高速公路薄层沥青混凝土罩面技术研究

1、高速公路薄层沥青混凝土罩面技术研究    【发布单位】交通行业重点实验室【作者】【发布日期】2006-03-13 完成单位：河北省石安高速公路管理处长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室完成形式：合作完成成果评审(鉴定)时间：2003年12月08日参加研究的主要人员名单：宋敬信、刘朝晖、贾新民、李建军、黄云涌、秦仁杰、王向会成果主要内容：1主要技术内容沥青路面在通车使用一段时间后，路表面的粗糙度或构造深度将会衰减，纵向平整度、横向平整度将会降低，产生压密车辙与磨耗车辙，特别是高度渠化交通的高速公路，将影响道路的行车使用性能。由于高速公路渠

2、化交通的影响，在行车道上重载车长期行驶作用，使路面的抗滑性能迅速降低，压密车辙明显，直接影响到汽车的行车安全，为此，如何改善已建高速公路的表面功能，恢复路面的抗滑性能、平整度与降低路面噪声，是高速公路养护中的重要研究课题之一。薄层沥青混凝土SAC-10是一种小粒径、多碎石、粗集料断级配密实型沥青混合料，一般的摊铺厚度为1525mm。薄层沥青混凝土首先产生于20世纪70年代后期的法国，用于沥青路面表面功能的恢复，主要是抗滑性能的恢复，后来也用于新建沥青路面的表面抗滑磨耗层。这种薄层沥青混凝土路面具有构造深度大，抗滑性能好，行车噪声低，同时由于厚度较薄，造价低，是一种很有前途的高速公路抗滑表面层型

3、式，适宜于沥青路面养护维修与新建工程。为解决石安高速公路沥青路面存在的行车道泛油、车辙等问题，恢复行车道或沥青路面表面的平整度与抗滑使用功能，决定采用薄层沥青混凝土进行罩面处理。2001年8月河北省交通厅批准了“高速公路薄层沥青混凝土罩面技术研究”的交通科研项目，由河北省石安高速公路管理处与长沙理工大学(原长沙交通学院)共同进行项目研究。该项目结合河北省石安高速公路沥青路面行车道维修的实体工程，重点研究解决国内高速公路沥青路面养护维修工程中表面功能恢复的技术难题，采用薄层沥青混凝土罩面技术，解决沥青路面表面出现的抗滑性能衰减、平整度降低、行车道泛油、车辙、表面粗糙麻面等损坏现象。通过调查分析薄

4、层沥青混凝土罩面结构的设计方法；通过室内试验研究薄层沥青混凝土材料的级配、胶结料及材料的使用性能与压实性能，提出薄层沥青混凝土的级配范围与配合比设计方法；通过现场试验路修筑，提出薄层沥青混凝土罩面施工技术与施工工艺，提出能够推广应用的薄层沥青混凝土罩面成套技术。2技术特点、适用范围1）技术特点本项目通过室内试验、美国工程兵旋转压实仪（GTM）试验和试验路，研究了薄层沥青混凝土罩面技术的旧路面准备与铣刨技术、改性沥青粘结防水层技术、薄层沥青混凝土级配与配合比设计、薄层沥青混凝土罩面施工技术。提出薄层沥青混凝土罩面的概念，并按厚度对薄层面层进行了分类。提出薄层沥青混凝土罩面结构的适用条件与结构层次

5、。采用马歇尔试验与GTM试验对比试验论证薄层沥青混凝土SAC-10的级配，它是一种小粒径、多碎石、粗集料断级配密实型（完全断级配或接近完全断级配）和半开式（中断级配）沥青混合料，一般的摊铺厚度为1525mm，并在国内首次成功铺筑了厚20mm的超薄层沥青混凝土磨耗层。试验证明中断级配SAC-10的高温抗形变能力显著优于完全断级配SAC-10；研究了橡胶粉（干法）沥青混凝土的性能指标及施工工艺，在沥青混凝土中掺入废旧橡胶粉可以改善沥青混合料的抗永久变形能力，并在石安高速公路成功修筑了试验路段。本研究成果的创新点：在国内首次成功铺筑了厚20mm的SAC-10超薄层沥青混凝土磨耗层。中断级配SAC-1

6、0的高温抗形变能力显著优于完全断级配SAC-10。本项目研究成果达到了国内领先水平。2004年获中国公路学会科技进步三等奖。2）应用范围超薄磨耗层是一种具有较大构造深度、抗滑性能好的磨耗层，适用于路面较平整、辙槽深度小于10mm、无结构性破坏的公路，为提高表面层服务功能的养护维修措施，也适用于新建公路的磨耗层。磨耗层一般厚度为20mm左右，混合料宜选用断级配、改性沥青或其它添加剂，以提高超薄磨耗层的水稳性。薄层沥青混凝土罩面必须铺筑在路面结构强度和下承沥青面层的高温抗形变能力满足要求的路面上。薄层沥青混凝土不能提高路面结构的强度或承载能力，也不能提高沥青路面的高温抗形变能力。薄层罩面铺筑在结构

7、强度不足的路面上将可能产生结构性破坏；铺筑在下承沥青面层中的任一层的高温抗形变能力不足的路面上，将会产生显著的辙槽，甚至严重辙槽，薄层沥青混凝土面层对提高路面的抗形变能力无任何作用。近10多年来，我国的公路建设有了很大的发展，截至2002年底，我国公路总里程已超过176.5万km，其中高速公路通车总里程达2.52万km，但是，在公路里程不断增加的同时，有相当一部分公路已经进入或即将进入维修养护时期。以往的养护方法通常是进行不定期的铣刨修补，加铺热拌混合料面层等，部分高速公路也采用了改性乳化沥青稀浆封层（微表处）技术来恢复路面的使用功能。但使用效果均不太理想。开发经济的薄层沥青混凝土罩面与抗滑磨

8、耗层用于路面养护和新建工程有着十分重要的现实意义。3已应用情况公路系统的一个主要目标就是为用户提供一个安全、舒适、快速和经济的运输通道。当一条新的公路建成之后，随着交通量的增加，道路表面在车辆轮胎的碾压下和自然因素的作用下(如温度、湿度的变化以及风化等)，路表面的平整度、抗滑力等特性都在逐渐降低，出现辙槽、裂缝、剥落、搓板、拥包、坑洞以及泛油等路面损坏。这些都大大影响了道路使用的安全性、舒适性、经济性和通行能力。它不但提高了道路的使用费用，增加了能耗而且对人们的生命安全构成了威胁。近些年来由于交通量与载重量的增加，这一问题更加突出，为了较好的解决此问题，开发经济的薄层沥青混凝土罩面与抗滑磨耗层用于路面养护和新建工程有着十分重要的现实意义。本项目的研究成果已直接用作石安高速公路沥青面层的养护措施，也可作为其它高速公路恢复沥青面层使用性能的参考。