交通运输沪蓉西高速公路宜恩段沥青路面结构和面层材料组成设计汇报

1、2021-5-121 一一、概述概述 1.1.宜昌恩施段工程地质条件复杂、气候多变，高程宜昌恩施段工程地质条件复杂、气候多变，高程600m600m 1800m1800m，最高达，最高达2000m2000m； 2.2.降水充沛降水充沛(1084(10841650mm/y1650mm/y），严寒期短，雾多湿重，年均气），严寒期短，雾多湿重，年均气 温温17.417.4，极端高温，极端高温41.641.6，极端低温，极端低温-15.2-15.2； 3.3.桥梁、隧道众多，宜恩段共设计隧道桥梁、隧道众多，宜恩段共设计隧道2626座座，3Km3Km以上隧道以上隧道8 8座座; ; 4.4.高海拔地区高海

2、拔地区冬雪期冬雪期的抗冻和抗滑性能要求苛刻。的抗冻和抗滑性能要求苛刻。 地质环境的严酷性地质环境的严酷性 2021-5-122 一、概述一、概述 1. 长大纵坡路段长大纵坡路段 大纵坡上坡段抗车辙和下坡段推移、水损害问题大纵坡上坡段抗车辙和下坡段推移、水损害问题 2. 不同类型桥面铺装不同类型桥面铺装 桥面防水粘结层的设计、桥面铺装结构设计和施工工艺桥面防水粘结层的设计、桥面铺装结构设计和施工工艺 3. 隧道路面隧道路面 隧道路面的防火、抗滑隧道路面的防火、抗滑 4.高海拔地区结构层组合高海拔地区结构层组合 高海拔地区冬雪期间抗冻性和抗滑性能高海拔地区冬雪期间抗冻性和抗滑性能 四大技术难题四大

3、技术难题 2021-5-123 一、概述一、概述 1.1.借鉴国内已建山区高速公路的结构层类型，结合宜恩段的特点借鉴国内已建山区高速公路的结构层类型，结合宜恩段的特点, , 提出提出 可供选择的路面结构类型可供选择的路面结构类型 2.2.针对提出的路面结构类型，研究原材料和沥青混合料的性能，确定优针对提出的路面结构类型，研究原材料和沥青混合料的性能，确定优 化的路面结构类型和材料组成方案化的路面结构类型和材料组成方案 3.3.通过宜长段的铺筑，考察各种路面结构类型的使用性能通过宜长段的铺筑，考察各种路面结构类型的使用性能 4.4.最终确定出适合宜恩段特点的路面结构类型和材料组成方案最终确定出适

4、合宜恩段特点的路面结构类型和材料组成方案 工作重点工作重点 2021-5-124 一一 概述概述 福建省福建省 名称名称 通车通车 时间时间 结构层结构层 使用使用 状况状况 上面层上面层中面层中面层下面层下面层粘结层粘结层基层基层底基层底基层 福泉福泉 高速高速 1998 4cmAK 16A 5cmAC- 20 7cmAC- 25 1cm下封下封 层层 36cm 5%水稳水稳 碎石碎石 20cm 3%水稳水稳 碎石碎石 较较 好好 泉漳泉漳 高速高速 2002 4cmAK 16A 5cmAC- 20 7cmAC- 25 1cm下封下封 层层 36cm 5%水稳水稳 碎石碎石 20cm 3%水

5、稳水稳 碎石碎石 较较 好好 三福三福 高速高速 2004 4cmAK 16A 5cmAC- 20 7cmAC- 25 1cm下封下封 层层 36cm 5%水稳水稳 碎石碎石 20cm 3%水稳水稳 碎石碎石 一一 般般 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况 1 1 2021-5-125 一一 概述概述 浙江省浙江省 名称名称 通车通车 时间时间 结构层结构层使用使用 状况状况 上面层上面层中面层中面层下面层下面层粘结层粘结层基层基层底基层底基层 上三高上三高 速嵊州速嵊州 段段 20004cmAC 13 I 5cmAC -20 I 7cmA

6、C- 25 I 封层封层 28cm 5%水稳水稳 碎石碎石 20cm 3.5%水稳水稳 碎石碎石 破损严破损严 重重 杭宁杭宁 高速高速 20024cmAC 13 I 5cmAC -20 I 7cmAC- 25 I 封层封层 32cm 5%水稳水稳 碎石碎石 18cm 3.5%水稳水稳 碎石碎石 局部损局部损 坏坏 杭金衢杭金衢 高速高速 20014cmAK 13 A 5cmAC -20 I 6cmAC- 25 I 封层封层32cm 二灰砂砾二灰砂砾 20cm 二灰砂砾二灰砂砾 局部损局部损 坏坏 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况 2 2

7、 2021-5-126 一一 概述概述 广东省广东省 名称名称 通车通车 时间时间 结构层结构层使用使用 状况状况 上面层上面层中面层中面层下面层下面层粘结层粘结层基层基层底基层底基层 广佛广佛 高速高速 1993 4cm 沥青磨沥青磨 耗层耗层 8cm 沥青混沥青混 凝土凝土 10cm 沥青碎石沥青碎石 10cm沥沥 青碎石青碎石 23cm 水稳碎石水稳碎石 25cm 级配碎级配碎 石石 良良 好好 广深广深 高速高速 19894cm中中 粒式沥粒式沥 青砼青砼 5cm粗粒粗粒 式沥青砼式沥青砼 6cm沥青沥青 碎石碎石 6cm沥青沥青 碎石碎石 25cm 6%水泥稳水泥稳 定石屑定石屑 2

8、8cm 4%水泥水泥 稳定土稳定土 一一 般般 南广南广 高速高速 2004 4cm SMA-13 5cm AC-20 6cm AC-20 10cmAT PB30 沥青稳沥青稳 定碎石定碎石 22cm 级配碎石级配碎石 18cm 水稳碎石水稳碎石 一一 般般 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况 3 3 2021-5-127 一一 概述概述 名称名称 通车通车 时间时间 结构层结构层使用使用 状况状况 上面层上面层中面层中面层下面层下面层粘结层粘结层基层基层底基层底基层 南京南京 机场机场 高速高速 19974.5cm AC-16B 6cm

9、AC-25 I 6cm AC-25 / 34cm 石灰、粉石灰、粉 煤灰碎石煤灰碎石 20cm 石灰、粉石灰、粉 煤灰土煤灰土 一般一般 沪宁沪宁 高速高速 19964cm AC-16B 6cm AC-25 I 6cm AC-25 10cmA TPB 30 20cm 二灰碎石二灰碎石 40cm 二灰土、二灰土、 石灰土石灰土 一般一般 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况 4 4 江苏省江苏省 2021-5-128 一一 概述概述 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况 5 5 名称名称 通车

10、时通车时 间间 结构层结构层使用使用 状况状况 上面层上面层中面层中面层下面层下面层 成都绵阳成都绵阳 广元高速广元高速 1996 4cm 中粒式普通中粒式普通 沥青砼沥青砼 6cm 中粒式普通中粒式普通 沥青砼沥青砼 6cm 粗粒式普通粗粒式普通 沥青砼沥青砼 部分路段出现部分路段出现 车辙，桥面铺车辙，桥面铺 装层一般装层一般 成都南充成都南充 广安邻水高广安邻水高 速速 2004 4cm AK-16玄武玄武 岩岩SBS改性改性 沥青沥青 5cm AC-20石灰石灰 岩普通沥青岩普通沥青 6cm AC-25石灰石灰 岩普通沥青岩普通沥青 新路，桥面铺新路，桥面铺 装层有坑槽装层有坑槽 四川

11、省四川省 2021-5-129 一一 概述概述 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况 6 6 云南省云南省 名称名称 通车通车 时间时间 结构层结构层 沥青沥青 品种品种 上面层上面层中面层中面层下面层下面层 昆明楚雄昆明楚雄 2005 4cmAK-136cmAC-206cmAC-25全线普通沥青全线普通沥青 楚雄大理楚雄大理 1998 3cmAK-134cmAC-205cmAC-25全线普通沥青全线普通沥青 大理保山大理保山 2002 4cmAK-135cmAC-206cmAC-30 上下面层普通沥青，上下面层普通沥青， 中面层硅藻土改性中

12、面层硅藻土改性 昆明玉溪昆明玉溪 2000 3cmAK-134cmAC-205cmAC-25全线普通沥青全线普通沥青 玉溪元江玉溪元江 2001 3cmAK-134cmAC-205cmAC-25全线普通沥青全线普通沥青 元江磨黑元江磨黑 2003 4cmAK-165cmAC-256cmAC-30 上面层硅藻土改性，上面层硅藻土改性， 中下面层普通中下面层普通 思茅小磨垭思茅小磨垭 2003 4cmSMA-165cmAC-206cmAC-25 上中面层上中面层SBS改性，改性， 下面层普通下面层普通 2021-5-1210 一一 概述概述 我国部分省份山区高速公路结构层设计及使用情况我国部分省份

13、山区高速公路结构层设计及使用情况 7 7 贵州省贵州省 名称名称 通车通车 时间时间 结构层结构层使用使用 状况状况 上面层上面层中面层中面层下面层下面层 贵阳贵阳 遵义遵义 崇溪河崇溪河 高速高速 2005 4cm AC16 重交沥青重交沥青 5cm AC-20 重交沥青重交沥青 6cm AC-25 重交沥青重交沥青 纵坡上坡段车纵坡上坡段车 辙，下坡段桥辙，下坡段桥 面推移面推移 贵阳贵阳 清镇清镇 安顺安顺 高速高速 2003 4cm AC-13G 玄武岩玄武岩SBS改改 性沥青性沥青 5cm AC-20 石灰岩艾索石灰岩艾索90 沥青沥青 6cm AC-25 石灰岩艾索石灰岩艾索90

14、沥青沥青 较好较好 2021-5-1211 一一 概述概述 我国部分省份山区高速公路我国部分省份山区高速公路隧道路面结构层隧道路面结构层设计设计 隧道路面结构层隧道路面结构层 隧道名称隧道名称隧道长度隧道长度路面结构路面结构设计时速设计时速通风方式通风方式 四川华莹山隧道四川华莹山隧道 5700m 21cm水泥砼水泥砼80Km/h对流风机对流风机 云南九顶山遂道云南九顶山遂道 3190m 22cm水泥砼水泥砼80Km/h对流风机对流风机 贵州凉风垭隧道贵州凉风垭隧道 4190m 23cm水泥砼水泥砼80Km/h对流风机对流风机 渝合高速渝合高速 尖山子隧道尖山子隧道 4025m 10cm阻燃阻

15、燃 沥青砼沥青砼 80Km/h对流风机对流风机 2021-5-1212 一一 概述概述 1. 在高速公路路基结构设计思路上，半刚性基层仍然占主导在高速公路路基结构设计思路上，半刚性基层仍然占主导 地位，部分地区已经尝试进行沥青稳定柔性基层和无结地位，部分地区已经尝试进行沥青稳定柔性基层和无结 合料基层的研究和应用工作，并取得阶段性成果。合料基层的研究和应用工作，并取得阶段性成果。 2.基层与沥青面层之间的粘结层设置成为预防沥青路面早期基层与沥青面层之间的粘结层设置成为预防沥青路面早期 损害的措施之一。损害的措施之一。 基层设计思路的转变基层设计思路的转变 本部分小结本部分小结 1 1 2021

16、-5-1213 一一 概述概述 1.1.全部采用全部采用I I型级配组合在重载和多雨地区使用情况并不乐型级配组合在重载和多雨地区使用情况并不乐 观，尤其是抗车辙性能已不能满足日益增长的交通量的观，尤其是抗车辙性能已不能满足日益增长的交通量的 需求；需求； 2.2.中下面层采用骨架密实型级配对抗高温车辙的效果已经中下面层采用骨架密实型级配对抗高温车辙的效果已经 得到认可；得到认可； 3.AK3.AK型抗滑表层与型抗滑表层与型的中下面层组合对抗高温车辙有效型的中下面层组合对抗高温车辙有效 果，但是抗水损害性能较差；果，但是抗水损害性能较差； 4.SMA4.SMA混合料和纤维增强混凝土的应用对延长路

17、面使用寿命、混合料和纤维增强混凝土的应用对延长路面使用寿命、 防止路面早期破坏有着积极意义。防止路面早期破坏有着积极意义。 本部分小结本部分小结 2 2 主线结构层设计主线结构层设计 2021-5-1214 一一 概述概述 众多高速公路长大纵坡路段都在上坡路段出现了车辙，众多高速公路长大纵坡路段都在上坡路段出现了车辙， 下坡路段桥面铺装段出现了推移，上坡路段的车辙变形主下坡路段桥面铺装段出现了推移，上坡路段的车辙变形主 要产生在中面层。要产生在中面层。 设计中采取的措施：设计中采取的措施： （1 1）中、下面层采用骨架密实级配类型，增加混合料）中、下面层采用骨架密实级配类型，增加混合料 粗骨料

18、用量，提高混合料抗重载变形能力；粗骨料用量，提高混合料抗重载变形能力； （2 2）为了防止级配变粗后渗水，其透层、粘层沥青洒）为了防止级配变粗后渗水，其透层、粘层沥青洒 布量比规范多布量比规范多30%30%； （3 3）消石灰取代矿粉）消石灰取代矿粉3 35%5%，增加抗车辙性能。，增加抗车辙性能。 本部分小结本部分小结 3 3 长大纵坡段设计长大纵坡段设计 2021-5-1215 一一 概述概述 对下坡路段的桥面推移，分析认为是桥面混凝土层与沥青层对下坡路段的桥面推移，分析认为是桥面混凝土层与沥青层 之间的粘结层效果较差，考察路段防水粘结层有三种方案：之间的粘结层效果较差，考察路段防水粘结层

19、有三种方案： （1 1）SBRSBR改性乳化沥青；改性乳化沥青； （2 2）重庆公路科研所的溶剂型粘结剂；）重庆公路科研所的溶剂型粘结剂； （3 3）FYTFYT类防水涂料。类防水涂料。 分析认为：分析认为： （a a）水泥混凝土桥面在施工前必须）水泥混凝土桥面在施工前必须铣刨、拉毛铣刨、拉毛，深度约，深度约 0.5mm0.5mm； （b b）桥面铺装层宜在防水层施工完毕后三日内完成）桥面铺装层宜在防水层施工完毕后三日内完成 本部分小结本部分小结 4 4 桥面铺装层设计桥面铺装层设计 2021-5-1216 一一 概述概述 云贵川高速公路隧道路面有三种形式：云贵川高速公路隧道路面有三种形式：

20、1.1.采用水泥混凝土路面，但抗滑性能不足；采用水泥混凝土路面，但抗滑性能不足； 2. 2. 入口至隧道内入口至隧道内200m200m段采用沥青路面，其它采用水泥路面，段采用沥青路面，其它采用水泥路面， 主要是解决入口抗滑不足的问题；主要是解决入口抗滑不足的问题； 3. 3. 全部采用沥青路面，一般没有采用阻燃沥青砼，只有重全部采用沥青路面，一般没有采用阻燃沥青砼，只有重 庆渝合高速公路尖山子隧道全部采用阻燃沥青砼。庆渝合高速公路尖山子隧道全部采用阻燃沥青砼。 本部分小结本部分小结 5 5 隧道路面层设计隧道路面层设计 2021-5-1217 2.1 2.1 集料集料 2.2 2.2 沥青沥青

21、 2.3 2.3 填料填料 2.4 2.4 纤维纤维 2.5 2.5 桥面防水材料桥面防水材料 2021-5-1218 在原材料性能试验的基础上对集在原材料性能试验的基础上对集 料主要成分料主要成分SiOSiO2 2和和CaOCaO含量、微观含量、微观 结构进行试验。结构进行试验。 进行砂当量、坚固性试验，控制泥进行砂当量、坚固性试验，控制泥 土含量和风化层颗粒。土含量和风化层颗粒。 2.1 集料集料 2021-5-1219 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 集料（集料（1） 料厂名称料厂名称 实测值实测值 料厂名称料厂名称 实测值实测值 SiOSiO2 2CaOCaOSiOSiO

22、2 2CaOCaO 京山玄武岩京山玄武岩43.8510.49七里峡七里峡40.1612.96 王子石王子石 3.2541.18 巴东巴东 百米溪百米溪 74.667.07 芦子坪芦子坪 2.1633.32巴东巴东 水谷坝水谷坝 0.8354.95 朱家岩朱家岩 3.4351.53 建始建始 秋桂潭秋桂潭 1.2052.14 堡镇堡镇 88.842.10 建始建始 催坝催坝 3.1950.97 长阳长阳 金茂酒店金茂酒店 5.0338.37 建始建始 三道拐三道拐 23.3549.45 长阳长阳 丹水漂流丹水漂流 2.0949.28 吉心吉心 大转拐大转拐 5.2051.55 巴东巴东 野三坝野

23、三坝 4.8650.67 建始建始 三道岩三道岩 81.367.66 巴东巴东 白玉崖白玉崖 4.8750.49寥叶寥叶 石槽水石槽水 5.8350.17 巴东巴东 绿葱坡绿葱坡 85.364.84巴东巴东 青龙桥青龙桥5.0848.76 2021-5-1220 试验项目试验项目 实测值实测值 技术技术 要求要求 京山京山 玄武岩玄武岩 百米溪百米溪 石英砂岩石英砂岩 宜昌宜昌 辉长岩辉长岩 绿葱坡绿葱坡 石英砂岩石英砂岩 表观相对密度（表观相对密度（g/cm3g/cm3） 不小于不小于 2.9642.9642.6962.6962.9022.9022.6552.6552.62.6 吸水率吸水率

24、 （）（） 不大于不大于 0.30.31.11.10.50.50.70.72 2 压碎值（）压碎值（） 不大于不大于 8.98.910.710.79.79.712.612.62020 洛杉矶磨耗值（）洛杉矶磨耗值（） 不大于不大于 9.79.712.612.610.310.317.017.02626 对沥青的粘附性等级对沥青的粘附性等级 不小于不小于 5 55 55 53 35 5 软石含量（）软石含量（） 不大于不大于 0 00 00 00 03 3 坚固性（）坚固性（） 不大于不大于 3.23.24.54.54.24.23.03.01212 针片状含量（）针片状含量（） 不大于不大于 7.

25、67.615.815.811.411.45.55.51818 磨光值（磨光值（BPNBPN） 不小于不小于 45454444444443434242 水洗法小于水洗法小于0.075mm0.075mm含量不大于含量不大于0.10.10.20.20.20.20.40.41 1 到野三关距离（到野三关距离（KmKm）48048040402002004545/ / 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 集料（集料（2） 2021-5-1221 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 中下面层中下面层1515个石灰岩料厂集料常规性能试验结果见研究报告附表，个石灰岩料厂集料常规性能试验结果见

26、研究报告附表， 通过原材料试验，沪蓉高速宜恩段沿线石灰岩材料丰富，可满足沥通过原材料试验，沪蓉高速宜恩段沿线石灰岩材料丰富，可满足沥 青混凝土中下面层的需求，但作为抗滑表层用材料相当匮乏，沿线仅巴青混凝土中下面层的需求，但作为抗滑表层用材料相当匮乏，沿线仅巴 东百米溪石英砂岩各项性能满足规范要求；东百米溪石英砂岩各项性能满足规范要求； 巴东百米溪石英砂岩各项性能试验结果与京山玄武岩相当，粘附性巴东百米溪石英砂岩各项性能试验结果与京山玄武岩相当，粘附性 可达到可达到5 5级。级。 集料（集料（3） 集料部分小结集料部分小结 2021-5-1222 SBS PG76-22SBS PG76-22改性

27、沥青试验改性沥青试验 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（1） 3.2 沥青沥青 试验项目试验项目鄂州科氏鄂州科氏湖北国创湖北国创中海海盛中海海盛技术要求技术要求 试验试验 方法方法 针入度针入度(25,100g,5s) ,0. 1mm565957.54060T0604 延度延度(5cm/min,5 ) ,cm 47.946.240.120T0605 软化点（环球法）软化点（环球法）, 82.081.685.175T0606 溶解度（三氯乙稀）溶解度（三氯乙稀）99.799.899.999T0607 运动粘度运动粘度(135,Pa.s) 2.72.602.463 T062

28、5 T0619 闪点（闪点（COC）, 302311342230T0611 离析试验离析试验,48h软化点差软化点差, 2.21.50.82.5T0661 弹性恢复弹性恢复(25,10cm,60min),% 80.084.392.375T0662 RTFOT试验试验 163 ,85min 质量变化质量变化,% 0.5520.090.2310.8T0610 针入度比（针入度比（25 ）,%7280.774.565T0604 延度（延度（5 ）,cm27.526.126.815T0605 2021-5-1223 SBS PG70-22SBS PG70-22改性沥青试验改性沥青试验 二、沥青路面原材

29、料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（2） 试验项目试验项目鄂州科氏鄂州科氏湖北国创湖北国创中海海盛中海海盛技术要求技术要求试验方法试验方法 针入度针入度(25,100g,5s) ,0. 1mm5759583060T0604 延度延度(5cm/min,5 ) ,cm 4436.137.520T0605 软化点（环球法）软化点（环球法）, 75.075.678.370T0606 溶解度（三氯乙稀）溶解度（三氯乙稀）99.799.899.899T0607 运动粘度运动粘度(135,Pa.s) 2.132.082.023 T0625 T0619 闪点（闪点（COC）, 306312325230T

30、0611 离析试验离析试验,48h软化点差软化点差,2.01.40.82.5T0661 弹性恢复弹性恢复(25,10cm,60min),% 81.383.289.175T0662 RTFOT试验试验 163 ,85min 质量变化质量变化,% 0.3610.1350.080.8T0610 针入度比（针入度比（25 ）,%71.273.478.965T0604 延度（延度（5 ）,cm3128.723.615T0605 2021-5-1224 道路沥青道路沥青7070号试验号试验 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（3） 试验项目试验项目鄂州科氏鄂州科氏湖北国创湖北国创中海

31、海盛中海海盛技术要求技术要求试验方法试验方法 针入度针入度(25,100g,5s) ,0. 1mm666870.26080T0604 延度延度(5cm/min,15 ) ,cm 100100 100100T0605 软化点（环球法）软化点（环球法）, 46.846.447.646T0606 溶解度（三氯乙稀）溶解度（三氯乙稀）99.899.799.899.5T0607 动力粘度动力粘度(60,Pa.s) 220210191180T0620 闪点（闪点（COC）, 278266263260T0611 TFOT试验试验 163 ,5h 质量变化质量变化,% 0.260.180.100.8T0609

32、 针入度比（针入度比（25 ）,%68.767.565.261T0604 延度（延度（15 ）,cm10010090.215T0605 2021-5-1225 沥青性能等级表（沥青性能等级表（PGPG分级）分级） 评价沥青胶浆的流变性能评价沥青胶浆的流变性能 试验采用试验采用CSA-100型动态剪切流变仪型动态剪切流变仪 （Dynamic Shear Rheometer，简称，简称DSR ），）， 试验采用应变控制模式，应变值试验采用应变控制模式，应变值12， 试验频率试验频率10rad/s，约等于，约等于1.59Hz，试验，试验 温度温度46、52、58、64、70、76 以及以及82，试验

33、采用，试验采用25mm两平板，板间两平板，板间 距约距约1mm，试验方法为美国，试验方法为美国AASHTO标准标准 TP5。分别测出复数模量。分别测出复数模量G*和相位角和相位角，进，进 而得出抗车辙因子而得出抗车辙因子G*/sin。 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（4） 2021-5-1226 沥青性能等级（沥青性能等级（PGPG分级）分级） 科氏科氏PG76-22 原样原样 Tem()46525864707682 G/sin(kPa)25.8713.4967.1253.852.762.2321.251 ()56.0160.3561.0761.5761.8762.3

34、762.79 G 21.450 11.729 6.236 3.386 2.434 1.977 1.113 RTFOT Tem()46525864707682 G/sin(kPa)39.9220.8210.995.9363.392.511.361 ()57.3560.6662.0962.2862.262.6863.83 G 33.612 18.149 9.712 5.255 2.999 2.230 1.221 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（5） 2021-5-1227 沥青性能等级表（沥青性能等级表（PGPG分级）分级） 科氏科氏PG70-22 原样原样 Tem()4

35、6525864707682 G/sin(kPa)22.811.216.3253.711.8750.9630.721 ()59.7859.1559.6359.8960.0860.260.57 G 19.701 9.624 5.457 3.209 1.625 0.836 0.628 RTFOT Tem()46525864707682 G/sin(kPa)54.0526.4513.217.4243.5462.5531.246 ()61.0861.6261.8362.2962.8163.0563.91 G 47.310 23.271 11.645 6.573 3.154 2.276 1.119 二、沥

36、青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（6） 2021-5-1228 沥青性能等级表（沥青性能等级表（PGPG分级）分级） 科氏道路沥青科氏道路沥青70号号 原样原样 Tem()46525864707682 G/sin(kPa)10.24.8462.2311.0570.5410.3010.176 ()78.3279.1880.4481.2682.5883.0783.83 G 9.9894.7602.2001.0450.5360.2990.175 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（7） 2021-5-1229 沥青性能等级表（沥青性能等级表（PGPG分级）分级

37、） 国创国创PG7622 原样原样 温度温度()707682 G/sin(kPa)1.6831.0010.831 ()68.2469.3970.21 G 1.5630.9370.782 RTFOT G/sin(kPa)2.6591.484 ()68.970.35 G 2.481 1.398 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（8） 2021-5-1230 沥青性能等级表（沥青性能等级表（PGPG分级）分级） 国创国创PG7022 原样原样 温度温度()647076 G/sin(kPa)2.7221.615 ()66.9867.83 G 2.5051.496 RTFOT G

38、/sin(kPa)4.1582.365 ()69.0870.01 G 3.8842.223 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（9） 2021-5-1231 指指 标标RS-1RS-2RS-3RS-4 针入度针入度25，100g,5s(0.1mm)60-8050-6040-5030-40 延度延度15，5cm/min(cm)不小于不小于52443830 粘度粘度60，Pas s不小于不小于400550650700 软化点（软化点（COC）（）（）不小于）不小于46485458 指标指标RSH-1RSH-2RSH-3RSH-4 针入度针入度25，100g,5s(0.1mm)

39、80-10060-8040-6030-40 延度延度15，5cm/min(cm)不小于不小于52463834 粘度粘度60，Pas s不小于不小于450580680760 软化点（软化点（COC）（）（）不小于）不小于46525660 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（10） RSRS系列岩沥青复合改性沥青性能指标系列岩沥青复合改性沥青性能指标 2021-5-1232 试验项目试验项目 实测值实测值 试验方法试验方法 RS-1RS-4 针入度针入度(25,100g,5s) ,0. 1mm 42.431T0604-2000 延度延度(5cm/min,15 ) ,cm 不小

40、于不小于10.943.6T0605-1993 软化点（环球法）软化点（环球法）, 不小于不小于 59.468.3T0606-2000 薄膜烘箱老化薄膜烘箱老化 试验、试验、163 、5h 质量损失质量损失 0.260.29T0606-2000 针入度比针入度比 (25 )64.470.2T0606-2000 延度（延度（15 ）cm5.320.2T0606-2000 复合改性沥青复合改性沥青RS-1RS-1、RSRS4 4主要性能主要性能 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（11） 2021-5-1233 设计思想：设计思想： 由于隧道的封闭性，一旦发生事故，特别是火灾事

41、故由于隧道的封闭性，一旦发生事故，特别是火灾事故 其后果不堪设想。为保障隧道的使用安全，隧道的防火问题其后果不堪设想。为保障隧道的使用安全，隧道的防火问题 就显得尤为重要。就显得尤为重要。 宜恩段初步设计共设隧道宜恩段初步设计共设隧道2626座，长度占路线的比例达座，长度占路线的比例达 到到27.6%27.6%，其中超过，其中超过3Km3Km的特长隧道共计的特长隧道共计8 8座，具有代表性的座，具有代表性的 有有夹河岩隧道夹河岩隧道、龙潭隧道龙潭隧道、野三关隧道野三关隧道等等 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（12） 隧道用阻燃沥青材料设计隧道用阻燃沥青材料设计 202

42、1-5-1234 理论依据理论依据 通过能量守恒定律得出如下的能量平衡关系通过能量守恒定律得出如下的能量平衡关系： Q外部热源供应的热量；外部热源供应的热量； Qe沥青燃烧热；沥青燃烧热； Qf沥青分解气化所需的热量；沥青分解气化所需的热量； Qs损失的热量损失的热量； sfeQQQQ 阻燃沥青材料设计阻燃沥青材料设计 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（13） 2021-5-1235 沥青阻燃设计的技术标准沥青阻燃设计的技术标准 日本标准JISK 7201则规定： OI30为难然1级； OI在2730为难燃2级； OI在2427为难燃3级； OI在2124为难燃4级；

43、OI21为难燃5级。 一般认为，当氧指数OI27时，该材料在火中是自行熄 灭的材料； OI =2027时，材料为可燃材料； OI20时，材料为易燃性材料。 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（14） 2021-5-1236 氧指数OI的计算公式为: 2 22 . .100 O OI ON 式中：O2临界氧浓度时混合气流中氧的体积流量； N2临界氧浓度时混合气流中氮气的体积流量 阻燃沥青材料的设计阻燃沥青材料的设计 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（15） 2021-5-1237 v沥青的阻燃性采用氧指数来评价。沥青的阻燃性采用氧指数来评价。 v本研

44、究采用本研究采用HC-2HC-2型氧指数测定仪测型氧指数测定仪测 试氧指数，按试氧指数，按GB T2406GB T2406规定进行测规定进行测 试。试。 阻燃沥青材料的设计阻燃沥青材料的设计 二、沥青路面原材料试二、沥青路面原材料试 验验 沥青（沥青（16） 2021-5-1238 1、阻燃效率高的阻燃剂（添加量少）； 2、热稳定性高，在沥青的使用范围内不分解，高温情况下不离析； 3、粘度与沥青的粘度相配并且稳定； 4、选用固体阻燃剂时阻燃剂可以均匀的 分散在沥青中，不能对沥 青的性能影响太大； 5、成本要低。 制备阻燃改性沥青试验，氧指数（OI）可达到23（GB-2406），阻燃 沥青混合料

45、水平燃烧试验能达到级（GB-2408）。 二、沥青路面原材料试二、沥青路面原材料试 验验 沥青（沥青（17） 2021-5-1239 1、阻燃剂用量增加，氧指数呈现缓慢上升；、阻燃剂用量增加，氧指数呈现缓慢上升； 2、有机阻燃剂掺量增大，针入度、软化点增大，；无机阻燃掺量增大针入度减小、有机阻燃剂掺量增大，针入度、软化点增大，；无机阻燃掺量增大针入度减小、 软化点略有增加；软化点略有增加； 3、无论是有机阻燃剂还是无机阻燃剂都会使延度下降很大。在阻燃沥青设计中，、无论是有机阻燃剂还是无机阻燃剂都会使延度下降很大。在阻燃沥青设计中， 延度是一个重要的控制指标。延度是一个重要的控制指标。 二、沥青

46、路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（18） 不同类型阻燃剂对原样沥青的性能影响不同类型阻燃剂对原样沥青的性能影响 2021-5-1240 1、低温时阻燃剂量越高，粘度越大；温度越高，差别越小，、低温时阻燃剂量越高，粘度越大；温度越高，差别越小， 2、有机阻燃剂对沥青粘度影响较小（左图）、有机阻燃剂对沥青粘度影响较小（左图） ；无机阻燃剂对沥青粘度影响较；无机阻燃剂对沥青粘度影响较 大（右图）大（右图） ，无机阻燃剂与有机阻燃剂在低温的情况下对粘度的影响比较，无机阻燃剂与有机阻燃剂在低温的情况下对粘度的影响比较 小，约小，约90时，无机阻燃剂对沥青粘度增加明显。时，无机阻燃剂对沥青

47、粘度增加明显。 二、沥青路面原材料试验二、沥青路面原材料试验 沥青（沥青（19） 阻燃剂对原样沥青粘度的影响阻燃剂对原样沥青粘度的影响 2021-5-1241 宜长段阻燃沥青性能试验宜长段阻燃沥青性能试验 二、沥青路面原材料试验及优选二、沥青路面原材料试验及优选 沥青（沥青（20） 试验项目试验项目 实测结果实测结果 针入度针入度(25,100g,5s) ,0. 1mm 23 延度延度(5cm/min,5 ) ,cm 不小于不小于 18 软化点（环球法）软化点（环球法）, 不小于不小于 95 溶解度（三氯乙稀）不小于溶解度（三氯乙稀）不小于 99 运动粘度运动粘度(135,Pa.s) 不大于不

48、大于 8.3 弹性恢复弹性恢复(25,10cm,60min),% 不小于不小于 95 RTFOT试验试验 163 ,85min 质量变化质量变化,%，不大于，不大于 0.02 针入度比（针入度比（25 ）,% 80 延度（延度（5 ）,cm 9 2021-5-1242 沥青部分小结：沥青部分小结： 1. 通过对鄂州通过对鄂州KOCH、湖北国创、中海海盛三个沥青品牌不同、湖北国创、中海海盛三个沥青品牌不同 类别沥青的常规试验和动态剪切（类别沥青的常规试验和动态剪切（PG分级）试验，鄂州分级）试验，鄂州 KOCH沥青的稳定性最优。沥青的稳定性最优。 2. 从阻燃沥青混合料的氧指数测试结果表明：采用

49、复合阻燃沥从阻燃沥青混合料的氧指数测试结果表明：采用复合阻燃沥 青的阻燃性能高于基质沥青，可以在道路发生火灾时起到防青的阻燃性能高于基质沥青，可以在道路发生火灾时起到防 火阻燃的作用。火阻燃的作用。 二、沥青路面原材料试验及优选二、沥青路面原材料试验及优选 2021-5-1243 沥青中少量沥青中少量 羧酸羧酸（CarboxylicAcid） 亚枫（亚枫（Sulfoxide） (弱酸性弱酸性) 消石灰消石灰 CaO+H2O 普硅普硅水泥中少量水泥中少量 Ca(OH）2 硷硷 土土 盐盐 较强的吸附性能，较强的吸附性能， 牢固地粘附在粒料表面牢固地粘附在粒料表面 而不剥落而不剥落 填料填料 1

50、2021-5-1244 水泥与石灰都是碱性材料，因此水泥与石灰都是碱性材料，因此 它们对沥青的吸附作用比较强，它们对沥青的吸附作用比较强， 在相同油石比下，矿粉的析漏率在相同油石比下，矿粉的析漏率 最大；采用等量的水泥代替矿粉最大；采用等量的水泥代替矿粉 后，析漏率有所降低；掺入少量后，析漏率有所降低；掺入少量 消石灰后，混合料的析漏率明显消石灰后，混合料的析漏率明显 减少。消石灰对沥青的吸附作用减少。消石灰对沥青的吸附作用 较强，有利于提高混合料的水稳较强，有利于提高混合料的水稳 定性。定性。 石灰、水泥对沥青的吸附作用石灰、水泥对沥青的吸附作用 填料填料 2 2021-5-1245 石灰和

51、水泥的比表面积大、石灰和水泥的比表面积大、 吸油率高，并导致沥青胶浆的粘吸油率高，并导致沥青胶浆的粘 度较大，更多的胶浆吸附于粗集度较大，更多的胶浆吸附于粗集 料的表面，增加了沥青膜厚。料的表面，增加了沥青膜厚。 较多胶浆吸附于粗集料表面较多胶浆吸附于粗集料表面 正是石灰（水泥）改善沥青混合正是石灰（水泥）改善沥青混合 料抗水损害能力的原因所在。料抗水损害能力的原因所在。 石灰、水泥对沥青混合料体积性能影响石灰、水泥对沥青混合料体积性能影响 填料填料 3 2021-5-1246 随着石灰和水泥用量的增加，对混合料高温稳定性和水稳定性随着石灰和水泥用量的增加，对混合料高温稳定性和水稳定性 都有提

52、高，可见，都有提高，可见，沥青混合料的填料宜用石灰岩类石料加工成的矿沥青混合料的填料宜用石灰岩类石料加工成的矿 粉粉 不同改性剂掺量对沥青混合料稳定度影响不同改性剂掺量对沥青混合料稳定度影响 填料填料 4 2021-5-1247 沥青混凝土用纤维材料主要有聚合物聚酯纤维和木质素沥青混凝土用纤维材料主要有聚合物聚酯纤维和木质素 纤维、两者对沥青混凝土的路用性能都有不同程度改善。纤维、两者对沥青混凝土的路用性能都有不同程度改善。 纤维材料纤维材料 1 微观扫描电镜试验微观扫描电镜试验 2021-5-1248 纤维沥青胶浆动态剪切试验研究纤维沥青胶浆动态剪切试验研究 纤维种类的影响纤维种类的影响 试

53、验温度（试验温度（）46525864707682 0 G*（kPa）9.989 4.760 2.200 1.045 0.536 0.299 0.175 （）78.3279.1880.4481.2682.5883.0783.83 G*/sin 10.200 4.846 2.231 1.057 0.541 0.301 0.176 木质木质 素素 G*（kPa）13.538 6.239 2.917 1.413 0.740 0.405 0.224 （）76.977.6678.5980.3881.6782.5583.32 G*/sin 13.900 6.387 2.976 1.433 0.748 0.4

54、08 0.226 聚酯聚酯 G*（kPa）19.2229.4694.7782.5151.3920.8250.516 （）69.6669.7970.3170.970.9970.1768.16 G*/sin 20.510.095.0752.6621.4720.8770.556 纤维材料纤维材料 2 2021-5-1249 纤维沥青胶浆动态剪切试验研究纤维沥青胶浆动态剪切试验研究 随着温度的升高随着温度的升高G*迅速降低，迅速降低， tan 随之增加，且这种趋势随之增加，且这种趋势 在高温时变缓在高温时变缓; 聚酯纤维沥青胶浆的这种趋聚酯纤维沥青胶浆的这种趋 势表现最为明显，其次是聚丙势表现最为明显

55、，其次是聚丙 烯腈纤维和木质素纤维的；烯腈纤维和木质素纤维的； 与原样沥青相比，纤维沥青与原样沥青相比，纤维沥青 胶浆的胶浆的G* 提高，提高，tan 降低，降低， 表明纤维的加入有效地改善了表明纤维的加入有效地改善了 沥青胶浆的弹性性能，这得益沥青胶浆的弹性性能，这得益 于纤维沥青胶浆中交联网络的于纤维沥青胶浆中交联网络的 形成。形成。 455055606570758085 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Temperature G* (kPa) 2 4 6 8 10 tan 各纤维沥青胶浆各纤维沥青胶浆G* 和和tan 的温度关系曲线的温度关系曲线 -0, -CEL

56、, -PAN, -PET, and G*, tan . 纤维材料纤维材料 3 2021-5-1250 纤维沥青胶浆动态剪切试验研究纤维沥青胶浆动态剪切试验研究 车辙因子与温度关系的回归示意曲线车辙因子与温度关系的回归示意曲线 纤维材料纤维材料 4 2021-5-1251 在在SHRP沥青分级的沥青分级的PG标准中，用标准中，用DSR评价旋转薄膜烘箱老化前评价旋转薄膜烘箱老化前 后的高温性能是根据后的高温性能是根据G*/sin1.0kPa（原样沥青）和（原样沥青）和2.2kPa（经旋转薄（经旋转薄 膜烘箱老化后）的临界温度将沥青分成不同的等级。膜烘箱老化后）的临界温度将沥青分成不同的等级。临界温

57、度越高，表临界温度越高，表 明此沥青胶浆抵抗高温流动变形的能力越强。明此沥青胶浆抵抗高温流动变形的能力越强。 经回归后的曲线具有良好的线性关系，掺聚酯的临界温度最高，木质经回归后的曲线具有良好的线性关系，掺聚酯的临界温度最高，木质 素纤维次之，而原样沥青的临界温度最低。素纤维次之，而原样沥青的临界温度最低。 沥青胶浆试验结果分析沥青胶浆试验结果分析 纤维材料纤维材料 5 2021-5-1252 纤维增强沥青混合料的机理分析纤维增强沥青混合料的机理分析 微观：界面理论微观：界面理论 宏观：复合理论宏观：复合理论 桥接、加筋作用桥接、加筋作用 分散作用分散作用 吸附及吸收沥青的作用吸附及吸收沥青的

58、作用 稳定作用稳定作用 增韧（粘）作用增韧（粘）作用 机理分析机理分析 纤维材料纤维材料 6 2021-5-1253 聚酯纤维聚酯纤维 木质素纤维木质素纤维 端部明显突起的端部明显突起的“触角触角” 长径比大长径比大 模量高，强度大模量高，强度大 相互搭接相互搭接 桥接结构网桥接结构网 转移分散应力转移分散应力 加筋作用加筋作用 表面凹凸不平表面凹凸不平 疏松多孔疏松多孔 比表面积大比表面积大 吸附吸收沥青吸附吸收沥青 增加沥青膜厚增加沥青膜厚 粘稠度增大粘稠度增大 稳定作用稳定作用 纤维材料纤维材料 7 2021-5-1254 纤维材料优选建议纤维材料优选建议 1 1、从聚酯纤维、木质素纤维

59、对沥青胶浆流变性能改善效果可知，聚酯纤维从聚酯纤维、木质素纤维对沥青胶浆流变性能改善效果可知，聚酯纤维 对沥青胶浆抵抗高温流动变性能力的改善效果优于木质素纤维，有益于对沥青胶浆抵抗高温流动变性能力的改善效果优于木质素纤维，有益于 提高混合料抗高温变形能力，提高混合料抗高温变形能力，适用于有抗高温形变要求的结构层适用于有抗高温形变要求的结构层； 2、木质素纤维对沥青胶浆良好的吸附性能，可以减少混合料在储存、运输、木质素纤维对沥青胶浆良好的吸附性能，可以减少混合料在储存、运输、 摊铺过程中的沥青析漏损失，摊铺过程中的沥青析漏损失，适用于适用于SMA以及以及OGFC等对析漏控制要求等对析漏控制要求

60、较高的级配类型；较高的级配类型； 2、对于长大纵坡上坡段中面层，可采用、对于长大纵坡上坡段中面层，可采用聚酯纤维聚酯纤维增强的骨架密实型级配；增强的骨架密实型级配； 对主线抗滑表层可选用对主线抗滑表层可选用木质素纤木质素纤维稳定的维稳定的SMA级配。级配。 纤维材料纤维材料 8 2021-5-1255 涂膜类防水材料以其简洁的施工工艺、良好的防水效果被广泛运 用与各种类型的桥梁防水结构中，目前比较常用的涂膜类防水材料主要 有：SBS、SBR、氯丁胶乳（FYT）、聚氨酯（双组分）等四大类冷施工聚 合物改性乳化沥青防水涂料。 桥面防水材料性能试验桥面防水材料性能试验 P P F F 桥面铺装沥青混