沥青路面设计与养护技术发展课件

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沥青路面设计与养护技术发展湖北交通工程检测中心主要内容沥青混合料结构设计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主要内容沥青混合料结构设计一、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一、沥青路面设计沥青路面结构设计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计控制指标，必要时验算沥青面层剪应力。1沥青路面结构设计交通量调查Ne－容许弯沉LR沥青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√√√耐疲劳性能√沥青面层结构设计结构层次表面层中面层下面层抗滑性能√抗裂性能厚度设计－弯沉设计选择路面结构层组合计算交通量Ne确定路面材料模量E1选定某些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Lr弯拉设计厚度设计－弯沉设计选择路面结构层组合计算交通量Ne确定路面材弯拉设计选择路面结构层组合计算交通量Ne确定路面材料弯拉模量Es计算最大弯拉应力路面结构层厚度确定结构层容许弯拉应力σm≤σR调整厚度гm≤г

R弯拉设计选择路面结构层组合计算交通量Ne确定路面材料弯拉模量2、材料试验与质量控制沥青、改性沥青碎石矿粉天然砂纤维2、材料试验与质量控制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)60~80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1570号A级沥青技术指标技术指标规定值针入度（25℃,100g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)40-60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（℃）75闪点（COC）最小（℃）230运动粘度135℃,最大（Pa.s）3溶解度（三氯乙烯）最小（%）99弹性恢复（25oC,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163℃85min质量损失最大(%)±1.0针入度比(25℃)最小(%)65延度（5℃）最小(cm)15改性沥青技术指标技术指标规定值PG等级PG76-16针入度(材料质量—碎石压碎值％<25洛杉矶磨耗损失％≤30

磨光值BPN≥42视密度t/m3≥2.50吸水率％≤2.0

对沥青的粘附性≥4级

坚固性％≤12细长扁平颗粒含量％≤15泥土含量％≤1软石含量％≤1材料质量—碎石压碎值％<材料质量—矿粉•视密度（g/cm3）≥2.5•含水量（％）≤1•粒度范围•<0.6mm（％）100•<0.15mm（％）90－100•<0.075mm（％）75－100•外观无团粒结块•亲水系数<1•塑性指数<4•矿粉存放应搭棚，防潮材料质量—矿粉•视密度（g/cm3）≥2.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－7.5±1.0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mm63热拌沥青混合料设计方法

马歇尔法38州1984年调查维姆法18州Superpave法40州2002年调查与性能相关的设计法澳大利亚、英国、法国3热拌沥青混合料设计方法马歇尔法38州1984年美国沥青混合料设计方法调查1984年美国沥青混合料设计方法调查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混合料设计目标抵抗永久变形3.1马歇尔混合料设计方法3.1马歇尔混合料设计方法马歇尔混合料设计方法

BruceMarshall在30年代末为密西西比州公路局开发WES1943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

BruceMarshall在30年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

马歇尔混合料设计方法优点:3.2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1984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3.2维姆混合料设计维姆于1920年代为加州公路沥青路面开发试验设备维姆搓揉压实机维姆稳定度仪试验设备维姆搓揉压实机维姆稳定度仪维姆混合料设计优点: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维姆混合料设计优点:3.3Superpave设计美国战略公路研究计划（SHRP）重要成果历时5年，1988~1993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。3.3Superpave设计美国战略公路研究计划（SHRP沥青路面设计与养护技术发展课件Superpave集料级配1000.075 .3 2.36 12.5

19.0通过百分率设计集料结构筛孔位于筛孔尺寸（mm）的0.45次方位置Superpave集料级配1000.075 .3 Superpave混合料体积设计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Superpave混合料体积设计旋转压实机更接近现场的压实Superpave混合料体积设计步骤（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Superpave混合料体积设计步骤（1）材料选择（1）材料选择－沥青标号根据工程所在地区的气候，确定初始等级；重载交通提高1~2个等级慢速交通提高1个等级（1）材料选择－沥青标号根据工程所在地区的气候，确定初（2）集料结构设计使用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。（2）集料结构设计使用Superpave旋转压实机评价至少三（3）沥青用量设计用各种不同的沥青用量来压实混合料，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。（3）沥青用量设计用各种不同的沥青用量来压实混合料，然后选定（4）混合料水敏感性评价用AASHTOT283“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（4）混合料水敏感性评价用AASHTOT283“压实Superpave混合料要求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Superpave混合料要求混合料体积性质混合料空隙率要求胶结料%空隙率不管在任何交通量水平设计压实次数N设计时空隙率为4%4混合料空隙率要求胶结料%空隙率不管在任何交通量水平设计压实次混合料VMA要求

矿料间隙率

9.5 15.012.5 14.019 13.025 12.0 37.5 11.0公称最大粒径(mm)最小VMA%胶结料%VMA最大值不宜高于最小值2个点混合料VMA要求

矿料间隙率9.5 15.混合料VFA要求

沥青填隙率

<0.3 70-800.3to<3 65-783.0to<30 65-75>30 65-75交通量106ESALsVFA范围%胶结料%VFA混合料VFA要求

沥青填隙率

<0.3 7混合料粉胶比要求1001009283654836221594小于0.075材料重量%

有效沥青重量%0.6<<1.2混合料中未吸收的沥青粗级配混合料粉胶比0.8~1.6混合料粉胶比要求100小于0.075材料重量%0.6<Log旋转压实次数8486889092949698100%GmmNini极限Nmax极限NmaxNini混合料压实特性Log旋转压实次数8486889092949698100%%GmmLog旋转压实次数10 100 1000弱集料结构强集料结构集料压实性评价%GmmLog旋转压实次数10 100 1000弱集Superpave评价优点：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Superpave评价优点：3.4我国配合比设计目标配合比设计生产配合比设计生产配合比检验工程施工马歇尔方法3.4我国配合比设计目标配合生产配合生产配合工程施工马歇尔1、目标配合比设计•设计原则：应根据各结构层的不同功能进行设计。•设计方法：目标配合比设计采用马歇尔法。•目标配合比确定后要进行水稳定性和动稳定度检验。1、目标配合比设计•设计原则：应根据各结构层的不同功能进目标配合比设计指标技术指标上面层中面层击实次数75（9/125/205）75稳定度（KN）88流值（0.1mm）20~5020~40空隙率（%）3~6(4)4~6饱和度（%）65~7565~75矿料间隙率（%）14-1613-15残留稳定度（%）min8075动稳定度（次/mm）min30001000残留强度比（%）min8080弯拉强度（Mpa）min

目标配合比设计指标技术指标上面层中面层击实次数75（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。•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6％，上面层建议不用天然砂。目标配合比设计试验•试验温度：根据沥青粘温曲线确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，级配偏差：0.075mm±1.5％；2.36mm、4.75mm及最大公称尺寸：±3％；其它筛孔±5％；•生产配合比检验：OAC、OAC±0.3油石比的马歇尔指标，OAC动稳定度和水稳定性。2、生产配合比设计•根据目标配合比、拌和机热料仓配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；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；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0.075mm、2.36mm、4.75mm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0.3-0.6mm处出现“驼峰”。经设计确定的标准配合比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。3、生产配合比验证－

试验路施工按照生产配合比进行试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。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，小型病害二、国际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、温拌沥青混合料二、国际沥青路面新技术及新进展1、长寿命路面

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（APA）关于永久性路面的定义为：路面使用年限至少为35年，并且在使用年限内确保路面不发生结构性破坏，只需进行功能性养护，平均罩面时间不小于12年。关键是要树立全寿命周期费用新理念。1、长寿命路面长寿命路面在美国被称作长效性或永久性路面40伊利诺斯30科罗拉多35克罗地亚50加里福尼亚40华盛顿35俄亥俄30肯萨斯40弗吉尼亚使用期州名美国各州关于永久性路面的使用年限

40伊利诺斯30科罗拉多35克罗地亚50加里福尼亚40华盛顿日本长期使用路面研究概述

在日本，长期使用路面简称LSP，它的设计目标是拥有2倍于现行路面的使用性能，因功能破坏而维修的周期在15年以上，结构性寿命在40～60年。日本长期使用路面研究概述在日本，长期使长寿命路面设计

综合相关国家的研究，长寿命路面是指路面设计寿命超过40年的路面结构。长寿命路面设计综合相关国家的研究，长寿长寿命路面主要特点在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路面的损坏只发生在表面功能层；路面性能大幅提高，早期病害明显减少；只进行日常养护，寿命周期内不需要进行结构性大修；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。长寿命路面主要特点在设计寿命期间，不发生结构性破坏，路面的损设计寿命初期服务水平使用期末服务水平设计寿命

表面功能层

主要承重层

路面结构损坏

表面功能层维修长寿命路面寿命示意图

设计寿命初期服务水平使用期末服务水平设计寿命表面功能层长寿命路面设计标准表面功能层寿命应达到8年以上；主要承重层寿命应达到40年以上；各层强度控制指标选用相应规范进行验算。长寿命路面设计标准表面功能层寿命应达到8年以上；长寿路面结构设计表面功能层3~5cm沥青路面结构层12~24cm联结层或柔性基层15~24cm沥青面层总厚度20~45cm半刚性基层36~60cm路面结构总厚度76~100cm长寿路面结构设计表面功能层3~5cm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模型用来计算净值（NPV）寿命周期费用分析（瑞典）—建设费、养护费、用户费用、安全费用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20~30%，总费用节约20~40%。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22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（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。NCAT试验研究（1）研究路面设计的季节特性和路面反应特性；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3沥青胶结料性能试验方法评价

（欧洲沥青协会)—系统地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。橡胶沥青特点耐久性好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。橡胶沥青的制备工艺橡胶粉的粒度选择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沥青粘度与胶粉粒度的关系由图可见，60目胶粉所制备

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，其变化范围为15％～30％（外掺），大致可分为：(1)橡胶沥青薄膜（封层），用量约为25％～30％(2)间断级配（开级配）磨耗层，用量约为20％～25％(3)SMA路面，用量约为15％～20％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170～180℃范围内比较适宜。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。

橡胶沥青搅拌时间橡胶沥青在制备过程中，适宜的搅拌时

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℃橡胶沥青的性质材料针入度软化点粘度弹性恢复基质沥青6橡胶沥青的粘温关系曲线基质沥青橡胶沥青

橡胶沥青的粘温关系曲线基质沥青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胶粉改性沥青的性能材料针入度针入度温度系数针入度

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。橡胶沥青的生产橡胶沥青路面施工，最重要的就是首先要加工橡橡胶沥青的生产工艺流程沥青储存罐快速升温热交换器废旧轮胎橡胶粉快速预拌搅拌反应橡胶沥青生产基本工艺流程

橡胶沥青的生产工艺流程沥青储存罐快速升温废旧轮胎橡胶粉快速预

5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

5降噪路面沥青路面声音性能试验的经验和研究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3~5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。我国排水降噪路面－OGFCOGFC路面空隙率高，稳定度低，飞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30~50℃。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50％以上，降低沥青烟排放90％以上，节约燃油20-30%。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。

温拌混合料性能与应用WMA可以用于沥青路面的各结构层；几种温拌沥青技术乳化沥青温拌技术—Evotherm®

有机蜡添加剂法温拌技术—Sasobit®

沸石降粘温拌技术—Aspha-Min®

泡沫沥青温拌技术—WAM-Foam®

几种温拌沥青技术乳化沥青温拌技术—Evotherm®

Evotherm

温拌技术Evotherm温拌技术由美国MeadWestvaco公司研发。EvothermEmulsionTechnology(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50℃~60℃EvothermDAT

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40℃~50℃。Evotherm3G

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30℃~40℃。Evotherm温拌技术Evotherm温拌技术由美两代技术的比较（能耗和排放）乳化沥青水汽直投式水汽两代技术的比较（能耗和排放）乳化沥青水汽直投式水汽

Sasobit

温拌技术南非SasolWax公司的产品。一种从煤气化中生成的石蜡化合物。Sasobit分子是含有40~120个碳原子的长链脂肪烃，沥青中的蜡分子只含有22~40个碳原子。推荐掺量为沥青质量的3%。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。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。国内已有数条试验路上海、辽宁、河北、广州、江苏、重庆等省份。Sasobit温拌技术南非SasolWax公司的产品Aspha-Min

温拌技术德国Eurovia公司研发白色超细粉末，内部为连通多孔结构，比表面积大，可吸收其质量21%的水分。Eurovia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℃。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20℃~30℃。Aspha-Min温拌技术德国Eurovia公司研发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（90℃~110℃）的条件下拌和均匀。技术的关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。WAM-Foam温拌技术壳牌国际石油公司和Kolo-Ve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。温拌沥青技术的优势节能：可节省燃油30%以上。温拌与热拌体积指标的比较比较指标AC13AC20温拌热拌温拌热拌空隙率VV,%3.93.84.03.9油石比,%5.05.04.54.5VMA,%14.0413.8713.1213.01VFA,%72.2372.8568.2169.02温拌与热拌体积指标的比较AC13AC20温拌热拌温拌热拌空隙Evotherm温拌混合料和热拌沥青混合料性能比较Evotherm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

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130～140（冬季）120～130（夏季）混合料摊铺温度不低于120开始碾压温度不低于110碾压终了温度不低于70温拌改性沥青混合料推荐施工温度范围施工工序温度（℃）SBS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三、沥青路面养护技术及新进展沥青路面小修养护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”沥青路面养护新理念病害发现立足于“早”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；养护目的提高路面使用品质延长路面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养护目的提高路面使用品质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。

高速公路沥青路面养护特点养护要及时养护规范的缺陷“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养护规范的缺陷“预防为主，防治结合”的原则1、小修养护工艺裂缝车辙坑槽、松散、拥包翻浆沉陷1、小修养护工艺裂缝车辙坑槽、松散、拥包沉陷流动性车辙特殊路段应掺入路面增强材料等增强抗车辙能力的措施；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，坏到哪一层，处理到哪一层；铣刨宽度按照层间两侧错开15~20cm，两头错开50~100cm；施工工艺与沥青路面相同。流动性车辙特殊路段应掺入路面增强材料等增强抗车辙能力的措施；水损坏类病害－原因分析集料与沥青粘性不良集料含泥量偏高

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中细集料偏多油污染压实度偏低水损坏类病害－原因分析集料与沥青粘性不良空隙率与水稳定性的关系空隙率与水稳定性的关系动稳定度与压实度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%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≥963~8≤3(最大间隙值)沥青路面养护质量建议标准养护质量标准实测项目路面结构压实度（％）空隙率（％）平整度（坑槽（松散）、拥包－挖补法确定范围，按“圆洞方补、斜洞正补”划轮廓线；挖除损坏的沥青面层，清理残渣，涂刷粘层油；根据坑槽大小，采取称重方法将适量的沥青混合料填入坑槽中，人工调平；纵横碾压密实；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－挖补法确定范围，按“圆洞方补、斜洞正补”坑槽（松散）、拥包－养护车修补法确定范围，将沥青路面加热到140～160℃；清除部分损坏的沥青混合料；喷洒改性乳化沥青，加入适量的新料，人工拌和均匀；人工整平后，纵横碾压密实。

坑槽（松散）、拥包－养护车修补法确定范围，将沥青路面加热到1坑槽（松散）、拥包－冷补法冷补法适用于临时修补，使用时间不宜超过6个月，厚度不宜超过10cm；挖除松散的沥青混合料，用养护车将坑槽处烘干；填入适量的冷补材料，人工整平，最后用压路机碾压密实；在条件允许时应采用热补法重新处理。坑槽（松散）、拥包－冷补法冷补法适用于临时修补，使用时间不宜翻浆－开裂引起处理挖除损坏沥青面层，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。翻浆－开裂引起处理挖除损坏沥青面层，宽度不小于80cm；翻浆－路基地下水位高检查路面状况和边沟状况；挖开损坏的沥青面层，宽度80~100cm；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翻浆，应采用水泥混凝土对管线进行保护。翻浆－路基地下水位高检查路面状况和边沟状况；沉陷处理

★现场实测高程，每2m1点，两头各延长20～50m；

★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沉陷处理★现场实测高程，每2m1点，两头各延长20裂缝－施工参数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1.4~1.7倍。裂缝－施工参数裂缝－施工参数灌缝材料的最大应力点出现在上部的两个角点处，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1~3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1.4~1.7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。裂缝－施工参数灌缝材料的最大应力点出现在上部的两个角点处，灌裂缝填封的方式裂缝填封的方式裂缝－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℃左右时用木锤打入缝中。裂缝－扩缝灌缝法采用开槽机沿裂缝进行开槽，深度4c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；3~5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。直接灌缝法用高压空气吹尽灰尘，清理松散的颗粒；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140~160℃,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。网状裂缝处理属于中下面层损坏引起的网状裂缝，按坑槽纵向裂缝处理

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1~2m1个，深度不小于3m，直径50mm，进行深层压浆，压浆过程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0.3~0.6Mpa。采用高弹性改性沥青或灌缝料将裂缝灌满。纵向裂缝处理检查路基边坡状态，是否出现垮方或松动；2养护新材料抗车辙材料灌缝料冷补材料2养护新材料抗车辙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2.1、抗车辙材料重交通公路2.1、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，从而有效地提高沥青混合料的强度。2、在140～160℃温度下能软化与沥青混合料混融。3、60℃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。5、闪点高，不含有毒物质，不会造成环境污染。抗车辙材料要求1、与沥青具有较好的相容性，能与沥青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10~20℃国内外抗车辙材料材料名称DuroflexPRAST.S海川抗材料配方Apreimat-1Apreimat-2原材料名称比例（％）原材料名称比例（％）P-140~60再生塑料85~95P-230~50软化剂5~15软化剂P-5

3~10稳定剂0.5~1稳定剂AT-1680.5~1润滑剂0.2~0.5润滑剂0.2~0.5抗老化剂0.5~1抗老化剂0.2~0.5材料配方Apreimat-1Apreimat-2原材料名称比材料物理性能指标单位Apreimat-1Apreimat-2密度(g/cm3)0.840～0.8450.842~0.846软化点（℃）140～160140~160粒径mm3～43～4颜色灰色灰色材料物理性能指标单位Apreimat-1Apreimat-2抗水损坏能力和弯拉强度项目冻融前劈裂强度（Mpa）冻融后劈裂强度（Mpa）TSR（%）AC-16（AH-70）1.0010.80380.3%AC-16+7‰Apreimat－11.5011.40793.7%AC-16+7‰Apreimat－21.481.3792.6%AC-16(PG76-22SBS)1.351.2189.6%抗水损坏能力和弯拉强度项目冻融前劈裂强度冻融后劈裂强度TSR抗车辙能力动稳定度试验：从1340次/mm，提高到12600次/mm。抗车辙能力动稳定度试验：从1340次/mm，提高到12600低温弯曲应变项目最大荷载（KN）弯拉强度（Mpa）劲度模量（Mpa）拉应变(με)AC-16（AH-70）1.4716.7379142114.3AC-16+7‰Apreimat-11.4916.9375382246.6AC-16+7‰Apreimat-21.4616.6276012184.5AC-16(PG76-22SBS)1.5717.3480092165.5低温弯曲应变项目最大荷载弯拉强度劲度模量拉应变AC-16（A交通部公路工程检测中心试验结果交通部公路工程检测中心试验结果施工性能

05年在K32~K33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；不需要延长拌和时间；不需要提高拌和温度；需要及时碾压

。该产品已于2005年申报专利，受理过程中。施工性能05年在K32~K33等长大纵抗车辙材料应用效果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。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，逐步发展，严重的发展为贯穿裂缝。外观表现为不规则，裂缝宽度不大。2.2、灌缝材料沥青路面裂缝按产生原因温缩裂缝开裂机理温缩裂缝温缩裂缝开裂机理温缩裂缝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。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。疲劳裂缝开裂机理沥青老化引起强度降低；灌缝材料技术指标检验项目实测结果要求流动性（下垂度）0≤3mm表干时间6h≤12h拉伸模量0.33Mpa≤0.4Mpa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%灌缝材料技术指标检验项目实测结果要求流动性（下垂度）0≤32.3、快速冷补材料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。2.3、快速冷补材料传统热态修补方式的弊端：研究冷补料技术要求1常温施工、施工工艺简单2保质期3~6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。冷补料技术要求1常温施工、施工工艺简单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）预防性养护措施的判断和效益；2）寿命周期分析3预防性养护3.1拖刷封层有效勉强破坏类型疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害问题的程度轻重3.1拖刷封层有效勉强破坏类型疲劳开裂问题的程度轻重3.2雾状封层（fogseal）封路面阻止松散防止沥青硬化和氧化少量稀释的慢凝乳化沥青，无集料3.2雾状封层（fogseal）封路面少量稀释的慢凝问题的程度轻重雾状封层允许的路面状况破坏类型疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害有效勉强不合适无效问题的程度轻重雾状封层允许的路面状况破坏类型疲劳开裂有效勉强阻止松散的表面氧化改善表面抗滑充填车辙/较小的路面不平整封路面表面3.3微表处

(microsurfacing)高质量的集料和改性乳化沥青的混合料阻止松散的表面氧化3.3微表处

(microsurfac微表处允许的路面状况有效勉强破坏类型疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害问题的程度轻重不合适无效微表处允许的路面状况有效勉强破坏类型疲劳开裂问题的程度轻重不封路面防止沥青硬化/氧化延缓HMA罩面层上的反射裂缝改善表面抗滑3.4石屑封缝(chipseal)将沥青和集料碾压到路面上封路面3.4石屑封缝(chipseal)将沥青和集料碾压石屑封层允许的路面状况有效勉强不合适无效破坏类型疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松