高模量瀝青混合料技術(shù)

1、高模量瀝青混合料技術(shù)高模量瀝青混合料技術(shù)研究背景基本性質(zhì)配合比設(shè)計(jì)施工工藝 國外情況國外情況： 法國是較早研究高模量瀝青混合料的國家，在上世紀(jì)60年代，硬質(zhì)瀝青就已經(jīng)在法國被應(yīng)用。經(jīng)過在法國十幾年的發(fā)展高模量混合料已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，在提高抗車轍性能的同時(shí)也在不斷改進(jìn)其疲勞性能，低溫性能和耐久性。取得了較好的效果。目前法國的高模量混合料的利用率已經(jīng)在50%以上。在上世紀(jì)90年代將高模量瀝青混合料技術(shù)引入到其國內(nèi)，經(jīng)過幾年的的反復(fù)使用已經(jīng)證明了高模量瀝青混合料的較好的適用性研研 究究 背背 景景國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀國內(nèi)情況國內(nèi)情況： 我國對(duì)高模量瀝青混合料的研究起步比較晚，主要是借鑒國外的一些先進(jìn)

2、經(jīng)驗(yàn)。其中中石化石油化工科學(xué)研究院和遼寧省高等級(jí)公路建設(shè)局研制的高模量瀝青添加劑填補(bǔ)了我國在這一方面的空白。 華南理工大學(xué)對(duì)高模量混合料進(jìn)行了詳細(xì)的研究，研究的結(jié)果表明瀝青混合料的模量越高出現(xiàn)的車轍深度就越小，這也表明高模量瀝青混合料是處理高速公路車轍問題的一個(gè)很好的方法。 高模量瀝青混合料是一種由低標(biāo)號(hào)硬質(zhì)瀝青（或者用較低標(biāo)號(hào)瀝青加高模量外加劑），與連續(xù)級(jí)配的集料組成的瀝青混合料。（高熔點(diǎn)天然瀝青以及聚乙烯類物質(zhì)） 作用：使得瀝青的黏度變大，軟化點(diǎn)提高，針入度降低，進(jìn)而提高瀝青混合料的模量?；靖拍罨靖拍疃x高模量外加劑高模量瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)高模量瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)1030號(hào)粘稠瀝青

3、礦料（粗集料、細(xì)集料、填料）第一種第一種3050號(hào)瀝青加入高模量劑礦料（粗集料、細(xì)集料、填料）第二種第二種 模量高因而可以減少路面結(jié)構(gòu)層厚度。 高模量瀝青混合料多用于重載交通、高溫地區(qū)、長大縱坡路段以及機(jī)場(chǎng)道面，主要解決路面強(qiáng)度不足，瀝青混合料高溫性能不良造成的車轍等變形類病害。特點(diǎn)特點(diǎn)適用范圍適用范圍 高模量瀝青混合料路面能否達(dá)到預(yù)期的性能與礦料有很大的關(guān)系，連續(xù)的礦料級(jí)配是高模量瀝青混合料是否能符合要求的必要條件。粗集料在瀝青混合料中的作用是通過顆粒間的嵌劑作用提供穩(wěn)定性，通過其摩擦作用抵抗位移。其形狀和表面紋理都影響瀝青混合料的穩(wěn)定性，所以選擇粗集料時(shí)，要嚴(yán)格按照粗集料的技術(shù)要求選擇。

4、粗集料必須是石質(zhì)堅(jiān)硬、清潔、不含風(fēng)化顆粒、有較好的顆粒形狀和棱角性的優(yōu)質(zhì)石料。應(yīng)選用反擊式破碎機(jī)軋制的碎石，嚴(yán)格限制集料的細(xì)長扁平顆粒含量。施工配合比施工配合比高模量瀝青混合料的原材料控制高模量瀝青混合料的原材料控制粗集料粗集料 細(xì)集料采用采用堅(jiān)硬、潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)并有適當(dāng)級(jí)配的的機(jī)制砂，石質(zhì)為石灰?guī)r，要求具體有良好的棱角性并嚴(yán)格控制潔凈度；填料填料 填料宜采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔，不得含有泥土和有機(jī)礦物質(zhì)。瀝青結(jié)合料瀝青結(jié)合料 瀝青是瀝青混合料的主要組成材料之一，是決定瀝青混合料質(zhì)量和模量高低的主要因素。高模量瀝青結(jié)合料必須具有高粘度，與集料有很好的粘

5、附性，以便保證瀝青混合料有足夠高的彈性模量以及高溫穩(wěn)定性和低溫韌性。因此選擇瀝青時(shí)，除了要注意瀝青自身品質(zhì)的優(yōu)劣以外，還要注意瀝青標(biāo)號(hào)對(duì)當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣溫的適應(yīng)性。細(xì)集料細(xì)集料填料填料瀝青結(jié)合料瀝青結(jié)合料高模量瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)最關(guān)鍵的問題是處理好模量，高溫穩(wěn)定性，和疲勞三者之間的關(guān)系，目前瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)在國際上主要有兩種，馬歇爾和Super pave兩種，高模量瀝青混合料配合比應(yīng)用最廣泛的法國并沒有采用以上兩種方法，而是專門制定了高模量瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)計(jì)計(jì)生產(chǎn)配合比驗(yàn)證生產(chǎn)配合比驗(yàn)證計(jì)計(jì)原材料：瀝青、粗集料、細(xì)集料、填

6、料，高模量劑，都要滿足相應(yīng)規(guī)范的技術(shù)要求礦料的級(jí)配： 在選擇級(jí)配時(shí)要使合成級(jí)配曲線靠近關(guān)鍵篩口的目標(biāo)值，計(jì)算組成材料的配合比，根據(jù)各組成材料的試驗(yàn)結(jié)果，采用圖解法或者電算法，計(jì)算各組成材料的用量比例目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（法國）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（法國）調(diào)整配合比A：通常情況下，合成級(jí)配曲線應(yīng)當(dāng)盡量接近級(jí)配范圍內(nèi)的目標(biāo)值，（不一定為級(jí)配中值，）尤其是0.063mm,2mm,6.3mm,的篩口通過率要盡量接近目標(biāo)值，B：對(duì)高速公路，城市快速道路主干道等交通量大，重載路的交通，宜偏向級(jí)配下限，反之宜偏向級(jí)配范圍的上限，C：對(duì)于抗車轍為主的結(jié)構(gòu)層，宜偏向級(jí)配范圍的上限，D：合成級(jí)配曲線應(yīng)接近連續(xù)或有合理的間斷級(jí)

7、配不得有過多的犬牙交錯(cuò)，經(jīng)過再三調(diào)整，仍有兩個(gè)以上的篩口超過級(jí)配范圍時(shí)，應(yīng)進(jìn)行調(diào)整或者從新設(shè)計(jì)。瀝青用量：用豐度系數(shù)表示，不同混合料有一個(gè)最小值K，瀝青豐度系數(shù)計(jì)算，法國的各項(xiàng)規(guī)定中都對(duì)最小豐度系數(shù)做出了明顯的規(guī)定，實(shí)際上就限定了各種混合料最小的瀝青用量。最佳油石比：在級(jí)配選擇確定后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，在原有的油石比確定的基礎(chǔ)上進(jìn)行兩個(gè)以上的油石比，在進(jìn)行混合料的旋轉(zhuǎn)剪切壓實(shí)成型，根據(jù)規(guī)范，有關(guān)技術(shù)指南，或經(jīng)驗(yàn)選擇路用性能和經(jīng)濟(jì)性能能夠兼顧的最佳油石比。路用性能檢驗(yàn)路用性能檢驗(yàn)：高模量設(shè)計(jì)方法性能試驗(yàn)要比馬歇爾和Superpave復(fù)雜得多，要求達(dá)到四個(gè)水平只有滿足上一級(jí)要求才能進(jìn)行下一級(jí)試驗(yàn)，目

8、標(biāo)配合比設(shè)計(jì)指標(biāo)中，如有一檔實(shí)驗(yàn)無法通過有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求，則需要對(duì)礦料級(jí)配和瀝青用量進(jìn)行調(diào)整。整個(gè)配合比周期要1個(gè)月。第一水平第二水平第三水平第四水平旋轉(zhuǎn)壓實(shí)和水損害高溫性能模量疲勞設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)法國法國中國中國備注備注模量提高的途徑模量提高的途徑低標(biāo)號(hào)瀝青；高模低標(biāo)號(hào)瀝青；高模量添加劑量添加劑需考慮兩種途徑的需考慮兩種途徑的適用性適用性級(jí)配類型級(jí)配類型EME14EME14、EME20EME20AC-20AC-20、AC-25AC-25僅限于中下面僅限于中下面層的類型層的類型關(guān)鍵篩口關(guān)鍵篩口0.063mm,2mm,4mm,6.3mm0.075mm,2.36mm,4.0.075mm,2.3

9、6mm,4.75mm75mm成型方法成型方法旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型馬歇爾擊實(shí)儀成型馬歇爾擊實(shí)儀成型確定瀝青用量確定瀝青用量豐度系數(shù)豐度系數(shù)K K馬歇爾設(shè)計(jì)方法馬歇爾設(shè)計(jì)方法驗(yàn)證試驗(yàn)驗(yàn)證試驗(yàn)1 1、水損害試驗(yàn)、水損害試驗(yàn)（DuriezDuriez試驗(yàn)）試驗(yàn)）2 2、高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)（車轍試驗(yàn)）（車轍試驗(yàn)）3 3、勁度模量試驗(yàn)（勁度模量試驗(yàn)（直直接拉伸試驗(yàn)，間接接拉伸試驗(yàn)，間接拉伸試驗(yàn)或復(fù)合模拉伸試驗(yàn)或復(fù)合模量試驗(yàn)量試驗(yàn)）4 4、疲勞、疲勞試驗(yàn)（梯形梁兩點(diǎn)試驗(yàn)（梯形梁兩點(diǎn)或四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)）或四點(diǎn)彎曲試驗(yàn)）1 1、水損害試驗(yàn)、水損害試驗(yàn)（浸水馬歇爾和凍（浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗(yàn)）融劈

10、裂試驗(yàn)）2 2、高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)（車轍試驗(yàn)）（車轍試驗(yàn)）3 3、低溫開裂性（彎曲低溫開裂性（彎曲梁蠕變?cè)囼?yàn)）梁蠕變?cè)囼?yàn)）4 4、滲水系數(shù)（路面滲滲水系數(shù)（路面滲水儀試驗(yàn)）水儀試驗(yàn)）瀝青混合料的拌制瀝青混合料的拌制瀝青混合料的運(yùn)輸瀝青混合料的運(yùn)輸瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的壓實(shí)成型瀝青混合料的壓實(shí)成型施工接縫的處理施工接縫的處理路面施工工藝路面施工工藝 嚴(yán)格控制瀝青和集料的加熱溫度以及瀝青混合料的出廠溫度。因?yàn)槭褂玫蜆?biāo)號(hào)硬質(zhì)瀝青并添加了高模量添加劑的緣故，拌合溫度要比普通瀝青混合料高5-10，同時(shí)在加入瀝青以前，高模量添加劑需要與石料干拌10秒左右。另外，對(duì)于高模量混

11、合料，由于其瀝青用量相對(duì)較高，為防止在貯料倉保存過程中混合料發(fā)生析漏，盡可能在混合料生產(chǎn)后迅速運(yùn)送至攤鋪現(xiàn)場(chǎng)。瀝青混合料的施工溫度控制范圍內(nèi)高模量瀝青混合料的拌制高模量瀝青混合料的拌制熱拌瀝青混合料的施工溫度（） 根據(jù)拌和樓的生產(chǎn)能力、運(yùn)距、計(jì)算車輛數(shù)，并采用大噸位運(yùn)料車運(yùn)輸，在運(yùn)輸過程中應(yīng)加蓋油布，以防表面混合料降溫結(jié)成硬塊，到攤鋪現(xiàn)場(chǎng)后，應(yīng)嚴(yán)格檢查高模量瀝青混合料到場(chǎng)溫度，確保到場(chǎng)溫度符合要求方可卸料攤鋪。料車每次完成卸料后，應(yīng)及時(shí)對(duì)殘留的混合料進(jìn)行清理并采取合理的處理措施。瀝青混合料的運(yùn)輸瀝青混合料的運(yùn)輸 采用雙振搗大型履帶式攤鋪機(jī)施工。攤鋪機(jī)的攤鋪速度根據(jù)拌和樓的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度等按1.53m/min予以調(diào)整選擇。攤鋪時(shí)保證攤鋪機(jī)勻速、連續(xù)、不間斷的攤鋪，兩臺(tái)攤鋪機(jī)距離宜保持在5m以內(nèi)，但絕對(duì)不能超過20m，以確保攤鋪質(zhì)量，保證其厚度、平整度和密實(shí)度等各項(xiàng)指標(biāo)瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的攤鋪 高模量瀝青混合料因?yàn)槭褂玫蜆?biāo)號(hào)硬質(zhì)瀝青并添加了高模量添加劑的緣故，適合的碾壓溫度要比普通瀝青混合料高。為了保證壓實(shí)度，壓路機(jī)盡量高溫緊跟攤鋪機(jī)碾壓。原則上確保攤鋪機(jī)與復(fù)壓區(qū)段的壓路機(jī)之間的距離不超過60米。我們采用的碾壓組合如下表：瀝青混合料的壓實(shí)成型瀝青混合料的壓實(shí)成型 縱向施工縫全部采