中值設(shè)計(jì)的混合料的抗疲勞特性與采用貝雷法設(shè)計(jì)的混合料的抗疲勞特性相當(dāng),但采用貝雷法設(shè)計(jì)的混合料對(duì)荷載應(yīng)力的敏感度最小;粒徑較小、細(xì)集料含量較高、均勻密實(shí)的混合料的抗疲勞性能較好;設(shè)計(jì)方法對(duì)n值和k值有顯著影響,而公稱(chēng)最大粒徑及其與設(shè)計(jì)方法的交互作用對(duì)n值和k值影響較小。

研究采用三點(diǎn)彎曲試驗(yàn)對(duì)不同設(shè)計(jì)方法下的不同公稱(chēng)最大粒徑混合料進(jìn)行動(dòng)態(tài)彎曲疲勞試驗(yàn),分析不同設(shè)計(jì)方法及公稱(chēng)粒徑對(duì)混合料疲勞特性的影響大小及規(guī)律,對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石混合料的疲勞特性進(jìn)行試驗(yàn)研究,以期為設(shè)計(jì)耐久性較強(qiáng)的瀝青碎石提供參考。

為判別瀝青穩(wěn)定碎石基層級(jí)配組成與高溫穩(wěn)定性之間的聯(lián)系,采用骨架接觸度ssc(stone-on-stonecontact)來(lái)評(píng)價(jià)粗集料之間相互接觸的密實(shí)程度,通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)得出ssc與動(dòng)穩(wěn)定度之間的具體關(guān)系,為瀝青穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn),對(duì)不同級(jí)配的瀝青穩(wěn)定基層混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)研究,分析了集料級(jí)配對(duì)混合料水穩(wěn)定性的影響,對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石基層的材料設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。

分析了瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)馬歇爾設(shè)計(jì)方法存在的不足,研究了gtm法的設(shè)計(jì)原理、控制指標(biāo)和設(shè)計(jì)步驟,結(jié)合實(shí)體工程分別通過(guò)研究控制瀝青用量與密度、應(yīng)變比、抗剪安全系數(shù)的關(guān)系確定了瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳瀝青用量,然后進(jìn)行了gtm法最佳瀝青用量的馬歇爾檢驗(yàn),對(duì)比分析了馬歇爾法確定最佳瀝青用量的瀝青穩(wěn)定碎石性能。結(jié)果表明:瀝青穩(wěn)定碎石用gtm法比馬歇爾法所得到的最佳油石比偏小、密度偏大,用gtm法所確定的的標(biāo)準(zhǔn)密度更加真實(shí);因此,降低了成本,明顯提高了混合料水穩(wěn)性能、低溫抗裂能力。

瀝青穩(wěn)定碎石和級(jí)配碎石作為基層能夠較好地避免半剛性基層瀝青路面的開(kāi)裂問(wèn)題,這對(duì)于延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命,具有重要的意義。為了適應(yīng)中國(guó)公路建設(shè)的需要,對(duì)柔性基層應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行研究很有必要。文章在借鑒國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上,通過(guò)大量室內(nèi)外試驗(yàn),對(duì)柔性基層材料技術(shù)要求、設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了研究。

通過(guò)對(duì)不同級(jí)配下瀝青穩(wěn)定碎石混合料的力學(xué)性能、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性和疲勞性能的分析,最終得出針對(duì)不同性能要求的較優(yōu)級(jí)配,研究結(jié)果對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石的推廣應(yīng)用有一定參考借鑒價(jià)值。

通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn),分別對(duì)不同級(jí)配atb25和atb30瀝青穩(wěn)定基層混合料的水穩(wěn)定性進(jìn)行了試驗(yàn)評(píng)價(jià),分析了不同試驗(yàn)方法對(duì)于評(píng)價(jià)瀝青穩(wěn)定基層水穩(wěn)定性的適用性,研究了集料級(jí)配對(duì)混合料水穩(wěn)定性的影響。

瀝青穩(wěn)定碎石基層疲勞性能直接影響柔性路面的使用壽命。為分析集料級(jí)配對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石疲勞性能的影響,基于atb-25和atb-30兩種類(lèi)型的9種不同級(jí)配的瀝青穩(wěn)定碎石疲勞試驗(yàn)數(shù)據(jù),利用灰關(guān)聯(lián)分析方法分析了不同集料級(jí)配參數(shù)對(duì)瀝青穩(wěn)定碎石疲勞性能影響的顯著程度。通過(guò)回歸分析的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,分別建立灰關(guān)聯(lián)分析方法得到的關(guān)鍵因素與瀝青穩(wěn)定碎石疲勞性能代表值之間的回歸曲線關(guān)系。結(jié)果表明:在最佳瀝青用量條件下,瀝青穩(wěn)定碎石混合料的2.36mm篩孔通過(guò)率、4.75mm篩孔通過(guò)率、0.30～1.18mm及0～0.30mm篩孔區(qū)間集料質(zhì)量分?jǐn)?shù)是影響瀝青穩(wěn)定碎石疲勞性能的4個(gè)關(guān)鍵因素,當(dāng)2.36mm篩孔通過(guò)率為27%,4.75mm篩孔通過(guò)率為34%,0～0.30mm篩孔區(qū)間集料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為11%,0.30～1.18mm篩孔區(qū)間集料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為9%時(shí),瀝青穩(wěn)定碎石混合料疲勞性能最佳。

gtm法瀝青穩(wěn)定碎石atb-30配合比設(shè)計(jì)——通過(guò)對(duì)gtm法配合比設(shè)計(jì)與馬歇爾方法的比較分析，闡釋gtm法的優(yōu)越性，并總結(jié)出一些相關(guān)的施工經(jīng)驗(yàn)，可為今后更好地推廣應(yīng)用該a-法奠定基礎(chǔ).

gtm法簡(jiǎn)介gtm設(shè)計(jì)原理gtm設(shè)計(jì)方法是利用gtm實(shí)驗(yàn)機(jī)模擬行車(chē)作用成型試件,從而求出最佳瀝青用量和最大密度的設(shè)計(jì)方法,gtm實(shí)驗(yàn)機(jī)通過(guò)旋轉(zhuǎn)壓實(shí)試件,使其密度達(dá)到汽車(chē)輪胎實(shí)際作用于路面時(shí)所

為了分析和利用瀝青穩(wěn)定碎石混合料集料級(jí)配分形規(guī)律,基于分形幾何的基本理論,推導(dǎo)出瀝青穩(wěn)定碎石混合料集料的分形幾何模型;以atb-30為例,計(jì)算了集料級(jí)配分維值,并通過(guò)瀝青混合料體積參數(shù)的測(cè)試,研究了分形維數(shù)與體積參數(shù)的關(guān)系.結(jié)果表明:規(guī)范級(jí)配范圍對(duì)應(yīng)的atb-30分維值d范圍為2.4117～2.5744;分維值d與空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度、穩(wěn)定度等體積參數(shù)有很好的相關(guān)性.利用集料級(jí)配分形規(guī)律,可對(duì)具有不同分維值d的瀝青穩(wěn)定碎石混合料的體積參數(shù)進(jìn)行預(yù)估,使混合料的配合比設(shè)計(jì)更具針對(duì)性.

開(kāi)級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石基層(atpb)是一種路面內(nèi)部排水結(jié)構(gòu)。這種基層具有較大的空隙率,能及時(shí)排走滯留在路面內(nèi)部的水分,并能有效地減少反射裂縫的發(fā)生。北方寒冷地區(qū)路面損壞主要是由于凍脹等因素引起的,這種基層可以減小水分的凍脹作用,增加路面使用壽命。研究atpb基層材料的選擇要求,用大型馬歇爾試件進(jìn)行凍融循環(huán)試驗(yàn)來(lái)描述其抗凍性能,分析atpb基層抗凍性能的影響因素,并提出寒冷地區(qū)的適用性。

首先對(duì)atb-25混合料的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析,提出了主骨架和亞骨架的分界線,提出了關(guān)鍵篩孔通過(guò)率,并用貝雷法對(duì)atb-25混合料的級(jí)配進(jìn)行了分析研究,提出了atb-25級(jí)配貝雷法參數(shù)范圍;對(duì)大馬歇爾擊實(shí)法和旋轉(zhuǎn)壓實(shí)成型方法對(duì)atb-25混合料體積指標(biāo)的影響進(jìn)行了研究,最終推薦使用大馬歇爾法進(jìn)行atb-25混合料的設(shè)計(jì)。同時(shí)對(duì)atb-25和ac-25混合料的路用性能進(jìn)行了對(duì)比分析。

瀝青混合料的疲勞破壞是柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中重要的控制指標(biāo)因素,瀝青穩(wěn)定碎石在國(guó)內(nèi)路面結(jié)構(gòu)中得到逐步應(yīng)用,然而對(duì)這種材料的疲勞性能的研究還較少。為了完善柔性路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)體系,本文采用四點(diǎn)彎曲疲勞試驗(yàn)方法對(duì)比研究atb25和ac25、ac20等3種不同級(jí)配的疲勞性能。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和回歸分析,得出3種混合料疲勞性能差別、溫度對(duì)疲勞壽命的影響、atb25的室內(nèi)疲勞預(yù)估模型。結(jié)果表明atb25具有較好的疲勞壽命,ac20疲勞性能最優(yōu),atb25與ac25疲勞性能相近;相對(duì)于ac20,atb25疲勞壽命受溫度的影響更大。在柔性路面結(jié)構(gòu)中,atb類(lèi)瀝青混合料作為最下層瀝青混合料具備較好的抗疲勞性能。