一种试车场用沥青混合料及试车场沥青混凝土路面

摘要

本发明提出了一种试车场用沥青混合料，包括以下重量含量的碎石50～74%、砂料14～42%和矿粉8～12%；又提出一种试车场沥青混凝土路面，在地基之上依次铺有底层、基层、中间层和表层，底层为5~7cm厚的AC‑20（H）沥青混凝土，基层为3~5cm厚的AC‑16（H）沥青混凝土，中间层为3~5cm厚的AC‑13（H）沥青混凝土，表层为3~5cm厚的AC‑13（H）沥青混凝土；各沥青混凝土由沥青和试车场用沥青混合料均匀混合制成，油石比为分别为：AC‑13（H）沥青混凝土5.6~6.2%；AC‑16（H）沥青混凝土5.5~5.9%；AC‑20（H）沥青混凝土5.4~5.8%。本发明的混凝土路面能全面满足试车场内高速环道、弯道以及陡坡面的使用要求。

说明书

技术领域

本发明涉及路面施工技术领域，具体是可用于铺设试车场路面的沥青混合料，及采用这种沥青混合料铺设的符合试车场路面要求的沥青混凝土路面。

背景技术

试车场高速环道平曲线为麦克康纳尔曲线，横断面曲线线型设计为三次抛物线，曲面设计最大倾角为47.08度，上下最大高差可达7.6米，由下到上分为低速车道、中速车道和高速车道，其中高速车道设计速度180km/h。此项目施工难度大，工序复杂。 试车场的车辆行驶到高速环道弯道处通常不采取制动措施，以较高速度通过弯道。转弯速度越快,角速度越大,离心力也就越大。那么为了抵消离心力，车辆和沥青路面之间的摩擦力及车轮侧向摩擦力将增大；且由于车辆行驶速度较快，对车轮接触路面的平整度要求较高。从施工方面来看，由于弯道超高的影响，牵引压路机对路面的垂直压实效果较差，这将会对沥青路面的抗剪性能造成影响。

目前国内外科研院所对路面结构与材料的研究主要集中于高速公路，通常高速公路有较高的线性设计标准，一般不存在较大超高的弯道问题，对弯道沥青路面的研究主要集中于施工技术、安全等方面，对试车场高速环道弯道陡坡面沥青路面材料与结构的研究非常少。因此，发明用于试车场高速环道弯道陡坡面的密实型沥青混合料是十分必要的。

发明内容

本发明的目的是提出一种试车场用沥青混合料，由其配制的沥青混凝土其既能保持在斜面上的稳定性，防止向下流动，又能在保证高温稳定性的前提下，具有较高的施工和易性、密实性、水稳定性和抗剪性能；又提出一种试车场沥青混凝土路面，其能够满足试车场内高速环道、弯道以及陡坡面的使用要求，可作为试车场各种路面。

本发明的目的可通过以下技术方案实现：

一种试车场用沥青混合料，其特征在于包括以下重量含量的各组分：碎石50～74%、砂料14～42%和矿粉8～12%。

所述碎石为玄武岩、辉绿岩、石灰岩和花岗岩中的一种物质、或任意2至3种的混合物、或四种的混合物，碎石全部通过26.5mm方孔筛；砂料为河沙和机制砂的混合，砂料全部通过1.18mm方孔筛；所述矿粉为石灰石粉、消石灰和水泥中的一种、或任意两种的混合物、或三种的混合物，矿粉全部通过0.075mm方孔筛。

其矿料级配范围为：方孔筛的筛孔尺寸分别为26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、95~100%、91~100%、86~100%、75~92%、55~80%、40~65%、26~50%、18~34%、13~23%、10~16%、8~12%。

在上述方案基础上提出一种AC-13（H）沥青混合料，其包括以下重量含量的各组分：碎石50～70%、砂料18～42%和矿粉8～12%，碎石全部通过16mm方孔筛；其矿料级配范围为：方孔筛的筛孔尺寸分别为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、95~100%、78~92%、62~80%、45~65%、30~50%、20~34%、15~23%、10~16%、8~12%。

又提出一种AC-16（H）沥青混合料，其包括以下重量含量的各组分：碎石52～74%、砂料14～40%和矿粉8～12%，碎石全部通过19mm方孔筛；其矿料级配范围为：方孔筛的筛孔尺寸分别为19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、95~100%、90~96%、76~88%、58~75%、40~62%、26~48%、18~32%、14~22%、10~16%、8~12%。

再提出一种AC-20（H）沥青混合料，其包括以下重量含量的各组分：碎石54～74%、砂料14～38%和矿粉8～12%，碎石全部通过26.5mm方孔筛；其矿料级配范围为：方孔筛的筛孔尺寸分别为26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、95~100%、91~98%、86~95%、75~87%、55~75%、40~60%、26~46%、18~30%、13~21%、10~16%、8~12%。

优化方案是：所述砂料为河沙和机制砂的混合物，河沙与机制砂的重量比为1~1.5:1。

本发明还提出一种试车场沥青混凝土路面，在地基之上按现有技术依次铺有底层、基层、中间层和表层，底层为5~7cm厚的AC-20（H）沥青混凝土铺成，基层为3~5cm厚的AC-16（H）沥青混凝土铺成，中间层为3~5cm厚的AC-13（H）沥青混凝土铺成，表层为3~5cm厚的AC-13（H）沥青混凝土铺成。

所述AC-13（H）沥青混凝土由沥青和上述AC-13（H）沥青混合料混合制成，其油石比为5.6~6.2%。

所述AC-16（H）沥青混凝土由沥青和上述AC-16（H）沥青混合料混合制成，其油石比为5.5~5.9%。

所述AC-20（H）沥青混凝土由沥青和上述AC-20（H）沥青混合料混合制成，其油石比为5.4~5.8%。

进一步优化方案，所述沥青的针入度要求为：在温度25℃、荷重100g、贯入时间5s条件下，标准针垂直穿入沥青试样的深度为60~70（0.1mm）。

本发明具有以下突出的实质性特点和显著的进步：

1、本发明的试车场用沥青混合料中采用了较多的河砂和矿粉，使得形成的沥青混凝土既能保持其在斜面上的稳定性，防止向下流动，又便于牵引压路机对弯道陡坡面的垂直压实，从而使弯道路面表面粒料布置均匀，不松散，不离析，平整度和压实度可得到有效保证。

2、本发明的试车场沥青混凝土路面能有效满足试车场内高速环道、弯道以及陡坡面的使用要求，为进行各项性能测试的车辆提供安全、可靠的测试场地。

附图说明

图1为实施例1的试车场用沥青混合料的矿料级配曲线图。

图2为实施例2的试车场用沥青混合料的矿料级配曲线图。

图3为实施例3的试车场用沥青混合料的矿料级配曲线图。

图4为本发明的试车场沥青混凝土路面的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

实施例1

一种试车场用沥青混合料，其包括以下重量含量的各组分：碎石60.7%、砂料28.7%和矿粉10.6%。

矿粉是石灰石矿粉和水泥的混合物，石灰石矿粉与水泥的重量比为9：1，矿粉全部通过0.075mm方孔筛；砂料是河沙机和制砂的混合物，河沙与机制砂的重量比为1:1，砂料全部通过1.18mm方孔筛；碎石是经机械破碎后全部通过16mm方孔筛的玄武岩和辉绿岩的混合物。

本实施例的沥青混合料的合成级配为：方孔筛的筛孔尺寸分别为16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、99%、84.7%、66.1%、51.7%、39.3%、24.9%、18.1%、14.1%、10.6%，其矿料级配曲线见图1。

实施例2

一种试车场用沥青混合料，其包括以下重量含量的各组分：碎石61.1%、砂料28.6%和矿粉10.3%。

矿粉是石灰石矿粉、消石灰和水泥的混合物，石灰石矿粉、消石灰和水泥的重量比例为8：1：1，矿粉全部通过0.075mm方孔筛；砂料是河沙和机制砂的混合物，河沙与机制砂的重量比为1.2:1，砂料全部通过1.18mm方孔筛；碎石是经机械破碎后全部通过19mm方孔筛石灰岩和花岗岩的混合物。

本实施例的沥青混合料的合成级配为：方孔筛的筛孔尺寸分别为19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、95.8%、93.7%、82.7%、66.7%、51.4%、38.9%、25.3%、17.6%、13.7%、10.3%，其矿料级配曲线见图2。

实施例3

一种试车场用沥青混合料，其包括以下重量含量的各组分：碎石60.4%、砂料29.1%和矿粉10.5%。

矿粉是消石灰，全部通过0.075mm方孔筛；砂料是河沙和机制砂的混合物，河沙与机制砂的重量比为1.5:1，砂料全部通过1.18mm方孔筛；碎石为经机械破碎后全部通过26.5mm方孔筛的玄武岩。

本实施例的沥青混合料的合成级配为：方孔筛的筛孔尺寸分别为26.5mm、19mm、16mm、13.2mm、9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm时，对应每个方孔筛的通过率依次为100%、98.1%、95.7%、93.9%、81.6%、67.7%、52.4%、39.6%、25.2%、17.7%、13.8%、10.5%，其矿料级配曲线见图3。

实施例4

参考图4，一种试车场沥青混凝土路面，在地基1之上采用现有技术依次铺有底层2、基层3、中间层4和表层5，底层2为6cm厚的AC-20（H）沥青混凝土铺成，基层3为4cm厚的AC-16（H）沥青混凝土铺成，中间层4为4cm厚的AC-13（H）沥青混凝土铺成，表层5为4cm厚的AC-13（H）沥青混凝土铺成。

所述AC-13（H）沥青混凝土由沥青和实施例1的试车场用沥青混合料混合制成，其油石比为5.9%。

所述AC-16（H）沥青混凝土由沥青和实施例2的试车场用沥青混合料混合制成，其油石比为5.6%。

所述AC-20（H）沥青混凝土由沥青和实施例3所述的试车场用沥青混合料混合制成，其油石比为5.6%。

所述沥青的针入度为：在温度25℃、荷重100g、贯入时间5s条件下，标准针垂直穿入沥青试样的深度为64（0.1mm）。

上述AC-13（H）、AC-16（H）和AC-20（H）沥青混凝土油石比的确定方式为：按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的马歇尔设计法，取5个不同油石比分别制成马歇尔试件，分别测定5个试件的密度、马歇尔稳定度和流值，并计算试件的空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等参数，取密度最大值、稳定度最大值、规定空隙率范围的中值、规定饱和度范围的中值对应的油石比a₁、a₂、a₃、a₄，求取平均值作为OAC₁；以各项指标分别符合JTG>min～OAC_max中值作为OAC₂；取OAC₁与OAC₂的平均值作为最佳油石比OAC，分别得出本实施例的AC-13（H）、AC-16（H）和AC-20（H）沥青混凝土的油石比。

分别测定本实施例的AC-13（H）、AC-16（H）和AC-20（H）沥青混凝土的主要技术参数，见表1，以验证各沥青混凝土满足试车场使用要求。

本发明中AC-13（H）、AC-16（H）和AC-20（H）沥青混凝土应满足的马歇尔试验设计技术要求见表2。

对比表1和表2，可见本实施例的试车场沥青混凝土的各项技术参数均满足试车场设计要求，能在保证高温稳定性的前提下，具有较高的施工易性、密实性、水稳定性和抗剪性能，由其铺设的路面可满足试车场内车速180km/h的高速环道两个抛物曲线段的使用要求，为进行各项性能测试的车辆提供安全、可靠的测试场地。