DB13 T 978-2008 旋转压实剪切实验法(GT M)沥青混合料设计与施工技术规范.pdf
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1、ICS 91.阳0.40P 25DB13河 北省地 方 标准DB 13/T 978-2008旋转压实剪切实验法(GTM)沥青混合料设计与施工技术规范2008-05-19发布2008-06-03实施河北省质IEEI技术监督局 发布DB 13/T 978-2008目次前言。n1范围,12规范性引用文件,13术语和定义14材料。.,25热拌沥青混合料的配合比设计,56施工工艺。87透层油和粘层油n8施工质量管理和验收,11附录A(资料性附录)GTM试验机试验原理,17DB13/T 978-2008前 .曰. 西本标准的附录A为资料性附录。本标准由河北省交通厅提出并归口。本标准起草单位:河北省交通厅公
2、路管理局、河北省道路结构与材料工程技术研究中心。本标准主要起草人:王国清、王庆凯、王联芳、杜群乐、刘桂君、马立峰。DB13/T 978-2008旋转压实剪切实验法(GTM)沥青混合料设计与施工技术规范1范围本标准规定了GTM设计的热拌沥青混合料路面原材料技术指标、配合比设计、施工工艺、透层、粘层施工及质量控制、验收方法和标准。本标准没有规定的,按照刀G F40-2004的规定执行。本标准适用于GTM方法设计的各级新建及养护的沥青棍合料设计与施工。2规范性引用文件下列文件中的条款经过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标
3、准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范刀G D50-2006 公路沥青路面设计规范JTJ 034-2000 公路路面基层施工技术规范JTJ 052-2000 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E42-2005公路工程集料试验规程3术语和定义下列术语和定义适用于本标准。3.1美国工程兵旋转压实剪切试验机GTM Gyratory Testing Machine美国工程兵旋转压实剪切试验机,其试验原理见附录Ao3.2平衡状态Compaction Terminate
4、d at Equilibrium指GTM试验时,每旋转100次试件密度变化率为0.016 g/cm3时的状态。3.3设计压强Vertical Pressure采用GTM进行沥青混合料设计时设定的垂直压强。3.4机器角Gyratory Angle上滚轴和下滚轴的连线与角度传感器垂直时卡盘的倾斜角简称机器角,详见附录Ao3.5萝切强度Static Shear Strength在一定的温度、剪切角及荷载作用下.材料抵抗剪切变形的能力。3.6旋转萝切系数GSF Gyratory Shear FactorGTM侧定的棍合料剪切强度与理论剪应力的比值。3.7祖定位GSI Gyratory Stabilit
5、y IndexDB13/T 978-2以犯旋转稳定值混合料试验成型过程中,最大角应变与最小角应变的比值,表征材料是否出现塑性。3.8旋转压实指数GCI Gyratory Compactibility Index指进行GTM试验时,试件在30转与60转时密度的比值。表征材料容易压实的程度,可以作为确定碾压工艺的参考。4材料4.1一般规定4.1.1沥青路面使用的各种材料运至现场后必须取样进行质量检验,经评定合格后方可使用,不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。4.1.2集料选择应进行认真的料源调查,确定料源尽可能就地取材。4.1.3高速公路沥青面层用粗集料必须由经过专业机构进行石质鉴定
6、的采石场生产或施工单位自行生产,其生产能力、破碎工艺、筛孔配置应经监理认可。4.1.4集料粒径规格以方孔筛为准。不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放。4.2粗集料4.2.1根据设计压强选择粗集料。应选用坚硬、无风化、表面粗糙、洁净的石料。其技术指标应满足表1要求。对受热易变质的集料,宜采用经拌和机烘干后的集料进行检验。表1粗集料质t技术要求指标单位技术要求试验方法设计压强0.7 MPa簇0.7 MPa压碎值%23簇25JTG E42-2005 T0316洛衫矶磨耗值%20X25TG E42-2005 T0317表观相对密度妻2.6032.50)TG E42-2005 T0304吸水率%0.3
7、2.0TG E42-2005 T0304与沥青粘附性%?4级)4级刃口052-2000 T0616坚固性%毛55JTG E42-2005 T0314针片状含量(混合料)其中粒径大于9.5 mm其中粒径小于9.5 mm%X12蕊1015蕊15延12簇18fG E42-2005 T0312水洗法0.075 mm颗粒含量%0.50. 51TG E42-2005 T0310软石含量%1毛2刀0E42-2005 T0320磨光值BPN落42X42JTG E42-2005 T0321注:高速公路、一级公路的中、下面层和二级及以下等级公路对磨耗值、磨光值指标可不作要求.4.2.2受条件限制采用酸性或中性石料
8、作为粗集料时,为改善石料与沥青的粘附性及沥青混合料的水稳性,应掺加2%的水泥或消石灰粉代替部分填料。4.2.3高速公路和一级公路上面层沥青混凝土中粗集料宜采用硬质石料。4.3细集料4.3.1沥青路面细集料可以采用机制砂、洁净的天然砂、石屑等。4.3.2高速公路和一级公路沥青混合料中细集料宜采用机制砂。当使用天然砂时,天然砂的用量不应DB13/T 978-2008超过矿料总量的10%,天然砂级配应满足表2要求。表2沥青面层用天然砂级配方孔筛们口们住粗砂中砂细砂9. 51001001004.7590-10090-10090-1002.3665-9575-9085-1001. 1835.6550.9
9、075- 1000.615.3030-6060-840.35-208-3015-450. 150-100- 100-100. 0750-50-50-54.3.3石屑应清洁、干净,不得含有泥土杂质,石屑的级配应满足表3的级配范围要求。高速公路和一级公路的沥青混合料,宜将0.3 mm细集料和3-5 mm粗集料组合使用。0 5 mm细集料可在沥青稳定碎石及其它等级公路中使用。表3石属级配范围要求规格通过下列筛孔(mm)的质量百分率%9. 54.752.361. 180.60. 30. 150. 0750-5 mm10090-10060-9040-7520-557-404-200- 100 3 mm1
10、0080.10050-8025-5010304150-84.34机制砂必须采用专用的制砂机生产,并采用优质的碱性石料为原料,其级配应符合表3中0-3 mm规格的要求。4.3.5细集料应该满足表4的技术要求。细集料的洁净程度,天然砂以小于0.075 mm含量的百分数表示,石屑和机制砂以砂当量(适用于0-4.75 mm)或亚甲蓝值(适用于0-2.36 mm或00.15 mm)表示。表4细集料技术要求单位g/cmJTG E42-2005 T0328%汀G E42-2005 T0340%2JTG E42-2005 T0333砂当量%)65JTG E42-2005 T0334亚甲蓝值g/枯X10JTG
11、E42-2005 T0349棱角性(流动时间)S,30JTG E42-2005 T0345DB13/T 978-20084.4坟料4.4.1填料必须采用洁净的碱性石料磨细的矿粉,为了增加沥青结合料与矿料之间的粘附性,宜掺加约2%的消石灰粉或者普通硅酸盐水泥替代部分填料。4.4.2矿粉应干操、洁净、无结块,其质量应符合表5要求。衰5矿粉的质,要求指标单位技术要求试验方法表观密度dm)2.50JTG E42-2005 T0352含水t%1JTG E42-2005 T01030.6 mm粒度范围0. 15 mm0.075 mm外观无团粒结块目侧亲水系数X0.8JTG E422005 T0353塑性指
12、数4JTG E422005 T0354加热安定性实侧记录JTG E42-2005 T0355注:如亲水系数大于0.8,则应接加2%左右消石灰或者水泥代替部分矿粉4.4.3填料应使用精加工矿粉,不允许使用回收矿粉。4.5沥*4.5.1高速公路的中、上面层宜采用改性沥青,下面层或沥青稳定碎石基层宜采用A级道路石油沥青;重交通或重载交通一级公路上面层宜采用改性沥青,道路石油沥青的技术标准应符合表6规定。二级及以下公路沥青标准参照JTG F40-2004执行。表6道路石油沥*技术要求单位技术要求试验方法50号70号190号针入度(25t. IOO g, 5 s)10- mm40-6060-8080-1
13、00刀052-2000 10604针入度指数PI实侧JTJ 052-2000 11)60460动力粘度Pa.s,200一“180160】刀052-2000 T062015延度C们比3100JTI 052-2000和60510延度C们口31532“一320JTJ 052-2000 T0605软化点34934“一345JTJ 052-2000 10606闪点(COC)多260厂口052-2000 10611含蜡量(燕馏法)%X2.2JTJ 052-2000 10615密度(15t)g/cm实侧记录JTJ 052-2000 10603溶解度%399, 5JTJ 052-2000 10607TFOT或
14、RTFOT)后质t变化%士0.5JTI 052-2000 10610针入度比%多63361多57JTJ 052-2000,功60415延度Cm)10315320JTJ 052-2000 10605lot延度C幻比4)fi8117 052-2000 106054.5.2根据实际情况,改性沥青使用的基质沥青可以采用70号或90号道路石油沥青。基质沥青质t宜符合表6规定的技术指标的要求。SBS改性沥青质量应符合表7规定的技术指标的要求,根据实际情况选用。4.5.3为促进沥育路面技术发展,鼓励采用不同改性剂和改性技术。根据沥青混凝土性能要求和降低DBi3/T 97吕一2义踢工程造价,经试验后可以选用天
15、然沥青、橡胶粉及其它高性能材料做外接剂。表7 SBS改性沥*技术要求指标技术指标I-CI-D针入度(100g , 5s, 25t)1W mm60-8040-60JTJ 052-2000 T0604针入度指数P1实侧实侧刀052-2000,功6045延度Cr几330多20了口052-2000 T0605软化点365370JTJ 052-2000 T0606135运动粘度Pa.s2.52.5JTJ 052-2000 T0625闪点32303230JTJ 0522000 T0611溶解度%多99多99JTJ 052-2000 T0607贮存稳定性离析顶部、底部软化点差2.52.5了口052-2000
16、 T0661顶部、底部软化点平均值与原样沥青软化点差簇8.0续8.0弹性恢复%多80380JTJ 052-2000 T0662RTFOT后残留物质量变化%士0.4士0.4JTJ 052-2000 T0609针入度比%多65365JTJ 052-2000 T06045延度Cln多20315JTJ 052-2000 T06055热拌沥青混合料的配合比设计5.1 GTM沥裔混合料配合比设计原刻5.1.1 GTM沥青混合料配合比设计时,采用的设计压强由设计单位根据道路预计交通辆中有代表性的车辆轮胎接地压强确定。对于高速公路和一级公路,设计压强可选用95%车辆最大接地压强;对于其它等级公路,可选用85%
17、的车辆最大接地压强。在缺少相关资料时,对于一般交通沥青路面,建议设计压强选用0.6 Mpa-0.7 Mpa;重载交通路段根据实际情况中、下面层的设计压强建议选用0.7 Mpa-0.8 Mpa,上面层建议选用0.8 Mpa一1.0 MPa,并且报主管部门同意。重载交通是指设计交通量在1 000万辆以上、混合交通中等货车比重在40%以上的路段,长大坡度的路段按重载交通路段考虑。5.1.2 GTM设备具有油压表和气压表两种系统,当采用油压表系统时,机器角应采用0.80;采用气压表系统时初始机器角宜采用1.35005.1.3 GTM设计的密级配沥青混合料粉胶比宜控制在1.2-1.6范围内。5.1.4沥
18、青混合料的配合比设计,宜在对同类公路使用情况调查研究的基础上,选用符合要求的材料,充分利用成功经验,经配合比设计确定矿料级配和沥青用量。5.1.5 GTM设计沥青混合料配合比时,应采用GTM平衡状态时确定的最大沥青用量和标准密度。5.2技术指标本标准采用GTM配合比设计方法,沥青混合料技术要求应符合表8的规定,并有良好的施工性能。表8沥.混合料GTM试验配合比设计技术指株要求GSI,不大于1.05GSF,不小于1. 3密度GTM实侧DB13/T 978-2(义阳5.3矿料级配一般情况下GTM方法采用连续密级配沥青混合料,对于作为抗滑表层间断型级配沥青棍合料设计需要通过试验验证。用GTM方法进行
19、沥青混合料配合比设计时,应在表9、表10范围内确定工程设计级配范围,通常情况下,工程设计级配范围不宜超出表9和表10的要求。裹9密级配沥*混扭土矿料级配范围筛孔直径们口们口级配类型AC-25AC-20AC-16AC-13AC-1031.510026.595-1001001975-9095-1001001665-8380-9295-10010013.255-7568-80789295-1001009.548-6058-7065-78728590-1004.7533-4538-5040-52425645-752.3622.3425-3528-3828-3830-581. 1812-2516-251
20、9-2620-2820440.610-2010-2011-2112-2213-320.36-r 157-158-168-179.230.155-405-Ii6- 127-426-160.0753-74-84-84-84-8适宜的压实层厚哑80-42060-1005080406025-40裹10密级配沥*雄定碎石混合料矿料级配范圈通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)37.531.526. 519. 016.013.29. 54.752.361.180.60.30. 150. 07510070-9044-6639-6020-4010-255-143-1090-10048-6842-6220-40
21、10-255-143-105.4 GTM试验5.4.1确定GTM试验混合料的设计压强和各种矿料比例。5.4.2根据沥青混合料的最大公称粒径选择合适的GTM试模。试模直径应不小于最大公称粒径的4倍,GTM拥有10.16 cm; 15.24 cm, 20.32 cm三种不同直径的试模。5.4.3选择不同的沥青用童:根据经验选择5个沥青用量进行GTM试验,沥青用t间隔为0.3%o5.4.4确定沥青混合料的拌和温度:拌和温度应根据粘温曲线确定,选择表观枯度在(0.1710.02) Pas范围内的温度作为拌和温度。5.4.5采用平衡状态法进行GTM试验,确定每个沥青用量下的技术指标。5.4.6确定设计沥
22、青用量:5.4.6.1根据GTM试验结果,绘制沥青用量与密度、稳定值GSI和旋转剪切系数GSF的关系曲线。5.4.6.2选择GSI不大于1.05,且GSF不小于1.3时的沥青用量作为设计沥青用量。一般各个级配的混合料最低沥青用量不小于表11中的数值,且最小沥青膜厚度不应小于6 5m0DB13/T 978-2008表11各级配混合料最低沥宵用,级配类型AC-25AC-20AC-16AC-13AC-10ATB-25ATB-30最低油石比3.0%3.5%4.0%4.0%4.5%2.9%2. 8%5.4.6.3从密度曲线上查出设计沥青用量对应的密度作为目标配合比标准密度。5.5性能检验对于采用GTM方
23、法设计的沥青混合料,需要在配合比设计基础上进行各种性能的检验。不符合要求的沥青混合料,应调整级配,重新进行配合比设计。GTM配合比设计的沥青混合料性能指标应满足表12要求。表12 GTM沥青混合料性能技术要求检测项目单位技术指标试验方法改性沥青混合料普通沥青混合料动稳定度,不小于/mm3 6001 500T0719低温弯曲,不小于娜2 2002 000T0728冻融劈裂试验残留强度比,不小于%8075T0729渗水系数,不大于上面层】U了而n60T0791中、下面层ml/min120剪切强度,不小于Mpa0.30GTIM5.6 GTM配合比设计试验步骤5.6.1 GTM试验方法配合比设计采用三
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