沥青路面及绿色施工新技术

1、,沥青路面新技术及绿色施工技术 山东建筑大学 任瑞波 教授 2012年06月24日,我国公路与城市道路沥青路面主要存在的问题 对沥青路面的使用要求 公路与城市道路沥青路面结构及材料 沥青路面施工技术-沥青混合料设计方法和施工质量控制 沥青路面预防性养护技术 新的稳定型橡胶改性沥青及混合料技术 高模量沥青混合料设计及施工控制技术 温拌沥青混合料设计及施工控制技术,一、我国公路与城市道路沥青路面主要存在的问题 ,1、高温性能不足(悬浮密实结构),骨架-密实型 SMA,悬浮-密实型 AC,骨架-空隙型 PFC(OGFC),2、沥青路面裂缝（路基不均匀沉降、疲劳裂缝、低温裂缝、反射裂缝等）,3、水稳定

2、性差,4、沥青抗老化性能差,5、表面特性差(抗滑性能差),二、对沥青路面的使用要求,1、路面有足够的承载能力 2、路面结构的抗永久变形能力（抗车辙能力）强。 3、面层表面无明显泛油现象 4、表面平整、密实、微观要粗糙。 5、无明显水损坏现象 6、无明显台背沉陷和路基沉陷 7、基层质量好，路面结构形成完整的整体 8、避免或减少裂缝的出现,三、公路与城市道路沥青路面结构及材料,我国公路与城市道路上的沥青路面结构具有以下几类： 半刚性沥青路面结构、刚性基层沥青路面结构、全柔性沥青路面结构、具有柔性基层的半刚性沥青路面结构，大部分公路采用半刚性沥青路面结构： 1、半刚性沥青路面结构,面层材料：沥青混凝

3、土、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）、沥青碎石、OGFC、沥青贯入碎石、沥青表面处治等 。 半刚性基层（底基层）材料：水泥稳定材料、石灰稳定材料、二灰稳定材料、综合稳定材料等。 垫层材料：粒料材料、半刚性材料等。,2、刚性基层沥青路面 采用普通混凝土、碾压式混凝土、贫混凝土、 钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。,交通部2005年文件关于防治高速公路沥青路面早期损坏的指导意见中明确指出“要树立全寿命成本理念，降低沥青路面产生早期损坏的返修成本”，结合国外沥青路面的发展动态，针对半刚性沥青路面的种种弊端，我国未来沥青路面结构可能朝着以下主流发展： 3、全柔性沥青路面结构,柔性基层材料：大碎石

4、沥青混合料（LSM、ATB、ATPB等）沥青贯入碎石、级配碎（砾）石等粒料材料。,4、具有柔性基层的半刚性沥青路面结构,15cmLSPM,5、永久性沥青路面结构（PERPETUAL PAVEMENT） 永久性沥青路面的理念：设计的沥青路面能够使用50年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低了传统的沥青层底疲劳开裂和避免结构性车辙，由于此路面的损坏仅限于路面顶部（2.510cm），因此只需要定期的表面洗刨、罩面修复，使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建。,轮载下100150mm区域为高受力区域，也是各种损坏（主要是轮辙）的发生区域。 表面层(4075mm)，为高性能沥青混凝土，为车辆提供良

5、好的行驶界面，应具有足够的抗滑性、高温稳定性、水稳定性。 中间层(100175mm)，为高模量青混凝土，起扩散荷载的作用，应具有高模量（刚度）、抗车辙。 基层(75100mm)，为高柔性沥青混凝土，起抵抗疲劳的作用，应具备高柔性、抗疲劳、密水性能好。,美国威斯康辛州的长寿命试验路段的结构组合,永久性沥青路面结构设计一般不考虑交通量,设计标准为控制沥青层层底弯拉应变小于极限应变值,设计时所采用的荷载为在道路上行驶所能预测的最大荷载的实际车辆荷载,并考虑一定量的超载下的荷载;极限应变值现在还没统一,一般非改性沥青为60-70u,改性沥青可提高到100u。路基土垂直压应变小于200u。,对目前沥青路

6、面结构容易出现早期损坏的思考,高度重视半刚性基层沥青路面的层间处理问题,关注重载条件下的反射裂缝问题,高度重视沥青路面内部的排水问题 重载交通条件下，沥青路面结构形式多样化,四、沥青路面施工技术-沥青混合料配合比设计方法及施工质量控制,（一）、沥青混合料对原材料具体要求,1、道路石油沥青技术要求,关于针入度指数PI的确定,我国的规范规定，PI值按照3个以上温度的针入度计算得到，仲裁时以5个温度的针入度计算得到，要求回归系数不小于0.997。 PI（20-500A）/（1+50A） A25、15、30或5（必要时增加10、20）等3个温度的针入度，由式lgPAT+K求出温度敏感系数A,2、改性沥

7、青技术要求,当使用表列以外的改性剂或者进行复合改性时，应该经过试验研究制订相应的技术要求。 用于加工改性沥青的基质沥青的质量应该符合道路石油沥青中A级或者B级的技术要求。供应商在提供改性沥青的质量报告时，应该同时提供基质沥青的质检报告或者沥青样品。,粗 集 料 在集料规格中列入与沥青的粘附性指标在国外很少见，因为重要的是沥青混合料的水稳定性检验。我国有许多地区盛产花岗岩、石英岩等酸性岩石，这些石料除与沥青粘结性较差外，其他性质一般较好，使用时只要采取抗剥离措施，如掺加消石灰等，并不妨碍使用。,3、对集料技术要求,粗 集 料 SHRP研究成果对长期以来使用了胺类抗剥落剂的沥青混合料的耐久性再次提

8、出了异议后，各国更加重视采用消石灰和水泥作为主要的抗剥落剂。掺加胺类表面活性剂确实会使粘附性的室内试验结果十分满意，但这种材料的耐热性差和水溶性的缺点将随使用时间的延长，致使长期效果受到影响，甚至成了沥青的乳化剂而使沥青随水流走。,细 集 料 要求生产时采用抽吸的措施，使0.075mm的通过率不得超过10%。 高速公路的表面层一般不用石灰岩等碱性石料，如果也使用相同集料的石屑，石屑中含有较多的0.075mm以下成分，等于使用了非石灰岩成分的矿粉，那是不能允许的。,细 集 料 细集料的质量要求规定甚少，其中最主要的是洁净： 对天然砂采用小于0.075mm含量的百分数表示 对石屑和机制砂采用砂当量

9、(适用于04.75mm)或亚甲兰试验(适用于00.15mm或02.36mm)表示。,细 集 料 细集料的棱角性。是细集料的另一个重要指标，表征了在集料中的嵌挤能力，细集料的表面粗糙程度对沥青混合料的施工性能和使用性能起着至关重要的作用。 美国SUPERPAVE特别强调细集料的棱角性指标，用细集料的毛体积相对密度计算的间隙率表示。欧洲一些国家的棱角性一直采用流值试验(指标为流动指数:flow coefficient)。其实两种方法的意义是一样的，由于欧洲的方法比较简单，而美国的方法需要测定细集料毛体积密度，有不少争议，所以采用欧洲方法。,细 集 料 新集料试验规程： T0344棱角性(间隙率法)

10、， T0345棱角性(流动时间法)；,3、 纤 维,纤维目前普遍使用于SMA混合料，其实在其他沥青混合料中也可以使用。目前使用的木质素纤维主要是松散的絮状纤维，我国早期使用石棉纤维，由于石棉粉尘属致癌物质，对人体有害，污染环境，绝大部分国家已禁止使用，我国使用也越来越少。,近年来美国有一种观点认为木质素纤维拌制的沥青混合料不能再生使用，矿物纤维(大部分是玄武岩纤维)与集料一样，能再生使用，所以矿物纤维用量大为增加，一些州甚至规定不能使用木质素纤维，这是一个值得重视的新动向。 我国规范没有列入聚合物化学纤维，例如聚酯纤维(涤纶)和丙烯酸纤维(腈纶)，但国外使用很少，对其机理也还不清楚；另外由于价

11、格过于昂贵，性价比不合理，故规范暂时未作规定，各地在选择时要慎重。,（二）、热拌沥青混合料配合比设计方法 1、沥青混合料类型、层厚选择,要明确区分集料最大粒径和公称最大粒径 集料最大粒径 指集料的100都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。 集料公称最大粒径 指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。 例如AC-20， 公称最大粒径为19mm， 最大粒径为26.5mm。,层厚与最大粒径的匹配问题 沥青面层集料的最大粒径宜从上到下逐渐增大，并应该与压实层厚度相匹配。 对于热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集

12、料公称最大粒径的2.53倍，对SMA和OGFC等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的22.5倍，以减少离析，便于压实。,尽量按公称最大粒径的3倍考虑,例如： 表面层：13mm粒径，厚度宜为4cm，如为16mm粒径应不小于4.5cm； 中面层：如采用AC-20型，厚度不宜小于6cm； 下面层：如采用AC-25型，厚度不宜小于8cm。 三层组合的沥青面层的总厚度一般需达18cm。如果必须减薄，也可考虑采用双层结构，下面层采用AC-20或AC-25型，厚度可达810cm，或者在表面做一个更薄的磨耗层。,最大粒径相对层厚过大的缺点 1、混合料离析严重(全幅摊铺离析更甚)； 2、压实不足，达不到提高抗车辙

13、性能的目的； 3、不能形成一定的压实层，导致沥青层透水，并导致早期水损害破坏。,2、热拌沥青混合料的配合比设计,要求：应满足耐久性、抗车辙、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能、施工性能等多方面要求。 规范的其他几条都是围绕这个目的。但是目前的现状确实令人忧虑，沥青路面的早期损坏问题成为热门话题，所有工程都必须考虑防止沥青路面的早期损坏。,关于沥青混合料的矿料级配范围，我国规范明确了几个层次的级配范围： 第一是规范规定的级配范围，各表的级配范围。由于它适用于全国，适用于不同等级、不同气候条件、不同交通条件、不同层次的各自情况，所以这个范围必然只能规定的很宽。 尤其是沥青路面，在同一个级配范围中可以配制

14、出不同空隙率的混合料，以满足各种需要。这样，可以给设计单位和工程建设单位有充分选择级配的自由。相比原规范直接为工程规定一个级配范围，配合比设计时尽可能接近中值是很大的改进。,矿 料 级 配 设 计,第二，工程设计矿料级配范围 这是设计单位具体对所设计的工程，根据所在地的气候条件、交通条件、公路等级、所处的层位提出的，这个范围是最重要的范围，是工程的真正起到规范作用的范围，是施工的指针。附录B提出了一些如何确定和调整设计矿料级配范围的原则，以及一些单位通过研究的成果作为实例供有关单位参考。工程设计级配范围一般在规范规定的级配范围内，但必要时也允许超出。,第三，施工单位施工质量检验时允许的级配波动

15、范围。 经过目标配合比设计、生产配合比设计及试拌试铺等三阶段设计确定标准配合比和级配曲线后，按施工质量检验允许的波动值得到施工质量检验级配范围。同样，标准级配曲线也可能不一定接近工程设计级配范围的中值，它需经建设单位、监理批准，且一经确定不得随意变更。,施工中允许的波动级配范围,沥青混合料的矿料级配应该符合工程设计规定的级配范围。密级配沥青混合料宜根据在表5.3.2-2范围内确定工程设计级配范围，通常不宜超出表5.3.2-2的要求，其它类型的混合料宜直接以表5.3.2-3表5.3.2-7作为工程设计的范围。, 我国规范特别明确了多级嵌挤密级配沥青混合料的设计方法,混 合 料 设 计 包括目标配

16、合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段，通过配合比设计确定沥青混合料的材料品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。 我国规范采用马歇尔试验配合比设计方法。如采用其他设计方法设计沥青混合料时，应按规范规定的马歇尔试验及各项配合比设计检验，并报告不同设计方法各自的试验结果，供施工质量检验使用。,选择最佳级配时沥青混合料的油石比预估,下式。 式中：Pa预估适宜的最佳油石比，()； Pa1 原工程沥青混合料的标准油石比，()； sb集料的合成毛体积相对密度； sb1原工程集料的合成毛体积相对密度。,密级配沥青混凝土混合料的马歇尔试验配合比设计应符合下表的技术标准，并有良好的施工性能。试件尺寸

17、及成型击实次数按公称最大粒径选用标准马歇尔试件或大型马歇尔试件。改性沥青混合料马歇尔试验的流值可适当放宽。对二级公路宜参照一级公路的技术标准执行。,沥青混合料体积设计方法有关指标的确定,体积指标的计算问题,1、马歇尔试件空隙率的确定方法和矿料间隙率VMA的计算方法 VV=(1- f / t)*100 式中： t 沥青混合料理论最大相对密度； f 试件的毛体积相对密度，用表干法测定，当试件吸水率Sa2时，由腊封法或体积法测定。 这里t可以采用真空法、溶剂法、计算法； f可以采用表干法、封腊法、水中重法，实际上不能等同。 因此，如果t和f其中一个值的确定方法不统一，VV就不统一。现在我国规范对这个

18、问题进行了统一，成为强制性的规定。,路面空隙率与水的作用的关系 据研究，沥青路面的空隙率在小于8 (相当于设计空隙率4，达到最大理论密度的92%，或马歇尔密度的96时)以下时，沥青层中的水在荷载作用下一般不会产生动水压力，不容易造成水损害破坏。 而排水性混合料的路面空隙率大于15时，水能够在空隙中自由流动，且一般都采用改性沥青，也不容易造成水损害破坏。 而当路面实际空隙率为815的范围内时，水容易进入混合料内部，在荷载作用下易产生较大的毛细压力成为动力水，易造成沥青混合料的水损害破坏。 密水是沥青路面的一个非常重要的指标。,2、最大相对密度的确定 （ 1）、真空法测定沥青混合料的最大相对密度

19、经过大量的试验研究，一致认为对非改性沥青混合料采用真空法测定最大相对密度的方法是切实可行的。 真空法测定的基本思想是测定混合料内部完全没有空气情况下的零空隙率相对密度。如果沥青混合料的油石比接近最佳油石比，沥青混合料的分散程度好（细集料团块小于6mm）抽真空时间合适（矿料的沥青膜不被破坏），沥青混合料中的以及附着在混合料表面的气泡去除干净，测定的结果是比较准确的。 （2）、改性沥青混合料难以分散，不能采用真空法实测最大相对密度，应采用计算法确定最大理论相对密度。 下表是改性沥青混合料和普通沥青混合料分散程度对最大密度的影响：,3、集料的有效密度,采用视密度与毛体积密度进行计算，计算按照集料吸水

20、率的不同而变化。,水可进入而沥青不能进入的体积,吸收的沥青,有效体积 = 固体集料部分所占的体积 + 表面空隙中没有吸附沥青的空隙的体积,4、体积计算方法之间的关系,5、压实后HMA 的毛体积密度f （1）、 沥青和集料经过压实后制成试件,集料和沥青的质量 集料、沥青和空隙的体积,f=,（2）、测试 将集料和沥青拌和 采用马歇尔击实或旋转压实后制成试件 试件干重 试件水中重 试件饱和面干重 (SSD),（3）、计算 f = A / ( B - C ) Where: A = 试件干重 B = 试件饱和面干 SSD 重 C = 试件水中重,6、最大理论密度测试 将集料和沥青拌和 空气中重量 水重重

21、量,残留的气压,带有盖的金属罐体,振动台,真空泵,计算： t = A / ( A - C ) Where: A = 试样干重 C =试样水中重,7、空隙率计算 采用前述两种密度进行计算,8、矿料间隙率和沥青饱和度的计算 f Ps VMA = 100 sb VMA-VV VFA= 100* VMA VFA 是指有效沥青占VMA的体积百分率,9、矿料的有效相对密度的确定 A、对改性沥青及SMA等难以分散的混合料，宜直接由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度按式（B.5.6.2）计算确定，其中沥青吸收系数C值根据材料的吸水率按式（B.5.6.3)求得，材料的合成吸水率按式（B.5.6.4）计算

22、 C=0.033wx2-0.2936wx+0.9339,注：新的公路沥青路面施工技术规范在配合比设计方法及体积设计的指标计算上，最大的修改是全面引入了集料有效密度、有效沥青用量的概念，即考虑沥青在拌和过程种被集料吸收而造成的沥青用量的影响。,B、B5.6.1 对非改性的普通沥青混合料，宜通过真空法实测的最大相对密度t反算集料的有效相对密度。此时可以预估适宜的最佳油石比，拌和2组混合料，按规定对混合料彻底分散后采用真空法实测最大相对密度，取2个以上试样的平均值。然后按式B.5.6.1计算合成矿料的有效相对密度。,10、确定最大相对密度的方法 A、 对非改性的普通沥青混合料，在成型马歇尔试件的同时

23、，按要求用真空法实测各组沥青混合料的最大相对密度ti。当只对一组预估的适宜的油石比测定最大相对密度时，也可按式（B.5.9.2-1）或（B.5.9-2）计算其他不同油石比时的最大相对密度ti。 B、对改性沥青或SMA混合料等难以分散不便采用真空法实测最大相对密度时，宜按式（B.5.9-1）或（B.5.9-2）直接计算不同沥青用量条件下的沥青混合料的最大相对密度。,中美两国在体积指标计算方法上的差别,最佳油石比的确定,1 以沥青用量为横坐标，以测定的各项指标为纵坐标，分别将试验结果点入图中，连成圆滑的曲线。确定均符合本规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACminOACmax。选择的沥青

24、用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围，并使密度及稳定度曲线出现峰值。,2 根据试验曲线的走势，按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1。 (1)求取对应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或者中值)、沥青饱和度范围中值对应的沥青用量，按式B.6.2-1取平均值作为OAC1。 OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 (B.6.2-1) (2)选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围时，按式(B.6.2-2)求取3者的平均值作为OAC1。 OAC1= (a1十a2十a3)/3 (B.6.2-2),(3)当所选择试验的沥青用量范围，不能使密度及稳

25、定度曲线出现峰值时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量作为OAC1，但OAC1必须介于OACminOACmax的范围内，否则应重新进行配合比设计。,3 以各项指标均符合技术标准的沥青用量范围OACminOACmax的中值为OAC2。 OAC2=(OACmin十OACmax)/2 4 通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。 OAC=(OAC1十OAC2)/2 5 检查图中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。,根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况，调整确定最佳沥青用量OAC。 1.调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量使用情况，论证适宜的最佳沥青

26、用量范围。计算的最佳沥青用量应与实践论证的最佳沥青用量范围大体吻合，如相差甚远，应查明原因，必要时重新调整级配，进行配合比设计。,2.对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.10.5作为设计沥青用量。配合比设计报告或设计文件必须予以说明，施工时的密度或压实度不低于未减小沥青用量时的水平，且渗水系数符合要求。如果试拌试铺达不到此要求时，宜调整所减小的沥青用量的幅度。,3. 对寒区公路、旅游公路，最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.10.3，以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度

27、要求。,B6.8 确定沥青结合料被集料吸收的比例： 式B6.8-1 确定有效沥青用量： 式B6.8-2 b沥青的相对密度 Pb沥青含量 Ps矿料含量，即Ps100-Pb,B6.9 检验最佳沥青用量时的粉胶比： 式B6.9-1 FB宜符合0.61.6的要求，公称最大粒径为13.219的密级配沥青混合料，宜控制在0.81.2。 计算沥青膜有效厚度： 集料的比表面积：SA(PiFAi) 式B6.9-2 沥青膜有效厚度： 式B6.9-3 Pi各种粒径的通过百分率 FAi相应于各种粒径集料的表面积系数,如表B6.9,计算沥青膜厚度的方法有很多，我国规范采用的是美国NCAT的研究成果。 需要注意的是，集料

28、的比表面主要取决于细粉数量，对于大于4.75mm部分的表面积只计算一个(1000.0041)的值，其他档次的都不再重复计算。 沥青膜的厚度本规范没有提出指标，根据有关资料的介绍，通常连续密级配沥青混合料的沥青膜有效厚度宜不小于6m，密实式沥青碎石混合料宜不小于5m，进行配合比设计时可以参考这个数值。,配合比设计检验,对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或小于19mm的密级配沥青混合料(AC),以及SMA、OGFC混合料宜在配合比设计的基础上按下列步骤进行各种性能检验，不符要求的沥青混合料，必须更换材料或重新进行配合比设计。,1、高温稳定性检验 在试验温度为60、轮压0.7MPa条件下进行

29、车辙试验的动稳定度，根据气候条件的不同，应符合下表的要求。当使用改性沥青且以提高高温抗车辙能力的主要目的的新拌沥青混合料，在动稳定度符合要求的同时，经改性的沥青混合料的低温抗裂性能不得低于未改性的沥青混合料，同时低温弯曲试验的破坏应变不得小于1200。,必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验以检验沥青混合料的水稳定性。根据气候条件的不同，不同沥青混合料的浸水马歇尔试验的残留稳定度以及冻融劈裂试验的残留强度比应符合下表的要求，达不到要求时必须掺加消石灰、水泥或相应的抗剥落措施。,2、水稳定性检验,3、低温抗裂性能检验 对热拌沥青混合料在试验温度-10、加载速率50mm/min的条

30、件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。根据气候条件的不同，不同沥青混合料的低温弯曲试验的破坏应变宜不小于下表的要求。,4、渗水性检验,利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水试验，其渗水系数宜符合下表的要求。,5、SMA性能检验,对SMA混合料，除按前述规定的项目进行配合比设计检验外，尚应按下表所列项目进行检验。其中谢伦堡沥青析漏试验在最高施工温度条件下进行，无明确规定时，非改性沥青混合料的试验温度宜为170，改性沥青混合料的试验温度宜为185。各项检验均应符合表中要求。,对改性沥青混合料的性能检验，应针对改性目的进行。以提

31、高高温抗车辙性能为主要目的的改性沥青混合料，在车辙试验动稳定度符合要求的同时，其低温性能不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。以提高低温抗裂性能为主要目的的改性沥青混合料，在低温弯曲试验的破坏应变在符合要求的同时，其高温稳定性不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。,沥青混合料施工,1.施工准备 2.原材料堆放与装运 3.拌和厂生产和控制 4.混合料运输 5.混合料摊铺 6.混合料碾压 7. 接缝 8.防止离析 9.试验路段 10.质量控制方法,冷料仓,各冷料仓的供料比例应根据目标配合比设计结果确定； 新规范密级配沥青混合料与老规范沥青混合料相比，主要区别是，通常老规范AC型沥青混合料粗料、细料

32、用量较大，中间粒径用量较少，而新规范密级配沥青混合料用料比较均衡，各冷料仓的用料比例比较接近，接近料场生产14冷料的自然比例，拌和楼冷料进料比例比较均衡，更有利于计量控制。,拌和时间,沥青混合料拌和包括干拌和湿拌两部分，拌和次序为先添加集料和矿粉，干拌35s，然后喷沥青，湿拌3035s，整个拌和周期4550s左右； 沥青混合料拌和主要目的是确保混合料均匀一致、无花白料，不宜一味延长拌和时间。拌和时间过长会造成沥青氧化和老化，降低沥青混合料的耐久性。,拌和温度,对普通沥青混合料，根据粘温关系曲线确定拌和和压实温度。 对改性沥青混合料来说，不适合采用粘温关系曲线确定拌和和压实温度,一般在普通沥青混

33、合料的基础上，增加10-20度。,不同类型沥青混合料拌和温度有所差异，普通沥青混合料拌和与压实温度应根据气温、下卧层温度、风速、摊铺层厚度和运输距离来调整。 改性沥青混合料的拌和、压实温度应由沥青供应商根据产品特性提供，也要应根据气温、下卧层温度、风速、摊铺层厚度和运输距离来调整 。,沥青混合料运输,沥青混合料应采用较大吨位的自卸汽车运输，运输车辆的型号最好一致。车辆的数量和总运输能力应该较拌和机生产能力和摊铺速度有所富余。运输车辆应保证车厢清洁、干净； 严禁使用柴油作为隔离剂，隔离剂可选用菜油和洗涤剂混和液（菜油与洗涤液水的比例为1:10），有条件也可购买成品隔离剂。,沥青混合料摊铺,宜采用

34、两台以上摊铺机成梯队作业，沥青混合料要采用高温碾压，相邻两台摊铺机距离不能过长，宜控制在515m之间； 沥青混合料松铺系数一般在1.151.3之间。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡； 70号沥青混合料摊铺温度宜大于140，改性沥青混合料宜大于150，路表温度低于10时，不宜摊铺沥青混合料。,沥青混合料碾压,新规范密级配沥青混合料属于多级嵌挤型级配类型，骨架性强、较难压实，需在高温时进行碾压，这是沥青路面施工与老规范密级配沥青混合料施工最大的区别. 沥青混合料压实原则是“紧跟、慢压”。 一般来讲，沥青路面碾压包括初压、复压、终压三个阶段。,初 压,初压用10T 或10T以上双钢轮振动压

35、路机紧随摊铺机碾压，并不得产生推移、发裂现象。 压路机应从低处往高处碾压，相邻碾压带重叠宽度振动时为5-6cm，静压时1/31/2轮宽，压完全幅为一遍。 初压一般采用两台双钢轮振动压路机，各碾压一遍。 碾压时，应将驱动轮面向摊铺机。碾压路线和方向不应突然改变，以免混合料产生推移。,复 压,沥青路面复压推荐采用2-3台大吨位轮胎压路机，碾压遍数经试铺段确定，不宜少于46遍。轮胎充气压力不小于0.5MPa，要求达到规定的压实度，并无显著轮迹。,终 压,终压目的是为了消除路面轮迹，宜选用双钢轮压路机采用静压方式进行。高性能终压温度不宜过低，路面压实成型的终了温度，重交沥青混合料不低于90，改性沥青混

36、合料不低于100。,质量控制和质量保证（QC/QA）,沥青路面质量控制包括三部分: 原材料质量控制体系; 沥青混合料质量控制体系; 沥青路面质量控制体系。,原材料质量控制,工程施工开始前以及施工过程中都应该对照原材料的质量要求进行检查。特别当发生材料来源或规格的变化时，必须对材料来源、材料质量、数量、供应计划、材料场堆放及储存条件等进行检查。,沥青混合料质量控制,沥青混合料质量主要主要包括两部分，一是沥青混合料级配组成，二是沥青混合料体积性质指标； 沥青混合料质量控制主要目的就是保证沥青混合料油石比、级配以及体积指标均满足要求；其次，沥青混合料质量控制还包括混合料出料温度、摊铺温度以及混合料外

37、观情况。,沥青混合料级配组成控制 沥青混合料矿料级配控制标准，可参照高速公路沥青路面质量控制的标准，即0.075mm筛孔2，2.36mm筛孔通过率5，4.75mm筛孔通过率6，同时加强对0.075mm、2.36mm以及4.75mm筛孔通过率的控制； 综合分析国外与我国沥青路面油石比控制标准，建议沥青混合料抽提试验油石比的控制标准为与设计值 ( 0.3) ，实际拌和楼每天沥青用量的总量应控制在0.1以内。,沥青混合料体积指标质量控制 沥青混合料大规模生产之前，需对沥青混合料体积指标进行验证，为正式施工提供经验和数据； 沥青混合料验证包括拌和厂的原材料质量检验、生产配合比调试验证以及第一个全天生产

38、的沥青混合料体积性质指标检验，沥青混合料验证必须在施工现场进行； 为了确保沥青混合料施工质量，沥青混合料的生产质量控制应与设计相匹配。,沥青混合料生产配合比允许偏差,沥青混合料质量控制标准,沥青路面现场质量控制,沥青路面现场检测指标很多，如压实度、高程、平整度、厚度、渗水系数等。但压实度和路面渗水系数是决定响沥青路面质量的两个重要指标； 目前，建议对压实度采用马氏密度压实度和理论最大相对密度压实度“双控”，并将路面渗水系数提到很高的位置。,某高速公路AC-25现场空隙率分布图,某高速公路AC-20现场空隙率分布图,沥青路面现场质量控制标准,五、沥青路面预防性养护技术,一、沥青路面的预防性养护简

39、介,1、定义 路面预防性养护是一种在路面没有结构性损坏、存着功能性缺陷的情况下，采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用-效益的养护策略。 预防性养护可以延迟路面的损坏，维持或改善路面现有的通车条件，通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。,一、沥青路面的预防性养护简介,2、内涵 预防性养护技术可修复路面功能性损坏，延缓路面结构性损坏。是“未雨绸缪”式的技术。 预防性养护技术是科学的技术体系，而非单一的养护措施的应用。在最合适的时间，将最合适的措施，应用在最合适的位置。 预防性养护技术仅针对项目级系统，不适用于网级系统。,一、沥青路面的预防性养护简介,3、预防性养护的主要措施

40、（1）预修补（裂缝、坑槽、松散、老化等预处理） （2）雾封层 （3）微表处 （4）碎石封层 （5）超薄磨耗层 （6）薄层热拌沥青混凝土 （7）铣刨罩面 （8）就地热再生 （9）厂拌热再生,一、沥青路面的预防性养护简介,4、预防性养护措施的分类 可按照养护措施厚度的大小和养护强度的强弱分类： （1）015mm，轻强度养护措施，主要包括雾封层、 微表处和碎石封层。 （2）1030mm，中强度养护措施，主要包括超薄磨耗层。 （3）2040mm，重强度养护措施，主要包括薄层热拌沥青混凝土。 （4）2050mm，强强度养护措施，主要包括铣刨罩面、就地热再生和厂拌热再生。,一、沥青路面的预防性养护简介,常

41、用预防性养护措施分类情况,一、沥青路面的预防性养护简介,5、当路面存在以下情况时，不能应用预防性养护技术，而应考虑其它养护技术： 路面出现严重的纵、横向裂缝； 路面出现严重的块状裂缝或龟裂； 路面出现大面积严重坑槽； 路面的承载能力不足； 路面排水性能不良。,（一）封缝,1、封缝简介 封缝是最常用的沥青路面预防性养护措施，包括裂缝填封和裂缝密封两种方式。 封缝可防止水分进入基层和路基，保护路面，减缓裂缝边缘材料破碎，进而阻止更为严重的破坏。 裂缝密度较低和中等水平时，能取得良好的应用效果。 使用寿命：最少2 年，最长10 年，一般为4 年，重载条件下多为2 年。,（一）封缝,1、封缝简介 封缝

42、处理,（一）封缝,2、封缝的功能属性 封缝的主要功能属性为封水，其余各种附属功能属性如图：,（一）封缝,3、封缝措施适用条件和工艺选择： 封缝措施针对路面的非结构性裂缝，适用于裂缝率小于50%的沥青路面。工艺选择如下表：,3、封缝措施适用条件和工艺选择： 裂缝密度大，或宽度超过20mm ，不宜采用封缝！,（一）封缝,（一）封缝,4、封缝材料类型 冷补材料，包括液态沥青（乳化沥青）和聚合物改性液态沥青。 热补材料，包括改性沥青，如橡胶沥青等。 其它化学处置材料，如低硅树脂等。 预制成型的密封材料，如抗裂贴，压缝带等。,（二）雾封层,1、简介 雾封层是一种将乳化沥青稀释液或特制路面保护剂喷洒在现有

43、沥青路面上的预防性养护技术。 能密封原有沥青路面表面层，提高路面的密封性和防水性，防止骨料进一步松散剥落；同时能封闭细小裂缝，为老化的路表补充新鲜沥青，延长路面使用寿命。也可使用在碎石封层上，固定碎石。 可分为普通乳化沥青类雾封层和含再生剂类雾封层两大类。,（二）雾封层,1、简介 雾封层施工,（二）雾封层,2、雾封层的功能属性 雾封层的成本较低，使用寿命较短，其主要的功能属性是密水，其余各种附属功能属性如图所示：,（二）雾封层,3、适用条件 用在乳化沥青渗透性好的沥青路面上，比如老化松散的热沥青混合料表面，碎石封层表面，开级配沥青混合料表面等。 使用时机上，雾封层一般在新路面通车24 年或者路

44、面大修后12 年时可考虑使用。 雾封层不能够修复车辙、基层失效、过多骨料损失、以及其他严重的路面损坏。,（二）雾封层,3、适用条件 合适路表：严重老化的密级配HMA,（二）雾封层,3、适用条件 合适路表：开级配HMA,（二）雾封层,3、适用条件 合适路表：碎石封层,（二）雾封层,3、适用条件 不合适路表：表面致密的密级配,（二）雾封层,3、适用条件 施工前 施工后 碎石封层上雾封层施工前后对比,（二）雾封层,3、适用条件 施工前 施工后 表面粗糙的密级配HMA，雾封层施工前后对比,（二）雾封层,4、雾封层施工的适用性和局限性,（二）雾封层,5、雾封层材料 （1）普通乳化沥青类雾封层材料 通常是

45、乳化沥青和水的稀释液。 乳化沥青可以是阳离子乳化沥青或者阴离子乳化沥青。 一般常用的慢裂型阳离子乳化沥青型号是CSS-1 型和CSS-1h 型；一般常用的阴离子乳化沥青型号是SS-1 型和SS-1h 型。,（二）雾封层,（2）含再生剂类雾封层材料 含再生剂类封层材料有多种形式，可能含有沥青、聚合物乳化液及其他添加剂。它只用在发生明显老化、胶结料变脆、混合料松散的路面上。 在某些情况下，为了特殊的目的，乳化液会加入一些添加剂。比如加入再生油可以软化路面的老化胶结料和恢复其性能。,（三）微表处,1、微表处简介 微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌

46、和成稀浆混合料摊铺到原路面上，并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。 微表处可修复路面车辙、松散、泛油病害，显著提高路面的抗滑能力。级配设计良好的微表处可完全不渗水，达到保护路面结构、封堵路面微小孔隙、修复路面轻微裂缝的目的。 微表处的使用寿命一般为46 年，可延长原路面使用寿命一般为35 年。,（三）微表处,1、微表处简介 微表处施工,（三）微表处,2、微表处的功能属性 微表处措施的主要功能属性为密水，其余各种附属功能属性如图所示：,（三）微表处,3、微表处分类和适用条件 按矿料公称最大粒径的不同，可分为MS-2 型和MS-3 型： MS-3型公称最大粒径为9.5mm，适用于高速公路、

47、一级公路的罩面和车辙填充； MS-2型公称最大粒径为4.75mm，适用于中等级交通量高速公路、一二级公路的罩面； 微表处仅用于结构性能良好、不存在结构性病害的路面，应用前必须修复原路面裂缝、坑槽病害。,（三）微表处,4、微表处材料要求 微表处用的改性乳化沥青须满足“慢裂快凝”的要求，须选用阳离子聚合物改性乳化沥青。 集料的最大粒径和砂当量对微表处摊铺的成功与否影响很大。 微表处矿料中可以掺加矿粉、水泥、消石灰等填料。 混合料的级配要求：,（四）碎石封层,1、简介 碎石封层是指用专用设备即碎石封层车将单一粒径的石料及沥青胶结料几乎同时洒布在路面上，在胶轮压路机或自然行车碾压下，使胶结料与石料之间

48、有最充分的表面接触，以达到它们之间最大限度的粘结性，从而形成保护原有路面的沥青碎石磨耗层。 碎石封层可修复原路面的裂缝、松散、老化等病害，并提供抗滑性能优越的罩面层。单层碎石封层不适宜修复原路面的车辙病害。,（四）碎石封层,1、简介 碎石封层施工,（四）碎石封层,2、碎石封层的功能属性,（五）超薄磨耗层,1、简介 超薄磨耗层是用专用机械将间断级配的热拌沥青混合料直接铺筑在改性乳化沥青粘结层上，总厚度约13cm，可快速开放交通的薄层结构。 超薄磨耗层可以提供卓越的抗滑性能，同时可修复路面的轻微裂缝、松散、老化等病害，并可减少行驶噪音，增强路面的横向排水能力。,（五）超薄磨耗层,1、简介 超薄磨耗

49、层照片,（五）超薄磨耗层,2、超薄磨耗层的功能属性 主要功能属性为功能修复，附属功能属性如图：,（五）超薄磨耗层,3、代表性的超薄磨耗层 代表性的超薄磨耗层结构为UTAC-10 和壳牌公司的专利产品Novachip。 UTAC-10 是一种抗构造深度较大，抗滑性能较好的薄层结构，其级配要求为：,（五）超薄磨耗层,4、NovaChip介绍 是一种间断级配粗集料与改性沥青(Nova Binder)的热拌混合料摊铺形成的超薄磨耗层。 使用专用一体化设备Nova Paver 施工，首先在旧沥青 路面上喷洒一层较厚的特种改性乳化沥青（Nova Bond)粘结层(1.1 L/m2)，随即铺筑热拌沥青混合料

50、，此时乳化沥青上升裹附在热拌沥青混合料的石料四周，乳化沥青粘接层迅即破乳, 使超薄热沥青层与原路面实现充分粘接，随后压路机碾压成型，厚度一般为1025mm，20 分钟内即可开放交通。,（五）超薄磨耗层,5、NovaChip的适用条件 NovaChip超薄层与旧路面粘结很强，不会发生剥落、松散等病害；NovaBond 粘结层封水效果好，有效封堵地表水下渗，加上断级配混合料的疏水效果，防止地表水对旧路面的侵害；施工方便迅速，对交通影响小。 不能提高原路面结构承载能力，可用在原路面结构性能良好，没有结构性损坏的路段。施工前需修复原路面裂缝、坑槽、修补损坏等破坏，厚度大于1.5cm 的车辙应预先填充。

51、,（五）超薄磨耗层,5、NovaChip的适用条件 超薄磨耗层可适当提高路面的平整度水平，但当路面平整度水平相对较低时，如IRI2.3，超薄磨耗层对于平整度水平的提高可能帮助不大。 当路面裂缝密度较大时，如20CR50，需在设置应力吸收层后再进行超薄磨耗层的施工。,（五）超薄磨耗层,6、NovaChip的三种主要级配,（五）超薄磨耗层,6、NovaChip的三种主要级配 级配A比较密实，在一般路面上应用得比较少，在机场道路用得比较多； 级配B应用比较广泛，它比A 级配的构造深度要大、摩擦性能要好； 级配C主要应用在大交通量的路面上，它提供的构造深度更大、摩擦性能更好。,（六）薄层热拌沥青混凝土

52、,1、简介 薄层热拌沥青混凝土是将密级配、开级配或间断级配的厂拌沥青混合料直接摊铺在路面上，厚度约24cm 的薄层结构。 相对于其它类型预防性养护措施具有更好的耐久性、抗车辙、抗裂能力，并能显著提高原路面的平整度水平，修复原路面轻微病害，提供优良的服务性能。 薄层热拌沥青混凝土作为预防性养护措施，不能提高原路面结构承载能力，应用在原路面结构性能良好，没有结构性损坏的路段。,（六）薄层热拌沥青混凝土,2、代表性的混合料类型 薄层热拌沥青混凝土具有代表性的混合料类型为AC-13C，SMA-10 和OGFC-10。 AC-13C：造价便宜，施工技术易于掌握。 SMA-10：更强的车辙抵抗能力和耐久性

53、能，造价相对较高。 OGFC-10：更好的抗滑性能和路面横向排水性能，能显著减少雨天路面水雾，降低行驶噪音，防止车辆打滑。造价较高，尘土易污染堵塞空隙。,（六）薄层热拌沥青混凝土,3、功能属性 SMA-10主要功能属性为结构补充，功能属性如图：,（六）薄层热拌沥青混凝土,3、功能属性 OGFC-10主要功能属性为结构补充，功能属性如图：,（六）薄层热拌沥青混凝土,4、适用条件 施工前必须认真修复原路面裂缝、坑槽、修补损坏等破坏，对于厚度大于1.5cm 的车辙应预先填充，在混合料摊铺前需要喷洒粘层沥青，粘层沥青宜优先采用热沥青。 在路面裂缝很多的情况下（裂缝率20CR50），宜考虑结合应力吸收层

54、一起使用。,（七）铣刨罩面,1、简介 铣刨罩面是指将路面状况较差的沥青面层铣刨后，再加铺热拌沥青混合料，以恢复路面的使用性能，铣刨厚度一般为25cm。 铣刨罩面适用于不存在结构性损坏，且功能性损坏相对较为严重的路面，如40SFC48、2.3IRI3.5、20CR50。 应积极考虑再生利用的技术，对铣刨的沥青混合料进行处理，以节约资源，保护环境。,（七）铣刨罩面,1、简介 铣刨罩面施工,（七）铣刨罩面,2、功能属性 铣刨罩面主要功能属性为结构恢复，其余各种附属功能属性见下图：,（八）就地热再生,1、简介 就地热再生是采用专用的就地热再生设备，对沥青路面进行加热、铣刨，就地掺入一定数量的新沥青、新

55、沥青混合料、再生剂等，经热态拌和、摊铺、碾压等工序，一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。 就地热再生适用于不存在结构性损坏，且功能性损坏相对较为严重的路面，如40SFC48、2.3IRI3.5、20CR50。再生厚度一般为25cm。,（八）就地热再生,1、简介 就地热再生,（八）就地热再生,2、就地热再生的功能属性 就地热再生的主要功能属性为结构恢复，其余各种附属功能属性如图所示：,（八）就地热再生,3、就地热再生的分类 可以分为复拌再生、加铺再生两种。 复拌再生是将旧沥青路面加热、铣刨，就地掺加一定数量的再生剂、新沥青、新沥青混合料，经热态拌和、摊铺、压实成型。掺加的

56、新沥青混合料比例一般控制在30%以内。 加铺再生是将旧沥青路面加热、铣刨，就地掺加一定数量的新沥青混合料、再生剂，拌和形成再生混合料，利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生混合料，利用再生复拌机的第二熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生混合料之上，两层一起压实成型。,（八）就地热再生,4、就地热再生的适用条件 再生时原路面应具备以下条件： 原路面整体强度满足设计要求； 原路面病害主要集中在表面层，通过再生施工可得到有效修复。 原路面沥青的 25针入度不低于20（0.1mm）。 原路面上有稀浆封层、微表处、碎石封层、超薄磨耗层等养护措施时，应经充分试验论证，判断是否适宜直接使用就地热再生技术。改性沥青

57、路面的就地热再生，也宜进行专门论证。,（九）厂拌热再生,1、简介 厂拌热再生是将回收沥青路面材料（RAP）运至沥青拌和厂（场、站），经破碎、筛分，以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时）等拌制成热拌再生混合料铺筑路面的技术。,（九）厂拌热再生,1、简介 厂拌热再生设备,（九）厂拌热再生,2、厂拌热再生的功能属性,（九）厂拌热再生,3、厂拌热再生的适用性 厂拌热再生用于预防性养护技术时，适用于不存在结构性损坏，且功能性损坏相对较为严重的路面，如40SFC48、2.3IRI3.5、20CR50。再生厚度一般为25cm。 应选择符合要求的回收沥青路面材料和适宜的掺配比例。,六、新的稳定型橡胶改

58、性沥青及混合料技术,稳定型橡胶沥青在我国发展的重要意义 我国道路工程事业的迅猛发展 截止到2009年底的通车高速公路里程达到6.5万公里，仅次于美国；其中，绝大部分是沥青路面。,稳定型橡胶沥青在我国发展的重要意义 沥青路面使用环境异常恶劣 超载现象十分严重 数十年来，高温现象 沥青路面呈现出高温、高荷载以及高动水压力，“三高”现象,稳定型橡胶沥青在我国发展的重要意义 相关路面早期破坏严重 高温稳定性 水损坏,稳定型橡胶沥青在我国发展的重要意义 环境因素 经济发展跨越了一定的阈值水平以后，我国的汽车工业也迎来了其跨越式发展的历史时期，汽车保有量高速增长。增长的代价（副产品）就是废弃轮胎的大量堆积。 今年，我国废旧轮胎产量将达到2亿多条，同样仅次于美国，位居世界第二。,稳定型橡胶沥青在我国发展的重要意义 环境因素 任由废旧轮胎堆积必然占用大量的土地资源，用燃烧等一般垃圾处理办法将带来严重的环境恶果。,轮胎填埋场火灾现场 （摘自互联网 美国）,稳定型橡胶沥青在我国发展的重要意义 应用传统橡胶沥青所凸显的优势 1 可以使用高达20%的废旧轮胎橡胶粉，从而很好的解决废旧轮胎的回收利用问题。 如果铺设沥青层厚为5cm，相当于每平方米就消耗1条废旧轮胎。 2废旧轮胎中含有大量的SBR、天然橡胶等多种高分子聚合物以及碳黑、抗氧化剂、填料、处理油等 废旧轮胎橡胶中有许多益于改善沥青性能的材