DB41 T 964-2014 公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术规范.pdf
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1、 DB41 河南省地方标准 DB 41/T 9642014 公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术规范 Application Specification for Asphalt Pavement of Cold Recycling with Foamed Bitumen 2014 - 09 - 30发布 2014 - 12 - 01实施 河南省质量技术监督局 发布DB41/T 9642014 I 目 次 前言 . III1 范围 12 规范性引用文件 13 术语和定义 14 原路面调查与分析 24.1 一般规定 24.2 原路面历史信息调查与分析 24.3 原路面状况调查与评价 24.4 交通量调查
2、 24.5 技术性、经济性和社会效益分析 25 材料 25.1 一般规定 25.2 沥青 35.3 泡沫沥青 35.4 水泥、石灰、矿粉 35.5 集料 35.6 回收沥青路面材料(RAP ) . 45.7 水 46 冷再生层设计 46.1 一般规定 46.2 冷再生路面结构设计 57 泡沫沥青冷再生配合比设计 57.1 一般规定 57.2 设计流程 67.3 沥青最佳发泡条件的确定 67.4 活性填料的选择与使用 67.5 级配范围 77.6 混合料的最佳拌和用水率 77.7 混合料试件的成型 77.8 劈裂强度试验与干湿劈裂强度比 77.9 初选材料组成及最佳泡沫沥青用量确定 87.10
3、配合比设计检验 . 88 冷再生施工 88.1 一般规定 8DB41/T 9642014 II 8.2 厂拌冷再生施工 . 88.3 就地冷再生施工 108.4 养生与开放交通 129 施工质量管理与验收 129.1 施工过程中原材料的质量管理与验收 129.2 再生混合料的质量管理 129.3 再生层的质量管理 139.4 工程质量的检验评定与验收 14附录A (规范性附录) 老路探坑调查与回收沥青路面材料(RAP )取样试验分析 . 15附录B (规范性附录) 沥青发泡性能试验方法 17附录C (规范性附录) 泡沫沥青冷再生混合料的拌和与成型试验方法 19附录D (规范性附录) 泡沫沥青冷
4、再生混合料的劈裂强度试验方法 22附录E (规范性附录) 泡沫沥青冷再生混合料的无侧限抗压强度试验方法 23附录F (规范性附录) 泡沫沥青冷再生混合料的车辙试验方法 24DB41/T 9642014 III 前 言 本标准按照 GB/T1.1-2009 给出的规则起草。 本标准由河南省交通运输厅提出。 本标准由河南省交通运输厅公路管理局归口。 本标准起草单位:河南省交通运输厅公路管理局、周口市公路管理局、上海理工大学。 本标准主要起草人:张长林、孙好鹏、拾方治、王春、宋勇、郑风玺、宋子房。 本标准参加起草人:李秀君、吴建红、吕朝阳、范同前、黄新哲、李强、张体卿、张磊、陈红、马奎杰、范亚明、姬
5、万桢、申玉平、王允、刘芳、袁卫军、周晓华、薛保贵、韩劲草、霍飞、郭晶、李林。 DB41/T 9642014 1 公路沥青路面泡沫沥青冷再生技术规范 1 范围 本标准规定了公路泡沫沥青冷再生技术的术语和定义、冷再生路面设计、施工、质量管理与检查、工程质量的检验评定。 本标准适用于各等级公路沥青路面的大修、改扩建工程,高速公路、一级公路和二级公路沥青路面的下面层及基层,三、四级公路沥青路面的上面层。城市道路的大修与改扩建工程也可参照执行。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅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
6、)适用于本文件。 JTG D50 公路沥青路面设计规范 JTG E40 公路土工试验规程 JTG E42 公路工程集料试验规程 JTG F40 公路沥青路面施工技术规范 JTG F41 公路沥青路面再生技术规范 JTG F80/1 公路工程质量检验评定标准 JTJ 034 公路路面基层施工技术规范 JTJ E20 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ E51 公路工程无机结合料稳定材料试验规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 泡沫沥青foamed bitumen 将热沥青和水在专用的发泡装置内混合、膨胀,形成的含有大量均匀分散气泡的沥青材料。 3.2 回收沥青路面材料
7、 reclaimed asphalt pavement(RAP) 采用铣刨、开挖等方式从沥青路面上获得的旧路面材料。 3.3 泡沫沥青冷再生 cold recycling with foamed bitumen 将泡沫沥青作为主要稳定剂,把常温状态下的回收沥青路面材料(RAP)重新再生利用的技术。 3.4 膨胀率 expansion ratio 泡沫沥青发泡状态下的最大体积与未发泡时沥青体积的比值。 3.5 DB41/T 9642014 2 半衰期 half life 泡沫沥青从最大体积衰减到最大体积的50% 所用的时间。 3.6 泡沫沥青冷再生混合料 cold recycling mix w
8、ith foamed bitumen 使用泡沫沥青作为主要稳定剂,与回收沥青路面材料和添加部分新集料在常温下进行均匀拌和后形成的一种混合料。 4 原路面调查与分析 4.1 一般规定 4.1.1 泡沫沥青冷再生工程实施前,应对原路面的历史信息、原路面技术状况、交通量、工程经济等方面的内容进行调查和综合分析,为再生设计与施工提供依据。 4.1.2 原路面调查的内容应完整,并进行系统分析和准确评价。 4.1.3 在进行原路面调查过程中,需从原路面提取代表性的材料,在室内进行相关原材料的检测和混合料配合比设计,以便能够针对性的结合路况和原材料的特点进行设计和施工。 4.2 原路面历史信息调查与分析 4
9、.2.1 收集原路面设计资料、竣工资料等,一般包括原路面结构、材料和路况等方面的资料。 4.2.2 收集原路面通车营运期间的养护资料和路面检测资料,并结合施工资料、竣工资料,分析病害成因。 4.3 原路面状况调查与评价 4.3.1 调查内容:路面状况指数(PCI )、路面行驶质量指数(RQI)、路面结构强度系数(P SSI)、下承层的承载能力、原路面结构厚度。 4.3.2 其中下承层的承载能力应通过探坑调查进行检测评价,原路面厚度应通过钻芯进行检测评价。 4.3.3 探坑调查和取样分析按照附录 A 进行。 4.3.4 通过对原路面状况的调查、原路面材料的取样和试验、路面病害成因分析,为再生层设
10、计提供依据。 4.4 交通量调查 交通量调查应符合 JTG F41 的规定。 4.5 技术性、经济性和社会效益分析 技术经济性分析按照 JTG F41 的规定。 5 材料 5.1 一般规定 5.1.1 沥青路面再生混合料使用的各种材料运至现场后应进行质量检验,经评定合格后方可使用。 5.1.2 不同的回收沥青路面材料(RAP)应分开堆放,不得混杂,保证材料均匀一致;不同料源、品种、规格的新集料不得混杂堆放。 DB41/T 9642014 3 5.1.3 回收沥青路面材料(RAP )、新集料应堆放在预先经过硬化处理且排水通畅的地面上,多雨地区应采用防雨棚遮盖。 5.2 沥青 5.2.1 用于重载
11、交通或面层较薄(5cm)的道路时宜选用 70 号沥青,当日平均气温低于 20时且用于中等交通及以下道路等级时可选用 90 号沥青。不得使用改性沥青。 5.2.2 沥青的技术要求应符合 JTG F40 的相关规定。 5.3 泡沫沥青 采用膨胀率和半衰期作为评价泡沫沥青性能的技术指标。对拟选用的沥青需要事先进行沥青发泡性能试验来确定最佳发泡条件,具体试验方法见附录B 。在最佳发泡条件下,泡沫沥青的性能要求见表1 。 表1 泡沫沥青性能要求 沥青温度, 最低气温, 膨胀率(倍) 半衰期,s 150180 1020 15 10 20 10 8 5.4 水泥、石灰、矿粉 5.4.1 水泥应符合 JTG
12、F41 的相关规定。 5.4.2 石灰应符合 JTJ 034 的相关规定。 5.4.3 矿粉应符合 JTG F40 的相关规定。 5.4.4 再生混合料中使用的填料严禁使用拌和机回收的粉料。 5.5 集料 集料包括粗集料和细集料。粗细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并有颗粒级配,质量稳定。细集料包括机制砂、石屑。其质量要求见表2 和表 3。 表2 粗集料质量要求 项目 单位 技术要求 试验方法 表观相对密度,不小于 g/cm32.45 T0304 或 T0308 石料压碎值,不大于 % 30 T0316 吸水率,不大于 % 3.0 T0304 或 T0308 针片状颗粒含量(混合料),不大于
13、 % 20 T0312 与沥青的黏附性,不小于 - 3 T0616 软石含量,不大于 % 5 T0320 注:粗集料是指粒径大于 2.36mm,公称最大粒径为 26.5mm 的碎石材料。 表3 细集料质量要求 项目 单位 技术要求 试验方法 表观相对密度,不小于 g/cm32.45 T0328 砂当量,不小于 % 60 T0334 DB41/T 9642014 4 表3 (续) 项目 单位 技术要求 试验方法 塑性指数,不大于 14 T0118 含水率,不大于 % 4 T0332 注:细集料是指通过2.36mm的筛下部分。 5.6 回收沥青路面材料(RAP) 5.6.1 回收沥青路面材料(RA
14、P)的材料组成稳定,其质量要求见表 4。 表4 回收沥青路面材料(RAP)质量要求 材料 项目 单位 技术要求 试验方法 RAP 含水率,不大于 % 3 T0305 RAP 级配 - 实测 T0327 沥青含量 % 实测 T0726 超粒径颗粒(大于 31.5mm)含量,不大于 % 10 T0312 0.075mm 通过率变异性,不大于 % 2 T0301 或 T0327 4.75mm 通过率变异性,不大于 % 5 T0301 或 T0327 RAP中沥青 针入度(25,5s,100g) 0.1mm 实测 T0604 软化点(R&B) 实测 T0606 延度(15) cm 实测 T0605 R
15、AP中粗集料 针片状颗粒含量,不大于 % 20 T0312 压碎值,不大于 % 30 T0316 与沥青的粘附性,不小于 - 3 T0616 RAP中细集料 棱角性 s 实测 T0345 2.36mm 以下砂当量,不小于 % 55 T0334 5.6.2 回收沥青路面材料(RAP)的取样试验方法见附录 A。 5.6.3 当回收沥青路面材料中超粒径颗粒含量、材料变异性达不到要求时,应采用再次破碎、过筛重组的办法,使其达到要求。 5.7 水 5.7.1 应符合 JTG F41 的相关规定。 5.7.2 当采用自然水源时,抽水管应设有滤网,防止杂草、树根等杂物堵塞再生设备上的喷嘴。 6 冷再生层设计
16、 6.1 一般规定 6.1.1 泡沫沥青冷再生层可以用于高速公路、一级公路和二级公路沥青路面的基层和下面层,也可用于三、四级公路沥青路面的上面层。 6.1.2 当再生层作基层或下面层时,沥青面层与泡沫沥青冷再生层之间也应设置封层。当再生层用于三、四级公路沥青路面的上面层时,应采用稀浆封层、碎石封层或微表处等做上封层。 6.1.3 再生层应具有足够的强度和稳定性,可为单层或双层。 DB41/T 9642014 5 6.1.4 泡沫沥青冷再生层的下承层应当具有良好的承载能力,见表 5。 表5 泡沫沥青冷再生层下承层承载力要求和推荐厚度 交通等级 特重交通 重交通 中等交通 轻交通 沥青面层厚度,c
17、m 920 718 410 25 再生层厚度,cm 1425 1225 1018 815 回弹模量,MPa 300 250 150 100 6.2 冷再生路面结构设计 6.2.1 设计方法 6.2.1.1 泡沫沥青冷再生路面结构可按 JTG D50 改建路面结构厚度的设计方法进行。 6.2.1.2 泡沫沥青冷再生层属于柔性结构层,路面设计弯沉值的计算公式中路面结构类型系数(Ab)的取值应根据柔性结构层的总厚度加以确定。 6.2.1.3 泡沫沥青冷再生层的厚度可按照表 5 的推荐厚度。 6.2.1.4 泡沫沥青冷再生层的抗拉强度结构系数,按式(1 )计算: 43.00039.0ecsNAK =(
18、1 ) 式中: Ks抗拉强度结构系数; Ac公路等级系数,高速公路、一级公路为1.0 ,二级公路为1.1 ,三、四级公路为1.2 ; Ne设计年限内一个车道累计当量轴次(次/ 车道)。 6.2.2 路面结构层的设计参数 6.2.2.1 沥青混凝土和半刚性材料设计参数的选取,应按照 JTG D50 执行。 6.2.2.2 泡沫沥青冷再生混合料的设计参数,应根据实测确定。 在无试验数据的情况下,设计参数可参考表6 给出的范围,结合泡沫沥青冷再生混合料的配合比、其它相关实测性能结果分析确定。 表6 泡沫沥青冷再生混合料设计参数 项目 指标 抗压回弹模量(20), MPa 5001000 劈裂强度(1
19、5),MPa 0.40.8 7 泡沫沥青冷再生配合比设计 7.1 一般规定 7.1.1 施工图纸设计阶段应完成目标配合比设计,并按照设计指标要求提出有关混合料关键性能参数的检测指标。 7.1.2 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计应充分利用设计资料,结合工程具体情况设计泡沫沥青冷再生混合料。 DB41/T 9642014 6 7.2 设计流程 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程见图 1。 图1 泡沫沥青冷再生混合料配合比设计流程图 7.3 沥青最佳发泡条件的确定 用于泡沫沥青冷再生施工的沥青,应进行发泡性能试验,确定最佳发泡条件,试验方法按照附录B进行,并应满足5.3 的规定。 7.4 活性填料的
20、选择与使用 应根据混和后材料(未添加泡沫沥青)2.36mm 以下部分塑性指数的试验结果,按照表 7 选择活性填料的种类。 拟选沥青并进行质量检测 现场获取代表性 RAP 材料 RAP 材料的相关指标测试 确定若干种级配材料(不同用量、规格的新集料) 按照土工试验方法进行击实确定每种级配材料的最佳含水率和最大干密度 每种级配材料下,按不同的泡沫沥青用量成型马歇尔试件 25室温 1 天 25浸水 1 天 干劈裂强度 湿劈裂强度 混合料性能检验 不脱模短期养生 1 天,40通风烘箱加速养生 3 天 初选材料组成及泡沫沥青用量 不合格 确定材料组成及泡沫沥青用量 沥青发泡试验并确定最佳发泡条件 发泡性
21、能检验 不合格 DB41/T 9642014 7 表7 活性填料的选用标准 项目 指标 塑性指数 10 1014 活性填料 水泥(02.5%) 石灰(1.5%3.0%) 7.5 级配范围 应结合泡沫沥青冷再生混合料的应用场合、设计要求和经济性,选择适宜的泡沫沥青冷再生混合料合成级配范围,具体级配范围要求见表 8。 表8 再生混合料合成级配范围 筛孔尺寸,mm 各筛孔的通过率,% 特重与重交通 中等交通 轻交通 31.5 100 100 100 26.5 75100 75100 75100 19 6090 6095 6095 16 5275 5285 5290 13.2 4565 4575 45
22、85 9.5 3855 3865 3875 4.75 3045 3052 3060 2.36 2535 2542 2550 1.18 1830 1835 1840 0.6 1222 1228 1232 0.3 818 822 825 0.15 612 615 620 0.075 48 412 415 7.6 混合料的最佳拌和用水率 按照现行 JTG E40 中 T0131 的方法,对合成集料(含水泥、不含沥青)进行击实试验,确定最佳含水率。泡沫沥青冷再生混合料中水的最佳含量(有时也称作最佳拌和用水量)应取集料(含水泥,不含泡沫沥青)最佳含水率的 80%。 7.7 混合料试件的成型 拌和好的泡沫
23、沥青冷再生混合料,应在活性填料初凝时间内完成成型,成型方法按照附录 C。 7.8 劈裂强度试验与干湿劈裂强度比 7.8.1 泡沫沥青冷再生混合料中,泡沫沥青的最佳用量占其余部分干质量的百分比一般为 2.0%3.0%。 7.8.2 在回收沥青路面材料(RAP)的检测分析结果的基础上,预估泡沫沥青的最佳用量,并以预估泡沫沥青的最佳用量为中间值,以 0.3%为间距,制作至少 3 种不同泡沫沥青用量的试件。 7.8.3 每种泡沫沥青用量下,分别成型两组试件(每组不少于 4 个),分别用于干湿劈裂强度试验。以两组试件劈裂强度的平均值,计算干湿劈裂强度比,试验方法按照附录 D。 DB41/T 964201
24、4 8 7.9 初选材料组成及最佳泡沫沥青用量确定 7.9.1 根据各组材料级配方案的干湿劈裂强度及干湿劈裂强度比,绘出这些指标与泡沫沥青含量关系曲线。 7.9.2 选择材料级配方案中湿劈裂强度最高的作为初选材料级配组成。 7.9.3 选取初选材料级配组成湿劈裂强度最大值,所对应的泡沫沥青用量作为泡沫沥青用量的设计值。 7.10 配合比设计检验 依据初选材料组成的泡沫沥青用量设计值,重新拌和泡沫沥青冷再生混合料。并对其进行各项性能试验,各技术指标要求见表9 。 表9 混合料性能指标要求 类别 技术参数 特重与重交通 中等交通 轻交通 马歇尔试验 空隙率,% 610 612 614 稳定度(60
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