高模量沥青混合料技术

1、高模量沥青混合料技术高模量沥青混合料技术研究背景基本性质配合比设计施工工艺 国外情况国外情况： 法国是较早研究高模量沥青混合料的国家，在上世纪60年代，硬质沥青就已经在法国被应用。经过在法国十几年的发展高模量混合料已经取得了很大的进步，在提高抗车辙性能的同时也在不断改进其疲劳性能，低温性能和耐久性。取得了较好的效果。目前法国的高模量混合料的利用率已经在50%以上。在上世纪90年代将高模量沥青混合料技术引入到其国内，经过几年的的反复使用已经证明了高模量沥青混合料的较好的适用性研研 究究 背背 景景国内外的发展现状国内情况国内情况： 我国对高模量沥青混合料的研究起步比较晚，主要是借鉴国外的一些先进

2、经验。其中中石化石油化工科学研究院和辽宁省高等级公路建设局研制的高模量沥青添加剂填补了我国在这一方面的空白。 华南理工大学对高模量混合料进行了详细的研究，研究的结果表明沥青混合料的模量越高出现的车辙深度就越小，这也表明高模量沥青混合料是处理高速公路车辙问题的一个很好的方法。 高模量沥青混合料是一种由低标号硬质沥青（或者用较低标号沥青加高模量外加剂），与连续级配的集料组成的沥青混合料。（高熔点天然沥青以及聚乙烯类物质） 作用：使得沥青的黏度变大，软化点提高，针入度降低，进而提高沥青混合料的模量。基本概念基本概念定义高模量外加剂高模量沥青混合料的组成结构高模量沥青混合料的组成结构1030号粘稠沥青

3、矿料（粗集料、细集料、填料）第一种第一种3050号沥青加入高模量剂矿料（粗集料、细集料、填料）第二种第二种 模量高因而可以减少路面结构层厚度。 高模量沥青混合料多用于重载交通、高温地区、长大纵坡路段以及机场道面，主要解决路面强度不足，沥青混合料高温性能不良造成的车辙等变形类病害。特点特点适用范围适用范围 高模量沥青混合料路面能否达到预期的性能与矿料有很大的关系，连续的矿料级配是高模量沥青混合料是否能符合要求的必要条件。粗集料在沥青混合料中的作用是通过颗粒间的嵌剂作用提供稳定性，通过其摩擦作用抵抗位移。其形状和表面纹理都影响沥青混合料的稳定性，所以选择粗集料时，要严格按照粗集料的技术要求选择。

4、粗集料必须是石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、有较好的颗粒形状和棱角性的优质石料。应选用反击式破碎机轧制的碎石，严格限制集料的细长扁平颗粒含量。施工配合比施工配合比高模量沥青混合料的原材料控制高模量沥青混合料的原材料控制粗集料粗集料 细集料采用采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的的机制砂，石质为石灰岩，要求具体有良好的棱角性并严格控制洁净度；填料填料 填料宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁，不得含有泥土和有机矿物质。沥青结合料沥青结合料 沥青是沥青混合料的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量和模量高低的主要因素。高模量沥青结合料必须具有高粘度，与集料有很好的粘

5、附性，以便保证沥青混合料有足够高的弹性模量以及高温稳定性和低温韧性。因此选择沥青时，除了要注意沥青自身品质的优劣以外，还要注意沥青标号对当地环境、气温的适应性。细集料细集料填料填料沥青结合料沥青结合料高模量沥青混合料配合比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，目前沥青混合料配合比设计在国际上主要有两种，马歇尔和Super pave两种，高模量沥青混合料配合比应用最广泛的法国并没有采用以上两种方法，而是专门制定了高模量沥青混合料配合比设计方法 目标配合比设计目标配合比设计计计生产配合比设计生产配合比设计计计生产配合比验证生产配合比验证计计原材料：沥青、粗集料、细集料、填

6、料，高模量剂，都要满足相应规范的技术要求矿料的级配： 在选择级配时要使合成级配曲线靠近关键筛口的目标值，计算组成材料的配合比，根据各组成材料的试验结果，采用图解法或者电算法，计算各组成材料的用量比例目标配合比设计（法国）目标配合比设计（法国）调整配合比A：通常情况下，合成级配曲线应当尽量接近级配范围内的目标值，（不一定为级配中值，）尤其是0.063mm,2mm,6.3mm,的筛口通过率要尽量接近目标值，B：对高速公路，城市快速道路主干道等交通量大，重载路的交通，宜偏向级配下限，反之宜偏向级配范围的上限，C：对于抗车辙为主的结构层，宜偏向级配范围的上限，D：合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级

7、配不得有过多的犬牙交错，经过再三调整，仍有两个以上的筛口超过级配范围时，应进行调整或者从新设计。沥青用量：用丰度系数表示，不同混合料有一个最小值K，沥青丰度系数计算，法国的各项规定中都对最小丰度系数做出了明显的规定，实际上就限定了各种混合料最小的沥青用量。最佳油石比：在级配选择确定后，应根据实际情况，在原有的油石比确定的基础上进行两个以上的油石比，在进行混合料的旋转剪切压实成型，根据规范，有关技术指南，或经验选择路用性能和经济性能能够兼顾的最佳油石比。路用性能检验路用性能检验：高模量设计方法性能试验要比马歇尔和Superpave复杂得多，要求达到四个水平只有满足上一级要求才能进行下一级试验，目

8、标配合比设计指标中，如有一档实验无法通过有关标准和规范的要求，则需要对矿料级配和沥青用量进行调整。整个配合比周期要1个月。第一水平第二水平第三水平第四水平旋转压实和水损害高温性能模量疲劳设计环节设计环节法国法国中国中国备注备注模量提高的途径模量提高的途径低标号沥青；高模低标号沥青；高模量添加剂量添加剂需考虑两种途径的需考虑两种途径的适用性适用性级配类型级配类型EME14EME14、EME20EME20AC-20AC-20、AC-25AC-25仅限于中下面仅限于中下面层的类型层的类型关键筛口关键筛口0.063mm,2mm,4mm,6.3mm0.075mm,2.36mm,4.0.075mm,2.3

9、6mm,4.75mm75mm成型方法成型方法旋转压实仪成型旋转压实仪成型马歇尔击实仪成型马歇尔击实仪成型确定沥青用量确定沥青用量丰度系数丰度系数K K马歇尔设计方法马歇尔设计方法验证试验验证试验1 1、水损害试验、水损害试验（DuriezDuriez试验）试验）2 2、高温稳定性试验高温稳定性试验（车辙试验）（车辙试验）3 3、劲度模量试验（劲度模量试验（直直接拉伸试验，间接接拉伸试验，间接拉伸试验或复合模拉伸试验或复合模量试验量试验）4 4、疲劳、疲劳试验（梯形梁两点试验（梯形梁两点或四点弯曲试验）或四点弯曲试验）1 1、水损害试验、水损害试验（浸水马歇尔和冻（浸水马歇尔和冻融劈裂试验）融劈

10、裂试验）2 2、高温稳定性试验高温稳定性试验（车辙试验）（车辙试验）3 3、低温开裂性（弯曲低温开裂性（弯曲梁蠕变试验）梁蠕变试验）4 4、渗水系数（路面渗渗水系数（路面渗水仪试验）水仪试验）沥青混合料的拌制沥青混合料的拌制沥青混合料的运输沥青混合料的运输沥青混合料的摊铺沥青混合料的摊铺沥青混合料的压实成型沥青混合料的压实成型施工接缝的处理施工接缝的处理路面施工工艺路面施工工艺 严格控制沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。因为使用低标号硬质沥青并添加了高模量添加剂的缘故，拌合温度要比普通沥青混合料高5-10，同时在加入沥青以前，高模量添加剂需要与石料干拌10秒左右。另外，对于高模量混

11、合料，由于其沥青用量相对较高，为防止在贮料仓保存过程中混合料发生析漏，尽可能在混合料生产后迅速运送至摊铺现场。沥青混合料的施工温度控制范围内高模量沥青混合料的拌制高模量沥青混合料的拌制热拌沥青混合料的施工温度（） 根据拌和楼的生产能力、运距、计算车辆数，并采用大吨位运料车运输，在运输过程中应加盖油布，以防表面混合料降温结成硬块，到摊铺现场后，应严格检查高模量沥青混合料到场温度，确保到场温度符合要求方可卸料摊铺。料车每次完成卸料后，应及时对残留的混合料进行清理并采取合理的处理措施。沥青混合料的运输沥青混合料的运输 采用双振捣大型履带式摊铺机施工。摊铺机的摊铺速度根据拌和楼的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度等按1.53m/min予以调整选择。摊铺时保证摊铺机匀速、连续、不间断的摊铺，两台摊铺机距离宜保持在5m以内，但绝对不能超过20m，以确保摊铺质量，保证其厚度、平整度和密实度等各项指标沥青混合料的摊铺沥青混合料的摊铺 高模量沥青混合料因为使用低标号硬质沥青并添加了高模量添加剂的缘故，适合的碾压温度要比普通沥青混合料高。为了保证压实度，压路机尽量高温紧跟摊铺机碾压。原则上确保摊铺机与复压区段的压路机之间的距离不超过60米。我们采用的碾压组合如下表：沥青混合料的压实成型沥青混合料的压实成型 纵向施工缝全部采