高模量沥青混凝土的应用

高模量沥青混凝土的应用（精选10篇）

篇1：高模量沥青混凝土的应用

随着我国经济的不断发展和繁荣，公路的交通量日益繁重，超载和渠化交通现象日趋严重。重交通、重荷载和渠化交通对沥青混凝土公路的直接影响就是车辙。

在我国由于使用半刚性或刚性基层和坚固、耐磨性集料，施工时又采用压实度和最大理论密度双控体系，因此发生结构性车辙、磨损性车辙、压实性车辙的可能性较小，流动性车辙已经成为目前沥青路面车辙的最大类型。

流动性车辙主要是由沥青混合料的高温抗剪切强度不足而产生的流动变形形成的。这种变形的轻重程度与沥青混合料本身的高温稳定性直接相关，已经成为我国目前公路和高速公路的棘手病害。

提高沥青混合料高温稳定性的有效方法之一就是采用高模量沥青混凝土（High Ｍodulus Asphalt Concrete,HMAC），以期减少车辆载荷作用下沥青混凝土产生的应变，以及减少沥青混凝土不可恢复的残余变形。

高模量沥青混凝土(英文简写HMAC,法语简写EME)是指45℃，10条件下动态模量达到2000以上或45℃，0.IHz条件下动态模量达到500Mpa以上的沥青混合料。高模量沥青混凝土是由低标号硬质沥青或在粘稠石油沥青中添加高模量沥青混凝土外加剂以及一定级配的集料组成。其特点是模量高、抗剪切能力强。

因此，在流动性车辙成为目前公路和高速公路最主要病害的情形下，使用高模量沥青混凝土已经成为必然。

高模量沥青混凝土研究现状

高模量沥青混凝土的研究始于欧洲，但是随着长寿命沥青路面研究的展开，这一研究引起了世界范围的关注。

法国是世界上最早开展高模量沥青混凝土研究的国家，并于1981年将高模量沥青混凝土作为基层应用于旧路面结构的补强。目前法国经过二十多年的研究形成了高模量沥青混凝土（EME）标准NFP98—141，对配合比设计方法和结构设计均有特定的方法。

英国于1994年开始对高模量沥青混凝土进行研究，并建立长寿命路面的耐久性研究项目，主要针对高模量沥青混凝土的抗老化、抗裂性能进行研究。

意大利通过对高模量沥青混凝土和三种改性沥青混合料基层的对比研究，分析了高模量沥青混凝土的路用性能及其提高基层承载力的实际效果，提出了正确使用高模量沥青混凝土基层的要点。

葡萄牙针对炎热的气候，修筑了高模量沥青混凝土试验路，通过对试验路抵抗车辙能力的研究和总结，为预估高模量沥青混凝土车辙量(中国沥青网)提供依据。

美国在2004年发起了对高模量沥青混凝土作为长效性沥青路面中、下面层的研究，并着重于高模量沥青混凝土设计方法和成本的研究。

国内在高模量沥青混凝土研究方面尚处于起步阶段，没有成熟的经验可以借鉴。

为此，交通部西部交通建设科技项目管理中心于2005年启动“高模量沥青混凝土应用技术研究”，该项目由辽宁省交通科学研究院承担，中国石化石油化工科学研究院、辽宁省高等级公路建设局参加。经过近两年半的科技攻关，项目于2008年4月通过验收。该研究在国内率先提出了以提高沥青混凝土模量作为解决路面高温稳定性不足的技术途径;研究开发了高模量低标号沥青和高模量沥青混凝土外掺剂;在铺筑试验路的基础上提出了施工工艺和质量控制指标。

长沙理工大学郑健龙教授采用低标号30号沥青结合郑石高速试验段和室内系统研究，提出了高模量沥青混凝土路面的结构力学模型以及中下面层采用高模量沥青混凝土可以有效减少中上面层的流动性车辙。

长安大学沙爱民教授对高模量沥青混凝土路面应用进行了研究，在室内试验成果的基础上采用70号沥青结合河南抚项高速的修筑以及通车后的检测结果，经过两年多的试验研究得出的结论主要有:提出了能够进一步提高抗车辙能力和降低沥青用量的适用我国沥青路面修筑的HMAC级配选用方法;提出了以我国现行沥青混合料马歇尔设计方法为基础HMAC配合比设计方法;结合路面实体工程的铺筑提出了HMAC路面的施工工艺。

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东南大学钱振东教授对高模量沥青稳定碎石性能进行试验提出了高模量沥青稳定碎石的疲劳性能方程。

河北工业大学和天津公路处通过对克拉玛依30号硬质沥青和混合料优化研究，提出沥青路面中面层混合料的优化级配。

通过对HMAC国内外研究现状分析可知:高模量沥青混凝土主要作为基层或连接层（相当于我国的中面层），解决沥青混凝土路面的流动性车辙问题。

高模量沥青混凝土在我国的应用

虽然我国的高模量沥青混凝土的研究起步较晚，但是面对日益增加的流动性车辙病害，国内已将开始采用高模量沥青混凝土来解决这一世界性难题。

高模量沥青混凝土在我国的应用大体可分为三个阶段：

摸索阶段（2000年－2005年）0 0 0 年法国P R 公司在中国推出PR.PLAST.S产品（简称PR.S），中国开始引入了高模量沥青混凝土概念。但当时法国公司在中国是以抗车辙的名义进行推广，并于2001年在运三高速上面层开始使用。随后很多高速路和重载路面相继成规模使用。

研究应用阶段（2006年）

在抗车辙剂普遍使用后，我国的道路流动性车辙问题并没有完全解决，依然困扰着整个行业。于是交通部西部交通建设科技项目管理中心“高模量沥青混凝土应用技术研究”在2005年启动，我国开始自主研究解决沥青道路的流动性车辙的方法。这一时期的研究和应用着眼于长寿命路面结构和各结构层的组成和作用，并相继在实体工程中铺筑试验路或试验段进行长时间段的跟踪研究，为我国的长寿命路面修筑奠定基础。其中2006年在抚顺---南杂木高速公路路面中面层铺筑了2.7公里，鹤岗一大连二级公路(东港段)路面上面层铺筑了2公里试验路，成为我国自主解决流动性车辙的肇始性实体工程。虽然这些实体工程中高模量沥青混凝土的高温性能毋庸置疑，但是其低温性能和防水性能仍需长时间的检验。

开始推广阶段（2009年）

随着2008年4月15日“高模量沥青混凝土应用技术研究”项目在沈阳通过验收，我国的高模量沥青混凝土应用逐渐步入推广阶段。虽然高模量沥青混凝土的低温性能和防水性能仍待观察，但是将其作为基层或中面层来解决流动性车辙是有效的。因此各地交通部门和市政道路公司纷纷开始和设计部门合作将其作为中下面层进行推广。我国的石油炼制部门也不失时机的推出了低标号沥青如克拉玛依、中海油、欢喜岭等的30、50号沥青，这都为高模量沥青混凝土的推广创造了条件。

结语

流动性车辙已经成为我国沥青道路和公路路面的主要病害，高模量沥青混凝土作为有效解决手段之一，尤其是在炼厂已经能够开始生产低标号硬质沥青的情况下，应该将其作为中下面层进行推广应用。在推广应用时，应该注意到我国地域辽阔、气候不一的特点，采取适宜的高模量沥青混凝土结构。

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篇2：高模量沥青混凝土的应用

浅谈高模量沥青混凝土磨耗层施工技术

以阿尔及利亚高速公路工程为例,对高模量沥青混合料BBMa(0/10)的施工技术进行了总结,详细介绍了高模量沥青混凝土磨耗层的原材料特性和配合比设计,并阐述其施工工艺,为今后类似工程积累了经验.

作 者：那春峰 NA Chun-feng 作者单位：中铁十二局集团一公司,山西,临汾,041000刊 名：山西建筑英文刊名：SHANXI ARCHITECTURE年，卷(期)：201036(11)分类号：U416.217关键词：高模量沥青混凝土 磨耗层 配合比 施工技术

篇3：高模量沥青混凝土技术的应用

关键词：高模量沥青混凝土,外掺剂,应用

随着国民经济的日益增长,大型化、重载化的车辆不断增加,对沥青路面性能的要求也越来越高,如何提高沥青路面的使用性能是我们建设者的首要课题。从沥青路面的使用状况分析,仍然存在着设计年限内的早期损坏,主要有:①沥青路面的高温车辙;②沥青路面的低温开裂;③沥青路面的水损害;④沥青路面的表面功能衰减。在这些现象中,由于气温高而产生的车辙问题比较突出,它除了影响行车舒适性外,更主要的对交通安全有直接影响,所以避免车辙产生非常关键。近几年来我们在普通公路上采用了SBS改性沥青混凝土,取得了良好的路用效果。但是SBS改性沥青的造价比较高,需要专门的加工设备,并需考虑SBS改性剂与基质沥青的配伍性问题,在拌和过程中,由于混合料加热温度高沥青容易老化,造成使用性能的降低,同时在储存过程中还容易产生离析现象,降低路面的使用性能。今年辽宁省交通科研院从提高沥青混凝土模量的角度研发了一种解决路面高温病害的新材料——高模量沥青混凝土外掺剂,在沥青混凝土的生产过程中,按照一定的比例加入外掺剂,就可以得到高模量沥青混凝土。目前高模量沥青混凝土外掺剂在我省普通公路的路面建设中得到了推广和应用。

1 高模量沥青混凝土与改性沥青相比具有的优势

1.1 优越的性能

在普通沥青混合料中掺加0.3%～0.5%的高模量沥青混凝土外掺剂,即可显著提高沥青混合料的高温性能,同时改善抗水损坏性能、抗低温开裂性能等。

1.2 性价比高

与传统沥青改性工艺相比,高模量沥青混凝土外掺剂直接投入拌和缸内与集料进行拌和,不需要增加特殊设备,可显著降低生产过程中的能耗,同时避免了改性沥青储存稳定性差的问题。

1.3 不影响配合比设计

在任何掺量下不改变沥青混合料的级配,仅需对油石比进行微调。

1.4 施工工艺简单

直接加入到拌和缸中,只需适当延长拌和时间和提高施工温度,拌和、摊铺、碾压不受影响。

2 高模量沥青混凝土外掺剂作用机理

2.1 胶结作用

高模量沥青混凝土外掺剂在湿拌和运输过程中,部分溶解或溶胀于沥青中,形成胶结作用,从而达到提高软化点温度、增加粘度、降低热敏性等沥青改性的作用。

2.2 加筋作用

聚合物形成的微结晶区具有相当的劲度,在拌和过程中部分拉丝成塑料纤维,在集料骨架内搭桥交联而形成纤维加筋作用。

2.3 嵌挤作用

高模量沥青混凝土外掺剂在施工中临时软化,然后这些颗粒在碾压过程中热成型,相当于具有高粘附性的单一粒径细集料填充了集料骨架中的空隙,增加了沥青混合料结构的骨架作用,同时降低了成型路面的渗透性。

2.4 变形恢复作用

高模量沥青混凝土外掺剂的弹性成分在较高温度时具有使路面的变形部分弹性恢复的功能,因而降低了成型沥青路面的永久变形。

在沥青混凝土中掺入高模量外掺剂,能够提高沥青混凝土的模量,减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的应变,减少沥青混凝土的不可恢复残余变形,提高沥青路面高温抗变形能力,延缓车辙的产生,延长路面的维修周期和使用寿命。

3 高模量沥青混凝土配合比设计

3.1 试验用原材料

3.1.1 矿料

试验用粗集料采用凌源晟元碎石厂石灰岩,细集料采用凌源晟元碎石厂石灰岩石屑和喀左牤牛河砂,填料为凌源矿粉厂矿粉。质量检测结果均满足现行规范要求。

3.1.2 沥青结合料

本次试验中采用的沥青结合料为盘锦北方AH-90#沥青。

3.1.3 高模量外掺剂

本次试验采用辽宁省交通科学研究院生产的“路宝”牌高模量外掺剂,用量为混合料总量的0.35%。

3.2 目标配合比设计

根据路面厚度3cm,确定混合料类型为AC-10连续密级配,级配范围及合成级配见表1和图1。

根据确定的最佳级配,进行不同沥青用量的马歇尔试验,采用每面各击实75次的方法成型。按照高模量沥青混合料马歇尔试验技术标准的要求,确定最佳沥青用量为5.4%,马歇尔试验结果见表2。

3.3 生产配合比设计

按目标配合比设计的结果进行拌和,从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分,同时反复调整冷料仓进料比例以达到进料均衡,确定各热料仓的材料比例,供拌和机控制室使用。并以目标配合比设计的最佳沥青用量5.4%±0.2%三个沥青用量做马歇尔试验,确定生产配合比最佳沥青用量为5.4%。合成级配见表3、级配曲线见图2,马歇尔试验结果见表4。

3.4 试拌试铺

施工前首先对拌和机、摊铺机、压路机及其它设备进行调试,主要对拌和机计量精度进行检查,无异常。因为温度是高模量沥青混凝土施工的关键,所以在铺试验段之前对拌和机滚筒温度及红外线测温仪、玻璃水银温度计测量的成品料温度进行校准,详见表5。

每间隔两小时测量一次,三者间大致符合以下规律:滚筒温度显示(即集料加热温度)比红外线测温仪高38～43℃,比玻璃水银温度计高21～26℃。红外线测温仪比玻璃水银温度计高16～18℃。水银温度计测量准确,故采取其测量值为标准值,但其不够便捷迅速,红外线测温仪相对来讲能够直接读数,但有误差16～18℃,在测量过程中采用红外测温再加上误差即为测量值。8月19日下午铺筑了200m长的试验段,当天气温31℃,天气晴好无雨。

初定施工工艺如下:

(1)集料加热温度控制在195～200℃之间,保证混合料温度在175～180℃之间。

(2)拌和时间:干拌时间10s,喷沥青时间10s,纯拌时间35s,总拌和时间55s。

(3)外掺剂利用人工投入,提前制作好容量为3.5kg的容器,在放干料时将外掺剂迅速投入拌缸。选用责任心较强的人员,并提前做好培训,保证投放时间和剂量准确,同时保证安全。

(4)摊铺机在110℃下提前预热1h,调好熨平板振频和振幅,摊铺温度160℃,摊铺速度控制在2.5m/min,松铺系数1.15。初压温度155℃,终压温度130℃,碾压速度3km/h。

通过试验段施工发现如下问题并及时调整:

①按沥青含量5.4%拌制的成品料颜色暗,发散,无光泽,黏结力小,随后将沥青含量调至5.6%后好转。

②出料温度175～180℃偏高,高温状态下碾压,容易产生推移,从而造成平整度不好,后将出料温度降到170℃左右,效果良好。

③在纵向接缝施工过程中,碾压新铺路面时,将另一幅已成型的路面压出纵向裂缝,必须在不低于115℃前完成纵向接缝,否则容易出现纵向裂纹,这一点与其它混合料有很大区别。

4 高模量沥青混凝土路面的施工

4.1 高模量沥青混凝土温度

在高模量沥青混凝土的生产和施工过程中,各部位的施工温度必须重点控制,我们通过试拌试铺和多次外掺剂比例的调配,确定了高模量沥青混凝土的拌和温度和路面施工温度见表6。

4.2 高模量沥青混合料拌和

高模量沥青混凝土采用辽筑产LJ—1000型间歇式拌和机(配备有材料配比和施工温度的自动检测记录装置)拌和。依据拌和机每锅拌和1000kg的能力,按0.35%的比例,提前制作好容量为3.5kg的容器,在放干料时将高模量外掺剂迅速投入拌缸。高模量外掺剂必须在喷洒沥青前加入拌和锅的热集料中。干拌时间为10s,喷沥青时间为10s,纯拌时间为35s,总拌和时间为55s。以保证外掺剂能充分均匀地分散在混合料中,并与沥青结合料充分拌和。由于拌和时间延长等原因而减少拌和机的生产能力约20%,在施工中应充分考虑到,以保证不影响摊铺进度,避免造成停顿。

4.3 高模量沥青混合料运输

高模量沥青混合料使用通常的热拌沥青混合料的运料车运输,首先将车厢清扫干净,为防止沥青与车厢板粘结,车厢侧板和底板涂一薄层油水混合液,不可有余液积累在车厢底部。为保证连续摊铺,防止出现运料车不足、摊铺机出现待料的情况,运料车较正常数量适当增加,并备好苫布。卸料过程中,运料车挂空挡,靠摊铺机推动前进,不得撞击摊铺机。

4.4 高模量沥青混合料摊铺

采用一台天津鼎盛WTD—9500型摊铺机半幅摊铺,摊铺宽度6m,摊铺速度2～3m/min。铺筑高模量沥青混合料前,首先检查确认下面层质量是否符合要求,摊铺机开始铺筑前对熨平板预热至100℃以上,铺筑过程中开动熨平板的振动装置。高模量沥青混合料的摊铺速度尽可能的调整到与供料平衡,缓慢、均匀、连续不间断的摊铺,尽量减少摊铺机的停顿次数,保证施工质量。

4.5 高模量沥青混合料压实

压路机采用洛阳路通LTC—12双驱双振压路机一台和徐州16t胶轮压路机一台。初压采用路通LTC—12压路机、复压采用胶轮压路机。高模量沥青混合料摊铺后初压采用振动碾压一遍,复压用胶轮压路机碾压一遍,终压静压消除轮迹;采用振动碾压时,相临碾压带重叠宽度为10～20cm,并遵循“匀速、慢压、高频、低幅、先边、后中”的原则,以保证取得良好的压实效果。碾压速度初压为2～3km/h,复压3～5km/h,终压为4～6km/h。压实度按不小于马歇尔标准密度的98%或最大理论密度的94%进行控制。横向接缝采用垂直的平接缝,上下层的横向接缝错位1m以上,用振动和静压的组合方式进行碾压,并通过3m直尺检测认可。

4.6 施工质量管理

4.6.1 沥青混合料拌和厂的质量管理

随时检查沥青、集料的加热温度,逐车检查并记录混合料的出厂温度,每日取样2次,用燃烧法沥青含量测定仪检查混合料的油石比和矿料级配,与生产设计标准配合比的容许差见表7,检测结果见表8。制作马歇尔试件,测定密度,空隙率等体积指标,检测结果见表9。

4.6.2 现场施工中的质量管理

在施工现场有专人负责检查混合料的施工温度,严格控制碾压遍数,观察碾压情况,严防过碾。

检测路面渗水情况,随时直接往碾压成型的路面上倒少量水,观察水的渗透情况,经多次试验观察高模量沥青混合料路面基本上不透水。

5 结束语

篇4：高模量沥青混凝土施工技术总结

关键词：高模量沥青混凝土施工工艺检测指标

0引言

高模量的沥青混凝土，按照法国NFP98-140中的定义，是指通过采用高模量外加剂使沥青混凝土的复数模量(15℃，10Hz)≥14000Mpa的沥青混凝土。该材料广泛运用在高等公路建设之中，在阿尔及利亚东西高速公路项目中取得不错的效果。

1工程概况

阿尔及利亚东西高速公路项目分东段、中段和西段三部分，其中中标段共有M1－M7七个标段。M7标段位于东西高速公路中标段西部，基本沿东西方向布设。路段起自LimOuestWChief，终止于Chief，线路全长24Km。

1.1自然条件地形、地貌：CHLEF省地形外貌差异非常大，包括北部的DAHRA山区高地和南部的OUARSENIS低山丘陵。CHELIFF河流将其分割开来，并形成了狭长的盆地地貌。从东向西有一条很长的洼地，高程大致在128～308m，为；中积平原及低缓丘陵组成。地势较缓，渐渐增高，向南逐渐过渡，与南部地势起伏较大的白垩土相连接。

气象、水文、环境：CHLEF地区气候恶劣，平均温度为19℃：月最高温度在八月份，超过40℃；最低温度，在一月份是9.4℃。年降雨量400～1000毫米。11月至次年3月为雨季，一月份温度最低，有降雪、结冰。该区河流发源于撒哈阿特拉斯山，向北汇入地中海。河流流量季节变化较大，冬春涨水，夏末枯水，地表水缺乏。管区内环境污染主要是由风和沙土引起的粉尘。

地质、地震：线路穿越褶皱碎裂石灰层、新近冲积和崩积土覆盖的白垩纪岩层地带、移位岩石山区内的盆地、受CHLEF平原强地震频率影响而变形的第四纪地区、沉积地带和不稳定倾斜地带等。线路所经地区岩性主要为灰白色、浅黄、凝灰结构，块状构造的石灰质凝灰岩，表层多形成厚度1～3m钙质硬壳；地质构造上，属阿特拉斯阿尔卑斯褶皱带，地震多发地带，地震灾害相对严重。

1.2技术指标该高速公路的技术标准采用法国技术标准，双向六车道高速公，路基项宽度为32m，路面横向布置1m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+3.5m+3.5m+3.5m+3m+1m。路面结构层为：3.5cm沥青混凝土BBMa(磨耗层)，5cm沥青混凝土BBME(连接层)，9cm高模量沥青混凝土EME2(基层)，10cm高模量沥青混凝土EME2(底基层)，40厘米厚0～31.5mm级配碎石垫层。

2原材料配合比设计要求

2.1集料本项目EME2高模量沥青混合料中使用的骨料规格为：0～2mm，2—6.3mm，6.3～10mm，10—14mm四种。法国规范和技术标准，对路面石料要求比较严格。控制混合料的级配的关键是控制好原材料的级配，对于级配我们主要控制2D，1.58D，(D+a)/2，d，0.63d等几个关键筛孔的通过量(d和D分别表示骨料的最小和最大尺寸)。碎石的质量主要是从以下两个方面来控制的：第一是碎石的固有特性试验，如真实密度、吸水性、洛杉矶、微的瓦尔、磨光强度等；第二是生产特性，主要包括粒径、扁平率、棱角性、洁净度。对于用于BBMa，BBME，EME2的碎石，扁平率≤20％，表面清洁度≤2％。由于当地碎石场生产规模比较小，生产质量低，无法满足沥青路面用料要求。为了保证工期要求和沥青路面的施工质量，因此我们在Rouina建立了自己的碎石加工场，主要生产各种粒径的石灰石碎石和机制砂，石料呈灰黑色，主要矿物成分为方解石、少量白云石。强度较高。本料场所产碎石和机制砂完全满足路面各层的技术要求。

2.2沥青结合本项目气候特点，采用SBS聚合物改性沥青，其中基质沥青采用40-50号硬质沥青。

2.3外加剂外加剂的外形为颗粒状，颜色为暗灰色，尺寸为2～3mm，密度为0.93—0.965g/cm3，熔点175℃，可直接投入拌合站的拌锅中进行搅拌，生产温度控制在175℃±10℃。这种外加剂在我国还没有运用到施工中。根据法国规范，只有使用硬沥青或改性沥青才能获得坚硬的高模量的沥青混凝土。

3施工工艺

3.1施工准备封层验收完毕后，进行测量放线工作，每10米1根钢钎(曲线段加密5米1根)，采用钢丝绳引导的高程控制方法，10cmEME2沥青混合料的松铺系数通过试验段得出为1.25，(9cmEME2、5cmBBME、3.5cmBBMa层采用平衡梁法施工)摊铺碾压设备提前就位。

3.2混合料的拌合混合料的拌合采用意大利玛莲尼拌合站，型号为3500，额定功率为320t/h，由于掺加有PLAST外加剂要求有充分的拌合时间和严格的温度范围，EME2拌合时间，干拌12秒，湿拌34秒，总的拌合时间为46秒。骨料加热温度为180～190℃，沥青加热温度为150～160℃，出料温度为170～190℃(175～185℃最佳)弃料温度大于190℃。在此拌合时间和温度下，能够使沥青混合料搅拌均匀，可以观测到外加剂溶化后的细丝状。

3.3混合料的运输沥青混合料的运输采用25T的自卸车，在装料前，安排专人把车箱底板及侧板清洗干净，并刷一簿层油水(用含柴油量为20％油水)。沥青混合料装入车箱时，分三次进行，先装车箱前部，再装车箱后部，最后装车箱中部，以减少沥青混合料离析现象。沥青混合料从装车点到施工点之间的运输时间应该小于2小时。每辆运输车都要备有棉篷布，在运输过程中进行保温和防尘。

3.4混合料的摊铺沥青混凝土10cm EME2的宽度为12.595m，9cmEME2的宽度为12.345m摊铺采用一台摊铺机单幅全宽摊铺，用一台摊铺机能够避免纵向热接缝，可以提高平整度。5cmBBME和3.5cmBBMa采用2台福格勒super2100-2型摊铺机并列梯队摊铺，两台摊铺机前后距离15～30m，纵向热接缝，要保证沥青混合料温度均匀，一次摊铺完成，同时做到缓慢、均匀、连续不问断地摊铺，禁止随意变换速度或中途停顿。摊铺的最佳速度可根据混合料供给能力、摊铺厚度和宽度等按公式求得V100QC/60ρwh式中：Q拌合站产量，V—铺机速度(m/min)，H—压实后的摊铺厚度，C—工作效率系数(C值根据材料供应，运输能力等配套情况确定，正常取值O.6～0.8)，W——摊铺宽度，p沥青混合料压实后形成的密度。一般摊铺速度应控制在每分钟2—4m，并保持摊铺速度恒定(根据供料情况，保持不停机为最低原则)，摊铺机瞬时作业速度的变化，直接影响路面的平整度。速度不匀，面层粗糙度不匀；速度过快，面层变得

粗糙，且每次振动间隔增大，必然造成平整度下降。因此摊铺机的工作速度一经选定，应保持恒定均匀，不得随意换速度。

在摊铺机收料斗涂刷少量柴油防止粘料。摊铺机在开工之前提前0.5—1小时对熨平板进行预热，温度不低于100℃。在正式开始摊铺前应保证3辆以上的料车，以保证摊铺的连续进行，避免停机待料现象的发生。卸料时，运输车在沥青混凝土摊铺机前30cm停止，靠摊铺机向前推动运输车辆前进。摊铺机的左右配有工人进行边角及坑槽处理，混合料的摊铺温度不低于165℃。摊铺机配备熨平板自控装置，能通过传感器控制标高和平整度，使摊铺机能铺筑出理想的纵横坡度。传感器应由参考线与滑撬式基准板操作。横坡控制器应能让熨平板保持理想的坡度，精度控制在±0.1％范围内。

3.5混合料的碾压沥青混合料的碾压应当遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则，按照先轻后重、由低向高的顺序进行。为了防止胶轮压路机的温度下降，用帆布把胶轮保护起来，能够保持胶轮的温度，特别是在有风的天气下碾压效果很明显，不容易出现粘轮，减少了人工涂刷隔离剂。沥青混合料开始碾压时，轮胎压路机碾压6次，钢轮振压1次，钢轮静压2次，钢轮静压1次收面，碾压时轮胎压路机尽量紧跟在摊铺机后面，保证作业组的跟进长度为最小，该长度与气候有关，确保摊铺机的压实平台与最后一台压路机之间的距离不超过60米。可以减少摊铺后的温度损失，开始碾压时的混合料的内部温度不低于160℃，在碾压期间，相邻碾压带应重叠1/3—1/2的碾压轮宽度，为避免碾压时混合料推挤产生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机；碾压路线及方向不应突然改变；压路机起动、停止必须减速缓行，不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。施工机械和车辆不得在未冷却的沥青混合料上停放，防止油料、润滑脂、汽油或其他杂质在压路机操作或停放期间掉落在路面上。

3.6接缝处理为提高平整度，一般采用切割成垂直面的方法，可在改性沥青路面完工后，稍停一停，在其尚未冷却之前，就切割好。具体做法为：将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端都，伸出端部的直尺呈悬臂状；以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除废料，并用水将接缝处>中洗干净；下次施工前将接缝断面清扫干净并刷粘层油后进行摊铺。摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺，当摊铺机起步后，人工用铁锹铲除原路面上的混合料，漏出接口为止，碾压接缝时，用双钢轮压路机横向碾压，前进静压，后退振压，碾压宽度为20cm，双钢轮压路机20cm的位置在新铺的混合料上碾压，当压路机通过以后人工清除原有路面上的混合料，漏出接口，用3m直尺监测接缝位置，高的部位要铲除，低的部位用筛子筛细料填补，直到用3m直尺监测合格后正常碾压。接缝时速度要快，防止温度下降过快，影响接头平整度及压实度等质量。

3.7封闭交通每天施工完成的路段应封闭交通，禁止任何车辆通行，直至成型路面完全冷却至常温以下。必要时可采取洒水车洒水降至50℃以下后开放交通。

4施工质量检测控制

4.1厚度、空隙率控制现场厚度和空隙率采用钻芯取样的方法进行试验，根据规范要求现场空隙率95％的点要小于6％，现在力争控制在3％～5％。厚度通过测量每300m为一个批次进行检查，路面上每10m检测3个点(在路面行车层理论边缘及中心线处)，相对理论厚度(e)的允许误差为：BBMa和BBME要求97.5％的检测点大于e-1cm；EME2要求97.5％的检测点大于e-1.5Cmo

4.2水准控制通过测量每300m为一个批次进行检查，和厚度合格性检查一样，也是取相同的检测点做检查。相对于理论标高的允许误差为：100％的检测点，BBMe和BBME要求在理论标高的±0.5cm之间；EME2要求在理论标高的±1cm之间。

4.3平整度路面体各层表面平整度通过点状测量对现场进行检查，使用3m直尺，沿着线路走向或路面边缘平行线方向以300m为一个区间进行，同时横向沿着与路面中心线垂直的方向进行。

4.4粗糙度对于BBMa要进粗糙度控制，在每300m的区域内平均取20个点检测，允许误差：最小HSV≥0.7mm。

5结语

篇5：沥青路面弯沉和模量的温度修正

沥青路面弯沉和模量的温度修正

由于沥青路面弯沉受温度影响较大,所以必须对不同温度下测得的弯沉及其反算模量进行修正.结合沿海高速公路弯沉数据,通过数理统计方法分析了弯沉、模量与温度的关系,回归得到修正系数.验证结果表明,修正系数具有较高的可靠性.

作 者：陈军 Chen Jun  作者单位：江苏沿海高速公路管理有限公司,江苏,盐城,224045 刊 名：现代交通技术 英文刊名：MODERN TRANSPORTATION TECHNOLOGY 年，卷(期)：2010 7(1) 分类号：U416.217 关键词：沥青路面   温度修正   数理统计   模量   弯沉  

★ 基于灰色理论相对弯沉与沥青路面结构寿命的预测模型

篇6：高模量沥青混凝土的应用

加载方式对沥青混合料抗压回弹模量的影响分析

沥青混合料抗压回弹模量是路面结构设计中的重要参数.针对SAC沥青混合料,在大型精密设备--材料试验系统(MTS)上对其抗压回弹模量进行试验与分析.试验使用顶面法测试,分别采用了两种加载方式,一种为抗压强度分7级的加载方式,一种为0.7 MPa分7级的加载方式.试验结果表明,采用抗压强度分7级的`加载方式所得到的抗压回弹模量远大于0.7 MPa分7级的测试结果.抗压强度分7级的加载方式与目前道路的受荷情况更为吻合,且与现行沥青路面设计规范的配套性更强.

作 者：杨瑞华 YANG Rui-hua 作者单位：上海市公路管理处刊 名：上海公路英文刊名：SHANGHAI HIGHWAYS年，卷(期)：2010“”(1)分类号：U4关键词：道路工程 沥青混合料 抗压回弹模量 加载方法

篇7：高模量沥青混凝土的应用

高模量混合料因为其优良的抗车辙性能在法国应用广泛,由于法国气候与我国有很大差异,高模量混合料适用于温度高的地区,江西属于我国南方地区气候温暖,为高模量应用提供了客观的环境。本次高模量混合料应用于九景高速公路AP2标,混合料用于中面层。

2 高模量混合料使用现状

法国公路管理局在总结一系列研究成果的基础上,于20世纪90年代初制定了一套与性能相关的沥青混合料设计规范体系。迄今为止,该规范因其独创性和先进性一直被欧共体其他国家所借鉴。法国高模量沥青混合料设计经验表明,高模量沥青混合料设计最关键的问题是处理好模量、高温稳定性和疲劳三者之间的关系。在高模量沥青混合料应用的早期,是采用硬度较大的沥青和较高的胶结料含量。硬质沥青的针入度一般小于25(0.1 mm),以达到提高混合料的模量和高温稳定性的目的,采用高的胶结料含量提高混合料的抗疲劳性能。随着相关研究的不断深入,开始采用添加沥青岩或其它外加剂的方式获得高温稳定性、模量性能和疲劳性能相互平衡的高模量沥青混合料。

法国沥青混合料配合比设计方法主要考虑了3方面因素:一是组成集料的多样性;二是气候条件的多变性,特别是温度的变化;三是汽车轮载作用的破坏性。由于这些因素的变化和公路网的实际要求,使得沥青混合料材料本身及其配合比设计方法均处于不断的变化发展之中。同时,合同化了的业主和承包商之间的关系也要求在满足客户指定的目标需求下,给设计者以充分的选择自由,从而促进了沥青混合料设计方法的实用型研究与开发。

3 高模量混合料配合比设计

法国高模量设计方法中一般选用30#～50#道路石油沥青,为了更符合国内现状,本研究中选用70#道路石油沥青进行配合比设计,采用集料为镇江矛迪石灰岩和矿粉,沥青为江西九景技改AH70道路石油沥青,添加剂为江阴某厂的ZQ-1型高模量剂。

3.1 原材料检测

原材料检测包括集料和沥青,主要检测指标见表1～表3。

3.2 级配选择

法国筛分粒径和我国的不同,主要孔径有0.063 mm、0.08 mm、0.25 mm、0.315 mm、1 mm、2 mm、4 mm、6.3 mm、8 mm、10 mm、12.5 mm、14 mm、16 mm、20 mm。其中0.063 mm、2 mm、4 mm、6.3 mm是关键筛孔,其它筛孔无明确的要求,关键筛孔根据不同的混合料有不同范围和目标值,在选择级配时要使合成的级配曲线尽量地靠近关键筛孔的目标值。根据EME20级配范围合成级配的集料比例为1#∶2#∶3#4#∶矿粉=12∶37∶14∶34∶3,合成级配见表4。

3.3 沥青用量确定

高模量设计方法中,沥青用量通过丰度系数K控制,不同混合料K值有一个最小值,K根据下式计算:

式中:TLext为油石比(沥青重量与矿料重量之比);100∑=0.25G+2.3S+12s+135f,其中,G为粒径大于6.3 mm的集料占总的集料的百分率;S为粒径在0.25～6.3 mm的集料占总集料的百分率;s为粒径在0.063 mm～0.25 mm的集料占总集料的百分率;f为粒径小于0.063 mm的集料占总的集料的百分率;α=2.65/ρG,其中ρG为集料的有效密度。

EME20丰度系数要求K>3.4,根据级配确定出油石比为5.4%。

3.4 旋转压实

法国混合料成型选择的是旋转压实成型,空隙率计算方法与我国的也有差异,旋转次数是120次。

法国空隙率计算公式为:

式中:V法国为按法国标准计算出的空隙率;hmin为压实试件的最小高度,对应的空隙率为0;hi为旋转i次后试件的高度。

法国空隙率计算时包括了试件表面的空隙,因此要比我国空隙率计算结果稍大一些。标准旋转压实结果见表5。

%

空隙率满足标准要求,可以进行下一步试验。

3.5 多列士试验[2]

多列士是法国沥青混合料抗水损害性能试验,试件成型过程如下。

(1)使模子达到混合料拌合时的温度150℃±5℃至少2 h,将一个垫块放在模子的内部,将混合料一次性放入涂有凡士林的模子内。

(2)把填满混合料的模子放入干燥箱中0.5～2 h,使箱里的温度接近混合料拌合的温度。

(3)取出模子,开始静压成型,必须在5～60 s之内达到荷载180 k N±9 k N,然后保持荷载。

试验过程如下:将试件分成3批,其中一批浸水(4个),一批在空气中保存(4个),采用另外的2个试件测量试件的毛体积密度。完成测量后每组分配1个。

即全部试件分为2组(每组5个),第1组试件在空气中保存,环境条件为:温度18℃±1℃,相对湿度50%±10%,保存7 d。第2组试件在浸水后的1 h内完成负压饱水,在47 kPa±5%的残余压强下保持2 h,之后将试件浸入18℃±1℃的水中保持7 d。

试验过程中,2组各有1个试件测试结果变异过大舍去,每组各4个试件,试验结果如表6所示。

试验结果显示采用70#沥青的法国高模量设计方法所设计出的配合比抗水损害能力远高于法国规范要求。

3.6 法国车辙试验

试件尺寸:长500 mm、宽180 mm、高100 mm,试件成型如图1所示。使试件达到试验温度60℃,当试件经受指定的荷载循环次数100,300,1 000,3 000,10 000,30 000,停止设备的运转。测定15点的车辙深度,如图2所示,试验结果如表7所示。

%

车辙试验满足标准要求,可进行下一步试验。

3.7 间接拉伸模量试验

采用ITSM进行试验,施加的荷载为Haversine波,荷载脉冲波形如图3所示。图3中1为荷载脉冲峰值,2为荷载脉冲重复时间3 s,3为荷载脉冲上升时间,即荷载脉冲从零增加到最大值的时间,为124 ms。

采用钻芯试件,标准尺寸为Φ100 mm×50 mm。先用旋转压实仪按照法国标准成型高度为12 cm左右的试件,用取芯机从试件中取出直径为Φ100mm的芯样,再用双面锯切割出符合高度要求的试验试件。试验结果如表8所示。其中,技术标准参照

英国ITSM试验模量技术要求进行选取。

kPa

采用70#沥青的EME混合料试验结果满足标准要求,可以进行下一验证。

4 国内性能试验验证

经过整个高模量的设计过程,该配合比设计满足法国配合比设计标准要求,但因为与我国设计方法不同,为了确保其性能,还要进行我国的性能试验验证,包括水稳定性、高温稳定性。水稳定性验证采用我国的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验,高温稳定性采用我国车辙试验试验,结果见表9。

国内试验验证均满足要求,该室内配合比可以用于生产配合比的调试。

5 结论

目前法国已形成了以水稳性、热稳定性、刚度和抗疲劳为基础的4档试验法。这种方法得到的模量和疲劳的试验结果直接作为计算参数应用于路面结构设计中,两者结合更加紧密。这一点与我国的沥青路面配合比试验和路面结构设计相互脱节的现象形成了非常鲜明的对比(我国目前的沥青混合料试验仍然以Marshall试验为主,其试验结果并不能直接应用于路面结构设计中)。

本次配合比设计按照法国配合比设计要求进行,通过旋转压实、多列士、法国车辙试验、间接拉伸模量试验以及国内性能试验验证,验证证明高模量混合料各项性能都十分优良,可以考虑在气候类似于法国的地方应用,江西属于我国南方地区气候温暖,为高模量沥青混合料的应用提供了客观的环境。本次高模量混合料应用于九景高速公路AP2标,混合料用于中面层。但由于高模量混合料在我国应用极少,由于法国沥青路面结构与我国有差异,因此混合料的配合比设计、施工工艺、路面性能都需要进一步研究。

参考文献

[1]Laboratoire Central des Ponts et Chaussées.LPC Bituminous Mixtures Design Guide[M],November2007.

[2]EN12697-12,Bituminous mixtures—Test methods for hot mix asphalt—Part12:Determination of the watersensitivity of bituminous specimens[S].

[3]EN12697-22,Bituminous mixtures—Test methods for hot mix asphalt—Part22:Wheel tracking[S].

[4]EN12697-24,Bituminous mixtures—Test methods for hot mix asphalt—Part24:Resistance to fatigue[S].

[5]EN12697-26,Bituminous mixtures—Test methods for hot mix asphalt—Part26:Stiffness[S].

篇8：高模量沥青混合料施工控制

关键词：沥青混合料；高模量；施工工艺

中图分类号：U414文献标识码：A文章编号：1006-8937（2012）05-0123-02

生产力的发展使物质量得到增加，这给交通带来了更大的压力。交通量的猛增，超载的不断严重使路面产生很多问题，尤其是车辙。国内外研究者对提高沥青混合料的劲度模量以改善沥青混凝土路面的抗车辙能力进行了大量的研究。结果表明，提高沥青性能可以显著改善混合料的抗车辙性能。高模量沥青的劲度模量、粘度一般较大，可以很好提高混合料的劲度模量，在一定温度和加载速率下，抗剪切变形能力增强，沥青混合料抗车辙性能加强，路面车辙深度明显降低，且疲劳性能比普通沥青混合料有大幅提高。因此，高模量混合料的应用将很大程度上改善道路的使用状况，重载交通道路新建和养护提供了新的方法。但在应用过程中，很多方面产生了变化，需要进行更加严格的施工过程控制。

1混合料的拌制及运输

1.1拌制

使用高模量外加剂料需要适当提高集料加热温度和沥青加热温度（相对于基质70号沥青），一般情况下，集料加热温度为185℃～195℃，沥青加热温度为160℃～170℃。将外加剂投入到拌合锅内与集料干拌，延长干拌时间5～10 s，然后喷入沥青进行湿拌，以使混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，无花白料、无结团成块或严重的粗细料分离现象，经试拌确定，推荐干拌8~10 s，湿拌40~45 s。

添加改性剂注意事项：

①干投前，先将改性剂按照拌合楼每次拌合量，计算需要投放高模量添加剂的量，分装成小袋，袋装添加剂搬运至拌和锅投放口旁备用。

②投放须注意时间控制，热料仓开始进料后才可以投放改性剂，投放速度应快，不得漏投，亦不得过早或过晚。

③拌合时间控制，干拌时间为8~10 s，湿拌40~45 s。

④由于投放口温度较高，灰尘较大，投放人员应注意防护，穿防护服和戴防尘口罩。

1.2运输

热拌沥青混合料宜采用较大吨位的运料车运输，但不得超载，或急刹车、急弯掉头使透层、封层造成损伤。运料车的运力应稍有富余，施工过程中摊铺机前方应有运料车等候。对高速公路易等候的运料车多于5辆后开始摊铺。

运料车每次使用前后必须清扫干净，在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂，但不得有余液积聚在车厢底部。运料车运输混合料宜用苫布覆盖保温、防雨、防污染。到达现场时混合料温度不宜低于165℃。运料车进入摊铺现场时，轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物，否则宜设水池洗净轮胎后进入工程现场。若混合料不符合施工温度要求，或已经结成团块、已遭雨淋的不得铺筑。摊铺工程中运料车应在摊铺机前100～300 m处停住，空档等候，由摊铺机推动前进开始缓慢前进，避免撞击摊铺机。在有条件时，运料车可将混合料卸入转运车经二次拌和后向摊铺机连续均匀的供料。运料车每次卸料必须倒净如有剩余，应及时清除，防止硬结。

2混合料的摊铺碾压

2.1摊铺

由于高模量沥青混合料对温度比较敏感，摊铺时要求至少有三台运料车等候，但不得超过五台，以避免摊铺时间长，降低温度。采用2台摊铺机成梯队作业进行全幅摊铺，两台摊铺机相隔间距2～4 m。

厚度、宽度，经计算确定摊铺速度，宜控制在2～3 m/min。保证摊铺机缓慢、均匀、连续不断地摊铺。摊铺过程中，不得出现停机待料或者随意更换摊铺速度。摊铺机应对沥青混合料进行较好地初步振实。

摊铺温度与松铺厚度紧跟摊铺机测量，并予以记录，摊铺后沥青混合料温度控制宜在160℃～170℃，松铺系数经试铺确定，松铺系数一般为1.15。防水粘结层如有损坏，必须在损坏部位进行人工补洒后方可施工。摊铺前摊铺机熨平板加热温度应在120℃左右。摊铺过程中要派人在摊铺机后巡查，如果有局部油斑、离析等异常现象要及时分析原因，采取措施人工清除，用热料换补，一起碾压。当路面温度低于5℃，气温低于10℃时或大风天气时，禁止摊铺。

2.2碾压

必须紧凑安排压实，碾压设备紧跟摊铺设备（摊铺机整平板）碾压，初始碾压温度为155℃～165℃，不低于150℃。然后进行复压、终压，碾压终了温度110℃～120℃，不低于100℃。低温时不准施工，碾压完毕后封闭交通，待路面温度在50℃以下时可以通车。压实工艺组合与遍数应根据实际情况通过试验段试铺确定。

2.3接缝施工

接缝施工同正常的路面施工相同，一般横缝采用平接缝，摊铺前应涂刷粘层材料，摊铺后应充分压实，连接平顺。纵缝应避开行驶车辆的轮迹，而且要与中面层纵向接缝错开20 cm以上。纵缝采用热接缝，施工时应将梯队作业摊铺的混合料部分留下10～20 cm宽暂不碾压，作为后摊铺部分的高程基准面，最后作跨缝碾压以消除缝迹。在横向施工缝开始施工时，必须控制好平整度，不宜人工补料调整平整度，同时要及时碾压，防止料温损失无法压实。摊铺过程如果出现较长时间中断，应设置施工缝。

3质量控制

3.1生产的质量控制

高模量沥青混合料的生产质量控制是从生产配合比开始直至最终生产结束，是不断检测所生产的混合料同设计混合料配合比差距大小和检验其路用性能的过程，用以调整拌合过程。检测的项目、频率与质量标准如表1所示。

3.2摊铺现场质量管理

施工过程中必须加强沥青混合料温度的检测，包括混合料到场温度、摊铺温度、终压温度等，检测结果予以书面记录。

摊铺过程中设专人检查摊铺完的沥青路面质量，发现离析、油斑、明显轮迹、裂缝、不平整等缺陷及其处理情况要予以记录。紧跟摊铺机后用插尺检测松铺厚度，并予以记录。

3.3施工后沥青面层的质量检验

施工后沥青面层质量按表2进行检测，其余检测项目按现行施工技术规范进行。

4结语

迅速分散高模量添加剂是拌匀混合料的基础, 延长干拌时间5 ~10 s能够满足拌合要求。由于沥青可能会离析,不应在贮料时间过长，且贮料仓里的量不宜过大。采用人工添加的方式易产生人为因素影响，提倡使用机械的方式进行批量生产，但对于一些使用量较少的工程，为达到经济合理的使用，可以采用固定拌量人工投放的方式。由于掺入了高模量添加剂，拌合温度比拌普通沥青混合料提高了10℃~20℃左右。沥青加热温度掌握在160℃~170℃；矿料加热温度在185℃~190℃；矿粉和添加剂不加热；混合料出料温度控制在170℃~185℃(实际施工时的温度范围)，当混合料温度超过了195℃时，予以废弃。

温度控制的精确与否是高模量沥青混合料施工成败的关键，在施工的每一个环节都应严格检测温度，保证各个环节的温度要求。针对可能出现的运输过程、摊铺过程和碾压过程中温度降低过大，应采取有效方法控制，使施工能够顺利进行。

参考文献：

[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出

版社,2001.

[2]JTJ F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[3] 陈历志,马峰.HMAC高模量沥青混凝土路面施工工艺[J].

山西建筑,2007,(18).

篇9：高模量沥青混凝土的应用

关键词：高模量沥青混凝土,施工工艺,外掺剂

高模量沥青混凝土是一种新型路面结构, 因其整体模量较高, 抗疲劳性能良好等特点, 正在逐渐受到重视。高模量沥青混凝土在国外的使用已经比较成熟, 但是在中国, 针对高模量沥青混凝土的研究还处于初期阶段, 对于施工过程中各项环节的控制还缺乏成熟经验。本文结合扶项高速公路实体工程, 通过铺筑高模量沥青混凝土试验路, 系统地研究了高模量沥青混凝土配合比设计以及施工环节的控制方法, 对高模量沥青混凝土的施工工艺进行分析和总结, 为今后高模量沥青混凝土路面的推广应用提供基础。

1 原材料

在法国主要通过两种途径来提高沥青混凝土的模量:一种是使用低标号沥青, 即30#以下的沥青, 主要采用的是20#沥青;另一种是使用高模量添加剂。使用第一种途径的比例约为高模量沥青混凝土总产量的70%左右, 第二种途径约占30%, 而随着高模量专用添加剂产品的日益成熟, 其所占的比例也在逐渐提高。鉴于现阶段中国低标号沥青产品并不十分成熟的现状, 确定选用高模量专用外掺剂作为提高模量的途径。所用各种原材料的情况如下:

1.1 矿料

采用干净、坚硬、耐磨的荥阳石灰岩矿料, 其各项技术指标满足规范标准的要求。矿粉为石灰岩加工而成, 矿粉采用矿粉罐车直接将矿粉打入拌和楼矿粉罐, 以备生产时使用。

1.2 外掺剂

选用法国PR公司的PR Module专用外掺剂, 外掺剂的技术指标见表2, 按照使用要求, 外掺剂的推荐用量为沥青混合料的0.6%~0.8%, 本研究采用的用量为0.7%。

1.3 沥青

高模量沥青混凝土主要用于交通量较大、受力环境较为恶劣的路段, 因此选用规范中的A级沥青作为高模量沥青混凝土的沥青材料。根据气候条件, 采用SK-70#沥青。其主要技术指标见表2。

2 配合比设计

依据道路设计要求, 试验路段面层结构型式为:4cm细粒式SBS改性沥青混凝土AC-13+6cm高模量沥青混凝土HMAC-20+8cm粗粒式沥青混凝土AC-25。试验路采用的是该路段原中面层结构的生产级配, 根据前期的室内性能试验结果来看, 此级配能够满足路用性能要求, 其合成级配配合比见表3。

外掺剂在混合料中熔化后一方面形成加筋作用, 另一方面也会裹覆一定量的沥青, 所以使用外掺剂的高模量沥青混凝土比普通沥青混合料的最佳沥青用量有所提高。试验中高模量外掺剂掺量为沥青混合料总质量的0.7%, 根据前期试验成果, 并在施工方前期试验和实践的基础上, 采用4.08%、4.38%、4.68%三种油石比进行平行试验, 按马歇尔试验方法确定最佳油石比。试验结果见表4。

按照《公路沥青路面施工技术规范》 (JTG F40-2004) 中的马歇尔试验技术要求, 并考虑沥青混合料工作性以及经济性, 确定试验路的最佳油石比为4.38%。

考虑到高模量沥青混凝土的特殊性, 其力学性能是否得到改善是配合比设计结果是否可行的重要因素, 因此在配合比设计验证试验中首先增加了力学性能测试。作为对比, 同时对使用外掺剂和不使用外掺剂的两种沥青混凝土的20℃抗压回弹模量进行测试, 结果见表5。

试验结果显示, 对两种不同级配沥青混合料而言, 外掺剂的应用使得混合料的抗压回弹模量平均提高约40%左右。这说明PR Modulus外掺剂对HMAC的抗压回弹模量有显著提高。

混合料其它验证试验结果见表6, 表中数据显示, 高模量沥青混凝土抵抗高温车辙、低温变形和水损害的性能均能满足技术规范中的相关要求。尤其是混合料的高温性能, 远远超过规范要求, 外掺剂的使用在提高混合料力学性能的同时, 也相应改善了混合料抵抗高温变形的能力, 说明这种高模量沥青混凝土具有较强的承载能力和抵抗高温变形能力。

3 混合料生产

在高模量沥青混凝土的生产过程中, 如何准确快捷地投放外掺剂、控制混合料的拌和时间以及拌和温度是关键性的环节。其中拌和时间主要指外掺剂与集料的干拌时间, 由于外掺剂是颗粒状, 既要保证其能够在有限的时间内完全熔化, 又不过多延长拌和周期;另外, 外掺剂的加入使得混合料的粘度增加, 温度控制不当, 则会造成混合料拌和不均匀, 结团等现象。

3.1 外掺剂的添加

外掺剂加入的时机和方式对于拌和效果至关重要。由于拌和楼每盘拌制沥青混合料3吨, 根据外掺剂掺量为沥青混合料的0.7%的要求, 计算得每盘料中外掺剂添加量为21㎏。在试验路铺筑前先将外掺剂全部分装成21㎏的小袋, 根据外掺料的技术要求和现场的施工条件, 决定将分装好的外掺料放置于拌和仓附近, 通过人工方式从拌和楼的进料口添加进去。采用外掺剂事先分装、人工投放的方式虽然较好地完成了混合料的生产, 但是考虑到今后高模量沥青混凝土大规模生产的需要, 建议改装现有拌和仓, 增加外掺剂的计量装备, 实现外掺剂添加的自动化。

3.2 外掺剂干拌时间确定

为了保证外掺剂的充分熔化, 外掺剂加入拌和仓后需要与热集料进行一段时间的干拌过程。确定干拌时间经历了两个阶段, 首先在试验室内初步确定干拌时间, 再通过拌和楼试拌调整干拌时间。

试验中分别用0秒、5秒、10秒、15秒、30秒进行干拌后, 用肉眼进行观察, 发现0秒和5秒均有不同程度的结团现象, 15秒及30秒PR Module颗粒分布均较为均匀, 掺加沥青拌和后能够充分熔化且无结团, 同时考虑到过长的干拌时间会造成拌和周期变长, 大规模生产时拌和楼的生产效率会显著降低, 因此选取15秒作为外掺剂的干拌时间。

ÅÅ拌和楼试拌时, 对前几盘试拌的沥青混合料一一进行仔细观察, 结果发现有少量PRModule未融成扁平状, 仍然表现出较硬的特性。经研究决定把集料与外掺剂的干拌和时间延长2秒, 即干拌时间设置为17秒。经过连续观察, 延时后拌出的混合料中无外掺剂不熔情况, 满足技术要求。

3.3 拌和温度控制

通过室内试拌试验发现, PR Module添加剂在175~180℃与集料干拌17s, 能使添加剂迅速软化成不规则的扁平状, 与集料具有很好的相融性, 分散均匀、无凝结成团现象。考虑到高温拌和有利于添加剂迅速软化, 可减少HMAC混合料的拌和时间, 因此高模量沥青混凝土拌合温度应该高于普通沥青混合料, 在考虑到室内拌合会有较多的热量散失, 最终确定HMAC的拌和温度为170℃~175℃。

3.4 试验路铺筑

由于高模量沥青混凝土具有沥青含量高、粘性大的特点, 施工过程中要求严格控制摊铺和碾压温度, 施工温度控制范围见表7。混合料运输采用大吨位自卸汽车, 每辆运输车到现场均测量混合料温度, 温度低于摊铺温度时, 混合料不得卸车。沥青混合料摊铺由两台摊铺机联合作业, 摊铺宽度为13米, 因为高模量沥青混凝土拌和产量相对较低, 为避免拌和楼料供应不上, 摊铺机速度控制在1.0-1.5m/min。为了防止高模量沥青混合料温度降低时变硬, 宜在两台摊铺机后紧跟两台压路机同时进行碾压, 以确保路面压实效果。具体碾压方式组合如下:双钢轮静压一遍+轮胎压路机碾压7遍+双钢轮压路机静压2遍。控制压实温度使得初压为160℃~170℃, 碾压速度为1.5~2.0 km/h, 复压140℃~160℃, 碾压速度为2.0~3.0km/h, 终压在120℃~140℃, 碾压速度为3.0~4.0 km/h, 碾压终了温度要求在120℃以上。

5 试验路检测

高模量沥青混凝土试验路施工后, 为检验施工质量, 对试验路的压实度、平整度、渗水系数、弯沉等指标进行检测, 检测结果见表8。

检测结果显示, 高模量沥青混凝土试验路的压实度、平整度、渗水系数和弯沉均能满足规范要求, 且水平较为稳定, 说明施工中采用的碾压组合以及对温度的控制范围适合高模量沥青混凝土的施工。

在试验路通车后八个月, 分别对高模量沥青混凝土试验路段进行跟踪检测, 发现路面无明显车辙和开裂现象。采用落锤式弯沉仪对试验路段和正常路段进行弯沉检测, 并反算出路面结构综合模量, 检测结果见图1和图2。

从图2中可以看出, 用FWD检测三个车道的反算模量比正常路段的要高, 虽然反算出来的模量属于沥青面层的综合模量, 但由于其他结构层相同, 综合模量的差异也能反映HMAC中面层和SBS改性沥青混凝土中面层力学性能的差异, 结果说明高模量沥青混凝土路段比SBS改性沥青混凝土路段的整体承载力好, 通车八个月后未出现明显的病害, 整体性能良好。

6 结论

高模量沥青混凝土是一种具有良好的承载能力和抗变形能力的路面材料, 本文通过系统地研究高模量沥青混凝土配合比设计以及施工环节的控制方法, 根据高模量沥青混凝土的特点调整现场施工的各项技术要点, 提出了适用于高模量沥青混凝土路面的施工工艺。

检测数据显示, 高模量沥青混凝土试验路的各项性能指标均满足施工要求, 试验路具有明显的整体性强、承载能力高等特点, 表明本研究所采用的施工方法较为合理, 施工效率高、组织严密, 降低了道路的建设成本, 适合于国内施工条件。

参考文献

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[2]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能.人民交通出版社.2001.1

[3]陈佩茹.与性能相关的法国沥青混合料设计方法.中外公路.22 (2) .2002.

[4]Capit.S, Picado-Santos, L., Pais.Design and evaluation of the bearing capacity of high modulus asphalt concrete by means of a performance-based approach.[J].Proc, 3rd Int.Symp.on Maintenance and Rehabilitation of Pavements and Technological Control.2003:485-494.

篇10：高模量沥青混凝土的应用

该项目是中铁十九局集团公司在阿尔及利亚修建的第一条高速公路, 中标M1～M7七个标段, 总计169km。该高速公路的技术标准采用法国技术标准, 双向六车道高速公路, 路基顶宽度为32m。其路面结构层为:3.5cm沥青混凝土BBM (磨耗层) ;5cm沥青混凝土BBME (连接层) ;9cm高模量沥青混凝土EME2-2 (基层) ;10cm高模量沥青混凝土EME2-1 (底基层) ;40cm厚级配碎石垫层。计算行车速度80km/h。

1.1 地形地貌

该地区属谢里夫 (Chlef) 盆地及盆地边缘丘陵区, 丘陵区山坡坡度15°～30°, 基岩裸露, 植被不发育;谢里夫 (Chlef) 盆地区地形平坦, 多为第四系冲积地层覆盖。乡间能通行农用车的便道较多, 谷底山顶相对高差50～150m。

1.2 地质情况

Chelf盆地是一个内部多山型的盆地, 该地区组成了表现为特利安山系山地内部凹地的谢里夫 (Chlef) 盆地的东部部分。它的北部与达赫拉 (Dahra) 和布-马阿得 (Bou-Maad) 山相接, 南部与乌阿尔斯尼斯 (Ouarsenis) 山相连。

路线穿越明显的地质学层系, 从很古老的白垩纪构造, 经过早第三纪和晚第三纪构造, 到第四纪和现代构造。线路穿越的地层构成, 谢里夫 (Chlef) 盆地区为第四纪的冲积层, 地层表现为卵石、沙子及粘性土互层堆积物;该盆地边缘丘陵区基岩裸露, 岩性为石灰质凝灰岩, 岩质较坚硬, 表层多见圆形空洞, 表现出众多喀斯特地貌特征。

1.3 水文地质

该地区反差非常强烈。其特点是:北部为达赫拉 (Dahra) 山地高原, 南部为乌阿尔斯尼斯 (Ouarsenis) 山地高原, 被乌埃得·谢里夫 (Oued Cheliff) 谷地隔开。该地区的气候是半干燥的, 夏热冬冷。表现为冬季寒冷 (10.3℃) , 夏季干燥 (平均为26.6℃) , 七月份最高气温可达46℃。

Chelif平原的降雨量呈现出每年之间的不规律性, 估算平均降水量为467.2mm/年。这一地区通常有5个月的雨季 (11月至3月) , 以及7个月的干旱季节 (4月至10月) 。年蒸发总量介于1400～1600cm之间, 相当于地区年降雨量的两倍。

地质地震:根据D.T.R-B.C.2.48 《Règles Parasismiques Algériennes》 (RPA99/version2003) 技术规范资料中介绍的偶发性地震地点分析及路线经过地区地质情况, 本项目区域内高地震频发区 (Ⅲ区) 。

2 EME高模量沥青混合料

2.1 集料

阿尔及利亚东西高速公路执行法国规范和技术标准, 对路面石料要求比较严格。首先由于法国的级配筛孔的选择与我国不同, 其集料分档亦有自己的特点, 集料采用0～2mm、2～6.3mm、6.3～10mm、10～14mm四种矿料组成。其中0～2mm为填充细料。其次他们将集料的质量评价分为碎石的固有特性试验和生产特性试验;固有特性试验包括有效密度、吸水性、洛杉矶、微的瓦尔磨耗以及磨光值等;生产特性试验包括粒径、扁平率、棱角性、洁净度等。对于用于BBM、BBME, 所采用的碎石扁平率不大于12%, 表面清洁度不大于 2%。

2.2 外加剂

高模量沥青混合料使用的外加剂是产自法国的PR PLAST S (简称P.s) 和PR PLAST MODULE (简称P.m) , 外加剂的外形为颗粒状, 颜色为暗灰色, 尺寸为2～3mm, 这种外加剂能明显的改善沥青混合料高温抗变形、低温抗开裂及耐久性能。该产品在法国及欧洲数十国家已有超过15年以上的高等级公路应用经验, 已证明能充分提高沥青混合料的众多特征, 特别是抗车辙变形的特征, 尤其适合气候恶劣及交通重载地区。具有成本低、工艺简单、对各种沥青相融性好的特点。

2.3 沥青

沥青使用的是针入度40/50级沥青, 其关键指标是软化点和60℃。沥青指标见表1。

3 配合比设计及性能检验

3.1 配合比设计

EME2沥青混合料采用旋转压实成型方法, 级配范围沿用法国标准。根据现场材料的品质及设计要求, 通过计算、试配及调整后确定配合比, 见表2。混合料油石比为5.7%, 外加剂0.6%。

法国规范对沥青混合料压实后的体积性能要求有别于SUPERPAVE设计方法, 设计压实次数时的空隙率要求见表3。涉及沥青最小用量的考虑, SUPERPAVE设计方法应用沥青膜厚度, 我国马歇尔设计方法应用饱和度, 法国则用沥青丰度系数, 其计算方法更接近沥青膜厚度计算方式, 计算公式如下, 其指标要求见表4。我集团公司设计的混合料压实性能见表5。

$\text{Κ}=\frac{\text{Τ}\text{L}}{\text{α}\sqrt[5]{{\displaystyle \sum }}}$

式中:TL—胶结料用量 (油石比/集料质量) ;

a =2.65/Gse (Gse为集料的有效相对密度)

100∑=0.25G+2.3S+12s+135f

G—%, >6.3mm通过率;

S—%, 6.3和0.315mm之间通过率;

s—%, 0.315和0.08mm之间通过率;

f—%, <0.08mm通过率。

3.2 混合料的物理力学性能检验

沥青混合料配合比完成后, 由法国巴黎国家试验室对EME高模量沥青混凝土进行物理力学性能检验, 检验合格后方可施工。试验方法和指标要求见表6。

4 施工方法

EME高模量沥青混凝土施工方法与国内路面沥青混凝土施工方法基本相同。由于掺加有PLAST外加剂需要拌和时间延长, 其他工序基本相同。施工顺序:下层检测→混合料的拌和→混合料的运输→混合料的摊铺→碾压→接缝处理→交通管制。

4.1 施工准备

封层验收完毕后, 进行测量放线工作, 每10m1根钢钎 (曲线段加密5m1根) , 采用钢丝绳引导的高程控制方法, 10cmEME2沥青混合料的松铺系数通过试验段得出为1.21, 摊铺碾压设备提前就位。

4.2 混合料拌和

由于添加外加剂, 要有充分的拌和时间和严格的温度范围。EME2拌和时间, 干拌12s, 湿拌34s, 总的拌和时间为46s。骨料加热温度为180～190℃, 沥青加热温度为150～160℃, 出料温度为175～180℃, 弃料温度200℃以上。在此拌和时间和温度控制下, 能够使沥青混合料搅拌均匀, 可以观测到外加剂溶化后的细丝状。

混合料的拌和采用意大利玛连尼拌合站, 型号为J3000, 额定功率为280t/h, 由于掺加有PLAST外加剂需要拌和时间延长, 实际产量为220t/h, 该站配有自动打印系统, 可以逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度, 施工前被当地质检部门标定合格。

4.3 混合料运输

沥青混合料的运输采用20t的自卸车。在装料前, 安排专人把车箱底板及侧板清洗干净, 并刷一簿层油水 (用含柴油量为20%油水) 。沥青混合料装入车箱时, 分三次进行, 先装车箱前部, 再装车箱后部, 最后装车箱中部, 以减少沥青混合料离析现象。沥青混合料从装车点到施工点之间的运输时间应该小于2h。每辆运输车两侧采取了保温措施, 备有棉篷布, 在运输过程中进行保温和防尘。卸料时, 运料车在摊铺机前10～30cm处停住, 不得撞击摊铺机而对平整度产生影响。卸料过程中, 运料车挂空档, 靠摊铺机推动前进。

4.4 混合料摊铺

沥青混凝土的摊铺采用一台摊铺机单幅全幅摊铺, 摊铺机组装宽度为12.25m, 摊铺机行驶速度控制在1.5～2.5m/min, 收料斗涂刷少量色拉油防止粘料。摊铺机开工前提前0.5～1h对熨平板进行预热, 温度不低于100℃。开始摊铺前应保证5辆以上的料车, 避免停机待料现象的发生。混合料的摊铺温度不低于165℃。摊铺机配备熨平板自控装置, 能通过传感器控制标高和平整度, 精度在±0.1%范围内。

4.5 混合料碾压

沥青混合料的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则, 按照先轻后重、由低向高的顺序进行。沥青混合料开始碾压时, 首先双钢轮前进静压, 后退震压 (弱震) , 然后胶轮碾压3遍, 双钢轮振压2遍, 最后双钢轮静压2遍。碾压时双钢轮尽量紧跟在摊铺机后面, 保证作业组的跟进长度为最小, 该长度与气候有关, 确保摊铺机的压实平台与最后一台压路机之间的距离不超过60m。可以减少摊铺后的温度损失, 开始碾压时的混合料的内部温度不低于160℃, 在碾压期间, 相邻碾压带应重叠1/3～1/2的碾压轮宽度, 为避免碾压时混合料推挤产生拥包, 碾压时应将驱动轮朝向摊铺机, 碾压路线及方向不应突然改变, 压路机起动、停止必须减速缓行, 不准刹车制动。

4.6 接缝处理

施工横缝在当天施工完成后, 在还未完全冷却前, 人工用三米直尺沿纵向位置检测, 以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置, 用切割机切成垂直横缝, 并将切除部分清走。第二天将接缝断面清扫干净并刷粘层油后进行摊铺。摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺, 人工用铁锹铲除原路面上的混合料, 漏出接口。碾压接缝时, 用双钢轮压路机横向碾压, 前进静压, 后退振压, 碾压宽度为20～50cm, 双钢轮压路机20～50cm的位置在新铺的混合料上碾压, 当压路机通过以后人工清除原有路面上的混合料, 漏出接口, 用三米直尺监测接缝位置, 高的部位要铲除, 低的部位用筛子筛细料填补, 直到用三米直尺监测合格后正常碾压。

4.7 封闭交通

每天施工完成的路段应封闭交通, 禁止任何车辆通行, 直至成型路面完全冷却至常温以下。必要时可采取洒水车洒水降至50℃以下后开放交通。

5 施工质量检测控制

施工过程质量控制是质量的重要环节, 进行工后质量检测尤为重要。以下是对已施工的EME2-1沥青混凝土路面工程的质量检测, 该工程质量项目及频次见表7, 施工中的部分检验结果见表8、表9。检验结果均合格。

6 结束语