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目前,彩色瀝青混凝土在廣東、浙江等沿海城市的應用越來越多,彩色瀝青混凝土的生產工藝也在不斷發展和成熟,對彩色瀝青混凝土性能指標的要求也形成了規范,住房與城鄉建設部已發布了行業標準《城市道路彩色瀝青混凝土路面技術規程》(CJJ/T 218-2014),關于彩色瀝青混凝土的國家標準也已在編制當中。本文擬根據規范的具體要求對彩色瀝青混凝土的性能指標進行試驗研究。
1、彩色瀝青混凝土性能的具體要求:
根據住房與城鄉建設部行業標準《城市道路彩色瀝青混凝土路面技術規程》(CJJ/T 218-2014)的要求,彩色瀝青混凝土馬歇爾試驗技術要求應符合表1和表2的要求,彩色瀝青混凝土高溫性能、水穩定性和低溫性能分別符合表3、表4和表5的要求。
表1 密級配彩色瀝青混凝土馬歇爾試驗技術要求
指 標 | 單位 | 機動車道 | 非機動車道 | 檢驗方法 |
擊實次數(雙面) | 次 | 75 | 50 | T 0702 |
試件尺寸 | mm | φ101.6×63.5 | T 0702 | |
空隙率 VV | % | 3~5 | 3~6 | T 0708 |
穩定度 MS | KN | ≥8 | ≥3 | T 0709 |
流值 FL | mm | 1.5~4 | 2~5 | T 0709 |
瀝青飽和度 VFA | % | 65~75 | 70~85 | T 0708 |
礦料間隙率 VMA | 公稱最大粒徑 | T 0708 | ||
礦料間隙率 VMA | mm | 16 | 13.2 | T 0708 |
礦料間隙率 VMA | % | ≥13.5 | ≥14 | T 0708 |
表2 OGFC彩色瀝青混合料馬歇爾試驗技術要求
指 標 | 單位 | 技術要求 | 檢驗方法 |
擊實次數(雙面) | 次 | 50 | T 0702 |
馬歇爾試件尺寸 | mm | φ101.6×63.5 | T 0702 |
空隙率VV | % | 18~25 | T 0708 |
穩定度 MS | KN | ≥3.5 | T 0709 |
析漏損失 | % | <0.3 | T 0732 |
肯塔堡飛散損失 | % | <15 | T 0733 |
表3 彩色瀝青混合料車轍試驗動穩定度技術要求
混合料類型 | 動穩定度 (次/mm) | 檢驗方法 | |
AC混合料 | 普通彩色瀝青 | ≥1000 | JTG E20 |
特種彩色瀝青 | ≥3000 | JTG E20 | |
OGFC混合料 | ≥3000 | JTG E20 |
表4 彩色瀝青混合料水穩定性檢驗技術要求
混合料類型 | 技術要求 | 檢驗方法 | ||
水馬歇爾試驗殘留 穩定度(%) | 凍融劈裂試驗殘留 強度比(%) | |||
AC混合料 | 普通彩色瀝青 | ≥80 | ≥75 | JTG E20 |
特種彩色瀝青 | ≥85 | ≥80 | JTG E20 |
表5 彩色瀝青混合料低溫抗裂性能技術要求
混合料類型 | 極限破壞應變(με) | 檢驗方法 | 混合料類型 |
AC混合料 | 普通彩色瀝青 | ≥2600 | JTG E20 |
特種彩色瀝青 | ≥3000 | JTG E20 |
注:表中試驗方法按現行行業標準《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》JTG E20的規定執行。
從上表中彩色瀝青混凝土的性能指標來看,對彩色瀝青混凝土的性能要求基本上是按照常規黑色瀝青混凝土的要求來制定的,只是在個別指標上根據技術發展和當前路面對瀝青混凝土要求的提高而稍加變動。
2、彩色瀝青混凝土性能指標的試驗驗證:
采用AC-13和OGFC-13兩種級配類型來進行彩色瀝青混凝土性能驗證。
2.1 配合比設計
(1)AC-13配合比設計
采用普通70#彩色瀝青和改性彩色瀝青,5-16mm、3-5mm、0-3mm石灰巖和礦粉,取原材料的配比5-16mm:3-5mm:0-3mm:礦粉=57:9:30:4,油石比為4.8%。合成級配見表6和圖1。
表6 合成級配各篩孔通過率
篩孔尺寸 | 19 | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 |
合成級配通過率(%) | 100.0 | 100.0 | 96.0 | 74.4 | 43.3 | 28.4 | 20.1 | 13.8 | 10.2 | 8.3 | 6.7 |
圖1 AC-13礦料合成級配曲線圖
(2)OGFC-13配合比設計
采用高粘彩色瀝青膠結料,10-15mm、5-10mm、0-3mm玄武巖和礦粉,取原材料的配比10-15mm、5-10mm、0-3mm:礦粉=35:49:11:5,油石比為4.4%。合成級配見表7和圖2。
表7 OGFC-13合成級配
篩孔尺寸 | 19 | 16 | 13.2 | 9.5 | 4.75 | 2.36 | 1.18 | 0.6 | 0.3 | 0.15 | 0.075 |
合成級配通過率(%) | 100.0 | 100.0 | 97.2 | 73.2 | 21.5 | 14.5 | 11.5 | 8.9 | 7.1 | 6.3 | 5. |
圖2 OGFC-13級配曲線圖
2.2 彩色瀝青混凝土性能
2.2.1 密級配彩色瀝青混凝土
(1)馬歇爾試驗結果
表8 AC-13彩色瀝青混凝土馬歇爾試驗結果
瀝青含量(%) | 計算最大理論相對密度 | 試件毛體積相對密度 | 空隙率VV(%) | 礦料間隙率VMA(%) | 瀝青填隙率VFA(%) | 穩定度(KN) | 流值(0.1mm) |
4.8 | 2.506 | 2.401 | 4.2 | 14.1 | 70.3 | 12.81 | 31 |
控制范圍 | — | — | 3.0-5.0 | ≥14 | 65-75 | ≥8 | 15-40 |
(2)高溫性能、水穩定性及低溫性能
表9 AC-13彩色瀝青混凝土性能
試驗項目 | 試驗結果 | 技術要求 | |
殘留馬歇爾穩定度(%) | 普通彩色瀝青 | 90.6 | ≥80 |
改性彩色瀝青 | 93.2 | ≥85 | |
凍融劈裂試驗殘留強度比(%) | 普通彩色瀝青 | 81.2 | ≥75 |
改性彩色瀝青 | 88.7 | ≥80 | |
動穩定度(次/mm) | 普通彩色瀝青 | 1233 | ≥1000 |
改性彩色瀝青 | 3312 | ≥3000 | |
低溫彎拉破壞應變(με) | 普通彩色瀝青 | 2830 | ≥2600 |
改性彩色瀝青 | 3265 | ≥3000 |
2.2.2 開級配彩色瀝青混凝土
(1)馬歇爾試驗結果
表10 OGFC-13彩色瀝青混合料馬歇爾試驗結果
瀝青含量(%) | 計算最大理論相對密度 | 試件毛體積相對密度 | 空隙率VV(%) | 析漏損失(%) | 穩定度(KN) | 流值(0.1mm) |
4.8 | 2.503 | 2.115 | 22.5 | 0.12 | 7.9 | 51 |
控制范圍 | — | — | 18-25 | <0.3 | ≥3.5 | - |
(2)高溫性能、水穩定性及低溫性能
表11 OGFC-13彩色瀝青混合料性能
試驗項目 | 試驗結果 | 技術要求 |
殘留馬歇爾穩定度(%) | 88.7 | - |
凍融劈裂試驗殘留強度比(%) | 90.1 | - |
動穩定度(次/mm) | 6125 | ≥3000 |
低溫彎拉破壞應變(με) | 3865 | - |