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1、高模量沥青混合料技术 内容 研究背景 基本性质 配合比设计 施工工艺 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 究 背 景 国内外的发展现状 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经验
2、。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。 重载与超载交通 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 定义 高模量外加剂 高模量沥沥青混合料的组组成结结构 1
3、030号粘 稠沥青 矿料（粗集 料、细集 料、填料） 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 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 适用范围围 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
4、时，要严格按照粗集料的技术要求 选择。 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 高模量沥沥青混合料的原材料控制 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
5、很好的粘附性， 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。 细细集料 填料 沥沥青结结合料 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 目标配合比设计计计 生产配合比设计计计 生产配合比验证计计 原材料： 沥青、粗集料、细集料、填料，高模量 剂
6、，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 目标标配合比设计设计 （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
7、的间断 级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： 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
8、足上一级要求才能进行下一级试验， 目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 设计环节法国中国备注 模量提高的途径低标号沥青；高模 量添加剂 需考虑两种途径的 适用性 级配类型EME14、EME20AC-20、AC-25仅限于中下面层的 类型 关键筛口0.063mm,2mm,4 mm,6.3mm 0.075mm,2.36m m,4.75mm 成型方法旋转压实仪成型马歇尔击实仪成型 确定沥青用量丰度系数K马歇尔设计方法 验证试验1
9、、水损害试验（ Duriez试验）2、 高温稳定性试验（ 车辙试验）3、劲 度模量试验（直接 拉伸试验，间接拉 伸试验或复合模量 试验）4、疲劳试 验（梯形梁两点或 四点弯曲试验） 1、水损害试验（ 浸水马歇尔和冻融 劈裂试验）2、高 温稳定性试验（车 辙试验）3、低温 开裂性（弯曲梁蠕 变试验）4、渗水 系数（路面渗水仪 试验） 中国和法国的配合比设计比较中国和法国的配合比设计比较 沥青混合料的拌制 沥沥青混合料的运输输 沥沥青混合料的摊铺摊铺 沥沥青混合料的压实压实 成型 施工接缝缝的处处理 路面施工工艺艺 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
10、 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
11、料进行清理并采 取合理的处理措施。 沥沥青混合料的运输输 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 沥沥青混合料的摊铺摊铺 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： 沥沥青混合料的压实压实 成型 纵向施工缝全部采用热接缝；横向施工缝 采用平接缝。横向施工缝的施工方法为： 当天施工终压完毕冷却以后，用三米直尺 沿纵向位置在摊铺段端部的直尺呈悬臂状 ，在摊铺层与直尺脱离处定出接缝位置， 用锯缝机割齐后铲除；继续摊铺时，将摊 铺层锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上少 量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝处起步 摊铺；碾压时用钢筒式压路机进行横向压 实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面 层。 施工接缝缝的处处理 Happy Happy ererydayereryday