1、瀝青混合料表面層配合比優化設計實例 主講人： xxx 博士 教授 長沙理工大學 一、材料基本性質 1 瀝青 某工程地處規范附錄A規定的2-2區，按規范選擇瀝青標號可以為110或 90號瀝青，瀝青到貨后按試驗規程要求取樣，公路工程質量檢測中心進行試驗，質量符合我國道路瀝青技術A級要求，試驗路鋪筑用的克拉瑪依110號瀝青，SBS改性瀝青主要技術指標如表1，2。 表 1 110 瀝青質量試驗結果 項 目單位技術要求（110號，A級）試驗結果試驗方法規范規定針入度 25，100g,5sdmm100-120105JTJ T 0604延 度 5cm/min, 15 10cm100150JTJ T 0605

2、cm40100JTJ T 0605針入度指數PI1.5-+1.01.3JTJ T 0604軟化點 TR&B4344.0JTJ T 0606溶解度 （三氯乙烯）%99.599.84JTJ T 0607閃點 （COC）230280JTJ T 0609密度 15g/cm3實測1.0049JTJ T 0603蠟含量%55JTJ T 0604延度10cm10-30JTJ T 0605 表2 SBS改性瀝青產品性質 指標SBS類（I類）試驗結果IAIBICID針入度（25，100g5s）,0.1mm1008010060-8040-60111針入度指數PI，不小于1.2-0.8-0.40-1.0延度（5，5

3、cm/min）,cm，不小于5040302093.5軟化點，不小于4550556060.0粘度（135）Pas，不大于35055606585.6延度（5），cm，不小于30252015702 礦料2.1 粗集料 采用當地產的玄武巖碎石，應選擇料場儲量豐富，質量穩定，運輸方便，可保證施工過程中的材料供應。各種材料的篩分結果如表3。在表中集料粒徑符合規范要求。粗集料與使用瀝青的粘附性達到4級，基本沒有剝落。按規范對碎石質量的檢測結果如表4，從表中可見，有些指標必須對不同粒徑的碎石分別試驗，各項指標均符合規范要求，可以使用。表3 各種粗集料的篩分結果 材 料通過下列篩孔（mm）的百分率（）19161

4、3.29.54.752.361.1810-15mm10010089.929.40.3005-10mm1001001009974.62.80.53-5mm10010010010091.436.210.3 表 4 各種粗集料的質量規格 指 標單 位規范要求碎石規格高速公路1015mm 5-10mm 35mm壓碎值洛杉磯磨耗值磨光值表觀密度毛體積密度吸水率針片狀含量水洗法0.075mm含量軟石含量堅固性g/cm3g/cm3%26422.60-2.015131212.8， 17.717.55532.781 2.79 2.7622.757 2.711 2.7620.81 1.059.1 11 -接近00

5、.9石質良好，經判斷可以不做2.2 細集料 機制砂，細度模數3.6。質量及規格如表5、6，符合規范要求，可以使用。表 5 機制砂的篩分結果材 料通過下列篩孔（mm）的百分率（）9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075機制砂100 100 85 58 53 33 8.2 2.7指 標單 位規范要求試驗結果細度模數表觀密度砂當量外觀2.5060-30.3mm部分），不小于%128T0340砂當量，不小于%6065T0334棱角性（流動時間），不小于s3038T0345亞甲藍值，不大于g/kg2520T03492.3 填料石灰石礦粉的質量及規格如表7 指 標單 位規

6、范要求石灰石石粉巖石品種及產地表觀密度親水系數含水率通過下列篩孔的百分率0.6mm0.3mm0.15mm0.075mmg/cm3石灰石2.5011100-90-10075-100當地石灰石2.7910.60.1510095.083.864.0塑性指測由表12可知，油石比5.1%的AC13調整型的各項馬歇爾體積參數均符合技術要求。表13 車轍試驗瀝青品種油石比，DS（次/mm）110號A級瀝青5132545SBS改性110號瀝青5114001） 高溫穩定性檢驗對上述設計的級配及油石比的瀝青混合料在溫度60、輪壓0.7MPa條件下進行車轍試驗，動穩定度為325次/mm，不

7、符合規范應不小于800次/mm的規定要求。 試驗結果如下： 由于普通110號瀝青的動穩定度達不到規定值，則大體上可以采取以下措施來提高動穩定度： 1）、增大集料粒徑，增加粗集料用量； 2）、采用水泥代替部分礦粉用量； 3）、 摻加纖維穩定劑； 4）、減少或不用天然砂用量，用有棱角的人工砂或石屑代替 5）、換用針入度小一些或60粘度高的瀝青， 減少瀝青用量，使用改性瀝青等。 由于動穩定度不符合要求， 采用SBS進行改性和換為90號瀝青兩種方案，以提高高溫性能。經協商，采用SBS改性瀝青，試驗結果見表13。提高動穩定度采取的措施：2） 水穩定性檢驗 表14 殘留穩定度試驗結果瀝青品種0.5h穩定度

8、,kN48h穩定度,kN殘留穩定度（）規范要求110號A級瀝青8.597.486不小于754.5SBS改性瀝青9.18.088不小于80殘留強度比110號A級瀝青74不小于704.5SBS改性瀝青79不小于75按照最佳油石比5.1，制作的試件，進行馬歇爾試驗及48小時浸水馬歇爾試驗，對瀝青混合料的水穩定性進行驗證。殘留穩定度結果如表14。2） 水穩定性檢驗殘留穩定度和殘留強度比均達到了規范要求。由上結果，得出目標配合比的礦料級配及最佳油石比為5.1。對于改性110號瀝青配制的瀝青混合料的各項指標均能滿足現行規范的要求。規范規定此配比僅供拌和機確定各冷料倉的供料比例、進料速度及試拌使用3）瀝青混

9、合料低溫彎曲試驗按照試驗規程要求對各結構層瀝青混合料進行低溫彎曲試驗，測定瀝青混合料在10條件下的極限應變、勁度模量及抗彎強度以評價各種瀝青混合料的低溫抗裂性。試驗結果見表15表15 AC-13調整表面層瀝青混合料低溫彎曲試驗結果瀝青混合料類型極限應變（106）抗彎強度（MPa）勁度模量（MPa）備注AC-13調整30194.521497SBS改性瀝青AC-13調整28124.031433110號瀝青3）瀝青混合料低溫彎曲試驗最佳油石比的110號改性瀝青混合料的各項指標滿足現行規范的要求，可以應用。AC13I瀝青混合料配合比設計檢驗:按照最佳油石比，制作馬歇爾試件，其體積指標如表15。低溫彎曲

10、試驗結果表明：瀝青混合料的10條件下的極限應變滿足設計要求。4) 滲水性能檢驗(略)由表可知：AC13I型最佳油石比對應的各項體積指標符合規范要求。表15 AC-13I體積參數油石比%空隙率%VMA%VFA%穩定度kN流值0.1mm密度g/cm3瀝青膜厚度微米粉膠比5.23.614.274.511.525.72.406.341.36規范要求3513.6657582040實測1） 高溫穩定性表16 車轍試驗瀝青品種油石比，DS（次/mm）110號A級瀝青5229545SBS改性110號瀝青5210202）48小時浸水馬歇爾試驗表17 殘留穩定度和殘留強度比瀝青品種0.5h穩定度,kN48h穩定度

11、,kN殘留穩定度規范要求110號A級瀝青8.817.56585.9不小8045SBS改性瀝青9.2527.99586.4不小于85殘留強度比110號A級瀝青76不小于7045SBS改性瀝青79不小于753) 按照試驗規程要求對各結構層瀝青混合料進行低溫彎曲試驗，測定瀝青混合料在10條件下的極限應變、勁度模量及抗彎強度以評價各種瀝青混合料的低溫抗裂性。試驗結果見表15。表15 AC-13I表面層瀝青混合料低溫彎曲試驗結果瀝青混合料類型極限應變（106）抗彎強度（MPa）勁度模量（MPa）備注AC-13I30684.611503SBS改性瀝青AC-13I28944.191448110號瀝青低溫彎曲

12、試驗：低溫彎曲試驗結果表明：青混合料的10條件下的極限應變滿足設計要求。由以上表知，改性110號瀝青的各項指標均滿足現行規范的要求，可以使用。AK-13A瀝青混合料配合比設計檢按照最佳油石比，制作馬歇爾試件，按照真空法實測的理論最大密度計算的體積參數如表16 。最佳油石比時的各項體積指標滿足現行規范的要求。表16 AK-13體積參數油石比%空隙率%VMA%VFA%穩定度kN流值0.1mm密度g/cm3瀝青膜厚度微米粉膠比513.914.773.510.1630.852.4127.311.35規范要求3513.965757.52040實測表17 車轍試驗瀝青品種油石比，DS（次/mm）110號瀝

13、青5134045SBS改性110號瀝青5112501） 高溫穩定性: 水穩定性:表18 48小時浸水馬歇爾試驗殘留穩定度瀝青品種0.5h穩定度,kN48h穩定度,kN殘留穩定度,規范要求110號重交瀝青8.817.56585.9不小7545SBS改性瀝青9.2527.99586.4不小于80殘留強度比110號A級瀝青75不小于7045SBS改性瀝青78不小于753)按照試驗規程要求對各結構層瀝青混合料進行低溫彎曲試驗，測定瀝青混合料在10條件下的極限應變、勁度模量及抗彎強度以評價各種瀝青混合料的低溫抗裂性。試驗結果見表19。 表19 AK-13A表面層瀝青混合料低溫彎曲試驗結果瀝青混合料類型極

14、限應變（106）抗彎強度（MPa）勁度模量（MPa）備注AK-13A31384.961581SBS改性瀝青AK-13A25874.341678110瀝青低溫彎曲試驗低溫彎曲試驗結果表明：瀝青混合料的10條件下的極限應變滿足設計要求。最佳油石比的110號改性瀝青混合料的各項指標滿足現行規范的要求，可以應用。3.6 瀝青混合料配合比的調整原則在施工時，按試驗室所作的配合比所試拌的混合料的各種指標有時不滿足要求，因此須結合試拌與試鋪，進行必要的調整，方可作為生產配合比，一般按以下原則進行調整： 1)空隙率與穩定度均較低 系瀝青含量過多或細料偏多或兩者兼有所致，提高空隙率的方法有多種，其中之一是在混合

15、料中添加粗礦料以提高VMA（礦料間隙率）值。提高空隙率的另一種方法是降低瀝青含量。但應注意，只有當混合料中的瀝青含量超出一般，而減少瀝青含量又不會使瀝青膜低于要求厚度，且不影響路面耐久性時，方可使用此種方法。在混合料中增加表面粗糙且有棱角的礦料可提高VMA值和摩阻力。 3.6 瀝青混合料配合比的調整原則2）空隙率低、穩定度滿足要求 系瀝青含量偏多或主骨料夠但級配中間料斷檔太長所致。空隙率低易出現泛油現象，尤其當主骨料被壓碎時，將會引起失穩和泛油。因此，空隙率低的混合料，即便是穩定度暫時可以滿足要求，也應該用上面所述的方法進行調整。3）空隙率滿足要求、穩定度低 可能是因為混合料級配不佳、礦料本身

16、強度不足、細長扁平含量過高、瀝青與礦料粘結性差等造成，可根據具體情況進行調整。3.6 瀝青混合料配合比的調整原則4）空隙率高、穩定度滿足要求 空隙率高常會使透水性提高。所以既使混合料的穩定度滿足要求，也要將空隙率調低些。通常采用的方法是適當增加細料。5）空隙率高、穩定度低 對于空隙率高而穩定度低的混合料，需要按前面闡述的方法調低空隙率。如果經調整后，仍然不能同時改善空隙率和穩定度兩項指標時。則要按照開始所述的方法，重新選擇礦料。3.7最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度 1)、按式B.6.8.1計算瀝青混合料的粉膠比，宜符合0.61.6的要求。對常用的公稱最大粒徑為13.2mm19mm的密級

17、配瀝青混合料，粉膠比宜控制在0.81.2范圍內。B.6.8.1:式中： FB 粉膠比，瀝青混合料的礦料中0.075mm通過率與 有效瀝青含量的比值，無量綱； P0.075 礦料級配中0.075mm的通過率(水洗法)，； Pbe 有效瀝青含量，。2）、按式B.6.8.2的方法計算集料的比表面，按式B.6.8.3估算瀝青混合料的瀝青膜有效厚度。各種集料粒徑的表面積系數按表B.6.8采用。SA=(PiFAI)(B.6.8.3)(B.6.8.2)式中：SA 集料的比表面積，m2/kg。 Pi 各種粒徑的通過百分率，； FAI 相應于各種粒徑的集料的表面積系數， 如表B.6.8所列； DA 瀝青膜有效厚

18、度，m； Pba 有效瀝青含量，； b 瀝青的相對密度(25/25) ，無量綱。 注：各種公稱最大粒徑混合料中大于4.75mm尺寸集料的表面積系數FA均取0.0041，且只計算一次，4.75mm以下部分的FAi如表B.6.8示例。該例的SA6.60 m2/kg。若混合料的有效瀝青含量為4.65，瀝青的相對密度1.03，則瀝青膜厚度為DA=4.65/1.03/6.60106.83m。表B.6.8 集料的表面積系數示例篩孔尺寸(mm)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075集料比表面總和SA(m2/kg)表面積系數FAi0.00410.00410.00820.1

19、640.2870.6140.12290.3277通過百分率Pi(%)1009285766042322316126比表面FAiPi (m2/kg)0.410.250.340.520.660.981.471.976.60四、表面層瀝青混合料生產配合比設計在目標配合比確定之后，應利用實際施工的拌和機進行施工配合比設計。本工程采用日本產田中拌和機。生產配合比設計階段的主要任務就是從二次篩分后進入各熱料倉的材料取樣篩分，以確定各熱料倉的材料比例，供拌合機控制室使用，同時反 復調整冷喂料倉進料比例，以達到供料平衡，并取目標配合比設計的最佳瀝青用量、最佳瀝青用量03等三個瀝青用量進行馬歇爾試驗，確定生產配合

20、比的最佳瀝青用量 1、 各熱料倉比例的確定 （礦料級配設計）公路施工單位一般沒有石料加工廠，而是采購許多集體和個人開辦的小型加工廠，原材料品種雜、變異性大，拌和廠多數為臨時型，材料露天堆放，材料含水量受天氣影響較大。采用間歇式拌和機進行二次篩分，瀝青混合料的礦料級配才能保證。1、1 振動篩孔的選用振動篩孔的選用對搞好礦料級配相當重要，一般拌和機采用的篩型與規范采用的篩型是一致的，都是方孔篩，但在具體施工時，應根據礦料級配要求和瀝青混合料類型選用。 考慮實際情況及拌和機的生產效率，不可能在拌和機的振動裝置上按照規范級配要求，設置太多篩片，應當根據規范要求和級配類型，并考慮原材料規格，設置幾個關鍵

21、篩孔，如最大篩孔、中間篩孔、475mm篩孔等，以有利于更好地控制礦料級配，提高拌和機的生產效率。根據施工單位的經驗，對于AC13型瀝青混合料，拌合機上振動篩的選型尺寸為16mm、12mm和8mm,3mm1、2二次篩分所謂二次篩分，就是各種礦料經冷喂料，滾筒烘干加熱，提升機將其提升到拌合機的振動裝置上，熱料將會根據已設定的篩片，進行振動篩分 形成幾個固定規格尺寸的礦料，并分別進入不同的料倉備用。確定了各熱料倉尺寸的規格后，下一步就是要進行冷喂料加熱，二次篩分后確定各熱料倉的比例瀝青混合料生產配合比設計本工程采用的振動篩為1216,812,38,03等四級，篩分后在熱料倉取樣，根據篩分的結果，計算

22、得到的配合比例如表1所示。其合成級配即生產配合比的4.75mm、2.36mm、0.075mm大體接近目標配合比設計中值，由表1可知，符合規范設計范圍的要求。 表1 AC-13調整型生產配合比合成級配計算表表1 AC-13調整型生產配合比合成級配計算表篩孔1234礦粉合成中值范 圍16100100100100100100.010010010013.264.7100100100100.092.995901009.51.2394.7100.0100100.078.27570804.751.2312.194.14100100.046.447.542532.361.231.111.3790.05100.

23、032.63428401.181.230.653.1553.52100.020.82015250.61.230.512.04.37.03100.015.714.510190.31.230.411.4124.05100.011.7117150.151.230.260.8311.4996.97.77.55100.0751.230.160.454.0989.825.25.547配比20388304100表3 AK13A生產配合比合成級配計算表 篩孔1234礦粉合成中值范 圍16100100100100100100.010010010013.264.7100100100100.090.59590100

24、9.51.2394.7100100100.071.57060804.751.2312.194.14100100.043.041.530532.361.231.111.3790.05100.030.03020401.181.230.653.1553.52100.019.722.515300.61.230.512.04.37.03100.015.316.510230.31.230.411.4124.05100.011.812.57180.151.230.260.8311.4996.98.38.55120.0751.230.160.454.0989.826.0648配比27348265100表5、試

25、驗路混合料生產配合比類型1234礦粉AK-13A27348265AC-13I182610415AC-13調整20388304表6 生產配合比合成級配篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-13I10093.680.858.843.527.620.715.49.96.5AC-13調10092.978.246.332.620.815.711.77.735.2AK-13A10090.471.5433019.715.311.88.363 1 1 10號瀝青混合料生產配合比對于110號瀝青混合料AK13A，按表5的配比進行馬歇爾試驗，其結果如表7。規范規定試驗油

26、石比可取目標配合比得出的最佳油石比及其0.3三檔試驗.將其結果繪成圖（圖略），由圖得出的最佳油石比 由此確定的最佳油石比 OAC 5.2 相應的最佳瀝青用量 5.0 此結果與目標配合比設計結果相差0.1，基本吻合。結合以往經驗，商定采用平均值即油石比5.1（瀝青用量4.9）作生產配合比的建議油石比供試拌試鋪使用。 表 7 AK13A生產配合比馬歇爾試驗結果油石比（）理論密度g/cm3毛體積密度g/cm3空隙率（）飽和度（）礦料間隙率（）穩定度(kN)流 值（mm）有效瀝青厚度微米粉膠比4.92.5312.4074.966.514.611.932.276.901.515.22.5172.4154

27、.172.414.510.152.707.451.405.52.4922.4083.477.615.19.823.108.301.26 按表5的配比進行馬歇爾試驗，其結果如表8。規范規定試驗油石比可取目標配合比得出的最佳油石比及其0.3三檔試驗.將其結果繪成圖（圖略），由圖得出的最佳油石比 由此確定的最佳油石比 OAC 5.2 相應的最佳瀝青用量 5.0 此結果與目標配合比設計結果相吻合。結合以往經驗，采用油石比5.2（瀝青用量5.0）作生產配合比的建議油石比供試拌試鋪使用。對于AC13I：表 8 AC13I生產配合比馬歇爾試驗結果油石比（）理論密度g/cm3毛體積密度（g/cm3）空隙率（）

28、飽和度（）礦料間隙率（）穩定度(kN)流 值（mm）有效瀝青厚度微米粉膠比4.82.5002.3784.965.314.08.823.125.301.75.12.4852.3824.170.614.18.873.295.7721.585.42.4792.3853.873.414.28.193.506.0481.50 按表5的配比進行馬歇爾試驗，其結果如表9。規范規定試驗油石比可取目標配合比得出的最佳油石比及其0.3三檔試驗.將其結果繪成圖（圖略），由圖得出的最佳油石比 由此確定的最佳油石比 OAC 5.2 相應的最佳瀝青用量 5.0 此結果與目標配合比設計結果相吻合。結合以往經驗，采用油石比5

29、.2（瀝青用量5.0）作生產配合比的建議油石比供試拌試鋪使用。對于AC13調：表 9 AC-13調整生產配合比馬歇爾試驗結果油石比（）理論密度g/cm3毛體積密度g/cm3空隙率（）飽和度（）礦料間隙率（）穩定度(kN)流值mm有效瀝青膜厚度微米粉膠比4.92.5632.444.868.615.314.53.27.6621.245.22.5502.4484.173.715.316.23.08.1941.165.52.5382.4433.776.115.613.83.58.7011.09五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求 1) 準備工作在瀝青層施工前將有可能導致瀝青層污染的工序全部完成。并

30、輔以竹掃帚將表面清洗干凈；如果留有殘渣，應清理干凈。然后噴灑0.3kg/m2瀝青乳液，以增加新鋪上面層與中面層之間的粘結。五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求2) 瀝青混合料的運輸2.1 熱拌瀝青混合料因采用較大噸位的自卸汽車運輸、車廂應該清掃干凈。為防止瀝青與車廂板的粘結，車廂側板和底板可涂一薄層油水（柴油與水的比例為1：3）混合液，但不得有余液集聚在車廂底部。2.2 從拌和機向運料車上放料時，應每卸一斗混合料挪動一下汽車的位置，以減少粗細集料的離析影響2.3 運料車應用篷布覆蓋，用以保溫、防雨水、防污染；五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求2) 瀝青混合料的運輸2.4 瀝青混合料運

31、輸車的運量應較攤鋪機攤鋪速度有富余，在開始攤鋪時在施工現場等候卸料的運料車不宜少于5輛，攤鋪過程中攤鋪機前應有運料車在等候卸料；2.5 運輸到現場的瀝青混合料溫度見表3。混合料溫度過高或過低應廢棄。 五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求3 ) 熱拌瀝青混合料的攤鋪3.1攤鋪前應該檢查中面層的質量，對于不符合要求的中面層不得鋪筑瀝青面層。3.2攤鋪機在開始受料前應在料斗內涂刷少量柴油，防止粘斗；3.3施工時氣溫不得低于10C，瀝青混合料的攤鋪溫度見表1五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求3 ) 熱拌瀝青混合料的攤鋪3.4瀝青混合料的松鋪系數應根據實際的混合料類型、施工機械和施工工藝等確定

32、，對于 AC-13I，松鋪系數1.25 ，對于AC-13調整型松鋪系數為1.23,AK-13A松鋪系數為1.21 ；3.5攤鋪過程中應該隨時檢查攤鋪層厚度、路拱、橫坡；五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求3 ) 熱拌瀝青混合料的攤鋪3.6瀝青混合料必須緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪，攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停頓。攤鋪速度應根據拌和機產量、施工機械配套情況及攤鋪層厚度、寬度確定，攤鋪速度為1.5m/min。 3.7在攤鋪過程中，攤鋪機螺旋送料器應不停頓的運轉，兩側應保持有不少于送料器高度2/3的混合料，并保證在攤鋪機全寬度斷面上不發生離析；攤鋪不得中途停頓。攤鋪好的瀝青混合料應緊接碾壓

33、，因故不能及時碾壓或遇雨時，應停止攤鋪，并對卸下的料覆蓋保溫。五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求3 ) 熱拌瀝青混合料的攤鋪3.8施工溫度的確定 溫度一直被認為是一個主要的壓實因素。純瀝青混合料的施工溫度，宜采用Brookfield旋轉粘度計測定135及175時的粘度，繪制粘度溫度關系圖。按照美國ASTM D1599的 規定，以粘度為（0.170.02）Pa.s時的溫度作為拌和溫度范圍；以（0.280.02)Pa.s時的溫度作為壓實成型溫度范圍。當用于改性瀝青時，由此確定的拌和溫度和壓實溫度可能會太高，所以此法是否適合于改性瀝青國內外有不同意見。表1為三種改性瀝青的粘度溫度試驗數據。表1

34、 三種改性瀝青的粘度溫度試驗數據科氏改性瀝青美能殼牌改性瀝青路翔殼牌改性瀝青溫度t,粘度mPa.s溫度t，粘度mPa.s溫度t，粘度mPa.s1359881351330135740160371165365165202190188175264.51751483.8 施工溫度的確定根據粘溫曲線的關系，對粘度（單位mPa.s）取雙對數，對溫度（單位絕對溫度K）取對數，對表中三種改性瀝青進行直線回歸。回歸方程如下:科氏改性瀝青： loglog=-2.1702log(t+273.2)+6.1387, r2=0.9901美能改性瀝青： loglog=-2.7380log(t+273.2)+7.643, r

35、2=0.9995路翔改性瀝青： loglog=-3.0105log(t+273.2)+8.317, r2=0.9993拌和和壓實溫度的確定表2 是三種改性瀝青，按照粘度190mPa.s,170 mPa.s ,300mPa.s和260 mPa.s相應的拌和溫度和壓實成型溫度范圍。表2 拌和和壓實溫度的確定 拌和溫度范圍壓實溫度范圍瀝青名稱=190mPa.s=150mPa.s=300mPa.s=260mPa.s科氏改性瀝青187.9197.8170.5175.8美能改性瀝青184.7192.5171.0175.1路翔改性瀝青167.4174.2155.0158.9由上表可知: 按照往常的工程經驗，

36、前2種改性瀝青的拌和溫度明顯太高。無論任何，拌和溫度不能超過177。已經證明，當溫度達到177時，瀝青將氧化，輕質油分迅速揮發。在實際工程中，考慮到溫度的變異性，設定溫度應不超過170，這樣混合料溫度就不會太高。根據工程實踐經驗，一些學者提出改性瀝青混合料的廢棄最高溫度為195。從這個角度也說明，用現在的粘溫曲線確定的拌和溫度是不可信的。由上表可知: 根據多年的實踐經驗和改性瀝青生產者的建議，如果改性瀝青仍然要利用粘溫曲線，則合理地確定拌和溫度的方法是：在現有拌和和壓實溫度試驗方法的基礎上，將試驗相應的溫度減小1028是比較合適的。一般來說，添加的聚合物改性劑比例越高，溫度減少就越多。例如，少

37、量的改性劑比例，溫度減少14是合適的，較多改性劑比例時，減小28是合適。為此，對上述三種改性瀝青的建議拌和溫度為：科氏改性瀝青，170，美能改性瀝青，168，路翔改性瀝青165。 在實踐拌和中還要考慮施工氣候，運輸距離，卸貨時間，混合料施工性，壓實時混合料的塑性區，集料包裹狀況和瀝青煙霧的出現情況等因素。當然對于改性瀝青混合料的拌和和壓實溫度最好向供應商咨詢，接受他們的建議。 本次試驗路，我們咨詢了改性瀝青供應商的建議，在考慮了前述個因素的情況下綜合決定的。混合料施工溫度控制如表3。 對于任何瀝青混合料，壓實應該在瀝青結合料處于足夠流動的狀況的溫度范圍實施。當結合料在流動狀況時，集料粒徑能夠再

38、定位。當HMA在攤鋪冷卻后，瀝青結合料變硬。在大約80（表面溫度85以下時，純瀝青混合料不能有效壓實。對改性瀝青結合料的壓實對于改性瀝青混合料更加重要。當用改性瀝青結合料時，壓實應當在混合料溫度在110前完成。這等于只有純瀝青結合料的一半壓實時間。我們設計的AC13調整型瀝青混合料路面的一個問題是壓實度在現有的基礎上提高2。這個數字看來雖然不大，但其內在的物理實質和對壓實功的要求已相當嚴格。這個問題的解決，一個是采用重型的壓路機設備。還有一個就是現場組織和管理，加強高溫碾壓作業的控制方面。表3 瀝青混合料施工溫度控制表110號瀝青SBS改性瀝青SBR改性瀝青瀝青加熱溫度150160C16016

39、5C160165礦料加熱溫度180190C190200C200210C出廠溫度155165170180170180混合料最高溫度195195195攤鋪溫度不低于145不低于160不低于160初壓溫度不低于130不低于150不低于150復壓溫度不低于110不低于130不低于130終壓溫度不低于90不低于110不低于110開放溫度不高于50不高于50不高于50五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求4 壓實由于AC-13調整型混合料粗粒徑的增加，散熱加快，減少了有效壓實時間，由此對鋪筑壓實空間即厚度和集料最大公稱粒徑的比例應增加，以延長有效壓實時間。為了減小鋪層的滲水性，與一般的細級配瀝青混合料鋪

40、層相比，其現場空隙率應減小12。 和純瀝青混凝土比，各種聚合物改性瀝青都能增加瀝青混合料高溫穩定性或抗永久變形能力。五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求4 壓實改性瀝青粘度提高，高溫下碾壓顯得特別重要。總之，試驗路瀝青混合料對壓實的要求高，其壓實特性與普通瀝青混合料壓實相比，具有特殊性。在哈高速公路、哈雙高速公路、焦新高速公路、北京市京張公路（運煤車干線公路）、曲荷高速公路、大運高速公路表面層的壓實實踐證明采用傳統的壓路機施工，是完全能夠達到的98以上壓實度標準的。簡單地講，就是要壓得早，壓得及時。 五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求4 壓實為了阻止碾輪上粘有瀝青混合料，必須使碾輪保

41、持適合的濕度。但過量的灑水又會導致混合料不必要的降溫。因此，保持水箱和噴灑器良好的狀態，就非常重要。對于改性瀝青，瀝青硬了，就更需要在高溫下，緊隨攤鋪機之后的嚴格緊張的壓實作業。五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求4 壓實瀝青混合料混凝土需要的是高溫之下通過瀝青的潤滑作用來達到充分壓實。不僅要趁熱壓實，還要保熱壓實。過去往往是把壓實看得很簡單，認為只要壓路機在路面上碾壓即可，忽視機械保養，技術狀況低下。壓路機作業起來不是在霧化噴水，而是在碾輪上撒水或流水，以致使攤鋪之后燙熱的瀝青混合料被多余水不斷地消耗著瀝青混合料的熱量，如此減少了有效壓實時間，壓實要求難以達到。瀝青混合料拌和溫度的注意事

42、項 瀝青混合料要求在較高溫度下拌和，不等于溫度可以無限制的高。如果溫度太高，產生的潛在危險是：氣味濃，危及施工者的安全性，瀝青和改性劑產生熱分離，瀝青嚴重老化，而失去粘結力，混合料在運輸中的析漏，集料內部濕氣的釋放。大多數瀝青加熱到163165，開始冒煙。在初次碾壓時，由于熱分離，改性劑可能從混合料表面剝離，這將引起壓實設備和施工車輛吸附瀝青到路表，降低路面構造深度。根據我們的研究成果，提出如下壓實工藝。AC-13I：碾壓AC-13I：初壓：靜壓自重710噸， 雙剛輪鉸結轉向振動壓路機 2遍 1.52km/h 復壓 : 輪胎壓路機 1遍 3.54.5km/h 振動壓路機 3遍 56km/h 頻

43、率4050HZ，振幅0.40.6mm終壓 : 810噸雙鋼輪 2遍 2.53.5km/hAC-13調整型：碾壓AC-13調整型初壓 : 振動壓路機 2遍 45km/h 頻率4050HZ，振幅0.40.6mm復壓 : 振動壓路機 2遍 56km/h 輪胎壓路機 1遍 3.54.5km/h終壓: 810噸雙鋼輪 2遍 2.53.5km/hAK-13A ：碾壓AK-13A初壓: 靜壓自重710噸， 雙剛輪鉸結轉向振動壓路機 2遍 1.52km/h 復壓 : 輪胎壓路機 1遍 3.54.5km/h 振動壓路機 3遍 56km/h 頻率4050HZ，振幅0.40.6mm 終壓: 810噸雙鋼輪 2遍 2

44、.53.5km/h五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求5 ） 碾壓過程中注意的問題5.1碾壓作業段要避免出現漏壓現象；5.2在碾壓過程中，為了不使混合料溫度下降過快，下一個碾壓帶就要向攤鋪機靠近一些，使折回處不在同一橫斷面上，而是呈階梯形地隨攤鋪機向前進。五、試驗路段上面層瀝青混合料鋪筑技術要求5 ） 碾壓過程中注意的問題5.3在碾壓過程中，壓路機有瀝青混合料粘輪或被帶起現象時，可向碾壓輪撒少量的水或加洗衣粉，嚴禁灑柴油；輪胎壓路機可不灑水，或在連續碾壓一段時間待輪胎已發熱后停下灑洗衣粉水。為保持碾輪的溫度，輪胎壓路機應在熱的混合料上連續碾壓。低溫施工時可使環形物圍住輪胎來阻擋冷空氣的直接

45、侵襲；5.4碾壓后的路面在冷卻前，任何車輛機械不得在路面上停放，并防止礦料、雜物、油料等落在新鋪的路面上，路面冷卻至50C后才開放交通六、新提出的瀝青混合料的級配特點-S級配 在總結近幾年哈綏高速公路、哈雙高速公路、焦新高速公路、北京市京張公路（運煤車干線公路）、曲荷高速公路、大運高速公路表面層配合比設計的經驗，并借助其它地方的工程實踐經驗和SUPERPAVE的設計思想，在原規范基礎上，提出了一種嵌擠密實型的AC-13調整（S型級配瀝青混合料。表21為我國現行規范的AK13A，AC13I與AC-13調整（S型的級配范圍。從級配曲線形狀上看，AC-13調整（S是一條包含在AK13A和AC13I范

46、圍內的“S”型曲線。 表21 三種瀝青混合料的級配范圍瀝青混合料通過下列篩孔（mm）的百分率（）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AK-13A型100901006080305320401530102371851248AC-13調整（S）型100901007080425328401525101971551047AC-13I型1009510070884868365324411830122281648瀝青混合料嵌擠形成原則為使粗集料形成嵌擠，粗集料用量是根據粗集料的松裝密度與干搗密度的體積特性確定。根據山東科研所的研究，認為“應在松裝密度開始，最大不超過松裝密度

47、與干搗密度的平均值”。而細集料的選擇“則從干搗密度開始，最小不超過干搗密度與松裝密度的平均值”。不僅如此，嵌擠密實型級配的共同點是：細集料的用量應根據粗集料形成的空隙來決定，并依次推廣到更細的集料。因此，這種級配被稱作多級嵌擠密實型級配。由于該法對各級集料用量都有嚴格規定，故抗車轍、抗滲水的性能都好。與規范中的I型瀝青混合料級配相比，粗集料含量相對增加，細集料含量相對減少。 瀝青混合料嵌擠的形成 根據上述原則提出的AC-13調整（S型是以AK13A為原型，調整后的級配范圍，以1.182.36mm為界，小于1.18mm的粒徑級配范圍取下限，大于2.36mm的粒徑級配范圍取上限，這樣在原AK13A

48、 型級配范圍中形成一個S型的新級配范圍帶。此級配范圍要求粗集料中的偏粗的部分及細集料較小部分均適當減少，而粗集料的較小部分及細集料中的粗顆粒部分適當增加。這樣調整的范圍既考慮了I型密級配瀝青混合料的致密密水的優點，空隙率減小，又可使構造深度比I型密級配瀝青混合料大的多。施工設計級配要根據礦料的松裝密度與干搗密度的體積特性等材料的特性來確定。根據美國給出的粗、細級配劃分標準的判定按照美國聯邦公路管理局（FHWA）和國家瀝青路面管理局（NAPA）給出了粗、細級配混合料劃分標準（見表22），我們試驗的AC13I型瀝青混合料的中值級配屬于細級配混合料。AC-13調整（S型和AK13A都是粗級配混合料。

49、表22 細、粗密級配混合料劃分混合料最大公稱直徑粗級配細級配37.5mm4.75篩孔通過率35%4.75篩孔通過率35%25mm(26.5*)4.75篩孔通過率40%4.75篩孔通過率40%19mm2.36篩孔通過率35%2.36篩孔通過率35%16mm*2.36篩孔通過率38%2.36篩孔通過率38%12.5mm（13.2*）2.36篩孔通過率40%2.36篩孔通過率40%9.5mm2.36篩孔通過率45%2.36篩孔通過率45%*為我國類型，表中數據系內插得到七 兩種混合料的壓實推薦方法7.1、干硬性瀝青混合料壓實為適用重載交通的需要，設計的混合料常是高勁度的，難于壓實的。干硬性混合料的形

50、成，主要是在混合料中使用了較多的粗顆粒材料和大尺寸骨料，同時礦粉含量大，瀝青粘性高；另外礦粉含量小的混合料，也易形成干硬性混合料，如聚合物改性瀝青混合料。對于這類干硬性瀝青混合料，在路面壓實時，壓實過程必須在混合料溫度較高的時候完成。壓實機械可以通過不同的組合使用來完成壓實。壓實機械包括雙輪振動壓路機，輪胎壓路機，靜力鋼輪壓路機。 7.1.1攤鋪和碾壓溫度從路面碾壓時的受力情況分析,混合料在受荷載作用時,路面產生相應的變形趨勢。這需要混合料內部的約束力阻止這種變形,而此約束力隨溫度上升而下降,因此為防止碾壓過程中推移等變形,對某種混合料都存在一個最高碾壓溫度。而對目前表層應用較多的碎石瀝青混合

51、料,初壓溫度可達到150 ,而且壓實效果良好。碾壓溫度的高低,直接影響瀝青混合料的壓實質量。混合料溫度較高時,可用較少的碾壓遍數,獲得較高的密實度和較好的壓實效果。 七 兩種混合料的壓實推薦方法7.1.1攤鋪和碾壓溫度一般來說,干硬性瀝青混合料的最佳壓實溫度在110 130 之間, 最高不超過160 。因此在實際施工中,要求在攤鋪結束后即時進行碾壓。而碾壓溫度過低時(90 70 以下) ,由于混合料的粘性增大,導致壓實無效,或起副作用，易產生很難消除的輪跡，造成路面不平整。七 兩種混合料的壓實推薦方法七 兩種混合料的壓實推薦方法7.1.1攤鋪和碾壓溫度研究表明:當瀝青混合料的初始溫度每提高10

52、 , 則碾壓時間就可縮短16 %;而最低碾壓溫度每降低10 ,碾壓時間需延長近30 %。可見瀝青混合料溫度較高時,有利于縮短碾壓時間,加快施工進度。根據瀝青標號、攤鋪層厚度、氣溫、風速及下臥層表面溫度等因素，干硬性普通瀝青混合料一般的攤鋪溫度在135150；干硬性改性瀝青混合料，還需考慮改性劑類型和劑量的不同，其攤鋪溫度在160170。 七 兩種混合料的壓實推薦方法7.1.1攤鋪和碾壓溫度輪胎壓路機復壓時，必須使輪胎的溫度和壓實路面的溫度相同。這就是說，不允許輪胎壓路機停下來，等候太長時間。不允許溫度低到輪胎帶出路面材料（粘輪）的時刻。對于某些改性瀝青混合料，由于改性劑的類型和劑量的原因，要避

53、免輪胎帶出路面材料是很困難的。對于干硬性瀝青混合料，復壓應在路表溫度降到100前完成。因此，復壓應該在初壓后立即進行。 鋼輪壓路機一般用于終壓。壓實的主要目的是獲得最后的壓實，消除初壓或復壓在路表面留下的痕跡。對于干硬性瀝青混合料，終壓應該在表面溫度80前完成。 7.1.1攤鋪和碾壓溫度大運高速公路采用SBS 瀝青上面層，混合料采用了94版施工規范中的AK類型，表現出干硬性瀝青混合料的特性，具體碾壓方法為:初壓: 2 臺25 t 膠輪壓路機各1 遍;復壓:DD110 雙鋼輪振壓1 遍, 寶馬100 雙鋼輪振壓1 遍;終壓:DD110 雙鋼輪振壓1 遍, 寶馬100 雙鋼輪穩壓1 遍。在復壓、終

54、壓過程中,DD110 壓路機和寶馬100 壓路機要連續碾壓, 不得停頓。碾壓后通過測試, 壓實度大于等于98 % , 滲水系數小于60 mL/m in, 平整度小于0. 6。檢測結果達到甚至超過了規定的技術要求，效果良好。 七 兩種混合料的壓實推薦方法七 兩種混合料的壓實推薦方法7.2、脆弱瀝青混合料壓實 在壓實過程中，并非所有混合料都表現出高的勁度。有些混合料是脆弱的。產生脆弱混合料的原因包括：（1）大部分為天然或圓骨料；（2）骨料最大尺寸偏小；（3）礦粉含量小；（4）瀝青結合料較軟；（5）瀝青含量高；（6）溫度變化時瀝青粘度變化率小（7）混合料中含水量過多。脆弱混合料的壓實和干硬性瀝青混合料的壓實截然不同。在壓實中，脆弱混合料容易產生過大的推移，這種移動