新型沥青路面

特点

1、耐高温，抗低温，适应性强；

2、韧性好，抗疲劳，增大路面承载能力；

3、抗水、油和紫外线辐射，延缓老化；

4、性能稳定，使用寿命长，降低养护费用。

下面的是详细的：

改性沥青的优良性能来源于它所添加的改性剂，这种改性剂在温度和动能的作用下不仅可以互相合并，而且还可以与沥青发生反应，从而极大地改善了沥青的力学性质，犹如在混凝土中加了钢筋。为了阻止一般改性沥青可能发生的离析现象，沥青的改性过程是在一种特殊的移动设备中完成的，将液态的包含沥青和改性剂的混合料通过布满沟槽的胶体磨，在高速旋转的胶体磨的作用下，改性剂的分子被裂解，形成了新的结构然后被激射到磨壁上再反弹回来，均匀地混合到沥青当中，如此循环往复，不仅使沥青与改性得了均化处理，而且使改性剂的分子链相互牵拉，网状分布，提高了混合料的强度，增强了抗疲劳能力。当车轮压过改性沥青时，沥青层面发生相应的轻微变形，当车轮过后，由于改性沥青对骨料的粘结力强，弹性恢复好，使受挤压的部分迅速恢复平展的原状。

在沥青中加入某种称之为改性剂（Modifier）的材料，使沥青的某些特性从根本上得到改善，扩大了沥青的使用范围。这种加入改性剂的沥青，我们称为为改性沥青（Modified asphalt）。

改性沥青的种类及其特性，在国内使用情况：

在国内使用过的改性沥青有：

（一）丁苯橡胶（SBR）；粉碎后按2%加入沥青，制成改性沥青母体，然后使用时再加入一定比例与普通沥青混合。还有将SBR加入溶剂成为Sspan>胶乳，直接掺入沥青，但这种方法施工工艺料为繁琐，效果也不甚明显，未能大面积推广使用。

（二）聚乙稀（PE）；奥地利使用了一种称之为Novophalt的改性沥青，使用已有15年的历史，其后在意大利、捷克、美国也相应推广使用。在沥青加入聚乙稀(PE)或再掺苯乙烯共聚物（热塑料性体(SBS），在表面层中还使用了石棉纤维，称之为沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)。我国首次使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE 2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大为升高，粘度增加了7倍，说明沥青的高温稳定性有显著提高。

96年夏季在北京至八达岭高速公路中再次使用了改性沥青仍然是奥地利技术Nobohalt，在沥青砼上面层中加入4%PE 2%SBS,中面层中加入5%PE，经胶体磨六次循环研磨，方可达到混匀效果，每一周期约需半小时，产时为4吨。加入改性剂以后的沥青软化点可达60-70℃，马氏稳定度均在10KN以上，而稳定度的改变特别显著，号称“80度不软，30度不脆”（后者指零下温度）。其成本由于租用奥地利设备再加上原材料及能源消耗，每吨沥青混合料约需增加100元左右。

改性沥青的施工工艺条件也有所改变，不能完全按现有施工技术规范进行控制。例如其“固化”温度明显高于变通沥青，辗压温度宜控制130-140，因此压路机必须紧随摊铺机之后不得拖延。

北京市公路局已自行研制成功大型胶体磨，研磨后的晶体直径可达15（微米）以下，其性能已超过奥地利设备，故生产成本可以大幅度降低。

（三）北美沥青UN-A：是美国犹他州东部UINTAH盆地所产的一种天然树脂，呈块状，经加工研磨成粉末，成为商品。根据北京公路局所作试验，加入5%-10%的UN-A。沥青的针入度延度脆点以及粘附性、马歇尔稳定度均有明显的改善。

UN-A是粉末状，可直接加入沥青。所以它的添加使用非常方便。尚未使用于工程。有待进一步论证。

沥青玛蹄脂碎石混合料是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂，填充间断级配的粗集料骨架间隙而形成的眼挤型密实结构混合料。SMA改性沥青及SMA路面是一种新型的路面结构，改性沥青及SMA混合料冷却后非常坚硬，强度高。本文结合上海城市外环线(浦东段)环南一大道工程的施工，谈谈如何对改性沥青及SMA路面的施工进行控制。

一、工程综述

本工程北起张扬路立交东至环东一大道，路幅红线宽度100米，为城市Ⅰ级主干道，双向8车道，总长2387米。车行道结构形式为沥青柔性路面，结构层组成为路基 15厘米砂砾垫层 40厘米二灰碎石基层 15厘米三层式沥青混凝土面层。面层组合如下：表面层为改性沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA-16）4厘米；中面层为中粒式改性沥青砼（LH-25）6厘米；底面层为粗粒式改性沥青砼（CLH-35）6厘米；下封层1厘米。

二、改性沥青施工质量控制的难点

1.改性沥青混合料粘度较高，各工序的施工温度均比普通沥青混合料的施工温度要求高，贮存、运输期间的降温不应超过10℃，生产厂至施工现场的距离较长，上海交通繁忙，气候变化大，混合料贮藏温度控制难。

2.沥青路面施工质量与摊铺机械的性能密切相关，沥青摊铺机械型号多种，性能不一。如何选择性能良好的施工机械，是工程质量控制的重点。

3.沥青摊铺时，必须均匀、连续，工人素质必须高，要能正确判断摊铺界面。

三、SMA沥青的拌合及施工

1.沥青混合料拌合。由于SMA与普通密级配沥青砼最大不同之处是SMA为间断级配，粗集料粒径单一、量多、细集料很少，矿粉用量多。细集料包括石屑和砂一共只需15%左右，给混合料的供料拌和带来不少困难。为此，料斗、料仓要重新安排，增加粒径为5～10毫米的骨料仓，以保证冷料数量，而细集料用量很少，冷料仓门开启很少，供料过程中要保持细集料干燥，以保证细集料顺利供料。主皮带把粗配料送入滚洞，通过燃烧器对骨料加热，有热电偶检测料温，自动调节燃烧器的风油比，使骨料温度达到190℃～200℃。热料经提升机进入振动筛，把热料按目标配合比的规格要求分筛到不同的热料仓（筛网尺寸可根据要求更换），有计算机控制各热料仓拉门，按输入的生产配合比自动配料、计量，由于SMA粗料粒径单一，细料很少，热料可能会发生粗集料仓经常不足（亏料），而细集料仓经常溢仓的不正常情况，控制室的操作人员不可调整放料的数量，使SMA的配合比不准。然后将木质素纤维加入到搅拌锅与骨料共同进行干拌，再添加经计算机控配比控制计量的石粉及沥青，拌和后，完成成品料的生产。SMA的干拌时间为4秒～5秒，湿拌30秒～45秒。

各种材料加热温度控制：沥青加热温度160℃～165℃，现场制作温度165℃～170℃，加工最高温度175℃，集料加热温度190℃～200℃，混合料出场温度175℃～185℃，混合料最高温度（废弃温度）195℃，摊铺温度不低于160℃，初始开始温度不低于150℃，复压最低温度不低于130℃，碾压终了温度不低于130℃，开放交通温度不高于60℃。

2.运输。由于SMA沥青混合料的沥青玛蹄脂的粘性较大，运输车的车厢底部要涂较多的油水混合物，而且为了防止运输车表面混合料结成硬壳，运输车运输过程中必须加盖油布，同时车量要适当增加。

3.摊铺。沥青必须缓慢、均匀连续不间断地摊铺。摊铺过程中，不得随意变换速度或中途停顿，摊铺速度应根据拌和机产量，施工机械配套情况及摊铺层厚度、宽度确定。摊铺速度为3.5米/分钟。

4.碾压。碾压过程是面层施工中的重要环节，碾压SMA的八字方针为“紧跟、碾压、高频、低幅”，并合理地选择压路机组合方式及碾压步骤。

5.接缝。

（1）纵缝：根据本工程特点，我单位在沥青混合料摊铺过程中采用一台德国产ABG423摊铺机并排摊铺，采用此方式可以一次整幅摊铺，纵缝热接提高了路面的平整度，美化了路面的视觉效果。

（2）横缝：SMA路面的接缝处理要比普通混合料困难一些，因此，摊铺时在边部设置挡板，也可以在沥青SMA层每天施工完工后，在其尚未冷却之前，即切割好，并利用水将接缝冲洗干净。第二天涂刷粘层油，即进行摊铺新混合料。

6.SMA沥青混合料施工中容易产生的问题：

（1）过碾压：由于SMA路面的集料嵌挤作用，压实程度不大，压实度较易达到，但是随着碾压遍数的增加，集料不断地往下走，玛蹄脂一点点地向上浮，造成构造深度减小。在碾压过程中，特别注意表面构造保持在1～1.5毫米，以便有适宜的构造深度。

（2）出现油斑：SMA路面通车后出现油斑也是常见的一种病害，这是由于SMA的纤维拌合不均匀造成的。因此在拌合时，要严格控制纤维的投放数量和投放时间，并延长干拌时间，确保纤维拌合均匀。还要注意储藏期间纤维干燥，防止纤维受潮成团。

（3）碾压成型温度不够高是常见的毛病。SMA在130℃碾压的效果就很差了。在低温时碾压，容易出现不平整。在行车过程中出现车辙，是因为碾压不足造成的。2100433B

前言

第1章 绪论

1．1 研究的目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．3 主要研究内容

1．4 研究技术路线

第2章 沿线路用材料性能与交通状况

2．1 依托工程简介

2．2 沿线主要路用材料性能调查研究

2．3 交通状况调查分析

2．4 本章小结

第3章 沥青路面合理结构组合研究

3．1 我国高等级沥青路面结构形式调查分析

3．2 各结构层设置作用分析

3．3 合理结构组合研究

3．4 ATB联结层抗裂力学分析

3．5 永久性变形研究

3．6 路面合理结构技术经济分析

3．7 本章小结

第4章 基层材料及其路用性能研究

4．1 基层材料组成研究

4．2 半刚性基层材料缩裂机理研究

4。3基层材料抗裂性能研究内容与方法

4．4 基层材料干缩性能试验研究

4．5 (底)基层材料温缩性能试验研究

4．6 基层材料抗裂评价方法与指标研究

4．7 重载作用下济焦高速基层材料疲劳特性研究

4．8 基层材料抗冲刷性能研究

4．9 本章小结

第5章 路面联结层材料组成及其路用性能研究

5．1 ATB联结层的技术要求

5．2 ATB联结层配合比设计

5．3 ATB联结层的路用性能评价

5．4 本章小结

第6章 济焦高速面层材料及其路用性能研究

6．1 SMA上面层材料组成及其路用性能研究

6．2 下面层中粒式沥青混凝土材料组成及路用性能研究

6．3 组合结构高温稳定性研究

6．4 本章小结

第7章 考虑重载的新型沥青路面结构研究

7．1 考虑重载的路面结构设计方法

7．2 考虑重载的新型沥青路面结构分析

7．3 本章小节

第8章 新型沥青路面施工质量控制要点与质量标准

8．1 基层平整度控制

8．2 基层施工质量控制标准

8．3 沥青碎石联结层施工质量控制要点

8．4 沥青面层施工质量控制研究

8．5 本章小结

第9章 实体工程工后评价

9．1 工程概况

9．2 实体工程承载能力评定

9．3 路面平整度评定

9．4 工程总体评价

第10章 主要研究结论

参考文献 2100433B

本书分析研究高速公路各结构层设置的作用，为路面结构合理组合提供理论依据。利用 BISAR程序对ATB联结层的设计参数进行敏感性分析，提出ATB联结层适宜厚度与模量， 并按我国设计规范和英国的*性路面设计方法对济焦高速路面结构进行验算，同时对其车 辙进行预估。*后利用有限元对ATB联结层的抗裂效果进行力学分析。针对半刚性基层易 开裂、易冲刷的现状，从抗裂性能、缩裂微观机理、抗裂评价指标、冲刷性能、疲劳特性等 对半刚性基层进行系统的研究。研究沥青稳定碎石联结层的材料组成和基本要求，重点研究 该联结层的抗裂性能、高温稳定性、抗水损害性能及抗疲劳性能，并将其路用性能进行综合 的对比分析。本书主要研究SMA面层材料的组成、配合比设计和高温性能、低温性能、水 稳定性能等路用性能。从重载作用下的交通特性出发，完善重载路面的设计方法，并利用规 范设计方法和本课题组提出的重载设计方法对济焦高速的路面结构分别进行计算，并应用 BISAR程序对重载作用下济焦高速路面结构力学响应进行分析。针对河南省高速公路的施 工情况，结合试验路面的铺筑，提出ATB联结层十半刚性基层的沥青路面的施工质量控制 要点与标准。 本书可供公路建设的相关从业人员参考使用，也可作为交通及土木类相关专业学生参考用书。

本研究所旨在通过对露石混凝土路面、新型水泥混凝土路面、新型沥青路面、各种低噪声路面、抗裂半刚性基层与柔性基层、长寿命沥青路面、特殊路面结构和低造价路面、高速公路沥青路面养护管理系统、沥青路面加固改造理论与方法等方面进行研究，推动路面材料与路面结构研究的发展。