保山、騰沖同步碎石封層試驗(yàn)路段原材料試驗(yàn)報(bào)告

1、保山、騰沖同步碎石封層試驗(yàn)路段原材料試驗(yàn)報(bào)告總段直屬專業(yè)化養(yǎng)護(hù)中心 李輝關(guān)鍵詞：同步碎石封層 材料 試驗(yàn)一、前言同步碎石封層技術(shù)的核心技術(shù)主要是路用材料的選擇，材料選定和材料用量對(duì)同步碎石封層的形成和使用效果起著決定性的作用。我國(guó)地幅寬廣,各地的氣候情況各不相同，同時(shí)，各地盛產(chǎn)各種不同的石料，為了節(jié)約成本提高效益，原則上要求采用本地所產(chǎn)的石料。為此我們?cè)谠囼?yàn)室內(nèi)對(duì)保山地區(qū)盛產(chǎn)的石料與瀝青進(jìn)行了試驗(yàn)工作。二、石料石料是同步碎石封層的重要組成部分之一，它直接承受車(chē)輛的荷載作用，并為行車(chē)提供抗滑作用等性能，因而應(yīng)選用材質(zhì)優(yōu)良的石料。其要求石料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性，且

2、應(yīng)具有良好的顆粒形狀，目的是使石料具有凹凸不平的表面，用以增大石料的表面積，使石料與粘結(jié)料的接觸面積增大，增大石料與粘結(jié)料固化后的嵌鎖力。試驗(yàn)路段在保山、騰沖進(jìn)行性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，從中選出滿足同步碎石封層技術(shù)要求的石料。表1 石料的主要性能特征石料名稱石灰?guī)r屬性堿性沉積巖主要礦物成份碳酸巖顏色灰白色抗壓強(qiáng)度(Mpa)80100表觀密度(kg/m3)26002800主要性能優(yōu)點(diǎn)與瀝青有很好的粘結(jié)性：耐凍性好，抗風(fēng)化性強(qiáng)缺點(diǎn)質(zhì)地較軟，耐磨性較差極易被磨光三、粗集料的粒徑分析采用公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范實(shí)施手冊(cè)JTG F40-2004表瀝青混合料用粗集料規(guī)格S12公稱粒徑 5-10mm。四、

3、石料的力學(xué)試驗(yàn)及分析石料的力學(xué)性能是通過(guò)石料磨耗損失和壓碎值來(lái)衡量的。石料磨耗損失是測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)條件下石料抵抗摩擦、沖擊的能力。壓碎值是用于衡量石料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力。1、磨耗試驗(yàn)石料的磨耗試驗(yàn)參照歐洲共同體標(biāo)準(zhǔn)EN1097-2和T0317-2005磨耗試驗(yàn)(洛杉磯法)進(jìn)行。試驗(yàn)步驟如下：將試樣用水沖洗干凈，放置于溫度為105±5的烘箱中，烘至恒量，稱去5000±50g石料試樣，裝入磨耗機(jī)圓筒中，并加直徑為46.8mm的鋼球11個(gè)，每個(gè)質(zhì)量為390445g，總質(zhì)量為4690-4860g，蓋好筒蓋，將計(jì)算器凋整到零位。接著開(kāi)動(dòng)磨耗機(jī)，以3033rmin轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)500

4、轉(zhuǎn)后停止，取出試樣。用1.7mm的方孔篩，篩去試樣中的石屑，用水洗凈留在篩上的試樣，烘至恒量，并準(zhǔn)確稱出其質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算石料的磨耗率Q_，精確至0.1：Q磨=(m1-m2)m1×100Q磨石料磨耗率，m1裝入圓筒中的試樣質(zhì)量，m2試驗(yàn)后洗凈烘干的試樣質(zhì)量，石料的磨耗率取兩次平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值。兩次試驗(yàn)誤差不大于2，否則重做試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表2。表2 粒徑510mm石料的磨耗率編號(hào)試驗(yàn)次數(shù)m1(g)m2(g)磨耗率，備注單個(gè)值平均值X115005418516.416.3保山石灰?guī)r24995419016.1X215000406518.118.3騰沖石灰?guī)r2501

5、0402519.72、壓碎值試驗(yàn)石料的壓碎值試驗(yàn)參照T03162005粗集料壓碎值試驗(yàn)進(jìn)行。試驗(yàn)步驟如下：將準(zhǔn)備好的試樣按要求質(zhì)量分3次(每次數(shù)量大體相同)均勻的裝入試模中，每次均將試樣表面整平，用金屬棒的半球面端從石料表面上均勻搗實(shí)25次，最后用金屬棒作為直刮刀將表面仔細(xì)整平。稱取量筒中試樣質(zhì)量(m0)。將裝有試樣的試模放到壓力機(jī)上，同時(shí)加壓頭放入試筒內(nèi)石料面上，注意使壓頭擺平，勿擠筒壁。接著開(kāi)頭壓力機(jī)，均勻地施加荷載，在10min左右的時(shí)間內(nèi)達(dá)到總荷載400KN，穩(wěn)定5S，然后卸荷。將試模從壓力機(jī)上取下，取出式樣，用2.36mm標(biāo)準(zhǔn)篩篩分經(jīng)壓碎的全部試樣，可分幾次篩分，均需篩到在1min內(nèi)

6、無(wú)明顯的篩出物為止，稱取通過(guò)2.36mm篩孔的全部細(xì)料質(zhì)量(m1)，準(zhǔn)確至1g。試驗(yàn)結(jié)果按下式計(jì)算石料壓碎值Qa，精確至0.1：Qa=m1m0X100Qa石料壓碎值，m0試驗(yàn)前試樣質(zhì)量，gm2一試驗(yàn)后通過(guò)2.36mm篩孔的細(xì)料質(zhì)量，g石料的壓碎值取兩次平行試驗(yàn)結(jié)果的算術(shù)平均值作為測(cè)定值。試驗(yàn)結(jié)果如表3 表3 粒徑510mm石料的壓碎值編號(hào)試驗(yàn)次數(shù)m0(g)m1(g)壓碎值備注單個(gè)值平均值X11300547515.816.2保山石灰?guī)r2299549516.5Y31300550516.817.3騰沖石灰?guī)r2300053517.8根據(jù)規(guī)范要求石料壓碎值不能大于28的要求，結(jié)合表3的試驗(yàn)結(jié)果可知：作為

7、同步碎石封層的石料，石料壓碎值都滿足規(guī)范要求。3、粘附性試驗(yàn)及分析粘附性試驗(yàn)適用于檢驗(yàn)瀝青與石料表面的粘附性及評(píng)定石料的抗水剝離能力。對(duì)于最大粒徑大于13.2mm的石料應(yīng)用水煮法，對(duì)最大粒徑小于或等于13.2mm的石料應(yīng)用水浸法。本試驗(yàn)采用水浸法參照T0616-1993瀝青與粗集料的粘附性試驗(yàn)進(jìn)行。試驗(yàn)步驟如下：將石料放置105±5的烘箱中烘干，冷卻后按四分法稱取石料1009置搪瓷盤(pán)中，連同搪瓷一起放入己升溫至瀝青拌和溫度(130150)以上5的烘箱中持續(xù)加熱1h，接著按每100g礦料加入瀝青5.5+0.2g的比例稱取瀝青，放入小型拌和容器中，一起置入同一烘箱中加熱15min，將搪瓷

8、中的石料倒入拌和容器的瀝青中后，從烘箱中取出拌和容器，立即用金屬鏟均勻拌和11.5min，使石料完全被瀝青薄膜裹覆。然后.立即將裹有瀝青的集料取20個(gè)，用小鏟移至玻璃板上攤開(kāi)，并置室溫下冷卻1h。將放有石料的玻璃板浸入溫度為80±1的恒溫水槽中，保持30min，并將剝離及浮于水面的瀝青，用紙片撈出。由水中小心取出玻璃板，浸入水槽內(nèi)的冷水中，仔細(xì)觀察裹覆石料的瀝青薄膜的剝落情況。根據(jù)剝離面積的情況按下表4評(píng)定瀝青與石料粘附性等級(jí)。表4 瀝青與石料的粘附性等級(jí)試驗(yàn)后石料表面上瀝青薄膜的剝落情況粘附性等級(jí)瀝青薄膜完全保存，剝離面積百分率接近于05瀝青薄膜少部分為水所移動(dòng)，厚度均勻，剝離面積

9、百分率少于104瀝青薄局部明顯地為水所移動(dòng)?；颈Ａ粼谑媳砻嫔希瑒冸x面積百分率少于303瀝青薄大部為水所移動(dòng)，局部保留在石料表面上，剝離面積百分率少于302瀝青薄完全為水所移動(dòng)，石料基本裸露，瀝青全浮于水面上1表5 粒徑5一I0mm石料粘附性指標(biāo)實(shí)測(cè)結(jié)果編號(hào)保山石灰?guī)r騰沖石灰?guī)rX1X2X3X4S1S2S3S4粘附性455555555根據(jù)規(guī)范要求石料粘附性不能小于4級(jí)的要求，結(jié)合表5的試驗(yàn)結(jié)果可知：保山石灰?guī)r、騰沖石灰?guī)r石料的粘附性都是5級(jí)，滿足規(guī)范要求，能作為同步碎石封層的石料，石料的粘附性都滿足規(guī)范要求。4針片狀顆粒試驗(yàn)及分析根據(jù)我國(guó)公路瀝青路而施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40-2004)規(guī)定高

10、速公路、一級(jí)公路及城市主干道、主干路瀝青混凝上路面用粗集料的針片狀顆粒含量不大于15，其他等級(jí)公路與城市道路瀝青混凝上路面用粗集料的針片狀顆粒含量不大于20。為了保證同步碎石技術(shù)的施工質(zhì)量及路用性能。我們將該項(xiàng)指標(biāo)定為不大于15。根據(jù)公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程(JTGE422005)的試驗(yàn)方法。測(cè)得石料的針片狀顆粒。試驗(yàn)結(jié)果如表6。表6 粒徑510mm石料的針片狀顆粒含量編號(hào)保山石灰?guī)r騰沖石灰?guī)rX1X2X3X4S1S2S3S4針片狀顆粒含量(%)10.7121412.77.66.79.27.9根據(jù)規(guī)范要求石料的針片狀顆粒含量不能大于15的要求，結(jié)合表6試驗(yàn)結(jié)果可知：能作為同步碎石封層的石料。石料的針

11、片狀顆粒含量都滿足規(guī)范要求。5、石料用量試驗(yàn)為了保證同步碎石施工時(shí)石料能夠均勻地滿布在原路而上。防止出現(xiàn)“缺料露油”現(xiàn)象。要事先確定單位面積所用石料的數(shù)量。試驗(yàn)用一帶有刻度的容量盒。將石料滿鋪在盒底面上后，把盒豎立，使石料堆集在一側(cè).通過(guò)讀取盒蓋上的數(shù)據(jù)，計(jì)算出單位面積上所用石料的體積及質(zhì)量。試驗(yàn)結(jié)果如表7。表7 粒徑5-10mm單位面積石料用量編號(hào)保山石灰?guī)r騰沖石灰?guī)rX1X2X3X4S1S2S3S4單位面積石料用量(kg/m3)7.77.67.97.78.28.58.48.3四、瀝青同步碎石技術(shù)主要依靠粘結(jié)料將碎石秸結(jié)在一起，形成整體，共同抵抗行車(chē)作用，因此要求粘結(jié)料具用足夠的粘結(jié)性、具有足

12、夠的流動(dòng)性，以保證施工時(shí)粘結(jié)料具備足夠的爬升高度，以保證對(duì)碎石一定的裹覆面積。1、根據(jù)同步碎石封層技術(shù)要求和施工特點(diǎn)，我們選用廣東茂名標(biāo)號(hào)為90#瀝青進(jìn)行試驗(yàn)。2、針入度試驗(yàn)及分析 我們選用90#瀝青，依據(jù)公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ0522000)做針入度試驗(yàn)。滿足要求。五、試驗(yàn)路段鋪筑檢測(cè)同步碎石封層的施工工藝：舊路的處理施工材料的準(zhǔn)備現(xiàn)場(chǎng)施工壓路機(jī)碾壓開(kāi)放交通。1、舊路的處理同步碎石封層試驗(yàn)路鋪筑在保山總段所屬的G320線大砂河至左官段、潞江壩里壩子段；騰瑞線騰沖至毛家營(yíng)段等三個(gè)地段進(jìn)行鋪筑。本文選擇保山總段所屬的G320線大砂河至左官段K3389+000K3391+000、

13、潞江壩里壩子段K3424+300K3426+000路段具有代表性路段進(jìn)行試驗(yàn)。這一路段有縱橫裂縫、抗滑系數(shù)低，網(wǎng)裂眾多。在進(jìn)行同步碎石施工前，先將準(zhǔn)備施工路段封閉進(jìn)行雜物清掃，用吹風(fēng)機(jī)清除灰塵，是為使灑布的同步碎石封層能與舊路面有良好的粘附。2、施工材料的準(zhǔn)備本施工路段選用的瀝青為廣東茂名標(biāo)號(hào)90#，石料規(guī)格S12粒徑510mm，石料來(lái)源：保山隆陽(yáng)區(qū)云瑞石灰?guī)r，其各項(xiàng)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。3、施工現(xiàn)場(chǎng)本施工路段石料粒徑510mm，石料的撤布用量為7.0kgm2，90#瀝青的用量為1.2kg/m2，進(jìn)行單層鋪筑，厚度10mm，撒布后10min-15min用膠輪壓路機(jī)碾壓三到四遍，碾壓成型后2個(gè)小時(shí)

14、開(kāi)放交通。(注：本路的施工時(shí)間為2012年4月中旬，早上9點(diǎn)左右。)4、施工現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及分析施工完成后，對(duì)兩段試驗(yàn)路進(jìn)行跟蹤檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表8。表8 試驗(yàn)路路用性能檢測(cè)結(jié)果試驗(yàn)路段檢測(cè)內(nèi)容檢測(cè)指標(biāo)施工前施工后1hK3389+000K3391+000構(gòu)造深度(m)0.550.301.05摩擦系數(shù)453153滲水系數(shù)(mL/min)符合要求1.330.34石料剝落度(%)109五、本章小結(jié)本次試驗(yàn)的主要材料用量：1、瀝青：90#；石料：保山石灰?guī)r、騰沖石灰粒徑為5-10mm；石料壓碎值（%）：保山石灰?guī)r 16.2、騰沖石灰?guī)r17.3；磨耗率（%）：保山石灰?guī)r 16.3、騰沖石灰?guī)r18.3；石料粘附性指標(biāo)：騰沖石灰?guī)r=5、保山石灰