沥青路面设计与养护技术发展课件.ppt

1、沥青路面设计与养护技术发展湖北交通工程检测中心刘 松主要内容沥青混合料结构设计沥青混合料结构设计国际沥青路面新技术及新进展国际沥青路面新技术及新进展沥青路面养护技术及新进展沥青路面养护技术及新进展一、沥青路面设计沥青路面结构设计材料试验与质量控制沥青混合料配合比设计方法1 沥青路面结构设计交通量调查Ne容许弯沉LR地质、气候、水文调查确定路基弯沉和沥青面层设计指标路面结构组合设计各层设计控制指标路面结构厚度设计弯沉和弯拉应力确定我国规范规定以弯沉值和沥青面层层底拉应力为设我国规范规定以弯沉值和沥青面层层底拉应力为设计控制指标，必要时验算沥青面层剪应力。计控制指标，必要时验算沥青面层剪应力。沥青

2、面层结构设计结构层次表面层中面层下面层抗滑性能抗裂性能抗车辙性能抗水损性能抗剪性能厚度设计弯沉设计选择路面结构层组合选择路面结构层组合计算交通量计算交通量Ne确定路面材料模量确定路面材料模量E1选定某些路面结构层厚度选定某些路面结构层厚度计算某一路面结构层厚度计算某一路面结构层厚度确定路面容许弯沉确定路面容许弯沉Lr弯拉设计弯拉设计弯拉设计选择路面结构层组合选择路面结构层组合计算交通量计算交通量Ne确定路面材料弯拉模量确定路面材料弯拉模量Es计算最大弯拉应力计算最大弯拉应力路面结构层厚度路面结构层厚度确定结构层容许弯拉应力确定结构层容许弯拉应力m mR R调整厚度调整厚度m m R R2、材料

3、试验与质量控制沥青、改性沥青沥青、改性沥青碎石碎石矿粉矿粉天然砂天然砂纤维纤维70号A级沥青技术指标技术指标规定值针入度（25,100g,5s）(0.1mm)6080延度（5cm/min,10）最小 (cm)15延度（5cm/min,15）最小 (cm)100软化点（环球法）最小 （）46闪点（COC）最小 （）260含蜡量（蒸馏法）最大 （%）2.2密度（15）(g/cm3)实测溶解度（三氯乙烯）不小于 (%)99.5动力粘度（60）不小于 (Pa.s)180RTFOT或TFOT后质量损失 不大于(%)0.8 针入度比 不小于（%）61延度（10）(cm)不小于6延度（15）(cm)不小于1

4、5改性沥青技术指标技术指标规定值PG等级PG76-16针入度(25,100g,5s)(0.1mm)40-6040-60针入度指数PI 最小0.2延度（5cm/min,5）最小（cm）20软化点（环球法）最小 （）7575闪点（COC）最小 （）230运动粘度135,最大（Pa.s）3 3溶解度（三氯乙烯）最小 （%）99弹性恢复（25 oC,10cm）最小 （%）80储存稳定性离析，48h软化点差，最大（）2.5旋转薄膜烘箱试验16385min质量损失 最大(%)1.0针入度比(25)最小 (%)65延度（5）最小(cm)1515 材料质量碎石 压碎值压碎值 2 25 5 洛杉矶磨耗损失洛杉矶

5、磨耗损失 3030 磨光值磨光值 BPN 42BPN 42 视密度视密度 t/mt/m3 3 2.50 2.50 吸水率吸水率 2.02.0 对沥青的粘附性对沥青的粘附性 4 4级级 坚固性坚固性 1212 细长扁平颗粒含量细长扁平颗粒含量 1 15 5 泥土含量泥土含量 1 1 软石含量软石含量 1 1 材料质量矿粉 视密度（视密度（g/cmg/cm3 3）2.52.5 含水量（）含水量（）1 1 粒度范围粒度范围 0.6mm 0.6mm（）（）100100 0.15mm 0.15mm（）（）9090100100 0.075mm 0.075mm（）（）7575100100 外观无团粒结块外观

6、无团粒结块 亲水系数亲水系数 1 1 塑性指数塑性指数 4 4 矿粉存放应搭棚，防潮矿粉存放应搭棚，防潮木质素纤维质量指标木质素纤维质量指标项目单位指标试验方法纤维长度，不大于mm6水溶液，用显微镜观测灰分含量18 5高温500-600，燃烧后测定残留物PH值7.51.0水溶液PH试纸或PH计测定吸油率，不小于纤维质量的5倍用煤油浸泡后放在筛上振敲后称量含水率，不大于105 烘箱烘2h后冷却称量 马歇尔法马歇尔法 38州州 1984年调查年调查 维姆法维姆法 18州州 Superpave法法 40州州 2002年调查年调查 与性能相关的设计法与性能相关的设计法 澳大利亚、澳大利亚、英国、法国英

7、国、法国混合料设计目标混合料设计目标 抵抗永久变形 抵抗疲劳开裂 抵抗低温开裂 耐久性 抗损害能力 抗滑 施工和易性Bruce Marshall 在30年代末为密西西比州公路局开发WES 1943年为二战开始研究评价压实功击实次数锤重10磅,双面50次交通碾压后4%空隙率建立最初标准,后随冷压和荷载增加而修订马歇尔混合料设计方法马歇尔混合料设计方法优点:-注意到了体积性质,强度及耐久性 -设备简易价廉 -很容易作为过程控制和接受(QC/QA)缺点:-冲击压实方法 -没有考虑剪切强度 -不适用于大粒径混合料 3.2维姆混合料设计维姆混合料设计维姆于1920年代为加州公路沥青路面开发 有限使用19

8、84年调查约10个州,主要在西部 设计考虑与马歇尔类似 考虑了集料的沥青吸收维姆维姆混合料设计混合料设计优点:注意到空隙性质,强度和耐久性搓揉压实类似于现场施工稳定度参数是剪切强度内摩擦角的直接指示缺点:设备昂贵,工地不易携带使用稳定度测试范围不够宽3.3 Superpave设计美国战略公路研究计划（SHRP）重要成果历时5年，19881993年耗资1.5亿美元，1993年以后每年投入1000多万美元进行后期研究，包括养护技术。研究比较系统，技术路线合理。NCAT71001000 0.075.075.3 3 2.36 2.36 4 4.75 975 9.5 125 12.5 19.0.5 19

9、.0通过百分率通过百分率通过百分率通过百分率控制点控制点控制点控制点禁区禁区禁区禁区最大密度线最大密度线最大密度线最大密度线最大最大最大最大尺寸尺寸尺寸尺寸最大最大最大最大公称公称公称公称尺寸尺寸尺寸尺寸筛孔位于筛孔尺寸（筛孔位于筛孔尺寸（筛孔位于筛孔尺寸（筛孔位于筛孔尺寸（mmmm）的的的的0.450.45次方位置次方位置次方位置次方位置Superpave 旋转压实机更接近现场的压实过程增加了混合料短期老化加大了试件尺寸（150mm直径）评价混合料的压实特性（1）材料选择（2）集料结构设计（3）沥青用量设计（4）混合料料水敏感性评价根据工程所在地区的气候，确定初始等级；重载交通提高12个等级

10、慢速交通提高1个等级11Superpave Asphalt Binder SpecificationThe grading system is based on ClimatePG 64-22Performance GradeAverage 7-day max pavement temperatureMin pavement temperature使用Superpave旋转压实机评价至少三种试验级配，每种级配要准备4个试件，2个用于压实，2个用于测量最大理论密度分析混合料体积性质并与Superpave混合料设计标准进行比较，只要符合标准，就可选为设计集料结构。用各种不同的沥青用量来压实混合料，

11、然后选定在设计压实次数时空隙率为4%的沥青用量作为设计沥青用量。用AASHTO T 283“压实沥青混合料 抗水损害阻力”的试验方法评价设计 沥青混合料的水敏感性6个试件按空隙率大小分成两组，一组 用真空饱水冻融循环加以处理，另一组 不处理，用两组试件的间接抗拉强度比 大于80%作为判断是否有水敏感的标准混合料体积性质空隙率矿料间隙率沥青填隙率混合料压实特性粉胶比水敏感性胶结料%空隙率49.515.0 12.514.0 1913.0 25 12.0 37.511.0(mm)%胶结料胶结料%VMA最大值不宜高于最小值最大值不宜高于最小值2个点个点混合料混合料VFAVFA要求要求沥青填隙率沥青填隙

12、率 0.370-800.3 to 365-783.0 to 3065-75%胶结料胶结料%VFA混合料中未吸收的沥青粗级配粗级配混合料粉胶比混合料粉胶比 0.81.6Superpave评价优点优点：沥青标号选择科学合理级配设计考虑了集料性质的影响旋转压实方法更接近施工实际情况缺点：缺点：缺少长期应用性能的评价设计空隙率4%的合理性西部环道试验失败3.4 我国配合比设计目标配合目标配合比设计比设计生产配合生产配合比设计比设计生产配合生产配合比检验比检验工程施工工程施工马歇尔方法1、目标配合比设计 设计原则：应根据各结构设计原则：应根据各结构层的不同功能进行设计。层的不同功能进行设计。设计方法：目

13、标配合比设设计方法：目标配合比设计采用马歇尔法。计采用马歇尔法。目标配合比确定后要进行目标配合比确定后要进行水稳定性和动稳定度检验。水稳定性和动稳定度检验。目标配合比设计指标技术指标技术指标上面层上面层中面层中面层击实次数击实次数75（9/125/205）75稳定度（稳定度（KNKN）88流值（流值（0.1mm0.1mm）20502040空隙率（空隙率（%）36(4)46饱和度（饱和度（%）65756575矿料间隙率（矿料间隙率（%）14-1614-1613-1513-15残留稳定度（残留稳定度（%）minmin80807575动稳定度（次动稳定度（次/mm/mm）minmin30003000

14、10001000残留强度比（残留强度比（%）minmin80808080弯拉强度（弯拉强度（MpaMpa）minmin 目标配合比设计试验 试验温度：根据沥青粘温曲线确定，对于改性沥试验温度：根据沥青粘温曲线确定，对于改性沥青要求沥青供应商提供沥青混合料的拌和温度和击青要求沥青供应商提供沥青混合料的拌和温度和击 实温度。实温度。所选择级配应在规范规定的级配范围内。所选择级配应在规范规定的级配范围内。应控制天然砂的用量，中下面层不宜超过应控制天然砂的用量，中下面层不宜超过6 6，上面层建议不用天然砂。上面层建议不用天然砂。2、生产配合比设计 根据目标配合比、拌和机热料仓配置和材料根据目标配合比、

15、拌和机热料仓配置和材料 实际情况进行设计；实际情况进行设计；生产配合比应尽量接近目标配合比，级配偏生产配合比应尽量接近目标配合比，级配偏 差：差：0.075mm0.075mm1.51.5；2.36mm2.36mm、4.75mm4.75mm及最及最大公称尺寸：大公称尺寸：3 3；其它筛孔；其它筛孔5 5；生产配合比检验：生产配合比检验：OACOAC、OACOAC0.30.3油石比的油石比的 马歇尔指标，马歇尔指标，OACOAC动稳定度和水稳定性。动稳定度和水稳定性。3、生产配合比验证试验路施工按照生产配合比进行试拌、铺筑试验段；按照生产配合比进行试拌、铺筑试验段；取样进行马歇尔试验，检验马歇尔技

16、术指标；取样进行马歇尔试验，检验马歇尔技术指标；现场钻芯取样检验空隙率和压实度；现场钻芯取样检验空隙率和压实度；取样进行车辙试验和水稳定性检验；取样进行车辙试验和水稳定性检验；根据检测结果确定标准配合比，其合成级配中根据检测结果确定标准配合比，其合成级配中0.075mm0.075mm、2.36mm2.36mm、4.75mm4.75mm以及最大公称尺寸筛网的通过率应接近工以及最大公称尺寸筛网的通过率应接近工程设计级配范围的中值，并避免在程设计级配范围的中值，并避免在0.3-0.6mm0.3-0.6mm处出现处出现“驼驼峰峰”。经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更；经设计确定的标准配合比

17、在施工过程中不得随意变更；当原材料时应及时调整配合比，重新进行配合比设计。当原材料时应及时调整配合比，重新进行配合比设计。我国沥青路面设计存在的问题早期结构性病害主要为车辙，小型病害为水损坏和路面裂缝，以及由此引起的其他病害。设计规范与施工规范和试验规程脱节，主要反映在施工质量控制指标和试验检测指标不能反映设计要求。路面结构设计以弯沉控制，存在理论障碍。重视建设成本，忽视后期养护费用。交通管制不规范，存在轮胎气压、轴重明显偏高现象。二、国际沥青路面新技术及新进展沥青路面新技术及新进展1、长寿命路面2、沥青路面本构关系3、沥青性能研究4、橡胶沥青5、降噪排水路面6、温拌沥青混合料 长寿命路面在美

18、国被称作长效性或永久性路长寿命路面在美国被称作长效性或永久性路面。美国沥青路面协会（面。美国沥青路面协会（APA）关于永久性路面）关于永久性路面的定义为：的定义为：路面使用年限至少为路面使用年限至少为35年，并且在使年，并且在使用年限内确保路面不发生结构性破坏，只需进行用年限内确保路面不发生结构性破坏，只需进行功能性养护，平均罩面时间不小于功能性养护，平均罩面时间不小于12年。关键是年。关键是要树立全寿命周期费用新理念。要树立全寿命周期费用新理念。1、长寿命路面、长寿命路面4040伊利诺斯伊利诺斯3030科罗拉多科罗拉多3535克罗地亚克罗地亚5050加里福尼亚加里福尼亚4040华盛顿华盛顿3

19、535俄亥俄俄亥俄3030肯萨斯肯萨斯4040弗吉尼亚弗吉尼亚使用期使用期州名州名美国各州关于永久性路面的使用年限美国各州关于永久性路面的使用年限 日本长期使用路面研究概述日本长期使用路面研究概述 在日本，长期使用路面简称在日本，长期使用路面简称LSP，它的，它的设计目标是拥有设计目标是拥有2倍于现行路面的使用性能，倍于现行路面的使用性能，因功能破坏而维修的周期在因功能破坏而维修的周期在15年以上，结构年以上，结构性寿命在性寿命在4060年。年。长寿命路面设计长寿命路面设计 综合相关国家的研究综合相关国家的研究，长寿命路，长寿命路面是指路面设计寿命面是指路面设计寿命超过超过40年年的路面的路面

20、结构结构。长寿命路面主要特点长寿命路面主要特点F在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路面的损坏只发生在表面功能层；面的损坏只发生在表面功能层；F路面性能大幅提高，早期病害明显减少；路面性能大幅提高，早期病害明显减少；F只进行日常养护，寿命周期内不需要进行只进行日常养护，寿命周期内不需要进行结构性大修；结构性大修；F初期建设费用可能偏高，但维修费用低，初期建设费用可能偏高，但维修费用低，在寿命周期内最经济。在寿命周期内最经济。设计寿命设计寿命初期初期服务服务水平水平使用使用期末期末服务服务水平水平设计寿命设计寿命 表面功能层表面功能层 主要承重层主要承重层 路面

21、结构损坏路面结构损坏 表面功能层维修表面功能层维修长寿命路面寿命示意图长寿命路面寿命示意图 长寿命路面设计标准长寿命路面设计标准F表面功能层寿命应达到表面功能层寿命应达到8年以上；年以上；F主要承重层寿命应达到主要承重层寿命应达到40年以上；年以上；F各层强度控制指标选用相应规范进行验算。各层强度控制指标选用相应规范进行验算。长寿路面结构设计表面功能层35cm沥青路面结构层1224cm联结层或柔性基层1524cm沥青面层总厚度2045cm半刚性基层3660cm路面结构总厚度76100cm寿命周期费用分析（瑞典）建设费、养护费、用户费用、安全费用和环境费用等建立在特定经济模型基础上的和PMS模型

22、用来计算净值（NPV）全寿命周期费用全寿命周期内长寿命路面比普通路面建设费用提高2030%，总费用节约2040%。2 沥青路面本构关系建立在粘弹塑性理论基础上的本构关系（英国）非线弹性和弹塑性3-D有限元进行计算分析（奥地利）采用重型车辆模拟器（HVS）进行车辙试验受控加荷条件，足尺道路试验的应变测量结论：（1）最大纵向拉应变在沥青层的底部；（2）最大剪应力在轮胎外缘路面5cm 处用非线弹性和粘弹性模型的有限元分析对柔性路面性能的预测，理论计算预测和实际结果十分一致NCAT试验研究（1）研究路面设计的季节特性和路面反应特性；（2）标定和验证路面的力学-经验模型；（3）快速评价聚合物改性和非改性

23、胶结料、新混合料和RAP混合料等材料的特性；（4）研究修建更经济、寿命更长的路面结构等。3 沥青胶结料性能试验方法评价（欧洲沥青协会)系统地提出了将来欧洲评价与路面性能要求有联系的有关胶结料性质的不同试验方法 5种胶结料性能高温流变，永久变形流变与破坏，低温开裂短期与长期老化，路面表面开裂胶结料劲度模量，沥青结构强度胶结料断裂，沥青路面疲劳开裂4 橡胶沥青路面：长期性能橡胶沥青路面 20年回访橡胶沥青和胶结料性质现行RSA规范有关橡胶沥青条款对于重交沥青和破坏严重的路面SAMI是一种经济的罩面橡胶沥青特点耐久性好抗裂能力强合理结构设计抗滑性能好造价低有利于环境保护。可用于路面结构层结合料、罩面

24、层、应力吸收层、桥面防水粘接层等，符合“两型社会”建设的国家大政方针，具有广阔的推广应用前景。橡胶沥青的制备工艺橡胶粉的粒度选择 （1）20目 粒度较粗，成本低，能保持橡胶的弹性，但易发生沉淀。适用于铺筑橡胶沥青薄膜；（2）80目 粒度细，易与沥青相融合，不会发生沉淀，但橡胶颗粒弹性性质较差；（3）40-60目，粒度适中，既能与沥青较好的融合，又能保持一定的弹性性质，不易发生沉淀。粒度对橡胶沥青性质的影响橡胶沥青粘度与高温保存时间和胶粉细度有关橡胶沥青粘度与胶粉粒度的关系 由图可见，60目胶粉所制备的橡胶沥青粘度最高 橡胶粉的剂量确定橡胶粉的剂量应根据用途、道路等级、基质沥青稠度等因素确定，其

25、变化范围为1530（外掺），大致可分为：(1)橡胶沥青薄膜（封层），用量约为2530 (2)间断级配（开级配）磨耗层，用量约为2025 (3)SMA路面，用量约为1520橡胶沥青制备的温度 橡胶沥青制备需要在较高温度下进行，橡胶发生溶胀，并与沥青发生一定化学反应，但试验表明，温度太高，不仅浪费能源，而且橡胶会发生裂解，使粘度降低，同时沥青也发生老化。制备温度控制在170180范围内比较适宜。橡胶沥青搅拌时间 橡胶沥青在制备过程中，适宜的搅拌时间为60-80min。时间再长则粘度反而下降，这主要是由于橡胶裂解所致。橡胶沥青的性质材料针入度/0.1mm软化点/粘度60/Pa.s弹性恢复25/%基质

26、沥青6948.5210-橡胶沥青4760175068注：胶粉粒度60目，剂量15，拌和60min,温度175橡胶沥青的粘温关系曲线基质沥青6474.00468.0lgTP7825.00349.0lgTP橡胶沥青 胶粉改性沥青的性能 材 料针入度0.1mm针入度温 度 系 数 A针入度指 数 PI当量软化 点 当量 脆点 塑性温度范围 基质沥青690.0468-1.0248.2-12.160.3胶粉沥青470.0349+0.9360.8-20.281.0 橡胶沥青的生产橡胶沥青路面施工，最重要的就是首先要加工橡胶沥青，总体来说它与SBS改性沥青生产有所不同。橡胶粉在沥青中，需要在高温条件下充分溶

27、胀，并产生复杂的物理与化学反应，胶粉发生部分脱硫、降解，恢复一定生胶性质，对沥青起到改性作用。橡胶粉在溶胀过程中，体积发生膨胀。橡胶粉在沥青中形成三维空间网络结构，橡胶沥青表现出高粘度、高弹性的优良性能。橡胶沥青的生产工艺流程沥青储存罐沥青储存罐快速升温快速升温热交换器热交换器废旧轮废旧轮胎橡胶胎橡胶粉粉快速预快速预拌拌搅拌反应搅拌反应 橡胶沥青生产基本工艺流程 5 降噪路面降噪路面沥青路面声音性能试验的经验和研究 降低噪音和磨耗特性 丹麦双层孔隙性沥青路面和降低噪音 低噪音路面功能恢复机的研制降噪路面对抗车辙性能的影响双层孔隙性沥青路面和降低噪音（丹麦）轮胎路面接触和汽车发动机的噪音是交通两

28、大主要噪音源，此外还有车辆行驶气动噪音。1999年丹麦研究项目评价城市降噪沥青路面，修筑了面层细级配空隙性沥青路面，每年两次用高压冲洗和抽吸综合研究包括，声发射噪音，道路表面噪音吸收，内部噪音车辆渗透性，表面纹理，钻孔，摩擦力，社会调查和经济分析分析了近3年的实验结果，研究持续到整个生命周期低噪音路面功能恢复机的研制（日本）低噪音空隙性排水沥青路面可降低噪音35分贝，相当于交通量降低一半孔隙堵塞使功能损失高压冲洗和高真空抽吸的两用路面功能恢复机器我国排水降噪路面OGFCOGFC路面空隙率高，稳定度低，飞散损失大，质量风险高。存在以下顾虑：高粘度改性沥青质量，现已不存在问题；环境影响：粉尘多，易

29、堵塞路面空隙；车辙顾虑：奥地利试验结果表明，细粒式降噪路面车辙比SMA-10高5倍，比SMA-16高10倍。6 温拌沥青混合料温拌沥青是最近10年来在欧洲发展起来的,德国、挪威、法国都对其进行了研究。在美国,NCAT以及其他一些机构也对其进行了研究。温拌沥青混合料是一种绿色、节能、环保的路面新材料,施工温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料之间。其力学性能和路用性能不亚于传统的热拌沥青混合料,但生产施工温度可以降低3050。北京公科院 完成了“温拌沥青混合料应用技术研究”，在国内8个省份完成了18条温拌沥青混合料实验路，均取得了圆满成功。与热拌沥青混合料相比，温拌沥青混合料可以降低温室气体排放

30、50以上，降低沥青烟排放90以上，节约燃油20-30%。温拌混合料性能与应用WMA可以用于沥青路面的各结构层；适用于沥青路面维修养护中的薄层罩面和超薄罩面；适用于有更高环保要求的城市道路的建设和维修养护；适用于隧道道面的铺筑；适用于再生料比例较高的混合料。几种温拌沥青技术p 乳化沥青温拌技术乳化沥青温拌技术Evotherm p 有机蜡添加剂法温拌技术有机蜡添加剂法温拌技术Sasobit p 沸石降粘温拌技术沸石降粘温拌技术Aspha-Min p 泡沫沥青温拌技术泡沫沥青温拌技术WAM-Foam Evotherm 温拌技术Evotherm温拌技术由美国MeadWestvaco 公司研发。Evot

31、herm Emulsion Technology(ET)制成成品高浓度温拌乳化沥青（沥青固含量70%左右）。可实现沥青混合料工作温度下降5060Evotherm DAT 是ET技术基础上的工艺升级。回避了沥青乳化供应环节，温拌化学包改由浓缩液加水稀释后与热沥青同时向拌和锅添加。由于引进拌和锅的水分减少了90%，节能效果更加明显。可实现沥青混合料工作温度下降4050。Evotherm 3G 在DAT技术的基础上实现了Evotherm温拌浓缩液无需用水稀释状态下的使用，可直接在拌和楼添加。可实现沥青混合料工作温度下降3040。两代技术的比较（能耗和排放）两代技术的比较（能耗和排放）乳化沥青水汽乳化

32、沥青水汽直投式水汽直投式水汽 Sasobit 温拌技术p南非Sasol Wax公司的产品。p一种从煤气化中生成的石蜡化合物。p Sasobit分子是含有40120个碳原子的长链脂肪烃，沥青中的蜡分子只含有2240个碳原子。p推荐掺量为沥青质量的3%。p熔点在100左右，当温度超过115时可以完全溶解于沥青中，降低沥青的粘度，使混合料的拌和及压实温度降低。p在熔点之下，Sasobit在沥青中成网格结构，可以增加混合料的稳定性，提高路面在使用温度范围内的抗车辙性能。p国内已有数条试验路 上海、辽宁、河北、广州、江苏、重庆等省份。Aspha-Min 温拌技术p德国Eurovia公司研发p白色超细粉末

33、，内部为连通多孔结构，比表面积大，可吸收其质量21%的水分。pEurovia公司推荐掺量为沥青混合料质量的0.3%，可降低施工温度30。p美国沥青专家Hurley试验结论:加入沥青混合料质量0.3%的Aspha-Min可降低沥青混合料的拌和与压实温度2030。WAM-Foam 温拌技术壳牌国际石油公司和Kolo-Veidekke公司共同开发。一种两阶段法生产温拌沥青混合料技术。首先采用软质沥青与石料拌和，拌和温度110，使软质沥青完全裹附于石料表面，紧接着硬质沥青以泡沫沥青的形式喷入并迅速拌和。因为沥青发泡后体积增加数倍且粘度明显降低，因此，可在温度较低（90110）的条件下拌和均匀。技术的关

34、键在于选择合适的软、硬沥青种类以及二者的比例，以满足混合料相应的路用性能要求。对配套的沥青发泡设备要求较高。温拌沥青技术的优势温拌沥青技术的优势节能：可节省燃油30%以上。环保：减少废气排放，降低废气控制成本，保护环境。延缓沥青老化：混合料温度低沥青早期老化程度轻，从而延缓路面发生低温开裂和疲劳开裂的时间。施工组织方便：容许较长运输距离，而不必担心过多温度损失。现场实施容易：生产基本可以使用现有热拌沥青混合料生产设备实现，对现行设备无过多改造要求。延长施工季节：温拌混合料施工在路表温度低于10情况下仍可进行。混合料性能良好：温拌混合料性能与热拌混合料相当，部分性能指标甚至优于热拌混合料。温拌与

35、热拌体积指标的比较温拌与热拌体积指标的比较比较指标比较指标AC13AC20温拌温拌热拌热拌温拌温拌热拌热拌空隙率空隙率VV,%3.93.84.03.9油石比油石比,%5.05.04.54.5VMA,%14.0413.8713.1213.01VFA,%72.2372.8568.2169.02Evotherm温拌混合料和热拌沥青混合料性能比较温拌混合料和热拌沥青混合料性能比较温拌改性沥青混合料推荐施工温度范围温拌改性沥青混合料推荐施工温度范围 施工工序温度（）SBS改性沥青温度 不低于165矿料加热温度 135沥青混合料出料温度 130140（冬季）120130（夏季）混合料摊铺温度 不低于120

36、开始碾压温度 不低于110碾压终了温度 不低于70三、沥青路面养护技术及新进展沥青路面小修养护养护新材料预防性养护技术沥青路面再生养护技术沥青路面养护新理念病害发现立足于“早”养护施工立足于“快”养护费用立足于“省”养护受到各级领导高度重视公路建设迅速发展，养护任务日益艰巨；张春贤部长在2005年全国交通工作会上提出“公路建设是发展，公路养护也是发展”的新理念；李盛霖部长在2006年全国公路养护管理工作会议上强调了交通发展要走可持续发展之路；交通部公路水路交通中长期科技发展规划纲要(2006-2020年)将养护材料再生技术和沥青路面快速养护技术列为重要研究重点。养护目的提高路面使用品质延长路面

37、使用寿命节省在途时间节约养护资金方便人民群众安全便捷出行高速公路沥青路面养护特点养护要及时质量要求高不能中断交通为确保养护质量和效率，需要专业化、机械化养护，更需要新技术新材料。养护规范的缺陷“预防为主，防治结合”的原则预防性养护条文不具体，缺乏可操作性养护质量评定标准偏低缺乏质量控制方法裂缝裂缝车辙车辙坑槽、松散、拥包坑槽、松散、拥包翻浆翻浆沉陷沉陷特殊路段应掺入路面增强材料等增强抗车特殊路段应掺入路面增强材料等增强抗车辙能力的措施；辙能力的措施；养护路面结构、材料尽量与原路面一致养护路面结构、材料尽量与原路面一致按车道处理，经检测确定病害范围，坏到按车道处理，经检测确定病害范围，坏到哪一层

38、，处理到哪一层；哪一层，处理到哪一层；铣刨宽度按照层间两侧错开铣刨宽度按照层间两侧错开1520cm1520cm，两，两头错开头错开50100cm50100cm；施工工艺与沥青路面相同。施工工艺与沥青路面相同。水损坏类病害原因分析水损坏类病害原因分析 沥青混合料拌和不均匀或沥青用量不足沥青混合料拌和不均匀或沥青用量不足 沥青混合料离析沥青混合料离析 沥青混合料中细集料偏多沥青混合料中细集料偏多 油污染油污染空隙率与水稳定性的关系动稳定度与压实度的关系压实度与汉堡车辙的关系压实度99%压实度96%养护质量标准实测项目路面结构压实度（）空隙率（）平整度（mm）技术标准与原路面相同96383(最大间隙

39、值)沥青路面养护质量建议标准坑槽（松散）、拥包挖补法坑槽（松散）、拥包挖补法；连片坑槽铣刨面层重新施工，方法与车辙养护方法一致。坑槽（松散）、拥包养护车修补法坑槽（松散）、拥包养护车修补法 坑槽（松散）、拥包冷补法坑槽（松散）、拥包冷补法挖除损坏沥青面层，宽度不小于80cm；处理水泥混凝土板病害；清理缝壁残渣，进行灌缝；在槽壁和槽底涂刷改性乳化沥青粘层油；分层填筑沥青混合料，碾压密实。检查路面状况和边沟状况；挖开损坏的沥青面层，宽度80100cm；对损坏的基层采用热拌沥青混合料或干硬性混凝土进行处理；对地下水位高的路段每20m设一横向盲沟；按照坑槽处理方法分层恢复沥青面层；对地下管线损伤引起的

40、翻浆，应采用水泥混凝土对管线进行保护。沉陷处理沉陷处理 现场实测高程，每2m1点，两头各延长2050m；重新进行纵断面设计，属于软基沉降引起的沉陷，可预留部分沉降；根据测量结果进行变厚度铣刨，起点和终点铣刨深度4cm；根据沉陷深度分层填补，下层为调平层，挂线施工，上层等厚度施工；对于桥头沉陷，铣刨沥青面层后，对桥头搭板进行压浆，纵向3m一排，横向2m一个孔，梅花型布置。调平层等厚摊铺层变厚铣区刨区裂缝施工参数12(/,)(4)1Ef L H 采用有限元计算最大应力发生在上角点，与灌缝料模量成正比，深宽比有重要影响。无背衬比有背衬应力大1.41.7倍。裂缝施工参数灌缝材料的最大应力点出现在上部的

41、两个角点处，灌缝过程中对上部要特殊处理。深宽比越大，拉应力也越大，在保证封水的前提下控制深宽比在13之间比较合适；对于细小的沥青路面裂缝应采取扩缝灌缝措施。底部粘接将对材料表面应力提高1.41.7倍，施工时宜设置背衬材料进行脱粘处理。拉应力与模量成正比，因此应控制其弹性模量不超过0.4Mpa，同时经过定伸粘接试验无破坏。裂裂 缝缝 填填 封封 的的 方方 式式裂缝扩缝灌缝法裂缝扩缝灌缝法 采用开槽机沿裂缝进行开槽，深度4cm左右，宽度1cm左右；用高压空气吹尽松散的灰尘；将高弹性改性沥青加热到180左右，用灌缝机进行灌缝，或灌入灌缝料；灌缝后可填入部分3#料，待沥青温度降低到150左右时用木锤

42、打入缝中。直接灌缝法直接灌缝法 用高压空气吹尽灰尘，清理松散的颗粒；将双组分灌缝材料按配比拌和均匀；用灌缝机进行第一次灌缝；35分钟后进行第二次灌缝，直到接近表面0.5cm左右；灌缝后可填入部分3#料，用木锤敲打进缝中。网状裂缝处理网状裂缝处理 属于中下面层损坏引起的网状裂缝，按坑槽修补法处理至损坏的中下面层；如果中下面层完好，强度最够，可用养护车加热墙将上面层加热到140160,耙松后清除部分混合料，然后喷洒改性乳化沥青，再加入新拌沥青混合料，人工拌和均匀后调平，碾压密实。检查路基边坡状态，是否出现垮方或松动；沿裂缝进行钻孔，每12m1个，深度不小于3m，直径50mm，进行深层压浆，压浆过程

43、中应注意观察路基边坡是否有水泥浆流出，发现水泥浆流出应及时封堵，控制压力0.30.6Mpa。采用高弹性改性沥青或灌缝料将裂缝灌满。2 养护新材料抗车辙材料灌缝料冷补材料 重交通公路 北段为山区，存在长大纵坡,最大坡率4%，1200m长。夏季气温高持续时间长 研究开发新材料是解决路面车辙的有效途径2.12.1、抗车辙材料、抗车辙材料抗车辙材料要求 1、与沥青具有较好的相容性，能与沥青实现物理和化学结合，从而与沥青具有较好的相容性，能与沥青实现物理和化学结合，从而有效地提高沥青混合料的强度。有效地提高沥青混合料的强度。2、在、在140160温度下能软化与沥青混合料混融。温度下能软化与沥青混合料混融

44、。3、60以下不软化，不结团，分散性能好，施工方便；以下不软化，不结团，分散性能好，施工方便；4、具有较好的抗老化性能，耐侯性能好，耐氧化，耐紫外线辐射。、具有较好的抗老化性能，耐侯性能好，耐氧化，耐紫外线辐射。5、闪点高，不含有毒物质，不会造成环境污染。、闪点高，不含有毒物质，不会造成环境污染。国内外抗车辙材料材料名称DuroflexPRAST.S海川抗车辙能力7870/0.88209/0.610692/0.5抗水损坏性能91.0-强度1.282/AC-13-低温性能动态变形10000次0.15mm-拌和时间延长20s延长50%-拌和温度不低于170提高10以上提高1020材料配方材料配方A

45、preimat-1Apreimat-1Apreimat-2Apreimat-2原材料名称比例（）原材料名称比例（）P-14060再生塑料8595P-23050软化剂515软化剂P-5 310稳定剂0.51稳定剂AT-1680.51润滑剂0.20.5润滑剂 0.20.5抗老化剂0.51抗老化剂0.20.5材料物理性能材料物理性能指标单位Apreimat-1Apreimat-2密度(g/cm3)0.8400.8450.8420.846软化点（）140160140160粒径mm3434颜色灰色灰色抗水损坏能力和弯拉强度抗水损坏能力和弯拉强度项目项目冻融前劈冻融前劈裂强度裂强度（Mpa）冻融后劈冻融后

46、劈裂强度裂强度（Mpa）TSR（%）AC-16（AH-70）1.0010.80380.3%AC-16+7Apreimat11.5011.40793.7%AC-16+7Apreimat21.481.3792.6%AC-16(PG76-22 SBS)1.351.2189.6%抗车辙能力动稳定度试验：从1340次/mm，提高到12600次/mm。低温弯曲应变项目项目最大荷载最大荷载（KN）弯拉强度弯拉强度（Mpa）劲度模量劲度模量（Mpa）拉应变拉应变()AC-16（AH-70）1.4716.7379142114.3 AC-16+7Apreimat-11.4916.9375382246.6AC-16

47、+7Apreimat-21.4616.6276012184.5 AC-16(PG76-22 SBS)1.5717.3480092165.5交通部公路工程检测中心试验结果施工性能 05年在K32K33等长大纵坡路段应用于中下面层进行车辙处理。拌和机窗口直接添加；拌和机窗口直接添加；不需要延长拌和时间；不需要延长拌和时间；不需要提高拌和温度；不需要提高拌和温度；需要及时碾压需要及时碾压。该产品已于该产品已于20052005年申报专利，受理过程中。年申报专利，受理过程中。抗车辙材料应用效果2.2、灌缝材料 沥青路面裂缝按产生原因分为结构型和温缩型，两种裂缝具有不同的特点。结构型裂缝：一种原因是基层存

48、在裂缝或基层承载力结构型裂缝：一种原因是基层存在裂缝或基层承载力的差异，在车辆荷载作用下引起沥青面层开裂，这种的差异，在车辆荷载作用下引起沥青面层开裂，这种裂缝一般自下至上的贯穿裂缝。外观表现较规则，从裂缝一般自下至上的贯穿裂缝。外观表现较规则，从行车道开始向两侧延伸，裂缝较宽。行车道开始向两侧延伸，裂缝较宽。温缩型裂缝：由于温度降低，特别是猝然大幅降低引温缩型裂缝：由于温度降低，特别是猝然大幅降低引起沥青面层自然收缩而开裂，这种裂缝一般自上至下，起沥青面层自然收缩而开裂，这种裂缝一般自上至下，逐步发展，严重的发展为贯穿裂缝。外观表现为不规逐步发展，严重的发展为贯穿裂缝。外观表现为不规则，裂缝

49、宽度不大。则，裂缝宽度不大。温缩裂缝开裂机理trdtTEt0)(),()(),(),(00TtTtR温缩裂缝),(),(00TtTtR反射裂缝开裂机理反射裂缝开裂机理当拉应力大于沥青面层强度或剪应力大于抗剪强度时沥青面层开裂。ddDkx疲劳裂缝开裂机理沥青老化引起强度降低；荷载反复作用，应力大于疲劳强度时引起路面开裂。sspRmK灌缝材料技术指标灌缝材料技术指标检验项目检验项目实测结果实测结果要求要求流动性（下垂度）0 3mm表干时间6h12h拉伸模量0.33Mpa0.4Mpa定伸粘结性无破坏无破坏浸水后定伸粘结性无破坏无破坏弹性恢复率94%70%2.3、快速冷补材料、快速冷补材料传统热态修补

50、方式的弊端：传统热态修补方式的弊端：1 维修成本高；2 施工时间长，路面病害得不到及时维修，延误最佳有效时机，不能有效遏制病害发展；3 受环境、气候限制，如春、冬季，施工不便。研究开发一种能随时可以用于路面维修的技术及材料十分必要。冷补料技术要求冷补料技术要求1 常温施工、施工工艺简单2 保质期36个月；3 强度成长速度快；4 后期强度高，抗车辙、抗水损害能力强。5 耐久性好，使用时间不少于6个月。6 适用于不同环境条件及高等级公（道）路。3 预防性养护认识到寿命周期费用分析（LCCA）在选择施工，养护和修复措施方面是有效的工具美国联邦公路局寿命周期费用分析方法将变成美国的标准1）预防性养护措