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作者:职称驿站 浏览量:0 时间:2011-06-22

  【摘要】至2010年末,我国的高速公路总里程已达7.5万公里,位居世界第二,但是随着我国经济快速发展,车流量的增加以及车辆超载对路面造成不同程度的破坏。路面维修会给交通带来非常大的影响,如何做才能最大程度降低维修对公路交通带来的影响。高速公路路面快速养护成为解决这一问题的较为有效的手段。而超薄磨耗层在公路维修中的应用正是一种快速养护方法。
  【关键词】超薄磨耗层,预防性养护,路用性能
  1前言
  超薄磨耗层顾名思义是厚度非常薄且具有抗磨耗作用的结构层,但是“超薄”只是相对普通沥青结构层而言,实际上超薄磨耗层一般的厚度为1.0~2.0cm之间。而且其功能不仅仅只有抗磨耗,还具有抗滑、减噪、防水雾以及抗车辙等功能。超薄磨耗层在国外已经有四十多年的研究与应用历史。早在上世纪70年代法国就开始了超薄磨耗层的研究与应用。最初是用于沥青混凝土路面表面功能恢复,仅仅针对路面的抗滑性的恢复,后来渐渐也运用到新建沥青路面上作为路表抗滑层,到现在其功能已经扩展到抗车辙、抗滑、减噪、防水雾等方面。国内超薄磨耗层起步较晚,真正意义上的超薄磨耗层在本世纪初才在国内有了研究。
  我国在上世纪八十年代也有了一些“超薄磨耗层”的应用,但并不是真正意义上的超薄磨耗层,因为资金问题而将沥青混合料面层铺筑的较薄,只能算是罩面。这种罩面因当时材料及施工方面等原因造成路面在使用过程中出现波浪、推移等现象,极大的影响力路面的功能。
  进入本世纪,国内在借鉴国外超薄磨耗层成功的应用经验上,已经开始使用超薄磨耗层对路面进行预防性养护,以防止路表病害的进一步扩展,环境路面使用功能的恶化率以及延长路面使用寿命。使用这种方法对路面进行预防性养护可以减少路面寿命周期成本,节约维修资金。
  2超薄磨耗层的技术要求
  2.1粗集料:
  作为表层,超薄磨耗层直接承受交通荷载,因此集料首先要满足耐磨的要求。粗集料的洛杉矶磨耗损失是集料的使用性能的重要指标,它与沥青路面的抗车辙能力、耐磨性、耐久性密切相关,一般磨耗损失小的集料坚硬、耐磨、耐久性好。软弱颗粒含量多、风化严重的石料经过磨耗试验粉碎严重,这个指标很难通过。其次,超薄磨耗层采用的是间断级配,对粗集料嵌挤能力要求较高,磨耗损失的要求更有所提高,必须满足抗磨耗要求,因此最好使用玄武岩,也可采用辉绿岩,但尽量避免采用花岗岩和石灰岩,因为花岗岩的粘附性较差,而石灰岩的磨光值较小。
  粗集料技术要求
  项目 技术要求
  视密度g/cm3 >2.5
  吸水率% <2
  与沥青粘附性 5
  洛杉矶磨耗值% <35
  坚固性% 硫酸镁 <18
   硫酸钠 <12
  针片状颗粒含量% <25
  破碎面% 1个 >95
   2个 >85
  软石含量% <5
  压碎值% <20
  <0.075mm颗粒含量% <1
  磨光值% >48
  
  2.2细集料:
  细集料必须是机制砂,应洁净、干燥、无杂质,与沥青有良好的粘结能力。细集料技术要求见下表:
  项目 技术要求
  砂当量% >45
  亚甲蓝g/kg-1 <10
  松装空隙率% >40
  
  2.3改性沥青:改性沥青性能指标应符合下表要求。
  项目 规范值 要求值 试验方法
     
  针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm) 60~80  T0604
  针入度指数PI  ≥-0.4 T0604
  延度(5cm/min,5℃,cm) ≥30 ≥35 T0605
  软化点(℃) ≥55 ≥70 T0606
  运动粘度(135℃,PA•S) ≤3  T0625
  闪点(℃) ≥230  T0611
  溶解度(三氯乙烯)(%) ≥99  T0607
  与石料粘附性(级) 5  T0616
  离析,软化点差(℃) ≤2.5  T0661
  弹性恢复25℃(%) ≥65 ≥80 T0662
  储存稳定性离析,48h软化点差 ≤2.5  T0661
  旋转薄膜烘箱(163℃,75min) 质量损失(%) ≤1.0  T0609
   针入度比(25℃),% ≥60 ≥65 T0609、0604
   延度5℃,cm ≥20 ≥25 T0609、0605
  
  2.4乳化沥青:
  超薄磨耗层施工中使用的乳化沥青根据施工工艺的不同来选取。同步施工的超薄磨耗层要求乳化沥青为快裂型,即洒布后不久就破乳,有较强的粘附性,有利用施工的连续性。而分步施工方法则要求乳化沥青洒布以后不需要立刻有较强的粘附性,避免施工机械碾压带走部分乳化沥青,而是待逐渐破乳后粘附性逐渐增强,等待下一道工序的进行。
  乳化沥青技术要求
  试验项目 技术要求 试验方法
   同步施工 分步施工 
  破乳速度 RS SS T0658
  粒子电荷 —
  — T0653
  筛上剩余量(1.18mm);% ≤0.05 T0652
  粘度赛波特试验500C;S 20~100 T0623
  蒸发残留物性质 含量;% ≥62 T0651
   针入度(250C,100g,5S);0.01mm 50~150 40~110 T0604
   软化点;℃ ≥55 T0606
   延度(10℃);㎝ ≥40 T0605
   溶解度(三氯乙烯);% ≥97.5 T0607
   弹性恢复(10℃);% ≥60 T0662
  储存稳定性
   1天;% ≤1 T0655[!--empirenews.page--]
  备注:改性乳化沥青进行蒸馏试验时,必须达到最高温度204℃±5℃并保持15分钟。
  2.5矿粉
  矿粉在沥青混合料超薄磨耗层中的作用非常重要,因为沥青要增强粘附集料的能力,沥青就必须首先吸附在矿粉表面形成薄膜,才能对集料有较好的粘附作用。所以超薄磨耗层对矿粉的要求较高,一般是采用石灰石矿粉,亲水系数小于1,与沥青油良好的粘附性。矿粉的储存必须在干燥的室内,使用于超薄磨耗层时,矿粉的最大用量不能过大,否则太大的粉胶比会使混合料的拌合非常困难,而且对路用性能也会产生很多不良影响。
  矿粉技术要求
5.jpg  3超薄磨耗层配合比设计
  沥青混合料超薄磨耗层配合比设计按目标配合比设计→生产配合比设计→生产配合比验证三个阶段进行。配合比设计的各阶段都必须进行规定的各项试验、检测。
  a、首先在冷料仓取料进行筛分试验(水筛法),根据筛分结果以目标级配为基准调整冷料上料比例,同时根据使用拌和机的实际情况确定冷料上料器的转速、振幅及料门角度;
  b、分别从热料仓取料,进行筛分试验(水筛法),根据筛分结果以目标级配为目标调整热料仓下料比例;
  c、使用旋转压实仪确定施工配合比下的体积性质和最佳用油量;
  d、矿料级配范围见表,混合料设计采用马歇尔方法进行,试验指标见下表。
  超薄磨耗层罩面混合料矿料级配范围6.jpg
    
  超薄磨耗层罩面混合料马歇尔技术指标
7.jpg  
  混合料配比检验指标
8.jpg

  4超薄磨耗层的应用实例
  2009年6月至8月,西安绕城高速公路进行了路面预防性养护处治,施工段落是k6+900~k8+00(上行线),k12+000~k8+840(下行线)、k66+600~k65+100(下行线)。西安绕城高速公路2003年9月全线贯通,至本次大修已运营6年时间,由于交通和环境、荷载等因素的影响,对路面造成了极大的破坏,致使路面裂缝、坑槽、龟裂、车辙等病害不断发生,路面存在不同程度的病害,已不能提供优质的道路行车条件。此次采用超薄磨耗层对西安绕城高速公路进行预防性养护,是一种积极的预防措施,及时修复了目前路面存在的轻度病害和隐患,减缓路面使用性能的恶化速度。
  5结语
  预防性养护是公路管理养护工作中经济和社会效益最好的养护方式之一,交通运输部也大力提倡预防性养护。随着我国经济快速发展,高速公路的负荷也在逐步增大,局部路段路面开始发生损坏,对行车安全和舒适性出现了不利影响,对路面进行预防性养护处理正当其时,采用超薄磨耗层这种新技术、新材料可以大幅延长我国进入维护期的高等级路面的正常运营寿命。因此进行及时预防性养护,经济效益社会效益都将会非常显著。

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