SEAM沥青混合料目标配合比设计
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技术与市场 技术研发 第18卷第8期2011年
SEAM沥青混合料目标配合比设计
赵艳辉,申展华
(郑州市市政工程总公司,河南郑州450007)
摘要:通过对AC一13型SEAM7))青混合料的目标配合比设计研究,分析介绍SEAM ̄青混合料配合比设计方法,并通过
试验进行SEAM沥青混合料 标配合比设计。
关键词:SEAM;沥青混合料;目标配合比;设计研究
doi:10.3969/j.issn.1006-8554.201 1.08.014
0前言 SEAM沥青混合料的配合比设计采用规范规定的热拌沥青
混合料配合比设计方法,最佳结合料(SEAM+沥青)用量仍然
采用马歇尔试验五点法确定,但由于沥青混合料中掺加sEAM 的密度以及掺加的比例不同,获得的混合料性质不同,因此其
配合比的确定又与常规沥青混合料的设计方法有所不同,其 (SEAM+沥青)结合料最佳用量的确定有两种方法,分别是常规
混合法和代替公式法。
本文介绍常规混合法和代替公式法,并采用代替公式法对
AC一13型SEAM沥青混合料进行目标配合比试验,分析AC一13 型SEAM沥青混合料目标配合比设计。
1 SEAM沥青混合料配合比设计方法概述
1.1常规混合法
常规混合法是将SEAM和沥青按照预先确定的比例进行充
分混合,然后将SEAM和沥青的混合物视为一个整体,作为结合 料,采用热拌沥青配合比设计方法进行常规的马歇尔试验,确
定结合料的最佳用量,再按照SEAM和沥青的比例分别确定
SEAM和沥青的用量。
1.2代替公式法
代替公式法是采用规范规定的热拌沥青混合料配合比设
计方法确定相应基质沥青混合料的最佳油石比,然后采用公式
(a)确定SEAM结合料的最佳用量,再按照SEAM和沥青的比例,
分别确定SEAM和沥青的用量。
SEAM沥青混合料代替公式法配比设计步骤如下: (1)采用热拌沥青混合料配合比设计方法,对基质沥青混
合料进行马歇尔试验,求出基质沥青混合料的最佳油石比。 (2)将求得的最佳油石比转化为沥青含量并代人fa)式,求
得(SEAM+ ̄I3J青)结合料的含量。
(3)根据(SEAM+沥青)结合料的最佳含量,以及初定的
SEAM、沥青的重量比例,分别计算SEAM、沥青的含量。
(4)根据(2)计算的SEAM、沥青的含量和设计的集料级配
制作马歇尔试件,测试其马歇尔稳定度等其他指标,检测是否
满足技术要求。
(5)调整SEAM、沥青的重量比,重复步骤(4)直至满足混合
料的技术要求,此时所求得的SEAM、沥青的含量即为SEAM沥
青混合料的最佳配比。 (SEAM+沥青)结合料%= 丽 _6IO 00面A R a)
式中:A——常规沥青混合料设计中的沥青含量% 于总混合
料重量计算);
R——sEAM替换比 般R=I.5~1.7),建议取1.7;
Ps——总结合料 ̄SEAM的重量比(%)。
2 AC一13型SEAM沥青混合料目标配合比设计材料 2.1 集料
本文采用的粗、细集料均必须洁净、干燥、表面粗糙、无风
化、无杂质,并有适当的颗粒级配,粗集料为石灰岩碎石,细集
料中的机制砂采用石灰岩机制砂。各档集料的筛分数据见表1。
表1 各档集料筛分试验结果 通过筛孔(mm)的质量百分率% 筛孔尺寸 10 ̄15 mm 5~10 mm 机制砂 砖
31.5 100 1O0 100 100
26.5 100 100 100 100
19 100 1O0 100 100
16 l00 1O0 100 1o0 ● 13.2 96.45 100 100 100
9.5 37.60 98.60 100 l00
4.75 3.00 2-35 100 100
2-36 1.85 0.80 84.85 100
1.18 1.65 0.80 59.45 100
O.6 1.6O O.80 39.25 99.70
O-3 1.55 0.8O 23-30 98.15
0.15 1.50 0.80 16.40 94.00
0.075 1.40 0.70 11.85 77.45
<0.075 0 O 0 0
2.2 沥青
试验所用的基质沥青采用SheH Pen60/80、SheH Pen80/lO0
沥青,改性沥青采用SBS改性沥青,按《公路沥青路面施工技术 规范}(JTG F40--2004)要求进行了规定项目的试验检测,检测
结果及各项性能见表2。
2.3 SEAM SEAM是Sulphur-extended Asphalt Modifier的简称,即硫磺
27 技术研发 TECHN0LoGY AND MARKET
表2 Shell Pen60/80沥青性能指标检测结果 检测项目 单位 技术要求 试验结果 试验方法
针入度(25℃'100 g,5 s) O.1mm 60 ̄80 62 T O6O4—2Ooo
针入度指数PI 一1.5~+1.O -1.228 T 0604—2000 延度(5 cm/min,10 ) Cm ≥2O 53 T O605—1993
软化点(环球法) ℃ ≥46 49 T 0606--2000
动力粘度(60℃) Pa.s 实测记录 171 T O625—20o0
- 闪点(开口式) 0c ≥26o 348 T 0611—1993
溶解度(三氯乙烯) % ≥99 99.8 T 0607—1993
密度 l5℃) (gCcm ) 实测记录 1.035 T 0603—1993
质量变化 % ≤±0.8 0.027 T O609—1993 TF0T后 针入度比 % ≥61 66 T 0604-2000 残留物
延度(10 ) Cm ≥6 7.5 T 06O5—1993
稀释沥青改性剂,是经过特别处理的石油炼制副产品,由硫磺、
烟雾抑制剂、塑性添加剂和气味添加剂等组成,主要成分为硫
磺。常温下为半球状黑褐色固体颗粒。运输时既不需要高温贮
运,也不需要贮罐,可以同矿料一样储存与运输。SEAM作为沥
青改性剂又是添加剂,使用起来非常方便,SEAM可以通过旧沥
青混合料进料器加入热拌沥青混合料中,并且很容易融化在沥
青混合料中。
3 AC一13型SEAM沥青混合料目标配合比设计 矿料级配的设计原则:根据各档集料的筛分结果进行矿料
级配设计,各种类型的矿料级配设计依据是《公路沥青路面施 i技术规范》(JTG F40--2004)中规定的各种类型的级配上下限
范围,采用骨架密实型级配,级配曲线趋向于“s”型。
采用热拌沥青配合比设计方法,利用基质沥青进行马歇尔
试验,确定基质沥青混合料的最佳油石比,并通过替代公式法
确定相同级配的SEAM沥青混合料中SEAM和沥青的用量。
3.1 AC一13 SEAM沥青混合料的配合比设计
AC一13 SEAM沥青混合料的级配曲线如图2所示,各档集
料配比如表3所示:
/ F/ ,,// r ,/,//, .,,^
0 075 015 0 3 0 L 8 2:}6 4 75 9 5 l 2 LB l9 筛孔尺寸(m) 图2 AC一13型SEAM沥青混合料级配曲线
表3沥青混合料各种集料的用量
按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—20o4)规定 的确定沥青混合料最佳沥青用量的方法,由表4及图3可确定其
最佳油石比为5.0%。
通过替代公式法确定的SEAM结合料用量为5.65%,其中 SEAM用量为2.26%,沥青用量为3.39%。
4结语 本文主要对以下内容进行了研究:
28 穗 度 Vo1.18,No.8,2011
毛体积密度
8 5,0。ll . .一—
。 _■
肇樾
图3 AC一13型SEAM沥青混合料马歇尔试验物理一力学
指标与油石比关系
表4 AC一13型SEAM沥青混合料马歇尔试验体积参数
及力学指标 油石比 毛体积密度 稳定度 流值 空隙率 VMA VFA (%) (g/cm ) (kN) (mm) (%) (%) f%1 4.1 2.383 10.50 1.91 7.4 16.5 55.3
4.6 2.399 l1.15 2.53 6.0 16-3 62.9
5.1 2.464 12.43 2.67 3.8 14.4 75.O
}5.6 2.429 10.56 2.70 3.6 16.1 77.8 『6.1 2.411 8.54 2.80 3.6 l7.1 78.7
1)介绍评价了SEAM沥青混合料采用的两种目标配合比
设计方法即常规混合法和代替公式法。2)本论文采用代替公
式法进行SEAM沥青混合料配合比设计,并对对AC一13型SEAM
沥青混合料进行了目标配合比设计。3)通过对SEAM沥青混合
料配合比设计结果分析,SEAM可以有效的代替部分沥青作为
沥青混合料的结合料。由于SEAM要比沥青造价低,因此在满
足沥青混合料性能的同时,可以有效降低沥青路面造价。
参考文献: 【1]JTJ O52—2o00公路沥青及沥青混合料试验规程【M】.北京:
人民交通出版社.2000. [2】JTJ F400 2o0l4公路沥青路面施工技术规范 ].2004. 8 1 i; ^ 埘 譬 0 £ .