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国际F2 级赛道专用沥青混凝土配合比研究

2022-09-14李风莉

科学技术创新 2022年25期
关键词:聚酯纤维马歇尔玄武岩

李风莉

(武汉市保障性住房投资建设有限公司,湖北 武汉 430000)

引言

国际F2 级赛道赛车场赛道路面设计结构中上面层为4 cm 厚SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩加聚酯纤维混凝土,沥青选用SBS(I-D)改性沥青,聚酯纤维掺加量0.3%为宜,压实度大于98%,不平整度不超过±3 mm 每4 m。

目前国内尚无针对国际F2 级赛道专用沥青混凝土的行业或地区计价定额,基于其对沥青、石料、聚酯纤维等主要原材料的特殊要求,其路面专用沥青混凝土配合比缺项。为此,首先在借鉴了国内外同级别赛道的设计和施工经验的基础上,基于我国高速公路修筑经验,提出了适合于国际F2 级赛道路面的技术指标和要求。

通过对玄武岩、矿粉、沥青等原材料试验测定相关参数和指标[1-3],采用水洗法筛分试验进行沥青混合料配合比设计计算[4-8]。综合试验结果和实际施工经验,基于《湖北省市政工程消耗量定额及全费用基价表》(2018 版)[9],对国际F2 级赛道所采用的专用沥青混凝土的配合比进行研究,最后针对国际F2 级赛道路面的特性,选择了相应的专用沥青混凝土的配合比以保证赛车车道工程的质量。

1 国际F2 级赛道专用沥青混凝土配合比分析

按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)[10]中的试验要求检测计算粗集料的表观相对密度、毛体积相对密度、含泥量、吸水率,细集料的表观相对密度、砂当量,矿粉的相对密度、筛分、亲水系数等参数;按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20-2011)[11]中的试验要求检测改性沥青的针入度、延度、软化点、密度等指标,并进行沥青混合料配合比设计计算。

按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)[12]、《公 路 沥 青 路 面 设 计 规 范》(JTG D50-2017)[13]要求,通过马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验、浸水马歇尔试验、肯塔堡飞散试验和谢伦堡沥青析漏试验等方法确定沥青混合料最佳油石比。

1.1 原材料试验结果

(1)粗集料、细集料、矿粉试验结果见表1、表2、表3。

表1 粗集料试验结果

表2 细集料(0~3 mm)试验结果

表3 矿粉试验结果

(2)改性沥青(SBS I-D)试验结果见表4。

表4 改性沥青(SBS I-D)试验结果

1.2 沥青混合料配合比设计

采用水洗法筛分试验进行沥青混合料的级配设计计算,配合比参数按照粗集料(11~18 mm):粗集料(6~11 mm):粗集料(3~6 mm):细集料(0~3 mm):矿粉=35%:34%:7%:14%:10%进行计算,符合规范要求级配范围,计算结果见表5。绘制沥青混合料级配设计曲线图,见图1。

图1 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料级配设计曲线

表5 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料级配设计计算

1.3 确定沥青混合料最佳油石比

(1)试件成型

根据目标配合比设计,初步确定的最佳油石比为6.4%,油石比按6.1%、6.4%、6.7%制备3 组试件,按规定双面击实50 次的方法成型。

(2)马歇尔法最佳油石比确定

采用表干法测定马歇尔试件的相应参数,试验结果见表6。

表6 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料马歇尔试验结果

(3)SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料车辙试验

根据SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料马歇尔试验所确定的油石比与试件毛体积密度计算出车辙试验材料用量,将拌合温度控制在185 ℃、成型温度控制在175 ℃制作试件并进行车辙试验,试验结果见表7。

表7 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料车辙试验结果

(4)SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料浸水马歇尔试验及冻融劈裂试验

A.浸水马歇尔试验:准备规定温度的恒温水槽,将试件在水槽中恒温保温48 h,其他试验步骤同马歇尔试验方法,试验结果见表8。

表8 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料浸水马歇尔稳定度试验结果

B.冻融劈裂试验:制作冻融劈裂试件,按照双面击实50 次成型,测得SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料空隙率为3.4%,饱水率为78.3%,冻融劈裂残留强度比92.6%。

(5)肯塔堡飞散试验

试验温度为20 ℃,将马歇尔试件浸泡20 h,采用洛杉矶磨耗试验机进行飞散测试旋转次数为300次,同等实验条件下试验3 次,试验结果见表9。

表9 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料肯塔堡飞散试验结果

(6)谢伦堡沥青析漏试验(烧杯法)

试验温度为185±2 ℃,将混合料保温1h 后进行析漏测试,同等实验条件下试验4 次,试验结果见表10。

表10 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料谢伦堡沥青析漏试验结果

1.4 SMA-13 Speedway 改性沥青玄武岩(加聚酯纤维)混合料配合比设计结论

上述试验结果符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中相关技术要求,配合比设计参数为:

(1)粗集料(11~18 mm):粗集料(6~11 mm):粗集料(3~6 mm):细集料(0~3 mm):矿粉=35%:34%:7%:14%:10%。

(2)最佳油石比:6.4%。

(3)添加0.3%聚酯纤维。

2 结论

根据对沥青、粗集料、细集料、矿粉等设计及实验数据,结合实际施工经验,基于《湖北省市政工程消耗量定额及全费用基价表》(2018 版),提出国际F2 级赛道路面所采用的专用沥青混凝土配合比建议,详见表11。

表11 国际F2 级赛道路面所采用的专用沥青混凝土配合比建议

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