沥青混合料试验介绍

2018-10-18 10:58:43

1、检验项目

沥青混合料试验的检验项目主要是:稳定度、流质、马歇尔试验密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、水稳定性试验(浸水马歇尔残留稳定度、冻融劈裂试验残留强度比)、动稳定度试验(车辙)、粗集料的骨架间隙率VCAmin(SMA马歇尔检验)、谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失、肯特堡飞散试验的混合料损失、渗水系数(SMAOGFC)、最大理论密度、沥青用量(油石比)、矿料级配

2 检验依据:

《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》

《沥青路面施工及验收规范》

《城镇道路沥青路面施工技术及验收规范》

《公路沥青路面施工技术规范》

3 取样频率

同一配合比,每工作班检查不少于一次(依据《公路路基路面现场测试规程》)

4 取样方法

沥青混合料取样应是随机的,并具有充分代表性以检查拌和质量(如油石比、矿料级配)为目的时,应从拌合机一次放料的下方或提升斗中取样,不的多次取样混合后使用。以评定混合料质量为目的时,必须分几次取样,拌合均匀后作为代表性试样。

1)在拌和厂取样

在拌和厂取样时,宜用专用的容器(一次可装5Kg~8 Kg)装在拌合机卸料斗下方,每放一次料取一次样,顺次装入试样容器中,每次倒在清扫干净的平板上,连续几次取样,混合均匀,按四分法取样至足够试样。(规范中所提到的几次,一般应为三次以上)

2)在运料车上取样。

在运料车上取沥青混合料样品时,宜在汽车装料一半后开出去于汽车车厢内,分别用铁锹从不同方向的3个不同高度处取样,然后混在一起用手铲适当拌合均匀,取出规定数量。这种车到达施工现场后取样时,应卸掉一半后将车开出去从不同方向的3个不同高度处取样。宜从3辆不同的车上取样混合使用。(该方法取样在实际操作中存在困难,故一般不采用此法)

3)在道路施工现场取样。

在道路施工现场取样时,应在摊铺后未碾压前于摊铺宽度的两侧1/213位置处取样,用铁锹将摊铺层的全部铲出,但不得将摊铺层下的其它层料铲入。每摊铺一车料取一次样,连续3车取样后,混合均匀按四分法取样至足够数量(见表1)。对现场制件的细粒式沥青混合料,也可在摊铺机经螺旋拨料杆拌匀的一端一边前进以便取样。对热拌沥青混合料取样时,都必须用温度计测量温度,准确至1℃。

集料或混合料的取样筛分都必须是3次或3次以上试验结果的平均值。当与配合比设计时的数据有较大差异时还必须补充取样校核。

表1   常用沥青混合料试验项目的样品数量

试验项目

试验目的

最少试验量(kg

取样量(kg

马歇尔试验,抽提筛分

施工质量检验

12

20

车辙试验

高温稳定性检验

40

60

浸水马歇尔试验

水稳定性检验

12

20

冻融劈裂试验

水稳定性检验

12

20

弯曲试验

低温性能检验

15

25


5、检验结果及质量判定

1沥青混合料马歇尔试验

●密级配沥青混凝土混合料的马歇尔试验配合比设计应符合表2的技术要求。

表2    

密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准

试验指标

单位

机场、快速路、主干道

次干道及其他等级道路

行人道路、非机动车道路、小区道路、乡村道路等

特重交、重交通

中等交通

中轻交通

击实次数(双面)

75

50

50

空隙率VV

90mm以内

%

4~6

3~5

3~5

2~4

90mm以下

%

3~6

3~6

——

稳定度MS不小于

KN

8

5

3

流值FL

mm

1.5~4

2~4

2~4.5

2~5

矿料间隙率VMA%)不小于

设计空隙率(%

相应于以下公称最大粒径(mm)的最小VMAVFA技术要求(%

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2

1

11

11.5

12

13

15

3

11

12

12.5

13

14

16

4

12

13

13.5

14

15

17

5

13

14

14.5

15

16

18

6

14

15

15.5

16

17

19

相应的沥青饱和度VFA%

55~70

65~75

70~85

注:(1)本技术标准适用于公称最大径不大于26.5mm的沥青混合料,采用试件为尺寸101.6mm×63.5mm(直径×高)的标准马歇尔试件,试验方法按现行《公路沥青及沥青混合料试验规定》JTJ052的规定执行。

(2)特重交通指设计交通量在2000万辆车次以上,重交通指设计交通量在100万~2000万辆车次,中等交通指设计交通量在3万~100万辆车次,轻交通指设计交通量在3万辆车次以下(设计交通量为设计年限内设计车道承受标准轴载累积作用的次数)。

(3)当空隙率不足整数时,由内插确定要求的VMA最小值。

●沥青稳定碎石混合料的马歇尔试验配合比设计应符合表3的技术要求。

表3          沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准表

试验指标

单位

密级配基层(ATB

半开级配面层(AM

排水式开级配磨耗层(OGFC

开级配碎石基层(ATPB

公称最大粒径

mm

26.5

31.5

26.5

26.5

所有尺寸

马歇尔试件尺寸(直径×高)

mm

101.6mm×63.5mm

152.4mm×96.3mm

101.6mm×63.5mm

101.6mm×63.5mm

152.4mm×96.3mm

击实次数(双面)

75

112

50

50

75

空隙率VV

%

3~6

6~12

18

沥青饱和度VFA

%

55~70

40~70

——

——

稳定度不小于

KN

7.5

15

3.5

3.5

——

流值

mm

1.5~4

实测

——

——

——

密级配基层矿料间隙率VMA

设计空隙率


4

5

6


ATB-40

11.0

12.0

13.0

ATB-30

11.5

12.5

13.5

ATB-25

12.0

13.0

14.0

注:试验方法按先行《公路沥青及沥青混合料试验规定》JTJ052的规定执行。

●机场、快速路、主干道公称粒径不大于19mm的密级配沥青混凝土(AC)应在配合比设计的基础上进行下列性能检验:

a. 高温车辙试验

必须在规定的试验条件下进行高温抗车辙能力检验,其车辙试验动稳定度应符合表4要求,如不符合要求时,应对矿料级配或沥青用量进行调整,重新进行配合比设计。

表4             沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求

气候条件

不同类型沥青混合料所要求的动稳定度(次/mm

夏季月平均最高气温>30(℃)不小于

普通沥青

改性沥青

1000

桥面铺装、机场、特重交6000

重交3000

其它2800

b. 水稳定性试验

必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,以检验沥青混合料的水稳定性。不同沥青混合料的浸水马歇尔试验残留稳定度以及冻融劈裂试验残留强度比应符合表5的要求,达不到要求时必须掺加消石灰、水泥或采取其它有效的抗剥落措施,此时应重新调整最佳沥青用量。

表5        沥青混合料水稳定性检验技术要求

项目

普通沥青混合料

改性沥青混合料

试验方法

浸水马歇尔试验残留稳定度(%)不小于

80

85

T0790规定

冻融劈裂试验残留强度比(%)不小于

75

80

T0729规定

注:试验方法按现行《公路沥青及沥青混合料试验规定》的规定执行。


c. 低温弯曲试验

必须在规定条件下进行低温弯曲试验,以评价沥青混合料的低温抗裂性能。其低温弯曲试验的破坏应变(με)应符合下列要求:

普通沥青混凝土不小于2000με;改性沥青混凝土不小于2500με。

d. 渗水试验

多雨潮湿地区(湖北省属此类地区)还应进行渗水试验,渗水系数不大于120ml∕min。

● SMA混合料马歇尔试验配合比设计应符合表6的要求。

表6      SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求

试验指标

普通沥青

改性沥青

试验方法

马歇尔试件(直径×高度)

101.6mm×63.5mm

T0702规定

马歇尔试件击实次数

双面各击50

T0708规定

空隙率VV%

3~4

矿料间隙率VMA(%)不小于

集料的最大公称粒径(mm)

9.5

17.5

13.2

17.0

16.0

16.5

19.0

16.0

粗集料的骨架间隙率VCAmix不大于

VCADRC

沥青饱和度VFA(%)

75~85

稳定度(KN)不小于

5.5

6.0

T0709规定

流值(mm)

2~5

——

:1)对集料坚硬不易击碎,通行重载交通的路段,也可见击实次数增加为双面75次。

2)炎热气候,重交通路段VV可取4.5%VFA可取70%

3)当马歇尔试验的稳定度确有困难,对非改性沥青SMA的稳定度可放宽到5.0KN。改性沥青SMA可放宽到5.5KN,但车辙试验动稳定度必须符合要求。

● 在规定的试验条件下必须对设计沥青用量的SMA混合料进行析漏试验、飞散试验以及高温抗车辙能力、渗水试验的检验。各项技术指标应符合表3.3-6的要求。

● SMA混合料水稳定性试验必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验,以检验SMA混合料的水稳定性。其技术指标应符合表7的要求。

表7           SMA配合比设计检验指标

检 验 项 目

单位

技术要求

检验方法

非改性沥青SMA

改性沥青SMA

谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失 不大于

%

0.2

0.1

T0732规定

肯特堡飞散试验的混合料损失(20)不大于

%

20

15

T0733规定

车辙试验动稳定度  不小于

次∕mm

1500

3000

T0719规定

水稳定性检验不小于

残留马歇尔稳定度

%

75

80

T0790规定

冻融劈裂试验残留强度比

%

75

80

T0729规定

渗水系数                       不大于

ml∕min

80

T0730规定

●开级配OGFC混合料马歇尔试验配合比设计其马歇尔稳定度、车辙试验动稳定度、析漏损失率、飞散损失率、空隙率、渗水系数试验应符合设计及表8的技术要求,其试验方法按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的规定执行。

表8     OGFC混合料的马歇尔试验配合比设计技术要求

试验指标

技术要求

试验方法

马歇尔试件(直径×高度)

101.6mm×63.5mm

T0702规定

马歇尔试件击实次数

双面各击50

空隙率(%

18~25

T0708规定

马歇尔稳定度(KN)   不小于

3.5

T0709规定

车辙试验动稳定度(次∕mm

重交通路段3000,一般路段1500

T0719规定

渗水系数(ml∕min

实测

T0730规定

谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失率(%)小于

0.3

T0732规定

肯特堡飞散试验的混合料损失率(%)小于

20

T0733规定


2抽提筛分试验

● 热拌沥青混合料种类按集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率划分,集料规格以方孔筛为准按表9选用

表9            热拌沥青混合料种类

混合料类型

密级配

开级配

半开级配

公称最大粒径(mm

最大粒径(mm

连续级配

间断级配

沥青混凝土

沥青稳定碎石

沥青玛蹄脂碎石混合料

排水式沥青磨耗层

排水式沥青稳定碎石

沥青稳定碎石

特粗式

——

ATB-40

——

——

ATPB-40

——

37.5

53.0

粗粒式

——

ATB-30

——

——

ATPB-30

——

31.5

37.5

AC-25

ATB-25

——

——

ATPB-25

——

26.5

31.5

中粒式

AC-20

——

SMA-20

——

——

AM-20

19.0

26.5

AC-16

——

SMA-16

OFFC-16

——

AM-16

16.0

19.0

细粒式

AC-13

——

SMA-13

OGFC-13

——

AM-13

13.2

16.0

AC-10

——

SMA-10

OGFC-10

——

AM-10

9.5

13.2

砂粒式

AC-5

——

——

——

——

AM-5

4.75

9.5

设计空隙率(%

3~5

3~6

3~4

18~25

18

6~12

——

——

注:根据需要,空隙率可按各类沥青混合料的配合比设计技术标准适当调整,且以马歇尔方法为准。

● 对表8中的AC类密级配沥青混凝土,可按其特征筛孔的通过率分成表10的粗型密级配混合料(AC-××C)和细型密级配混合料(AC-××F),其设计空隙率应符合配合比设计要求。

表10    粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率

混合料类型

公称最大粒径(mm

用以分类的关键性筛孔(mm

粗型密级配

细型密级配

名称

关键性筛孔通过率(%

名称

关键性筛孔通过率(%

AC-25

26.5

4.75

AC-25C

40

AC-25F

40

AC-20

19.0

4.75

AC-20C

45

AC-20F

45

AC-16

16.00

2.36

AC-16C

38

AC-16F

38

AC-13

13.2

2.36

AC-13C

40

AC-13F

40

AC-10

9.5

2.36

AC-10C

45

AC-10F

45

●沥青混合料的矿料级配应符合规定的设计级配范围,公称的设计范围宜在表11要求的级配范围内按交通条件、道路等级、材料品种调整确定。

4拌合机入机称量的允许偏差应符合表12的规定

表12           拌和机入机称量的允许偏差

材料名称

矿料

沥青用量(油石比)

0.075mm

2.36mm

4.75mm

道路等级

快速路主干道

其它道路

快速路主干道

其它道路

快速路主干道

其它道路

快速路主干道

其它道路

允许偏差

±2%

±2%

±5%(±3%)

±6%

±6%(±4%)

±7%

±0.3%

±0.4%

:表中括号中的数据是对SMA的要求.

检查数量:每拌和机、每工作班不少于1次;

检查方法:查计算机称量数据记录或抽提筛分检验报告。

 11         沥青混合料矿料级配范围

级配类型

通过下列筛孔(mm)质量百分率(%

53

37.5

31.5

26.5

19.0

16.0

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

密级配沥青混凝土混合料

粗粒式

AC-25



100

90~100

75~90

65~83

57~76

45~65

24~52

16~42

12~33

8~24

5~17

4~13

3~7

中粒式

AC-20




100

90~100

78~92

62~80

50~72

26~56

16~44

12~33

8~24

5~17

4~13

3~7

AC-16





100

90~100

76~92

60~80

34~62

20~48

13~36

9~26

7~18

5~14

4~8

细粒式

AC-13






100

90~100

68~85

38~68

24~50

15~38

10~28

7~20

5~15

4~8

AC-10







100

90~100

45~75

30~58

20~44

13~32

9~23

6~16

4~8

砂粒式

AC-5








100

90~100

55~75

35~55

20~40

12~28

7~18

5~10

密级配沥青稳定碎石混合料

特粗式

ATB-40

100

90~100

75~92

65~85

49~71

43~63

37~57

30~50

20~40

15~32

10~25

8~18

5~14

3~10

2~6

ATB-30


100

90~100

70~90

53~72

44~66

39~60

31~51

20~40

15~32

10~25

8~18

5~14

3~10

2~6

粗粒式

ATB-25



100

90~100

60~80

48~68

42~62

32~52

20~40

15~32

10~25

8~18

5~14

3~10

2~6



级配类型

通过下列筛孔(mm)质量百分率(%

53

37.5

31.5

26.5

19.0

16.0

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

半开级配沥青稳定碎石混合料

中粒式

AM-20




100

90~100

60~85

50~75

40~65

15~40

5~22

2~16

1~12

0~10

0~8

0~5

AM-16





100

90~100

60~85

45~68

18~40

6~25

3~18

1~14

0~10

0~8

0~5

细粒式

AM-13






100

90~100

50~80

20~45

8~28

4~20

2~16

0~10

0~8

0~6

AM-10







100

90~100

35~65

10~35

5~22

2~16

0~12

0~9

0~6

开级配沥青稳定碎石混合料

特粗式

ATPB-40

100

70~100

65~90

55~85

43~75

32~70

20~65

12~50

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

ATPB-30


100

80~100

70~95

53~85

36~80

26~75

14~60

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

粗粒式

ATPB-25



100

80~100

60~100

45~90

30~82

16~70

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

0~3

开级配排水式磨耗层混合料

中粒式

OGFC-16





100

90~100

70~90

45~70

12~30

10~22

6~18

4~15

3~12

3~8

2~6

细粒式

OGFC-13






100

90~100

60~80

12~30

10~22

6~18

4~15

3~12

3~8

2~6

OGFC-10







100

90~100

50~70

10~22

6~18

4~15

3~12

3~8

2~6

间断级配沥青玛蹄脂碎石混合料

中粒式

SMA-20




100

90~100

72~92

62~82

40~55

18~30

13~22

12~20

10~16

9~14

8~13

8~12

SMA-16





100

90~100

65~85

45~65

20~32

15~24

14~22

12~18

10~15

9~14

8~12

细粒式

SMA-13






100

90~100

50~75

20~34

15~26

14~24

12~20

10~16

9~15

8~12

SMA-10







100

90~100

28~60

20~32

14~26

12~22

10~18

9~16

8~13


2 沥青混凝土面层的压实度、厚度、平整度、构造深度及摩擦系数等沥青混合料面层实测项目的允许偏差应符合表13的规定。

表13    沥青混合料面层实测项目的允许偏差

序号

项目

允许偏差

检验频率

检验方法

范围

数量

1

平整度

标准差

主干道

δ≤1.8

验收段

路宽(mm

≤20

2车道

用测平仪连续检测

其它≤2.5

>20

4车道

最大间隙≤5

20m

路宽(mm

9

1点

用三米直尺、塞尺量取最大值

9~15

2点

15

3点

2

路表渗水系数

不大于设计规定

1000m2

1点

用渗水仪检测

3

压实度

符合设计要求

2000m2

1点

钻芯取样,用蜡封法或表干法、水中称量法检验

4

厚度

+10mm,-5mm

钻芯取样,用尺量

5

抗滑

摩擦系数

符合设计要求

每车道每200m

1点

用摆式仪检测

构造深度

铺砂法检测