抗车辙新型沥青路面(参考模板)

1、如不慎侵犯了你的权益，请联系我们皆知得分:研究生课程论文20142015学年第2学期课程号PD06002课程名称道路工程专论论文题目抗车辙新型沥青路面学科专业建筑与土木工程学号姓名任课教师如不慎侵犯了你的权益，请联系我们告知!二O五年五月抗车辙新型沥青路面摘要：我国髙速公路沥青路而早期破坏现象严重，其中高温车辙破坏是一个重要的原因。我 国从混合料的级配设il方法、改性沥青方法和外掺剂方法三个方而入手研发抗车辙沥青路而, 其施工需要注意拌合、运输、摊铺、碾压等关键技术。关键词：抗车辙：沥青：混合料的级配设计：改性沥青：外掺剂。0引言高速公路沥青路面早期破损问题，己成为影响我国公路健康发展的突出问

2、题, 主要表现在三个方面：（1）损坏时间早。有的建成使用后1-2年，就出现严重的 损坏现象，个别路段通车当年就出现大面积损坏，远远达不到设计寿命。（2）损 坏范围宽。全国各地都不同程度地存在着路面过早损坏问题。（3）损坏程度重。 有的损坏不是局限在沥青表面层，而是基层也发生损坏，不得不进行路面重建。 在沥青路面的早期损坏中尤其以高温车辙破坏最为突日。1车辙的形成车辙是行车道轮迹带上产生的永久变形，由轮迹的凹陷及两侧的隆起组成。根据车辙的 不同形成过程，可将车辙分成三大类型:失稳型车辙，是指当沥青混合料的髙温稳左性不足 时，沥青路而结构层在车轮荷载作用下，其内部材料因流动而产生横向位移，通常发生

3、在轮 迹处，这也是车辙的主要类型：结构型车辙，指沥青路而结构在交通荷载作用下产生的整体 永久变形。这种变形主要是由于路基变形传递到路而层而产生的：磨耗型车辙，为沥青路而 结构层的材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下不断地损失而形成的车辙。汽车使用了防滑 链和突钉轮胎后，这种车橄更易发生。以上三种车橄中以失稳型车辙最为严重，英次为磨耗型车辙。由于我国大多数沥青路面 都采用水泥或石灰粉煤灰稳立粒料做基层，也常采用瓦他半刚性材料做底基层.这些材料的 强度和模量都相当高，因此，沥青路面的车辙主要来源于沥青面层所产生的变形。结构型车 辙较小，故一般情况下所指的车辙是失稳型车辙。2车辙的危害车辙的出现，严重

4、影响了路而的使用寿命和服务质量，给路而及路而使用者带来了许多 危害：影响路面的平整度，降低了行车舒适性：轮迹处沥青层厚度减薄，削弱了沥青及路而 结构的整体强度，从而易于诱发各种病害，如网裂和水损坏等；雨天路表排水不畅，降低了 路而的抗滑能力，甚至于会由于车辙积水而导致车辆漂滑，冬天车橄内存水凝结成冰，路面 抗滑能力下降，影响髙速行车的安全：车辆在超车或更换方向时失控，影响车辆操纵的稳左 性。3抗车辙沥青路面研究方向为了能有效地防治髙速公路沥青路而的车辙病害，提岀了三种常用防治车辙的技术:（1） 混合料的级配设计方法：（2）改性沥青方法；（3）外掺剂方法。3. 1混合料的级配设计方法由于在髙温条

5、件下混合料的抗剪强度不足或塑性变形过大，路而就会形成车辙，而混合 料的抗剪强度与矿料在沥青混合料中的排列情况关系非常密切，影响混合料的抗剪强度的因 素主要是矿料的粒径大小、形状和表而粗糙程度等，这是由于经过碾压后的混合料颗粒间相 互位巻的性能及颗粒间有效接触而积的大小主要是取决于矿料的形状和粗糙度。另外改变粒 径的大小就会影响混合料级配，而影响混合料高温性能的至关重要因素就是级配类型，因此 选择合理的级配类型将有利于防止路而形成车辙。一般情况下，选择矿料必须具有以下几个特点：棱角多；齐方向尺寸相差不大： 形状近似正方体；带细微凸出的粗糙表而。这样的集料经过碾压后才能互相嵌挤锁结形成 很大的内摩

6、擦角，从而使混合料的嵌挤力增强，抗车辙性能越高。但是改善混合料级配的方 法有利有弊，虽然提髙了沥青混合料的高温稳泄性，却对施工工艺提岀了更髙的要求，而且 混合料在拌和过程中容易离析，从而使混合料的低温稳左性以及水稳泄性都降低了。因此，在路而施工过程中要优先采用S型紧密嵌挤型级配或SMA间断级配，如表3.1。表3.1级配类空表S型紧密嵌挤型级配减少了最粗部分和最细部分粗、细集料 的用量，增加了中粗集料的用量，使集料的 嵌挤能力增加，从而有效地提高抗车辙能力。SMA间断级配粗集料的比例达到80弔混合料的嵌挤作 用是英他混合料无法比拟的，在国内得到广 泛的应用。在颗粒结构组成上，S型紧密嵌挤型级配介

7、于卄架密实结构与悬浮密实结构之间，当中粗集料接近间断时，级配与SMA间断级配相似，改善了混合料级配的连续性，在施工过程中对抑制混合料的离析现象起到一沱程度上的有利作用，还降低了混合料对纤维的依赖性。3. 2改性沥青方法沥青作为混合料的粘结剂，影响着沥青混合料抗车辙性能，主要反映在其性质和粘度上。 为了使沥青路面的髙温稳左性增强并且延长英使用寿命,就要使沥青材料的技术性质方面产 生变化，比如改善沥青的流变性能、提高沥青与集料的粘附性、延长沥青的耐久性，这需要 对沥青进行改性。改性沥青是指按照一左的工艺在基质沥青中添加改性剂，使沥青的技术性能产生变化, 以达到改变混合料技术性能的目的。常用的沥青改

8、性剂通常分为三类，如表3. 2所示。由表 3. 2可以看出，沥青改性剂的种类较多，从大量试验来看SBS改性沥青适用范围广，抗裂效 果好等优点如图31所示。橡胶类丁苯橡胶（SBR）氯丁橡胶（CR）天然橡胶（NR） 再生橡胶 废旧橡胶表32沥青改性剂分类SBST泛应用，除了提 髙沥青的髙、低性能，增 强与集料之间的粘附性， 还具有良好的弹性。主要对沥青的低温性 能起到改善作用，使其低 温抗裂性提高，在寒冷地 区适用。热塑性橡胶类苯乙烯丁二烯乙烯段共聚物（SBS）苯乙烯异戊二烯苯乙烯共聚物（SIS）苯乙烯乙烯丁二烯苯乙烯共聚物（CSEBS）乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）主要使沥青的髙温稳热塑性树脂类聚

9、乙烯（PE）泄性提髙，但与集料的粘无规聚丙烯（APP）附性不好。EVA, PE研究相聚氯乙锻（PVC）对较多。降低沥青感温性3提髙永久变形能力SBS沥土提髙低温抗裂性提髙界而粘结力图3.1 SBS改良沥青优点虽然SBS改性沥青对混合料的路用性能起到了一泄的改善作用，但是若采用SBS改性沥 青，还需要克服几个问题：（l）SBS改性沥青制作设备需要特殊处理、独一无二的，且改性 剂和基质沥青的相溶性仍然是比较棘手的一大问题：（2）在很高的温度条件下才能制备改性 沥青，若是操作不当就很容易使沥青老化，对英使用性能产生影响：（3）改性沥青的储存需 要专用设备，不宜长时间储存，而且需要不断进行搅拌：（4）

10、在运输过程中，因行车颠簸等 原因可能会出现离析现象；（5）采用SBS改性沥青将会使工程造价大幅度增加。由此可以看岀，采用改性沥青虽然提高抗车辙能力，但是仍然需要把存在的问题解决掉, 才能很好的利用SBS改性沥青的优势。3. 3外掺加剂法目前常常采用一种在沥青混合料中添加外掺加剂的方式来达到改善其性能的目的，其中 抗车辙剂就是一种外掺加剂。美国在20世纪90年代末就着手研发适用于沥青混合料改性的 专用外掺剂，欧洲许多公司在借鉴美国的成功经验的基础上，成功地开发研制了沥青混合料 专用外掺改性剂的产品，主要有壳牌SEAM、徳国的DUR0FLEX、法国的PR等等。我国交通部公路科学研究院的RA车辙剂的

11、诞生，即以天然沥青和多种高分子化合物聚 合而成，开启了外掺剂的国内研发与应用的先河，随后广东银禧科技股份有限公司的筑路王 RK300,深圳海川公司与欧洲道路试验室合作共同开发的车辙王抗车辙剂等应运而生。外掺的抗车辙剂与混合料级配设计方法和改性沥青方法相比解决车辙的问题，在改善沥 青路而车辙方面，抗车辙剂存在以下优势，如表3. 3所示。表3.3抗车辙剂优势优势备注功能强大掺入抗车辙剂，能显著增强混合料髙、 低温性能、水稳泄性等，其中，对高温抗车 辙能力的改善作用尤为明显。耐久性强添加抗车辙剂后，与集料和沥青粘结在 一起，使集料表而的油膜厚度增大，增加混 合料的整体强度，从而使混合料耐久性能整 体

12、提髙。环保性好加工和生产抗车辙剂的过程中不生成任 何有害气体，不要求存储条件，可以长时间 储存。拌和方便，施工简单不需添加任何设备;不存在相容性离析、 等问题：直接添加即可，方便快捷：需延长 拌和时间和提髙施工温度。经济性好初期投资稍大，但可以减少道路养护维 修，延长道路使用寿命，从总投资费用来看， 比普通沥青路而或常规改性沥青路而还要节 省。4车辙防止措施对比通过对车辙防治方法的分析，结合国内外研究成果，得到最常用的车辙防治对策是改善 混合料级配技术、采用改性沥青技术和外掺抗车辙剂三种技术，如表41所示。表41车辙防治措施对比对比条岸混合料级配设计采用改性沥青外掺抗车辙剂经济性初期投资小，维

13、增加工程造价，前期投资大，维护费用高维护费用减少护费用大大减少施工便利度拌合过程中混合 料容易离析需要专用设备、 施工温度高、储存时 间短拌合时间长、施工温度较髙提髙了高温稳定提高了髙温稳左 性及低温稳左性提高了高温稳建改善效果性，降低了低温稳左性及水稳性性、低温稳左性及水 稳性表41从经济性、施工便利度和改善效果三个方而对比了三种车橄防治方法的优劣。改善沥青混合料级配设计技术的经济性很好，投资比较小，但是在拌和的过程中，混合料容易 离析，虽然提髙了混合料髙温稳左性，同时也降低了其低温稳泄性及水稳泄性，而且在后期 道路维护中需要投入更多资金;采用改性沥青技术对混合料的高温稳定性和低温稳左性有所

14、 改善、，减缓了路而车辙形成的速度，延长了路而的使用寿命，但是改性沥青的制备需要特姝处理、温度很髙，而且不易长时间储存，增加了工程造价；与前两种方法相比，外掺抗车辙剂技术的适用性比较广，虽然前期投资较大，但掺加 抗车辙剂后沥青混合料的髙温稳定性能显著提高，而且低温稳左性以及水稳定性也相应提髙 T,大大延长了道路的使用寿命，减少了道路的维护、维修费用，从长远来看，英总投资比 较小，只是在拌和时需要适当延长拌和时间及提高施工温度。5抗车辙路面施工关键技术抗车辙路面施工有以下几个关键技术：（1）拌合关键技术；（2）运输关键技术：（3）摊 铺关键技术：（4）碾压关键技术。5. 1拌合关键技术沥青混合料

15、需要采用拌和机械在沥青拌和站进行拌制，拌和机械有两种：一个是间歇式 拌和机，另一个是连续式拌和机。髙速公路和一级公路均采用间歇式拌和机拌制的沥青混凝 土铺筑路而，因为间歇式拌和机可以保证沥青混合料的质量更加稳立以及沥青用量更加准确。 在拌和站内需要分开储存各种集料，存放细集料的地方必须设防雨棚，料场内应该具有完备 的排水设施，道路应作硬化处理，且严禁泥土污染集料；为了保证混合料降低的温度不超过 要求，而且不致因车辆颠簸使混合料产生离析，混合料的运输距离必须充分考虑到交通堵塞 的可能。沥青混合料应根据实际的情况通过试拌再确立拌和时间，且要以沥青均匀裹覆集料表而 为度，铺筑试验路需要加入车辙王抗车

16、辙剂，其关键技术如表5.1所示。表5.1拌和关键技术拌合技术要求集料加热温度180C-190dC沥青加热温度160C-170*C混合料出厂温度180C-185C干拌时间干拌时间需要在原来的基础上增加8-10s生产周期255s车辙剂添加时间在集料进入拌和锅的同时添加车辙剂5. 2运输关键技术热拌沥青混合料的运输应该采用大吨位的运料车，但是不能超载运输或急刹车、急弯掉 头，以避免对道路透层、封层造成损伤。运输车的数屋应少有富余，在施工过程中摊铺机前 需有运输车等候，根据运输距离和道路交通状况，确左混合料运输所需车辆数。使用运料车的前后必须对车厢涓扫干净，并在车厢板及底板上涂一层防止沥青混合料粘结的

17、隔离剂，但在车厢底部不能有余液积聚；运料车在装料时，应分前、中、后三次挪动，来平衡装料，从而减少混合料的离析现 象。在装料后，应用苫布覆盖运料车，用来保温、防雨、防污染。如果在夏季高温施工时， 且运料时间不多于30分钟，就可以不用覆盖苫布；由于改性沥青混合料对温度要求较髙，在 任何情况下都需要覆盖苫布，所以要选用大吨位车、苫布覆盖保温、平衡装料等基础上，合 理控制运输的距离以保证摊铺温度和施工质量。5. 3摊铺关键技术路而摊铺前，先要计算摊铺断而的宽度和厚度，然后将摊铺机的行走标线放出并控制好 摊铺机熨平板的髙度：还应在摊铺前1天对下而层进行淸扫及修补并验收确认。摊铺机在进 行摊铺前应提前lh

18、预热熨平板，使其髙于100C：在铺筑过程中，为了提髙路而的压实度， 熨平板的振捣应选择合适的振动频率和振幅;摊铺机要按照缓慢、均匀、连续不断的原则进 行摊铺，不可以随意改变速度，以提高道路平整度，并减少混合料离析。运料车到达施工现场后，不能随意掀开苫布，需等待前一俩车料斗内混合料剩余30%时, 工人开始揭开苫布，司机准备倒车。在工人的指挥下，汽车对准摊铺料斗后退，直至距离摊 铺机20cm处停下，然后摊铺机推动自卸车一起前进。5.4碾压关键技术在沥青路面施工工序中，最重要的是压实度、厚度和平整度这三个指标，需要处理好平 整度和压实度的关系，必须要在保证压实度的前提下努力提髙平整度。若是只片而的追求平 整度，而造成压实度不足，就会导致路而产生早期破坏。因此碾压工序需按照“紧跟、慢压、 高频、低幅”的原则进行。在碾压过程中，压路机必须均衡、连续的进行，防止温度