抗車轍抗疲勞高模量瀝青混合料設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范

A.3）式中：TL——油石比（瀝青重量與礦料重量之比），單位%；G——粒徑大于9.5mm的集料占總的集料的百分率，單位%；S——粒徑在0.3mm到9.5mm之間的集料占總集料的百分率，單位%；s——粒徑在0.075mm到0.3mm之間的集料占總集料的百分率，單位%；f——粒徑小于0.075mm的集料占總的集料的百分率，單位%；——集料的有效密度，單位g/m3。制作馬歇爾試件，馬歇爾擊實次數(shù)為雙面75次，一組馬歇爾試件個數(shù)不得少于4～6個，試件的毛體積相對密度用表干法測定，根據(jù)空隙率要求確定混合料的礦料級配和瀝青用量。配合比設(shè)計性能驗證根據(jù)選用的級配和瀝青用量拌合瀝青混合料，分別進行馬歇爾試驗，凍融劈裂試驗、車轍試驗、漢堡試驗、動態(tài)模量試驗、四點彎曲疲勞試驗以及低溫彎曲試驗，各項指標(biāo)應(yīng)符合本規(guī)范6.3規(guī)定的技術(shù)要求，空隙率與期望的空隙率的差值不宜超過±1%。如不符合要求，應(yīng)重新調(diào)整瀝青用量拌合瀝青混合料進行試驗，直至符合要求為止。配合比設(shè)計報告如各項指標(biāo)均符合要求，即配合比設(shè)計已完成，出具配合比設(shè)計報告。

（資料性附錄）

條文說明1范圍1.1為適應(yīng)道路行業(yè)發(fā)展和建設(shè)的需要，提高瀝青路面技術(shù)水平，指導(dǎo)抗車轍抗疲勞型高模量瀝青混合料的使用品質(zhì)和設(shè)計質(zhì)量，保證工程瀝青路面施工質(zhì)量，制定本規(guī)范。1.2本規(guī)范適用于各等級公路抗車轍抗疲勞型高模量瀝青混合料路面的新建、改建工程、及大中修養(yǎng)護工程，抗車轍抗疲勞型高模量瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)、配合比設(shè)計方法、施工工藝、質(zhì)量控制及驗收方法和標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)符合本規(guī)范的相關(guān)規(guī)定。1.3抗車轍抗疲勞高模量瀝青混合料適用于高速公路的中、下面層，其他等級公路重載交通瀝青混合料路面及長大縱坡路段瀝青混合料路面。抗車轍抗疲勞型高模量瀝青混合料路面施工必須有施工組織設(shè)計，并保證合理的施工工期，瀝青路面不得在氣溫低于15℃，以及雨天、路面潮濕的情況下施工。1.4抗車轍抗疲勞型高模量瀝青混合料施工應(yīng)符合國家關(guān)于環(huán)境保護的相關(guān)規(guī)定，同時應(yīng)保證施工安全，并應(yīng)為施工人員提供符合國家規(guī)定的勞動保護條件。2規(guī)范性的引用文件本規(guī)范引用了法國的LCPC瀝青路面設(shè)計規(guī)范《LaboratoireCentraldesPontsetChaussées.LPCBituminousMixturesDesignGuide》。3術(shù)語關(guān)于高模量抗疲勞型瀝青混合料的術(shù)語，國內(nèi)外不完全相同，例如在英國HMAM，法國是EME，綜合考慮到術(shù)語和定義的統(tǒng)一性，并參照國標(biāo)《瀝青混合料專業(yè)名詞術(shù)語》，對本規(guī)程的術(shù)語和定義進行了統(tǒng)一。硬質(zhì)道路瀝青（hardpavingbitumen），這一類瀝青中的純?yōu)r青由直接蒸餾方法產(chǎn)生，主要是指用于制備法國高模量瀝青混合料EME和中國高模量抗疲勞瀝青混合料的一種道路瀝青，其針入度（溫度25°）小于30（1/10mm）的瀝青，滿足歐洲針入度等級標(biāo)準(zhǔn)10/20、15/25、20/30的道路瀝青，其技術(shù)要求可參照歐洲硬質(zhì)瀝青技術(shù)要求（EN13924）。改性瀝青（ModifiedAsphalt），是摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、天然瀝青、磨細(xì)的橡膠粉或者其他材料等外摻劑（改性劑），使瀝青的流變特性得以改善的瀝青膠結(jié)料。美國用modifiedasphalt；modifiedasphaltcement；歐洲用modifiedbitumen；modifiedbitumens；X大利亞用modifiedbinder。5材料5.2瀝青膠結(jié)料瀝青膠結(jié)料作為典型的粘彈性材料，其性能表現(xiàn)取決于溫度和荷載作用時間。高等級瀝青路面路用性能如高溫抗車轍、低溫抗開裂、抗水損害、耐疲勞性能等都與瀝青膠結(jié)料的性能緊密相關(guān)。目前，根據(jù)公路等級、瀝青混合料的級配設(shè)計特點和路面抗病害能力和功能的針對性，出現(xiàn)了較多類型的瀝青膠結(jié)料類型，從石油瀝青、SBS改性瀝青、EVA改性瀝青、PE改性瀝青到巖瀝青改性瀝青、彩色瀝青、高模量瀝青等，這些瀝青膠結(jié)料在不同的結(jié)構(gòu)層位能夠賦予傳統(tǒng)瀝青路面更好的使用功能。如在抗車轍能力方面，國內(nèi)外研究者對提高瀝青混合料的勁度模量以改善瀝青混合料路面的抗車轍能力進行了大量的研究。結(jié)果表明，瀝青性能的提高能顯著改善混合料的抗車轍性能，模量高的瀝青（高模量瀝青）勁度模量、粘度一般較大，可以顯著提高混合料的勁度模量，一定溫度和加載速率下，抗剪切變形能力越強，瀝青混合料抗車轍性能越好，路面車轍深度明顯降低，且疲勞性能比普通瀝青混合料有大幅提高。目前采用外摻劑的方式生產(chǎn)高模量瀝青混合料，其瀝青膠結(jié)料應(yīng)符合JTGF40《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中關(guān)于道路石油瀝青及改性瀝青的技術(shù)要求，并根據(jù)需要摻加添加劑。目前，在世界范圍內(nèi)具有代表性的道路瀝青的評價體系有三種，即針入度分級體系、粘度分級體系和PG分級體系。PG分級體系的是美國聯(lián)邦公路局歷經(jīng)5年的研究所進行的美國戰(zhàn)略公路計劃（簡稱SHRP）中有關(guān)瀝青分級體系的研究成果。在PG分級體系中，用路面最高設(shè)計溫度下的動態(tài)剪切模量表征瀝青的高溫性能，用最低路面設(shè)計溫度下的勁度和勁度隨變形的變化速率表征瀝青的低溫性能，用疲勞溫度下的動態(tài)剪切模量表征瀝青的抗疲勞性能，用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗和壓力老化罐試驗分別表征瀝青的短期老化和長期老化性能。例如，一種標(biāo)識為PG82-22的膠結(jié)料表示其要符合的高溫物理性質(zhì)指標(biāo)要求的最低試驗溫度不小于82℃，低溫物理性質(zhì)指標(biāo)要求的試驗溫度要低于-22℃。這些物理性質(zhì)直接與實際的路用性能相關(guān)，因此第一個指標(biāo)（溫度）越高，瀝青膠結(jié)料抵抗高溫車轍及推移變形的能力越強，同樣第二個指標(biāo)（PG溫度）越低，其抵抗低溫開裂的性能愈好，高溫、低溫的標(biāo)識在各自的方向（高、低）以6℃遞增，這樣使其可能的分級幾乎是無限的。從科學(xué)意義上講，無論從最早的針入度分級體系，還是到粘度分級體系、PG分級體系，都起因于原體系的不足或局限性和分析技術(shù)的進步。三種體系都從不同的側(cè)面反映了瀝青的使用性能，三種體系都能在不同程度上對瀝青的使用性能進行約束，從簡易程度和技術(shù)的先進性比較，各有優(yōu)缺點。本規(guī)范提出的高模量瀝青膠結(jié)料的技術(shù)要求是以XX省交通科學(xué)研究院、中海油、中燃油為代表的科研、生產(chǎn)單位對硬質(zhì)瀝青進行了較早而全面的研究和國內(nèi)應(yīng)用實踐的研究成果。對于硬質(zhì)道路瀝青，可對低溫要求不高的情況下采用，其技術(shù)要求參EN13924的規(guī)范要求提出的。瀝青儲運站及瀝青混合料拌和廠應(yīng)將不同來源、不同標(biāo)號的瀝青分開存放，不得混雜。在使用期間，儲存瀝青的瀝青罐或貯油池中的溫度不宜低于135℃，并不高于175℃，經(jīng)較長時間存放的瀝青在使用前應(yīng)抽樣檢查，不符合質(zhì)量要求的不得使用。瀝青必須具有良好的貯存穩(wěn)定性。改性瀝青罐中必須加設(shè)加熱攪拌設(shè)備并進行攪拌，使用前改性瀝青必須攪拌均勻。在施工過程中應(yīng)定期取樣檢驗產(chǎn)品質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)離析等質(zhì)量不符要求的改性瀝青不得使用。所有的礦料必須無塑性，瀝青混合料中的粘土顆粒成分可以引起瀝青混合料的體積膨脹，在水的作用下引起瀝青膜與礦料間的剝離現(xiàn)象。6配合比設(shè)計6.1設(shè)計原則瀝青混合料設(shè)計方法多種多樣，基本上每個國家都有一套設(shè)計方法及其指標(biāo)體系。從原理來講，基于性能驗證和力學(xué)指標(biāo)的法國LCPC瀝青混合料設(shè)計方法、基于體積指標(biāo)的Superpave瀝青混合料設(shè)計方法及馬歇爾瀝青混合料經(jīng)驗設(shè)計方法最具有代表性，大多國家都是采用上述三種方法體系，并根據(jù)其具體國情建立相應(yīng)的性能評價指標(biāo)。由于設(shè)備的限制，為了更好地大規(guī)模推廣抗車轍抗疲勞高模量瀝青混合料，本規(guī)范規(guī)定的是中國傳統(tǒng)的馬歇爾體積設(shè)計方法。如果有條件的單位，也可以采用法國旋轉(zhuǎn)剪切壓實儀進行設(shè)計。6.2級配設(shè)計本規(guī)范所提出的級配范圍參照是XX省交通科學(xué)研究院的交通運輸部聯(lián)合科技攻關(guān)項目“歐美瀝青混合料設(shè)計方法與我國的工程實踐”的級配研究中的研究成果。6.3配合比設(shè)計體積設(shè)計a）瀝青膠結(jié)料用量不應(yīng)小于5.1%；b）空隙率與密度：空隙率不應(yīng)大于4%；試件按照J(rèn)TGE20T0702-2011方法制備，其擊實次數(shù)為雙面75次。試件按照J(rèn)TGE20T0736方法制備，參照法國的EN12697-31，其中旋轉(zhuǎn)壓實儀壓實內(nèi)部角為0.82°±0.02°，外部角為1°±0.02°，旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)為100次。c）密度檢測應(yīng)符合JTGE20中T0705的規(guī)定?？障堵省⒌V料間隙率和瀝青飽和度應(yīng)按照J(rèn)TGE20（T0705-4）式進行計算，采用毛體積法。性能評價水穩(wěn)定性：水穩(wěn)定性評價分別采用了法國多列士Duriez試驗、美國修正T-283試驗和中國的凍融劈裂試驗、浸水馬歇爾試驗四種試驗方法。由于高模量瀝青混合料的設(shè)計空隙率和現(xiàn)場空隙率基本相同，因而根本無法達(dá)到空隙率（7±0.5）%的要求，經(jīng)過幾組試驗的調(diào)試，最終確定在用AASHTOT283試驗進行瀝青混合料水敏感性評價時，空隙率調(diào)整為（5.5±0.5）%。通過研究比較，最終確定采用凍融劈裂試驗評價其水穩(wěn)定性，其凍融劈裂抗拉強度比不應(yīng)小于80%，應(yīng)按照J(rèn)TGE20中T0729方法進行檢測；高溫穩(wěn)定性：采用法國車轍試驗、漢堡車轍試驗、和中國車轍試驗進行抗車轍性能的試驗評價，為方便推廣應(yīng)用，最終確定該類型的瀝青混合料采用中國的車轍試驗，溫度為度70±0.5℃，輪壓0.7MPa±0.05MPa試驗條件下，動穩(wěn)定度不應(yīng)小于3000次/mm，應(yīng)按照J(rèn)TGE20中T0719方法進行檢測。其中如果有條件的話，采用漢堡試驗，其20000次時，最大變形不應(yīng)大于5mm；動態(tài)模量：針對兩點彎曲模量、ITSM試驗、動態(tài)模量（AASHTOTP79）四點彎曲模量試驗方法進行瀝青混合料模量研究，確定動態(tài)模量應(yīng)按照J(rèn)TGE20中T0738方法進行檢測，參照AASHTOTP79，溫度45℃±0.5℃，加載頻率10Hz±0.1Hz試驗條件下，動態(tài)模量不應(yīng)小于4000MPa。有條件的情況下，可以按照勁度模量（EN12697-26）兩點模量試驗方法進行瀝青混合料模量測試，按照EN126