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GTM沥青混合料配合比设计方法在京昆高速的应用
编辑:安光恒 来源:bet356娱乐场官网 时间:2017-04-13 16:19:59

  采用GTM方法进行沥青混合料配合比设计,可使沥青路面密度高、空隙率小、沥青饱和度大,具有优良的高温稳定性和抗疲劳性能,能有效降低车辙等路面常见病害。

  文/河北翼民工程咨询有限企业 安光恒

  GTM(GYRA TORYTETING MACHINE,简称GTM)把混合料成型压实实验机、力学剪切实验机和车辆模拟机合并为一台实验机,一旦试件成型完毕,不用进行另外的强度试验即可得到混合料的设计密度和沥青用量。GTM成型试验的目的在于模拟路面行车荷载作用下,沥青混合料的最终压实状态即平衡状态,并测试分析试样在被压实到平衡状态过程中,剪切强度SG和最终塑性形变的大小,以判断混合料组成是否合理。在混合料被压实到平衡状态过程中,若机器角上升、滚轮压力下降,说明混合料的抗剪强度在降低,变形在增加,呈现出了塑性状态,即表明沥青混合料的沥青用量已经过大。压实试件的最终塑性形变大小是用旋转稳定系数GSI(Gyratory Stability Index)来表示的。GSI是试验结束时的机器角与压实过程中最小机器角的比值,是表征试件受剪应力作用的变形稳定程度的参数,其接近于1.0~1.05时所对应的沥青用量为混合料的最大沥青用量。

  试验中需变化沥青用量分别进行GTM压实试验,然后绘制GSI与沥青用量的关系曲线,以确定混合料的最大沥青用量。另外,GTM还可提供试件的最大密度(试件处于平衡状态时的密度)和安全系数GSF(抗剪强度与最大剪应力之比值)。

  GTM方法AC-20目标配合比设计

  矿料级配组成设计

  依据JTGF40―2004关于AC-20C型沥青混合料矿料级配范围要求及天津市市政工程研究院对AC-20C级配的优化设计研究成果,确定京昆高速公路项目AC-20C级配组成见表1,矿料级配曲线见图一。

  GTM试验

  GTM试验试件成型条件为:垂直压力选择由设计单位根据道路预计交通量中95%的车辆轮胎接地压强0.8MPa;拌和温度180℃;成型温度160℃~165℃;控制方式为极限平衡状态。

  选择油石比3.8%、4.1%、4.4%、4.7%,按上述条件成型GTM试件。按T0705―2011(表干法)测定试件毛体积相对密度,GTM试验结果见表2及图二。

  由表2及图二可见,判定沥青混合料这种粒状塑性材料是否会出现塑性变形过大现象的指标GSI(稳定系数)随油石比的增加而增大,当油石比大于4.1%,GSI曲线已呈增加趋势,试件的塑性变形逐渐增大;从反映沥青混合料抗剪强度方面的参数GSF(安全系数)随油石比的变化情况来看,油石比等于4.1%时,GSF值最大,当油石比大于4.1%,随油石比的增加,GSF值减小。综合考虑GTM试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势,将AC-20C型改性沥青混合料最佳油石比确定为4.1%。

  GTM与马歇尔试验指标对比分析

  在最佳油石比条件下进行马歇尔击实试验,按JTGE20-2011中相关规定测定试件毛体积相对密度、空隙率及沥青饱和度,并与GTM试件进行对比,具体结果见表3。

  由表3可知,在相同油石比条件下,GTM成型方式比传统马歇尔方法试件毛体积相对密度大,空隙率小,沥青饱和度大,这相当于提高了沥青混合料的压实质量,增加了沥青混合料中颗粒材料之间的内磨阻力与沥青胶浆的充盈程度,使沥青混凝土具有更加优越的高温稳定性与抗疲劳的能力。

  高温稳定性对比分析

  根据两种不同的试验结果成型车辙试验试件,并进行沥青混合料的高温稳定性试验,具体试验结果如表4、图三所示。

  由表4和图三可知,GTM方法所设计的AC-20C混合料动稳定度高于马歇尔方法。因此,采用GTM方法进行沥青混合料配合比设计,将使该项目沥青路面密度高、空隙率小、沥青饱和度大,具有优良的高温稳定性和抗疲劳性能,有效降低车辙等路面常见病害,延长路面使用寿命。

( 来源: bet356娱乐场官网 编辑:安光恒 )

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