噶米瀝青穩(wěn)定碎石排水基層混合料設計

該文對瀝青穩(wěn)定碎石排水基層(atpb)混合料的設計進行了系統(tǒng)研究,并將研究結論應用到高速公路排水基層設計中,試驗及施工檢測結果表明,按該方法設計的atpb基層具有很好的透水性、耐高溫性及水穩(wěn)定性,完全滿足路面內部結構排水層的要求。

瀝青穩(wěn)定碎石透水混合料用于路面結構基層在很大程度上改善和提高了路面結構的排水性能,同時又不降低其結構承載性能。本文基于國外對大孔隙透水材料的試驗研究和實際使用狀況,針對瀝青穩(wěn)定碎石透水基層混合料的特性,提出了可行的滿足路面使用性能的組成設計方法。

瀝青穩(wěn)定碎石排水基層（atpb）混合料設 計 第7卷第1期 2010年2月 現代交通技 modemtransportationtechnology vof.7no.1 feb.2010 瀝青穩(wěn)定碎石排水基層(atpb)混合料設計 臧立丹,倪大堯,陳李峰 (1.江蘇省錫山經濟開發(fā)區(qū),江蘇無錫214101; 2.無錫市錫山區(qū)公路管理處,江蘇無錫214101;3江蘇省交通科學研究院股份有限 公司,江蘇南京210017) 摘要:對瀝青穩(wěn)定碎石排水基層混合料設計進行了探討,提出了相應的成型方法, 級配范圍,瀝青用量確定方 法,性能驗證指標等,可供同類項目atpb混合料設計時參考. 關鍵詞:瀝青路面;瀝青穩(wěn)定碎石排水基層;成型方法;級配范圍 中圖分類號:u416.02文獻標識碼:b文章編號:1672—9889(2010)01—002

對瀝青穩(wěn)定碎石排水基層混合料設計進行了探討,提出了相應的成型方法、級配范圍、瀝青用量確定方法、性能驗證指標等,可供同類項目atpb混合料設計時參考。

結合山東高速公路瀝青碎石排水基層混合料的設計實踐,提出了瀝青穩(wěn)定碎石排水基層混合料的設計指標和設計方法。

瀝青混合料組成設計的總目標是確定瀝青混合料的最佳組成,而瀝青用量對混合料的組成有非常重要的影響。在通過大馬歇爾試驗確定瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料最佳瀝青用量時,穩(wěn)定度和流值可作為檢測檢驗數據,密度、空隙率和飽和度等體積指標則是主要的設計依據。

對大粒徑碎石瀝青穩(wěn)定排水基層混合料設計方法進行系統(tǒng)研究,提出排水性大粒徑碎石瀝青穩(wěn)定基層級配,通過析漏試驗、飛散試驗和馬歇爾試驗確定最初瀝青用量,并通過水穩(wěn)定性試驗、高溫性能試驗和疲勞性能試驗,確定最佳瀝青用量。

對瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料設計方法進行了系統(tǒng)研究,通過室內試驗,提出了瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的級配,評價了瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的路用性能,并且,采用了大馬歇爾法、旋轉壓實體積法、gtm法3種方法研究了瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料最佳瀝青用量的確定方法。

按照atb混合料的性能要求,研究了atb混合料的配合比設計方法。通過已有研究成果推薦的atb-25級配范圍初選了4種級配;根據atb性能的指標要求確定了最佳級配及最佳油石比。試驗結果表明:在級配范圍內優(yōu)選出來的最佳級配滿足atb各項性能指標要求,其對應的最佳油石質量比為2.6%,該配合比設計方法是可行的。

瀝青穩(wěn)定碎石排水基層(atpb基層)是采用瀝青、粗集料及少量填料、經過嚴格設計的骨架空隙型瀝青混合料,通過對摻加水泥或消石灰的atpb混合料性能的比較,提出了在atpb混合料中添加部分消石灰后,atpb混合料的水穩(wěn)定性及耐久性均得到很大改善,對atpb基層混合料的設計進行系統(tǒng)研究的基礎上,推薦工程適用的級配及瀝青用量確定方法,供同行參考。

針對京港澳高速公路湖北段半剛性基層瀝青路面水損壞嚴重的現象,在分析比較了半剛性基層和柔性基層優(yōu)缺點的基礎上,在實驗室采用馬歇爾試驗設計方法確定了atpb-25的級配和最佳瀝青用量,并對其排水性和水穩(wěn)定性進行了試驗研究,認為級配合理的瀝青穩(wěn)定碎石排水基層具有較高的強度和一定的水穩(wěn)定性,采用瀝青穩(wěn)定碎石排水基層是合理的。

運用遺傳算法與神經網絡相結合的方法,以混合料的疲勞性能為目標函數,以礦料的9.5mm篩通過量和礦粉含量為決策變量,對瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料的礦料級配進行優(yōu)化。將優(yōu)化后的級配曲線與superpave相應的級配進行了比較,完全滿足superpave級配設計要求。經疲勞試驗驗證,用優(yōu)化后的礦料級配成型的馬歇爾試件的疲勞壽命最長。說明運用遺傳算法與神經網絡相結合的方法進行瀝青混合料礦料級配的優(yōu)化是可行的。這種優(yōu)化方法可以廣泛用于解決目標函數無法用顯函數形式來表達的復雜的優(yōu)化問題

瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料施工工藝的研究

本文在分析了影響瀝青穩(wěn)定碎石混合料強度主要因素的基礎上,對瀝青穩(wěn)定碎石的施工控制要求進行了一定的分析和研究。

本文采用彎曲試驗和低溫彎曲蠕變試驗,針對3種典型級配的瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料,進行了低溫抗裂性能檢驗。分析表明:應變能密度臨界值指標評價瀝青混合料的低溫抗裂性能更加科學;瀝青穩(wěn)定碎石礦質混合料級配對低溫抗裂性影響較大,級配偏上限有較好的低溫抗裂性能。

在國內外對瀝青穩(wěn)定碎石基層的研究基礎上,對瀝青穩(wěn)定碎石基層的防止反射裂縫的能力、永久變形能力和疲勞作了進一步的分析研究。

分析了振動壓實機理,進行了多種振動參數組合下的振動成型試驗,并以密度和抗壓強度為指標來評價其壓實效果,最終選擇了針對于該研究瀝青穩(wěn)定碎石混合料的最佳振動參數組合。

簡要介紹了瀝青穩(wěn)定碎石在國內外的研究現狀,探討了瀝青穩(wěn)定碎石混合料的配合比設計,著重分析了atb-30的高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性與疲勞特性規(guī)律。

瀝青穩(wěn)定碎石排水基層必須具有良好的骨架-空隙結構。通過參考國內外大量資料,設計不同的關鍵控制篩孔的通過率,將粗、細集料分段取不同的級配曲線進行設計,并結合vcadrf方法對級配進行檢驗,根據瀝青混合料的性質對粗、細集料的含量進行調整,在瀝青穩(wěn)定碎石排水基層試驗路中設計出滿足排水、結構要求的良好級配。

針對當前瀝青混凝土路面早期水損壞現象嚴重的現狀,指出在密級配瀝青混凝土路面下設置透水基層可以減輕水對路面結構的影響。進而依托某高速公路使用瀝青穩(wěn)定碎石透水基層的工程實例,分析了影響瀝青穩(wěn)定碎石透水基層混合料級配的關鍵篩孔,研究了適宜于瀝青穩(wěn)定碎石透水基層混合料最佳油石比選定原則和方法,通過馬歇爾試驗確定了其最佳配合比,并采用析漏試驗進一步驗證了該最佳油石比的合理性,為瀝青穩(wěn)定碎石透水基層試驗路施工和進一步研究提供依據。

為提高瀝青穩(wěn)定碎石排水基層施工技術水平，本文針對瀝青穩(wěn)定碎石排水基層特性與工程優(yōu)點進行介紹，然后在實驗室對原材料性能進行測定與混合料進行配合比設計，最后詳細論述瀝青穩(wěn)定碎石排水基層施工工藝，將施工技術應用于實際工程之中并對其進行鉆芯測試其厚度、壓實度與空隙率，結果表明：根據合理配合比設計與施工技術進行路面基層建筑后其各項指標滿足質量要求。對我國公路施工技術意義重大。

瀝青穩(wěn)定基層處在受壓區(qū),其永久變形主要是由于在荷載作用下,瀝青混合料的壓密以及局部顆粒的重新定向運動產生的。對于受壓產生的永久變形,單軸壓縮蠕變試驗可以較好地模擬其實際的變形作用。通過試驗證明,瀝青穩(wěn)定碎石基層混合料級配偏上限時,集料的間隙率呈減小趨勢,抗永久變形能力提高。