高性能路面（精选11篇）
高性能路面 篇1
0 引言
上世纪60年代以来国内外许多学者在沥青路面上作了大量的研究,但是由于沥青路面是工作在复杂多变的气候条件与交通荷载的情况下,如何将各种情况下沥青路面的使用品质同沥青混合料的性能指标联系起来,尚需进行大量的工作。为了解决沥青混凝土路面高温抗车辙能力和抗水损害能力,我们在不断地探索和研究着,笔者通过实践,验证了在使用普通重交通AH-70沥青的条件下,使沥青混合料的动稳定度提高到1200次/mm以上;在减小水损害方面,渗水系数<150mL/min。据此提出了下述高性能沥青路面施工控制的技术指标,使其与路面的使用性能相适应。
1 优化配合比设计
修筑一条高性能,使用耐久的沥青路面关键的施工控制环节是沥青混合料配合比设计。在国标中,沥青混合料的组成有AC-I型、AC-II型和AK型等。根据路面各层使用功能的不同而分别采用。实践证明,AC-I型、AC-II型、AK型按传统的范围中值设计的方法均有不同程度的缺陷。
如何使这种悬浮密实结构变为多级嵌挤密实结构是配合比优化设计的目标。具体办法是在现有规范的级配范围内,摈弃传统的按级配范围中值设计的方法,而使级配线呈“S”型。“S”型的效果是使混合料中粗集料(4.75mm以上)比例增加,使混合料中集料的粒径趋于均匀一些,增强了集料的嵌挤作用,从而改善其高温稳定性和防渗透性。
经常用于上面层的AK-16A型和中、下面层的AC-20I、AC-25I型建议采用“S”型级配见表1。
下面用贝雷法证明此级配是属多级配嵌挤密实型级配,同时与规范的级配相比较,以证明“S”级配的合理性。
“贝雷法”的检验原理:“贝雷法”的数学基础是平面圆模型,考虑了不同集料性状组合后,认为“混合料中粗、细集料区分是以最大公称尺寸(D)的0.22倍所对应的相近尺寸筛孔孔径为分界点,然后将此分界点作为第一控制筛孔(PSC)”,由于考虑到实际集料的形状,分界点定为最大公称尺寸的1/4。“贝雷法”的特点是细集料的用量应根据粗集料形成的空隙来决定,并依次推广到更细一级的集料,即除粒径<D/4的细集料不得挤开粒径>D/4的粗集料空隙外,且粒径<D/16的细集料不得挤开粒径>D/16的粗集料空隙,如此类推到无穷。因此,称其为“多级嵌挤密实型级配”。“贝雷法”对级配的检验法则是根据CA值和FA值来确定。对粒径>D/4的粗集料通过率P,以CA值指标予以约束。
,此值的意义是D/2-D/4的含量与>D/2含量的比值,CA值要控制在0.4~0.8之间,该值>0.8必是不良组成,稳定性不行,<0.4者必然离析,耐久性不行。
细集料中较粗部分与较细部分的比例关系,以FA值应控制在0.3~0.5之间。
根据“贝雷法”对级配的检验法则来验证“S”型级配。
粗集料CA值检验见表2。细集料FA值检验见表3。
表2、表3中D=26.5mm时,D/4=6.6mm和D/16=1.66mm的通过量根据插入法求得,括号内数值为国标范围值。从表2、表3知,“S”型级配范围比国标级配范围更严格,其粗集料的组合和细料的搭配,经得起CA值和FA值的检验,符合多级嵌挤密实型级配原则,可以达到既抗车辙,又防渗透,其稳定性、耐久性都好。
2 施工控制技术
高等级沥青路面施工是高度机械化施工,从沥青混合料的拌制到摊铺和最终的碾压全过程机械操作,如何保证铺筑的沥青路面的高性能?首先要确定好施工方案,使每道工序衔接紧密,让沥青混合料在有效的温度内完成铺筑。第二是熟悉各设备的能力,根据沥青混合料的特点,确定其最佳的施工参数。以下从沥青混合料的拌制,摊铺与碾压三个工序上讨论其施工控制技术。
2.1 沥青混合料的拌制
2.1.1 拌和设备的选择
沥青混凝土拌和设备是决定进度和质量的最重要因素。对于沥青混凝土搅拌设备,应根据工程量和工期选择其生产能力。高等级公路沥青混凝土路面的施工,优先选用拌和能力大的强制搅拌设备。间歇式搅拌设备是冷矿料的烘干加热以及与热沥青的拌和,是先后在不同设备中进行的。即按配合比设计的各种冷料在干燥滚筒烘干、加热后,经过二次筛分。储存,每种矿料分别累计计量后,与单独计量的矿粉和单独计量的热沥青,分批投入到搅拌锅内进行强制搅拌,成品料分批卸出,可获得各种沥青混合料较精确的配合比,因此目前高等级公路沥青混凝土路面施工一般选择间歇式拌和设备。间歇式拌和设备的作业能力按下式计算:G=3.6mgck/T
式中:m为搅拌器每份搅拌额定质量,kg;g为平均时间利用系数,取0.8~1;c为环境温德系数,c=0.8+t/100℃(t为搅拌作业时环境温度);k为集料含水量系数,k=(1.5~10)w(w为集料含水量);T为搅拌器额定工作循环时间,s。
2.1.2 振动筛的选择
拌和机进行二次筛分用的振动筛筛孔选择非常重要。拌和机的振动筛在理想倾角过程中,振动筛筛孔尺寸与室内级配曲线用标准筛筛孔尺寸间有一定的关系,见表4。
(mm)
振动筛筛孔选择以分料结果几个热料仓受料基本均等和热料仓的受料与出料基本均衡为原则,避免因某料仓溢料或某料仓缺料而影响生产的产量和质量,对于常用的AC-25I、AC-20I和AK-16A三种类型混合料,振动筛筛孔应按此原则分别选择为:
2.1.3 拌和温度的确定
根据沥青品种与标号,利用选用沥青的粘度一温度曲线来确定拌和温度,即拌和温度由0.17±0.02Pm·S粘度来确定。但在缺乏沥青的粘度一温度曲线时,取规范规定的加热范围中值,暂定为沥青加热温度。集料加热温度比沥青加热温度高
2.1.4 拌和时间的确定
搅拌器拌和时间是指热骨料从计量斗中开始卸料为干拌开始,沥青开始喷射为干拌结束、湿拌开始,搅拌器开门为湿拌结束,干拌时间与湿拌时间之和称为拌和时间。拌和时间的确定依据机型的不同和材料的情况而定。间歇式拌和设备材料在搅拌器内的充盈率决定了拌和时间。对于间歇拌和机,一般干拌0-10s,湿拌0-50s,拌和时间越长,拌和均匀性越好;但时间过长,由于搅拌器中的矿料温度高达170℃左右,沥青以薄膜状态喷于矿料表面,与空气的接触面积增大,易使沥青老化,所以通常拌和时间最长不超过90s。
2.2 沥青混合料的摊铺
2.2.1 摊铺机的组合
在沥青路面施工过程中,为了保证拌和生产的混合料及时摊铺,不引起搅拌站停工,应选择沥青混凝土摊铺机生产率要比拌和机的生产能力大。
高等级公路沥青路面施工中一般采用两台摊铺机梯队作业,以保证路面混合料的均匀性,防止离析。两台摊铺机前后相距20-40m,两幅搭接5-10 cm。熨平板的侧边与路缘石之间应留有10-15cm的间距,以避免摊铺机碰撞路缘石。所留空间内人工紧跟摊铺机及时予以补严夯实。
2.2.2 摊铺作业
2.2.2. 1 摊铺温度
沥青混合料具有热塑性,它的粘滞度随温度成比例变化。高温下,沥青结合料粘度低,有热润滑作用,有助于克服内摩阻力。高等级公路气温应高于10℃,摊铺温度控制在110-130℃范围内。
2.2.2. 2 摊铺速度的确定
施工中所选择的摊铺机作业速度,应在适宜的范围内,以恒定连续工作为原则,即按沥青混合料的供应能力来确定摊铺机的作业速度,保证摊铺机在整个工作时间内连续恒速地铺筑。摊铺机作业速度可按下式计算:
式中:W为路面宽度,m;D为铺筑厚度,m;P为压定后的混合料密度,t/m3;C为拌和设备的供料能力,t/h。
2.2.2. 3 摊铺机调平基准的选择
高等级沥青路面的主要路面指标之一是平整度,为满足高等级公路对平整度的要求,在摊铺机上附装了一个自动调节装置,由电子传感器来跟踪一个外部基准,使所铺筑的路面平整度保持在该基准所引导的平面内,以此来保证铺筑的平整度。对下层高程误差较大,且平整度较差时采用钢丝绳法。基准线应选用∮8mm钢丝绳,每个张拉段的长度以200mm为宜,其张紧力>800N。钢丝绳的高程前由设计高程来测定,误差控制在2mm之内,平直线段每10m设一根钢钎,曲线段5m一根钢钎。浮动梁基准适合于中面层和上面层,在两台摊铺机梯形作业时,后面一台摊铺机在两摊铺带搭接处采月小滑靴行走于前面摊铺机刚铺出还未碾压的铺层上,以利于摊铺机纵缝的搭接。
2.3 沥青混合料的压实
满足结构要求的沥青路面耐用性能受两个主要控制技术的影响,即混合料的设计和压实技术。如果不充分压实,最优设计的混合料都将降低路面的使用性能,因而压实技术是影响沥青路面耐用性能最重要的因素之一。
2.3.1 压实机械组合原则及其选型数量配备
高等级沥青路面宜采用7-18t振动压路机和16-25t轮胎压路机。因为振动压路机具有振动冲击力,使得单位线压力大大提高,并且当振动压路机对一表面连续地快速冲击时,相同的频率的压力波穿入材料层内,还会使之更密实;而轮胎压路机可有效的消除面层表面的热裂纹,且使铺层更密实,表面组织更均匀。因而采用振动压路机静压初压(使混合料定型)和终压(消除轮迹),复压采用振动碾压和轮胎压路机碾压。压路机配备的数量和速度最主要的影响因素是有效压实时间。有效压实时间的确定是压实技术的核心,也关系其它施工环节紧密配合的程度。
摊铺后初压前的温度下降最快,每分钟达到4-5℃。随着逐步的压实,温度下降的速率得到减缓,所以施工中应安排初压压路机尽可能尾随摊铺机进行碾压。有效压实时间可通过多次的摊铺实践获得,表5为沥青混凝土路面摊铺层受气温影响的有效压实时间。
根据有效压实时间,在保证压实度的前提下,按与摊铺机的生产率相匹配的原则,即可确定各类型压路机的数量。
2.3.2 压实程序
压实按初压、复压、终压三个阶段进行。初压是为了稳定混合料,使其具备较高的承受能力,为复压提供条件,初压温度可根据沥青结合料的粘度一温度曲线来确定。合理的初压速度对保证碾压质量,提高碾压效率十分重要。初压速度应控制在1.5-2.0 km/h。驱动轮面向摊铺机匀速碾压,并应缓慢起步,缓慢停机,以减小推移。复压是使混合料密实、稳定、成型,与初压紧密衔接,采用振动压路机和轮胎压路机组合。复压成型时压路机速度控制在4-5km/h。终压是路面成型以后,消除轮迹,形成平整的表面。终压温度不低于70℃,速度≤5km/h。
2.3.3 压实基本规则
振动压路机相邻碾压带重叠宽度10-20cm;轮胎压路机相邻碾压带重叠1/3-l/2的碾压轮宽度。压路机停机折回的位置应成梯形随摊铺机前进。压路机在碾压过程中出现沥青混合料沾轮现象时,可向碾压轮洒少量水,碾压时应采用间歇式喷水,井喷雾状水,水量尽量小,保持轮面湿润,以不粘轮为度。轮胎压路机可人工涂黄豆油,严禁涂柴油。由于该种沥青混合料的固有频率较高,因此振动压路机的频率控制在40-50Hz之间;振幅应根据混合料种类、温度和层厚选用,宜为0.3-0.8之间。总之,压实以“均匀、慢速、高频、低幅、少水”为原则。
3 效果检验
2006年吉林省国道102线一级公路路面施工中,充分应用了该技术,获得了理想的效果。
3.1 混合料组成
中、下面层利用当地花岗岩碎石,上面层采用辉绿岩碎石,掺用2%的消石灰来提高碎石与沥青混合料的粘附性(可达到5级),上面层沥青采用普通AH-70石油沥青,其合成级配和试验结果见表6、表7。
3.2 混合料施工控制
采用日本新NP3000型拌和机,拌和温度控制为沥青155℃、骨料165-175℃。拌和时间干拌10s,湿拌39s。
采用两台摊铺机梯队作业,由于本工程基层顶面高程和平整度控制较好,故三层均采用浮动架基准,能有效控制铺筑层厚度和平整度。摊铺温度控制在135-145℃之间。
本项目沥青路面施工处于北方高温季节,气温在20-35℃之间,施工有效压实时间较长(38-5lmin),采用分段碾压(拌和机的产量240t/h,摊铺机的速度为:下面层5m/min、中面层3m/min、上面层4m/min),由于该混合料为多级嵌挤紧密型属干硬性混合料,易于碾压。压路机采用3台DD130振动压路机和2台徐工26t轮胎压路机,组合方式是:l台DD130不振动静压2遍,2台26t轮胎压路机各复压2遍,1台DD130振动复压2遍,1台DD130不振动静压终压2遍。
3.3 施工段的抽查检测结果见表8。
4 结论
4.1按照“贝雷法”检验所提出的集料组成级配是多级嵌挤密实型级配,是既抗车辙又防渗水的合理组成;可以供生产使用,使修筑的沥青面层稳定性,耐久性都好。
4.2与此混合料性能能相适应的施工控制技术能够满足高等级高性能沥青路面施工要求,各项检测指标证明此施工技术是成熟的。
4.3此多级嵌挤密实型级配不仅能够提高沥青路面的使用性能,而且还可降低沥青用量(比按中值线合成的配合比所需的沥青用量少0.2%-0.3%,同时在压实设备和施工温度上同传统的要求一致;而不像SUPERPOUE集料组成所需提高压实功和施工温度。在施工的成本控制上可以取得可观的经济效益。
摘要：提出了常用集料组成的建议值,并证明是既抗车辙又防渗透水的合理组成,同时针对该沥青混合料组成确定了最佳施工控制技术,从而保证了所提出的沥青混合料的性能与路面的使用性能相适应。
关键词：沥青混合料,多级嵌挤密实型级配,高温稳定性,抗水损害,施工控制
高性能路面 篇2
一、 现行AC、AK型路面的不足及高性能沥青路面的先进性
1、AC、AK型路面的不足
我国从建设高速公路以来，沥青路面的设计一直采用马歇尔设计方法，其混合料类型的选择一般是：中、下面层采用空隙率小、不透水的连续级配沥青混凝土AC型，上面层则采用表面比较粗糙的AK型作为抗滑表层。AC型是一种密实型沥青混凝土结构，其矿料级配按最大密实原则设计，属于连续性级配，强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力，因为结构密实、空隙率小，所以AC型路面的水稳定性较好。但是，由于其表面不够粗糙，耐磨、抗滑、高温抗车辙等性能明显不足，并且矿料间隙率也难以满足要求，通常采用减少沥青用量的方法来满足间隙率的要求，这样使沥青路面的耐久性能降低，因此，AC型在高等级公路的上面层已很少采用，主要用于中、下面层。由于防滑性能好，AK结构是高速公路上面层最常采用的结构。但是，AK结构的设计空隙率大，下雨后，水分容易渗入面层内，如果中、下面层比较密实，水分则聚集在上面层和中面层之间，并使上面层长期浸泡在水中，导致路面发生松散、坑洞等破坏；反之，水分会直接渗入基层，基层长期浸泡在水中，会发生松散、唧浆，从而使整个路面结构破坏，危害更大。
2、高性能沥青路面（superpave）的先进性
高性能沥青路面（superpave）是美国公路战略研究计划（SHRP）最重要的研究成果之一。高性能沥青路面作为SHRP研究成果的专有名称，它包含了沥青标准和集料标准、矿料级配曲线的组成规定和混合料的体积设计方法三大内容，提出了控制点和限制区的概念。高性能沥青路面的先进性在于它开发了一套全新的实验设备和方法，从根本上改变了现行试验方法和规范的纯经验性质，从而避免了由此带来的局限性，高性能沥青路面沥青结合料与混合料规范的新体系将试验方法与指标同沥青路面的路用性能建立起直接关系，通过控制高温车辙、低温开裂和疲劳开裂，来达到全面改进路面性能的目的，形成了一个基于路用性能基础上的沥青――沥青混合料设计新体系。
3、西户高速公路采用了高性能沥青路面
西户高速公路沥青路面结构原设计沿用了马歇尔设计方法设计的方案，上面层为4cm中粒式沥青砼抗滑表层（AK16-A），中面层为5cm中粒式沥青砼面层（AC-20I），下面层为6cm粗粒式沥青砼面层（AC-25I）。项目部组织人员对此方案进行了大量的调查、研究和论证，发现在我国已建成的采用此方法设计的高等级公路中，绝大多数沥青路面达不到路面使用寿命的一半，有的仅建成2~3年，甚至通车仅几个月，沥青路面就出现大面积破坏，造成了巨大的损失。为了改变这一状况，项目部和长安大学公路学院组成课题组，决定采用高性能沥青路面的设计思想，对沥青面层重新进行设计。
二、西户高速公路高性能沥青路面的设计与施工
1、高性能沥青路面的设计
课题组经过认真分析，决定维持中、下面层设计方案不变，只对上面层采用高性能沥青路面的设计方法重新进行设计，级配类型为super-19型。总体思路是：在减少极大颗粒含量的同时，控制细集料的含量，并且避开高性能沥青路面细集料限制区，使级配曲线向密实方向发展，以增加混合料的抗滑和防水能力。设计的主要步骤是:
（1）原材料选择
①沥青
西户高速公路高性能沥青路面沥青采用美国科氏AH-90沥青，其各项指标如表1所示：
沥青试验结果 表1
AH-90 检测结果
针入度(25℃，100g,5s) (0.1mm) 87
软化点（环球法） (℃) 46
闪点 (℃) 290
返度（15℃，5cm/mm） (cm) ＞150
溶解度 (%) ＞99.9
旋转粘度（60℃） (pa.s) 15.9
蜡含量（蒸馏法） (%) 1.8
密度（15℃） （g/cm3） 1.027
薄膜烘箱后残留物（TFOT,163℃,5h）
质量损失 (%) -0.03
返度(15℃,5cm/mm) cm ＞150
针入厚比(25℃) % 67
由表1中可以看出,科氏重交沥青符合规范“重交通道路石油沥青技术要求”的规定以及美国SHRP的PG64-28规定。PG64_28规定如表2所示,其中PG代表考虑路用性能的沥青结合料等级,即PG64-28表示该种沥青结合料可满足最高路面设计温度为64℃,最低温度为-28℃地区使用.
美国SHRP沥青路用性能规范PG64-28规定 表2
沥青使用性能等级 PG64-28
平均7d最高路面设计温度 （℃） <64
最低路面设计温度 （℃） >-28
原 样 沥 清
闪点（COC,ASTM,D92）,min （℃） 230
粘度ASTM4402,max,2pa・s 试验温度 （℃） 135
动态剪切（SHRP B-003）G*/sinδ,min,2.0 kPa试验温度@10rad/s （℃） 64
RTFTO(ASTM D2872) 残 留 沥 青
质量损失,max (%) 1.00
动态剪切（SHRP B-003）G*/sinδ,min,2.OkPa试验温度@10rad/s （℃） 64
PAV 残 留 沥 青(SHRP B-005)
PAV 老化温度 （℃） 100
动态剪切（SHRP B-003）G
*/sinδ,max,3OMPa试验温度@10rad/s （℃） 22
物理老化 实测记录
蠕变劲度,(SHRP B-002)S,max,200Mpa m值.min,0.35试验温度@60s （℃） -18
直接拉伸,(SHRP B-006)破坏应变,min,1.0%试验温度@1.0mm/min （℃） -18
②粗集料
粗集料采用西安市小峪料场生产的石料,根据现场调查,小峪石料洁净、干燥，没有风化和杂质现象，并且具有足够的强度和耐磨性。由于本次设计级配类型为Super-19型，因此，课题组采用了10~15、10~20、5~10三档粗集料。集料筛分结果如表3所示：
集料筛分结果表 表3
规 格 公称粒径（mm） 孔 径（mm）
26.5 19.0 12.5 9.5 4.75 2.36
S9 10~20 100 100 19.5 0.3 0
S10 10~15 100 98.2 18.3 0.4 0
S12 5~10 100 100 8.4 0
粗集料质量技术指标如表4所示
粗集料质量检验表 表4
项目规格 压碎值(%) 针片状含量(%) 含泥量(%) 视密度 吸水率(%)
10~20 15.8 14.2 0.61 2.747 0.11
10~15 15.8 11.0 0.70 2.742 0.36
5~10 15.8 13.9 0.79 2.735 0.48
经试验检测，小峪料场的石料为中性石料,与沥青的粘附性较差,其粘附性指标只能达到3级,因此,本次设计中采取了抗剥离措施,添加抗剥落剂,使用剂量为0.4%.
③细集料及填料
细集料采用西安市沣河的天然砂和泾阳料场的石屑,其筛分结果如表5所示:
集细料筛分结果表 表5
公称粒径(mm) 孔 径(mm)
9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
砂 100 95.8 85.5 64.1 39.3 16.8 9.8 2.7
石屑 100 95.7 50.0 32.2 23.1 15.5 11.4 7.5
天然砂和石屑的视密度分别为2.875g/cm3和2.691g/cm3,符合规范中“沥青面层用细集料质量技术要求”的规定，并且从表5的结果可以看出，工程中所用天然砂和石屑符合规范“沥青面层用天然砂砾”，“沥青面层用石屑规格”的要求。
填料采用石灰岩经磨细得到的矿粉，其视密度为2.787 g/cm3，含水量为0.87，无团粒结块现象。
（2）级配控制
高性能沥青路面混合料设计引入了限制区和控制点的概念，并且级配范围不固定。控制点是级配曲线必须通过的.一个范围，也就是说，按高性能沥青路面规定组成矿料级配曲线时，曲线粗集料的一端必须通过规定的几个控制点，限制接近最大粒径的颗粒数量。而限制区是级配曲线不能通过的区域，即曲线的细集料不能通过的区域，它的目的主要是为了限制混合料中的砂砾的含量，以避免混合料在铺筑过程中发生压实问题或抗永久变形能力不足。对于不同级配类型的控制点和限制区如表6所示：
矿料级配的控制点和限制区 表6
通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）
50 37.5 25 19 12.5 9.5 4.75 2.36 1.18 0.60 0.30 0.15 0.075
100 90~100 73.2 64.7 53.6 47.4 34.734.7 25.323.3~27.315~41 18.515.5~21.5
13.711.7~15.7 10.010.0 7.3 5.40~6
100 90~100 73.6 61.0 53.9 39.539.5 28.826.8~30.819~45 21.118.1~24.1
15.613.6~17.6 11.411.4 8.3 6.11~7
100 90~100 73.2 64.7 47.4 34.634.623~49 25.322.3~28.3 18.716.7~20.7
13.713.7 10.0 7.32~8
100 90~100 73.2 53.6 39.139.128~58 28.625.6~31.6 21.119.1~23.1 15.515.5
11.3 8.32~10
100 90~100 64.7 47.247.232~67 34.631.6~37.6 25.523.5~27.5 18.718.7 13.7 102~10
注：表中通过量下有横线者表示控制点位置，级配线需在其中间通过；框内的数字表示限制区。
从表6中我们可以看出，对于super-25而言，要求25.0mm通过率为90%~100%，2.36mm通过率为19%~45%，0.075mm通过率为1%~7%，其控制点少（只有6个），并且 控制点处范围较宽，这样就突破了以往级配应用中大家普遍采用的走中值的思路，给级配设计提供了相当大的灵活性，可以针对不同性质的集料设计出不同的级配曲线，同一种集料也可设计出不同的级配曲线，从中选择满足各项技术标准的最佳曲线。
由于高性能沥青路面沥青混合料设计级配是受控制点和限制区制约的，因此课题组对
super-19型沥青混合料设计了3个控制点和一处限制区，3个控制点分别位于标称最大公称尺寸、中等尺寸（2.36mm）和最小尺寸(0.075mm)处,限制区则沿最大密实度级配线存在于中等尺寸与0.3mm尺寸之间，这样就有效的限制了混合料中含砂过多或总砂量中细砂过多情况的发生，并且提高了路面的抗高温车辙、抗水损害的能力及耐久性。本次设计Super-19型级配控制点范围和限制区边界分别见表7和表8所示。
集料最大公称尺寸19mm 表7
筛子尺寸 控制点（%）
最 小 最 大
0.075 2 8
2.36 23 49
12.5 - 90
最大公称尺寸（19mm） 90 100
最大集料尺寸（25mm） 100 -
集料限制区边界 表8
禁区内筛孔尺寸（mm） 最大公称尺寸、最大最小边界（最小/最大通过百分率）19.0mm
4.75 --
2.36 34.6/34.6
1.18 22.3/28.3
0.6 16.7/20.7
0.3 13.7/13.7
（3）Super-19型沥青混凝土配合比设计
高性能沥青路面在室内用旋转击实仪做沥青混合料设计，按规定的体积设计法确定设计沥青含量，并将沥青混合料压实到实际路面在当地气候和荷载条件下所达到的密实度。
高性能沥青路面室内混合料设计的几个主要体积指标及其规定值如下：
①设计旋转击实次数时，混合料的空气率（Va）为4%。
②Va为4%时的矿料间隙率（VMA）随标称最大集料尺寸而异。
标称最大集料尺寸（mm） 9.5 12.5 19.0 25.0 37.5
最 小 VMA （%） 15 14 13 12 11
③Va为4%时，混合料的饱和度（VFA）随设计当量标准轴次（ESAL）而异，如表9所示，饱和度的标准随设计当量标准轴次增加而减少。
饱和度（VFA）的标准 表9
交通量ESAL(×106) 设计VFA(%)
<0.3 75-80
<1 65-78
<3 65-78
3-100以上 65-75
课题组对Super-19型沥青混凝土配合比设计采用混合料体积设计的方法进行设计。混合料体积设计是建立在经验基础上的且与集料和混合料性质有关的（包括集料破碎面与级配、空隙率和矿物集料骨架空隙率等）一种设计方法，混合料体积设计所用的沥青混合料空隙率为4%。课题组的设计过程主要分为两个阶段：
第一阶段：确定初始沥青用量和设计级配。
首先，课题组根据Super-19集料级配范围的要求选择了3个试验级配，如表10所示，分别测定出细集料、粗集料、矿粉的毛体积密度和视密度，以及级配混合料总的毛体积密度和视密度，并估计出全部集料的有效密度；
试验级配表 表10
孔 径 19 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
级配Ⅰ 100 85.2 67.7 47.2 29.9 21.4 15.9 11.0 8.7 6.8
级配Ⅱ 100 85.1 66.3 45.3 30.3 22.3 16.5 11.3 9.0 7.0
级配Ⅲ 100 82.0 65.9 47.2 33.5 25.4 19.1 13.2 10.7 8.6
其次，根据公式-1估计吸入沥青体积（Vbe）
Vbe =Ws×(1/Gsb-1/Gse) 公式-1
Ws --混合料重量百分比
Gsb --全部集料的毛体积率
Gse --全部集料的有效密度
再次，按照经验回归方程（公式-2）估计有效的沥青用量（Vba）
Vba =0.176-(0.0675)lg(Sn) 公式-2
Sn --集料粒径最大公称尺寸
然后，按照公式-3，根据吸入沥青体积Vba和有效沥青体积Vbe计算出初始沥青量Pbj。
Pbj = Gb×(Vbe + Vba)/Gb×(Vbe + Vba)+Ws 公式-3
Gb--沥青密度
经过计算，级配Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的初始沥青用量分别为4.4% 、4.4%和4.3%。
最后，课题组根据交通量等级和平均设计气温选择压实力，按照选择的试验级配和计算出的相应初始沥青用量压实试件，确定设计集料级配为级配I。
第二阶段：设计沥青用量的选择
设计集料级配确定以后，就要选择设计沥青用量。设计沥青用量是指在设计旋转压实次数条件下产生空隙率为4%的沥青用量，因此，需要在几个不同沥青用量下压实沥青试件，然后进行选择。对于级配I，课题组选择了4.2%、4.4%、4.7%、5.2%、5.7%五个不同的沥青用量，按照集料级配压实试件，根据压实结果，通过沥青用量和空隙率、密度、VMA和VFA的关系，选择空隙率为4%的沥青用量即4.5%做为设计用量。
2、高性能沥青路面的施工
（1）摊铺
连续稳定的摊铺是提高路面平整度的主要措施。Super-19型沥青混凝土在施工中用一台摊铺机摊铺，根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度课题组将摊铺机的摊铺速度定为2~2.5m/min，容许放慢到1~2m/min，并且要求均匀、不间断地摊铺。
摊铺机应调整到最佳状态，调试好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。螺旋布料器的料位应高于螺旋布料器中心，使熨平板的档料板前混合料在全宽范围内均匀分布，并在起步前将料位整好，然后实施摊铺，避免摊铺层出现离析现象。
Super-19沥青混凝土出料温度控制在150~165℃，前场的摊铺温度控制在150℃以上，混合料超过190℃就必须废弃。课题组根据每天的气温确定混合料出料温度采用上限还是下限。
（2）压实
Super-19沥青混凝土的压实程序与普通沥青混凝土相同，也分
为初压、复压和终压三个步骤。初压紧跟在混合料摊铺后进行，温度不低于150℃，采用12~13T双钢轮压路机静压1~2遍，其线压力不宜低于35N/mm，速度为2~3km/h，并不得产生推移和发裂现象。
复压时先用25T左右重型轮胎压路机进行揉搓碾压2遍，轮胎充气压力不少于0.55Mpa，然后用12~15T双钢轮振动压路机碾压1遍，前进时关闭振动，后退时打开振动，振动频率宜为35~50HZ，振幅为0.3~0.8mm。
终压在复压后进行，用12~15T双钢轮压路机静压2遍，使沥青砼表面无明显轮迹。终压后，表面温度不能低于90℃，当路面温度低于50℃时允许开放交通。
三、结论
1、高性能沥青路面是一种考虑路用性能的沥青混合料设计方法，该方法从材料体系入手，系统地分析沥青混合料性质，通过沥青混合料配比设计，从材料组成方面控制和减少路面产生永久变形、疲劳开裂和低温开裂。它与马歇尔设计方法的不同点在于：一是课题组根据不同的交通量等级选择不同的压实参数，使荷载条件反映到沥青混合料的设计当中；二是课题组采用了旋转压实成型试件，使试件中集料分布更接近于工地现场压实情况，具有代表性；三是课题组采用了大尺寸试件，试件直径150mm，大粒径的集料可以在试件中均匀分布，减少了马歇尔试件由于尺寸小而产生的实验结果的变异性；四是课题组在试件成型过程中增加了混合料的短期老化，使混合料性质与实际生产使用的混合料一致。
2、高性能沥青路面Super-19试验路马歇尔试验结果如表11所示：
试验路马歇尔试验结果 表11
油石比 稳定度 流值 空隙率 饱和度 沥青体积百分率 粒料空隙率 压实度
室内配料 4．7 11．55 21．3 4．38 70．9 10．6 15．0 ――
现场取料 4．7 17．69 28．2 3．7 74．3 10．7 14．4 98%
由试验结果可以看出，Super-19沥青混凝土上面层满足高性能沥青路面的各项标术指标要求，并完全达到和满足现行规范马歇尔技术指标要求，高温稳定性、水稳性以及表面抗滑性能等技术指标都有很大提高。
3、西户高速公路于12月正式通车，这是陕西省第一次采用这种方法对沥青上面层进行设计和施工，改善了路面的使用性能，也为高性能沥青路面的推广提供了第一手资料。
参考文献
1.沙庆林 高速公路沥青路面早期破坏现象及预防 人民交通出版社
路面抗滑性能分析及检测技术对比 篇3
【关键词】路面抗滑性能；影响因素；保障措施；检测技术比较
随着公路事业的快速发展，道路行车速度的大幅度提高，路面抗滑性能被越来越多的部门重视，并已成为高等级公路交、竣工验收、养护质量检评中的一项重要指标，该指标也是路面设计、筑路材料、施工工艺、公路养护等各项技术水平的综合反映。
1.路面抗滑性能
路面抗滑性能是指车辆轮胎受到制动时沿表面滑移所产生的力，包括纵向和横向两方面。纵向抗滑性能决定车辆在刹车时的滑行距离，对避免追尾交通事故的发生有直接的决定作用；横向抗滑性能决定车辆的方向控制能力，尤其对车辆在弯道行驶中的安全性非常重要。
通常情况下，抗滑性能也被看做是路面的表面特性，包括细构造和粗构造。细构造表示路面表面或集料被磨光的程度，指表层石料表面水平方向0—0.5mm,垂直方向0-0.2mm的微小构造，或称石料的表面纹理，通常采用石料磨光值（psv）表征抗磨光的性能。细构造对轮胎与面层表面的附着力有很大的影响，细构造越大，轮胎与表面的附着力也越大。在车辆低速行驶时，细构造对路面抗滑性能起决定作用;粗构造是由路表外露集料间形成的构造。粗构造能使车轮下的路表水迅速排除，以避免形成水膜。其主要影响车辆高速行驶时表层的抗滑能力。
2.影响路面抗滑性能的因素
石料的磨光值（spv）：路面面层的微观构造是指面层石料表面的粗糙度，用石料的磨光值表示。它是决定轮胎与路面之间湿摩擦力水平的决定因素，它反映了石料抵抗被磨光能力的大小。磨光值越高的石料，在轮胎的长期作用下，越能长时间保持其粗糙的微观构造，路面的抗滑能力也就越好。
石料的磨耗值和压碎值:石料的磨耗值是评价石料抵抗摩擦、撞击剪切等综合作用的性能指标。石料的压碎值是评价石料抵抗压碎性能的指标。路面石料在轮胎长期的摩擦、冲击、碾压等综合作用下，要维持较高水平的抗滑能力，必须要求石料在轮胎作用下，不至于磨损太大、压碎太多。
级配：颗粒级配路面面层的宏观构造是指面层表面石料间的空隙，即构造深度。构造深度越大，则抗滑能力越强，而级配则是形成构造深度的关键。集料的级配还影响着集料的裸露程度、尺寸大小、相互间距，而它们又影响着路面摩擦系数的大小。
路面表面潮湿程度：车轮在有水膜的路面上行驶时，水分子就会消减轮胎与路面的摩擦作用。车速越高路面越光，则路面排水条件越差，轮胎与水膜接触区的水越难排出，轮胎与路面石料不能充分接触，导致摩擦系数显著下降。
滑溜性污染：当土、油渍、轮胎磨损削下来橡皮末等污染物，会使轮胎与路面间的摩擦系数急剧下降，从而使车辆失去操作性、制动性和驱动性，致使路面抗滑性能大幅度降低而影响行车安全。
沥青质量和用量对沥青混凝土路面的抗滑性能影响是非常敏感的。沥青在沥青混凝土中其粘合作用，沥青用量过大或沥青热稳定性差时，在车辆荷载和高温的作用下会溢出路面表面，形成路面沥青膜，车辆行驶在的沥青膜层上抗滑性能极差。
温度及季节变化的影响：多种研究表明，橡胶在路面上的摩擦能力随温度降低而增加。
3.保障路面良好抗滑性能的措施
保障路面的抗滑性能，除了积极消除以上提出的影响因素外，还可通过以下几方面改善其抗滑性能：
通过修筑抗滑表层来改善其抗滑性能：抗滑表层是指在路面层状体系中直接承受交通作用并具有防滑功能的面层，其厚度一般不超过5cm理论上不起承重层的作用，而只起表面功能作用故又被称为摩阻层。沥青路面抗滑表层主要有：多碎石密实型、透水性、嵌压型、倒装型、超薄型等几种形式。
对已形成沥青膜的光滑路面，可采用适当粒径的碎石在温度较高时铺撒在路面，压路机强行压入。
经长期行车碾压及磨耗而形成的光滑路面，可采用乳化沥青稀浆封层技术进行处理修筑硬路肩，可防止泥土带入路面，有利用于保持路面的清洁和粗糙度，对路面抗滑极为有利。
水泥混凝土路面要采取合理的配合比设计，提高耐磨性。通常在新修水泥混凝土路面采取粗麻布拉毛、刷饰纹理、露骨路面、碎石压入路面、齿耙拉槽等措施来获取粗构造；在旧水泥混凝土路面常用酸蚀、火焰加热烧蚀路面、刻槽等措施来恢复抗滑性能。
4.路面抗滑检测技术比较
抗滑性能测试方法主要有：制动距离法、构造深度测试法、摆式仪法、利用摩擦系数测定车测定摩擦系数。各种检测方法的优缺点如下：
制动距离法：其测试速度快，但必须中断交通。
摆式仪法：定点测量，原理简单，不仅可以用于室内，而且可用于野外测试沥青路面和水泥混凝土路面的抗滑值。但人为因素影响大，检测速度慢，不能较好地反映路面的宏观纹理构造对摩擦系数的影响。
手工铺砂法和电动铺砂法：定点测量，原理简单，便于携带，结果直观。适用于测试沥青路面及水泥混凝土路面表面构造深度，用于评定路面表面的宏观粗糙度、排水性能及抗滑性。但其误差较大，效率低。
激光构造深度仪法：测试速度快，适用于测试沥青路面干燥表面的构造深度，用于评价路面表面抗滑及排水能力，但不适用于路面坑槽较多，显著不平整和路面裂缝较多的路段。
摩擦系数测定车测试：测试速度快，可不中断交通，能在正常的交通流中测得真实、可靠、有效的数据，不但能够保证操作人员、检测设备和其他车辆行驶安全、消除道路交通事故隐患，而且其测试数据的采集是在路面条件不利于行车的状态下测得的，测试的动态摩擦系数值更能真实地反映出路面的实际抗滑能力，其结果可作为交竣工验收、路面养护及使用期路面抗滑性能的检评。此方法已被广泛推广应用。
结束语：影响路面抗滑性能的因素是多方面的，为保障路面抗滑性能，不仅要从设计、选材、施工等多方面入手，还要采取适宜的检测方法加强公路养护，对路面抗滑性能不良路段采取有效措施积极改善，确保车辆行驶安全，降低交通事故率。
参考文献
［1］张超，郑南翔，王建设主编.路基路面试验检测技术，北京：人民交通出版社，2004
［2］曾凡奇，蔡迎春，杨保华，郭留红，道路无破损检测技术.郑州：河南人民出版社，2005
（作者单位：开封市通达公司第二分公司）
高性能路面混凝土配合比设计 篇4
关键词：混凝土,配合比,水灰比,砂率,细度模数
高性能路面混凝土必须具备优良的工作性、高弯拉强度、高耐疲劳极限、小变形性能、高耐久性、经济性等,在满足所有路面混凝土工程性能条件下尽可能就地取材、经济实用,特别要考虑硅粉和减水剂的最优掺量。路面混凝土配合比设计技术要求均来源于路面设计、施工规范和路面混凝土长寿命使用中的客观要求,在施工规范中,满足耐久性要求有最小水泥用量和最大水灰比两项限制。高性能路面混凝土必须确保有足够的耐久性,由于影响耐久性因素较多,很难用一个统一的指标来反映。因此,本论文提出基于耐久性控制的高性能路面混凝土配合比设计,高性能路面混凝土配合比设计不是以耐久性作为设计参数,而是本身就是一个耐久性控制设计。也就是说,只要在施工中满足本论文的要求,那么强度肯定满足。
1 确定路面混凝土的试配抗折强度
配制混凝土弯拉强度Rwp,按设计强度Rm提高10%～15%,即:Rwp=(1.10～1.15)Rm。
2 计算水灰(胶)比
1)根据抗折强度确定水灰(胶)比。
碎石混凝土:B/W=(Rwp+1.007 9-0.348 5Rws)/1.568 4。
卵石混凝土:B/W=(Rwp+1.549 2-0.456 5Rws)/1.261 8。
其中,Rws为水泥实际抗折强度,MPa。
2)满足耐久性要求的最大水灰(胶)比。
在总结以往大量研究成果及工程实践基础上,提出高性能路面混凝土满足耐久性要求的最大水灰(胶)比要求(见表1)。
按上述抗折强度要求计算得出水灰(胶)比,与耐久性要求的最大水灰(胶)比进行对比,同时在满足抗折强度和耐久性两者要求的水灰(胶)比中取小值。
3 确定砂率
砂率的选择需考虑其粗细程度或总表面积。不同施工方式对路面混凝土的工作性要求是确定的,维持工作性稳定的前提是包裹砂石料的水泥浆厚度要基本保持不变,则相同工作性要求保持混凝土集料的总表面积基本不变,粗集料的表面积差别远小于砂,因此主要影响因素是砂。砂粗时,比表面积小,应采用大砂率,提高总表面积,保持水泥砂浆厚度不变,并能防止泌水;砂细时,比表面积大,应采用小砂率,降低偏大的总表面积。较低坍落度路面混凝土的砂率见表2。基本上给定细度模数时的最优砂率。
由表2可以看出,砂率在细度模数范围内,经实际工程使用检验,效果良好,超出此范围,会出现使用细砂水灰比过大,弯拉强度不足和抗磨性不足;过粗砂表面细观抗滑构造过深和平整度不好等问题。
4 单位用水量及高效减水剂用量的计算
1)初拟单位用水量计算W0。
根据粗集料种类及施工要求坍落度,可按国家科委025课题经验公式计算初拟单位用水量(砂石料以自然风干状态计):
碎石:W0=104.97+0.309SL+11.27B/W+0.61SP。
卵石:W0=86.89+0.370SL+11.24B/W+1.00SP。
其中,W0为普通路面混凝土的初拟单位用水量,kg/m3;SL为坍落度,mm;SP为砂率,%;B/W为灰水比,水灰比倒数。
2)经验用水量确定W0′。
经验用水量见表3。
3)确定高效减水剂的用量F。
比较初拟单位用水量W0与经验单位用水量W0′的大小关系。如果W0≥W0′,则不需要掺加高效减水剂,反之掺加高效减水剂。
使用高效减水剂主要起减少用水量和增大坍落度的目的,因此,高效减水剂用量也由这两部分决定,具体用量视减水剂用量与减水率的关系确定,掺加减水剂的目标减水率β按下式计算:
其中,βm为使用高效减水剂应达到的目标减水率。
因此,高效减水剂用量可按下式确定:
其中,β为所用减水剂剂量的实测减水率,%。
5 确定胶凝材料用量
1)最小单位水泥用量。
一般采用525号或425号硅酸盐水泥配制高性能混凝土,高性能混凝土满足耐久性要求的最小单位水泥用量应加以限制,以保证水泥与集料的粘结强度,根据以往研究及实践经验,425号水泥最小单位水泥用量为300 kg/m3,525号水泥最小单位水泥用量为310 kg/m3。
2)最大单位水泥用量。
对于不同强度等级的高性能混凝土水泥用量不仅相同,在实际工程中,最大单位水泥用量不宜超过400 kg/m3,较多介于330 kg/m3～400 kg/m3之间。
3)胶凝材料用量的确定。
在水胶比、用水量确定的条件下,胶凝材料用量可按下式计算:
确定胶凝材料用量后,即可按下式确定减水剂用量:
4)确定胶凝掺合料用量。
掺合料种类用量、性质和掺量是决定高性能混凝土性能的关键因素,也是影响高性能路面混凝土造价的主要因素。因此,高性能路面混凝土应该确定掺合料合理用量。而在确定合理掺合料用量时,除了考虑混凝土耐久性指标外,必须考虑掺入掺合料时混凝土的综合性能,特别是在充分发挥高效减水剂技术功能的同时,进行经济效益对比分析。高效减水剂均存在最佳掺量,且价格较高,一味提高减水剂用量来降低胶结材料用量,在经济上并不一定合格。当然,当技术条件无法保证时,经济性必须让步。这样既考虑到高性能混凝土工作性,又保证了其耐久性。
在确定掺合剂用量后,即可计算水泥用量。由于硅粉一般为等量取代,因此,水泥用量即为胶结材料用量减去硅粉用量。
6 计算砂石材料单位用量
砂石材料单位用量可按绝对体积法和假定容重法确定。具体方法同普通混凝土,不同之处在于高性能混凝土的组分增加了,且高性能路面混凝土密实度大,所以高性能路面混凝土比普通混凝土的假定容重大,按假定容重法计算时,高性能路面混凝土单位质量可取240 kg/m3～250 kg/m3。
7 结语
随着我国公路运输事业的蓬勃发展,公路建设日新月异,特别是改革开放以来,我国高等级公路建设得到了突飞猛进的发展,公路通车总里程快速增长,同时,由于高速、重载交通比重的增加,对高等级公路路面的实用性能提出了更高的要求。本文综合国内外相关资料,根据路面性能要求以及相关试验结果分析,总结出高性能路面混凝土配合比设计程序以及设计参数,为以后系统研究提供了一定的帮助。
参考文献
[1]刘成宇.土力学[M].北京:中国铁道出版社,1990.
[2]高大钊.土力学可靠性原理[M].北京:中国建筑工业出版社,1989.
高性能路面 篇5
浅淡路基对路面使用性能及寿命的影响
本文就319 国道路基工程土方施工中的.筑路材料、排水设施及压实等方面对路面使用性能及寿命的影响.
作 者：吴雪花 作者单位：吉安市公路局永新分局,江西永新,343400刊 名：城市建设与商业网点英文刊名：CHENGSHI JIANSHE YU SHANGYE WANGDIAN年，卷(期)：2009“”(14)分类号：U4关键词：路基 路面 材料 排水设施 压实 影响
高性能路面 篇6
【关键词】乳化沥青稀浆混合料；贯入式；沥青路面；乳化沥青性能
Emulsified asphalt slurry mixture explore penetration asphalt pavement emulsified asphalt performance
Yue Lin-fang1，Yue Lin-lin2，Wang Hai-you3，Yue Xian-chuang2
（1.Pingdingshan Highway Traffic Survey and Design Institute Pingdingshan Henan 467036；
2.Pingdingshan City Highway Engineering Quality Inspection Center Pingdingshan Henan 467036；
3.Pingdingshan Highway Administration Pingdingshan Henan 467036）
【Abstract】In this paper， emulsified asphalt slurry mixture characteristic penetration asphalt pavement structure， analyzes the role of each part of the pavement structure as well as the need to play the role of emulsified asphalt performance， the conclusion is not the pursuit of emulsified asphalt residue having higher softening point， as long as the cold crack properties， adhesion properties， water stability， anti-aging properties to meet the requirements.
【Key words】Emulsified asphalt slurry mixture；Penetration formula；Asphalt；Emulsified asphalt performance
1. 前言
乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构如图1所示，是不同于典型的沥青路面结构（悬浮密实型结构、骨架空隙型结构和骨架密实型结构）的新结构。沥青路面的性能是由结构和材料决定的，反过来不同的路面结构对材料的要求也不同，弄清这些不同的要求，对于合理选择材料是十分必要的。因此，本文将对乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面用乳化沥青的性能展开研究。
2 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面的结构特点
（1）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构是一种复杂的由多种组分组成的混合材料而形成的路面结构，其“结构”概念也是极其复杂的。其组成材料的各种不同特点，如集料颗粒的大小及其不同粒径的分布、相同粒径颗粒的相互位置、沥青在路面结构中的分布特征和集料颗粒在沥青层中的性质、空隙率及其分布、空隙（间隙）的特征等等，都与结构概念联系在一起。沥青路面结构包括沥青结构、集料骨架结构和沥青胶泥结构等，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。上述每一结构中的每种性质，都对沥青路面的性质产生很大的影响。
（2）乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面是骨架-悬浮密实复合型结构，在这种结构中，最大碎石的粒径（D）和路面结构的厚度（h）大致相同（h/D≈1），分布在一个平面上（即呈二维分布），形成“顶天立地”的强大的骨架结构，并且这种骨架结构是而自然形成的，不是象传统的路面结构依赖于碎石之间的嵌挤锁结和沥青的粘结形成的，碎石之间保持一定的距离，其间隙是开放性的（即碎石不叠加，不形成“桥空”），同时骨架间隙填充的是由其它粒径的碎石和沥青胶泥形成的悬浮密实型沥青混合料，经过车辆轮胎的碾压揉搓作用，其必定达到密实，也就是说，经过一段时间使用后乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构实体中，空隙率是极小的（达到能够忽略不计的程度），可以认为是完全密实的。
3. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面结构中各部分的作用
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，最大粒径碎石起主支撑作用，是行车荷载的主要承受者和传递者，降低了沥青对承受荷载和传递荷载的作用；最大粒径碎石间隙的悬浮密实型沥青混合料起填充、粘连接和密封等作用。乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中“顶天立地”的强大的骨架在车辆荷载作用下路面厚度不会减薄。
4. 乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面对乳化沥青残留物性能的要求
4.1 乳化沥青残留物的软化点。
（1）在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，集料最大粒径与路面厚度一致，自然形成骨架，最大粒径碎石起主支撑作用，是荷载的主要承担者和传递者，这种骨架是由单块碎石形成的，沥青也没有参与形成骨架，其骨架效应比SMA沥青路面中粗集料形成的骨架（这种骨架必须要沥青参与才能形成）效应强大得多，它不会出现车辙，而SMA沥青路面需要精确控制各种材料用量粗集料才能形成骨架，并且这种骨架需要沥青粘结，粗集料和沥青共同承担和传递荷载，如果沥青的软化点低，在荷载的作用下就会产生车辙。因此，它不需要象SMA沥青路面那样需要通过提高沥青的软化点来增强沥青路面的抗车辙性能，也就是说，在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，并不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点。
（2）提高乳化沥青残留物的软化点目前绝大多数是采用SBS对乳化沥青进行改性，它的技术难度比较高，SBS改性乳化沥青稳定性差，而且成本高，但又是没有必要的。
（3）即使在高温地区，也不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点。
4.2 乳化沥青残留物的黏附性。
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，所有材料都要靠乳化沥青残留物连粘结在一起，并牢固度附着在下承层上。因此，要求乳化沥青残留物具有很好的黏附性。
乳化沥青残留物的黏附性直接影响路面的水稳性和耐久性。
4.3 乳化沥青残留物的延展度。
（1）沥青对沥青路面低温稳定性的贡献率为90%左右，对于乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面也不例外。低温开裂是沥青路面不可避免的通病，但延展度好的沥青可以推迟和减少沥青路面开裂。因此，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面来讲，应重点提高乳化沥青残留物的延展度。
（2）沥青路面的开裂影响到路面的水稳性和耐久性。
（3）在寒冷地区，尤其需要乳化沥青残留物具有很好的延展度。提高乳化沥青残留物的延展度一般是通过SBR改性来实现的，技术上没有难度，成本比SBS改性低得多。
4.4 乳化沥青残留物抵抗水侵害的性能。
（1）乳化沥青残留物与路面中其它材料的结合力强，则路面的水稳定性就好；反之则路面的水稳定性就差。因此，乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面要求乳化沥青残留物具有很好的抵抗水侵害的性能。
（2）乳化沥青残留物抵抗水侵害的性能影响到路面的耐久性。
4.5 乳化沥青残留物的抗老化性能。
（1）基质沥青在乳化的过程中都对其性能造成不同程度的损害，研究证明，通过改性软化点、延展度等指标可以得到恢复或者提高，但是抗老化性能很难得到恢复。
（2）如何提高乳化沥青残留物的抗老化性能是以后研究的重点，不过乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面特殊的结构降低了沥青在路面结构中的作用，能够弥补一些乳化沥青残留物抗老化性能的不足。
5. 结束语
在乳化沥青稀浆混合料贯入式沥青路面中，并不需要乳化沥青残留物具有很高的软化点，重点是提高其延展度、黏附性、水稳性和抗老化性能等。
参考文献
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试析路基路面的基本性能 篇7
1 路基
由于人们需求的需要, 路基在今天不仅仅是单纯上的路基。路基的中间会铺设各种满足人们需要的管道, 像是路灯的线路, 下水管路等等。路基是工程初期的部分, 是工程的根源所在, 一项工程的路基如果没有建好, 那么极易会出现道路的整体的稳定性不够、强度等等关键因素都很有问题。这样会大大的降低了道路质量, 道路遇到一些自然灾害时极易发生事故, 缩短寿命。所以在初期的路基建设是我们工程得以保证的先决条件, 一定要做好路基工程的施工建设。
1.1 路基整体应稳定牢固
一般情况下我们的路基都是在地表, 在修建路基的过程中对于原来的地表层会带来很大的变化, 这样改变了原来的整体体系, 对于一些自然环境防护功能下降。例如, 由于路基的修建原来和山脉是一体的, 现在分开形成陡坡, 如果大雨的天气极易发生泥石流, 造成公路损坏, 影响交通运输。要想真正意义上修建好路基就要充分的利用原有的自然与地理条件。根据实际情况对地基进行加固, 在路基修建的过程中一定要考虑到相关的设施如一些线路、排水等等, 都要考虑到工程之中。
1.2 路基上层应密实均匀
一般情况我们对于可以承载范围内的路基称为路基工作。路床位于路基的底部, 是路基的基础。土质路床, 又称土基。如果土基较为松软和水温条件差, 在行车荷载作用下就会产生过大的沉陷变形 (路基变形分路基压实变形和固结沉降两类常规变形) , 甚至引起翻浆现象, 使路面失去坚强而均匀的支承, 导致路面结构过早损坏。为了保证路面的使用性能, 减轻路面的负担, 降低工程的造价, 土基应具有足够的承载能力和水温稳定性。因此, 路基上层部分最好选用良好的土填筑, 要注意合适填料, 充分压实, 加固软弱地基, 必要时设置隔离层或采取其他处治措施。
(1) 路基填料, 路基施工规范规定了路基填料应有条件的选用, 对路基填料的最小强度和最大粒径也给了量化的标准。当路基填料达不到规定的最小强度时, 应采取掺合粗粒料, 或用石灰等稳定材料处理。 (2) 路基压实, 选取合适的压路机吨位、型号、压实遍数、压实方法及压实的均匀性。目前, 施工普遍采用大吨位的压路机, 改善碾压效果。 (3) 水温控制, 由于水温变化, 在冰冻地区, 路基易形成冻胀与翻浆, 使路基刚度和强度急剧下降, 这就要求路基要具有足够的水温稳定性。
1.3 路基强度应严格控制
每项工作都有自己的标准, 我们的路基建设也是一样的。我们路基的强度一定要在受外力的作用下不能超出最大的极限。对于铺设路基的过程中, 每一层的路基情况都要及时的采样做检测与分析, 在强度与密度方面分析是否在合格的范围之内。如在标准之内, 在日后的工作中就能够承受得住压力, 能够很好地为交通事业做贡献。对于我们施工人员来说路基的工作很简单, 按照相应的步骤进行工作, 过程中及时的监控, 如果出现问题及时纠正更改, 最大限度的降低损失。技术人员要经过相应的技术培训, 对工程做详尽的先期准备工作, 进行合理的规划。
2 路面
路面分为三层, 上、中、下三成, 也就是我们常说的面层、基层、垫层。路面是与外界直接接触的部分, 时时刻刻都要承受着外力的作用, 要具有很强的稳定性与强度。路面要充分的考虑到外界的自然条件像是日照, 雨水, 冰雪等等自然因素带来的影响, 在设计与施工的过程中充分考虑其中。道路路面是工程最终的目的所在, 所以一定要做好。
2.1 耐久性
在行车荷载作用下, 路面结构内会产生拉、压、剪切等应力和变形。如果路面结构整体或某一部分的强度和抗变形能力不足, 则会出现断裂、沉陷和波浪等损坏现象, 使路况迅速恶化, 而严重影响道路的服务质量, 这就要求路面结构必须满足设计年限的使用要求, 必须具备同行车荷载相适应的强度和刚度。路面结构处于自然环境中, 经常受到水分和温度变化的影响, 其形状也就发生相应的改变。因此, 在设计时, 应考虑当地的自然条件, 采取合适的材料组成和结构措施, 使路面保持较高的稳定性, 即具有较低的温度、湿度、敏感度, 使路面结构在不利季节仍足够坚强和稳定。
2.2 平整度
不平整的路面会加大行车阻力, 造成车辆颠簸, 使车速受到限制, 车辆机件受到损坏、轮胎磨损和油料的损耗剧增, 还影响驾驶的平稳和乘客的舒适, 同时, 车辆的颠簸又反过来对路面施加冲击力, 不平整的路面容易积滞雨水, 从而加剧路面的损坏。路面愈平整, 行车阻力愈小, 车辆的震动也愈小。
2.3 抗滑性
在光滑的路面上, 车轮与路面之间缺乏足够的附着力和摩擦阻力, 当雨天车辆起动、加速、制动、爬坡或转弯时, 特别是在坡陡、弯急的线形不利路段, 容易出现打滑或溜滑现象, 迫使车速降低, 甚至引起严重的交通事故。因此, 路面应具有较大的摩擦系数和较强的抗滑能力, 为了保证高速行车的安全性, 缩短车辆的制动距离, 降低发生交通安全事故的频率, 对路面的抗滑性能要求就应提高。路面表面的抗滑能力可以通过选用坚硬、耐磨、粗糙的表层材料或者采取表面拉毛或刻槽等工艺措施来实现。另外, 路面上的积雪、浮水或污泥等, 也会降低路面的抗滑性, 必须及时予以清除。
3 结束语
公路的建设是当今社会的发展要求, 经济建设离不开交通事业的大力参与。我们要深深地认识到自己肩上的责任与义务, 由于种种因素的影响, 给我们的施工与设计带来了很大的挑战, 所以才会有动力, 才会带来改革。我们此篇文章在路面路基的角度进行了阐述, 常见的问题显现在我们的眼前。我们在实践中不断地总结, 并加以消除。现阶段我们在这两方面取得了一点点小成绩, 今后的困难会更多, 我坚信未来的路我们会更强。
参考文献
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[3]张巨松, 张添华, 朱桂林, 等.透水路面路基性能的实验研究[J].沈阳建筑大学学报:自然科学版, 2007 (6) .
沥青路面使用性能评价研究 篇8
1 沥青路面性使用能单项指标评价体系
《公路技术状况评定标准》 (JTG H20-2007) 规定, 沥青路面使用性能评价包含路面损坏、车辙、平整度、抗滑性能和结构强度5项技术内容。
1.1 路面破损状况评价
路面结构的破损状况直接反映了路面结构在车辆荷载以及自然因素的作用下而保持完整性的程度[1]。1.1.1路面破损状况数据采集。采用综合破损率DR表征路面的破损调查指标。其检测方法包括了路况摄像仪法和人工目测法。宜采用自动化的快速检测方法来检测路面破损状况, 当不具备相关条件时, 可采用人工检测的方法。1.1.2路面损坏用路面损坏状况指数PCI评价:
式中:DR-路面的破损率, 为各种损坏折合损坏面积之和与路面调查面积的百分比 (%) ;
Ai-第i类路面损坏面积 (m2) ;
A-调查路面的面积 (m2) ;
wi-第i类路面损坏的权重;
a0-沥青路面为15.00;
a1-沥青路面为0.412;
i-考虑损坏程度的第i项路面损坏类型;
io-包含损坏程度的损坏类型总数, 沥青路面取21。
1.2 路面行驶质量评价
路面行驶质量又称行驶舒适性, 同路面的车辆的动态响应、平整度、乘客对舒适性的要求以及对颠簸的接受能力等因素有关。对路面行驶质量来说, 平整度是其最重要的评价依据[2]。1.2.1路面平整度的检测。路面平整度是表征路面诱使行驶车辆出现振动的高程变化的指标, 依据其检测目的的不同, 平整度检测技术可选两类, 即反应类检测和断面类检测。 (1) 反应类。反应类检测是通过测试车上安装传感器和显示器, 传感和累积车辆悬挂系统的累积位移, 其测定值为悬挂系统的累积位移量。该类检测所采用的设备主要包括BPR平整度仪、英国TRRL的颠簸累积仪等。 (2) 断面类。断面类检测是一种以对路表实际纵断面的综合统计量以作为平整度指标, 其中路表的实际纵断面采用测量沿行驶车辆的轮迹来测量路标的高程获得。该方法的检测仪器可分为响应式断面仪测量、梁式断面仪测量、激光断面仪、纵断面分析仪测量等。1.2.2路面平整度用路面行驶质量指数 (RQI) 评价:
式中:IRI-国际平整度指数 (m/km) ;
a0-高速公路和一级公路采用0.026;
a1-高速公路和一级公路采用0.65。
1.3 路面车辙评价。
车辙主要表现为轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载的反复作用下, 出现凹槽状永久性变形。车辙除了影响行车的舒适性外, 更重要的是还对形成的安全造成极大的威胁。国内专家认为, 当车辙深度达到15mm时应采取必要的养护措施[1]。1.3.1路面车辙的检测。对于车辙深度测量, 传统上采用3m直尺法。而路面车辙自动测定仪是一种更为高效的测定方法。该方法是通过在路面检测车辆的前保险杆横梁上横向布置一排激光传感器以实现快速、连续地测定路面车辙的深度的, 并以此来评定路面的使用状况以及用来计算维修路面所需的工作量。1.3.2路面车辙用路面车辙深度指数 (RDI) 评价:
式中:RD-车辙深度 (mm) ;
RDa-车辙深度参数, 采用20mm;
RDb-车辙深度限值, 采用35mm;
a0-模型参数, 采用2.0;
a1-模型参数, 采用4.0。
1.4 路面抗滑性能评价
车辆轮胎在路表面的打滑率一定的条件下所滑动时, 能够承受的摩阻力的大小即为路面抗滑性能[3]。对于行驶在路面上的车辆, 则是指在一定条件 (路面湿度、速度等) 下, 车辆紧急制动的距离以及抗侧滑的能力。路面抗滑性能的影响因素有很多, 包括路面的表面特征、路面的潮湿程度及车辆行驶的速度。其中, 最主要的影响因素就是路面自身的防滑性能。当汽车在道路上高速行驶时, 如果轮胎与路面间抗滑力很非常小, 特别是当路面在潮湿甚至有水存在的状况下, 轮胎与路面间的粘着力破坏, 最终导致轮胎沿路面滑动。因次, 路面抗滑性能指标已经成为评价高速公路路面使用性能的重要指标之一。1.4.1路面抗滑性能检测。路面的抗滑性能即为汽车轮胎在汽车减速时受到的来自路面的阻力。可分为路面抗滑能力和出现水面漂滑的可能性两个方面。其中, 路面抗滑能力通常可以采用摆式摩擦仪测定, 也可以采用摩擦系数测定车来测定摆值和横向力系数。而对抗水面漂滑的测定则可以采用手工铺沙法, 或者采用激光构造仪以测定路表面构造深度。1.4.2路面抗滑性能用路面抗滑性能指数 (SRI) 评价:
式中:SFC-横向力系数;
SRImin-标定参数, 采用35.0;
a0-模型参数, 采用28.6;
a1-模型参数, 采用-0.105。
2 沥青路面使用性能综合评价
路面使用性能的单项指标只是从某一个单一方面来反映路面的使用状况, 无法从各个方面全面、客观、合理地反映路面的使用状况。因此, 必须采用综合评价指标来全面、客观、合理地反映路面使用性能。因此, 引入路面使用性能综合指数PQI。采用PQI作为路面使用性能的综合评价的评价指标, 通过路面使用性能各单项指标的加权来计算PQI。
2.1 沥青路面使用性能指数PQI计算公式为:
式中:PCI-路面损坏状况指数;
RQI-路面行驶质量指数;
RDI-路面车辙深度指数;
SRI-路面抗滑性能指数;
WPCI-PCI在PQI中的权重, 高速、一级公路取0.35;
WRQI-RQI在PQI中的权重, 高速、一级公路取0.40;
WRDI-RDI在PQI中的权重, 高速、一级公路取0.15;
WSRI-SRI在PQI中的权重, 高速、一级公路取0.10。
2.2 路面使用性能综合评价标准见表1[4]。
3 结论
透水性沥青路面性能分析 篇9
1 透水性沥青路面优点
1)透水性沥青可以防湿滑。
透水性沥青可以迅速排泄雨水并预防湿滑,故其可确保行车安全。可有效降低湿路面的喷溅和路面反光的晕眩。雨天时,透水性沥青道路表面干爽,能提供比传统湿滑路面较高且均匀的路面摩擦力,因而雨天行车汽车不会打滑。透水沥青铺面可有效改善道路行驶的安全性和舒适性。因路面不积水、不溅水,可保证轮胎与路面之间有良好的附着力,大大改善了路面的抗滑性能;同时车辆后方不会溅起水雾,改善了行车条件,从而可大大降低道路交通事故发生率,具有良好的社会效益。迅速将路表雨水排除,确保雨天行车时车轮与路面的接触,提高行车安全。
2)透水性沥青可降低噪音。
由于轮胎和车首间的气体被下压至表面孔隙,故滚动阻力及噪音有效降低,同时可以节省耗油量及轮胎的磨损。透水沥青铺面可有效吸收车辆行驶所产生的噪声,在公路隧道中可吸收掉75%的噪音[1]。车辆在行驶过程中产生的噪音声波,一方面可以在透水沥青路面内,将声能转化成热能的形式而削弱;另一方面通过透水沥青路面表面宏观构造产生漫反射等综合效应,使得行车噪音显著降低。
3)透水性沥青可降低路面成本。
透水性沥青较传统非透水沥青混凝土更坚实。在相同厚度的条件下,传统非透水性沥青每平方米需要80 kg的沥青混凝土,而透水性沥青每平方米则须要65~70 kg。
透水沥青铺面可大幅度降低排水系统的建设成本。透水沥青铺面可减少地面70%~80%的径流量,设置简单的盲沟排水即可满足要求,平均可降低排水系统建设成本的70%。同时,由于地面径流量的减少, 还可有效降低暴雨泛滥成灾的危险。
2 透水性沥青路面路用性能研究
关于透水性沥青路面的路用技术特性,国内外研究人员通过对高速公路和国道的试验路段进行现场测试,对路表特性进行电脑分析,以及对试验路段的声学特性进行分析等,分析了透水性路面的路用技术特性,具体包括以下5个方面。
2.1 降噪性能
通过研究,我们发现其降噪性能与孔隙率、集料粒径及路面厚度有关。
1)改变沥青混凝土的孔隙率来达到降低噪音。
使用该路面后交通噪声的降低程度相当于将交通车辆减少一半。对具有不同孔隙率的沥青混合料试样在试验室内进行驻波法测量,测得的结果如表1所示[2]。试验结果表明,孔隙率在16%~24%,对频率在250~1 000 Hz的中频声(交通噪音的主要频率范围)具有最大的吸声系数。但经过实践发现该路面还存在一些不足,如这种路面的混合料易被粉尘污染,使孔隙堵塞,减噪效果会逐渐丧失;由于路面孔隙率大、密实度低,其寿命相对缩短等问题未能较好解决,因此,现处于这种路面结构的研究阶段。
2)改变沥青混合料集料的粒径达到降低噪声的目的。
多孔性沥青路面降低噪音的性能与其孔隙率有关,也与空隙构造有关。空隙的孔径小,吸收噪声的性能好。日本研究结果表明,铺筑厚度同样为50 mm,而最大粒径分别为13 mm和20 mm的路面,它们在不同车速下降噪的性能是不同的,最大粒径为13 mm的降噪效果好一些。研究表明,混合料的孔隙率在很大程度上与2.36 mm的通过率有关,见表2。
将表2的数据绘制在图1上,可以清楚的看出,孔隙率随2.36 mm的通过量增加而减小。国外多孔性沥青路面的孔隙率控制在20%左右,2.36 mm的通过率控制范围在10%~18%。
3)采用合理的路面厚度来降低噪音[4]。理论分析表明,刚性背衬吸声材料的垂直入射吸声系数随着厚度的增加而增加,而当厚度增加到4 cm左右时,材料的声学特性已趋稳定,孔隙率的作用成为主导。
随着试件厚度的增加,吸声系数峰值所对应的频率逐渐向低频方向移动。表3 是不同厚度试样在同一孔隙率下的吸声系数的峰值(αp)所对应的频率。
从降低噪音和行车安全出发,欧洲通常采用的面层厚度为4~5 cm。比利时专家对低噪音沥青路面的降噪效果得出经验公式为
式中:dL为噪声降低值,dB;H为层厚,mm;Vc为孔隙率,%。
按该公式计算,当低噪音沥青路面层厚度为40 mm、孔隙率为20%时,其降噪量可达4 dB,与国内报道的实验数据相吻合。1996年我国先后在杭州—金华段高速公路和320 国道上铺设透水性沥青试验路面,使用及测试结果证明该种路面在降低噪声及改善行车环境方面具有明显的优势[3]。
2.2 降温性能
透水性沥青路面在热辐射作用下,吸收的能量使内部水分变为水汽,并逸出路面结构表面的方式有两种:一种是路面表面的直接蒸发;另一种是在路面结构内部水分的蒸发,再通过路面结构中的孔隙扩散逸出路面表面。水分蒸发吸收大量的热量,使得地表温度和空气温度均得到降低,路表温度的减小会明显降低路表对外界长波辐射的作用,这是透水性沥青路面改善城市夏季热环境的重要途径。透水性沥青路面能够降低路表温度,其降低路表温度能力除取决于透水性沥青路面孔隙率的大小外,与路面含水量及路面结构厚度有直接关系。透水性沥青路面的孔隙率在20%~25%较为适宜。对于相同孔隙率的试件随着试件高度的增加,透水性混凝土试件的表面温度大幅度的下降。这是由于与试件的含水量有关,高度增加,试件内的含水量越多,当照射时间延长时,可供蒸发的水量越多,降温效果明显;试件受到照射强度相同,表层风速相同,根据蒸发强度可以得到,照射开始1 h后6 cm与9 cm试件的孔隙含水量已经减少为11%左右,而15 cm试件的孔隙含水量大于30%,可以知道进入稳定蒸发状态前,6 cm和9 cm试件蒸发强度已经大大下降,而15 cm高试件蒸发刚进入稳定时段,而且蒸发强度正在加剧[4]。
2.3 路表的宏观状况
通过检测试验路段的路表情况,与普通沥青混合料路面相比,未发现特殊的路面病害问题,且透水性沥青混合料也没有明显的沥青老化问题,并在观察中发现透水性路面具有良好的抗车辙能力。车辙试验是评价沥青混合料的抗流动性能的一种方法。试验主要是模拟沥青混合料受车辆荷载反复作用的状况,以产生1 mm的竖向变形所需荷载作用次数(即动稳定度DS)为指标,评定沥青混合料的抗流动性能,满足行车荷载要求动稳定度大于2 000次/mm[5]。
2.4 透水性能
透水性能主要取决于互通式空隙率的大小,但透水性能的变化却取决于许多参数,目前,难以控制及定量说明。透水性路面的竖向透水能力与横向透水能力两者相差很大,横向约为竖向的2倍,透水系数约在1~1.5 cm/s范围变化。且竖向透水能力一年后与竣工时比较平均丧失50%,随后每年都降低10%~15%(同上年相比)[6]。
2.5 附着力
一般来讲,行车速度越高,附着力越小。但对于透水性沥青路面,附着力的这种减小较弱。但路面孔隙发生严重堵塞时应单独考虑,而且附着力的大小在很大程度上取决于矿料母岩的性质,坚硬、耐磨岩石具有较好的附着力。
3 结束语
透水沥青铺面在道路上推广使用具有良好的社会和经济效益,它可彻底解决传统沥青铺面所存在的诸多问题。但是, 使用透水沥青铺面,必须重新分析传统路面的设计思路,必须解决基层和土基层的排水和稳定性等一系列问题,成熟的路面基层结构也将不再适用。并且,在施工管理及养护方面应注意保证透水性铺装通孔结构的持久性,建议研制开发清理透水性铺装通孔堵塞的相关设备[7]。
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广场路面用天然石材的性能特点 篇10
2 JC/T 2144-2012《广场路面用天然石材》的主要内容
JC/T 2114-2012《广场路面用天然石材》主要分为8章, 该标准为首次发布, 发布日期为2012年12月28日。该标准适用于广场、道路及人行道使用的天然石材;引用的标准有8个, 其中国家标准有6个, 行业标准有2个, 一个是JC/T 1050《地面石材防滑性能等级划分及试验方法》, 另一个是JTG E41-2005《公路工程岩石试验规程》;按产品用途分为广场石、路面石和路缘石。广场石是指用来铺设在广场的天然石材, 宽度一般大于厚度的两倍以上, 路面石是指用来铺设在道路或人行道的天然石材, 而路缘石是指作为道路或人行道缘饰的天然石材, 主要有直线路缘石和弯曲路缘石, 直线路缘石长度一般大于300 mm, 弯曲路缘石长度一般大于500 mm。天然石材的规格尺寸详见表1。
按照尺寸偏差、外观质量分为A级和B级两个等级, A级的要求相对要高些, 石材表面的防滑系数应不小于0.5。
石材的理化性能主要有6个, 即吸水率、压缩强度 (干燥、水饱和) 、抗折强度 (干燥、水饱和) 、耐磨性、抗冻性和坚固性。天然石材按材质主要分为花岗石、大理石、石灰石、砂岩和板石共5种。岩相分析需按GB/T18601-2009附录A用偏光显微镜进行分析。通过比较其物理性能发现各种石材的吸水率和抗折强度的要求有所不同。按吸水率由小到大排列, 依次为板石、大理石、花岗石、石灰石 (砂岩和石灰岩并列) , 按照抗折强度由大到小排列依次为板石、花岗石、大理石 (石灰石、砂岩和大理石并列) , 而按照耐磨性, 则花岗石最好、砂岩和板石相对较差。吸水率按GB/T 9966.3-2001的试验方法进行, 试样制成边长为50 mm的正方体或直径、高度均为50 mm的圆柱体, 每组五块。
干燥、水饱和压缩强度按GB/T 9966.1-2001的试验方法进行。每种试验条件试样尺寸和个数与吸水率试验要求的一样。根据JC/T 2114-2012中表6提供的压缩强度和抗折强度的技术要求, 用抗折强度除以压缩强度得到折压比, 按由高到低排序依次为:大理石≥0.13, 石灰石≥0.12, 砂岩≥0.10, 花岗石≥0.08;而对于板石, 表6中只有抗折强度要求为20.0 MPa, 没有压缩强度要求, 说明板石的抗折性能更好。花岗石的折压比较小, 说明其材质的脆性较大, 更适宜做广场石, 而路面石和路缘石对石材的抗折性能要求更高一些。
干燥、水饱和抗折强度指按JTG E41-2005中T0226-1994的试验方法进行。采用跨中单点加荷, 跨距为200 mm。
耐磨性按GB/T 19766-2005附录A进行, 试样尺寸为50 mm×50 mm× (15~55) mm, 样品必须有一面为细面或镜面。每组试样为4个。 (这里细面指表面的凸起和凹面高度差在0.5 mm~2 mm的表面, 如粗磨, 砂锯加工成的表面) , (镜面、精细面指表面的凸起和凹陷高度差低于0.5 mm的表面, 例如磨光、打磨、金刚石锯成盘加工成的表面) 。
广场石和路缘石的抗冻性试验按JTG E41-2005中T0226-1994和T0241-1994的试验方法。
注意这里抗冻性试验不以单轴抗压强度来表示, 而用抗折强度、试件尺寸同抗折强度试件尺寸、数量为6个, 3个试件进行冻融循环50次进行抗折试验, (低温低于-15℃冻结4 h后取出试件, 放入20℃±5℃的水中融解4h为依次循环) , 3个试件测试饱水后抗折强度, 其平均值比值的百分数作为抗冻性 (不需测质量损失率) ;而对于路面石, 则按照GB/T 9966.1-2001的试验方法进行, 则试样尺寸为边长50 mm的正方体或φ50 mm×50 mm的圆柱体, 每种条件下取5个试样为一组, 一组浸泡在20℃±2℃的条件下, 浸水48 h, 测水饱和压缩强度, 另一组在20℃±2℃下浸泡48 h后取出立即放入-20℃±2℃的冷冻箱内冷冻4 h, 再放入流动的清水中融化4 h为一次循环, 以冻融循环50次的压缩强度平均值与水饱和压缩强度平均值比值的百分数作为抗冻性。
坚固性试验按JTG E41-2005中T0242-1994的试验方法进行, 其试样尺寸为直径或边长和高度均为50 mm±2 mm的圆柱体或立方体试件, 一组3个试件。
上面所述试件数量汇总于表2, 便于检测人员使用。
检验规则:产品分出厂检验和型式检验, 出厂检验仅做尺寸偏差和外观质量, 抽样按照一次抽样正常检验方式进行, 型式检验时, 除出厂检验的项目外, 其余项目的检验样品从检验批中随机抽取并制备双倍试验数量的试样, 以备复检, 也就是抽取比表2中的数量多一倍的试件。
3 注意事项
广场路面用石材的抗折强度采用的试件尺寸与JC899-2002《混凝土路缘石》的试件尺寸有明显不同。石材的试样长度仅有250mm, 跨距仅为200mm。不要混淆 (混凝土路缘石的抗折强度试验的压块长度就有200mm) , 应引起检测人员注意。另外, 在参考文献5和文献6中都指出JC899-2002《混凝土路缘石》中其抗折强度与抗压强度要求指标不成比例且不符合实际情况, 而在JC/T2114-2012中折压比是有规律可循的。
抗冻性试验时, 路面石的抗冻性试验采用与天然石材一样的试验方法即以压缩强度进行衡量, 而对于广场石和路缘石抗冻性试验, 则要以冻融前后的抗折强度进行衡量。需引起检测人员注意, 不要混淆。
4 结语
JC/T2114-2012《广场路面用天然石材》的发布实施, 为天然石材的使用提供了技术保障;
广场路面用天然石材的抗折强度和抗冻性试验有其个性化特点, 应引起检测人员注意。
摘要：通过学习JC/T 2114-2012《广场路面用天然石材》, 知道了广场石、路面石和路缘石的分类及其性能, 同时了解了其抗折强度和抗冻性试验方法的独特性, 提醒检测人员注意。
关键词：石材,路缘石,抗折,抗冻
参考文献
[1]中材人工晶体研究院.JC/T2114-2012广场路面用天然石材[S].北京:中国建材工业出版社, 2013.
[2]国家建筑材料工业局人工晶体研究院.GB/T9966.1~GB/T 9966.8-2001天然饰面石材试验方法[S].北京:中国标准出版社, 2002.
[3]中交第二公路勘察设计研究院.JTG E41-2005公路工程岩石试验规程[S].北京:人民交通出版社, 2005.
[4]国家建筑材料工业石材质量监督检验测试中心.GB/T 19766-2005天然大理石建筑板材[S].北京:中国标准出版社, 2005.
[5]胡建安.关于《混凝土路缘石》标准中强度指标的探讨[J].建筑砌块与砌块建筑, 2003 (4) .
高性能路面 篇11
Super Pave高性能沥青混凝土路面在赣榆县是第一次应用, 相对来说是一个陌生的领域, 对此, 指挥部特别聘请了南京东交工程检测有限公司进行技术服务。同时为做好Super Pave沥青路面的检测、试验, 指挥部成立质量检测组, 以县中兴路桥监理有限公司中心试验室为依托, 对204国道赣榆段Super Pave高性能沥青混凝土路面施工质量进行了有效的监控。
1 原材料要求
1.1 沥青
沥青面层采用优质道路石油沥青, 标号70号, 技术要求见表1。施工单位采用山东宏润、泰州石化、以及进口沥青, 在施工过程中, 通过项目部、监理组及业主委托的县中兴路桥监理有限公司中心试验室的检验, 针入度、延度和软化点等三大指标均能满足规范要求。
1.2 粗集料
下面层选用山东临沂的石灰岩轧制的碎石, 经检验粗集料颗粒筛分、压碎值、针片状等指标均能满足要求, 但在级配上由于施工单位未能严格控制料源, 致使SUP沥青混凝土配合比时常需要调整, 造成人员的极大浪费。上面层采用东海安峰山的玄武岩轧制的碎石, 材料均能满足要求。
1.3 细集料
采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂。
1.4 填料
采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。每100吨检测1次。矿粉要求干燥、清洁, 拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料, 以确保沥青面层的质量, 现场采用矿粉经试验检测均满足规范及施工指导意见要求。
2 SUP-20、SUP-13沥青混凝土设计要求
SUP沥青混凝土根据设计图纸及咨询单位南京东交工程检测有限公司提供的指导意见, 相关指标要求如下:
(1) 高性能沥青路面 (道路石油沥青Superpave-20)
*注:当级配在禁区下方通过时, 粉胶比可取值0.8~1.6。
(2) 高性能沥青路面 (道路石油沥青Superpave-13)
*注:当级配在禁区下方通过时, 粉胶比可取值0.8~1.6。
3 SUP-20、SUP-13沥青混凝土配合比设计
204国道SUP20下面层、SUP13上面层沥青混凝土配合比设计均委托南京东交工程检测有限公司进行设计, 根据指导意见的要求, 高性能沥青混凝土配合比设计如下:
(1) 高性能沥青混凝土配合比设计采用Superpave混合料设计方法设计, 用马歇尔试验检验, 并进行相关路用性能检验。进行配合比设计时, 沥青混合料动稳定度不应小于1000次/mm。
(2) 热拌沥青混凝土配合比设计遵照下列步骤进行:
(1) 目标配合比设计阶段:a.目标配合比设计首先应根据Superpave级配要求, 初选粗中细三个级配, 计算各级配的沥青用量, 用旋转压实仪成型试件, 求出各级配的沥青用量。初选的三个级配中至少有两个级配其沥青混合料的体积性质指标应满足规定。根据经验从上述2个级配中选择一个作为目标级配, 按计算沥青用量, 根据沥青用量土±0.5%, 计算沥青用量+1%分别成型四组试件求出最佳沥青用量。b.根据JTGF40-2004的规定, 用Superpave方法设计出的沥青混合料应采用马歇尔试验方法检验, 其最佳沥青用量的马歇尔体积性质应满足要求。c.水稳定性检验。按以上配合比制备试件, 检验水稳定性必须满足要求。d.动稳定度试验。按以上配合比制备试件, 检验动稳定性必须满足不小于1000次/mm。e.路用性能检验。按以上配合比制备试件, 做水稳定性、高温性能试验, 检验路面性能满足相关规定。
(2) 生产配合比设计阶段:a.确定各热料仓矿料和矿粉的用量。必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分, 根据筛分结果, 通过计算, 使矿质混合料的级配接近目标配合比, 以确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例, 供拌和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例, 以达到供料均衡。b.确定最佳沥青用量。取目标配合比设计的最佳沥青用量OAC和OAC±0.3%, 取以上计算的矿质混合料, 用试验室的小型拌和机和机拌制沥青混合料进行旋转压实试验, 检验沥青混合料体积性质, 确定最佳沥青用量。生产配合比确定的最佳沥青用量与目标配合比确定的最佳沥青用量之差应不超过0.2个百分点。c.残留稳定度检验。按以上生产配合比, 用室内小型拌和机拌制沥青混合料, 做浸水48小时马歇尔试验, 检验残留稳定度, 必须满足规定。
(3) 生产配合比验证阶段:用生产配合比进行试拌, 沥青混合料的技术指标合格后铺筑试铺段。取试铺用的沥青混合料进行旋转压实检验、马歇尔试验检验和沥青含量、筛分试验, 检验标准配合比矿料合成级配中, 至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近目标配合比级配值, 并避免在0.3mm-0.6mm处出现驼峰。由此确定正常生产用的标准配合比。
(3) 关于沥青混凝土室内试验中几点统一做法: (1) 进行目标配合比设计和生产配合比设计时, 制备试件的混合料, 需采用小型沥青混合料拌和机拌和, 以模拟生产实际情况。 (2) 每组试件个数Superpave方法一律用3个, 马歇尔一律用6个。 (3) 试件成型温度:应由沥青等粘温度曲线确定, 在缺乏沥青粘度条件时, 参照以下温度成型:开始击实温度不低于140℃。试模应按规定预热。 (4) 沥青混合料试件密度试验方法:上、下面层沥青混合料统一用表干法的毛体积密度。 (5) 相对沥青混合料理论最大相对密度, 每天两次按TO711真空法实测获得, 并按每天总量控制算得平均油石比用计算法进行校核, 当两者差值小于0.005时取两者数值较大者作为标准值, 当差值超过0.005时, 应分析原因, 论证后取值。沥青混合料试件体积指标, 按JTGF40-2004规定计算。 (6) 试件的配料、拌和均应单个进行, 以确保试验结果的一致性。
4 沥青混合料的拌制
(1) 严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。集料温度比沥青温度高10~15℃, 热混合料成品在贮料仓储存后, 其温度下降不应超过10℃。实际施工过程中, 沥青混合料出厂温度均控制在165~175℃之间, 在初冬季节昼最低温度>5℃以上时, 出厂温度一般控制在175~180℃。
(2) 拌和楼控制室每日均能逐盘打印沥青及各种矿料的用量, 并严格控制拌和温度。
(3) 拌和时间由试拌确定, 拌和楼为LB3000型拌合楼, 拌和楼全部生产过程采用计算机自动控制。其拌合楼生产周期约为50秒, 其中干拌约5秒, 湿拌约30秒, 放料时间约15秒。从生产的沥青混合料外观来看, 沥青裹覆得较为均匀、无花白料、无结块和离析现象。
(4) 在整个沥青混凝土施工过程, 混合料出场温度均控制在指导意见要求范围。
5 沥青混合料的运输
运输车辆在装料分前后中三堆装料, 在装料过程中存在少量离析现象。从混合料的运输情况看, 每一运料车都有篷布和棉被覆盖并扣牢, 混合料运输到现场的温度能得到保证, 到场温度损失较小。
6 沥青混合料的摊铺
摊铺采用2台ABG423摊铺机摊铺, 采用非接触式平衡梁的找平方式, 摊铺速度在1.5~2.0m/min左右, 从摊铺后的下面层表观看, 两台摊铺机的拼缝处局部有轻微的带状离析, 路面整体比较均匀。现场检查沥青混合料的摊铺温度, 均控制在指导意见要求最低碾压温度以上进行碾压。
7 沥青混合料的压实
碾压根据试验段达到碾压要求的碾压方案 (初压钢轮前静后振碾压一遍, 然后再前后均振动碾压一遍, 复压三台胶轮压路机各自碾压三遍, 共九遍, 最后由钢轮进行收光终压一遍) 进行, 压路机的碾压速度符合施工指导意见的要求, 碾压过程中沥青混合料没有产生明显推移现象, 复压时随时喷洒油水混合物, 胶轮粘轮现象控制较好。
8 现场检测
9 结束语
在施工过程中, 各施工单位均能严格按规范及指导意见要求控制施工, 从实际施工路段看均能反映Super Pave高性能沥青混凝土的实际效果。根据相关文献及高性能沥青混凝土Super Pave路面在江苏的应用, 和AC路面相比先进, 其粗集料和细集料少, 中间集料多, 因而均匀性好, 混合料更趋嵌挤, 骨架性好, 具有良好的高温稳定性和抗水害性。从施工的角度进行分析, Super Pave混合料的施工与传统的沥青混合料有一定的区别, 主要表现在需要较高的碾压温度, 对机械抗压能力要求较高。
参考文献
[1]G204国道赣榆段下面层SUP20施工指导意见.南京东交工程检测有限公司.
[2]G204国道赣榆段上面层SUP13施工指导意见.南京东交工程检测有限公司.
[3]公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTGE20-2011.