DB37T 5232-2022 城镇道路添加剂型抗车辙沥青混合料技术标准.pdf

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DB37T 5232-2022 城镇道路添加剂型抗车辙沥青混合料技术标准.pdf

检查最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度应符合下列规定: 添加剂型抗车辙沥青混合料的粉胶比范围宜为0.8~1.2,并应按下式计算:

添加剂型抗车辙沥青混合料的粉胶比范围宜为0.8~1.2,并应按下式计笋

FB = P0.075 Phe

式中:FB一一粉胶比,添加剂型抗车辙沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含 量的比值 Po.075一一矿料级配中0.075mm的通过率(水洗法)(%)。 2各种集料粒径的表面积系数应按现行行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40中的要求采用,集料的比表面积和沥青膜有效厚度应符合下列公式要求:

式中:FB一一粉胶比TB 10122-2008 铁路路堑边坡光面(预裂)爆破技术规程,添加剂型抗车辙沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含 量的比值 Po.075一一矿料级配中0.075mm的通过率(水洗法)(%)。 2各种集料粒径的表面积系数应按现行行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40中的要求采用,集料的比表面积和沥青膜有效厚度应符合下列公式要求:

式中,SA一一集料的比表面积(m²/kg); P一一各种粒径的通过百分率(%); FA一一相应于各种粒径的集料的表面积系数; DA一一沥青膜有效厚度(μm); Pae——有效油石比(%)

SA=Z(P,× FA) DA = Pae Pae=me/ms×100=Pb/Ps×100

B.1.1本方法适用于测定添加剂型抗车辙沥青混合料的动稳定度指标,供混合料配合比设 计时的高温稳定性检验使用,也可以用于现场添加剂型抗车辙沥青混合料的质量控制。 B.1.2本方法中车辙试验的温度为70℃,轮压为1.0MPa,试验时间为60min。计算动稳定 度的时间取试验开始后45min~60min之间。

B.2.1应采用橡胶制试验轮,行走次数宜为42次/min土1次/min。 B.2.2 环境箱应具备自动检测并记录的温度传感器和控温设备,可保持温度为70℃土0.5℃, 可同时保温不少于3块试件。 B.2.3加载装置,使70℃环境下试验轮与试件的接触压强为1.0MPa土0.05MPa。 B.2.4 试件变形测量装置,自动采集试件辙槽变形并记录,测量范围为0~130mm,精度不 低于0.01mm

B.3.1应将试件连同试模一起,置于已达到70℃土1℃的环境相中,保温不应少于5h,并 不应超过12h。 B.3.2应将试件连同试模移置于车辙仪试验台上,使试验轮行走轨迹位于试件中间,行走 方向与试件碾压方向一致。 B.3.3完全降下并启动试验轮,使其往返行走,至试验时间结束或最大变形达到25mm时 应停止

B.4.1从试验采集变形数据中读取45min(ti)时刻变形d1、60min(t2)时刻变形d2,准确 至0.01mm。当未到60min变形已达25mm时,则以达25mm(d2)变形时刻为t2,将其前 15min为t1,此时刻的变形值为di。 B.4.2添加剂型抗车辙沥青混合料的动稳定度(70℃、1.0MPa)应按下式计算:

式中:DS一一添加剂型抗车辙沥青混合料的动稳定度(次/mm) d一一对应于时间 ti的变形量(mm):

式中:DS一一添加剂型抗车辙沥青混合料的动稳定度(次/mm) d一一对应于时间 ti的变形量(mm) :

d2一一对应于时间t2的变形量(mm); C1一一试验机类型系数,曲柄连杆驱动加载轮往返运行方式为1.0; C2一一试件系数,实验室制备宽300mm的试件为1.0; N一一试验轮往返碾压速度,通常为42次/min。 B.4.3添加剂型抗车辙沥青混合料车辙试验报告应符合下列规定: 1同一沥青混合料或同一路段取样,至少应做3个试件的平行试验。当3个试件动稳 定度变异系数不大于20%时,应取其平均值作为试验结果;当变异系数大于20%时,应分析 原因,并应追加试验。 2试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、试件密度、空隙率及试件制作方法等, B.4.4重复性试验动稳定度变异系数不应大于20%

N一一试验轮往返碾压速度,通常为42次/min。

B.4.3添加剂型抗车辙沥青混合料车辙试验报告应符合下列规定:

1为便于在执行本标准条文时区别对待,对要求严格程度不同的用词说明如下: 1)表示很严格,非这样做不可的: 正面词采用“必须”;反面词采用“严禁”。 2)表示严格,在正常情况下均应这样做的: 正面词采用“应”;反面词采用“不应”。 3)表示允许稍有选择,在条件许可时首先应这样做的: 正面词采用“宜”;反面词采用“不宜”。 4)表示有选择,在一定条件下可以这样做的,采用“可”。 2本标准条文中指明应按其他有关标准执行的写法为:“应符合..的规定”或 执行”。

《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》GB/T1033. 《塑料吸水性的测定》GB/T1034 3《塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定第1部分: 标准方法》GB/T3682.1 《固体有机化学品熔点的测定差示扫描量热法》GB/T28724

《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法、液体比重瓶法和滴定法》GB/T1033.1 《塑料吸水性的测定》GB/T1034 《塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测定第1部分: 标准方法》GB/T3682.1 《固体有机化学品熔点的测定差示扫描量热法》GB/T28724 《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20 《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40 《公路工程集料试验规程》JTGE42 《公路路基路面现场测试规程》JTG3450

《塑料非泡沫塑料密度的测定第1部分:浸渍法 《塑料吸水性的测定》GB/T1034 3《塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体 标准方法》GB/T3682.1 《固体有机化学品熔点的测定差示扫描量热法》G 《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20 《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40 《公路工程集料试验规程》JTGE42 《公路路基路面现场测试规程》JTG3450

3.0.2熔体流动速率可采用熔体质量流动速率或熔体流动指数表示。熔体质量流动速率是 指塑胶材料加工时的流动性的数值,在规定条件下,一定时间内挤出的热塑性物料的量, 也即熔体每10min通过标准口径毛细管的质量,用MFR表示(单位为g/10min)。该 指标可表征热塑性塑料在熔融状态下的黏流特性,对保证热塑性塑料及其制品的质量 对调整生产工艺,都有重要的指导意义。熔融指数越大,表征抗车辙添加剂在搅拌时 的融化、分散性就越好,反之就越差。 熔体流动指数最常使用的测试标准是ASTMD1238,该测试标准的量测仪器是熔 液指数计(Meltindexer)。测试的具体操作过程是:将待测高分子(塑料)原料置入小 槽中,槽末接有细管,细管直径为2.095mm,管长为8mm。加热至某温度(常为190℃) 后,原料上端由活塞施加某一定重量向下压挤,量测该原料在10min内所被挤出的 质量,即为该塑料的流动指数。 国家标准《塑料热塑性塑料熔体质量流动速率(MFR)和熔体体积流动速率(MVR)的测 定第1部分:标准方法》GB3682.1一2018对该测定方法有明确规定

照4%进行控制,且应按本标准进行马歇尔试验及各项配合比技术指标检验,并报告该设计 方法的试验结果

4.2.1全国范围内,用于筑路的砂石材料在级配状况、棱角性方面偏差较大,因此在添加剂 型抗车辙沥青混合料配合比设计中,级配范围的选定沿用行业标准《公路沥青路面施工技术 规范》JTGF40中相关要求,兼顾不同料源、不同技术水平、不同经济基础等,此范围基本 上能够涵盖全国不同料源矿料所能设计出的合理AC类沥青混凝土级配曲线,因此不可能有 很好的针对性,很难满足某一项具体工程的要求。在执行本标准范围时,需考虑当地的实际 情况和经验做出适当的调整,在此范围内设计不同级配曲线,经过试验确定最佳级配和沥青 含量,使其符合添加剂型抗车辙沥青混合料有关技术指标和路用性能要求。 4.2.3添加剂型抗车辙沥青混合料配合比设计中,马歇尔试验方法同热拌沥青混合料配合 比设计中试验方法相同。 室内搅拌添加剂型抗车撤沥青混合料时,将抗车撤添加剂与矿料一起投人搅拌锅中,十 拌一个周期(90s),结束后加入沥青,湿拌一个周期(90s),最后加入矿粉搅拌一个周期 (90s),完成添加剂型抗车撤沥青混合料的室内制备,具体流程见图1。

图1添加剂型抗车沥青混合料室内拌制流程

.2.4添加剂型抗车撤沥青混合料工艺的主要作用是通过提高沥青混合料的高温模量, 下重复荷载下产生的不可恢复变形即所谓的车辙变形。在现行行业技术规范体系下,就体现 为沥青混合料的动稳定度这一关键指标,也是添加剂型抗车辙沥青混合料技术要求的第一指 标,同时在应用时可以参考动态模量和抗剪强度等新近研究的成果。

1采用车辙试验机测定沥青混合料的动稳定度指标在我国道路行业的设计和施工单位 已经相当普及,试验过程简单易行、操作方便。行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试验 规程》JTGE20一2011中规定的车辙试验标准条件为60℃、0.7MPa。有关单位曾经对国内常 用的抗车辙添加剂产品做过系统的试验分析,按照各自产品的推荐用量,测试了AC沥青混 疑土在60℃、0.7MPa试验条件下的动稳定度指标,绝大多数结果达到了10000次/mm以上 远远超出了目前车撤试验系统所能精准反映抗车辙性能的测试范围。图2为60℃、0.7MPa 式验条件下动稳定度结果统计分析图

图260℃、0.7MPa动稳定度分布统计图

条件下(70℃、1.0MPa)的动稳定度指标,约为2000次/mm。北京某路段维修工程中也曾 对添加剂型抗车辙沥青混合料提出的技术要求为70℃、1.0MPa下动稳定度不小于3000次 /mm。同时考虑到特殊路段及区域如低速重载路段、公交港湾、交叉口等对沥青混合料高温 生能有更高要求,因此本标准最终将添加剂型抗车辙沥青混合料动稳定度(70℃、1.0MPa) 定为在一般路段大于等于2000次/mm、特殊路段及区域大于等于3000次/mm。其中,高温 重载条件下(70℃、1.0MPa)的车辙试验方法见本标准附录B。

图370℃、1.0MPa动稳定度分布统计图

加剂型抗车撤沥青混合料能显著提高抗剪切能力的结论,并在此基础上采用重复单轴贯入试 验研究沥青混合料的剪切疲劳特性,分析得出60℃下添加剂型抗车辙沥青混合料抵抗重复 荷载引起剪切变形具有非常好的效果,为今后添加剂型抗车辙沥青路面抗剪疲劳结构验算提 供有利依据。 抗车辙添加剂通过本身较强的黏塑性和在沥青混合料中形成拉丝网络结构,变相地增 强了沥青胶结料的黏聚力,在大大减小了矿料颗粒之间相对位移的同时,也增强了沥青与矿 科之间的黏附作用,相当于在搅拌过程中对沥青进行了改性。在大量的试验研究和工程实践 的数据积累共56组数据中,AC类添加剂型抗车辙沥青混合料冻融劈裂残留强度比平均值达 到了92%,最小值为83%;残留马歇尔稳定度平均值达到了95%,最小值为86%。由此数据 可以看出,抗车辙添加剂的使用能在原有基础上大大提高沥青混合料的水稳定性,普遍达到 或超过了普通改性沥青的水平。在本标准制定过程中,经过多次组织讨论,最终将添加剂型 抗车辙沥青混合料水稳定性检验的技术要求定为:残留马歇尔稳定度不小于85%,冻融劈裂 残留强度比不小于80%

4.3.1沥青混合料的配合比设计是道路建设中十分重要的工作,是本标准的核心内容之一。 配合比设计满足本标准的要求只是一个最低的标准,并不代表是最优的设计。好的设计应该 具有良好的使用性能、施工操作性,并且经得起实践的考验。添加剂型抗车辙沥青混合料的 配合比设计,应该遵循现行规范关于热拌沥青混合料设计的目标配合比、生产配合比以及试 拌试铺验证三个阶段,确定矿料级配及最佳沥青用量。三个阶段各自解决配合比设计中的不 同问题,缺一不可。在大量工程实践中发现,严格按照该流程进行设计时,可以很好地将设 计结果、搅拌站稳定性以及施工机械进行有效联合,保证较好的施工质量。 1目标配合比设计阶段。此阶段用于确定原材料进行混合料设计时各自的用量,并验 证设计结果的各项路用性能。使用工程实际使用的材料按本标准附录A的方法,优选矿料 级配、确定最佳沥青用量,验证符合配合比设计技术标准和检验要求后,作为目标配合比 供搅拌机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 2生产配合比设计阶段。此阶段用于得出实际生产时各档热仓料的掺配比例,并标定 搅拌站各个计量参数是否准确,实际上是配合比设计中最为重要的阶段。按照规定方法取样 测试各热料仓的材料级配,确定各热料仓的配合比,供搅拌机控制室使用。同时选择适合的 振动筛尺寸和安装角度,尽量使各热料仓的供料大体平衡。取目标配合比设计的最佳沥青用 量0AC和QAC+03%等3个洒青用是进行马款尔试验和试拌通过室内试验与搅挫机取格

试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量,由此确定的最佳沥青用量与目标配合比设计结果 的差值宜为±0.2%。 3生产配合比验证阶段。搅拌机按照生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段,根据试 验目的确定路段长度,一般为100m~200m,宜选择在正线上铺筑。在此阶段,总结搅拌、 运输、摊铺和碾压过程中出现的问题,将目标配比、生产配比以及施工机械之间的配套衔接 进行调整。 4.3.2无破损检测应在碾压成型后热态测定,取13个点的平均值为1组数据,一个试验段 的数据不应少于3组。钻孔法应在第2天或第3天后测定,钻孔数不应少于12个。 4.3.4应通过各项检验的配合比设计结果出具配合比设计报告,报告内容应包括工程设计 级配范围选择说明、材料品种选择、原材料质量试验结果、矿料级配及曲线、最佳沥青含量 以及各项体积指标、配合比设计检验结果等。矿料级配曲线按行业标准《公路工程沥青及沥 青混合料试验规程》(JTGE20一2011)T0725的泰勒曲线方法绘制(图4),并可以参考 Superpave方法中控制点、限制区的概念进行辅助调整级配。以原点与通过集料最大粒径

图4矿料级配曲线示例

表1泰勒曲线的横坐标

表2矿料级配设计计算表示例

5.2.1添加剂型抗车撤沥青混合料规定不应在低于最低气温和雨天、路面潮湿情况下施工 是十分重要的。添加剂型抗车辙沥青混合料摊铺和碾压温度要求高于普通沥青混合料,如在 寒冷的气候条件或雨天及潮湿环境下施工,将加快添加剂型抗车辙沥青混合料在摊铺现场的 降温速度,进入塑性压实温度区,严重影响添加剂型抗车辙沥青路面的压实效果,开放交通 后在车辆和其他自然环境条件下会导致严重的早期损坏。 5.2.2施工温度是沥青路面施工的重要参数。普通沥青混合料根据沥青的黏温曲线确定,改 性沥青混合料不再适用于此方法,如SBS改性沥青一般在普通沥青混合料温度基础上提高 20℃左右。同样,抗车辙添加剂自身的熔融指数及熔点决定了添加剂型抗车辙沥青混合料在 搅拌时的温度要求,此时的施工温度不再取决于所用的沥青的黏度,而是根据加入的抗车辙 添加剂的性质,沥青的温度依然按照普通混合料搅拌时的加热水平,以防止加热阶段的老化 而抗车辙添加剂的配方技术应能保证在适宜的温度下搅拌及施工不会造成沥青的老化。本标 准参考了国内外大部分抗车辙添加剂的建议施工温度,其沥青混合料的施工温度推荐表 5.2.2,实际工程中根据实际情况进行选择,距离较远、气温较低时取高限,运距较近、气温 较高时取低限。不可片面地为保证添加剂型抗车撤沥青混合料到达现场的温度而盲目地提高 搅拌、出场温度,造成沥青老化,影响沥青路面的耐久性,

是十分重要的。添加剂型抗车辙沥青混合料摊铺和碾压温度要求高于普通沥青混合料,如在 寒冷的气候条件或雨天及潮湿环境下施工,将加快添加剂型抗车辙沥青混合料在摊铺现场的 降温速度,进入塑性压实温度区,严重影响添加剂型抗车辙沥青路面的压实效果,开放交通 后在车辆和其他自然环境条件下会导致严重的早期损坏。 5.2.2施工温度是沥青路面施工的重要参数。普通沥青混合料根据沥青的黏温曲线确定,改

5.3.3抗车辙撤添加剂的添加应尽量采用专用机械自动计量加入。人工加入时,应配备足够的 人员及可靠信号指示装置,防止漏加或少加。选用添加剂型抗车辙沥青混合料的路段或层位 股是车辙撤病害的高发位置,如果儿盘混合料没有加人抗车辙添加剂,在路面施工完成的通 车使用阶段将会出现极大的反差,没有加入添加剂的普通沥青混合料会很快出现比较严重的 车

5.3.4抗车添加剂能不能均匀地分散在混合料中,对于路面的整体使用性能至关重要,因 此要求添加剂型抗车辙沥青混合料的搅拌应有足够的干拌以及湿拌时间。搅拌时间太短,容 易造成沥青胶结料裹覆不均匀,或抗车辙添加剂黏团、分散性差:搅拌时间太长,可能会导 致混合料过黏,难以压实。

5.4.3为了解决沥青路面施工过程中的交叉污染,进入施工现场的运料车轮胎应冲洗干净 5.4.4热拌沥青混合料的运输摊铺机前方有卸料车等候卸车是保证摊铺机连续摊铺的条件。

5.5.2采用两台以上摊铺机呈梯度方式进行摊铺,搅拌站的生产能力要跟上,还应控制好两 台摊铺机的接缝。

5.7.1添加剂型抗车辙沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却至表面温度低于50℃后, 方可开放交通。采用洒水加速冷却容易出现表面温度低于50℃,而内部温度高于50℃,通 车易出车辙

5.7.1添加剂型抗车辙沥青混合料路面应待摊铺层完全自然冷却至表面温度低于50℃后, 方可开放交通。采用洒水加速冷却容易出现表面温度低于50℃,而内部温度高于50℃,通 车易出车辙

6.0.3施工压实度的检查应以现场钻孔法为准,当钻孔检验的各项指标持续稳定并达到质 量控制要求时,经主管部门同意,钻孔频度可适当减少。沥青路面的成败与否,压实是最重 要的工序。许多沥青路面发生早期损坏,大多数都与压实不足有关,因此压实度的评定至关 重要。本标准要求压实度为96%,施工中应对沥青路面的碾压工艺和沥青混合料的保温措 施进行过程控制。 沥青路面的平整度是施工队伍人员素质、操作水平、组织管理水平的综合反映,它不仪 取决于面层本身,还应从基层甚至路床开始时加强平整度控制,严格工序验收,才能保证路 面平整度。

A.1.1配合比设计是本标准的核心内容,设计流程的合理安排有助于全面掌握材料的基本 参数,便于对设计结果的合理调节。在行业标准《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40规 定的基础上推荐按图5进行。

添加剂型抗车撤沥青混合料目标配合比设计流

计流程的思路,添加剂型抗车撤沥青混合料的配合比设计可以按照图5中所推荐的流程进行

其中初试3组级配不仅可以优选确定适合的级配曲线,还可以掌握生产过程中级配的波动所 可能带来的结果偏差,有利于在搅拌站试拌结果不理想时正确调整热料仓的配比,提高搅拌 钻调整的效率。不同沥青用量下马歇尔试验结果的变化规律能够帮助设计者准确找到最佳沥 青用量,既能保证各项指标满足马歇尔技术指标要求,又不至于因沥青用量过高或过低造成 历青路面使用过程中病害的过早出现。因此,如果能按上述流程进行添加剂型抗车辙沥青混 合料的配合比设计,基本能够保证设计指标和路用性能符合使用要求。

A.2.3按照公式(A.2.3)进行合成毛体积相对密度Vsb的计算,例如其中各档矿料比例P1=36% P2=19%、P3=11%、P4=31%、Ps=3%,各档矿料毛体积相对密度V1=2.702、V2=2.716、V3=2.638、 /4=2.698、Vs=2.709,于是得到:

A.2.4按照公式(A.2.4)进行合成表观相对密度的计算,例如其中各档矿料比例Pi=36%、 P2=19%、P3=11%、P4=31%、Ps=3%,各档矿料表观相对密度V1=2.735、V2=2.758、V3=2.697、 V4=2.698、Vs=2.709,于是得到:

0.031 1 x x100=0.367 2.696 2.723

A.2.6按照公式(A.2.6)确定添加剂型抗车辙沥青混合料最大理论密度时,例如抗车辙添 加剂的用量Ph为0.35%,相对密度vh为0.87,添加剂型抗车辙沥青混合料沥青含量Pbi为 4.1%,沥青胶结料的相对密度vb为1.024,代入本条文说明A.2.5中计算得到的合成有效相 对密度JGJ/T 477-2018 装配式整体厨房应用技术标准,可以得到:

Pae = 95.9 3.8 4.0 DA= 1.024× 5.045 ×10=7.743μm

m有效 V有效 m有效 Yb ×pw 1 DA = S集科 m集料 X m集料 ×SA Yh×Pw× SA

其中,b是沥青的相对密度,实际密度Vb=Vb×pw.。这时就可以看出式(17)等号右边第 项实际上就是有效沥青油石比的概念。进一步将各项单位计算写入公式DBJ04/T 385-2019 建筑隔震橡胶支座质量要求和检验标准,有

m有效 (g) DA = m集料 (g) ybxpw(g/cm3)×S Pae 1 cm3 ×kg X 100 Yb×pw×SA X gwXm2 Pae 1012×μm3×103×g X 100 X YhXSA gx1012xm2

可见,原沥青路面施工规范中沥青膜有效厚度的计算是错误的,应采用有效油石比Pae 来进行计算,在本标准中应予以改正

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