抗车辙型外掺剂沥青路面路用性能后评估研究.doc

1、抗车辙型外掺剂沥青路面路用性能后评估研究苏州市公路管理处东 南 大 学南京东交工程咨询有限公司2011年6月摘 要苏州地区干线公路，由于交通量大、重载车辆多，夏季高温时间长，一些路段的道路交叉口车辙时有发生，严重影响了道路的行驶安全。而为了解决道路交叉口车辙问题，苏州地区应用了多种新材料、新技术，经过一段时间的实际使用，很有必要对使用效果进行跟踪分析，为以后车辙解决方案的选择提供依据。结合苏州地区公路网的实际情况，综合交通量、通车时间、路面结构和原材料类型等因素，确定了研究路段。在对这些路段的路面使用性能进行多次现场跟踪观测的基础上，对比了近几年苏州地区使用的硫磺改性沥青、聚酯纤维、路孚800

2、0、橡胶粉改性沥青等抗车辙措施以及SMA、SUP、AC各种路面的路用性能，尤其是对不同材料、不同混合料类型的抗车辙性能进行了研究和评估。通过分析路面强度指标与路用性能、施工数据与后期现场实测指标、路面空隙率与车辙发生率、路面渗水系数对耐久性的影响以及级配和沥青胶结料类型与路面高低温性能等相关性，综合评估各种车辙处治措施的适用性，最终提出了苏州地区经济有效的干线公路道路交叉口车辙处治技术。最后，从混合料材料费用、施工成本以及全寿命周期费用等方面进行比较分析，对各种抗车辙方案进行了经济技术比较，为决策提供了有力的依据。关键词：抗车辙、外掺剂、路用性能、后评估、干线公路、道路交叉口目 录第一章 绪

3、论11.1 项目概述11.2 国内外研究现状21.2.1 国外研究现状21.2.2 国内研究现状51.3 研究内容与研究方案61.3.1 研究内容61.3.2 拟解决关键问题91.3.3 技术路线9第二章 路面情况调查和资料分析102.1 调查路段的选定102.2 苏州地区气候调查122.3 交通量数据调查142.4 调查路段设计资料162.5 调查路段施工试验资料162.6 调查路段施工检测数据192.7 小结22第三章 路面路用性能调查及分析233.1 路面调查内容233.2 路面车辙病害调查和分析233.2.1 路面车辙调查和分析233.2.2 各路段抗车辙性能分析303.3 路面其他病

4、害调查333.4 路面强度分析363.4.1 路面弯沉373.4.2 路面结构层动态模量计算和分析403.4.3 具体路段路面动态模量分析433.5 各路段路面压实度调查493.6 路面抗滑性能调查分析513.7 路面平整度调查及分析553.8 各路段路面抗渗性调查573.9 小结59第四章 对比路段路用性能评价研究614.1 施工数据与现场实测数据关联性分析614.2 各段沥青路面使用性能对比分析624.2.1 抗车辙性能624.2.2 抗滑性能634.3 路面强度对路用性能的影响634.4 路面空隙率与车辙关系研究分析644.5 路面渗水系数与耐久性的关系654.6 级配、沥青胶结料类型与

5、路面高低温性能关联性分析664.6.1 级配与路面高低温性能关联性分析664.6.2 沥青胶结料类型与路面高低温性能关联性分析664.7 交叉口路段抗车辙性能分析674.8 小结69第五章 经济技术分析705.1 混合料材料成本分析705.2 混合料施工成本分析725.3 各路段全寿命周期费用745.3.1 各路段建设成本755.3.2 各路段养护成本775.3.3 各路段全寿命周期费用分析795.4 小结80第六章 主要结论和建议816.1 主要结论816.2 创新点826.3 进一步研究工作的建议83参考文献84附件一 苏州地区交叉口车辙养护处治建议86附件二 添加路孚8000改性沥青混合

6、料施工指导意见90附件三 硫磺改性沥青混合料施工指导意见100附件四 SMA-13沥青混合料施工指导意见112抗车辙型外掺剂沥青路面路用性能后评估研究第一章 绪 论1.1 项目概述沥青混凝土路面因行车舒适、养护方便而得到了越来越广泛的应用。沥青混凝土路面必须具有足够的强度、良好的稳定性、耐久性和平整度，才能提供安全、快速而经济的服务。道路工作者通过改进沥青混合料设计方法，优化级配类型和加强施工控制，使得沥青路面的使用性能不断提高。但由于沥青混合料属于粘弹性材料，在车辆的渠化作用和不断增长的重载交通作用下，沥青路面结构层易产生压缩变形和剪切流动变形，从而形成车辙。行车道路面特别是交叉口路段路面车

7、辙的产生，致使：（1）路表过量的变形影响了路面的平整度，降低了路面行驶舒适性和安全性；（2）轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了面层及路面结构的整体强度，从而诱发其它病害；（3）雨天路表排水不畅，减低了路面的抗滑能力，甚至会由于车辙内积水而导致车辆的漂移或冰滑，影响了高速行车的安全性；（4）由于车辙槽的影响，车辆在超车或更换车道时方向易失控，车辆操纵稳定性得不到保证。车辙的产生严重影响了路面的使用寿命和服务质量。在苏州地区，由于路面交通量大、夏季高温时间长、重载车辆多，导致车辙较为频繁发生，严重影响了路面行驶安全和缩短了路面寿命。因此苏州公路处近几年在建设和养护工程中使用多种外掺剂来提高沥青路面的抗车

8、辙性能，以减少路面车辙的产生。目前主要采用的外掺剂为：硫磺沥青、路孚8000抗车辙剂、聚酯纤维和橡胶粉改性沥青等。硫磺沥青混合料：由于SEAM（Sulphur-Extended Asphalt Modifier硫磺强化沥青改性剂）能很好地与沥青相容，与集料也有很好的粘结性，在混合料拌和过程中，骨料的剪切作用将使硫磺以非常细的颗粒均匀地分散在沥青中，部分呈化学结合，并在沥青相中分散，可以使粘稠的沥青变得稀释，最终形成结晶，达到改性的效果。硫磺改性沥青混合料的抗压、抗变形性能明显增强，提高了沥青路面的高温抗车辙性能，而其他路用性能并没有明显衰减。掺路孚8000沥青混合料：路孚8000是一种由多种聚

9、合物和其它成份组成的功能强大、储存性能稳定的沥青混凝土添加剂，使用该材料可有效地改善沥青混合料的性能，大幅度提高路面抗车辙性能及沥青混凝土粘结性。掺聚酯纤维的Superpave沥青混合料：这种沥青混合料发挥了聚酯纤维和Superpave沥青混合料两者的优点，大幅度提高沥青面层的抗车辙能力，同时也提高了沥青面层的抗低温开裂和抗疲劳能力。橡胶沥青混合料：添加橡胶粉的沥青混合料经过合理的设计可以提高混合料的高温和低温性能，并且使用橡胶粉对环境保护有利，近几年得到了一定的应用。苏州地区在沥青混合料级配上也进行了优化，使用了SMA、Superpave、改进型AC等以提高抗车辙性能。由于各项目相互独立，实

10、际路用效果没有进行系统比较。这些方案的使用效果如何？能否经受住苏州地区气候、交通条件的考验？都成为交通工作者关心的问题。这些道路都是在以提高沥青路面抗车辙能力为主的理念下完成的，是否经受住了2007年冬季50年一遇的大雪低温考验，也是值得研究的问题。本项目在掌握大量一手数据的基础上，立足于已经通车较长时间的几条沥青路面的使用状况，对现有技术资料进行收集分析，并对其使用性能进行客观评估。研究成果可以为新技术的推广应用提供决策参考，有利于更好更快地推广应用新技术，提高路面的服务能力和服务质量。1.2 国内外研究现状1.2.1 国外研究现状80年代末，许多国家开始总结道路修筑和使用经验，开展对道路使

11、用性能的评估研究。国外路面长期使用性能的研究方法主要可以分为两大类，一类是对已有路面或专门铺筑的试验路进行长期跟踪观测，最具代表性的是美国LTPP计划；另一类是对试验道面进行研究，通过足尺试验或者模拟试验的方法对道路使用性能进行评价和预估，例如美国沥青技术中心（NCAT）的环道试验。（1）美国的研究情况1987年美国建立路面长期使用性能（Long Term Pavement Performance，简称LTPP）计划是为了找到一些路面的使用性能优于其他路面的原因。该计划要对服务期内的路面进行长达20年的研究，并在美国和加拿大境内修建了2400条沥青和水泥混凝土路面试验路段，进行了一系列长期艰苦

12、的野外试验监测。该计划的内容可概括为：对采用不同设计方案和不同材料、处于不同环境条件和路基状况下、经历不同荷载作用和养护维修措施的路面结构进行广泛深入的调查研究，回答与路面性能有关的长期荷载影响、气候影响、材料变异性、施工操作、养护维修实践等基本问题，为延长路面使用寿命提供技术支持。采集的数据包括：基本结构数据、试验数据、养护和重建数据、交通量数据、弯沉和破坏数据、摩擦系数数据、气候数据和荷载数据。LTPP采集了大量的数据，并且制定了较为完整的分析数据的计划，有些数据分析结果已经得到应用，例如：帮助公路部门根据具体地点选择最适合的并且成本效益最好的沥青结合料的路用性能等级的软件LTPPBind

13、刚性路面设计软件、回弹模量和落锤式弯沉仪（FWD）标定录像、路面养护和维修对策手册以及一些路面质量控制程序等。美国沥青技术中心环道（NCAT Test Track）试验主要是为了全面评价路面结构与材料，深入研究诸如Superpave粗细级配、沥青结合料等级和集料类型对路用性能影响等问题的理解而修建的，2000年建成并投入使用。第一轮试验从2000年开始到2002年12月完成，铺筑了46个试验段，这些试验段只是10cm表面层沥青混合料不同，基层都一样。2003年NCAT环道进行了第二轮试验，其中有14段铣刨后重新罩面，有8段全部挖除后重修，有24个原路段留下继续加载。第三轮试验于2006年8月

14、份施工完毕，2008年底试验结束。NCAT环道试验并无一个总体的规划和设计，根据自愿的原则，美国各个州可按自己的研究需要，组织一、二个试验段，进行自己的研究。通过前两轮的试验，得出了一些结果： 总体而言，Superpave限制区上、下级配的高温抗车辙性能大致相当。其中集料为花岗岩和矿渣石灰岩的沥青混合料，其限制区下的级配抗车辙性能要优于限制区上的级配抗车辙性能；集料为海成石灰岩的沥青混合料，其限制区下的级配抗车辙性能要比限制区上的级配抗车辙性能差。 Superpave限制区下的沥青混合料除了透水性能较差外其他性能都是比较优异的；Superpave限制区上的沥青混合料除在构造深度和平整度指标上较

15、差外，其他路用性能也相当优异；限制区中的沥青混合料各项指标除摩擦系数指标最低外，其他各项路用性能都居中。 对旋转压实次数的选取，除了交通量和结构层位的影响外，沥青性能等级的高温级别对其也有很大的影响（尤其是对上面层影响更大）。当采用性能级别（高温级别）较高沥青混合料时，可以通过减少设计压实次数来稍微增大沥青用量来提高耐久性，此时高温抗车辙性能并不会大幅降低，当然这些都需要在不引起车辙和泛油的情况进行。 即使将石灰岩集料轧制成规则的立方体，也不能保证其具有良好的抗滑性能。 对于Superpave气温与路温关系模型，计算值与实测结果符合较好，但在应用Superpave气温与路温关系模型，选择OGF

16、C和SMA所用沥青性能等级（PG）时，需作一定修正。 虽然NCAT环道试验段的车辙总体较小，给室内试验进行精确预估带来了一定困难，但是比较而言，有侧限重复加载试验与实际结果相关性最好，而动态模量试验并未显示出明显的相关性。对于LTPP的研究一般认为更倾向于收集数据，然后对外招标进行数据分析研究，虽然有阶段性的研究成果但着重点仍然是在对长期路用性能进行实时的跟踪观测。NCAT环道试验，采用的是加速加载的方法进行路用性能的研究，其研究是阶段性的，大部分试验路研究周期为三年，这对于比较分析不同沥青路面之间的差别是很有效的，即对路面性能有比较深的研究和检测，同时也不影响新技术的推广应用，两者都能得到兼

17、顾。（2）其他国家研究情况继美国之后，日本、加拿大、英国、世界银行等纷纷效仿AASHO的PSI模型，建立了的路面使用性能评价模型。这些模型分为综合指标评价模型和分项指标评价模型两类。AASHO建立的PSI模型中包含了4个基本道路参数（轮迹处纵向平整度离散度，裂缝度，修补度，车辙深度）。在该模型中，平整度（SV）对PSI的影响最显著，原因是60年代美国公路的平整度一般很差。日本的PSI模型中平整度占很轻的比重，裂缝和车辙占的比重很大。加拿大的RCI（Riding Comfort Index）模型中则只有平整度一个参数，这反映出当时加拿大的路面病害并不严重。除上述模型之外，比较有名的模型还有:20

18、世纪80年代日本学者饭岛提出的MCI（ Maintenance Control Index）模型、日本运输省航空局开发的PRI （Pavement Rehabilitation Index）模型和美国陆军工程兵团提出的PCI （Pavement Condition Index）模型、PIARC提出的HDM系列模型等。由于这些模型都是建立在专家评分法的基础上，存在以下不足： 由于车辆、路面性能和行驶速度变化很大，今天人们对服务能力的感受是否还与几十年前相同值得研究。 随着测试技术的发展，建立模型时采用的仪器许多今天已经不再使用。如果采用AASHO的原始PSI模型，而量测平整度的方法不同，那么误差

19、将会成倍增加。 模型中一般都既包括行驶性能，还包括表面损坏情况，所以模型的概念不明确。 对模型进行修订难度很大。专家评分法建立的模型每一次修改都需要重新邀请大量的专家对特定的路段进行重新打分，费时费力，组织困难。鉴于此，近几年随着计算机的发展，越来越多的公路工作者开始利用模糊数学、灰色因素关联分析和模糊神经网络等方法试图建立路况评价模型，并取得了一定的成果。1.2.2 国内研究现状我国的路面长期性能研究尚处于起步阶段，国内现在可以查到的资料很少。1997年，长安大学与河南省交通厅合作，正式启动了“河南省高速公路路面长期性能”研究计划，第一阶段研究工作于2001年完成。西安公路研究所从1990年

20、开始对陕西省西安市西三线、西临线等试验路段进行了10年的连续观测，取得了大量的观测数据，为中国进行路面长期性能研究提供了有力的支持。见诸于国内的一些关于长期性能的文章主要是在室内试验的基础上对沥青路面长期使用性能进行预测，都没有系统的进行长期观测研究。目前我国在路面长期性能研究方面所做的工作还远远不够，江苏省高速公路建设指挥部等单位与2005年12月完成“长久性路面的研究”项目，在沿江高速公路铺筑了5.6km各类型的长久性沥青路面试验路：包括全厚式沥青路面、柔性基层沥青路面和AC+CRCP复合式路面等。使用性能良好，现在仍在继续观测中。本项目兼顾沥青路面使用性能和研究周期，不同于以往仅局限于室

21、内、只能对路面的技术性能及使用性能进行预估，也不同于长期性能研究需要十年二十年的漫长周期才能得到结果，而是立足于抗车辙外掺剂的应用，采集中短期的数据，对使用外掺剂沥青混合料修筑道路的路用性能进行调查分析评价，为新技术的推广应用提供决策参考。有助于进一步推动路面修筑技术和管理方法的科学化，避免走弯路，提高公路建设投资效益和支持公路交通的可持续发展。1.3 研究内容与研究方案1.3.1 研究内容本研究以苏州市使用抗车辙外掺剂铺筑的道路为研究对象，通过现场检测、收集相关路面使用性能资料、综合已有设计施工技术资料，应用系统分析、工程经济学和运筹学的方法，在综合考虑技术、经济、社会影响等各方面因素的基础

22、上，对这些路段的路面使用性能进行研究和评估，以抗车辙性能为侧重点，按照路面使用性能、经济社会效益等因素对研究路段进行排序，并对外掺剂的使用条件进行分析，为合理选择新材料、推广路面修筑新技术，为改善和提高路面施工工艺，提高路面服务质量、投资效率提供可靠的依据。主要研究内容有以下几个方面：（1）路面资料调查收集研究包括路面设计指标、结构情况、气候条件、交通数据、技术指标和施工情况等。具体的内容见表1-1。表1-1 路面资料调查研究内容资料收集内容分析重点频 率说 明交通数据交通数据对沥青路面性能的影响每半年1次交通数据包括日交通量、重车比例和年平均增长率三方面。施工数据对施工数据与当前检测数据进行

23、比较，重点对沥青用量、压实度指标进行分析施工数据收集原始资料施工数据包括施工控制指标如：压实度、渗水系数、路面平整度等原材料数据比较几种方案使用材料的差别收集原始资料，比较分析材料品质对道路抗车辙性能的影响气候条件气温与路面温度资料共同分析最炎热和最寒冷月份通过气象部门收集或购买路面结构类型结构类型与路面使用性能的关系通过设计资料获得沥青路面级配考察级配粗细对高低温性能的影响施工数据与实测数据进行对比施工工艺几种施工工艺差别原始资料主要收集不同的施工工艺路面维护情况调查各路段使用后有无路面维护历史现场调查主要调查路面维护状况日交通量、重车比例和年平均增长率三方面数据可直接从各交通量观测站和轴载

24、称重站取得。为了考虑不同轴载大小对路面损坏的影响，通常以当量标准轴载作用次数表示其累计损坏作用。为此，需利用称重站的载重组成数据和相应的轴载换算系数进行计算分析。无法由称重站得到各类车辆的轴载组成数据时，可以采用近似方法。首先通过目测调查对各主要车辆类型（大客车、中货车、大货车和拖挂车）的车型组成进行观测。按各车型的额定重量和通过调查得到的平均满载系数，计算各车型的标准轴载当量换算系数。而后，按各类车辆的类型组成乘以相应的标准轴载当量换算系数，得到各类车辆的单位标准轴次数。（2）几种方案沥青路面使用性能检测及指标关系研究。对几种方案沥青路面的使用情况、舒适度、强度、安全性能和耐久性进行全面的调

25、查。调查的具体内容和着重研究关联性见表1-2。（3）数据分类、分析研究，对路面使用性能进行评价采用回归理论方法对路面使用性能进行评价（参考公路养护技术规范）。从以下几个方面对沥青路面的使用性能进行评估： 研究分析路面强度指标对路用性能的影响。 施工数据与现场实测数据关联性分析。研究两者之间的关系可以验证施工数据对后期路用性能的影响程度，也可以分析路面施工状况，为后续的研究提供条件。表1-2 路面使用性能调查表调查内容考察指标（检测方法）频 率分析重点路面车辙调查根据平整度结合3m直尺每半年1次考察车辙情况及深度与外掺剂的关系路面强度弯沉（FWD落锤式弯沉仪）强度指标（钻芯取样实测）每半年1次考

26、察路面强度指标与使用性能有无直接关系，并说明原因现场压实度空隙率每半年1次通过和施工时压实度的比较，分析路面实际空隙率与车辙出现情况的相关性渗水系数渗水系数（改进型渗水仪）每半年1次分析研究路面渗水与耐久性之间的关联系路面平整度平整度（拖式颠簸累计仪）每半年1次分析路面平整度与路面耐久性关系安全性抗滑能力摩擦系数（摆式仪等）、构造深度（铺砂法）每半年1次表面层路面材料、级配类型与路面安全性能的关系各路段破损情况裂缝类、松散类、其他（泛油、修补损坏）类等每年2次 路面实际空隙率与车辙关系研究分析。空隙率一直以来都是沥青混合料设计中的重要参数，但是沥青路面施工是一个动态的过程，在施工过程中路面空隙

27、率是否控制在允许的范围内，超出范围对沥青路面抗车辙性能的影响如何，本节将分析两者之间的相关性。 路面渗水系数与耐久性的研究。为了提供较好的抗车辙性能，沥青混合料大多采用粗型级配，一定程度上提高了路面压实的难度，路面实际空隙率有一定的增加，而路面空隙率增大使得路面的渗水系数也相应增加，分析施工后与通车一定时间路面的渗水系数与路面发生车辙的关联性，找出其中的相关性可以对路面使用状况进行评估。 各段沥青路面使用性能对比与分析。通过对以上各项数据的分析，考察路面结构对路用性能的影响。 级配、沥青胶结料类型与路面高低温性能关联性分析。 对集镇段、重交通路段、红绿灯交叉口、桥梁接坡段等抗车辙性能进行分析。

28、4）技术经济分析从技术经济层面分析各种方案的优缺点。按照全寿命周期理念，对道路建成使用以来各段路面使用性能及相关养护成本费用进行分析，形成较为详细的分析报告。1.3.2 拟解决关键问题（1）沥青路面中长期性能调查参数及方法研究。（2）使用抗车辙外掺剂沥青路面抗车辙性能及使用性能后评估方法研究。1.3.3 技术路线本研究的技术路线见图1-1。文献资料收集及研究大纲制定路面施工数据现场数据收集施工数据与现场实测数据关联性分析路面渗水与耐久性研究路面强度与使用性能关联性研究级配、沥青胶结料与路面高低温性能关联性分析数据分类、分析研究，路面使用性能进行评价提交研究报告路面使用性能数据调查分析从经济技

29、术层面分析使用外掺剂路面使用性能、特别是抗车辙性能施工及现场空隙率与车辙关系研究分析外掺剂与路面抗车辙性能研究与评价图1-1 技术路线第二章 路面情况调查和资料分析随着苏州社会、经济的飞速发展，苏州公路建设事业得到了迅猛发展，取得了巨大的成就。然而由于苏州地区夏季高温持续时间长、道路交通量大、重载车辆多的实际情况，部分沥青路面易出现早期车辙病害，严重影响路面行驶舒适性和安全性。为了消除和减少早期车辙病害对沥青路面带来的不利影响，苏州市公路管理处在路面工程中采用了抗车辙型的新技术和新材料。为了对比这些新技术和新材料的适用性，首先确定了研究对象的选定原则；其次从气候数据、交通量数据、设计资料、现场

30、施工试验资料等几个方面对选定对象的相关资料进行收集、汇总和分析。2.1 调查路段的选定研究对象的选择必须具有较好的代表性，课题组在选择研究对象时，遵循以下原则：（1）交通量：交通量是影响路面路用性能的重要因素，因为只有承受着大交通量的路面，采取抗车辙措施才能发挥其应有的作用。因此选取的各条道路应该是苏州地区交通量大的干线公路。（2）通车时间：为了尽可能的考察较长时间的路用性能，对通车2年及2年以上的道路进行路用性能评价。（3）路面结构：为了保证研究对象之间的可比性，所选路段的路面结构厚度差别小，并可以分类比较。根据以上选择原则，综合分析后，在苏州地区选定了以下几条干线公路作为研究对象：204国

31、道：苏州地区204国道是张家港、常熟和太仓连接上海的主要的干线公路，是苏州地区重要的一条货用通道，2006年底通车以来，公路交通量迅速增加，现在日均交通量超过1万辆。该道路在交叉口路段大量应用了新技术和新材料，如硫磺改性沥青路面、添加路孚8000改性路面等；因此选用该路段作为研究对象能为硫磺改性沥青路面、添加路孚8000外掺剂的路面性能评价提供良好的条件。锡太公路：是一条连接无锡、苏州和太仓的干线公路，该道路于2005年底通车，主要承担了无锡到苏州的重要货运功能，因此该路段日交通量大，且重型货车比例较高。在锡太公路交叉口路段铺设了添加聚酯纤维的Superpave路面试验路，因此选取该路作为研究

32、路段对大交通量且重载比例高路面抗车辙性能具有较大的的借鉴作用。省道338：连接无锡江阴港与张家港各港区，是苏州市北部沿江一条重要的东西向通道，道路通车以来，交通量大、重型货车多（集装箱）、车辆荷载大。为了应对重型货车的重载情况，S338张家港段部分交叉口在上、下面层混合料中均添加了路孚8000。省道227：是常熟地区连接通常汽渡和港口的主要道路，该路段交通量大，且重车比例高，在该路段进行了橡胶沥青路面和SMA路段的铺设，以期对比橡胶沥青混合料和SMA对于重载交通的适应性。苏虞张公路：是连接苏州、常熟和张家港的一条重要交通线路，在修建过程中，为了解决交叉口车辙问题，在苏虞张公路交叉口路段大量的铺

33、设了添加路孚8000外掺剂的沥青路面。因此选取该路段能更全面的对路孚8000外掺剂路用性能进行深入研究。这些道路使用新技术、新材料的长度不尽相同，考虑到研究需要，最终选取了有代表性的路段进行抗车辙型外掺剂路面路用性能后评价研究，具体如下：硫磺改性沥青路面：硫磺改性沥青路面使用范围主要集中在部分G204道路交叉口处。因此选取了G204太仓段三个交叉口作为硫磺改性沥青路面路用性能的研究对象。添加路孚8000外掺剂路面：在苏州地区，使用路孚8000以提高沥青路面交叉口路段抗车辙性能的方法较为普遍。因此选取交通量具有代表性的G204、苏虞张公路、S338三条道路中的23个交叉口作为研究对象。添加聚酯纤

34、维的Superpave路面：目前苏州在锡太公路部分交叉口段采用添加聚酯纤维的Superpave路面，以期结合聚酯纤维和Superpave沥青混合料两者的优点，达到提高沥青面层的抗车辙能力、抗低温开裂和抗疲劳的能力。最终选取锡太公路2个交叉口作为研究对象。橡胶沥青路面：橡胶沥青路面不但具有较好的路用性能，同时能达到资源节约、保护环境的目标，因此近些年来应用越来越多。本研究中，选取S227常熟段1km的正常路段和1个交叉口路段作为研究对象。SMA沥青路面：SMA路面由于其优良的路用性能在国内应用广泛，根据研究对象的选取原则，最终确定S227常熟段约1km路段作为研究对象。AC沥青路面：AC路面也是

35、常用的类型，根据研究对象的选取原则，最终确定G204太仓段约1km路段作为研究对象。表2-1 各路段调查位置表序号研究路段类型所在路段桩 号路段特征1聚酯纤维路段锡太公路K20+620.85K20+852.85（右幅）交叉口2K20+740.85K20+972.85（左幅）3K25+259.50K25+486.50（右幅）4K25+379.50K25+606.50（左幅）5硫磺改性沥青路段G204太仓段K4+231.99K4+431.99（右幅）6K4+703.55K4+903.55（左幅）7K5+999.07K6+199.07（右幅）8K6+214.82K6+414.82（左幅）9K9+92

36、0.57K10+120.57（右幅）10K10+165.99K10+365.99（左幅）11橡胶沥青路段S227常熟段K10+500K10+600（右幅）12SMA路段S227常熟段K11+800K11+950（右幅）13路孚8000路段国道204张家港段K28+870K29+020（右幅）14K29+070K29+220（左幅）15苏虞张苏州段K18+950K19+100（右幅）16K19+150K19+300（左幅）17K20+150K20+300（右幅）18K20+350K20+500（左幅）19S338张家港段K117+700K117+800（左幅）20K118+200K118+300

37、右幅）21K119+800K118+900（右幅）22AC路段国道204太仓段K10+500K11+500（右幅）长路段23K10+500K11+500（左幅）24橡胶沥青路段S227常熟段K8+000K9+000（右幅）25SMA路段S227常熟段K10+800K11+700（右幅）2.2 苏州地区气候调查苏州地区位于北亚热带湿润季风气候区，温暖潮湿多雨，季风明显，四季分明，冬夏季长，春秋季短。无霜期年平均长达233天。境内因地形、纬度等差异，形成各种独特的小气候。太阳辐射、日照及气温以太湖为高中心，沿江地区为低值区。降水量分布也具有同样规律。1月平均气温最低约2-3，7月平均气温最高达2

38、8。图2-1 苏州月平均气温图（2008年）图2-1表明，苏州地区夏季（7月、8月）月平均气温高，极端高温天气多发。这种极端气候条件下，沥青路面温度能达到70以上，由于高温状态下，普通沥青路面中的沥青胶结料稳定性降低，在车辆荷载作用下易出现剪切流动形成推移及车辙病害，影响路面使用寿命。本课题现场调查情况也表明，调查路段的沥青路面往往在经历一个夏季后，路面车辙迅速增加，受季节影响非常明显。苏州地区常年年平均降水量约1000mm，年降水日约为120天。一年中以6月份降水量及降水日为最多，多年平均月降水量为l61mm，降水日13天。12月份月降水量最少，为37mm。12月份降水日最少，平均为7天。图

39、2-2 苏州月平均降水量图（2008年）图2-2表明，苏州地区降水丰沛，且大部分降水集中在夏季，因此沥青混合料在具有良好的高温稳定性的同时也应该具有良好的水稳定性。苏州地区为了减少路面的水损害，根据苏州的实际情况，制定了详细的施工指导意见，对原材料标准、配合比设计、施工过程控制进行了严格的规定，这有效地保证了沥青路面的施工质量。现场调查情况也表明，苏州地区沥青路面基本消除了早期水损害的发生。2.3 交通量数据调查由于路面交通量特别是重载、超载车辆的反复作用是导致路面使用功能下降和造成路面病害的重要因素，因此在路用性能后评价中，需要收集各个路段的交通量。在现场调查中，调查人员分别于2009年、2

40、010年两次现场对各个调查路段进行了交通量调查，根据公路规划与技术等级的划分的机动车辆折算系数表（表2-2）对现场所调查的交通量数据进行统计（表2-3）。表2-2 交通量折算系数表代表车型车辆折算系数车种说明小客车1.0测定座位19座大客车1.5测定座位19座小货车1.0载质量2吨中货车1.52吨载质量7吨.大货车2.07吨载质量14吨.，包括吊车拖挂车3.0载质量大于14吨的重型货车、拖挂车与集装箱拖车等特大型货车图2-3 各路段交通量柱状图表2-3 各路段日交通量调查表（辆/日）路 段小货中货大货拖挂小客大客重车比例（%）交通量（折算后）锡太公路聚酯纤维段2009年205015801110

41、230396058050.6121602010年217018751440285329071658.313082G204 太仓硫磺改性沥青段2009年3100990450907040110029.8144452010年3145830590120790090027.215180G204太仓 AC路段2009年214069025050504086029.3101552010年194573043060530090032.510730S227橡胶沥青路段2009年390017901340210368050047.1143252010年380016001250200395045044.313925S227

42、 SMA段2009年390017901340210368050047.1143252010年380016001250200395045044.313925张家港G204路孚8000段2009年60088045010120010057.142002010年2600175997085380068547.812261苏州苏虞张路孚8000段2009年88067030010125012046.039452010年169098056020620036028.811080张家港S338路孚8000段12008年168819812148776589439057.317763注：1 因2009年S338张家港

43、段大修改造，故该段收集2008年日交通量数据，其余各路段均为现场实测交通量数据。从各路段日交通量柱状图（图2-3）可以看出，到2010年，所调查路段日交通量均大于1万辆（折算后），表明在这些路段，路面承受着极大的车辆荷载，在大量车辆荷载作用下，车辆渠化作用容易引起路面变形，形成车辙。因此针对苏州地区干线公路重载交通情况突出的特点，开展抗车辙型外掺剂沥青路面路用性能后评估研究非常必要。通过现场交通量调查，锡太公路、S338、S227公路是连接港口、周边地市的重要货运通道，重载车辆比例明显高于其他路段，而且随着苏州地区经济的迅速发展，交通量增加显著。G204太仓段、苏虞张苏州段，均处于城郊结合部，

44、路面行驶车辆主要以私家车、公共汽车为主，其大型货车和拖挂车比例相对较低。G204张家港段，苏虞张苏州段，两条道路均为2008年底改造完成通车，距2009年4月进行第一次交通量调查时间较短，导致在2009年现场日交通量数据的收集中，两条道路日交通量偏低，但是通过一年的运营后，交通量急剧增加，目前日交通量均已突破1万辆。2.4 调查路段设计资料确定好调查路段后，对各路段路面的相关设计资料进行了收集，各路段沥青面层的路面结构形式、面层厚度、集料与沥青的种类和外掺剂掺量、通车时间汇总于表2-4。表2-4 各路段设计资料汇总路 段面层级配厚度集料沥青外掺剂掺量（）1通车时间（年/月）锡太公路聚酯纤维路段

45、上面层SUP-134cm石灰岩70# 2.252005/10下面层SUP-208cm石灰岩/G204 太仓硫磺改性沥青路口段上面层AC-134cm玄武岩70# 18.62006/12下面层AC-258cm石灰岩16.0G204太仓 AC路段上面层AC-134cm玄武岩SBS改性/2006/12下面层AC-258cm石灰岩70# /省道S227橡胶沥青路段上面层ARAC-134cm玄武岩橡胶沥青2/2007/11下面层SUP-206cm石灰岩70# /省道S227 SMA路段上面层SMA-134cm玄武岩SBS改性/2007/11下面层SUP-206cm石灰岩70# /省道S338路孚8000路段上面层SUP-134cm石灰岩SBS改性22007/11下面层SUP-258cm石灰岩SBS改性2