沥青混合料

沥青混合料（精选12篇）

沥青混合料 篇1

1 概述

OGFC作为路面的表层材料,往往表面构造深度大,粗集料外露,孔隙中经常充满了水,在交通荷载的反复作用下,若沥青用量过少,则会因为集料与沥青的粘结力不足而影响路面的耐久性。若混合料沥青用量过多,容易产生析漏、高温车辙、泛油等病害,影响路面的高温稳定性。在沥青路面设计中,空隙率和沥青用量是非常重要的两大指标。因此采取合理的方法来确定沥青用量是大空隙防滑降噪沥青混合料的关键。目前,最佳沥青用量的确定方法有很多种,我国最常用的方法是马歇尔试验方法。

本文以长沙S103(浏阳段)1 km防滑降噪沥青路面试验段实体工程为依托,通过室内试验,利用飞散、析漏试验和马歇尔试验来确定最佳沥青用量,对促进防滑降噪沥青路面在南方地区推广以及对于OGFC沥青路面耐久性不足和空隙闭塞等问题的后续研究具有非常重要的意义。

2 材料及级配设计

2.1 主要材料及技术性质

1)沥青。

本试验采用沥青为中国石化东海牌高粘改性沥青,对该沥青进行了针入度、软化点、延度三项试验,结果见表1。

2)集料。

集料采用江西与浏阳交界处的石料厂提供的0 mm~2.36 mm,2.36 mm~4.75 mm,4.75 mm~9.5 mm,9.5 mm~13.2 mm四档辉绿岩集料,四种规格集料的技术性质见表2。

2.2 级配设计

初拟目标级配见表3。

3 初始沥青用量预估

根据集料表面积和沥青膜厚度确定初拟目标级配的初始沥青用量,通常情况下,OGFC的沥青膜厚度h宜为14μm。

其中,A为集料总的表面积;ai为筛孔对应计算系数;Pb为预估沥青用量。OGFC集料比表面积计算参数见表4。

根据表4计算参数及式(1),式(2)可得OGFC混合料设计级配预估沥青用量为4.98%。

4 肯塔堡飞散试验、谢伦堡析漏试验确定沥青用量

肯塔堡飞散试验用以确定在交通荷载作用下,路面集料不至脱落而散失的最少沥青用量。谢伦堡析漏试验用来确定沥青结合料在高温状态下从沥青混合料中析出多余的自由沥青数量,从而确定最大的沥青使用量。谢伦堡析漏试验与肯塔堡飞散试验相结合可以得出一个合理的沥青用量范围。原则上以析漏损失—沥青用量关系曲线上对应于拐点处的沥青用量(即最大沥青用量)作为排水性沥青混合料的最佳沥青用量,然后通过性能试验进行检验。

试验路段沥青胶结料为东海牌高粘沥青,目标级配初试油石比为5.0%,故选择4.0%,4.5%,5.0%,5.5%,6.0%五组油石比对混合料进行飞散、析漏(烧杯法)试验,结果见表5,飞散、析漏损失与油石比关系曲线见图1。

%

由图1可知,沥青的析漏量随着沥青用量的增大而逐渐增大,当超过某临界点时,沥青的析漏损失突然增大,表明该拐点处所设计的混合料自由沥青含量明显增加,析漏损失曲线的拐点处相应的沥青用量为5.2%,对应析漏量上限0.3%的沥青用量为4.67%。

《公路工程沥青路面施工技术规范》规定析漏损失的平均值应小于0.3%,由图1可知,若析漏损失要小于0.3%,则油石比要小于4.6%,那么其对应的飞散损失将会增加,结合以往工程的经验,该油石比不利于混合料的耐久性能。并且一些学者通过试验研究也提出现行的规范要求析漏损失小于0.3%是不合理的,排水沥青混合料的析漏损失控制标准应小于0.8%。经过室内试验验证,为防止析漏损失过大,导致路面出现泛油,析漏损失控制指标要求小于0.5%。

5 沥青用量马歇尔试验验证

马歇尔试验是国内常用的一种确定密级配沥青混合料最佳油石比的试验方法,但是密级配沥青混合料与排水性大空隙沥青混合料在级配组成上差别较大,所以不能直接根据马歇尔试验来确定排水性大空隙沥青混合料的最佳沥青用量。在本试验过程中,将马歇尔试验结果作为确定最佳沥青用量的一个参考。马歇尔试验结果见表6,根据表6绘出毛体积密度、空隙率、饱和度、稳定度与油石比的关系图,见图2。

由图2可知,综合考虑马歇尔稳定度、空隙率、饱和度以及毛体积密度与油石比的关系,满足要求的沥青油石比范围为4.5%~5.5%。由表5和表6可知取飞散、析漏损失及马歇尔稳定度共同范围的沥青油石比为4.7%~5.3%。为了增强沥青与集料之间的粘附力,尽可能趋近沥青用量范围的上限来确定最佳沥青用量。因此初定最佳油石比为5.0%,所对应的最佳沥青用量为4.8%。

6 结语

试验根据空隙率与2.36 mm筛孔通过率的关系确定了初拟目标级配,结合谢伦堡析漏试验、肯塔堡飞散和马歇尔试验确定最佳沥青用量为4.8%,并且提出析漏损失控制指标要求小于0.5%的标准。

参考文献

[1]JTJ F40—2004,公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]杨军,郭勇,尹朝恩,等.排水性沥青混合料析漏损失控制标准[J].交通运输工程学报,2007(5):33-36.

[3]王晓磊,肖维.沥青混合料最佳油石比确定方法试验研究[J].中南公路工程,2007,32(1):74-77.

[4]严军,叶奋,王小生,等.排水面层沥青混合料组成设计的研究[J].同济大学学报,2003,31(3):300-302.

沥青混合料 篇2

沥青稳定碎石基层混合料最佳沥青用量的确定

沥青混合料组成设计的总目标是确定沥青混合料的最佳组成,而沥青用量时混合料的.组成有非常重要的影响.在通过大马歇尔试验确定沥青稳定碎石基层混合料最佳沥青用量时,稳定度和流值可作为检测检验数据,密度、空隙率和饱和度等体积指标则是主要的设计依据.

作 者：魏建明 王东 周容 WEI Jian-ming WANG Dong ZHOU Rong  作者单位：重庆交通大学土木建筑学院,重庆,400074 刊 名：交通标准化 英文刊名：COMMUNICATIONS STANDARDIZATION 年，卷(期)： “”(1) 分类号：U416.214 关键词：沥青稳定碎石   大马歇尔试验   最佳沥青用量  

浅析沥青混合料离析防治措施 篇3

关键词：沥青混合料；离析；防治措施

沥青混合料离析反映为同一区域内粗细集料的不均匀，沥青含量不均匀，离析区域内混合料级配组成及沥青用量与设计值不一致，造成混合料空隙率过大，极易产生沥青路面的早期损坏。因此提高沥青路面的施工均匀性，对于提高路面的使用质量，减少路面多种初期破坏现象以及保证路面的使用寿命具有十分重要的意义。

1、离析的类型

1.1 纵向离析

纵向离析是比较常见的一种离析形式。通常出现在摊铺机中央、螺旋布料器支撑处和端部。在摊铺机中央区域细集料较多，比较密实，表面纹理较浅，而在摊铺机两侧特别是螺旋布料器支撑处粗集料较集中，细集料、沥青含量较少，孔隙率较大，表面纹理深。

产生纵向离析的主要原因是摊铺机本身或者操作问题，如螺旋布料器不连续，烫平板安装不当，摊铺机卡机等。

1.2 横向离析

横向离析现象的产生与摊铺机本身因素关系不大，它主要是由作业方法带来的。在摊铺机起步时，由于螺旋布料器处于初始供料状态操作人员操作不当，螺旋布料器旋转速度过快，粗集料在高速旋转下分布到布料器两侧，从而形成横向离析带；在摊铺的一个工作循环完成后，卸料卡车离去，摊铺机将料斗收起，这时，留在最后的大粒径的材料全部送到螺旋分料器，形成了横向离析带。

1.3 竖向离析

竖向离析是指在横断面上，下部大粒料多而上部大粒料少的上下离析现象。竖向离析的原因是螺旋料槽上部大粒料沿开口处向下滚落，这一现象发生在螺旋前挡板离地间隙调节偏大且料槽中缺料的工况下，由于大粒料沿着螺旋前挡板的间隙向下滚落，结果造成大粒料沉落于摊铺下层。

1.4 不规则离析

（1）由于沥青混合料的原材料级配波动、筛孔堵塞或破坏、设备故障、拌和机称量系统误差等引起混合料级配的波动，造成不规则的离析。

（2）在摊铺的一个工作循环中，拌和站向卡车卸料时形成锥状堆料，第一次造成了在卡车料斗中的离析，当卡车向摊铺机料斗中卸料时。又一次形成锥状堆料，在摊铺机料斗中形成再次离析。一个工作循环完成后，卸料卡车离去，摊铺机将料斗收起，摊铺机经常性合拢受料斗，摊铺机在每次运料车卸完料后都收斗，造成不规则的离析。

2、离析对沥青路面的影响

沥青面层离析表现在沥青面层的不同部位粗、细集料明显分离，一些部位粗集料较为集中，而另一些部位细集料集中，原有混合料级配组成受到破坏，沥青路面局部混合料与设计的结构、性能有较大的差异，其力学指标和路用性能也远远达不到设计的要求，路面开通交通后在外界荷载的作用下就会先破坏，沥青路面的使用寿命大大缩短。

（1）粗集料较为集中部位的结构组成特点是混合料孔隙率过大、沥青含量较少。当混合料孔隙率过大时，路面透水性能增强、水稳定性变差，当雨水下渗后在行车轮胎作用下产生“泵吸”现象，水分逐渐深入沥青与及集料的界面上，使得沥青膜渐渐从集料表面剥离，导致集料之间的黏结力丧失，从而发生沥青混合料松散和掉粒，继而形成沥青路面的剥落、坑槽等损坏现象：而当沥青含量较少时，混合料拉伸强度较低，抗裂性能差，通车后极易造成沥青路面结构性损坏，产生早期病害。

（2）细集料较为集中的路面部位沥青含量偏多，孔隙率小，路面易出现永久变形，并伴随出现泛油等其他病害。

3、混合料离析的控制措施

3.1 原材料控制

（1）原材料生产加工控制

集料规格的一致性对防止和降低混合料出现离析有很重要的作用，集料加工应该有稳定的料源、合理的破碎工艺、固定的筛分方法，这样才能满足外观形态良好、级配稳定一致的集料。

（2）原材料存储控制

大粒径集料对堆料方法特别敏感，如采用单一的传送带堆料，大集料滚落到料堆外侧，集料易产生离析，因此在原材料堆放过程中，为保证原材料的均匀性，可从顶上卸料，用推土机摊开摊平水平堆放，铲运机在边缘垂直装料，力求每次装的料比较均匀，减少材料的变异性。同时供原材料堆放的场地要进行硬化，防止原材料被污染，并有较好的排水措施，保证材料堆场不积水，料堆之间应砌筑坚固的隔墙，防止原材料串料，避免人为的增大集料变异性。为减少材料含水量的变异性，细集料场地必须加盖顶棚防雨。

3.2 沥青混合料的生产过程中控制

（1）冷料供應、热料筛分系统的控制

对冷料仓隔板进行加高，并且一个规格冷料只装一个冷料仓，除非某种规格料用量大且有富余冷料仓，才使用两个冷料仓。在冷料仓上方搭建棚盖，防止冷料仓受雨淋。

在生产过程中由于筛分量相当大，热料振动筛很容易坏，会导致超粒径的大集料增加，为保证筛分系统稳定和合理筛分能力，防止筛分系统超负荷运行，在施工中要定期地对筛网进行检查更换，避免筛孔损坏、堵塞等现象影响热料仓集料的级配。如果原材料的组成变异性大，通过二次筛分不能明显改善颗粒级配组成，为使生产的沥青混合料的级配变异小，每天生产前应对每个热料仓进行取样筛分，并根据筛分结果重新计算调整生产配合比，然后正式开始生产，可取得了较好的效果。

（2）称量、搅拌过程的控制

间歇式沥青混合料搅拌设备对原材料计量的准确性主要是由配料秤来保证，称的计量精度直接影响沥青混合料的级配精度和沥青含量准确性。一般来说，在满足生产前提下，尽量较小的打开称量斗的阀门，并且采用先轻后重的称量顺序进行投料，有利于提高称量精度。

沥青混合料拌和时间越长拌和越均匀，但是拌和时间太长会使沥青老化，从而影响混合料的质量，一般拌和时间在40～50s之间。

（3）沥青混合料的运输过程控制

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在装料过程中为减少混合料的离析，应尽量缩短出料口至车厢的距离，且运输车应停在不同的位置受料，如一次装完，易使得较大的碎石滚落到车厢的周围，其结果会使得货车开始和最后卸下的都是粗料，两侧的粗料则卸载摊铺机的两块侧板上，故应分三个不同的位置往货车装料，先装前端再装后端最后装货车中部。

3.3 沥青混合料的摊铺过程中控制

（1）摊铺机的工作状态直接影响到沥青路面的均匀性，因此将摊铺机调整到最佳状态是避免和减少摊铺过程中离析的重点。（2）摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。（3）摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺机速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离析。（4）由于正常安装的螺旋布料器叶片在支撑处不连贯，沥青混合料传输到此，暂时停止，只有靠后面的混合料推挤至支撑处外侧，造成混合料产生离析。因此可对支撑处叶片进行反向安装。在布料过程中将支撑处内侧螺旋输送来的混合料反向挤压，在支撑处进行二次搅拌，能较好的解决混合料离析。（5）摊铺过程中摊铺机应在每车料卸完后应立即收受料斗，此时受料斗中充满混合料，虽然粗料含量相对较多，但经过螺旋布料器搅拌后可以将混合料拌和均匀，相对减少离析。

4、沥青路面离析的处理措施

尽管在施工中采取了相应的措施防止沥青混合料离析，但是如果沥青路面在施工过程中产生离析。应及时采取必要的措施予以弥补，否则会造成工程质量的缺陷。

（1）在摊铺后尚未碾压时，对于局部出现的不规则离析，采用换料处理。对于大面积粗集料离析，用人工撒布混合料，使较细的混合料嵌入大集料孔隙中。

（2）对于已经碾压成型后的沥青路面，在进行渗水试验时，如发现渗水系数过大时，则须进行处理。下面层，在离析处喷洒黏层油时，用量加大并撒布适量石屑然后进行碾压，碾压完成后清除多余松散石屑：中、上面層须对离析处取芯样进行空隙率计算，如大于规范要求则进行切割（铣刨）处理，然后重新铺筑新拌沥青混合料碾压。

5、结语

沥青路面在施工过程中产生离析是我国沥青路面早期损坏的主要原因之一。对于离析，我国目前还没有相关规范对其进行检验和评定，仅以目测方法结合渗水试验进行评定。本文借鉴相关研究资料，结合宁连高速公路沥青路面施工及养护的实际情况，采取了相应的措施，针对离析现象进行事前、事中控制，有效地减少了沥青混合料的离析现象的发生，提高了沥青路面的使用性能。

沥青混合料再生技术研究 篇4

我国公路建设发展迅速, 高速公路总里程已经跃居世界第二位, 目前许多高速公路都已进入大、中修期, 每年翻修开挖出来的旧沥青混合料将超过1 000万t。随着可持续发展理念的不断深化, 对整个公路交通行业提出了相应的要求, 沥青路面材料的再生利用技术已经成为当前公路建设需要解决的迫切问题。

沥青路面再生技术是将不能满足使用要求的旧沥青路面沥青混合料经过一定的加工和处理, 包括对旧沥青路面进行翻挖、破碎、筛分, 再和新集料、新沥青、再生剂 (必要时) 重新混合, 变成可以达到技术标准要求的混合料以后, 重新铺筑为新的路面。

1 研究现状

1.1 国外

旧沥青路面材料再生利用的试验研究最早始于1915年, 但发展缓慢。1974年美国重新开始研究这项技术, 并且迅速在全国推广应用。从1976年到现在, 美国沥青路面废料的再生利用率已超过70%[1]。

日本从1976年开始进行沥青路面再生技术的研究。1984年7月, 日本道路协会出版了《路面废料再生利用技术指南》, 并且就有关厂拌再生技术编制成了手册。目前, 路面废料再生利用的数量已经超过50%。欧洲一些国家对沥青路面再生技术的研究也在同一时期展开。20世纪70年代中期, 德国、荷兰和芬兰等国家相继进行了小规模的试验研究, 并迅速推广应用[2]。

1.2 国内

我国是从20世纪80年代初开始旧沥青路面再生利用研究的, 但早在国家“七五”和“八五”科技攻关中, 对沥青路面的热再生机理、再生设计方法和热再生施工工艺实用技术进行了比较系统的研究。

20世纪90年代, 我国进入高速公路建设高峰时期, 沥青路面再生技术的研究与推广却几乎被搁置。而今大量沥青路面已陆续进入了维修或改建期。开发适用于沥青路面的再生技术这一工作已成为公路工作者的议题。随着我国高等级路面维修养护量的不断增加, 对混合料再生技术有必要进行深入、系统的研究。

2 沥青再生机理研究

根据沥青老化的机理可以通过加入某种再生剂, 使极性差异比较大的组分之间能够很好的相容, 从而达到对老化沥青进行再生的目的。

再生剂具有两亲性, 一端可以和极性较强的沥青质结合, 在沥青质的周围形成有序紧密排列的单分子膜, 也就是所谓的“界面膜”, 此膜具有一定的强度, 可以对沥青质起一定的保护作用, 在受到外界条件变化时, 分子内部颗粒之间在相互撞击的时候, 不产生“聚结”现象, 使溶液处于比较稳定的状态;另一端可以和极性相对较弱的芳香酚和饱和酚结合。这样既可以减小高分子聚合的程度, 使重分子量和平均分子量都减小, 一定程度上恢复到老化以前的状态, 同时又可以很好的解决相容性的问题[3]。

按照以上的再生思路其再生机理过程可以用图1表示。

3 再生技术分类及适用性

3.1 现场热再生

现场热再生技术也称为表层再生技术。该技术通过现场加热、翻耕、混拌、摊铺、碾压等工序, 一次性实现就地旧沥青路面再生, 具有无须运输废旧沥青混合料, 工效高, 对公路运营影响低等优点。但存在诸多局限性, 主要表现在:1) 处理厚度小。2) 无法有效调整配合比。3) 必须利用专门的再生剂恢复沥青的性能, 难以保障路面的耐久性。4) 无法处理采用改性沥青铺筑的表面层。5) 对路面层厚不均匀或质量状况变化大的路面难以保证质量要求。因此, 目前现场热再生技术在发达国家也未得到普遍采用。

3.2 厂拌热再生

厂拌热再生技术先将旧沥青路面铣刨后运回工厂, 通过破碎、筛分, 并根据旧料中沥青含量、沥青老化程度、碎石级配等指标, 掺入一定数量的新集料、沥青和再生剂 (必要时) 进行拌和, 使混合料达到规范规定的各项指标, 再按照与普通沥青路面完全相同的方法重新铺筑。厂拌热再生技术利用旧沥青回收料 (RAP) 一般不超过50%, 通常用10%～30%, 因此, 掺入数量较大的新集料和新沥青, 使再生混合料的级配和沥青结合料性能均得到充分改善;而且, 在RAP用量不大的情况下, 不需要使用专门的软化剂 (再生剂) , 使混合料具有稳定的质量。通过适当的配合比设计和严格的质量控制措施, 厂拌热再生沥青路面具有与普通沥青路面相同的路用性能和耐久性。

3.3 现场冷再生

现场冷再生技术是用大功率路面铣刨拌合机将路面混合料在原路面上就地铣刨、翻挖、破碎, 再加入稳定剂、水泥、水 (或加入乳化沥青) 和骨料同时就地拌和, 用路拌机原地拌和, 最后碾压成型。碾压成型后的摊铺层可作为低等级公路的面层和高等级公路的下面层或基层, 属于道路养护维修范畴。

3.4厂拌冷再生

将铣刨下来的旧沥青混凝土路面材料运回稳定土搅拌厂, 经过破碎作为稳定土骨料, 加入水泥或石灰、粉煤灰、乳化沥青等一种或多种稳定剂和新料 (必要时) 进行搅拌, 然后铺筑于基层或底基层。这类基层具有柔性基层的特点。这项技术不但未充分利用废弃材料中的旧沥青, 而且旧沥青还会在一定程度上影响混合料的抗压强度, 但其生产过程几乎不需要专用设备就可实现。在国外被普遍采用, 实践证明具有很好的应用价值。

4再生混合料的设计要求

1) 再生混合料必须具有足够的强度和热稳定性, 夏季高温下不出现泛油、推挤、壅包和车辙;2) 再生混合料具有良好的低温抗裂性。为此, 要求混合料在低温下表现为较低的线收缩系数, 较高的抗弯拉强度和较低的弯拉模量;3) 再生沥青路面应具有足够的抗滑性和防渗性;4) 再生沥青路面应具有良好的抗老化性能, 路面经久耐用;5) 尽可能多地使用旧路面材料, 提高旧料掺配率, 最大限度地节约沥青和砂石材料。

5结语

沥青路面材料的再生利用技术已经成为当前公路建设中亟待解决的热点问题。随着我国高等级沥青路面维修量不断增加, 对沥青混合料的再生技术有必要加强理论研究。我国气候多样, 各地区的适用条件和适用场合差异较大, 对沥青混合料再生利用技术的发展道路还任重而道远。

摘要：论述了沥青混合料再生技术研究现状, 阐明了沥青再生的机理, 按照再生方式对再生技术进行了分类和论述, 指出了不同再生技术的特点和适用性, 并对再生混合料的设计提出了相应的要求。

关键词：沥青混合料,再生,机理,分类,设计

参考文献

[1]吕伟民, 严家.沥青路面再生技术[M].北京:人民交通出版社, 1989.

[2]周红, 周建波.沥青路面再生技术[J].路基工程, 2007, 134 (5) :154-156.

[3]韦琴, 杨长辉, 熊出华, 等.旧沥青路面再生利用技术概述[J].重庆建筑大学学报, 2009, 29 (3) :128-131.

废旧沥青混合料再生利用的试验 篇5

废旧沥青混合料再生利用的试验

摘要：试验分析证明,再生沥青混合料的.路用性能能够满足高等级公路沥青路面的各项指标要求,提出了旧料使用率、再生剂最佳用量范围以及试验关键点.作 者：姜利 刘玉磊 Jiang Li Liu Yulei 作者单位：东北林业大学,哈尔滨,150040期 刊：东北林业大学学报 ISTICPKU Journal：JOURNAL OF NORTHEAST FORESTRY UNIVERSITY年，卷(期)：,35(2)分类号：X7关键词：再生沥青混合料 配合比设计 再生剂

热拌沥青混合料路面的施工 篇6

【关键词】热拌沥青混合料;沥青路面;施工

沥青混合料路面施工,如施工工艺处理不当,会出现泛油、凸起、车辙和裂缝等现象。为了避免可能多种因素造成沥青路面损坏的影响,只有在施工过程中对路面压实度、稳定性、平整度和弯沉等方面进行控制,严格按设计和施工规范要求施工,工程质量才能得到保证。

１．施工前的准备

1.1施工前的材料检测

沥青路面所需材料包括沥青、砂、碎石、矿粉等,都通过试验检测,符合设计要求后选优使用,同时做好材料供给的连续性,满足生产的需要。

江肇高速公路建设所使用的沥青、改性沥青由业主招标采购，委托材料供应管理公司签订采购供应合同，并由材料供应管理公司统一组织供应给承包人，经科学研究所对沥青样品三大指标质量检测结果如表1所示。

表1 道路沥青质量检测结果

检测结果A-70#和A-50#沥青的三大指标均符合JTJ 032-94公路沥青路面施工技术规范规定符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的物理力学性能要求，并满足粒径规格要求。

LM2段碎石分布来自鹤山上南石场和肇庆龙兴石场，鹤山上南含有方解石和软石，需要减少软石含量和加大防尘措施减少0.075mm含量，加大系集料的砂当量检测频率，提供质量原材料水平。试验室还对要进场材料进行抽样检查,确保材料质量关。

1.2施工测量放样

测量放线人员到位开展测量工作,先进行路线恢复,保护中桩、交点及导线点,复测水准点等,作好现场测量记录。核查实测数据与设计图纸之间的误差,如有错漏现象及时向主管部门反映存在的问题,及时得到解决。

1.3配合比的选定

热拌沥青混合料配合比设计应按设计配合比-目标配合比-生产配合比-标准配合比的程序进行。配合比设计主要采用马歇尔试验确定沥青混合料的沥青用量和体积参数，应达到下表2所列的技术标准，并有良好的施工性能。

表2热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准

沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验机对抗车辙能力进行检验。在温度60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验的动稳定度，对于普通重交沥青，下面层应不小于1000次/mm，中面层应不小于1500次/mm，对磨耗层应不小于1500次/mm。

对用于上面层、中面层和下面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过旋转压实机对配合比在Superpave方法规定的最终压实次数下校核其残余空隙率。在规定条件下，各结构层沥青混合料的残余空隙率不得低于2%。

LM2合同段沥青上面碎石粘附性较小，碎石幽默较薄，9.5mm曲线宜在中线上，补充16mm集料，体积指标按5%控制孔隙率，0.3mm、0.6mm偏差较大，导致渗水严重，混合料级配不稳定，部分路段现场空隙率偏大，要求对配合比进行优化设计，形成骨架密实性结构，以提高路面结构层的防水性和高温稳定性。沥青上面层油石比宜控制在4.4%。

2.热拌沥青混合料的施工

2.1试验段的施工和要求

在全面开展路面施工之前,以监理工程师通过审批的生产配合比进行试拌,并在指定的路段进行一段试验路面的施工。在现有的机具设备情况下,进行施工测定,收集有关数据等。从沥青拌合楼的混合料出炉开始,检测出炉温度(控制在170℃内)、油矿比、摊铺前温度、卸料、布料摊铺、测定摊铺后温度(检测结果在115℃~145℃),还有压实度和压实遍数、平整度的控制等。

2.2碾压时的温度控制

沥青路面摊铺好后,实测碾压前温度为120℃~135℃左右,碾压过程分初压、复压、终压三个阶段,在K126~K138公里段初压2遍后实测其压后温度在110℃~120℃之间,而终压达压实度、平整度后的实测温度为:昼夜最低温度不低于75℃,整个碾压过程的温度控制能满足规范的要求。

2.3施工缝的处理

该路段的沥青路面摊铺是以单向全幅宽度进行,没有纵缝,只有横向接缝。在接缝施工中,先用3 m直尺检测平整度,在不符合要求的位置横向拉线,并用粉笔沿线画在地面上,且沿画线将旧沥青路面接缝处切刮顺直平整,并清除干净,且涂薄层沥青油,将摊铺机的熨平板起步线压在接口处齐平,在摊铺机两侧放长×宽=50 cm×6 cm左右,厚度与结构层厚度一致的硬质木垫板,摊铺时先慢速起步,并加大振频,摊铺离开接口1 m左右后再以正常的摊铺要求进行。

关键要做好接缝处的碾压工作。首先以轻型双钢轮压路机与缝口有30°的夹角方向前进碾压,从老路面开始起步,并以前轮不完全离开老路面为准退回后,再前进碾压新接口,且轮迹重叠有1/3以上。

碾压1遍~2遍后,再换重型双钢轮压路机顺接缝方向振压,此时钢轮压在老路面上有1/3左右即可,直至压到设计要求的压实度、平整度为止。

2.4平整度的控制

2.4.1路面下承层的平整度控制

确保下承层平整度达到规范要求是沥青路面施工质量控制的关键。由专业的基层整修队伍负责。

2.4.2放桩、定高程、挂基准线时的质量控制

专人负责,测量组统一放线控制高程和桩点等。对弯道部分点位加密(弯道部分5 m或直线部分10 m)控制,要求张拉基准线受力程度保持一致,长度对应相等,并且加強测量施工放线的复测。

2.4.3摊铺过程的控制

沥青路面摊铺时,混合料供应充足,保证连续施工、拌和均匀,并且无粗细离析现象。同时摊铺速度和布料保持均匀、稳定,这样摊铺出的路面就不会出现波浪。相邻两幅摊铺时应有10~20cm左右宽度的沥青混合料搭接。相邻两台摊铺机宜前后相距10~20m作业，且不得造成前面摊铺的混合料冷却。摊铺机在开始受料前应在料斗内涂刷少量防止粘料用的柴油。摊铺机熨平板需预先加热后方可工作。当施工气温低于10℃时，不得摊铺热拌沥青混合料。机械操作手的操作熟练程度、摊铺前的气候变化、施工缝的处理效果等对平整度都会造成一定的影响。摊铺不得中途停顿。摊铺好的沥青混合料应紧接着碾压，如因故不能及时碾压时，应停止摊铺,并对卸下的沥青混合料覆盖保温；混合料来不及碾压，已冷却时应废弃不用。摊铺遇雨时，应立即停止施工，并清除未压实成型的混合料，遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。

2.5压实控制及工艺

压实是最后一道工序,良好的路面质量最终是要通过碾压来实现。碾压中出现质量缺陷,会导致前功尽弃,因此,必须十分重视压实工作。沥青混合料的分层压实厚度不得大于10 cm。应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤,以求达到最佳效果。压实应按韧压、复压、终压(包括成型)三个阶段进行。压路机应以慢而均匀的速度碾压。

2.5.1初压

初压应在混合料摊铺后较高温度条件下进行,不得产生推移、发裂,压路机应从外侧向路中心碾压,碾压带重叠轮宽的1/3~1/2。应采用轻型钢筒式压路机或关闭振动装置的振动压路机碾压2遍,其线压力不宜小于350 N/cm。

2.5.2复压

复压应紧接在初压后进行。宜采用重型轮胎式压路机,也可采用振动压路机或钢筒式压路机。碾压遍数应经试压确定,不宜少于4~6遍。

2.5.3终压

终压应紧接在复压后进行。终压可选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机碾压,不宜少于2遍,并要求压后无轮迹。路面压实成型的终了温度应符合技术规范的要求。

3.结术语

再生沥青混合料应用探讨 篇7

1 再生技术简介

沥青的再生技术是采用再生专用设备对废旧的沥青路面材料 (RAP) 进行回收处理, 掺入一定比例的新集料、新沥青、再生剂等从而形成满足路用性能的再生沥青路面的技术。

依据再生过程中采用施工温度的不同, 再生技术可以分为热再生技术和冷再生技术。依据再生施工场地以及施工工艺的不同, 沥青路面再生可以分为厂拌再生技术和就地再生技术[1]。

2 沥青的再生机理

2.1 沥青的再生机理

目前关于沥青的再生机理普遍认为有两种理论[2]:1) 相容性理论。相容性理论认为沥青老化是因为沥青胶体系中组分之间的互溶性降低。如果掺入合适的再生剂使其组分间的相溶性增加, 就能使沥青性能得到恢复。2) 组分调节理论。组分调节理论认为由于沥青老化使得沥青中的组分比例变得不协调。如能掺加再生剂调节其组分恢复其原有的比例, 同样能使其性能恢复。

2.2 再生剂的功能与技术要求

再生剂是用来掺入老化沥青之中, 改善其流变性能, 从而保证再生后的沥青的针入度、粘度等指标满足要求的添加剂。再生剂的作用可以归纳为两点:1) 改善老化沥青的粘度。2) 通过融合分散的沥青质, 调节沥青的流变行为。再生剂对于粘度、流变性质、芳香分含量以及经济性都有一定的要求。表1为建议使用再生剂的技术指标。

3 再生沥青混合料的配合比设计

再生沥青混合料配合比设计过程中新增了旧料掺量以及再生剂的用量, 二者均会对再生沥青混合料的性能产生比较大的影响。因此, 再生沥青混合料的配合比设计要充分考虑各种因素。

我国通常采用马歇尔设计方法来进行沥青混合料的配合比设计, 《公路沥青路面再生技术规范》中也建议采用马歇尔设计方法进行再生混合料设计[3]。

由于设计变量的增加, 配合比设计的难度加大。因此, 不可盲目照搬常规沥青混合料的经验用于再生沥青混合料中。再生沥青混合料配合比设计流程见图1。

4 再生沥青混合料的性能研究

与普通沥青混合料路用性能的验证一致, 为全面反映路面在直接承受交通荷载和各种自然因素交替作用下再生沥青混合料的性能, 对其进行力学性能、高温性能、水稳性能等试验验证, 并以此衡量混合料配合比设计成果的优劣, 最终实现为再生沥青路面设计、施工及进一步推广提供理论依据。

4.1 再生沥青混合料的力学性能

采用劈裂试验对再生沥青混合料的抗拉强度进行测试, 采用单轴压缩试验对其抗压强度进行测试, 分析不同掺配率的再生沥青混合料的力学性能。1) 再生沥青混合料的间接拉伸试验。试验结果[4]显示:a.随着RAP掺量的增加, 再生沥青混合料劈裂抗拉强度呈增长的趋势, 强度值提高。b.随着RAP掺量的增加, 再生沥青混合料破坏劲度模量增大。c.再生沥青混合料随RAP掺量的增加, 混合料劈裂强度有所提高, 破坏劲度模量明显增大, 说明再生沥青混合料的柔韧性随RAP掺量的增加变差。2) 再生沥青混合料的单轴压缩试验。试验结果[4]表明:a.再生沥青混合料抗压强度值较高, 一方面体现了回收旧料的添加增大了混合料的抗压能力;另一方面反映出再生沥青混合料的集料颗粒间紧密嵌挤在一起, 相互密实填充也增加了混合料的抗压强度。b.再生沥青混合料破坏劲度模量的变化与回收旧料掺配比例成正比。c.随着回收旧料掺配比例的增加, 再生沥青混合料破坏劲度模量增加必将致使混合料柔韧性变差。综合以上力学试验结果分析, 再生沥青混合料随RAP掺量的增加抗拉及抗压强度均得到较高的增长, 但破坏劲度模量均随之增加, 所以对混合料的柔韧性存在影响。

4.2 再生沥青混合料的路用性能

1) 再生沥青混合料的高温稳定性。采用车辙试验方法测试再生沥青混合料动稳定度指标, 评价不同的旧料产配比例再生沥青混合料的高温性能。试验结果[6]表明, 掺加RAP材料的再生沥青混合料的动稳定度明显大于新沥青混合料, 其抗车辙能力也较强。再生混合料抵抗车辙的能力随着RAP材料的掺加量提高而增大。RAP掺入后, 旧料中的旧沥青与新沥青融合后, 再生的沥青较新沥青粘度增加, 软化点上升, 高温性能得以提高。因此再生沥青混合料的变形模量增大, 抵抗车辙的能力提高。

2) 再生沥青混合料的低温抗裂性能。对再生沥青混合料进行冷弯试验测得其破坏弯拉应变、抗弯拉强度, 计算破坏时的弯曲劲度模量, 来评价再生沥青混合料的低温抗裂性。试验显示[7], RAP中的老化沥青性能较差, 其混合料低温抗裂性能弱。掺入再生剂之后, 沥青性能在一定程度上有所恢复, 混合料的低温性能也有提高。如果RAP掺量增加, 再生剂的添加量也应当成比例的增加才能保证其混合料的低温性能。但是RAP的含量应当控制在一定范围之内, 超过限度即使增加再生剂的掺量, 其低温性能也是越来越差。

3) 再生沥青混合料的水稳性。采用冻融劈裂试验来评价再生沥青混合料的抗水损害能力[8]。再生沥青混合料的冻融劈裂试验测得的劈裂强度较高。说明再生混合料抗水损害的能力较强。其主要原因是老化沥青经过再生之后粘度变大, 与集料之间有更好的粘结, 因此水稳性较好。

5 结语

文章对沥青再生的基本内容进行了简要介绍, 给出了再生沥青混合料的设计方法, 通过马歇尔试验得出再生沥青混合料配比中的新沥青、RAP、再生剂等用量, 进一步对再生沥青混合料的路用性能加以研究分析。虽然室内试验效果良好, 但毕竟未完全考虑所有自然因素, 再生技术仍有待进一步完善提高。

摘要：简要介绍了沥青的再生机理, 依据再生剂的功能与技术要求, 分析了再生沥青混合料的配合比设计方法, 并对再生沥青混合料的力学性能、高温性能、抗裂性能及水稳性能等进行了试验验证, 为再生沥青路面的设计、施工及推广提供了理论依据。

关键词：再生技术,再生机理,混合料,配合比设计

参考文献

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[7]张志祥.再生沥青混合料疲劳性能试验研究[J].中国公路学报, 2006 (53) :31-35.

沥青混合料 篇8

关键词：道路工程,WMA,HMA,Sasobit添加剂

热拌沥青混合料 (hot mix asphalt, HMA) 的拌和与碾压温度大约是140~160℃, 有些混合料在拌和时需要更高的温度, 比如橡胶沥青、聚合物改性沥青混合料 (polymer modified asphalt, PMA) 。这些温度不仅保证骨料干燥、沥青材料包裹骨料, 而且还能保证形成的混合料具有足够的工作性。但是, 它不仅要消耗大量的能源, 而且在生产和施工过程中还会排放大量的废气和粉尘, 严重影响周围环境质量和施工人员的身体健康[1,2]。最近几年, 一种称为温拌沥青混合料 (warm mix asphalt, WMA) 的技术诞生了, 它可以降低沥青混合料的拌和温度。最初WMA技术发展的目的是减少温室气体的排放, 降低温室效应。为了减少燃料消耗, 减少二氧化碳排放量, 降低沥青氧化, 提早通车以及为工人提供一个更好的作业环境。大多数WMA技术通过降低沥青黏度, 从而使混合料具有足够的和易性[3,4]。

近年来, 由于WMA技术所带来的一系列环境效益和经济效益, 在世界上应用的非常广泛。然而, WMA技术的性能是否能与传统的HMA路面的使用效果一样, 许多研究都是依据经验获得的结果。本研究的主要目的是借助室内动态模量试验、间接拉伸强度试验研究添加Sasobit的WMA的性能, 并同HMA的性能进行比较。

1 Sasobit添加剂

在生产和压实沥青混合料时, 可以通过新工艺和新产品来降低温度, 体积和性能不发生变化。通常有以下分类: (1) 有机添加剂, 如含蜡基的一些材料; (2) 发泡添加剂, 如沸石; (3) 发泡工艺; (4) 化学添加剂, 包括表面活性剂和乳化[5,6]。在这些工艺或产品中, 有机添加剂的原理是, 在温度高于熔点时, 降低沥青黏度是为了在较低的温度下生产沥青混合料。

Sasobit是目前应用比较广泛的一种添加剂。本文采用的Sasobit是南非Saso1-Wax公司的产品, 晶体结构, 来自煤气化中生产的长链脂肪族烃, 也被称为FT固体石蜡[7,8]。通常以沥青质量1.0%~3.0%的速率加到混合料中, 进行简单的机械搅拌便可使用[9]。Sasobit的熔点约99℃, 超过116℃时, 可以完全在沥青胶结料中溶解, 使胶结料的黏度降低, 从而使沥青混合料在较低的温度下完成拌和与压实[10]。

2添加Sasobit的WMA技术应用

为了研究添加Sasobit的WMA性能, 在某地区铺筑了六个试验段, 并进行了试验检测。

2.1空隙率

为了比较WMA路面和HMA路面试验段的性能, 从两个试验段钻心取样本以确定现场路面的空隙率。表1表示的是从第二个试验段收集的WMA和HMA路面的空隙率。WMA路面的空隙范围是5.3%~5.5%, 而HMA路面的空隙范围是4.8%~5.6%。从测量的空隙率可以推测WMA与HMA路面性能显著不同。表明, 与HMA相比, 在生产和压实WMA时, Sasobit起了重要作用。

2.2废气排放量的测量

在130℃下生产添加Sasobit的WMA和在160℃下生产HMA过程中, 根据使用的重油, 可测出二氧化碳 (CO2) 的含量。第二个试验段消耗的燃油和排放量, 如表2示。降低生产温度, 可节约32%的能源, 减少32%的CO2量, 减少18%的CO量, 减少24%的SO2, 并减少33%的氮氧化物。结果表明, 生产WMA时, 添加Sasobit效果非常显著, 可减少能源消耗量和废气排放量。

2.3添加Sasobit的WMA技术的可行性

在不同的日期、拌和压实温度下, 铺筑六个WMA试验段验证Sasobit-1和Sasobit-2在不同沥青混合料类型中的可行性研究, 如表3所示。

3室内试验混合料设计

WMA和HMA采用相同的配合比设计参数和试验条件。在这项研究中, 两种混合物都使用未改性的PG64—22基质沥青和花岗岩骨料。选择最大公称粒径19.0 mm的集料做面层。如图1所示, 过筛骨料, 并混合配制最大公称粒径为19.0 mm密级配配比, 其中19 mm骨料占38%、13 mm骨料占23%、砂子34%、填料4%。

表4总结了沥青结合料的试验结果, 包括基质沥青和添加2.0%Sasobit-2的基质沥青, 即软化点, 黏度, G*/sinδ, G*·sinδ, 刚度和m值。两种沥青都是PG64—22, 这表明Sasobit对基质沥青的PG分级不会造成影响。Sasobit的添加量为沥青质量的2.0%。根据ASTM D6927的规定, WMA与HMA的最佳沥青用量为5.2%。HMA的拌和温度和压实温度分别为155℃和145℃, 而WMA拌和温度和压实温度比HMA混合料的低30℃左右, 例如, 130℃的拌和温度, 115℃压实温度。

4室内试验

通过室内加速加载试验确定在一个周期内累积加载下的路面响应和性能。采用室内加速加载试验可以评价多种新型沥青材料产品的使用性能, 诸如沥青玛蹄脂混合料 (通称SMA) 、多孔沥青混合料, 薄层沥青混合料及WMA。加速加载试验是用重型车辆模拟器检测三块不同的温拌沥青产品的车辙性能, 在标准双轮荷载和单一方向上加载不同的荷载, 在路面温度为50℃、路面深度为50 mm、潮湿条件下将它们的车辙性能进行了比较。

在这项研究中, 通过加速加载试验比较WMA路面与HMA路面的抗车辙性能。正如图3所示, 在路面温度为40℃、路面深度为25 mm的室内试验机上, 将带有8.2 t标准的双轮荷载和单向加载加速加载试验机上做试验。

4.1加载试验

6.25 m WMA和6.26 m HMA试验机, 掺加占沥青重量2.0%的Sasobit的WMA的拌和温度为 (130±5) ℃, 压实温度为 (110±5) ℃, 而相对应的HMA的拌和温度为 (160±5) ℃, 压实温度为 (130±5) ℃。

4.2车辙深度测试

当给试验机上的固定位置加荷载时, 可测出WMA和HMA路面在横向剖面上的车辙深度。抗车辙破坏标准规定车辙深度为12.0 mm。维持路面温度为在 (40±4) ℃、深度为25 mm下, 检查路面可能发生的变形。

4.3抗车辙性能

在路面温度保持不变的条件下, 用加速加载实验对两个试验机进行测试。两个试验机的车辙行为对比情况如图2。在图2中, 每一个点由三个不同位置的车辙深度的平均值表示。WMA和HMA试验机对累计重复负荷的车辙深度表现出相似的趋势, 如图3所示。经过测试, HMA的最终车辙深度是12.2 mm, 达到标准值;WMA的最终车辙深度是11.9 mm, 略小于标准值。

4.4动态模量

为了测量每个试验段的动态模量, 取直径为150 mm的钻心样本。通过在顶部和底部同时切割以获得38 mm厚的样品, 可以做间接拉伸强度试验。WMA样本的平均空隙率范围为6.4%~7.5%。在频率为20 Hz、10 Hz、5 Hz、1 Hz、0.5 Hz和0.1 Hz条件下, 测试温度为5℃、20℃和35℃条件下, 测量应力控制模式下的动态模量。水平拉力的变形与垂直方向的变形主要取决于温度和泊松比。

图3 WMA和HMA的动态模量试验结果: (a) |E*|的半对数条件下的曲线, (b) |E*|的重对数下的曲线, (c) 水平相位角曲线, (d) 垂直相位角曲线

图3给出了WMA和HMA的动态模量试验结果。使用5℃的参考温度制作各混合物的S形动态模量曲线。可以使用半对数和重对数标表示动态模量主曲线, 以评估混合物的线性黏弹性特性, 图3 (a) 和 (b) 分别表示混合料的低温范围和高温范围。据观察所得, 在高频率下, WMA的刚度比HMA的高;两种混合料在低频率下刚度相近, 因此, 估计两种混合料抗车辙性能接近。图3 (c) 中给出的水平相位角主曲线中, 在高温条件下, HMA比WMA表现出较低的弹性性能, 但在高频率下弹性行为相似;从垂直相位角来说, 两种混合料在所有的频率范围内弹性行为相似。这些结果可以推算WMA的抗车辙性能比HMA的更好或至少类似。

4.5间接抗拉强度

用间接抗拉强度试验评价HMA路面抗裂性。为了评估WMA和HMA的抗裂性, 用加速加载试验机测试样本。表5列出了不同假设水平下, 两种混合料的强度值, 测三个值取平均值。从表5数据中可以看出, 加载前, HMA比WMA呈现出较大的变化;但在相同加载条件下, WMA和HMA的试验值相近。这表示在较低的拌和温度生产的WMA与HMA有类似的抗裂性能。t检验的显著性水平为0.05, 可评估在相同加载条件下两种混合类型的结果方差之间的差异。当P值大于0.05, 表明两组结果数值之间差别不大, 表明, 在25℃室温下, WMA和HMA具有相似的的抗裂性能。

5总结和结论

用WMA技术铺筑道路的趋势正在全世界迅速增长。大量WMA技术已成功应用, 并且不会影响路面的性能。

(1) 在生产和压实沥青混合料时, 使用有机添加剂Sasobit可以降低温度, 而沥青混合料的体积和性能不会发生变化。

(2) 基于有限的WMA试验段的基础上, 生产和压实沥青混合料时添加Sasobit的效果是比较明显的。结果表明, 在较低温度条件下, WMA路面的空隙率与HMA路面的相近。从节省能源和改善空气质量来看, 生产WMA的沥青厂占优势, 但长期性能和耐久性仍需研究。

(3) 在累积荷载条件下, WMA和HMA试验机上的车辙深度表现出相近的趋势。在高频率下, WMA比HMA具有较高的刚度, 而在低频率下二者表现出类似的刚度。据估计, WMA的抗车辙性能比HMA对应的加速加载实验结果会更好或至少类似。在相同加载条件下, WMA和HMA的平均间接抗拉强度值相似。加载条件发生变化时, 间接拉伸强度值下降。这表明, 荷载增加时, 抗裂性能越来越弱。

参考文献

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浅谈温拌沥青混合料 篇9

温拌沥青混合料是使用一种具有适当粘度的调和沥青, 从而能在相对较低的温度下拌合及施工, 同时保持其不低于HMA的使用性能的沥青混合料技术。相对于HMA, WMA的拌和温度降低了10~50℃, 摊铺和碾压温度降低了30℃左右, 并且, 先进的温拌沥青技术完全可以使WMA达到HMA的性能;同时, 由于WMA的生产温度较低从而减少了能源消耗、降低了CO2等废气的排放量, 减轻了沥青混合料拌合时的高温老化, 增加了沥青路面的使用寿命[1]。

1温拌沥青混合料的性能特点

1.1温拌沥青混合料技术的原理和制备方法

在高温下, 沥青变得松软, 能够发挥其胶结作用, 将集料良好地裹附在一起, 形成一个整体, 在荷载作用下不致松散, 而沥青良好的流动性和润滑作用又使混合料具有较强的变形能力, 在荷载作用下集料不会被挤压破碎。温拌沥青混合料就是采取若干技术措施 (使用改性沥青或者加入温拌剂) , 使得混合料能够在较低温度下拌合和摊铺, 沥青能够很好地裹覆在集料上, 较好地发挥其粘结和润滑作用, 同时保持混合料路用性能不低于HMA。归纳起来, 目前国内外WMA生产技术主要有三大类:有机添加剂法、泡沫法、化学添加剂法。 表1总结了已经开发出来并得到推广的WMA制备方法[2]。

1.2温拌沥青混合料优点

(1) 节能减排, 低碳环保。由于采用了较低的温度, 在混合料生产和施工工程中将会节省大量的电能、煤料和燃油, CO2等温室气体排放量也大大减少, 这既是减轻温室效应的有效措施, 也符合生态社会和可持续发展的需求。另外, 温拌沥青混合料在摊铺过程中, 基本可以实现无烟作业, 有毒有害气体排放明显减少, 很大程度上保护了施工技术人员的身体健康。

(2) 减轻沥青的老化程度, 延长混合料使用寿命。较低的温度降低了沥青的初期老化程度, 提高了混合料的路用性能。

(3) 延长施工季节, 提高施工效率。施工时温度降低, 混合料与室外环境温差减小, 可以延长施工季节及日施工时间。

(4) 提高生产设备利用效果。完全可以利用目前的热拌沥青混合料的搅拌和摊铺设备, 不需要再改造, 同时, 较低的生产温度能够较好地保护施工设备, 延长其寿命, 并较快开放交通。

2温拌沥青混合料技术

2.1沥青发泡技术

WMA-Foam两阶段温拌技术。WMA-Foam在拌和阶段使用软胶结料和硬胶结料两种硬度不同的沥青材料, 硬胶结料是以泡沫沥青的形式加入的。根据要配制的调和沥青的针入度来确定软胶结料和硬胶结料的混合比率。如果有需要, 结合料中还可以加入抗剥落剂, 以减少水损坏。第一阶段, 在100℃左右软胶结料与矿料拌和, 初步覆盖矿料, 矿料的加热温度为100~120℃。然后在90~120℃以泡沫形式加入硬胶结料进行充分拌和。硬胶结料加入到混合料中时, 向加热的硬胶结料注入冷水而形成的快速蒸发会产生大量的烟雾使硬泡沫胶结料与软胶结料结合, 从而达到所需组成和特性的沥青产品[1]。

2.2降粘技术

Sasobit降粘技术。Sasobit是具有高熔点的费托蜡, 在欧洲被人们称作“沥青混合料压实助手”“沥青流动改性剂”, 它是一种细结晶体, 熔点约为99℃, 在超过116℃时, 可以完全溶解于沥青胶结料中, 使胶结料的粘度降低, 从而降低了沥青混合料的摊铺和压实温度。温度低于熔点时, Sasobit在沥青胶结料中形成晶格结构, 这是含有Sasobit沥青稳定性的基础, Sasobit还可以提高沥青混合料的抗车辙能力以及压实度[1]。

2.3表面活性技术

常见的是Evotherm系列温拌技术。Evotherm包含表面活性剂、配制粘结剂、含有较少残余水的乳液, 在摊铺及压实的持续压力下剪切、压缩, 微乳液形成滑移平面, 有效地降低了粘结剂相的粘度, 这种剪切诱导粘度允许沥青混合料在低温下摊铺和压实[1]。

3温拌沥青混合料发展现状

尽管WMA生产技术已经取得了显著进步, 但仍然存在着多方面的不足。如降低沥青混合料拌合、摊铺和碾压温度对集料粘附性的影响, 添加剂对沥青混合料路用性能 (抗水损害性能、抗车辙能力) 的影响。目前在这些方面的相关研究比较少。

(1) 在温拌沥青混合料中使用熟石灰和液体抗剥落剂对沥青混合料抗水损害能力的影响。水损害通常不限于一个机制而是有很多过程结合在一起的结果。从化学的角度看, 虽然沥青和骨料均没有净电荷, 但是各组分都有非均匀分布电荷, 它们都有吸引其他材料异种电荷的趋势。由添加剂导致的发泡过程使电荷再分配更复杂, 从而可能影响混合料的水敏感性。特别是在混合物温度100~140℃时, 骨料不可能完全干, 且含水的添加剂通常是钠铝硅酸盐晶体, 这时结晶成细粉。这些水晶含有大量孔隙, 可以吸收或释放水分子且没有损坏晶体结构, 当和粘结剂同时添加到混合料中时, 随着结晶水被释放, 形成非常细的水雾, 在粘结剂中引起体积膨胀, 从而在低温情况下增加混合料的和易性和兼容性。Asphamin造成水的吸收和释放过程使电荷再分配更复杂, 因此可能影响混合料的水敏感性。一般来说, 虽然在粘结剂的混合阶段蜡不释放任何水分子, 并且不影响混合料的水敏感性, 但从化学角度看, 骨料、粘结剂、蜡之间的反应并不清楚, 特别是随着液态ASAs混合在粘结剂和石蜡中, 然后和集料或waterbearing混合, 在温度约110℃时, 液体ASAs和WMA添加剂之间的化学反应可能发生, 从而可能导致混合料之间粘结力的下降。液体ASAs和WMA添加剂之间的反应对混合料水损害的影响目前没有充分的研究。

(2) 目前虽然对Sasobit改性粘结剂和混合料进行了广泛的研究和室内试验, 包括Sasobit改性粘结剂性能等级、粘度和老化特性以及Sasobit WMA抗车辙性能、抗开裂和抗水损害性能的影响。然而, 就材料类型和气候条件, 如何在寒冷天气发挥WMA功能的研究非常有限。通常, Sasobit对低温开裂的影响将取决于混合料的具体条件。如何在较低温度下测试, 通过较为完整的热裂解分析而获得其对WMA低温性能的影响, 这需要在未来研究中解决。

(3) 在温拌沥青混合料生产技术中所用的调和沥青通常为软质沥青, 它通常会对混合料的抗车辙性能带来一定的影响, 也有部分研究将软质沥青和硬质沥青按一定比例配合使用, 但目前在这方面的研究较少, 且没有较为明确的规范来确定软质沥青和硬质沥青合理的配合比例。

(4) 对于沸石发泡技术, 从理论上来讲, 沸石释放水遇到高温沥青形成泡沫沥青, 降低了混合料的粘度, 增加了和易性。但其存在以下问题:1减小沥青粘结剂的老化, 将导致路面早期的过度车辙;2较低的生产温度会导致在摊铺阶段, 混合料掺杂更多的水分, 如果包含在Advera中的沸石其水分未蒸发或被重吸收, 这种情况会导致沥青和集料之间粘结力的降低, 车辙会加剧。以水为基础的发泡技术在以后研究中应该不断完善。

4温拌沥青混合料技术研究方向

未来沥青混合料温拌技术研究可以考虑以下几点, 使此项技术日趋完善:

(1) 探究各种添加剂对沥青混合料路用性能的影响。如各种抗剥落剂与集料和沥青反应的微观机理导致的水损害等。

(2) 使用廉价产品来代替价格不断上升的液体沥青和石油产品。如国外新一代固体无尘硫磺产品 (Thiopave) 的出现, 产生了硫磺延长沥青, 它不但降低了沥青用量, 而且解决了早期的安全问题以及环境污染问题。这种新的添加剂不需要在工厂用热粘结剂预拌, 在高温拌合情况下, 部分硫磺熔解到粘结剂, 降低了混合料粘度, 其余部分则沉淀冷却为混合物和结晶沥青基质, 包裹在集料周围, 这些硫晶体强化了混合料, 提高了其抗车辙的能力, 它的拌合料生产温度为130℃左右。为了应对全球不断紧缺的沥青和石油资源, 可以发展一些廉价的甚至更加环保的产品来发展温拌沥青混合料技术。

5结束语

综上所述, 随着能源紧缺、全球气候变暖、节能减排成为全世界共同关注的问题, 温拌沥青混合料技术以其节能环保的优势和良好的路用性能得到越来越多行业人士的青睐, 其应用前景十分广阔。今后, 温拌沥青混合料技术在排水降噪, 长大隧道工程, 低温季节和寒冷地区等一些特殊功能沥青路面中的应用也将会更加广泛。

参考文献

[1]李德超.温拌沥青混合料技术综述[J].石油沥青, 2008, (22) .

高模量沥青混合料应用综述 篇10

沥青混凝土的弹性模量及沥青路面的结构组合是影响车辙深度即沥青路面产生永久变形的关键参数。采用高模量沥青混凝土可显著降低荷载作用下沥青层应变, 减小沥青混合料高温塑性变形, 进而提高路面抗车辙能力。因此, 欧美等国家长寿命路面设计及AASHTO路面设计中都对提高沥青混凝土弹性模量提出具体指标要求。

对于我国普遍采用的典型半刚性基层沥青路面, 路面结构中4~10 cm范围内为压应力的高值区, 3~8 cm范围内为剪应力高值区, 这两个应力高值区处于半刚性基层沥青路面结构的中面层。而我国沥青路面的中面层大多采用以70#沥青为结合料、模量较低的普通沥青混凝土, 这也是部分沥青路面出现严重车辙病害的主要原因。

为提高沥青路面的抗车辙能力, 高模量沥青混凝土 (High Modulus Asphalt Concrete) 的研究与应用得到广泛关注。按照法国沥青混合料设计规范体系 (NFP-140) , 动态模量 (15℃, 10Hz) 大于14, 000 MPa的沥青混凝土为高模量沥青混凝土。高模量沥青混凝土的使用能够减少路面结构的变形, 延缓车辙的产生, 改善路面的疲劳性能, 延长路面的使用寿命。

针对当前路面的诸多问题, 采用新型路面材料成为国内外研究者的共识, 在国内外研究开发应用的各种新型路面材料中, 高模量沥青混合料 (High Modulus Asphalt Concrete, 以下简称HMAC) 凭借其优越的性能越来越受到关注。使用HMAC能够减少路面结构的变形, 延缓车辙的产生, 改善路面的疲劳性能, 延长路面的使用寿命。

目前主要三种方法制备高模量沥青混凝土: (1) 采用低标号沥青结合料 (如30号沥青) ; (2) 采用高模量添加剂 (如法国PR, 德国Duroflrx) 或特殊改性沥青 (如高模量改性沥青) , (3) 天然沥青, 如岩沥青或湖沥青。在国外70%以上采用 (1) 方案, 其优点为高模量沥青混凝土造价低、施工工艺相对简单。

1 国外应用概况

从广泛意义上分析, 高模量沥青混合料 (EnrobéàModule?levé/EME) 的理念来源于法国和美国永久性路面概念中的中面层高模量沥青混合料 (High Modulus Asphalt Concrete/HMAC) , 其应用的主要目的为: (1) 提高路面抗车辙能力; (2) 减薄路面厚度; (3) 提高路面耐久性。高模量沥青混合料已经成为研究热点之一, 目前高模量沥青混合料主要应用于法国、美国、英国和北非部分国家。

HMAC最早出现于20世纪80年代的法国, 并以GBTHP (路面专用沥青处治砂砾) 的名字取得了专利。其最早的应用始于1981年, 作为基层用于旧路面结构的补强, 1985年以后使用数量有所增长。另外, 法国还根据丰度系数K将HMAC分为3类, 并分别命名为EME1、EME2、EME3, 3种混合料均具有很高的模量及抗车辙性能。其中, 前两者抗疲劳性能、水稳定性也相对优良, 目前法国使用最多的是EME2;EME1的沥青用量与普通沥青混合料基本相当, 但该种材料的耐久性、抗疲劳能力均不高, 主要用于路面结构的受压缩层中, 故并没有得到广泛应用。

法国经过二十多年的研究形成的HMAC标准NFP98-140, 对配合比设计方法和结构设计均有特定的方法。目前在法国国内采用的HMAC, 主要通过两种途径来制备:一是采用低标号沥青, 即30#以下的沥青, 主要采用20#沥青;另一种是采用高模量添加剂。前者所占的比例70%左右, 后者占30%。HMAC的品质主要取决于正确的混合料设计, 法国将HMAC设计为具有较高结合料用量和较低空隙率的设计理念值得借鉴。这种设计理念可以弥补混合料疲劳、抗裂性不足所带来的一些问题。其基本思想是:采用硬质沥青设计油石比大约6%的高沥青用量的混合料, 通过沥青本身的品质为混合料提供高模量, 在同样的厚度条件下, 底基层所受的压力就会有所减小, 沥青用量的增大提高了混合料的密实度和抗疲劳能力。在法国, HMAC还经常与很薄的沥青混合料 (VTAC) 磨耗层结合起来使用, 以减少路面车辙。具有的优点: (1) HMAC抗车辙性强, 且其低空隙率和高硬度能保护基层; (2) VTAC采用断级配, 其抗滑性能及抗滑耐久性优良。此外, 法国的研究表明:使用HMAC可以降低道路建设成本。

英国[6~7]先后于1994和1997年对硬质沥青及其混合料进行研究, 并建立长寿命路面的耐久性研究项目, 主要针对硬质沥青及混合料的抗老化、抗裂性能进行研究。

意大利[8]曾对HMAC和三种改性沥青混合料基层展开调查研究, 目的是分析HMAC的路用性能及其提高基层承载力的实际效果, 还提出了正确使用HMAC基层的要点。

葡萄牙针对炎热的气候, 展开了对HMAC抵抗车辙能力的研究, 通过对16km试验路的跟踪测试, 总结了HMAC的永久变形参数, 从而为准确预估车辙量提供依据。

美国在2004年发起了对HMAC作为永久性沥青路面中、下面层的研究, 并着重对HMAC的设计方法和费用展开研究。永久性路面的主要理念为表面层采用Superpave、SMA或OGFC等混合料作为磨耗层, 中面层采用高模量沥青混合料抵抗车辙的变形, 下面层采用高沥青用量的抗疲劳层作为基本的路面结构组合, 通过材料设计和结构层组合设计, 使得设计的路面结构能够使用50年以上, 采用较厚的沥青层柔性路面, 降低了传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙, 由于此路面的损害仅仅限于路面顶部, 因此只需要定期的表面洗刨, 罩面修复, 使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建。在美国高模量沥青混合料是一个比较宽泛的概念:泛指使用采用PG较高如76-22分级的胶结料、采取更好的骨架嵌挤获得的相对较高模量的混合料, 美国并没有专门的阈值和专门的规范, 而在法国, 高模量沥青混合料是一种专门的混合料, 图1为永久路面结构示意图。

2 国内应用概况

国内在HMAC研究方面尚处于起步阶段。中国石化集团石油化工科学研究院、辽宁省高等级公路建设局经过近两年半的科技攻关, 项目取得了一系列科研成果[11]:自主研发的HMAC外掺剂 (改性PE/PP) 填补了我国相关领域的技术空白, 达到国外同类产品的先进水平;在国内率先提出了以提高沥青混合料模量作为解决路面高温稳定性不足的技术途径, 并研究提出了提高沥青混合料模量的两种主要技术方案;提出了45℃, 10Hz条件下动态模量达到2000MPa, 45℃, 0.1Hz条件下达到500MPa以上, 作为HMAC的界定标准;通过调研和室内研究, 研究开发出高模量低标号沥青工艺、并提出其技术指标;2006年分别在抚顺-南杂木高速公路路面中面层铺筑了2.7km, 鹤岗-大连二级公路 (东港段) 路面上面层铺筑了2km试验路的基础上, 提出了施工工艺和质量控制指标。长安大学沙爱民教授对HMAC路面应用进行了研究[12], 在室内试验成果的基础上, 结合河南抚项高速公路的修筑以及通车后的检测结果, 经过两年多的试验研究, 最终提出了能够进一步提高抗车辙能力和降低沥青用量的适合我国沥青路面修筑条件的HMAC级配选用方法;提出了以我国现行沥青混合料马歇尔设计方法为基础的HMAC配合比设计方法;结合路面实体工程的铺筑提出了HMAC路面的施工工艺。重庆交通大学何兆益教授对高模量沥青混合料路面新结构及应用进行了研究[13]。自行开发和设计了直接剪切仪、直接拉伸仪和加压渗水仪, 在此基础上系统研究和评价了多种高性能层间材料的抗剪、粘结和防水性能, 并结合实体工程, 推荐了高性能层间粘结材料及其最佳用量。通过汽车动载模型振动方程的分析与求解, 建立了路面设计标准轴载的简化动力荷载模型, 提出了适用于重载交通条件、基于粘弹性动力学理论的沥青路面车辙计算方法, 计算表明:岩沥青改性高模量沥青路面可减小沥青路面的车辙深度17%~20%。通过理论分析结合工程实际, 提出高模量沥青路面合理结构建议。

长沙理工大学郑健龙教授对重交通条件下高模量沥青混合料路面材料设计与施工技术进行了深入研究[14]。构建了重交通条件下沥青路面轮胎/路表复杂接触应力模型和高模量沥青混合料路面复杂接触应力下的路面动力学计算方法, 对高模量沥青路面结构进行了动、静力学分析, 揭示了高模量沥青混合料路面路用性能提高的力学机理。分析了高模量沥青混合料高低温、疲劳和水损坏等路用性能, 首次获得了高模量沥青混合料疲劳方程, 建立了基于疲劳损耗等效的高模量沥青路面结构设计轴载换算方程式。从高模量沥青混合料的施工特性出发, 提出了施工过程中的温度控制、碾压工艺及离析控制方法, 建立了高模量沥青路面施工质量控制体系。

结语

高模量沥青混合料方面, 目前HMAC在法国已经比较成熟, 并且已有相应的规范标准, 按照法国沥青混合料设计规范体系 (NFP-140) , 动态模量 (15℃, 10Hz) 大于14, 000 MPa的沥青混凝土为高模量沥青混凝土。但是法国HMAC的与我国现实存在较大差异, 首先, 从材料选择上, 法国的HMAC的生产主要是采用高掺量低标号硬质沥青方案获得, 我国目前主要是70号或90号沥青, 材料来源很不相同, 所以我国目前的获得HMAC的主要技术路线是采用高模量添加剂;其次, 从设计方法上, 法国采用以旋转压实为成型方式, 以丰度系数为设计的控制指标的设计方法, 这与我国的规范中规定的传统马歇尔设计方法不完全一致, 故而其设计方法不完全适用于我国现状, 需要加以修正和调整。再次, 由于高模量沥青混凝土的施工和易性问题, 国内普遍采用保证较高的拌合和压实温度, 采用高强压实功的方法保证高模量沥青混合料的施工质量。针对高模量沥青混合料, 应进一步研究, 形成符合我国国情的成套技术

参考文献

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沥青混合料 篇11

【关键词】沥青混合料；路面特征；碾压工序；分析

Features of Asphalt Pavement and rolling step

Wong Wei-ming

（Chang nine conservation emergency management office management Nanchan Jiangxi 330000）

【Abstract】Asphalt Pavement compaction results have a direct impact on the quality of the road. This paper analyzes the problem of asphalt pavement construction in several rolling processes exist. To ensure the quality of asphalt pavement， rolling rolling speed work should be appropriate， timely rolling temperature and rolling reasonable length.

【Key words】Asphalt；Pavement characteristics；Rolling process；Analysis

1. 前言

（1）沥青路面是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。沥青路面公路按照集料和矿粉混合比例的不同，可以分为多碎石沥青混凝土面层和沥青玛蹄脂碎石混合料面层两种。沥青路面有多种分类方法，按集料种类不同分为： 沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。

（2）沥青路面约占我国高等级路面的90%，它在施工中的最后一道工序是碾压工序，它是保证沥青混凝土路面使用性能的关键工序，是良好路面质量的最终体现。碾压工艺的好坏直接影响到路面的质量和实用性能。因此，沥青路面的碾压工艺对沥青路面的施工有着非常重要的影响。压路机手要遵循施工准则从低到高碾压、从静碾到振动、碾压到要求的变数等就足够了，往往忽视了碾压温度、碾压时间、压实度、平整度等，结果会出现欠压、过压等许多弊端。

（3）沥青路面通常用于铺筑路面的面层，它直接受车辆荷载作用和大气因素的影响，同时沥青混合料的物理、力学性质受气候因素与时间因素影响较大，因此为了能使路面给车辆提供稳定、耐久的服务。

2. 沥青路面具有以下特征：

（1）沥青路面具有高温稳定性。

由于沥青路面的强度与刚度随温度升高而显著下降，为了能够更好地保证沥青路面在高温季节行车荷载反复作用下不致产生诸如波浪、推移、车辙、拥包等病害，沥青路面应具有良好的高温稳定性。

（2）沥青路面具有低温抗裂性。

由于沥青路面随温度下降，劲度增大，变膨能力降低。在外界荷载作用下，使得-部分应力来不及松弛，应力逐渐累积下来，这些累计应力超过材料抗拉强度时即发生开裂，从而会导致路面的破坏，所以沥青路面在低温时应具有较低劲度和较大的抗变形能力来满足低温抗裂性能。

（3）沥青路面具有水稳定性。

由于水分的存在一方面降低了沥青本身的粘结力，同时也破坏了沥青路面中沥青与矿料间的粘聚力，从而加速了剥落现象发生，造成了道路的水损害。所以说，沥青路面一定要具有水稳定性，这样才能够保证路面的耐用。

（4）沥青路面要具有耐疲劳性。

由于沥青路面在使用期间经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使路面结构强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次数以后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏，所以，沥青路面应该具有耐疲劳性。 沥青混合料进行摊铺工序之后，就进入了压实环节。碾压，摊铺后紧跟碾压工序，压实分初压、复压、终压（包括成型）三个阶段。正常施工时碾压温度为110～140℃，且不低于110℃；低温施工碾压温度120～150℃。碾压终了温度不低于65～80℃。碾压速度应慢而均匀。初压时料温较高，不得产生推移、开裂。压路机应从外侧向中心碾压，相邻碾压带重叠1/3～1/2轮宽。宜采用60～80KN双轮压路机慢速度均匀碾压2遍，碾压温度应符合施工温度的要求，初压后应检查平整度、路拱必要时应予以适当调整碾压时应将驱动轮面向摊铺机。复压采用重型轮胎压路机或振动压路机，不宜少于4～6遍，达到要求的压实度，并无显著轮迹，因此，复压是达到规定密实度的主要阶段；终压可用重型轮胎压路机或停振的振动压路机，不宜少于2遍，并应消除在碾压过程中产生的轮迹和确保路表面的良好平整度。在连续摊铺后的碾压中，压路机不得随意停顿。为防止碾轮粘沥青，可将水喷洒碾轮，严禁涂刷柴油。不得在成型路面上停放任何机械设备或车辆，不得散落矿料、油料等杂物，加强成品保护意识。

3. 碾压的最终目的是保证压实度和平整度达到规范要求，在碾压过程中有以下几个原因影响质量：

（1）沥青路面施工应配备足够数量、状态完好的压路机，选择合理的压路机组合方式，根据摊铺完成的沥青混合料温度情况严格控制初压、复压、终压（包括成型）时机。压实层最大厚度不宜大于100mm，各层应符合压实度及平整度的要求。

（2）碾压时温度是一个关键的参数，摊铺出来的混合料应及时碾压，如果碾压不及时，沥青混合料将压不实而影响到路面的压实度；同时碾压不及时还会出现混合料的推移。施工过程中，由于空气和碾压成型的面层或基层温度太低，使施工层上下表面的温度迅速降低，沥青的胶浆流动性减少，与下一层的粘结性减弱，而中间夹层的温度仍旧很高。

（3）初压宜采用钢轮压路机静压1～2遍。碾压时应将压路机的驱动轮面向摊铺机，从外侧向中心碾压，在超高路段和坡道上则由低处向高处碾压。复压应紧跟在初压后开始，不得随意停顿。碾压路段总长度不超过80m。碾压速度做到慢而均匀，应符合规范要求的压路机碾压速度。

（4）碾压重叠不合理，如密级配沥青混合料复压宜优先采用重型轮胎压路机进行碾压，以增加密水性，其总质量不宜小于25t。相邻碾压带应重叠1/3～1/2轮宽。对粗集料为主的混合料，宜优先采用振动压路机复压（厚度宜大于30mm），振动频率宜为35～50Hz，振幅宜为0.3―0.8mm.层厚较大时宜采用高频大振幅，厚度较薄时宜采用低振幅，以防止集料破碎。相邻碾压带宜重叠100―200mm.当采用三轮钢筒式压路机时，总质量不小于12t，相邻碾压带宜重叠后轮的1/2轮宽，并不应小于200mm。压路机在碾压时机手通常是从路缘到路肩依次碾压，不重叠或重叠不够。一般情况下在有路缘石时，压路机可以从路缘开始都低到高依次碾压，但在无路缘石时，必须在离路面边坡30～50cm处开始碾压。因为摊铺出的混合料是松散的，是靠沥青的胶浆性联结在一起的，碾压时沥青混合料在力的作用下会向前后左右四个方向移动。在无路缘石时应留有30～50cm不碾压等到静碾一遍后再碾压此处，此时由于温度的降低沥青胶结力的加强可以减少混合料的推移。 再就是碾压时的重叠，无论是静碾还是起振碾压，碾压时一定要重叠前次碾压轮的1/3～1/2。振动碾压时，压实效率很高，每碾压一遍压实度增长很快。

（5）碾压段长度选择要在压路机最佳作业速度的条件下，根据混合料的初压温度、碾压终了温度、铺层厚度和环境温度等实际选择。但要始终坚持的原则是：铺层越薄、碾压时间越少、碾压段长度越短，要保证在最有效的温度范围内完成整个碾压作业。

（6）碾压喷水和胶轮压路机的使用不合理，为防止沥青混合料粘轮，对压路机钢轮可涂刷隔离剂或防胶粘剂，严禁刷柴油。亦可向碾轮喷淋添加少量表面活性剂的雾状水。喷水的量一定要适中。喷水太多会使混合料温度降低太快，降低压实度；喷水太少压路机轮子上易沾上混合料，影响路面平整度。所以，工作前要检查压路机的喷水系统，使喷出的水呈雾状。并且保证工作时水箱内的水要充足。

（7）终压应紧接在复压后进行。终压应选用双轮钢筒式压路机或关闭振动的振动压路机，碾压不宜少于2遍，至无明显轮迹为止。

纤维胶粉沥青混合料性能研究 篇12

随着我国经济的快速增长, 交通运输业和汽车工业得到了较大的发展, 同时也造成了大量废旧轮胎对环境的黑色污染。据世界卫生组织统计, 全世界废旧轮胎的积存量已达30亿条, 并且还在以每年约10亿条的速度不断增长。中国是世界上最大的轮胎生产国, 废旧轮胎的产生量也在急剧增加, 2010年我国废旧轮胎产生量超出2亿条, 如果废弃, 会给我国的环保带来巨大的压力, 也会造成资源的巨大浪费。

将废轮胎橡胶粉掺入到沥青中制备成橡胶粉改性沥青应用于道路路面铺设不仅可大幅度提高沥青路面的路面性能、延长适用寿命、降低公路建设造价, 而且能起到治理污染、节约资源、综合利用废物的作用, 符合国家环保政策和发展循环经济、建设节约型社会的要求。但由于废轮胎橡胶粉改性沥青工艺的复杂性, 废轮胎橡胶粉在道路工程中的运用与我国废旧轮胎产生量还很不匹配。

2 国内外研究现状

美国联邦公路局 (FHWA) 开发了一种化学改性废胶粉沥青, 用特定的化学物质来处理废胶粉, 然后加入到沥青中, 来提高废胶粉改性沥青的性能, 减轻沥青的离析, 取得了良好的效果;Niyang等人对废胶粉改性沥青采用了预混母体法和添加剂、稳定剂, 研究制得性能好的废胶粉改性沥青;石洪波等人研究了废胶粉改性沥青中掺加糠醛油作为助剂提高沥青的性能, 并提出了相应的配比;廖明义等人研究了助剂和制备工艺来提高废胶粉改性沥青的性能;解建光等人研究了将废胶粉表面进行碱化处理, 从而改善废胶粉和沥青之间的结合, 提高其稳定性能;刘大梁等人用硅藻土和废胶粉复合对70#沥青进行改性, 取得了一定的效果。

虽然国内外已经使用了一些方法促进了废胶粉改性沥青性能的稳定和提高, 但是, 这个方面的研究还处于一个起步阶段, 研究还不够深入;同时主要采用的是化学方法, 由于工艺复杂, 故尚未得到很好地推广应用。

木质素纤维:木质素 (Methyl Celluose) 纤维是由木材管胞失去生命力后形成的, 木材管胞具有中空结构, 中空内径一般为40～60 pm, 管胞长度为1～3 mm。处理温度高达250 ℃以上时不变质, 外观呈灰色, 纤维截面形状锯齿形, 纵向结构圆柱形, 化学稳定性好。

将木质素纤维和废橡胶粉两者共同使用以达到提高沥青混凝土的抗裂性能并降低废橡胶粉改性沥青的工艺敏感性, 便于施工, 对促进废轮胎橡胶粉在道路工程中的运用具有较好的助推作用。

目前, 美国铺设的橡胶粉改性沥青路面已达到1.1万公里。在美国已应用和正在研究开发的使用废轮胎胶粉改性沥青及沥青混合料技术分为两大类:即“干法”和“湿法”。“干法” (dry process) 是在沥青混合料生产时, 直接将胶粉投入到沥青混合料拌合锅中, 制成胶粉改性沥青混合料;“湿法” (wet process) 是将胶粉在较高的温度下加入到热沥青中, 通过快速搅拌等工艺和助剂材料, 制备为成品的胶粉改性沥青, 然后与矿物混合制得混合料。研究表明, 干法中胶粉主要起到填充作用, 与沥青相互作用不充分, 改性效果较差;相对而言, 湿法所制得的胶粉改性沥青性能更好。

其他工业发达国家, 如日本、加拿大、法国、英国、荷兰、比利时、瑞典、澳大利亚等, 都已成功地使用废橡胶粉改性沥青, 且用于修筑高等级公路。国外20多年的胶粉沥青使用经验表明, 对于重交通沥青路面胶粉改性沥青比普通沥青具有抗变形、低温抗裂性、高温稳定性、抗车辙和耐疲劳性的明显优势。2003年, 德克萨斯的检测结果发现, 使用橡胶沥青的开级配抗滑层 (OGFC) 平均降噪8dB, 而且路表磨擦提高了两倍以上。

经过近半个世纪的应用, 废旧橡胶粉在公路工程中的应用大致经过了5个发展阶段:应力吸收层;应力中间吸收层;开级配沥青混凝土;连续级配沥青混凝土;断级配沥青混凝土。经过实践检验和经验总结, 美国使用废轮胎橡胶于路面上相当成功的亚利桑纳州主张不要将橡胶沥青使用在密级配, 应将其用在间断级配结构层, 或是开级配磨耗层。当前大多数国家的技术指南中也都明确规定橡胶粉应用于断级配沥青混凝土。

2001～2003年, 由交通部设立, 交通部公路科学研究所与同济大学、山东省交通科学研究所等单位合作承担了交通部西部交通建设科研项目“废旧橡胶粉用于筑路的技术研究”, 该项目对橡胶粉在沥青混合料中的作用机理以及橡胶沥青、橡胶沥青混合料的力学特性和路用性能进行了试验研究, 结合我国实际, 初步提出了路用橡胶粉及橡胶粉改性沥青的技术标准、橡胶粉沥青混合料设计方法及技术标准建议稿。结合室内试验研究结果, 在华南地区、西南地区、轻冰冻地区等三个气候片区修筑总长近30公里的试验路和实体工程 [1]。试验路施工有干法和湿法两种工艺, 到目前为止应用效果良好。与此同时, 国内橡胶粉改性沥青技术, 也从最初借鉴国外成果和引进设备, 到如今已经实现了自主研发, 不仅生产技术领先, 而且沥青性能也优于国外产品。一些企业甚至已经开始向国外成套出口橡胶沥青技术及设备。

沥青混凝土的抗裂性是影响沥青路面路用性能和使用寿命的关键影响因素之一。国内外学者对其进行了广泛的研究, 提出了各种提高沥青混凝土抗裂性的方法。主要有加铺应力一应变吸收膜、土工格栅、土工织物;改进沥青混合料设计, 采用“合金化”方法;在面层与基层之间增加级配碎石层;基于柔性基层的设计;基层预切缝以及在沥青混合料中添加纤维材料。其中, 在沥青混合料中掺加纤维材料目前被认为是改进沥青路面抗裂性比较经济有效的方法。Lee[2], 黄彭[3], Free-man[4], Moussa[5], 陈华鑫[6]等陆续对尼纶纤维, 木质素纤维, 聚酯纤维, 聚乙烯纤维, 聚酰胺纤维沥青混凝土路面和各种纤维的微观性质做了深入的研究, 发现木质素纤维具有较好的效果。

仲玉侠[7]通过车辙试验研究了加入德兰尼特、木质素纤维的AC沥青混凝土的动稳定性和变形量及其影响因素, 结果表明改善低温抗裂性能可选用木质素纤维, 纤维掺量为0.2%, 可兼顾低温强度和劲度。王发洲[8]采用聚合物纤维和木质素纤维混合使用方式, 通过马歇尔试验、车辙试验、冻融劈裂试验和抗反射裂缝性能试验进行混杂纤维增强沥青混合料的路用性能和抗反射裂缝性能的研究。结果表明:混杂纤维能够显著提高沥青混凝土的高温抗车辙性能、低温抗裂性能和良好的抗裂缝反射能力。杨红辉[9]通过对木质素纤维沥青混合料的一系列路用性能试验, 其中包括高温变形特性、水稳定性、低温抗裂性和抗疲劳性等, 试验结果表明, 适当降低其沥青用量可以大大改善沥青混合料的高温性能, 同时混合料的其它路用性能也有一定的提高。

3 拟开展研究的内容

通过试验研究和评价掺加木质素纤维废橡胶粉沥青混合料的性能, 为木质素纤维及废橡胶粉沥青混合料在城市道路的实体工程应用提供技术依据, 提高混合料的技术性能。本课题主要是研究和评价木质素纤维及废橡胶粉沥青混合料的技术性能, 为木质素纤维及废橡胶粉沥青混合料在城市道路的实体工程应用提供技术依据, 研究内容分为四部分:

(1) 对现有沥青混凝土路面裂缝情况开展调查, 研究分析面层裂缝的开展机理, 找出沥青混凝土面层本身性能中的主要影响因素。

(2) 木质素纤维及废橡胶粉改性沥青制备工艺研究, 制备木质素纤维及废橡胶粉改性沥青, 测试其性能, 并分析废胶粉掺量、废胶粉细度以及工艺参数 (搅拌温度、搅拌时间、剪切时间等) 对改性沥青性能的影响。

(3) 木质素纤维及废橡胶粉改性沥青混合料的性能试验及评价。

(4) 研究改善木质素纤维及废橡胶粉抗裂沥青混凝土的施工特性, 降低对施工工艺的敏感性。根据木质素纤维及废橡胶粉抗裂沥青混凝土的性能, 制定木质素纤维及废橡胶粉抗裂沥青混凝土路面施工工艺与质量控制方法, 并在试验路上加以应用, 最后, 对木质素纤维及废橡胶粉抗裂沥青混凝土路面经济、环境和社会效益进行了分析评价。

4 结 语

将木质素纤维和废橡胶粉这两种沥青路面改性材料按照一定的组合共同用于沥青混凝土中, 充分发挥它们各自的优点, 有效预防沥青混凝土路面的裂缝产生;确定废橡胶粉改性沥青及沥青混合料生产工艺, 便于施工单位施工, 为废轮胎胶粉在沥青混凝土中的大规模使用创造条件。

摘要：通过试验研究和评价掺加木质素纤维废橡胶粉沥青混合料的性能, 为木质素纤维及废橡胶粉沥青混合料在城市道路的实体工程应用提供技术依据, 提高混合料的技术性能。将木质素纤维和废橡胶粉这两种沥青路面改性材料按照一定的组合共同用于沥青混凝土中, 充分发挥它们各自的优点, 有效预防沥青混凝土路面的裂缝产生。

关键词：木质素纤维,胶粉沥青,试验方法

参考文献

[1]柳芒英.橡胶粉改性沥青及其混合料路用性能研究[D].南京:南京林业大学, 2009.

[2]Lee S J, Rust J P, Hamouda H, et a1.Fatigue cracking resistance offiber-reinforced asphaltconcrete[J].Texile Research Journal, 2005.75 (2) :123-128.

[3]黄彭.木质素纤维在沥青混合料中的应用研究[J].石油沥青, 1998, 12 (4) :9-15.

[4]Freeman R B, Burati J L, Amirkhanlan S N, et a1.Pdyester fibersin asphalt paving mixtures[J].Association Asphalt Paving Tech-nology, 1989, 58 (6) :387-409.

[5]Moussa G K.Effect of addition of short fibers of polyacrylic and pol-yamide to asphalt mixtures[J].AKJAlexandria Eng Journal, 2003, 42 (3) :329-336.

[6]陈华鑫, 张争奇, 胡长顺.纤维沥青混合料的低温抗裂性能[J].华南理工大学学报 (自然科学版) , 2004, 32 (4) :82-86.

[7]仲玉侠, 杨锡武, 徐基立.AC纤维沥青混合料性能试验研究[J].重庆交通学院学报, 2006, 25 (6) :63-67.

[8]王发洲, 张运华, 刘小星.混杂纤维增强沥青混合料的性能研究[J].湖南科技大学学报 (自然科学版) , 2008, 23 (2) :71-75.