沥青路面抗车辙技术.ppt

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1、沥青路面高效能抗车辙 研究成果 交通部科学研究院 2010年1月16日 交通部科学研究院 v1.车辙的形式 v2.车辙的成因 v3.目前处治技术措施 v4.预防早期车辙技术 v5.应用情况 新/改建沥青路面预防早期车辙研究 交通部科学研究院 1.车辙的形式 目前我国高速公路车辙严重段的破坏 类型大部分为流动性车辙，而且这种比 例还在不断增加。 交通部科学研究院 1.车辙的形式 交通部科学研究院 1.车辙的形式 交通部科学研究院 1.车辙的形式 交通部科学研究院 v 车辙产生的外在因素 v (1)高温与持续高温的影响 v (2)重载、超载交通的影响 1.2车辙的成因 交通部科学研究院 2.车辙的

2、成因 v(3)纵坡、车况及车速的影响 交通部科学研究院 v 产生车辙的内在因素分析 v (1)路面结构设计 v 强基薄面还是全厚式沥青面层 v (2)原材料性质 v 规范中沥青材料高温指标低 v 矿料级配 v (3)混合料级配设计方法 v 用马歇尔设计方法本身存在问题 v (4)施工 v 摊铺离析现象（和目标配合比差异性比较大） v 碾压机械组合，缺少重型胶轮压路机 v (5)现场评价方法 v 没有现场检测指标 2.车辙的成因 交通部科学研究院 v 新/改建沥青路面预防车辙技术方案 （1）Marshall设计方法：应用广泛、曾是世界各国通用的设计方法 v 缺陷已逐步得到认识，诸如稳定度和流值，

3、其指标本身不但离散性较 大，且和路面性能没有很好的相关性等等。 （2）Superpave 混合料设计方法已取代马歇尔混合料设计方法 v 对禁区和控制点的存在性和合理性提出置疑，设计理论和方法中经验性的参 数和指标占的比重大 v Superpave假设只针对基质沥青、不适用于改性沥青。 v 在Superpave初选最优级配的过程中，往往体积指标很难达到要求，这就需 要对级配进行调整和更换材料，试验工作量大，周期长。 3.目前预防早期车辙技术措施 交通部科学研究院 v 新/改建沥青路面抗车辙技术方案 （3）GTM 成型设计方法 v GTM方法设计的沥青混合料胶结料含量较低、试件密度高、空隙率及 矿

4、料间隙率小、饱和度大，混合料高温抗车辙能力、抗水破坏能力、 低温抗裂能力及抗疲劳能力均显著提高。 3.目前处治技术措施 交通部科学研究院 4.新/改建预防早期车辙技术 修筑技术 沥青路面预防早期车辙 沥青混合料抗车辙级配设计新方法 试验验证高效能抗车辙级配设计方法的适用性 高效能抗车辙施工工艺可靠性 交通部科学研究院 v 式中，M是与路面温度、路面弯沉系数、轴承反复作用次 数等有关的常数，为沥青混凝土的堆积密度，k为材料 性质。 v 通过不断调整公式中的参数,使计算值与试验值相吻合,从 而确定了公式中的参数 4.1预防性车辙级配设计新方法 交通部科学研究院 4.1模型建立（三级） 交通部科学研

5、究院 4.1模型建立（三级） 交通部科学研究院 4.2试验验证预防性车辙能力级配设计新方法的适用性 v 4.2.1马歇尔成型法试验验证沥青混合料级配设计新方法设 计的沥青混合料高温抗车辙能力、水稳定性及防水性能； v 4.2.2GTM成型法室内试验验证 v 4.2.3马歇尔试验和GTM试验的方法对比；GTM试验的优 势和路用性能的可靠性； 交通部科学研究院 4.2.2 GTM成型试验验证 GTM试验机 交通部科学研究院 N L b W N SG*A F W h F 滚轮 夹具 O L N 旋转角传感器 N 机器角 GTM的部件与原理图 交通部科学研究院 旋转参数 vGSI （Gyratory

6、Stability Index） 压实试件的最终塑性形变大小是用GSI来表示的。GSI是试验结 束时的机器角与压实过程中的最小机器角的比值，是表征试件受剪应 力作用的变形稳定程度的参数。 vGSF 安全系数GSF抗剪强度与最大剪应力之比值， 交通部科学研究院 4.2.3马歇尔试验和GTM试验的方法的对比 和路用性能的可靠性 v 最佳油石比 面层 油石比 差异 GTM试件马歇尔试件 ATB25-33.33.45.1 AC-204.0 4.37.5 AC-134.3 4.54.7 交通部科学研究院 沥青混合料路用性能的对比 高温抗车辙 GTM法车辙试验比马歇尔法车辙试验高48 配合比设 计方法 级

7、配 混合 料密 度 油石比 （） 车辙试验车辙试验 45min车 辙深度 （mm） 60min车 辙深度 （mm） 动稳定 度（次 /mm） 45min车 辙深度 （mm） 60min车 辙深度 （mm） 动稳定 度（次 /mm） GTMATB25-3 2.4923.31.252.4623361.752.021367 马歇尔方 法 ATB25-3 2.4283.43.824.3615715.656.69606 交通部科学研究院 马歇尔试验和GTM试验的方法的对比 和路用性能的可靠性 v 抗水损坏能力 级配ATB25-3 配合比设计方法GTM方法马歇尔方法 油石比（）3.33.4 VV（）1.9

8、4.3 劈裂强度（MPa）1.310.92 冻融后劈裂强度（MPa ） 1.240.75 残留强度比（）94.7 81.5 交通部科学研究院 马歇尔试验和GTM试验的方法的对比 和路用性能的可靠性 v 不同方法设计的沥青混合料渗水试验结果 项目 配合比 设计方法 油石比 （） 空隙率 （） 实测值 渗水系数（ mL/min ） GTM方法3.31.90 马歇尔方法3.44.315.6 交通部科学研究院 4.3高效能抗车辙施工工艺可靠性研究 v 4.3.1抗车辙级配沥青混合料成型与之相适应的科学合理的试 验路铺筑方案； v 4.3.2通过对比不同施工工艺的试验路结果确定高速公路抗车 辙沥青路面施

9、工工艺； v 4.3.3通过试验路确定施工质量的控制指标、评价标准与方法 。 交通部科学研究院 4.3.1抗车辙沥青路面施工工艺 v 拌合质量控制 v 矿料的级配控制 为了尽可能减小设计级配与实际级配之间的差异，在正式出料之 前,应先进行试拌,试拌出的混合料的级配应与设计配合比一致。 v 沥青混合料出料控制 1）沥青的加温温度：160-165； 2）矿料加热温度：170-190； 3）沥青混合料温度：160-165； v 沥青混合料装车 “前后中” v 运输 交通部科学研究院 4.3.2抗车辙沥青路面施工工艺 v 沥青混合料摊铺 不低于140 离析控制 接缝控制 摊铺应平整、均匀 v 碾压 1

10、） 碾压设备 2）碾压控制 3）沥青混合料温度：160-165； 交通部科学研究院 4.3.2抗车辙沥青路面施工工艺 碾压组合和碾压温度: v 两台130双钢轮振动,静压一遍，振压两遍； v 三台26吨以上轮胎,碾压四遍； v 两台110型双钢轮静碾压两遍，130型双钢轮振动除在初 压前进时静碾、以后全部振碾。各种碾压应重叠轮宽的 1/3宽度。 v 开始碾压的沥青混合料温度不低于140， v 26吨以上轮胎压路机碾压终了的表面温度不低于90， v 110型双钢轮压路机碾压终了的表面温度不低于80。 交通部科学研究院 4.3.3施工质量控制标准 项目 配合比 设计方法 油石比 （） 空隙率 （）

11、 实测值 渗水系数（mL/min ） GTM方法3.31.90 马歇尔方法3.44.315.6 项目检测频度及单点检验评价方法质量要求或允许偏差试验方法 沥青三大指标进场的每车沥青留样按规范的要求TO606T0606 混合料外观随时 观测集料粗细、均匀性、离析、油 石比、色泽、冒烟、有无花白料、 油团等各种现象 目测 拌和 温度 沥青、集料的加热 温度逐盘检查评定沥青加热温度160165 集料加热温度170190 传感器自动检测、 显示并打印 混合料出厂温度 逐车检查评定160 传感器自动检测、 显示并打印、出厂 时逐车人工检测 逐盘测量记录，每天取平均值评定 160 传感器自动检测、 显示并

12、打印 矿料级配 逐盘在线检测 按设计要求 计算机采集数据计 算每天2次，以2个试样的平均值评定 T 0725抽提筛分与 设计级配比较逐盘检查，每天汇总1次取平均值评定 沥青用量（油石比） 逐盘在线监测 计算机采集数据计 算 每天2次，以2个试样的平均值评定 逐盘检查，每天汇总1次取平均值评定 热料仓配比每天至少1次，以2个试样的平均值评定小于3T 0302、T 0327 马歇尔试验每天2次，以46个试件的平均值评定按规范的要求T 0702、T 0709 交通部科学研究院 4.3.3施工质量控制标准 浸水马歇尔试验每天1次，试件数同 马歇尔 浸水残留稳定度大于 80 T 0702、T 0709

13、冻融劈裂试验每天一次，试件数同 马歇尔试验 冻融劈裂抗拉强度比 大于75 T 0729 路面外观随时 表面平整密度，不得 有明显轮迹、裂缝、 推挤、油包等缺陷， 且无明显离析 目测 施工 温度 摊铺温度摊铺后检测 不低于插入式温度计 光轮初始 碾压温度 随时不低于插入式温度计 轮胎压力机终碾温度随时表面不低于 光轮终碾 温度 随时表面不低于 厚度每一处钻芯评定10T O912 平整度标准差连续测定T 0932 宽度检测每个断面T 0911 压实度 每一处钻芯评定（以 GTM 标准密度为基 准） 96% T 0709 现场空隙率 每一处钻芯评定（以 设计混合料最大理论 相对密度为基准） 5 T

14、0709 交通部科学研究院 交通部科学研究院 v （一）车辙的形式 v 流动型车辙 v （二）车辙的成因 v 除了上述车辙产生内外因之外，加铺之前车辙铣刨不彻底； v 未预测车辙与交通量的关系，处理完行车道，另外超车道紧 随着出现。 二、旧沥青路面车辙处治技术方案 交通部科学研究院 v 旧沥青路面车辙处治技术方案 v (1) 微表处填补技术 v (2)铣刨拉毛技术 v (3)铣刨加铺技术 2.3目前处治技术措施 交通部科学研究院 v 2.4旧沥青路面流动型车辙处治技术方案 （1）一般路段流动型车辙处治技术方案 v 上、中、下面全幅挖出，按预防车辙技术方案的要求和方法处治 v 根据挖出厚度设计路

15、面结构 （2）道路交叉口车辙处治技术方案 v 选用粗粒径级配设计方法 v 根据处治厚度，按照OGFC或SMA计算公称最大粒径原则 计算公称最大粒径，确定混合料类型。 2.4旧沥青路面抗车辙技术方案 交通部科学研究院 5、应用情况 v 相关科研课题 长济高速公路沥青路面高效能抗车辙 修筑技术研究 济邵高速公路抗车辙技术服务 沥青及沥青混合料改性研究 农村公路微表处罩面系统应用探讨 新型抗裂防水层沥青路面修筑技术研究 沥青路面高效能处治裂缝养护技术研究 交通部科学研究院 3、应用情况 v实践基础 科研成果应用于长济高速公路焦作至修武段 AC-13上面层36万平方米 AC-20中面层36万平方米 ATB-25下面层36万平方米 2007年8月通车，未出现车辙。 科研成果应用于济邵高速公路济源至邵原段 AC-16上面层30万平方米 AC-20C中面层30万平方米 AC-25C下面层30万平方米 2008年12月通车。 交通部科学研究院 3、应用情况 v实践基础 科研成果应用于北京市大兴南六环磁各庄桥等平交口车辙处治技术 AC-16上面层36万平方米 2009年8月通车，未出现车辙。 科研成果应用于内蒙古乌兰浩特至石头井子高速公路车辙处治技术 AC-13上面层30万平方米 AC-20C中面层30万平方米 AC-25C下面层30万平方米 2010年10月通车。 交通部科学研究院