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摘要:为了解决沥青路面使用性能的两个主要矛盾(高温稳定性能和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾;路面表面特性和耐久性的矛盾)兼顾改善沥青路面其他使用性能本文提出了主骨架(主框架)沥青混凝土路面(Main frame Asphalt Pavements)初步构想。
关键词:主骨架沥青混凝土路面 结构 施工 类型 路用性能 初步构想
沥青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制约的,照顾了某一种性能,很可能会降低另一方面的性能。这里最突出的有两对矛盾,第一是高温稳定性能和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾。为了提高高温抗车辙能力,应尽量采用粗级配,增加粗集料数量,减少用油量,采用粘稠度小的沥青,但这样的混合料低温很容易开裂,疲劳性能差;而为了提高耐久性和低温抗裂性能,则要近可能使用献稠度大的沥青,而且要增加沥青用量,用细集料、密集配混合料,但这样到了夏天很容易产生泛油和车辙病害。第二是路面表面 特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好,不濺水,雨雾小,噪音轻,必须提高表面粗糙度,采用构造深度大的粗集料、开级配或半开级配的沥青混合料。但是这样的混合料空隙率必然较大,而孔隙率大的混合料空气接触面大,老化快,耐久性差,耐疲劳性能差;为了提高耐久性,就要采用较小空隙率的混合料。
为了解决沥青路面使用性能的两个主要矛盾(高温稳定性能和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾;路面表面特性和耐久性的矛盾)兼顾改善沥青路面其他使用性能本文提出了主骨架沥青混凝土路面面层设计构想。
主骨架沥青混凝土路面是在改性沥青应力吸收防水层的基础上利用沥青贯入式路面嵌挤密实原理结合普通沥青混凝土和浇注式沥青混凝土的施工方法形成的一种厚度为2~4cm的粗集料间断级配沥青混凝土面层。
一、主骨架沥青混凝土路面的结构组成及施工工艺:
主骨架沥青混凝土路面由主骨架层嵌入层两部分组成。
主骨架层又称被嵌入部分是在符合设计要求的下承层(高程、厚度、宽度、横坡度、压实度强度和平整度符合施工规范要求的基层或下面层)上喷洒粘层油铺加筋聚酯玻纤布或玻纤土工格栅后用同步碎石封层车喷洒一层高粘度的SBS改性沥青或橡胶粉改性沥青同时撒布一层单粒径(粒径为主骨架沥青混凝土压实层厚的0.85~1倍)预裹覆沥青碎石(石质坚硬致密、韧度、表面构造、破碎形状、抗剥落性良好、耐磨性强的单粒径碎石用拌和楼将其加热至150~160℃经热料仓筛分后获得所需规格,加入消石灰并采用油石比为0.3%的改性沥青进行预裹覆处理.)粗骨料按60%~100%(60%~80%一般紧密骨架密实结构,80%~100%完全紧密接触骨架密实结构)均布,撒布完成人工补洒均匀后用轻型胶轮压路机紧跟撒布车后进行碾压冷却后成型。
浇注嵌入嵌入层又称嵌入部分(嵌缝部分)根据嵌入方式的不同可分为浇注嵌入、摊铺碾压嵌入和半浇注半摊铺碾压嵌入三种方式。
浇注嵌入方式是用0~2.36mm的细集料配以高含量且高粘度的SBS改性沥青、高剂量的矿粉,加入适量纤维材料,在220℃以上高温下,经长时间的搅拌熬制,形成一种粘稠且流动性很好的沥青混合料,浇注嵌入主骨架层后用馒刀抹平,不需要碾压,冷却后即成型。
摊铺碾压嵌入方式是用普通碾压沥青混凝土的施工方法将拌合好沥青混合料摊铺嵌入主骨架层后用压路机碾压成型。
半浇注半摊铺碾压嵌入方式是用0~2.36mm的细集料配以高含量且高粘度的SBS改性沥青、高剂量的矿粉,加入适量纤维材料,在220℃以上高温下,经长时间的搅拌熬制,形成一种粘稠且流动性很好的沥青混合料,浇注嵌入主骨架层1/2高度冷却后即成型后再用普通碾压沥青混凝土的施工方法将拌合好沥青混合料摊铺嵌入主骨架层上半部分后用压路机碾压成型
二、主骨架沥青混凝土路面的类型及适用范围
浇注嵌入方式主骨架沥青混凝土路面是一种粗集料全断级配沥青混凝土适用于不同地区沥青路面面层特别适用于 “白改黑”路面面层、钢筋混凝土桥桥面铺装、钢桥桥面铺装和大纵坡和连续上坡沥青路面面层。
摊铺碾压嵌入方式主骨架沥青混凝土路面根据嵌入沥青混合料矿料级配的不同分为粗集料断级配沥青混凝土(适用于不同地区沥青路面面层特别适用于钢筋混凝土桥桥面铺装、钢桥桥面铺装和大纵坡和连续上坡沥青路面面层)和多孔隙类高性能沥青混凝土PAC又称开级配磨耗层 (OGFC)或排水磨耗层。(OGFC约有20%以上的孔隙,从而在面层内形成一个水道网。降雨时,落到OGFC表面层表面的雨水,可通过OGFC层内部的孔隙流动并排出路面外,而不在表面形成水膜和径流。因此适用于多雨潮湿地区沥青路面面层)
半浇注半摊铺碾压嵌入方式主骨架沥青混凝土路面根据上半部分嵌入沥青混合料矿料级配的不同分为粗集料断级配沥青混凝土(适用于不同地区沥青路面面层特别适用于钢筋混凝土桥桥面铺装、钢桥桥面铺装和大纵坡和连续上坡沥青路面面层)和多孔隙类高性能沥青混凝土PAC又称开级配磨耗层 (OGFC)或排水磨耗层。(OGFC约有20%以上的孔隙,从而在面层内形成一个水道网。降雨时,落到OGFC表面层表面的雨水,可通过OGFC层内部的孔隙流动并排出路面外,而不在表面形成水膜和径流。因此适用于多雨潮湿地区沥青路面面层)
主骨架沥青混凝土路面面层的使用性能
主骨架层顶天立地几乎与结构层同厚,预裹覆沥青碎石石质坚硬致密、韧度、表面构造、破碎形状、抗剥落性良好、耐磨性强,嵌入层沥青混合料采用高含量且高粘度的SBS改性沥青(软化点70℃)、高剂量的矿粉,加入适量纤维材料。因此主骨架沥青混凝土路面面层具有极好的高温抗车辙性能,即抵抗流动变形的能力;极好的低温抗裂性能,即抵抗低温收缩裂缝的能力;极好的水稳定性能,即抵抗沥青混合料受到水浸蚀后逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力;极好的耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复荷载(包括交通和温度荷载)作用下破坏的能力;极好的 抗老化性能.,即抵抗沥青混合料受气候影响发脆而逐渐丧失粘结力等各种良好性能的能力;
因为主骨架层顶天立地几乎与结构层同厚,,嵌入层施工完成后,大部分主骨料露在顶面,表面粗糙度,表面构造深度TD大;所以主骨架沥青混凝土路面面层极好的高表面服务功能,包括低噪音及潮湿情况下的抗滑性能、雨天防溅水及车后产生水雾等性能;
主骨架沥青混凝土路面面层的下承层纵、横向平整度符合施工规范要求而主骨架沥青混凝土路面面层的厚度只有2~4cm只要注意施工控制就能使路面有良好的纵、横向平整度,减轻和消除因平整度不良而产生的行车颠簸现象,保证行车舒适性。
四、结语
以上是本人对主骨架(主框架)沥青混凝土路面(Main frame Asphalt Pavements)初步构想,不成熟,希望同行专家多指点、多提宝贵意见,共同完善主骨架(主框架)沥青混凝土路面设计和施工方法;使之能运用到实际施工项目的沥青路面施工中去,为公路交通事业贡献绵薄之力。■
关键词:主骨架沥青混凝土路面 结构 施工 类型 路用性能 初步构想
沥青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制约的,照顾了某一种性能,很可能会降低另一方面的性能。这里最突出的有两对矛盾,第一是高温稳定性能和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾。为了提高高温抗车辙能力,应尽量采用粗级配,增加粗集料数量,减少用油量,采用粘稠度小的沥青,但这样的混合料低温很容易开裂,疲劳性能差;而为了提高耐久性和低温抗裂性能,则要近可能使用献稠度大的沥青,而且要增加沥青用量,用细集料、密集配混合料,但这样到了夏天很容易产生泛油和车辙病害。第二是路面表面 特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好,不濺水,雨雾小,噪音轻,必须提高表面粗糙度,采用构造深度大的粗集料、开级配或半开级配的沥青混合料。但是这样的混合料空隙率必然较大,而孔隙率大的混合料空气接触面大,老化快,耐久性差,耐疲劳性能差;为了提高耐久性,就要采用较小空隙率的混合料。
为了解决沥青路面使用性能的两个主要矛盾(高温稳定性能和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾;路面表面特性和耐久性的矛盾)兼顾改善沥青路面其他使用性能本文提出了主骨架沥青混凝土路面面层设计构想。
主骨架沥青混凝土路面是在改性沥青应力吸收防水层的基础上利用沥青贯入式路面嵌挤密实原理结合普通沥青混凝土和浇注式沥青混凝土的施工方法形成的一种厚度为2~4cm的粗集料间断级配沥青混凝土面层。
一、主骨架沥青混凝土路面的结构组成及施工工艺:
主骨架沥青混凝土路面由主骨架层嵌入层两部分组成。
主骨架层又称被嵌入部分是在符合设计要求的下承层(高程、厚度、宽度、横坡度、压实度强度和平整度符合施工规范要求的基层或下面层)上喷洒粘层油铺加筋聚酯玻纤布或玻纤土工格栅后用同步碎石封层车喷洒一层高粘度的SBS改性沥青或橡胶粉改性沥青同时撒布一层单粒径(粒径为主骨架沥青混凝土压实层厚的0.85~1倍)预裹覆沥青碎石(石质坚硬致密、韧度、表面构造、破碎形状、抗剥落性良好、耐磨性强的单粒径碎石用拌和楼将其加热至150~160℃经热料仓筛分后获得所需规格,加入消石灰并采用油石比为0.3%的改性沥青进行预裹覆处理.)粗骨料按60%~100%(60%~80%一般紧密骨架密实结构,80%~100%完全紧密接触骨架密实结构)均布,撒布完成人工补洒均匀后用轻型胶轮压路机紧跟撒布车后进行碾压冷却后成型。
浇注嵌入嵌入层又称嵌入部分(嵌缝部分)根据嵌入方式的不同可分为浇注嵌入、摊铺碾压嵌入和半浇注半摊铺碾压嵌入三种方式。
浇注嵌入方式是用0~2.36mm的细集料配以高含量且高粘度的SBS改性沥青、高剂量的矿粉,加入适量纤维材料,在220℃以上高温下,经长时间的搅拌熬制,形成一种粘稠且流动性很好的沥青混合料,浇注嵌入主骨架层后用馒刀抹平,不需要碾压,冷却后即成型。
摊铺碾压嵌入方式是用普通碾压沥青混凝土的施工方法将拌合好沥青混合料摊铺嵌入主骨架层后用压路机碾压成型。
半浇注半摊铺碾压嵌入方式是用0~2.36mm的细集料配以高含量且高粘度的SBS改性沥青、高剂量的矿粉,加入适量纤维材料,在220℃以上高温下,经长时间的搅拌熬制,形成一种粘稠且流动性很好的沥青混合料,浇注嵌入主骨架层1/2高度冷却后即成型后再用普通碾压沥青混凝土的施工方法将拌合好沥青混合料摊铺嵌入主骨架层上半部分后用压路机碾压成型
二、主骨架沥青混凝土路面的类型及适用范围
浇注嵌入方式主骨架沥青混凝土路面是一种粗集料全断级配沥青混凝土适用于不同地区沥青路面面层特别适用于 “白改黑”路面面层、钢筋混凝土桥桥面铺装、钢桥桥面铺装和大纵坡和连续上坡沥青路面面层。
摊铺碾压嵌入方式主骨架沥青混凝土路面根据嵌入沥青混合料矿料级配的不同分为粗集料断级配沥青混凝土(适用于不同地区沥青路面面层特别适用于钢筋混凝土桥桥面铺装、钢桥桥面铺装和大纵坡和连续上坡沥青路面面层)和多孔隙类高性能沥青混凝土PAC又称开级配磨耗层 (OGFC)或排水磨耗层。(OGFC约有20%以上的孔隙,从而在面层内形成一个水道网。降雨时,落到OGFC表面层表面的雨水,可通过OGFC层内部的孔隙流动并排出路面外,而不在表面形成水膜和径流。因此适用于多雨潮湿地区沥青路面面层)
半浇注半摊铺碾压嵌入方式主骨架沥青混凝土路面根据上半部分嵌入沥青混合料矿料级配的不同分为粗集料断级配沥青混凝土(适用于不同地区沥青路面面层特别适用于钢筋混凝土桥桥面铺装、钢桥桥面铺装和大纵坡和连续上坡沥青路面面层)和多孔隙类高性能沥青混凝土PAC又称开级配磨耗层 (OGFC)或排水磨耗层。(OGFC约有20%以上的孔隙,从而在面层内形成一个水道网。降雨时,落到OGFC表面层表面的雨水,可通过OGFC层内部的孔隙流动并排出路面外,而不在表面形成水膜和径流。因此适用于多雨潮湿地区沥青路面面层)
主骨架沥青混凝土路面面层的使用性能
主骨架层顶天立地几乎与结构层同厚,预裹覆沥青碎石石质坚硬致密、韧度、表面构造、破碎形状、抗剥落性良好、耐磨性强,嵌入层沥青混合料采用高含量且高粘度的SBS改性沥青(软化点70℃)、高剂量的矿粉,加入适量纤维材料。因此主骨架沥青混凝土路面面层具有极好的高温抗车辙性能,即抵抗流动变形的能力;极好的低温抗裂性能,即抵抗低温收缩裂缝的能力;极好的水稳定性能,即抵抗沥青混合料受到水浸蚀后逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力;极好的耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复荷载(包括交通和温度荷载)作用下破坏的能力;极好的 抗老化性能.,即抵抗沥青混合料受气候影响发脆而逐渐丧失粘结力等各种良好性能的能力;
因为主骨架层顶天立地几乎与结构层同厚,,嵌入层施工完成后,大部分主骨料露在顶面,表面粗糙度,表面构造深度TD大;所以主骨架沥青混凝土路面面层极好的高表面服务功能,包括低噪音及潮湿情况下的抗滑性能、雨天防溅水及车后产生水雾等性能;
主骨架沥青混凝土路面面层的下承层纵、横向平整度符合施工规范要求而主骨架沥青混凝土路面面层的厚度只有2~4cm只要注意施工控制就能使路面有良好的纵、横向平整度,减轻和消除因平整度不良而产生的行车颠簸现象,保证行车舒适性。
四、结语
以上是本人对主骨架(主框架)沥青混凝土路面(Main frame Asphalt Pavements)初步构想,不成熟,希望同行专家多指点、多提宝贵意见,共同完善主骨架(主框架)沥青混凝土路面设计和施工方法;使之能运用到实际施工项目的沥青路面施工中去,为公路交通事业贡献绵薄之力。■