DB12 T 912-2019 相变自调温沥青路面技术规范.pdf

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1、ICS 75.140 E 43 DB12 天津市 地 方 标 准 DB12/T 912 2019 相变自调温沥青路面技术规范 Technical specification for phase change self-temperature adjustment asphalt pavement 2019 - 11 - 13发布 2019 - 12 - 15实施 天津市市场监督管理委员会 发布 DB12/T 912 2019 I 目 次 前言 . III 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 基本要求 . 2 5 原材料 . 2 6 配合比设计 . 3 7

2、施工 . 4 8 质量管理 . 5 附录 A（规范性附录） 潜热值测试方法 . 7 附录 B（规范性附录） 高温稳定性测试方法 . 8 附录 C（规范性附录） 调温率测试方法 . 9 附录 D（规范性附录） 路面温度差值测试方法 . 10 DB12/T 912 2019 II 前 言 本标准按照 GB/T 1.1-2009标准化工作导则 第 1部分：标准的结构和编写给出的规则起草。 本标准由天津市交通运输委员会提出并归口。 本标准起草单位：天津市市政工程设计研究院、河北工业大学、天津市公路处、北京秦天科技集团 有限公司、天津璋玉科技发展有限公司、天津市公路工程设计研究院、天津市蓟州区交通局、天

3、津市津 南区公路建设养护中心、陕西 省西安市市政设施管理局。 本标准主要起草人：冯炜、王新岐、高一新、乔建刚、杜衍庆 、 肖 桂 清 、郭蓬、程璨、雷学通、练 象平、靳灿章、于西尧、田涛、张贵生、王璨、狄升贯、刘俊、徐真真、张民、 严西华、黄文、叶宏卫、 曹高尚、徐永杰、张晓为、上官柏年、蒋曦 、徐虎林 、郭云龙 。 DB12/T 912 2019 1 相变自调温沥青路面技术规范 1 范围 本标准规定了相变自调温沥青路面的基本要求、原材料、配合比设计、施工和质量管理。 本标准适用于各等级公路、城市道路相变自调温沥青路面上面层的热拌沥青混合料。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不

4、可少的。凡是注 日期的引用文件， 仅 所注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T 5486 无机硬质绝热制品试验方法 GB/T 19466.1 塑料 差示扫描量热法（ DSC） 第 1部分：通则 GB/T 19466.3 塑料 差示扫描量热法（ DSC） 第 3部分：熔融和结晶温度及热焓的测定 JGJ 51 轻 骨料混凝土技术规 程 JTG E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 JT/T 1210.1 公路沥青混合料用融冰雪材料 第 1部分：相变材料 3 术语和定义 下列术语和定义适

5、用于本标准。 3.1 相变材料 phase change materials 随温度变化而改变物质相态并能提供潜热的物质，在本标准中指可以掺加到沥青混合料中，通过保 持沥青路面与环境温差，起到调节路面温度等作用的材料。 3.2 相变自调温沥青路面 phase change self-temperature adjustment asphalt pavement 在热拌沥青混合料中添加一定量的道路相变材料，使其具有相变潜热特性和自主温度调控功能的沥 青路面。 3.3 潜热值 latent heat 相变过 程 中单位质量的物质吸收或放出的热量， 单位为焦耳 每 克 （ J/g）。 3.4 相变点

6、 phase change point 相变材料在相转变时的临界温度点， 单位为摄氏度 （ ）。 3.5 相变形式 phase transformation form 相变材料在一定温度范围内，由分子位移产生的态变而相未变的相转变过程。 DB12/T 912 2019 2 3.6 调 温率 attemperation ratio 同等条件下，自调温沥青混合料与普通沥青混合料对比，在一侧升高相同温度时另一侧的温度差值 的百分比，单位为百分比（ %）。 3.7 导热系数 coefficient of heat conductivity 在导热过程中，物体温度随时间的变化而变化的传热条件下， 1m厚

7、的 材料 ，两侧表面的温差为 1K， 在 1s内，通过 1m2面积吸收或释放的热量， 单位为瓦 每 米 每开尔文（ W/（ m K）。 4 基本要求 4.1 总体 要求 当满足下列条件要求之一时，可采用相变自调温沥青路面为上面层设计： 当道路有 平抑路面温差、改善路用性能要求时； 当道路有抑制路面结冰等需求时； 当道路所在地对缓解城市热岛效应有需求时。 4.2 环保要求 相变自调温沥青路面中使用的相变材料应对环境无污染。 4.3 性能要求 除依据本标准外 ，尚应符合相应 的 国 家、行业标准的有关规定。且应起到随环境温度的变化自主调 控路面温度，平抑路面温差的功能。 5 原材料 5.1 沥青

8、相变自调温沥青沥青路面使用的沥青可采用道路石油沥青或改性沥青。所采用沥青的各项指标应符 合 JTG F40中各类沥青的相关规定。 5.2 集料 5.2.1 粗集料 相变自调温沥青沥青路面采用的粗集料各项指标应符合 JTG F40中的粗集料相关规定。 5.2.2 细集料 相变自调温沥青沥青路面采用的细集料各项指标应符合 JTG F40中的细集料相关规定。 5.3 填料 相变自调温沥青沥青路面采用的填料各项指标应符合 JTG F40中的填料相 关规定。 5.4 纤维稳 定 剂 DB12/T 912 2019 3 相变自调温沥青沥青路面掺加的纤维稳定剂宜选用木质纤维、矿物纤维等，各项指标应符合 JT

9、G F40 中的纤维稳定剂相关规定 5.5 相变材料 5.5.1 外观 相变自调温沥青沥青路面采用的 相变材料外观应无裂纹、起皮，宜为色泽均匀的颗粒状固体。检测 方法为 在自然光下，采用目测和手感的方法检测。 5.5.2 理化性能 相变自调温沥青沥青路面采用的 相变材料各项性能应符合表 1的规定。 表 1 相变材料性能指标要求 技术指标 要求 试验方法 材料尺寸 直径 ,mm 24( 0.2） 精度为 0.1mm 的卡尺进行测量，取 5个 相变材料成品的 平 均 值 长度， mm 24( 0.2） 表观密度， kg/m3 870.0 GB/T 5486 中密度试验方法 潜热值， J/g 55.

10、0 附录 A 相变点， 17.0 1.0 JT/T 1210.1 中相变点试验方法 相变形式 固固相变 JT/T 1210.1 中相变形式试验方法 高温稳定性 1h 无碳化 附录 B 潜热值衰减率， % 3.0 JT/T 1210.1 中焓值衰减率试验方法 6 配合比设计 6.1 一般规定 6.1.1 相变自调温沥青路面的配合比设计分为沥青混合料配合比设计和确定相变材料掺量两步进行。 6.1.2 相变自 调温沥 青路面的配 合 比设计除满足本标准外还应符合 JTG F40 中热拌沥青混合料的相关 规定。 6.2 沥青混合料配合比设计 沥青混合料配合比设计应按照 JTG F40中附录 B热拌沥青

11、混合料配合比设计方法的规定进行。 6.3 确定相变材料掺量 6.3.1 相变自调温沥青路面中相变材料以外掺的方式加入沥青混合料中。相变材料掺量为相变材料质 量占沥青混合料总质量的百分比。 6.3.2 相变材料掺量的确定应以沥青混合料总质量为基数，根据相变自调温沥青路面需求及所在区域 气候条件确定。 6.3.3 沥青混合料结构类型为沥青马蹄脂碎石混合料或相变自调温沥青路面用于架空桥面部位时， 相 变材料掺量宜取 较 大值。 6.3.4 相变材料掺量应根据天津地区实际气候条件并参考 JT/T 1210.1中相变材料推荐掺量进行确定 ， 宜选取为 0.3% 0.4%。 DB12/T 912 2019

12、 4 6.3.5 当相变自调温沥青路面有调节路面极端温度需求时，根据环境的不同，应满足表 2中对应调温 率的要求。 表 2 不同环境温度的调温率技术指标 环境温度， 最热月平均最高气温 30或 极端最低气温 -21.5 最热月平均最高气温 2030或 极端最低气温 -21.5-9 最热月平均最高气温 20或 极端最低气温 -9.0 调温率， % 33 30 28 注： 调温率的测得按照附录 C中的规定进行。 6.3.6 当相变自调温沥青路面有抑制路面积雪结冰的需求时，根据沥青混合料类型的不同，应满足表 3 中对应融冰雪性能指标的要求。 表 3 不同沥青混合料类型掺加相变材料后融冰雪性能技术指标

13、 沥青混合料类型 技术指标 指标 要求 沥青玛蹄脂碎石混合料（ SMA） 导热系数， W/（ mk ） 0.10 融雪化冰能力值， g/cm2 0.1 6 沥青混凝土（ AC） 导热系数， W/（ mk ） 0.15 融雪化冰能力值， g/cm2 0. 39 注： 导热系数和融雪化冰能力值的测定按照 JT/T 1210.1中规定的试验方法进行。 6.3.7 相变材 料掺量的确定应按照以下步骤进行： 根据使用气候条件及推荐的掺量范围，确定相变材料掺量的预估值。 当相变自调温沥青路面有调节路面极端温度需求时，应根据预估值添加相变材料并测量沥青混 合料的调温率值，当试验结果满足表 2 要求时，则确定

14、该掺量可以为最终设计值。当试验结果 不能满足表 2 的要求时，按一定间隔（一般为 0.05%）增加相变材料掺量，直到结果满足表 2 的要求后，确定该掺量为最终设计值。相应的调温率则作为相变自调温沥青路 面道路调温性能 验收评价的标准值。 当相变自调温沥青路面有抑制路面积雪结冰等要 求时， 应根据预估值添加相变材料并根据表 3 中的规定对混合料的融冰雪性能进行检测，当试验结果满足表 3 要求时，则确定该掺量可以为 最终设计值。当试验结果不能满足表 3 的要求时，按一定间隔（一般为 0.05%）增加相变材料 掺量，直到结果满足表 3的要求后，确定该掺量为最终设计值。相应的指标作为想自调温沥青 路面

15、道路融冰雪性能验收评价的指标值。 6.4 相变自调温沥青混合料路用性能 相变自调温沥青混合料路用性能应满足 JTG F40中热拌沥青混合料的指标要 求。 7 施工 7.1 一般规定 7.1.1 铺筑相变自调温沥青面层前，应检查下层结构层质量，不符合要求的 不得铺 筑相变自调温沥青 面层。旧沥青路面或下层已被污染时，必须清洗或铣刨处理后方可铺筑相变自调温沥青面层。 7.1.2 相变自调温沥青混合料施工温度应满足 JTG F40 的施工温度要求，不得超过 JTG F40 中的最高 温度。 DB12/T 912 2019 5 7.1.3 相变相变材料应储存在通风、干燥区域，不应暴晒。储存与运输过程中

16、严禁明火，不应与易燃 品同放。 7.2 混合料的拌制 7.2.1 相变自调温沥青混合料应在沥青拌合厂（场、站）采用拌合机械拌制，拌合厂设置、拌合机械 设备的性能及环保要求应满足 JTG F40 的规定。 7.2.2 拌合厂在拌制道路自调温沥青混合料之前，应测定混合料的调温率或融冰雪 性能指 标。符合设 计规定要求后，组织拌合生产。 7.2.3 按照 沥青混合料拌合按 JTG F40规定的常规工艺拌制，相变材料应在沥青喷入后立即加入到拌 合机中，且加入相变材料后的混合料拌合时间不得低于 8s。 7.2.4 每 盘 沥青混合料的相变材料实际 掺加量 应按式 （ 1）计算。 cMm . (1) 式中

17、： m 相变材料实际掺加量，单位为千克（ kg）； M 拌合锅沥青混合料 实际产能，单位为千克（ kg）； c 相变材料掺加比例，单位为百分比（ %）。 7.2.5 相变 材料宜 采用机械投放，预先调试投料器投放速度；若采用人工投放时，应先对投料人员进 行技术培训，并采取必要保障措施。相变材料实际掺加量的误差精度为设计掺量的 0.5%。 7.2.6 相变自调温沥青混合料 出厂时应逐车检测 出料 重量和温度 ，满足要求方可出厂，并 记录出厂时 间 ， 签发运料单 。 7.3 混合料的运输 相变自调温沥青混合料的运输按 JTG F40中的规定进行。 7.4 混合料的摊铺 相变自调温沥青混合料的摊铺

18、按 JTG F40中的规定进行。 7.5 相变自调温沥青路面的压 实及成型 相变自调温沥青路面的压实及成型步骤按 JTG F40 中的规定进行。 7.6 开放 交通及 其他 相变自调温沥青路面的开放交通及其他按 JTG F40中的规定进行。 8 质量管理 8.1 施工过程质量管理 8.1.1 相变自调温沥青路面施工过程中的质量管理应按照 JTG F40 中施工过程中的质量管理与检查的 规定进行。 8.1.2 相变自调温沥青路面施工过程中应以 5 吨相变材料作为一个批次并取样，当一项工程所用相变 材料不足 5吨时则以该工程使用相变材料作为一个批次并取样，进行相变材料性能指标检验，结果应满 足表

19、1要求的指标值。 DB12/T 912 2019 6 8.1.3 相施工过程中应以 1000吨相变 自调温沥青混合料作为一个批次并取样，进行调温率或融冰雪性 能检验，结果应满足配合比设 计时确 定的指标值。 8.2 工程质量管理 8.2.1 相变自调温沥青路面工程质量的控制与管理应按照 JTF F40 的要求进行，并满足各项指标要求。 8.2.2 路面施工完成 24h 后，每 500m一个断面 (不足 500m按 500m 计）检测相变自调温沥青路面与普 通沥青路面温度差值应 2。检测方法按照附录 D 的规定进行。 DB12/T 912 2019 7 A A 附 录 A （规范性附录） 潜热值

20、测试方法 A.1 仪器设备 A.1.1 差示扫描量热仪性能应符合下列要求： 能以 0.5 /min 20 /min 的速率，等速升温或降 温； 能保持试验温度在 0.5 内至少 60 min； 能够进行分段程 序升温 或其它模式的升温； 气体流动速率范围在 10 mL/min 60 mL/min，偏差控制在 10的范围内； 温度信号分辨能力在 0.1 ，噪音低于 0.5 ； 仪器能够自动记录差式扫描量热法（ DSC）曲线，并能对曲线和准基线间的面积进行积分，偏 差小于 2%； 配有一个或多个样品支持器的样品架组件。 A.1.2 样品皿应符合下列要求： 由相同质量的同种材料制成，用来装测试材料和

21、参比样。在测量条件下，样品皿与 测试材料和 气体不发生物理或化学变化； 应具有良好的导热性能，能够加盖和密封， 并能承 受在测量过程中产生的过压。 A.1.3 天平：称量精确度为 0.1 mg。 A.1.4 标准样品：应符合 GB/T 19466.1中附录 A的规定。 A.1.5 气源：分析级。 A.2 试验方法 A.2.1 调整保护气及吹扫气气体输出压力为 0.05MPa； A.2.2 仪器应在测试前至少 1小时开机，同时确保测试软件运行与设备连接正确； A.2.3 称量相变材料，质量为 5mg，精确到 0.1mg； A.2.4 将相变材料放入到样品皿内，并一起至于样品池中备用； A.2.5

22、 在压力 0.05MPa，吹扫气用氮气流速恒定为 20mL/min，保护气用氮气流速恒定为 60mL/min的条件 下，使用液氮将测试材料降温到 -20； A.2.6 以 10 /min的升温速率将测试材料从 -20升温至 50，并记录一条 DSC熔融曲线。 A.3 试验结果 根据 GB/T 19466.3中熔融焓值的计算方法规定，得到被测材料的潜热值 (熔融焓值 )，试验结果精度 保留一位小数。 DB12/T 912 2019 8 B B 附 录 B （规范性附录） 高温稳定性测试方法 B.1 仪器设备 B.1.1 显微熔点仪性能应符合下列要求： 加热台应发热均匀，具有耐腐浊性、绝缘性； 放

23、大倍数： 7X 45X，上下光源； 测量范围： 50 320 ； 测量精确度： 1%； 最小分度值： 0.1 。 B.1.2 天平：称量精确 度为 0.1 mg。 B.2 试验方法 B.2.1 取相变材料 6 7mg，置于 0冰箱内 2h备用。 B.2.2 将加热台放置在显微熔点仪工作台上，设置加热台温度为 190。 B.2.3 在加热台中心区域放上一片载玻片，用不锈钢镊子取出相变材料放在载 玻片上，选择适当的显 微镜倍数并调节清晰，同时记录时间为开始时间。 B.2.4 调节合适的升温速率，使温度能够达到设置温度 190。 B.2.5 使相变材料在 190条件下加热 1h后，观察并记录材料状态

24、。 B.3 试验结果 采用目测的方法观察材料在 190加热 1h 后有无碳化现象。 DB12/T 912 2019 9 C C 附 录 C （规范性附录） 调温率测试方法 C.1 仪器设备 C.1.1 本方法采用 非稳态 热脉冲法，适用于测定干燥或不同含湿状况下自调温沥青混合料的调温值。 C.1.2 仪器设备的选型及要求应符合 JGJ 51的相关要求，热脉冲法测试装置由一个加热器和放置在加 热器两侧的试件及温度探头组成，当加热器启动后，根据被测试件的温度变化值测定调温值。 C.1.3 测定所用试件应符合下列规定： 自调温沥青混合料与基准对照组沥青混合料每组各 3 块试件； 试件尺寸为 200m

25、m 200mm 40mm； 试件厚度误差应控制在 2mm 以内； 试件需一次成型，各试件的接触面应结合紧密，试件不平行度应小于试件厚度的 1%， 并应符 合 JTG E20的规定。 C.2 试验方法 C.2.1 测量试件厚度、质量，精确至小数点后两位； C.2.2 启动低温恒温槽，试验设备正常运行后，设定热源面温度为 16.5； C.2.3 当热源面温度达到 16.5时，在热源面一侧放置两块试件，并将温度探头放置两块试件中间， 在热源面另一侧放置一块试件防止热源面温度的散失。 C.2.4 密封箱体，并将放置两块试件的一侧向上，热源面持续加热至温度探头温度达到 16.5 并与热 源面温度一致时开

26、始试验； C.2.5 输入规定测量温升为 2，当温度 探头达到 18.5时，记录热源面温度为所测试件的 调温值； C.3 试验结果 每组测试 3块试 件取其 平均调温值，并按 C.1 计算调温率。 0 0T TTT ic . (C.1) 式中： cT 调温率，单位为百分比（ %）； iT 相变自调温沥青路面材料的 平均调温值，单位为摄氏度（）； 0T 基 准对照组沥青混合料的平均调温值，单位为摄氏度（）。 DB12/T 912 2019 10 D D 附 录 D （规范性附录） 路面温度差值测试方法 D.1 仪器设备 D.1.1 红外温度测定仪性能应符合下列要求： 量程： -25 100 ；

27、测量精确度： 1%； 分度值： 0.1 ； 可直接读取测量数据。 D.2 试验方法 D.2.1 在路段铺筑至少 24h后，在天气晴朗的情况下，上午时段对路段的温度进行检测。 D.2.2 在路段每间隔 500m处设定一测量断面，断面处不得有阴影遮蔽。如有遮蔽则将测量 断面横移至 无遮蔽处进行温度检测。 D.2.3 在测量断面处每幅道路由内至外等距取 3个测量点，将 红外温 度测定仪置于垂直于测量点上方 1 m的位置，进行测量并读数记录。 D.2.4 在同等条件下采用红外温度测定仪测量按照 D2.3的要求，测量普通沥青路面的温度并记录。 D.2.5 整个测量过程宜在 2h内完成。 D.3 试验结果 每个断面测量的温度值取平均值作为测量断面温度，并按 D.1计算路面温度差。 21 ttt . (D.1) 式中： t 路 面温度 差，单位为 摄氏度（）； 1t 相变自调温路面测量断面温度，单位为 摄氏度（）； 2t 普通路面测量断面温度，单位为 摄氏度（）。 _