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监理检测网校:道路工程考点16

 佛随心愿 2017-10-22

276、沥青混合料马歇尔稳定度试验:

1目的与适用范围用于马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验,以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验浸水马歇尔稳定度试验(根据需要,也可进行真空饱水歇尔试验)供检验沥青混合料抵御水损害时的能力,并此检验配合比设计的可行性。

2)试验仪器与材料

沥青混合料马歇尔试验仪:ø63.5mm的标准马歇尔试件,试验仪最大荷载不小于25kN,读数准确度10ON,加载速率应能保持50mm/min士5mm/min。钢球直径16mm,上下压头曲率半径为50.8mm。当采用小152.4mm大型马歇尔试件时,试验仪器最大荷载不得小于50kN,读数准确度为100N。上下压头的曲率内径为152.4mm士0.2mm,上下压头间距19.05mm士0.1mm。

3)试验准备

①制备符合要求的马歇尔试件,一组试件的数量最少不得少于4个。

②量测试件的直径及高度:用卡尺测量试件中部的直径,用马歇尔试件高度测定器或用卡尺在十字对称的4个方向量测离试件边缘10mm处的高度,准确至0.1mm,并以其平均值作为试件的高度。如试件高度不符合63.5士1.3mm或95.3士2.5mm要求或两侧高度差大于2mm时,此试件应作废。

③将恒温水槽调节至要求的试验温度,对黏稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料为60℃±1℃。

④将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱达到同样温度,将上下压头从水槽或烘箱中去除擦拭干净内面。为使上下崖头滑动自如,可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件去除置于下压头上,盖上上压头,然后装在加载设备上。在上压头的球座上放妥钢球,并对准荷载测定装置的压头

4)试验步骤

①将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温,保温时间对标准马歇尔试件需30~40min,对大型马歇尔试件45~60min。试件之间应有间隔,底下应垫起,离容器部不小于5cm。

②当采用自动马歇尔试验仪时,将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感器与计算机或X-Y记录仪正确调整好适宜的放大比例。压力和位移感器调零。

③启动加载设备,使试件承受荷载,加载速度为(50士5) mm/mi n。计算机或X-Y记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线,并将数据自动存入计算机。同时读

④当试验荷载达到最大值的瞬间,取下流值计,取压力环中百分表读数及流值计的流值读数。从恒温水箱取出试件至测出最大荷载,试验不得超过30s。

5) 浸水马歇尔试验方法浸水马歇尔试验方法与标准马歇尔试验方法的不同之处在于,试件达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h,其余均与标准马歇尔试验方法相同。

6)试验结果计算

试件的稳定度及流值:当采用自动马歇尔试验仪时,将计算机采集的数据绘制成压力和试件变形曲线,或由X-Y记录仪自动记录的荷载一变形曲线,按图6-7所示的方法在切线方向延长曲线与横坐标相交于01,将作为修正原点,从o1起量取相应于荷载最大值时的变形作为流值(FL),以mm计,准确至0.1mm最大荷载即为稳定度(MS),以kN计,准确至0.01KN

沥青混合料最佳沥青用量条件下对应的马歇尔稳定度最大,流量最小。

7)说明与注意问题

从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间,不得超过30s,;当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的K倍时,该测定值应予舍弃,并以其余测定值的平均值作为试验结果。当试件数目a为3、4、5、6个时,值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。

277、沥青路面芯样马歇尔试验

1试验目的与适用范围用于从沥青路面钻取的芯样进行马歇尔试验,供评定沥青路面施工质量是否符合设计要求或进行路况调查。标准芯样钻孔试件的直径为100mm,适用的试件高度为30~80mm; 大型钻孔试件的直径为150mm,适用的试件高度为80~100mm。

2)试验方法与步骤

用卡尺测定试件的直径,取两个方向的平均值。

测定试件的高度,取4个对称位置的平均值,准确至O.1mm。

278、沥青混合料车辙试验

1)试验目的与适用范围:用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力,供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验使用 。 

2)试验基本要求是在规定温度条件下(通常为60℃),用一块碾压成型的板块试件(通常尺寸为300mmx3OOmmx50mm),以轮压0.7MPa的实心橡胶轮胎在其上往复碾压行走,测定试件在变形稳定期时,每增加1mm变形需要碾压行走的次数,以此作为浙青混合料车辙试验结果,称为动稳定度以次/mm表示。
3)试验仪器与材料①试验轮:橡胶制的实心轮胎,外200mm轮宽50mm,橡胶层厚15mm。橡胶硬度。国际标准硬度)20℃ 时为84士4,60℃ 时为78士2

试验轮行走距离为230士10mm,往返碾压速度42土1次/mi n (21次往返/mi n)允许采用曲柄连杆驱动试验台运动(试验轮不移动)或链驱动试验轮运动(试验台不动的任一种方式。

加载装置:使试验轮与试件的接触压强在60℃ 时为0.7 士0.05MPa,施加的总荷重为78kg左右。

4)试验方法与步骤

准备工作

①在60℃下,试验轮的接地压强为0.7MPa 土O.05MPa。

②试件成型后,连同试模一起在常温条件下放置的时间不得少于12h。对于聚合物改性沥青混合料试件,放置时间以24h为宜,使聚合物改性沥青充分固化后再进行车辙试验,但在室温中放置时间不得长于一周。

试验过程

①  试件连同试模一起置于已达到试验温度(60士1℃) 的恒温室中保温不少于5h,也不得多于24h。在试件的试验轮不行走的部位上,粘贴一个热电隅温度计,以检测试件温度。

②  其行走方向须与试件碾压或行车方向一致。开动车辙变形自动记录仪,然后启动试验机,使试验轮往返行走时间约1h,或最大变形达到25mm时为止。试验时,记录仪自动记录变形曲线及试件温度。

5)说明与注意问题 

同一沥青混合料或同一路段的路面,至少平行试验3个试件,当3个试件动稳定度变异系数小于20%时,取其均值作为试验结果。变异系数大于20%时应分析原因,并追加试验。如计算动稳定度值大于6000次/mm时,记作: > 6000次/mm。试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、试件密
度、空隙率及试件制作方法等。

279、沥青与矿料黏附性试验:

1试验目的与适用范围用于测定沥青与矿料黏附性,掌握集料的抗水剥离能大以间接评价沥青混合料水稳定性。根据沥青混合料中矿料的最大粒径,对于大于13.2mm及小于(或等于13.2mm 的集料分别选用水煮法和水浸法进行试 对同一种原料既有大于又有小于13.2mm不同粒径的集料时,取大于13.2mm的水煮法试验结果为准,对细粒沥青混合料以水浸法试验结果为准。

2)试验方法与步骤

试验方法一:水煮法(适用于大于13.2mm粒径的粗集料)

(1) 将集料过13.2mm、19mm的筛,取存留在13.2mm筛上的颗粒5个,要求试样表面规整、接近立方体。用水洗净,在105℃的烘箱中烘干。用细线将试样集料颗粒逐个系牢,继续放入105℃的烘箱中加热待用。

 (2) 石油沥青加热至130~150℃,将待用的集料试样浸入使沥青能够全部裹覆在集料表面,取出并悬沥青45s,挂在试验架上,在室温下冷却15min。

(3) 将盛水的大烧杯放置在有石棉网的电炉上加热煮沸,在水微沸的状态下(避免有沸腾的气泡出现) 将裹覆沥青的集料试样通过细绳悬挂于水中。保持微沸状态浸煮3min。[p360] 

(4) 浸煮结束后,将集料从水中取出,观察集料颗粒表面沥青膜的剥落程度,并按表6-20的提示的内容评定黏附等级。

(5) 同样试样平行试验5个颗粒,并由两名以上经验丰富的试验入员分别评定后,取平均级作为试验结果

试验石料表面上沥青剥落情况

黏附等级

沥青膜完全保存,剥离面积百分率接近于0

5

沥青很少部分被水所移动,厚度不均匀,剥离面积百分率少于10%

4

沥青膜局部明显被水所移动,基本保留在石料表面,剥离面积百分率少于30%

3

沥青膜大部分被水所移动,局部保留在石料表面,剥离面积百分率大于30%

2

沥青膜完全被水移动,石料基本裸露,沥青全部浮在水面

1

试验方法二:水浸法(适用于小于13.2mm粒径的集料)

(1) 集料过13.2mm、9.5mm的筛,取粒径9.5~13.2m形状规则的集料200g,洗净并在105℃ 的烘箱中烘干备

(2) 按四分法称取备用试样颗粒100g置搪瓷盘上,连|搪瓷盘一起放入已升温至沥青拌和温度以上5℃ 的烘箱中持续加热1h。

(3) 按每100g矿料加入沥青5士0.2g的比例称取沥青,放入同一烘箱中加热15min。

 (4) 从供箱中取出拌和容器,将搪瓷盘中的集料倒入拌利容器的沥青中,立即用金属铲均匀拌和1~1.5min,使集料完全被沥青膜裹覆。拌和完成后立即将裹有沥青的集料取20个,摊开,并在室温下冷却1h。

(5) 将放有集料试样的玻璃板浸入水温80士1℃ 的恒温才槽中,保持30mi n,并将剥离及浮于水面的沥青,用纸片捞出。

(6) 由水中小心取出玻璃板,浸入水槽的冷水中,仔细观察裹覆集料的沥青薄膜的剥落情况。由两名以上的经验丰富的试验入员分别目测,评定剥离面积的百分率,评定后取平均值表示。并以表6-20同样的方式评价沥青与集料的黏附等级。

说明与注意问题

黏附等级的高低与沥青混合料水稳性有密切关系。通常,公路工程中要求沥青与集料的黏附等级在4级以上。但不能仅以黏附等级作为判定沥青混合料水稳性好坏的唯一依据,不能以黏附等级代替沥青混合料水稳性试验操作。

 280、沥青混合料冻融劈裂试验

1)试验目的与适用范围:通过冻融循环,测定沥青混合料在受到水损害前后劈裂破坏的强度比,以评价沥青混合料水稳定性。试验用试件为圆柱形马歇尔试件,击实次数为双面各50次,集料最大粒径不超过26.5mm

2)试验方法与步骤

按马歇尔试件成型方法成型试件,尺寸为直径101.6mm、高63.5士1.3mm。成型两组,每组不少于4个。将成型好的试件随机分组,将第一组试件置于平台上,在室温下保存待用第二组按如下程序进行操作:将马歇尔试件浸入水进行真空饱水操作要求真空97.3~98.7kPa (730~740mmHg) ;随后恢复常压,并在水中浸泡0.5h。在袋中加入1OmL的水,扎紧袋口,放入恒温冰箱,冷冻温度为-18士2℃,保持16h士1h。 从袋中取出试件,立即放入已保温为60士0.5℃的温水箱中,撤去塑料袋,时间不少于24h。将两组试件全部浸入25士0.5℃ 的恒温水箱中浸泡2h,试件之间留出10mm以上的间距。随后以50mm/min速率用劈裂试验夹具,分别对两组试进行劈裂试验操作,得到各组试件最大劈裂荷载。

3)说明与注意问题

(1) 每组劈裂试验结果需进行数据处理,处理方法同马歇尔稳定度试验。

(2) 试验结果是一种更加苛刻地评价沥青混合料水稳性的指标,尽管操作过程引人低温冰冻环节,但试验结果并不能用于针对低温性能优劣的评价。

281、沥青混合料沥青含量试验

试验方法一:离心分离法:

1试验目的与适用范围:该试验既可用于热拌热铺沥青混合料路面施工时的沥青用量检测以评定拌和厂产品质量,也适用于旧路调查时检测沥青混合料的沥青用量,用此法抽提的沥青溶液可用于回收沥青,以评定沥青的老化程度。相应的检测内容有若干种不同的方法,可根据试验条件,选择适用的方法操作

2)试验仪器与材料

离心抽提仪:由试样容器及转速不小千3000r/min的离心分离器组成,分离1器备有滤液出口。容器盖与容器之间用耐油的圆环形滤纸密封。滤液通过滤纸排出后从出口流出收入,回收瓶中,仪器必须安放稳固并有排风装置。

3)操作步骤向装有试样的烧杯中注人三氯乙烯溶剂,将其浸没,浸泡3Omin。开动离心机,转速逐渐增至3000r/min,沥青溶液通过排出口注人回收瓶中,待流出停止后停机。从上盖的孔中加人新溶剂,数量大体相同,稍停3~5min后,重复上述操作,如此数次直至流出的抽提液成清澈的淡黄色为止。用压力过滤器过滤回收瓶中的沥青溶液,由滤纸的增重m3得出泄漏入滤液中矿粉,如无压力过滤器时也可用燃烧法测定。

用燃烧法测定抽提液中矿粉质量的步骤如下:

a.将回收瓶中的抽提液倒人量筒中,准确定量。

b.充分搅匀抽提液,取出10mL放入坩埚中,在热浴上适当加热使溶液试样变成暗黑色后,置高温炉(500~600℃) 中烧成残渣,取出坩埚冷却。

c.向坩埚中按每1g残渣5mL的用量比例,注人碳酸铵饱和溶液,静置1h,放入105士5℃烘箱中干燥。

d.取出放在干燥器中冷却,称取残渣质量

5)注意:同一沥青混合料试样至少平行试验2次,取平均值作为试验结果。两次试验结果的差值应小于0.3%,当大于0.3%但小于0.5%时,应补充平行试验一次,以3次试验的平均值作为试验结果,3次试验的最大值与最小值之差不得大于0.5%。

 试验方法二:燃烧炉法

1)试验目的与适用范围:燃烧法测定的原理是在一定条件下利用高温将沥青混合料中的沥青燃烧分解为气体,再通过相应矿料的质量修正,测出混合料中的沥青含量。同时也可对燃烧后的沥青混合料矿料组成进行筛分试验,以把握沥青混合料级配状态。适用于针对热拌沥青混合料施工过程的质量控制,或针对路面现场钻芯、切割得到的沥青混合料试样的质量评定。

2)试验方法与步骤

(1)准备试样无论是从拌和场取得试杉还是从路面钻孔或切割取得的试样,都不得用锤击方法进行分散,以防止造成集料颗粒的破碎。

(2)过热的试样可待温度下降至100℃ 以下时,称取混合试样,准确至0.1g。

而路面取得的试样或已结团的试可在烘箱中加热至125℃士5℃,加热成松散状态,适拌和后称取试样质量,准确至0.1g。试样最小质量根沥青混合料的集料公称最大粒径按表6-21选用。

公称最大粒径

试样最小质量(g)

公称最大粒径(mm)

试样最小质量(mm)

4.75

1200

19

2000

9.5

1200

26.5

3000

13.2

1500

31.5

3500

16

1500

37.5

4000

(3)预热燃烧炉。将燃烧温度设定538士5℃。设定修正系数为0。

(4)锁定燃烧室的门,启动开始按钮进行燃烧。燃烧至连续3m n试样质量每分钟损失率小于0.01%时,燃烧炉会自动发出警示声音或者指示灯亮起警报,并停止燃烧

(5)按照下式计算混合料质量损失系数

注意:当2个试样的质量损失系数差值不大干0.15%时,则取平均值作为沥青用量的修正系数。当2个试样的质量损失系数差值大于0.15%时,则重新准备2个试样按以上步骤进行燃烧试验,得到4个质量损失系数,除去1个最大值和1个最小值,将剩下的2个修正系数取平均值作为沥青用量的修正系数。

(6)当沥青用量修正系数小于0.5%时,则沥青用量修正数标定完成。当沥青用量的修正系数大于0.5%时,说明述采用538℃燃烧的温度偏高,造成有更多的不属于青的物质被烧掉,所以要降低温度进行操作。设定482士5℃燃烧温度按照前述方法重新标定,得到4821的沥青用量的修正系数Cf。如果482℃与538℃得的沥青用量的修正系数差值在0.1%以内,则仍以538尤沥青用量作为最终的修正系数Cf; 如果修正系数差值:达于0.1%,则以482T的沥青用量作为最终修正系数大。

3)结果精度:沥青用量的重复性试验允许误差为0.11%,再现性试验的允许误差为0.17%。同一沥青混合料试样至少平行测定两次,取平均值作为试验结果。试验报告内容应包括燃烧炉类型、试验温度、沥青用量的修正系数、试验前后试样质量和测定的沥青用量试验结果,并将标定和测定时的试验结果打印并附到报告中。当需要进行筛分试验时,还应包括混合料的筛分结果。

282、沥青混合料的矿料级配检验方法

1)试验目的与适用范围

用于测定沥青路面施工过程中沥青混合料的矿料级配,供评定沥青路面的施工质量时使用。

2) 试验准备工作

按要求方法从拌和厂选取代表性样品。将分离沥青后的全部矿质混合料放人样品盘中置温度105士5℃烘干,冷却至室温按沥青混合料矿料级配设计要求,选用全部或部分需要筛孔的标准筛,进行施工质量检验时,至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及集料公称最大粒径等5个筛孔,按大小顺序排列成套筛。

3)操作步骤

将标准筛带筛底置于摇筛机上,并将矿质混合料置于筛内,盖好筛盖后,扣紧摇筛机,开动摇筛机筛分10min取下套筛后,按筛孔大小顺序,在一清洁的浅盘上,再逐个进行手筛,手筛时可用手轻轻拍击筛框并经常地转动筛子,直至每分钟筛出量不超过筛上试样质量的0.1%时为止,但不允许用手将颗粒塞过筛孔,筛下的颗粒并人下一号筛,并和下一号筛中试样一起过筛。对最下面的0.075mm筛,采用水筛法,或者对同一种汁合料,适当进行几次干筛与湿筛的对比试验后,对0.075mm通过率进行适当的换算或修正。并将沾在滤纸、棉花上的矿粉及抽提液中的矿粉计矿料中通过0.075m的矿粉含量中。所有各筛的分计筛量和底盘中剩余质量的总和与筛分前试样总质量相比,相差不得超过总质量的1%。

283、热拌沥青混合料配合比组成设计

1.气候分区指标

(1)气候分区的高温指标:采用工程所在地最近30年内,每年最热月份平均日最高气温的平均值,作为反映沥青路面在高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子,并作为气候分区的一级指标。按照设计高温指标,一级区划分为3个区。

 (2) 气候分区的低温指标:采用工程所在地最近30年内的极端最低气温,作为反映沥青路面由于温度收缩产生裂缝的气候因子,并作为气候分区的二级指标。按照设计低温指标,二级区划分为4个区。

(3) 气候分区的雨量指标:采用工程所在地最近30年内的年降雨暈的平均值,作为反映沥青路面受水影响的气候因子,并作为气候分区的三级指标。按照设计雨量指标三级区划分为4个区。

2、气候分区的确定

沥青路面使用性能气候分区由一、二、三级区划组合而成,以综合反映该地区的气候特征,见表6-22。每个气候分区用3个数字表示:第一个数字代表高温分区,第二个数字代表低温分区,第三个数字代表雨量分区,每个数字越小,表示气候因素对沥青路面的影响越严重。

气候分区:例如,如果某个地区气候区划为1-2-3,则表该地区表现出夏季炎热、冬季寒冷的半干旱气候特点,因此该地区对沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性都有很高的要求,而对水稳性的要求则不是很高。又如某个地区气候分区是1-4-1,则说明该地区呈现冬季温暖但夏季十分炎热且多雨的气候特征,要求此时的沥青混合料应具有较高的高温稳定性和良好的水稳性。

284、沥青混合料组成材料技术要求

1、沥青:针对气候环境特点和交通状况,选择黏稠性合适的沥青是沥青混合料配合比设计过程中的重要一步。通常在气温较高的地区,繁重的交通情况下,使用细粒式或砂粒式的混合料时,应选用稠度较高即标号较低的沥青。

同样,对于渠化交通的道路,或位于路面顶层的沥青混合料也应选择标号较低的沥青。原因在于采用标号低、黏稠度高的沥青所配制的混合料,能够在高温和重载交通条件下较好地减缓沥青路面出现推挤、拥包等问题。但另一方面如黏度过高,则车辙、沥青混合料的低温变形能力相对较差,沥青路面容易产生裂缝。反之,采用黏度较低的沥青所配制的混合料在低温时具有较好的变形能力,有益于减缓路面裂缝的形成,但夏季高温时往往会由于热稳定性不足,使沥青路面产生较大的变形。

2、 粗集料

1)物理力学性质要求:沥青混合料用粗集料,可以采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。高速公路一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表层所用粗集料应该选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石,不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料,该类粗集料应符合表6-24对磨光值和黏附性的要求。当坚硬石料来源缺乏时,允许掺加一定比例较小粒径的普通粗集料,掺加比例根据试验确定。在以骨架原则设计的沥青混合料中不得掺加其他粗集料。

沥青混合料用粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体,且无风化、不含杂质,并具有足够的强度耐磨耗性。破碎砾石采用粒径大于50mm的颗粒轧制,破碎前必须清洗,含泥量不得大于1%。钢渣作为粗集料时,仅限于三级及三级以下公路和次干路以下的城市道路,并应经过试验论证取得许可后使用。钢渣破碎后应有6个月以上的存放期,除吸水率允许运当放宽外。

(2) 沥青的黏附性要求:当使用花岗岩、石英岩等酸性岩石轧制的粗集料时,若达不到表6-23对粗集料与沥青黏附性等级的要求,必须采取抗剥落措施。工程中常用的抗剥落方法包括使用高黏度沥青;在沥青中掺加抗剥落剂;用干燥的生石灰、消石灰粉或水泥作为填料的一部分;或将粗集料用石灰浆裹覆处理后使用等。

3、细集料

(1)物理力学性能:沥青混合料的细集料,可采用天然砂、机制砂或石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质,并有适当的级配范围。细集料应与沥青有良好的黏结能力,在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青面层使用与沥青黏附性较差的天然砂或用花岗岩、石英岩等酸性岩石破碎的人工砂及石屑时,应采取前述粗集料的抗剥落措施对细集料进行处理。在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中,所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂的用量。

(2)细集料的粒径规格:天然砂:天然砂宜采用河砂或海砂,当使用山砂时应经过清洗。天然砂的规格应符合表6-28的规定,经筛洗法测定的砂中小于0.075mm颗粒含量对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路不得大于其他等级道路不大于5%。石屑:石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下部分,它与机制砂有着本质的不同,是石料加工破碎过程中表面剥落或撞下的边角,强度一般较低,且针片状含量较高,在沥青混合料的使用过程中还会进一步细化所以性能相对较差。生产石屑的过程中应特别注意,避免山体覆盖层或夹层的泥土混入石屑。石屑规格应符合表6-29的要求。不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的石屑。对于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路,应将石屑加工成S14 (3~5rm) 和S16(0~3mm) 两档使用,在细集料中石屑含量不宜超过总量的50%。细集料的级配在沥青混合料中的适用性,应将其与粗集料及填料配制成矿质混合料后,再判定其是否符合矿料设计级配的要求再做决定。当一种细集料不能满足级配要求时,可采用两种或两种以上的细集料掺合使用
4.填料
常用填料大多是采用石灰岩或憎水的强基性岩浆岩,加工磨细制得。填料在沥青混合料中发挥着重要的作用,通过沥青和填料之间相互作用形成的结构沥青和组成的沥青胶浆,是沥青混合料中重要的组成部分,对混合料的高温稳定性和水稳性有直接影响。填料的另一关键性能要求是必须达到一定的细度,从而保证填料与沥青之间有更高的接触程度,形成更多的结构沥青。285、沥青混合料配合比设计内容

包括三个阶段:目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证。

286、最佳沥青用量的确定(沥青混合料马歇尔试验)

1、首先检查当沥青用量为初始值0AC1时,沥青混合料的各项指标是否满足设计要求,同时检验VMA是否符合要求。当全部满足要求时,由OAC1及0AC2综合决定最佳沥青用量OAC。若各指标未能满足要求,应调整重新进行马歇尔试验配合比设计,直至各项指标级配,均能符合要求为止。根据0AC,和OAC2综合确定最佳沥青用量OAC

2、以沥青用量为横坐标,以沥青混合料试件的密度、空隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度和流值指标为纵坐标来确定最佳沥青用量。

3、最佳沥青用量OAC的选择应通过对沥青路面的类型、工程实践经验、道路等级、交通特性、气候条件等诸多因素综合考虑分析后,加以确定。

一般情况下,当OAC1及OAC2的结果接近时(差值不超过0.3%个单位),可取两者的平均值作为最佳沥青用量OAC。

当OAQ1和OAC2结果有一定差距,则不宜采用平均的方法确定最终的0AC,而是分别通过随后的水稳性试验和高温稳定性试验,综合考察后决定。对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路,预计有可能出现较大车辙时,可以在中限值0AC2与下限值0ACmin;的范围内决定最佳沥青用量,但一般不宜小于0AC2的0.5%。

对寒区道路、旅游区道路,最佳沥青用量可以在中限值OAC.与上限值OAC范围内决定,但一般不宜大于0AC,max的0.3%。

287、沥青混合料的性能检验

通过马歇尔试验和结果分析,针对得到的最佳沥青用量OAC (必要时应包括0AC1和OAC2) 做进一步的试验检验,以验证沥青混合料的关键性能是否满足路用技术要求。

(1)  沥青混合料的水稳定性检验

以OAC的沥青用量制作马歇尔试件,进行浸水马歇尔试验或冻融劈裂试验,检验试件的残留稳定度或冻融劈裂强度比是否满足水稳性要求。

(2) 沥青混合料的高温稳定性检验

制作车辙试验试件,采用规定的方法进行车辙试验,检验设计沥青混合料的高温抗车辙能力,是否达到规定的动稳定度指标当其动稳定度不符合要求时,应对矿料级配或沥青用量进行调整,重新进行配合比设计。

(3)其他性能检验

对沥青混合料进行低温弯曲应变试验,以检验所设计的沥青混合料低温性能是否满足要求。同时,采用车辙板进行室内渗水试验,进一步检验沥青混合料空隙率的状况,以保证得出的配合比满足个性路用技术性能要求

288、路基路面现场测试内容主要包括几何尺寸、压实度、平整度、弯沉值、抗滑性能等方面。

289、检测的路基路面几何尺寸主要包括纵断高程、中线偏位、宽度、横坡、边坡、厚度等项目。纵断高程和横坡一般用水准仪检测;中线偏位用经纬仪检测;宽度和边坡可用尺量。路面厚度可采用挖坑法或钻芯取样法进行检测,也可以采用短脉冲雷达进行无损检测。

路面结构层厚度的检测一般与压实度同时进行,当用灌砂法进行压实度检测时,可通过量取试坑的深度,从而得到结构层的厚度;当用钻芯取样法检测压实度时,可直接量取芯样的高度。

290、路面钻芯取样方法

对水泥混凝土面层、沥青混合料面层或水泥、石灰、粉煤灰等无机结合料稳定基层用路面取芯钻机在现场钻取路面的代表性试样,以测定其厚度、密度或其他物理力学性质。钻孔采取芯样的直径不宜小于最大集料粒径的3倍。

291、挖坑灌砂法测定压实度试验方法

注意事项:

(1)必须保证标准最大干密度的试验材料与现场压实层填料是同种材料,计算得到的压实度才有意义对于不同的填筑材料,要分别进行击实试验得到相应的最大干密度,作为压实度计算的标准。如果发现试圹材料组成与击实试验的材料有较大差异时,可以试坑材料做标准击实,求取实际的最大干密度。

(2) 量砂要规则。量砂如果重复使用时,一定要注意晾,处理一致,否则影响量砂的松方密度。[p393]

(3) 每换一次量砂,都必须测定松方密度,量砂筒下部圆锥体内砂的数量也应该每次重新标定。

(4) 压实度应反映某测试层整体厚度范围内的压实质量因此,挖坑深度应等于测试层厚度,即应达到该测试

292、核子密度湿度仪测定压实度试验方法

核子密度湿度检测仪是利用同位素(伽马源和中子源)的放射原理,在施工现场快速地检测路基土和路面材料的密度和含水率的电子仪器。

本方法适用于现场用核子密度湿度仪以散射法或直接透射法测定路基或路面材料的密度和含水率,并计算施工其检测结果可作为工压实度。仪器按规定方法标定后,程质量评定与验收的依据。

本方法用于测定沥青混合料面层的压实密度或硬化混凝土等难以打孔材料的密度时,宜使用散射法; 用于测定土基、基层材料或非硬化水泥混凝土等可以打孔材料的密度及含水率时,应使用直接透射法。在表面用散射法测定时所测定沥青面层的层厚应根据仪器的性能决定最大厚度。用于测定土基或基层材料的压实密度及含水率时,打洞后用直接透射法所测定层的厚度不宜大于30cm。

仪器的标定:一般情况下,每12个月以内要对核子密度湿度仪进行一次标定。标定可以由仪器生产厂家或独立的有资质的服务机构进行。标定后的仪器在测量标准材料块上的密度时,其检测结果与标准密度值的误差不应超过士16kg/m3

方法与步骤:

准备工作:每天使用前或者对测试结果有怀疑时,用标准计数块测定仪器的标准值。在进行沥青混合料压实层密度测定前,应用核子密度仪与钻孔取样的试件进行标定;测定其他材料密度时宜与挖坑灌砂法的结果进行标定。求取两种不同方法测定的密度的相关关系其相关系数应不小于0.95

292、环刀法测定压实度实验方法:

原理:在测试层内通过带刿环厅取出固定体积的土样,烘干,获得干质量,从而得到压实材料的干密度,进而计算得到压实度。环刀容积通常为200cm3,环刀高度约5cm。本方法适用于测定细粒土及无机结合料稳定细粒土的密度。但对无机结合料稳定细粒土,其龄期不宜超过2d,且宜用于施工过程中的压实度检验。本方法需要的主要仪具有人工取土器或电动取土器、天平等。

方法与步骤:

用天平称量土芯带套筒质量,从土芯中心部分取试样测定含水量。本试验须进行两次平行测定,其平行差值不得大于0.03g/cm3。求其算术平均值。

293、钻芯法测定沥青面层压实度试验方法

沥青混合料面层的压实度是按施工规范规定的方法测定的混合料试样的毛体积密度与标准密度之比值,以百分案表示。

本方法适用于检验从压实的沥青路面上钻取的沥青混合料芯样试件的密度,以评定沥青面层的施工压实度

方法与步骤:(1)钻取芯样:钻孔取样应在路面完全冷却后进行,对普通沥青路面通常在第二天取样,对改性沥青及SMA路面宜在第三天以后取样。

(2)测定试件密度:将试件晾干或用电风扇吹干不少于24h,直至恒重。

294、无核密度仪测定压实度试验方法

无核密度仪测定压实度的方法是间接的、无损的。但测定结果不宜用于评定验收或仲裁。无核密度仪可用于检测铺筑完工的沥青路面、现场沥青混合料铺筑层密度及快速检查混合料的离析。每12个月要将无核密度仪送到授权服务中心进行标定和检查。

295、平整度:

是指道路表面相对于理想平面的竖向偏差。路表的不平整会增大行车阻力,使车辆产生附加振动,造成行车颠簸,影响乘客舒适性。同时,振动作用还会对路面施加额外冲击力,从而加剧路面和汽车机件损坏和轮胎磨损,增大油耗。不平整的路表会积滞雨水,不仅加速路面损坏,也给行车带来安全隐患。因此,平整度是评价路基路面施工质量和路面使用性能的重要指标。

常见的平整度测试设备有3m直尺、连续式平整度仪、颠簸累积仪、激光平整度仪四种,可分为断面类和反应类两大类。断面类是通过测量路表凸凹情况来反映平整度,如3m直尺、连续式平整度仪以及激光平整度仪;反应类是通过测定路面凸凹引起车辆的颠簸振动来反映平整度状况,如颠簸累积仪。

3m直尺的测试指标是最大间隙h (mm),连续式平整度仪的测试指标是标准差б( mm),颠簸累积仪的测试指标是单向累计值VBI (cm/km)、激光平整度仪的测试指标是国际平整度指数IRI( m/km)。国际上广泛采用国际平整度指数IRI作为路面平整度的评价指标。国际平整度指数R 1是以四分之一车在速度为80km/h时的累积竖向位移值。

3m直尺测定平整度试验方法3m直尺测定平整度的原理为:用3m直尺基准面距离路表面的最大间隙(以mm计) 反映路基路面表面的凹凸情况最大间隙值越大,说明路表面越不平整。本方法适用于测定压实成型的路面各层表面的平整度,以评定路面的施工质量,也可用于路基表面成型后的施工平整度检测。

测试步骤:

目测3m直尺底面与路面之间的间隙情况,确定最大间隙的位置。

用有高度标线的塞尺塞进间隙处,量测其最大间隙的高度(mm) ;或者用深度尺在最大间隙位置量测直尺上顶面距地面的深度,该深度减去尺高即为测试点的最大间隙的高度,准确至0.2mm。

单杆检测路面的平整度计算,以3m直尺与路面的最大间隙为测定结果。连续测定10尺时 判断每个测定值是否合格,根据要求,计算合格百分率,并计算10个最大间隙的平均值。

296、土基现场CBR值测试方法

土基的现场CBR值测试原理是在公路路基施工现场,用载重汽车作为反力架,通过千斤顶连续加载,使贯人杆匀速压人土基。为了模拟路面结构对土基的附加压力,在贯人杆位置安放荷载板。路基强度越高,贯人量达到规定值所施加的荷载越大,即CBR值越大。本方法适用于在现场测定各种土基材料的现场CB只值,同时也适合于基层、底基层砂类土、天然砂砾、级配碎石等材料CBR值的试验。

本试验采用的主要仪具包括荷载装置、现场测试装置、贯人杆、承载板和贯人量测定装置。荷载装置通常是装载有铁块或集料等重物的载重汽车,在汽车大梁的后轴之后设有一加劲横梁作反力架用。现场测试装置由千斤顶、测力计及球座组成。贯人量测定装置一般采用百分表。

值得注意的是,土基的现场CBR值与土工试验的室内CBR值有所不同,前者是在公路现场条件下测定的,土基含水率、压实度与后者不同,也未经泡水。因此,应通过试验寻找两者之间的关系,将土基的现场CBR值换算为室内试验CBR值后,再用于路基施工强度的检验或评定。

297、动力锥贯入仪测定路基路面CBR试验方法

动力锥贯人仪(简称DCP)是一种轻型轻便的地基土原位测试的触探仪。动力锥贯人仪测定路基路面CBR值的原理通常是用一定质量的锤从一定高度落下,打击立在路基路面上的锥杆,测定锤击数与锥杆的贯人量;通过贯人度(即平均每次锤击的贯人量)与CBR值的相关关系式,推算路基路面的CBR值。

本方法适用于动力锥贯人仪现场快速测定或评估无结合料材料路基、路面的强度。实际使用中,对细粒土的检测效果较好,对于粗粒土、土石混填、压实后的粒料基层,检测过程有一定难度。

298、回弹仪测定水泥混凝士强度试验方法

本方法适用于在现场对水泥混凝土路面及其他构筑物的普通混凝土抗玉强虿的快速评定,所试验的水泥混凝土厚度不得小于100mm,温度应不低于10℃,回弹法试验可作为试块强度的参考,不得用于代替混凝土的强度评定,不适于作为仲裁试验或工程验收的最终依据。

回弹仪测定水泥混凝土强度时,先选择测区并布置测点。对水泥混凝土路面板,将一块混凝土板作为一个试样,随机选择。每个试样均匀布置10个测区,测区表面应清洁、干燥、平整。一个测区的面积宜不小于200mm × 2oomm,每一测区宜测定16个测点,相邻两测点的司距宜不小于3mm,测点距路面边缘或接缝的距离应不小于5cm.在测定过程中,回弹仪的轴线应始终垂直于混凝土表面,按操作规定,测定每个该点的回弹值。对龄期超过3个月的混凝土,回弹值测量完毕后,还需要测量测区的混凝土的碳化深度值。对一个测区的16个测点的回弹值,去掉3个最大值及3个最小值,将其余10个回弹值计算测区平均回弹值。

当回弹仪非水平方向测试混凝土浇筑侧面时,应根据回弹仪轴线与水平方向的角度将测得的数据进行修正,计算非水平方向测定的回弹修正值,当测定水泥混凝土路面为向下垂直方向时,测试角度为-90°可根据相关关系式,将测区平均回弹值换算为混凝土强度,并考虑碳化深度的影响,予以修正。所测回弹值相同的情况下,碳化深度越大,推算出的混凝土强度越低。

299、路基路面的承载能力是指在车辆荷载作用下路基路面结构的抗变形能力,通常用弯沉作为现场检测指标。弯沉是指在规定的荷载作用下,路基或路面表面产生的总垂直变形值(总弯沉)或垂直回弹变形值(回弹弯沉),以0.01mm为单位表示。弯沉值越大,说明承载能力越低。

我国采用回弹弯沉来表征路基路面的承载能力,回弹弯沉值是我国沥青路面结构设计控制指标,也是路基路面施工控制及施工验收的检验项目,又是运营中的路面结构强度评定的依据,还是旧路补强设计中的重要参数。因此,回弹弯沉值对于我国公路路基路面工程具有重要的作用和意义。弯沉测试方法主要有贝克曼梁法、自动弯沉仪法和落锤式弯沉仪法三种。

300、抗滑性能是路面施工质量检验和使用性能评价的指标。

影响路面抗滑性能的因素有路面表面特性、干湿状态、温度、行车车速、轮胎特性等。

路面表面特性包括路表面微观构造和宏观构造,路面面层所用粗集料满足石料磨光值PSV要求,表面粗涩,就可获得较好的微观构造;而宏观构造取决于沥青用量和集料级配等,适当降低沥青用量,采用有棱角、形状接近立方体的集料,开级配集料,路面表面抗滑性能相对较好。干湿状态对路面抗滑性能影响较大。干燥状态下的路面一般是能保证汽车安全行驶的,但当路表处于潮湿、积水状态,特别是路表与轮胎之间形成水膜时,或者冬季结冰与积雪,抗滑性能则减小很多。一般随着路面温度的升高,抗滑性能会减小。随着车速的提高,抗滑性能将会降低。轮胎特性包括轮胎的磨耗量、表面形状及构造。轮胎的磨耗量增加抗滑性能降低轮胎表面形状、轮胎的橡胶性质、轮胎的接触压力、轮重都对抗滑性能有影响。

路面抗滑性能一般用轮胎与路面间的摩擦系数和表面宏观构造深度来表征,摩擦系数或构造深度越大,说明抗滑性能越高。摩擦系数测试方法有摆式仪法、单轮式横向力系数测试法、双轮式横向力系数测试法和动态旋转式摩擦系数测定仪法。构造深度测试法有手工铺砂法、电动铺砂法和激光构造深度仪法。

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