新型瀝青路面簡介

特點(diǎn)

1、耐高溫，抗低溫，適應(yīng)性強(qiáng)；

2、韌性好，抗疲勞，增大路面承載能力；

3、抗水、油和紫外線輻射，延緩老化；

4、性能穩(wěn)定，使用壽命長，降低養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。

下面的是詳細(xì)的：

改性瀝青的優(yōu)良性能來源于它所添加的改性劑，這種改性劑在溫度和動能的作用下不僅可以互相合并，而且還可以與瀝青發(fā)生反應(yīng)，從而極大地改善了瀝青的力學(xué)性質(zhì)，猶如在混凝土中加了鋼筋。為了阻止一般改性瀝青可能發(fā)生的離析現(xiàn)象，瀝青的改性過程是在一種特殊的移動設(shè)備中完成的，將液態(tài)的包含瀝青和改性劑的混合料通過布滿溝槽的膠體磨，在高速旋轉(zhuǎn)的膠體磨的作用下，改性劑的分子被裂解，形成了新的結(jié)構(gòu)然后被激射到磨壁上再反彈回來，均勻地混合到瀝青當(dāng)中，如此循環(huán)往復(fù)，不僅使瀝青與改性得了均化處理，而且使改性劑的分子鏈相互牽拉，網(wǎng)狀分布，提高了混合料的強(qiáng)度，增強(qiáng)了抗疲勞能力。當(dāng)車輪壓過改性瀝青時，瀝青層面發(fā)生相應(yīng)的輕微變形，當(dāng)車輪過后，由于改性瀝青對骨料的粘結(jié)力強(qiáng)，彈性恢復(fù)好，使受擠壓的部分迅速恢復(fù)平展的原狀。

在瀝青中加入某種稱之為改性劑（Modifier）的材料，使瀝青的某些特性從根本上得到改善，擴(kuò)大了瀝青的使用范圍。這種加入改性劑的瀝青，我們稱為為改性瀝青（Modified asphalt）。

改性瀝青的種類及其特性，在國內(nèi)使用情況：

在國內(nèi)使用過的改性瀝青有：

（一）丁苯橡膠（SBR）；粉碎后按2%加入瀝青，制成改性瀝青母體，然后使用時再加入一定比例與普通瀝青混合。還有將SBR加入溶劑成為Sspan>膠乳，直接摻入瀝青，但這種方法施工工藝料為繁瑣，效果也不甚明顯，未能大面積推廣使用。

（二）聚乙?。≒E）；奧地利使用了一種稱之為Novophalt的改性瀝青，使用已有15年的歷史，其后在意大利、捷克、美國也相應(yīng)推廣使用。在瀝青加入聚乙稀(PE)或再摻苯乙烯共聚物（熱塑料性體(SBS），在表面層中還使用了石棉纖維，稱之為瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面(SMA)。我國首次使用改性瀝青是1994年首都機(jī)場高速公路，使用了奧地利技術(shù)NOVOPHALT。其關(guān)鍵技術(shù)在于利用間隙可不斷調(diào)整的大型膠體磨使改性劑反復(fù)多次通過磨體而達(dá)到非常均勻與瀝青共混，用400倍顯微鏡面觀察切片晶體結(jié)構(gòu)是否混合均勻。PE對改善高溫穩(wěn)定性較好，而SBS對改善低溫穩(wěn)定性較好，96年首都機(jī)場東跑道罩面摻入4%PE 2%SBS，另外還摻入0.4%石棉纖維，使用改性劑以后，針入度比原來瀝青減少了一個等級，軟化點(diǎn)大為升高，粘度增加了7倍，說明瀝青的高溫穩(wěn)定性有顯著提高。

96年夏季在北京至八達(dá)嶺高速公路中再次使用了改性瀝青仍然是奧地利技術(shù)Nobohalt，在瀝青砼上面層中加入4%PE 2%SBS,中面層中加入5%PE，經(jīng)膠體磨六次循環(huán)研磨，方可達(dá)到混勻效果，每一周期約需半小時，產(chǎn)時為4噸。加入改性劑以后的瀝青軟化點(diǎn)可達(dá)60-70℃，馬氏穩(wěn)定度均在10KN以上，而穩(wěn)定度的改變特別顯著，號稱“80度不軟，30度不脆”（后者指零下溫度）。其成本由于租用奧地利設(shè)備再加上原材料及能源消耗，每噸瀝青混合料約需增加100元左右。

改性瀝青的施工工藝條件也有所改變，不能完全按現(xiàn)有施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行控制。例如其“固化”溫度明顯高于變通瀝青，輾壓溫度宜控制130-140，因此壓路機(jī)必須緊隨攤鋪機(jī)之后不得拖延。

北京市公路局已自行研制成功大型膠體磨，研磨后的晶體直徑可達(dá)15（微米）以下，其性能已超過奧地利設(shè)備，故生產(chǎn)成本可以大幅度降低。

（三）北美瀝青UN-A：是美國猶他州東部UINTAH盆地所產(chǎn)的一種天然樹脂，呈塊狀，經(jīng)加工研磨成粉末，成為商品。根據(jù)北京公路局所作試驗(yàn)，加入5%-10%的UN-A。瀝青的針入度延度脆點(diǎn)以及粘附性、馬歇爾穩(wěn)定度均有明顯的改善。

UN-A是粉末狀，可直接加入瀝青。所以它的添加使用非常方便。尚未使用于工程。有待進(jìn)一步論證。

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂，填充間斷級配的粗集料骨架間隙而形成的眼擠型密實(shí)結(jié)構(gòu)混合料。SMA改性瀝青及SMA路面是一種新型的路面結(jié)構(gòu)，改性瀝青及SMA混合料冷卻后非常堅硬，強(qiáng)度高。本文結(jié)合上海城市外環(huán)線(浦東段)環(huán)南一大道工程的施工，談?wù)勅绾螌Ω男詾r青及SMA路面的施工進(jìn)行控制。

一、工程綜述

本工程北起張揚(yáng)路立交東至環(huán)東一大道，路幅紅線寬度100米，為城市Ⅰ級主干道，雙向8車道，總長2387米。車行道結(jié)構(gòu)形式為瀝青柔性路面，結(jié)構(gòu)層組成為路基 15厘米砂礫墊層 40厘米二灰碎石基層 15厘米三層式瀝青混凝土面層。面層組合如下：表面層為改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA-16）4厘米；中面層為中粒式改性瀝青砼（LH-25）6厘米；底面層為粗粒式改性瀝青砼（CLH-35）6厘米；下封層1厘米。

二、改性瀝青施工質(zhì)量控制的難點(diǎn)

1.改性瀝青混合料粘度較高，各工序的施工溫度均比普通瀝青混合料的施工溫度要求高，貯存、運(yùn)輸期間的降溫不應(yīng)超過10℃，生產(chǎn)廠至施工現(xiàn)場的距離較長，上海交通繁忙，氣候變化大，混合料貯藏溫度控制難。

2.瀝青路面施工質(zhì)量與攤鋪機(jī)械的性能密切相關(guān)，瀝青攤鋪機(jī)械型號多種，性能不一。如何選擇性能良好的施工機(jī)械，是工程質(zhì)量控制的重點(diǎn)。

3.瀝青攤鋪時，必須均勻、連續(xù)，工人素質(zhì)必須高，要能正確判斷攤鋪界面。

三、SMA瀝青的拌合及施工

1.瀝青混合料拌合。由于SMA與普通密級配瀝青砼最大不同之處是SMA為間斷級配，粗集料粒徑單一、量多、細(xì)集料很少，礦粉用量多。細(xì)集料包括石屑和砂一共只需15%左右，給混合料的供料拌和帶來不少困難。為此，料斗、料倉要重新安排，增加粒徑為5～10毫米的骨料倉，以保證冷料數(shù)量，而細(xì)集料用量很少，冷料倉門開啟很少，供料過程中要保持細(xì)集料干燥，以保證細(xì)集料順利供料。主皮帶把粗配料送入滾洞，通過燃燒器對骨料加熱，有熱電偶檢測料溫，自動調(diào)節(jié)燃燒器的風(fēng)油比，使骨料溫度達(dá)到190℃～200℃。熱料經(jīng)提升機(jī)進(jìn)入振動篩，把熱料按目標(biāo)配合比的規(guī)格要求分篩到不同的熱料倉（篩網(wǎng)尺寸可根據(jù)要求更換），有計算機(jī)控制各熱料倉拉門，按輸入的生產(chǎn)配合比自動配料、計量，由于SMA粗料粒徑單一，細(xì)料很少，熱料可能會發(fā)生粗集料倉經(jīng)常不足（虧料），而細(xì)集料倉經(jīng)常溢倉的不正常情況，控制室的操作人員不可調(diào)整放料的數(shù)量，使SMA的配合比不準(zhǔn)。然后將木質(zhì)素纖維加入到攪拌鍋與骨料共同進(jìn)行干拌，再添加經(jīng)計算機(jī)控配比控制計量的石粉及瀝青，拌和后，完成成品料的生產(chǎn)。SMA的干拌時間為4秒～5秒，濕拌30秒～45秒。

各種材料加熱溫度控制：瀝青加熱溫度160℃～165℃，現(xiàn)場制作溫度165℃～170℃，加工最高溫度175℃，集料加熱溫度190℃～200℃，混合料出場溫度175℃～185℃，混合料最高溫度（廢棄溫度）195℃，攤鋪溫度不低于160℃，初始開始溫度不低于150℃，復(fù)壓最低溫度不低于130℃，碾壓終了溫度不低于130℃，開放交通溫度不高于60℃。

2.運(yùn)輸。由于SMA瀝青混合料的瀝青瑪蹄脂的粘性較大，運(yùn)輸車的車廂底部要涂較多的油水混合物，而且為了防止運(yùn)輸車表面混合料結(jié)成硬殼，運(yùn)輸車運(yùn)輸過程中必須加蓋油布，同時車量要適當(dāng)增加。

3.攤鋪。瀝青必須緩慢、均勻連續(xù)不間斷地攤鋪。攤鋪過程中，不得隨意變換速度或中途停頓，攤鋪速度應(yīng)根據(jù)拌和機(jī)產(chǎn)量，施工機(jī)械配套情況及攤鋪層厚度、寬度確定。攤鋪速度為3.5米/分鐘。

4.碾壓。碾壓過程是面層施工中的重要環(huán)節(jié)，碾壓SMA的八字方針為“緊跟、碾壓、高頻、低幅”，并合理地選擇壓路機(jī)組合方式及碾壓步驟。

5.接縫。

（1）縱縫：根據(jù)本工程特點(diǎn)，我單位在瀝青混合料攤鋪過程中采用一臺德國產(chǎn)ABG423攤鋪機(jī)并排攤鋪，采用此方式可以一次整幅攤鋪，縱縫熱接提高了路面的平整度，美化了路面的視覺效果。

（2）橫縫：SMA路面的接縫處理要比普通混合料困難一些，因此，攤鋪時在邊部設(shè)置擋板，也可以在瀝青SMA層每天施工完工后，在其尚未冷卻之前，即切割好，并利用水將接縫沖洗干凈。第二天涂刷粘層油，即進(jìn)行攤鋪新混合料。

6.SMA瀝青混合料施工中容易產(chǎn)生的問題：

（1）過碾壓：由于SMA路面的集料嵌擠作用，壓實(shí)程度不大，壓實(shí)度較易達(dá)到，但是隨著碾壓遍數(shù)的增加，集料不斷地往下走，瑪蹄脂一點(diǎn)點(diǎn)地向上浮，造成構(gòu)造深度減小。在碾壓過程中，特別注意表面構(gòu)造保持在1～1.5毫米，以便有適宜的構(gòu)造深度。

（2）出現(xiàn)油斑：SMA路面通車后出現(xiàn)油斑也是常見的一種病害，這是由于SMA的纖維拌合不均勻造成的。因此在拌合時，要嚴(yán)格控制纖維的投放數(shù)量和投放時間，并延長干拌時間，確保纖維拌合均勻。還要注意儲藏期間纖維干燥，防止纖維受潮成團(tuán)。

（3）碾壓成型溫度不夠高是常見的毛病。SMA在130℃碾壓的效果就很差了。在低溫時碾壓，容易出現(xiàn)不平整。在行車過程中出現(xiàn)車轍，是因?yàn)槟雺翰蛔阍斐傻摹?100433B

前言

第1章 緒論

1．1 研究的目的和意義

1．2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

1．3 主要研究內(nèi)容

1．4 研究技術(shù)路線

第2章 沿線路用材料性能與交通狀況

2．1 依托工程簡介

2．2 沿線主要路用材料性能調(diào)查研究

2．3 交通狀況調(diào)查分析

2．4 本章小結(jié)

第3章 瀝青路面合理結(jié)構(gòu)組合研究

3．1 我國高等級瀝青路面結(jié)構(gòu)形式調(diào)查分析

3．2 各結(jié)構(gòu)層設(shè)置作用分析

3．3 合理結(jié)構(gòu)組合研究

3．4 ATB聯(lián)結(jié)層抗裂力學(xué)分析

3．5 永久性變形研究

3．6 路面合理結(jié)構(gòu)技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析

3．7 本章小結(jié)

第4章 基層材料及其路用性能研究

4．1 基層材料組成研究

4．2 半剛性基層材料縮裂機(jī)理研究

4。3基層材料抗裂性能研究內(nèi)容與方法

4．4 基層材料干縮性能試驗(yàn)研究

4．5 (底)基層材料溫縮性能試驗(yàn)研究

4．6 基層材料抗裂評價方法與指標(biāo)研究

4．7 重載作用下濟(jì)焦高速基層材料疲勞特性研究

4．8 基層材料抗沖刷性能研究

4．9 本章小結(jié)

第5章 路面聯(lián)結(jié)層材料組成及其路用性能研究

5．1 ATB聯(lián)結(jié)層的技術(shù)要求

5．2 ATB聯(lián)結(jié)層配合比設(shè)計

5．3 ATB聯(lián)結(jié)層的路用性能評價

5．4 本章小結(jié)

第6章 濟(jì)焦高速面層材料及其路用性能研究

6．1 SMA上面層材料組成及其路用性能研究

6．2 下面層中粒式瀝青混凝土材料組成及路用性能研究

6．3 組合結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性研究

6．4 本章小結(jié)

第7章 考慮重載的新型瀝青路面結(jié)構(gòu)研究

7．1 考慮重載的路面結(jié)構(gòu)設(shè)計方法

7．2 考慮重載的新型瀝青路面結(jié)構(gòu)分析

7．3 本章小節(jié)

第8章 新型瀝青路面施工質(zhì)量控制要點(diǎn)與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

8．1 基層平整度控制

8．2 基層施工質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

8．3 瀝青碎石聯(lián)結(jié)層施工質(zhì)量控制要點(diǎn)

8．4 瀝青面層施工質(zhì)量控制研究

8．5 本章小結(jié)

第9章 實(shí)體工程工后評價

9．1 工程概況

9．2 實(shí)體工程承載能力評定

9．3 路面平整度評定

9．4 工程總體評價

第10章 主要研究結(jié)論

參考文獻(xiàn) 2100433B

本書分析研究高速公路各結(jié)構(gòu)層設(shè)置的作用，為路面結(jié)構(gòu)合理組合提供理論依據(jù)。利用 BISAR程序?qū)TB聯(lián)結(jié)層的設(shè)計參數(shù)進(jìn)行敏感性分析，提出ATB聯(lián)結(jié)層適宜厚度與模量， 并按我國設(shè)計規(guī)范和英國的*性路面設(shè)計方法對濟(jì)焦高速路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行驗(yàn)算，同時對其車 轍進(jìn)行預(yù)估。*后利用有限元對ATB聯(lián)結(jié)層的抗裂效果進(jìn)行力學(xué)分析。針對半剛性基層易 開裂、易沖刷的現(xiàn)狀，從抗裂性能、縮裂微觀機(jī)理、抗裂評價指標(biāo)、沖刷性能、疲勞特性等 對半剛性基層進(jìn)行系統(tǒng)的研究。研究瀝青穩(wěn)定碎石聯(lián)結(jié)層的材料組成和基本要求，重點(diǎn)研究 該聯(lián)結(jié)層的抗裂性能、高溫穩(wěn)定性、抗水損害性能及抗疲勞性能，并將其路用性能進(jìn)行綜合 的對比分析。本書主要研究SMA面層材料的組成、配合比設(shè)計和高溫性能、低溫性能、水 穩(wěn)定性能等路用性能。從重載作用下的交通特性出發(fā)，完善重載路面的設(shè)計方法，并利用規(guī) 范設(shè)計方法和本課題組提出的重載設(shè)計方法對濟(jì)焦高速的路面結(jié)構(gòu)分別進(jìn)行計算，并應(yīng)用 BISAR程序?qū)χ剌d作用下濟(jì)焦高速路面結(jié)構(gòu)力學(xué)響應(yīng)進(jìn)行分析。針對河南省高速公路的施 工情況，結(jié)合試驗(yàn)路面的鋪筑，提出ATB聯(lián)結(jié)層十半剛性基層的瀝青路面的施工質(zhì)量控制 要點(diǎn)與標(biāo)準(zhǔn)。 本書可供公路建設(shè)的相關(guān)從業(yè)人員參考使用，也可作為交通及土木類相關(guān)專業(yè)學(xué)生參考用書。

本研究所旨在通過對露石混凝土路面、新型水泥混凝土路面、新型瀝青路面、各種低噪聲路面、抗裂半剛性基層與柔性基層、長壽命瀝青路面、特殊路面結(jié)構(gòu)和低造價路面、高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理系統(tǒng)、瀝青路面加固改造理論與方法等方面進(jìn)行研究，推動路面材料與路面結(jié)構(gòu)研究的發(fā)展。