某高速公路中面层改性沥青AC20施工指导意见

某高速公路沥青路面中面层（AC-20）SBS改性沥青混合料施工指导意见根据某高速公路设计文件和部颁《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）要求，结合省内外已建成高等级公路的施工经验，特提出如下指导意见：1 集料级配某高速公路沥青路面中面层厚度6cm，采用AC 20型级配。

沥青混合料矿料级配工程设计范围应符合表1的规定。

表1 沥青中面层矿料级配通过率（%）范围2 材料要求2.1 沥青沥青中面层均采用优质SBS改性沥青，其技术要求见表2。

表2 SBS改性沥青技术要求改性沥青运抵工地后，由监理代表处组织会同承包人按1批（次）/500吨对改性沥青全套指标进行检测，检测费由各段承包人均摊。

各驻地办和承包人工地试验室应分别按1批（次）/100吨对改性沥青常规指标（如针入度、延度、软化点等）进行检验，监理代表处中心试验室按1批（次）/200吨进行检验。

2.2 集料集料各档料的规格见表3。

粗集料的质量要求见表4，细集料质量要求见表5。

表3 中面层集料筛分要求表4 中面层粗集料（1#~3#）质量技术要求及检测频率表5 中面层细集料（4#）质量技术要求及检测频率注：坚固性试验可根据需要进行。

采用的集料应满足《某高速公路路面集料备料要求》中关于中面层沥青混合料用集料的相关要求。

2.3 填料宜优先选用粘附性等级较好的石灰岩磨细加工的矿粉，拌和楼回收的粉尘不得使用。

填料必须干燥、清洁。

承包人对进场的矿粉按每50吨检验1次，（驻地办对矿粉按每100吨检验1次）。

沥青混合料采用的矿粉质量要求见表6。

表6 中面层用矿粉质量技术要求3 做好施工机械与质量检测仪器的准备工作3.1 必须配备齐全施工机械和配件，做好开工前的保养、调试和试机，并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障。

沥青中面层应采用单幅全宽机械化连续摊铺作业，或采用两台摊铺机梯队摊铺，以确保沥青路面的质量。

每作业面须配备的施工机械如下：（1）间歇式沥青混合料拌和机，要求必须配有二级除尘装置，产量应大于300T/H，另配有160－260T的热贮料仓。

生产全过程由计算机自动控制，并配有自动记录和打印装置；（2）采用一台摊铺机单幅全宽摊铺时，所采用的摊铺机必须经监理工程师认可，并证明摊铺后的沥青路面不出现沥青混合料“离析”现象；当采用两台摊铺机“梯队联合摊铺”时，要求两台摊铺机选型一致，新旧程度接近；（3）压路机：每作业面25T以上轮胎压路机不少于3台，10T以上双驱双振钢轮压路机不少于3台；（4）载重量15T以上的自卸汽车不少于20辆，运距较远的应相应增加运料车的数量，以保证施工时摊铺机前方至少有3～4辆运料车在前方等候。

3.2 必须配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器，并配备足够的易损部件。

主要仪器设备如下：a、针入度仪b 延度仪c 软化点仪d 沥青混合料马歇尔试验仪e 马歇尔试件击实仪f 试验室用沥青混合料拌和机g 脱模器h 沥青混合料离心抽提仪（带矿粉离心加速沉淀仪）或回流式全自动沥青混合料抽提仪i 标准筛（方筛孔）j 集料压碎值试验仪k 烘箱l 试模（不少于10只）m 恒温水浴n 冰箱o 路面取芯机p 路面弯沉仪q 砂当量仪r 真空最大理论密度仪s 改进型渗水系数试验仪t 路面平整度仪（三米直尺、连续式平整度仪）4 中面层沥青混凝土的技术标准按沥青面层所选定的沥青混凝土类型，均为热拌密级配沥青混凝土混合料。

根据JTG F40－2004的规定，中面层SBS改性沥青混凝土应符合表7规定的马歇尔试验技术标准。

中面层SBS改性沥青混合料进行配合比设计时，以提高高温稳定性为主要目的，要求动稳定度不应小于3000次/mm，小梁低温抗裂试验的弯曲破坏应变不小于2000με。

表7 中面层SBS改性沥青混合料马歇尔试验技术标准注：1、沥青混凝土混合料矿料间隙率（VMA，％）当马歇尔试件设计空隙率为4%、5%、6%时，分别为13、14、15，当设计空隙率不足整数时，用内插法确定要求的最小VMA；2、配合比设计中，粉胶比宜控制在0.6-1.6范围内。

5 必须进行完善的沥青混凝土配合比设计5.1 改性沥青中面层热拌沥青混凝土配合比设计由马歇尔试验设计、浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂检验、车辙试验抗车辙能力性能、低温小梁弯曲抗裂性能检验组成。

5.2 热拌沥青混凝土配合比设计遵照下列步骤进行：（1）目标配合比设计阶段a 确定工程设计级配范围。

某高速公路沥青路面中面层工程设计级配范围见表1。

b 确定各矿料的组成比例。

从施工现场分别取各类矿料进行筛分，用计算机或图解计算各矿料的用量，使合成的矿质混合料级配符合表1的范围。

宜在工程设计级配范围内计算3组粗细不同的配合比,绘制设计级配曲线，计算应反复进行，使矿质混合料级配曲线应接近一条顺滑的曲线。

当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。

根据以往的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA ，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。

c 马歇尔试验配合比设计阶段的马歇尔试验技术标准符合表7的要求，试件成型温度由粘温曲线确定。

按照以下各公式计算矿料混合料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度，预估沥青混合料适宜的油石比或沥青用量，确定矿料的有效相对密度与最大理论相对密度。

按下式计算矿料混合料的合成毛体积相对密度sbr 和合成表观相对密度sar ：1212100sb n nr p p p r r r =++⋅⋅⋅⋅⋅⋅+12'''12100sa n nr p p p r r r =++⋅⋅⋅⋅⋅⋅+ 式中：sbr ——矿料的毛体积相对密度；sar ——矿料的表观相对密度； 1p 、2p 、……、np ——各种矿料成分配合比，其和为100；1r 、2r 、……、n r——各种矿料相应的毛体积相对密度，粗集料按T0304方法测定，细集料按T0330方法测定；'1r 、'2r 、……、'n r ——各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。

按下式预估沥青混合料适宜的油石比ap 或沥青用量bp ：11a sb a sbp p γγ⨯=100100⨯+=aab p P P式中：ap ——预估的最佳油石比（与矿料总量的百分比），％；bp ——预估的最佳沥青用量（占混合料总量的百分数），%;1a p ——已建类似工程沥青混合料的标准油石比，％；sb γ——集料的合成毛体积相对密度；1sb γ——已建类似工程集料的合成毛体积相对密度。

以预估的最佳油石比或最佳沥青用量拌和2组混合料，采用真空法实测最大相对密度，取平均值。

按下式反算合成矿料的有效相对密度se γ：100100bsebt bp p γγγ-=-式中：se γ−−合成矿料的有效相对密度；bp −−试验采用的沥青用量（占混合料总量的百分数），（％）；t γ −−试验沥青用量条件下实测得到的最大相对密度，无量纲；b γ——沥青的相对密度（25℃/25℃） ，无量纲。

然后，用计算确定的矿料组成和经验采用的油石比范围，按一定的间隔（对密级配沥青混合料通常为0.5%），取5个或5个以上不同的油石比，用试验室小型拌和机拌制沥青混合料，制备马歇尔试件。

用表干法测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度及吸水率，取平均值。

然后，按下列公式计算沥青混合料试件的空隙率VV 、矿料间隙率VMA 、有效沥青饱和度VFA 等体积指标，取1位小数，进行体积组成分析。

1001⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t fVV γγs sbfp VMA γγ-=100 100VMA VV VFA VMA-=⨯式中：VV ——试件的空隙率，％； VMA ——试件的矿料间隙率，％；VFA ——试件的有效沥青饱和度（有效沥青含量占VMA 的体各比例）,%；fγ——试件毛体积相对密度；t γ——沥青混合料最大理论相对密度；sp ——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，100s bp p =-，％；sb γ——矿料混合料的合成毛体积相对密度。

最后，进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值。

d 确定最佳沥青用量。

测定压实沥青混合料试件的VMA 、密度、空隙率、沥青饱和度、稳定度和流值，以沥青用量（或油石比）为横坐标，以上述各项指标为纵坐标绘制曲线。

确定均符合规定的沥青混合料技术指标的沥青用量范围OAC min ～OAC max 。

选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围，并使密度和稳定度曲线出现峰值。

如果没有涵盖设计空隙率的全部范围，试验必须扩大沥青用量范围重新进行。

根据试验曲线的走势，取相应于密度最大值的沥青用量a 1、稳定度最大值的沥青用量a 2和目标空隙率的沥青用量a 3，沥青饱和度范围的中值的沥青用量a 4，按下式取四者的平均值作为最佳沥青用量初始值OAC 1。

OAC 1=（a 1+ a 2+ a 3+ a 4）/4如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按下式取三者的平均值作为最佳沥青用量初始值OAC 1。

OAC 1=（a 1+ a 2+ a 3）/3对所选择试验的沥青用量范围，密度或稳定度没有出现峰值（最大值经常在曲线的两端）时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a 3做为OAC 1，但OAC 1必须介于OAC min ～OAC max 的范围内，否则应重新进行配合比设计。

以各项指标均符合技术标准（不含VMA ）的沥青用量范围OAC min ～OAC max 的中值作为OAC 2。

按下式取中值OAC 2。

OAC 2=（OAC max +OAC min ）/2如果最佳沥青用量的初始值OAC 1在OAC max 和OAC min 之间，则认为设计结果是可行的，可取 OAC 1和 OAC 2的中值作为目标配合比最佳沥青用量OAC 。

把计算的OAC 和绘制的各项指标曲线对比，检验OAC 所对应的空隙率是否在4.0%～5.5%范围内及VMA 值是否符合JTG F40-2004中关于最小VMA 值的要求，且OAC 宜位于VMA 凹形曲线最小值的贫油一侧。

在绘制的各曲线上，检查相应于此OAC 的其它各项指标是否符合马歇尔试验技术标准。

如果以上各项指标均能符合要求，再根据实践经验和实体工程的公路等级、气候条件、交通情况，调整确定最佳沥青用量OAC 。

就以此OAC 作为目标配合比设计的最佳沥青用量。

按下式计算最佳沥青用量时沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量，检验此时粉胶比。

100se sbba b se sbp γγγγγ-=⨯⨯⨯100babe b s p p p p =-⨯式中：bap ——沥青混合料中被矿料吸收的沥青比例（以矿料质量为100），％；bep ——沥青混合料中有效沥青用量（以沥青混合料质量为100）％；se γ——矿料有效相对密度；sb γ——矿料毛体积相对密度；b γ——沥青相对密度（25℃/25℃）；bp ——沥青含量，％；sp ——矿料占沥青混合料总质量的百分率，即100s bp p =-，％。