1.一种AC-25沥青混合料的设计方法,其特征在于,该方法采用垂直振动法设计,具体按照以下步骤进行:
1)原材料选择及测试
从工程实际使用的材料中取代表性样品,对其技术指标进行测试;
2)矿料级配的设计
根据工程级配设计范围和各组成材料筛分试验资料,计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例;
3)最佳油石比的确定
A、垂直振动试件的制作
根据工程经验预估油石比Pa,并采用垂直振动法分别制作油石比为Pa、Pa±(0.3~
0.5)、Pa±(0.6~1.0)的5组试件;试件成型步骤如下:(1)用蘸有少许黄油的棉纱擦拭内径100mm×高度180mm的试模内侧及垫块,并置于
100℃烘箱中加热1h;
(2)根据粘度曲线确定沥青混合料的拌和温度、压实温度,并按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)规定将沥青加热至混合料拌合温度;
(3)根据工程经验预估压实后沥青混合料密度ρf,则一个试件质量为2
M=ρf×π×5×6.35,根据各规格集料比例和试件质量M,预估一个试件所需的各规格集料的用量Mk,(k=1,2,3,4,5),其中,M1、M2、M3、M4、M5和M6分别代表19~31.5mm、9.5~19mm、
4.75~9.5mm、2.36~4.75mm、机制砂和矿粉的质量;
(4)称取一份各规格集料的用量为Mk×(1.1~1.2),(k=1,2,3,4,5),并将其拌合均匀;
称取一份矿粉的用量为M6×(1.1~1.2);分别置于规定拌和温度的烘箱中加热4~5h;
(5)从烘箱中取出步骤(4)中的混合料置于预热至规定拌和温度的沥青混合料拌和锅内,并用小铲适当拌和;
(6)从烘箱中取出加热好的沥青,称取所需的沥青质量mi,加入步骤(5)中的沥青混合料拌和锅内,开动拌和锅拌和90s;其中:i是指第i组油石比,i=1,2,3,4,5;
(7)从烘箱中取出已加热好的矿粉,加入步骤(6)中沥青混合料拌和锅内,再次开动拌和锅拌和90s;
(8)从沥青混合料拌和锅中取出已拌和好的沥青混合料,并称取1个试件所需混合料用量,放入预热至100℃的金属盘中;
(9)从烘箱中取出预热至100℃的试模和垫块,并用蘸有少许黄油的棉纱擦拭试模内侧、垫块及振动锤底面;将垫块装入试模内并垫入一张吸油性小的圆形纸片,要求垫块底部平整;然后将沥青混合料均匀装入试模中,沥青混合料沿周边插捣15~20次、中间10~15次,插捣后将沥青混合料表面整平成凸圆弧面;
(10)插入温度计至装好的沥青混合料中心附近,测定沥青混合料温度是否符合JTG E20-2011要求的压实温度;
(11)待混合料达到要求的压实温度后,在装好的混合料顶面垫一张吸油性小的圆纸,然后将试模连同垫块固定到振动压实仪上,放下振动锤使其与沥青混合料接触,开启振动压实仪振动压实60±5s;
振动压实仪参数配置为:振动频率:37±2Hz、名义振幅1.4±0.2mm、上车系统重量:
1.2±0.2kN、下车系统重量:1.8±0.2kN;
(12)振动压实结束后,将试模连同垫块从振动压实仪上取下,取掉试件顶面的圆形纸片,量取试件高度,试件标准高度为63.5±1.3mm,如不符合标准高度要求时,试件作废,并按公式①调整试件混合料质量,并按步骤(8)~(12)重新制备试件直到高度符合标准要求为止;
(13)将装有成型试件的试模连同垫块冷却至室温,脱出试件,并取掉试件底面的圆形纸片;
(14)重复步骤(7)~步骤(13),制作6个试件;
(15)按步骤(6)~步骤(14)制作第i组油石比的试件;
B、试件物理力学指标的测试
测试不同油石比的VVTM试件的物理力学指标,包括:毛体积密度ρf、马歇尔稳定度MS和流值FL,计算其空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA;
C、油石比与物理力学指标关系图的绘制
根据试件的物理力学指标测试结果,以油石比为横坐标,以毛体积密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标,将试验结果绘制成油石比与各项指标的关系曲线;
D、最佳油石比的确定
(1)OAC1的确定
根据油石比与各项指标的关系曲线图,取密度最大值、稳定度最大值、规定空隙率范围的中值、规定饱和度范围的中值所对应的油石比为a1、a2、a3、a4,按以下公式②求取平均值作为最佳油石比初始值OAC1:OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4 ②(2)OAC2的确定
根据垂直振动法设计技术标准,以各项指标均符合技术标准要求的油石比范围OACmin~OACmax中值,按以下公式③求取作为最佳油石比初始值OAC2:OAC2=(OACmin+OACmax)/2 ③(3)最佳油石比OAC的确定
取OAC1与OAC2的平均值,按以下公式④求取作为沥青混合料的最佳油石比OAC:OAC=(OAC1+OAC2)/2 ④
4)性能的检验
对上述确定的配合比按JTG E20-2011要求进行高温稳定性能、低温抗裂性能和水稳定性能的检验。