Superpave旋转压实仪的控制设计及稳压控制策略研究
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高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave-25)下面层施工指导Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。
在吸收国外先进设计方法的基础上,结合试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave25)下面层施工指导意见(修订版》,以指导高速公路沥青路面下面层施工。
沥青路面下面层采用Superpave25结构时其厚度不小于8cm。
其沥青混合料级配应满足表一和表二,技术指标应满足表三和表四。
Superpave25设计集料级配限制区界限表一Superpave25设计集料级配控制点界限表二Superpave25技术指标表表三*注:当级配在禁区下方通过时,粉胶比可取值0.8~1.6。
Superpave25混合料马歇尔技术指标表表四一、材料要求1、沥青沥青面层采用优质道路石油沥青,标号70号,技术要求见表五。
沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行,各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按xx高技(XX)203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测,并留样备检。
2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。
下面层采用石灰岩等碱性石料,应选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。
集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料按xx高技(XX)203号文规定进行检验。
粗集料技术要求见表六。
3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,石质为石灰岩,不能采用山场的下脚料。
马歇尔击实和旋转压实试验结果的对比分析摘要:通过马歇尔击实和旋转压实试验数据进行比较分析,相同级配的沥青混合料在不同沥青用量的条件下,旋转压实方法较马歇尔击实要稳定一些,旋转压实仪的压实过程更接近路面的实际压实受力,为沥青混合料较理想的压实工具。
马歇尔双面75次的击实功要明显小于旋转压实,且随着粒径的增大,击实效果越差。
结果表明沥青含量对马歇尔击实试件的影响要比对旋转压实仪的影响要大。
Abstract: By comparation of data between Marshall Compaction and rotation compaction, it is observed that the latter is more stabilized than the former under the same level with the asphalt mixture content in different conditions. The rotation method is more close to the actual road compaction strength as the ideal asphalt mixture compaction tool. The hit power of Marshall 75 times is smaller than the rotation ones, the bigger the particle size, the worse the compaction effect. Finally the results show that the impact of asphalt content on the Marshall Compaction specimens is larger than rotate compactor.关键词:沥青混合料;马歇尔和旋转压实试验;沥青含量;压实影响Key Words: asphalt mixture, Marshall and rotate compaction experiment asphalt content, compaction effect0引言由于当代高速公路上的交通量不断增大,车辆轮胎荷载进一步提高,马歇尔法的试件成型采用落锤冲击的方法没有模拟实际路面的压实,压实功作用不够。
Superpave 配合比设计与应用------湖北省襄十路路面二标SP12.5配比技术总结杨宝廉则哲(路桥集团第二公路工程局第四工程处) 摘要本文简要介绍高性能沥青路面(Superpave)的概况和有关技术要求,结合项目路面施工实际情况,浅析高性能沥青路面(Superpave)从配合比设计到施工过程中工艺的控制和有关试验检验等。
关键词Superpave 配合比设计应用一概况改革开放二十年来,我国公路逐渐形成了以高速、国道为主的公路网,为使沥青砼达到更高的性能,在我国主要采用改性沥青,提高路面抗永久变形的能力,抗低温开裂能力,抗疲劳开裂及抗水损能力,Superpave是在1987年由美国公路战略研究计划(SHRP)研制的一种全新的试验系统。
Superpave 沥青混合料设计系统采用旋转压实仪成型,它能较好地揉搓、模拟实际路面在气候与荷载的作用下所能达到的密实度,这样试验结果才能与实际路面的适用情况大致相同,Superpave 设计要求集料具有类似于立方体的形状,具有粗糙纹理表面,具有较高内摩擦角的集料,以提高沥青混合料抗剪强度。
高性能沥青路面(Superpave)设计采用旋转压实模拟现场施工,马歇尔方法进行设计验证和现场质量控制,它依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料和有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计,首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择,级配选择是通过不得超出规定的区间,控制点分别设在0.075mm、2.36mm、9.5mm、12.5mm、19mm,限制区处于0.3mm与2.36mm之间。
本项目路面结构型式上面层为SP12.5,共407250㎡。
二有关技术要求表1 SP12.5级配控制点和限制区表2 集料筛分结果汇总三材料选择粗细集料选用省指指定的湖北省三阳石料厂生产的玄武岩(各项指标附后)矿粉选用湖北省老河口市宝石水泥厂。
美国沥青路面再生技术进展杨韵华西安公路研究所陕西西安,710054摘要:大规模的经济建设推动了交通建筑的发展,较早修建的沥青路面已逐步进入维修期。
本文综合简述美国沥青路面再生维修方案的选择,现场热再生、全厚式和现场冷再生的配合比设计流程,及取样、实验方法和质量控制,并结合我国实际提出尚待研究的问题。
本文内容主要参考“美国沥青再生指南。
”关键词:沥青路面再生配合比设计设计程序质量控制沥青路面再生利用,是将旧沥青路面经过铣刨、破碎、翻挖、掺加专用再生剂、无机、有机新结合料、新集料等按比例重新拌和成混合料,按规定工艺铺筑路面,满足要求的使用性能。
沥青路面再生是保护环境、资源循环利用、节约能源和可持续发展的重要技术措施。
沥青路面再生国外始于20世纪30年代,50年代广泛发展。
随着石油危机的爆发,1975年冷刨设备大规模生产和应用,使沥青路面再生技术得到迅速发展。
1997年国际经合组织对14个国家的调查表明旧料利用率已达75%~100%,其它国家也有不同程度的利用,我国沥青路面再生起步晚,但近几年发展较快。
1、沥青路面再生技术概述与分类1.1热再生(HIR)是将再生沥青路面(RAP)与新集料、新沥青和专用再生剂(需要时)在工厂拌和再生混合料。
热再生中用RAP的比例与拌和设备的类型有关。
拌和需要的热量一般多于热拌沥青混合料(HMA),为此,有专门设计或改进的间隙式或连续式热再生拌和设备。
1.2现场热再生(HIR)分表面再生法、复拌法和重铺法。
表面再生法是用预热机和加热机加热软化沥青路面,然后用锋利的耙齿或小直径的旋转刀头翻松达到一定的处理厚度。
如需要在翻松路面上添加再生剂,处理厚度通常在20-40mm。
其特点是既不加新集料,也不添新的热沥青混合料,因此整个路面总厚度不变。
表面再生通常是为随后的热沥青混合料(HMA)加铺做准备。
复拌法是加热、软化和翻松旧沥青路面,按需要加入新沥青、新集料、专用再生剂(需要时)和新HMA,拌和成混合料。
Superpave简介Superpave是Superior Performing Asphalt Pavement的缩写,中文意思就是“高性能沥青路面”。
Superpave沥青混合料是美国战略公路研究计划(SHRP)的研究成果之一。
Superpave沥青混合料设计法是一种全新的沥青混合料设计法,包含沥青结合料规范,沥青混合料体积设计方法,计算机软件及相关的使用设备、试验方法和标准。
Sperpave混合料设计分为三个水准:混合料体积设计也称水准I设计,使用旋转压实机(SGC)并根据体积设计要求选择沥青用量。
混合料中等路面性能水平设计也称水准II设计,以混合料体积设计为基础,附加一组SST和IDT试验以达到一系列性能预测。
混合料最高路面性能水平设计也称水准III设计,以混合料体积设计为基础,附加的SST和IDT试验是在一个较宽温度变化范围内进行试验。
由于包含了更广泛的试验范围和结果,完全分析可提供更可靠的性能预测水平。
Superpave沥青混合料设计系统是根据项目所在地的气候和设计交通量,把材料选择与混合料设计都集中在体积设计法中,该方法要求在设计沥青路面时,充分考虑在服务期内温度对路面地影响,要求路面在最高设计温度时能满足高温性能地要求,不产生过量地车辙;在路面最低温度时,能满足低温性能地要求,避免或减少低温开裂;在常温范围内控制疲劳开裂。
对于沥青结合料,采用旋转薄膜烘箱试验来模拟沥青混合料在拌和和摊铺工程中的老化;采用压力老化容器模拟沥青在路面使用工程中的老化。
对于集料,在进行混合料级配设计时,采用控制点和限制区的概念来限定,优选试验级配设计。
对于沥青混合料,在拌好后,采用短期老化来模拟沥青混合料在拌和摊铺压实过程中的老化,沥青混合料试件采用旋转压实仪准备。
试件压实过程中,记录旋转压实次数与试件高度的关系,从而对沥青混合料体积特性进行评价。
所谓Superpave混合料体积设计是根据沥青混合料的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率等体积特性进行热拌沥青混合料设计的,方法主要有设计材料选择、沥青混合料拌和、沥青混合料体积分析以及混合料验证,包括体积性质和水敏感性。
交流材料关于SUPERPA VE 沥青混凝土生产配合比论述王大桅、Superpave 沥青混凝土的优越性Sup erpave沥青混凝土是在1987—1993年间由美国公路战略研究计划历时5年投入1 .5亿美元的研究成果。
旨在提高美国道路的性能和耐久性superpave沥青混凝土的理论特征在配合比设计上采用0.45次方级配图设计配合比。
使所设计的集料配合比在控制点内和不通过限制区。
形成集料的嵌挤形式,他要求要具有一定的空隙率,经验证空隙率为4%和足够的矿料间隙率一般大于13%。
沥青胶结料的沥青材料根据施工环境的气候进行PG 分级。
使用适合当地气候环境的沥青材料。
他所体现的优越性在于由于集料间的相互嵌挤能够获得较大的内摩阻力。
他的4%空隙率可以避免通过车辆的过多次荷载产生的低空隙率危险,大于13%的矿料间隙率可以保证沥青胶结料有足够的存在空间。
能够形成比较稳定的路面结构。
能够抵抗车辆的荷载而产生的疲劳开裂、低温开裂和车辙现象的发生。
AC型沥青混凝土的组成结构类型可分三类:悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构的沥青混凝土。
悬浮密实结构的特点是粗集料用量少细集料用量多,上一集集料悬浮在次一级集料及沥青胶浆之间,无法形成骨架结构形式。
这种结构的沥青混合料具有较高的粘聚力,但内摩阻力较低,高温稳定性差。
易出现车辙现象。
骨架空隙结构的特点是粗集料用量多细集料用量少因此空隙率较大,虽能形成骨架结构,但细集料过少,粘结力较低。
易发生疲劳开裂的情况。
骨架密实结构是中和以上两种结构的特点是采用间断型密级配矿料混合料可以形成空间骨架,同时有较多细集料填密骨架空隙形成密实骨架结构。
虽然这种结构比上两种结构稳定些。
但这种结构还是不能使集料形成良好的嵌挤形式,不能获得很大的内摩阻力。
它的路面稳定性还是不尽人意。
在使用中经过车辆的荷载,容易出现低空隙率和负空隙率的危险。
当沥青混凝土路面出现负空隙率时沥青胶结料没有留存的空间使沥青胶结料在车轮荷载的作用下挤向两侧,出现车辙。
马歇尔击实和旋转压实试验结果的对比分析摘要:通过马歇尔击实和旋转压实试验数据进行比较分析,相同级配的沥青混合料在不同沥青用量的条件下,旋转压实方法较马歇尔击实要稳定一些,旋转压实仪的压实过程更接近路面的实际压实受力,为沥青混合料较理想的压实工具。
马歇尔双面75次的击实功要明显小于旋转压实,且随着粒径的增大,击实效果越差。
结果表明沥青含量对马歇尔击实试件的影响要比对旋转压实仪的影响要大。
Abstract: By comparation of data between Marshall Compaction and rotation compaction, it is observed that the latter is more stabilized than the former under the same level with the asphalt mixture content in different conditions. The rotation method is more close to the actual road compaction strength as the ideal asphalt mixture compaction tool. The hit power of Marshall 75 times is smaller than the rotation ones, the bigger the particle size, the worse the compaction effect. Finally the results show that the impact of asphalt content on the Marshall Compaction specimens is larger than rotate compactor.关键词:沥青混合料;马歇尔和旋转压实试验;沥青含量;压实影响Key Words: asphalt mixture, Marshall and rotate compaction experiment asphalt content, compaction effect0引言由于当代高速公路上的交通量不断增大,车辆轮胎荷载进一步提高,马歇尔法的试件成型采用落锤冲击的方法没有模拟实际路面的压实,压实功作用不够。
高性能沥青路面(SBS改性沥青Superpave-20)中面层施工指导Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。
在吸收国外先进设计方法的基础上,结合试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(SBS 改性沥青Superpave20)中面层施工指导》,以指导高速公路沥青路面中面层施工。
沥青路面中面层采用Superpave20结构时其厚度不小于6cm。
其沥青混合料级配应满足表一和表二,技术指标应满足表三和表四。
Superpave20设计集料级配限制区界限表一Superpave20设计集料级配控制点界限表二一、材料要求1、沥青沥青面层采用SBS改性沥青,其技术要求见表五。
沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行,各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按xx高技(XX)203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测,并留样备检。
Superpave20技术指标表表三*注:当级配在禁区下方通过时,粉胶比可取值0.8~1.6。
Superpave20混合料马歇尔技术指标表表四2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。
中面层采用石灰岩等碱性石料,应选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。
集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料按xx高技(XX)203号文规定进行检验。
粗集料技术要求见表六。
3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,石质为石灰岩,不能采用山场的下脚料。
superpave配合比设计特点现如今我国的公路建设发展速度非常快,人们对公路的要求也在逐渐上升,为了满足当前与日俱增的交通量,很多新工艺和新技术随之研究出来,发挥出了巨大的作用。
公路的质量同路面面层的质量有着直接的关系,因此沥青混合料的设计必须要具备稳定性和安全性,其中superpave设计法被广泛的应用。
标签:沥青混凝土;配合比;superpavesuperpave是美国开发出的一种新型沥青混合料设计方法,采用的是旋转压实成型试件,把沥青混合料的受力状况清晰的体现出来,具有抗滑抗裂的特点,另外稳定性和耐久性能也很强。
文章就沥青混合料实例对superpave的配合比进行探讨。
1 设计说明公路沥青混合料的级配采用superpave级配;工程级配范围采用superpave 级配范围。
拌合沥青混合料的材料都为出厂原材料,细集料为石灰石石屑,粗集料为石灰石碎石,矿粉为石灰石矿粉,沥青为SBS改性沥青。
在进行混合料的拌合时,沥青的温度要达到165度,集料的温度要达到175度,成型温度要为160度。
混合料和原材料的试验要依照我国《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》来开展试验,对二者的技术要求要依照我国《公路沥青路面施工技术规范》中要求进行。
配合比的实验以《superpave沥青混合料设计标准》中的公式来进行计算。
通过对沥青混合料配合比进行实验,最终明确了SBS改性沥青混合料的最佳油石配合比为4.1%,因此在实际情况中,配合混合料时要尽量同目标配合比保持一致。
2 设计集料结构的选择2.1 总述根据superpave配合比的设计,在设计集料结构之前,先分为三个级配:细、中、粗,依照集料的吸水性和密度求出每种级配的初始用油量,结合实验的最终结果求出三个级配各自的沥青使用量以及各类性质,包括饱和度、矿料间隙率、压实度、矿粉和沥青的比例等。
如表1为估算沥青用量的综合图表。
表中的实验级配依次分别为毛体积密度、表观密度、有效密度、吸收的沥青胶结料体积、有效的沥青胶结料体积、集料质量以及沥青用量。
、概述高性能沥青路面(Superpave ),采用了全新的沥青混合料设计方法。
Superpave沥青混合料设计方法,采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
本标段下面层为6cmSup-20,工程量为47740m 2。
二、配合比设计配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。
根据工程实际使用的材料和设计配比要求,计算出材料配比,在室内拌制沥青混合料,用旋转压实机成型混合料试件,计算沥青混合料的体积指标满足表1的规定,从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。
据此作为目标配合比,供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分,再次确定各热料仓的材料比例,同时反复调整冷料仓进料比例,以达到供料均衡,并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验,检验各项指标是否满足规范要求,不满足要求重新调整热料仓比例,进行级配设计。
同时按生产配合比拌制的混合料是否满足Superpave 的体积性质要求(包括马歇尔标准)见表1和表2,如果不符合调整级配和沥青用量使其符合Superpave标准。
表1 Superpave 体积性质指标表注:当级配在禁区下方通过时,粉胶比可取值0.8-1.6表2 Superpave 混合料马歇尔指标表生产配合比验证(试拌、试铺)作为正常生产质量控制的基础,由业主按“Superpave 厂拌沥青混合料验证的标准方法”进行,与此同时,我公司试验室用相同混合料进行马歇尔试验。
今后生产控制就按第一天的资料为基础,控制在允许偏差范围以内。
Superpave设计方法混合料矿料级配限制区界限列于表3,级配控制点列于表4。
表3 Superpave 设计集料级配限制区界限、施工准备1、沥青路面下面层的施工工艺按《公路沥青路面施工技术规范》的要求。
高性能沥青路面(SBS改性沥青Superpave-20)中面层施工指导意见(修订版)(苏高技(2005)59号)Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。
在吸收国外先进设计方法的基础上,结合我省试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(SBS改性沥青Superpave20)中面层施工指导意见(修订版)》,以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。
沥青路面中面层采用Superpave20结构时其厚度不小于6cm。
其沥青混合料级配应满足表一和表二,技术指标应满足表三和表四。
Superpave20设计集料级配限制区界限表一表二一、材料要求1、沥青沥青面层采用SBS改性沥青,其技术要求见表五。
沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行,各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按苏高技(2004)203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测,并留样备检。
Superpave20技术指标表表三*注:当级配在禁区下方通过时,粉胶比可取值0.8~1.6。
Superpave20混合料马歇尔技术指标表表四2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于 2.36mm。
中面层采用石灰岩等碱性石料,应选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。
集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料按苏高技(2004)203号文规定进行检验。
粗集料技术要求见表六。
3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,石质为石灰岩,不能采用山场的下脚料。
高性能沥青路面(Superpave)混合料配合比设计摘要:随着经济的迅速发展,甘肃省沥青路面公路建设在应用越来越广泛,人们对于公路工程沥青路面的行车安全、行车速度及行车舒适度等都提出了更高的要求。
而沥青路面的配合比设计是施工技术与质量控制关键因素,因此在公路沥青路面施工过程中,应不断完善配合比设计,加强对整个工程的质量控制,从而确保公路沥青路面施工质量。
关键词:Superpave 沥青混合料目标配合比1 Superpave结构沥青混合料特点1)Superpave混合料在设计过程中充分考虑到了气候环境条件和交通量的影响,试件成型采用旋转压实的方法模拟路面的实际施工过程。
2)集料级配更趋于嵌挤、密实,高温稳定性好,适于交通量大和抗车辙要求高的公路。
3)在施工确保合适空隙率的前提下,抗水害性能和抗疲劳性能也较好。
2 Superpave结构沥青混合料目标配合比设计1)设计流程2)级配要求2.1)级配分类:混合料级配分成粗级配和细级配,当级配主要控制筛(PCS)的通过率小于下表主要控制点通过率时,定义为粗级配,其他级配为细级配。
2.2)最大密度级配:最大密度级配表示一种集料颗粒以最密实的方式排列在一起的级配。
是种要避免的级配,因为这样就会在集料中有极少的空间,因而不能有足够厚度的沥青膜以形成耐久性结构。
2.3)控制点:控制点的功能为级配必须通过的范围,设置在公称最大尺寸、中等尺寸(2.36mm)和粉尘尺寸(0.075m)。
2.4)限制区:限制区在最大密度级配线附近,在中等尺寸(475mm或2.36m,取决于最大尺寸)和0.30mm尺寸之间,形成一个级配不应通过的区域,通过限制区的级配被称为“驼峰级配”。
因为通过限制区的级配曲线,会引起混合料变软,导致混合料抗永久变形能力下降。
2.5)设计集料结构:用以描述集料颗粒尺寸累计分布的术语叫设计集料结构。
位于控制点之间并避开限制区的设计集料结构满足 Superpave级配的要求。
浅谈Superpave体积设计法与马歇尔体积法的异同⽬录⼀、粗集料的捣实密度和间隙试验⼆、Superpave设计简述(⼀)、Superpave设计⽅法的体积配合⽐计算分析(⼆)、按旋转压实式进⾏制件测试三、马歇尔设计简述四、结论与建议题要⽬前⾼等级公路普遍采⽤沥青砼路⾯设计,⽽当前热拌沥青混合料配合⽐组成设计的⽅法有马歇尔设计法、Superpave法等⽅法。
本论⽂主要通过试验⽅法来研究这两种体积设计法在沥青和矿质集料品种、相同的沥青⽤量和矿质混合料级配组成条件下表现出的沥青混合料的体积参数:空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、粗集料间隙率上的差异。
得出Superpave混合料设计⽅法,其集料具有更好的级配组成,使混合料具有⾜够的抵抗永久变形、低温开裂、疲劳开裂、抵抗⽔损害的能⼒,另外应具有良好的施⼯和易性和压实性,即具有良好的路⽤性能。
故建议⾼等级公路施⼯沥青混合料配合⽐设计建议采⽤Superpave设计法和SMA设计法。
浅谈Superpave体积设计法与马歇尔体积法的异同⽬前热拌沥青混合料配合⽐组成设计的⽅法有马歇尔设计法、Superpave法等⽅法。
本课题主要通过试验⽅法来研究这两种体积设计法在沥青和矿质集料品种、相同的沥青⽤量和矿质混合料级配组成条件下表现出的沥青混合料的体积参数:空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、粗集料间隙率上的差异。
本课题试验过程中主要进⾏LK-16、Super-13、SMA-13、AC-13四种沥青混合料级配类型的试验,试验⽤的级配类型规范规定级配要求详见表1所⽰。
表1试验⽤级配类型试验中所⽤原材料的技术要求:矿料为⽯灰岩,最⼤粒径16mm各粒径的集料表观密度和⽑体积密度试验结果详见表2所⽰。
沥青采⽤埃索AH-70型,其密度为ρ=1.03g/cm3粉胶⽐:控制在1.3左右。
表2矿料各粒径的表观密度和⽑体积密度试验成果汇总表本课题分别按Superpave体积设计法旋转压实法和马歇尔体积设计法击实成型法制备不同沥青⽤量和不同级配类型的沥青混合料试件,进⾏各项体积参数测试,下⾯就这两种试验在本课题研究中的具体测试情况说明如下:⼀、粗集料的捣实密度和间隙试验本试验实按《公路⼯程集料试验规程》JTJ-058-2000中的T0309-2000规程进⾏,反映粗集料在捣实状态下的松⽅密度以及在松⽅状态下的粗集料的间隙程度,本课题分别对Super-16、LK-16、Super-13、SMA-13、AC-13五种级配类型的矿料粗⾻料进⾏试验,其试验结果如表3所⽰。
高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave-25)下面层施工指导意见(修订版)Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。
在吸收国外先进设计方法的基础上,结合我省试验研究成果,制定了《高性能沥青路面(道路石油沥青Superpave25)下面层施工指导意见(修订版》,以指导我省高速公路沥青路面下面层施工。
沥青路面下面层采用Superpave25结构时其厚度不小于8cm。
其沥青混合料级配应满足表一和表二,技术指标应满足表三和表四。
Superpave25设计集料级配限制区界限表一Superpave25设计集料级配控制点界限表二Superpave25技术指标表表三*注:当级配在禁区下方通过时,粉胶比可取值0.8~1.6。
Superpave25混合料马歇尔技术指标表表四一、材料要求1、沥青沥青面层采用优质道路石油沥青,标号70号,技术要求见表五。
沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行,各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按苏高技(2004)203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测,并留样备检。
2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石,粒径大于2.36mm。
下面层采用石灰岩等碱性石料,应选用反击式破碎机轧制的碎石,严格控制细长扁平颗粒含量,以确保粗集料的质量。
集料质量应从源头抓起,派专人进驻集料加工厂,对不合格的集料不得装车、装船,对进场粗集料按苏高技(2004)203号文规定进行检验。
粗集料技术要求见表六。
3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂,石质为石灰岩,不能采用山场的下脚料。
SUP-20改性沥青混凝土作为沥青混凝土中面层的施工应用作者:陈防军来源:《科技创新导报》2012年第13期摘要:高性能沥青路面(Superpave),采用了全新的沥青混合料设计方法。
Superpave沥青混合料设计方法,采用旋转压实仪成型试件,依据沥青混合料初始设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。
它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计,然后再进行油石比的选择。
本文就结合徐州市三环南路的施工情况针对SUP-20改性沥青混凝土作为沥青混凝土中面层的施工应用问题加以研究说明。
关键词:沥青混凝土中面层施工中图分类号:TU528 文献标识码:A 文章编号:1674-098X(2012)05(a)-0135-02用SUP-20改性沥青混凝土做沥青混凝土中面层可以有效的消除车辙,所以近年来,在公路建设中得到广泛的应用,在使用SUP-20改性沥青混凝土的时候一定要特别注意其配比的合理性以及摊铺和碾压操作。
这些都是影响公路质量的关键因素。
1工程概况徐州市三环南路不仅是国家东西方向干线公路,还是徐州市区内的一条主要干道,中间经过矿业大学、风华园、中山南路、解放南路,原来老路横断面的布置如下:2m×6m的沥青路面人行道+21m水泥砼路面的快车道+2m×2m的绿化带,因为建设时间比较长,近些年交通量又在迅速的增长,所以路面破坏比较严重,尤其是机动车道出现多种病害,主要表现为断板、脱空等,导致公路的服务水平逐渐下降。
本工程的起点是淮海食品城位置古州飞虹圆盘处(K0+000),终点是老徐肖路口(K12+140),总路程为12.14公里。
2SUP-20改性沥青混凝土材料要求2.1沥青最好采用性能优质的SBS改性沥青。
2.2 粗集料粗集料在选择的时候应该采用石质清洁、坚硬、不含风化颗粒、并且近立方体颗粒的碎石,颗粒的直径不能小于2.36mm,对于石灰岩等碱性粗集料,应该采用破碎机轧制,尽量剔除针片状颗粒。
Superpave⾃Superpave沥青混合料设计⽅法在我国实践以来,可以说对道路界是⼀场新思想的变⾰,Superpave沥青混合料结构经实践证明较我们传统的密实悬浮类混合料的抗车辙性能有了明显的改善,这⼀设计⽅法的最⼤亮点即为引⽤了混合料的体积性质作为设计的关键标准,同时旋转压实的成型⼯艺也较传统的马歇尔击实的成型⽅法更能模拟实际路⾯车轮的搓揉作⽤。
但作为⼀种新的设计⽅法,我们要⽤⼀分为⼆的观点来看问题,这⼀设计⽅法还有许多⽅⾯需要我们去研究探讨,例如:在混合料配合⽐设计中只是单⼀的以体积指标为标准,并没有引⼊⼒学性能指标这是否合适,此外由于Superpave混合料采⽤的级配较粗,从⽬前国内已修筑的Superpave路⾯来看渗⽔系数过⼤的路段较多。
Superpave混合料级配设计中的限制区对于我国现有的⽯料性质还需要进⼀步的试验验证。
相信通过⼤量的研究,我们会对Superpave有更加深层次的认识和改进,从⽽有利于提⾼沥青混合料质量,为公路事业做出贡献。
参考⽂献Superpave混合料设计体系⽂ /美国联邦公路管理局John A.D’Angelo译 / 江苏省交通科学研究院贾渝1 概述Superpave是⾼性能沥青路⾯的缩写,是美国公路研究计划(SHRP)的成果。
Superpave 包括⼀个建⽴在路⾯性能特性基础上的新的混合料设计和分析;Superpave包括⼀些旧的经验法则和⼀些新的⼒学基础上的特性。
Superpave混合料设计体系很快就成为美国的标准体系。
美国正在寻找⼀个新的体系来克服使⽤马歇尔和维姆设计体系造成普遍的路⾯问题,如车辙和低温开裂。
Superpave通过合理的途径提供解决这些问题的答案。
Superpave体系从简单到复杂。
设计⼈员根据交通量和⽓候条件来修筑路⾯,体系包括⼀个使⽤新的胶结料物理性质试验的胶结料规范;⼀系列集料试验和规范;⼀个热拌沥青混合料(HMA)设计和分析体系;以及计算机软件来整合体系的各组成单元。
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0 引言
为了能在实验室中模拟沥青路面所受作用力的实际情况,通过结合SHRP研究成果,诞生了Superpave旋转压实仪(Superpave Gyratory Compactor,SGC),使用这种设备成型出来的试件符合实际工程中的沥青混合料成型方式。
通常情况下,SGC一般由旋摆机构和压实机构两部分组成。
在压实的过程中,旋摆机构做匀速运动,较为简单;压实机构的速度需要根据实际情况发生变化,是一种非线性的复杂系统。
1 旋转压实仪的控制方案
根据旋转压实仪的控制要求可知,该设备的控制对象应涵盖旋摆机构的搓揉运动、压力信号的采集、压力机构的升降运动、键盘输入、角度检测以及显示部分。
根据这些内容,可以将控制系统分为控制中心部分、信息输入部分、信息输出部分和信息反馈部分。
控制中心部分是整个控制系统的核心,主要功能是对信息输入部分的信号进行处理,并将控制信号输出到信号输出部分;信息输入部分主要由压力输入和键盘输入两个独立部分组成;信息输出部分主要由显示部分、驱动信号输出部分、蜂鸣器部分和提示灯组成;信息反馈部分主要由传感器组成。
对于旋转压实仪的控制系统,最重要的就是实现利用压力传感器对压力的实时测量、监测和反馈控制。
2 压实仪压力控制原理
在旋转压实仪设备运行的过程中,压力的产生是一个复杂的过程。
如图1所示,步进电机7在接收到控制中心的脉冲信号之后,产生角位移。
根据脉冲信号的时间变化,齿形带8的速度也将发生改变。
齿形带产生的圆周速度会经过滚珠丝杠6转变为直线位移变化。
最后,由变化的模具高度对试样的产生压力进行压实。
为了使速度变化更加趋于平稳,可以在滚珠丝杠末端增加压簧器件9。
在压实过程中,试样所受到的压力主要取决于步进电机的速度。
步进电机的速度是由控制中心发出的脉冲信号频率决定的,脉冲信号频率越高,则压实速度越快,试样所受到的压力也就越大。
当压力过大时,电机应当停转或者反转从而减小压力。
但是,由于电机具有惯性,无法完成立即停止的操作。
3 压实仪稳压控制策略
在旋转压实仪的运行中,压力大小不仅仅取决于驱动电机的输
出,还与旋摆角有关。
在设备运行初期,旋摆角发生变化较大,压实力的大小也会受到影响,我们可以根据实验过程中试样高度的变化值来判断压力的波动大小。
在设备运行的前10圈中,压力变化幅度较大;在设备运行的前30圈中,压力变化幅度仍然较高。
因此在设备运行前期,旋转压实仪所做的压实运动是无效的,并不符合Superpave沥青路面技术规范,所以必须控制好设备前30圈中的压力电机的运动幅度。
在有丰富的压实仪控制经验的条件下,可以采用模糊控制的方
图1 压实仪压力控制原理
Superpave 旋转压实仪的控制设计及稳压控制策略研究*
罗家浩 邵秋萍 徐逸飞 卢正新 孙旭杰
(南京工程学院,江苏南京 211167)
摘要:论文针对Superpave旋转压实仪设备,进行了控制系统的开发与设计。
为了更好地实现旋转压实仪的稳压控制,论文主要介绍了模糊控制的方法。
通过研究分析,可知模糊控制的响应速度较快并且精度更高。
关键词:旋转压实仪;压力控制;Superpave;模糊控制中图分类号:TH112文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2019)06-0012-02
数控技术
DOI:10.19695/12-1369.2019.06.06
收稿日期:2019-05-04
*基金项目:南京工程学院大学生科技创新基金项目(TB201801050)
作者简介:罗家浩(1997—),男,汉族,江苏常州人,本科,研究方向:机电工程、全息技术。
通讯作者:邵秋萍(1963—),女,汉族,江苏宜兴人,硕士研究生,副教授,研究方向:机电工程,智能测控,工业机器人。
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2019年第 06 期
法使压实仪的动态控制性能更佳,响应速度也更加快速。
在旋转压实仪中,为了达到一定的控制精度并且防止控制算法过于复杂,我们选择二维模糊控制器。
由于旋转压实仪压实的压强要求为600±10 kPa,所以可知系统误差论域应该为-10~+10。
将误差E和误差变化率均分为8个等级,则系统的模糊词集为负大(NB)、负中(NM)、负小(NS)、负零(NZ)、正零(PZ)、正小(PS)、正中(PM)、正大(PB)。
旋转压实仪的输入为脉冲信号的频率f,输出量为压强P,建立模糊控制表如表1所示。
根据模糊控制表则可以很好的预判发生压力的变化,从而实现对压力的稳定控制。
4 结语
Superpave旋转压实仪最重要的控制对象就是对压力进行控制,所以只要压力能够稳定在600kPa,试样成型之后所得到的参数
就能更加符合实际。
虽然目前旋转压实仪最广泛使用的控制方法仍然是PID控制,但更加先进的控制方法则是模糊控制。
一般情况下,采用模糊控制的压实仪实时控制系统压力更加稳定,响应速度也更快。
参考文献
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[2] 孟令伟,钱静.基于ADAMS的空间旋摆机构运动分析与仿真[J].机械设计与制造,2007(06):72-74.
[3] 尤丽华,吴鸿雁,王灯照.旋转压实仪参数自整定数字PID控制器的设计[J].计算机工程与设计,2009,30(23):5524-5526.
[4] 卢泽生.控制理论及其应用2版[M].北京:高等教育出版社,2016:5.
Control Design of Superpave Gyratory Compactor and Study of Pressure Stabilization
Control Strategy
LUO Jia-hao,SHAO Qiu-ping,XU Yi-fei,LU Zheng-xin,SUN Xu-jie
(Nanjing Institute of Technology,Nanjing Jiangsu 211167)
Abstract:The control system of Superpave gyratory compactor is developed and designed in this paper. In order to realize the stabilization control of gyratory compactor better, this paper mainly introduces the method of fuzzy control. Through research and analysis, it can be seen that the response speed of the fuzzy control is faster and the precision is higher.
Key words:gyratory compactor; pressure control; Superpave; fuzzy control
表1 模糊控制表
New Machine Tool Loading and Unloading Equipment Based on Robot
ZHANG Chao-hui
(Beijing aerospace topology High-Tech Co., Ltd.,Beijing 100176)
Abstract:In this paper, a new type of machine tool loading and unloading technology is proposed, the production link of the workpiece and the automatic screening of the advantages and disadvantages of the product are systematically introduced, the automatic loading and unloading mechanical structure of the robot combined with PLC and the technology of automatic separation of advantages and disadvantages are designed, and the control process of the system is described in detail. Thus, it is proved that the design has the advantages of accurate discrimination, stable production and operation, adjustable working beat and convenient maintenance.
Key words:Robots;linkage;control
······
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罗家浩 邵秋萍 徐逸飞等:Supe r pa v e 旋转压实仪的控制设计及稳压控制策略研究。