pAAA沥青路面设计与养护技术发展

1、沥青路面设计与养护技术发展湖北交通工程检测中心1主要内容沥青混合料结构设计国际沥青路面新技术及新进展沥青路面养护技术及新进展2一、沥青路面设计沥青路面结构设计材料试验与质量控制沥青混合料配合比设计方法31 沥青路面结构设计交通量调查Ne容许弯沉LR地质、气候、水文调查确定路基弯沉和沥青面层设计指标路面结构组合设计各层设计控制指标路面结构厚度设计弯沉和弯拉应力确定我国规范规定以弯沉值和沥青面层层底拉应力为设计控制指标，必要时验算沥青面层剪应力。4沥青面层结构设计5厚度设计弯沉设计选择路面结构层组合计算交通量Ne确定路面材料模量E1选定某些路面结构层厚度计算某一路面结构层厚度确定路面容许弯沉Lr弯

2、拉设计6弯拉设计选择路面结构层组合计算交通量Ne确定路面材料弯拉模量Es计算最大弯拉应力路面结构层厚度确定结构层容许弯拉应力mR调整厚度m R72、材料试验与质量控制沥青、改性沥青碎石矿粉天然砂纤维870号A级沥青技术指标技术指标规定值针入度（25,100g,5s） (0.1mm)6080延度（5cm/min,10）最小 (cm)15延度（5cm/min,15）最小 (cm)100软化点（环球法） 最小 （）46闪点（COC） 最小 （）260含蜡量（蒸馏法）最大 （%）2.2密度（15） (g/cm3)实测溶解度（三氯乙烯） 不小于 (%)99.5动力粘度（60）不小于 (Pa.s)180R

3、TFOT或TFOT后质量损失 不大于 (%)0.8 针入度比 不小于（%）61延度（10）(cm)不小于6延度（15） (cm) 不小于159改性沥青技术指标技术指标规定值PG等级PG76-16针入度(25,100g,5s) (0.1mm)40-60针入度指数PI 最小0.2延度（5cm/min,5） 最小（cm）20软化点（环球法） 最小 （）75闪点（COC） 最小 （）230运动粘度135,最大 （Pa.s）3溶解度（三氯乙烯） 最小 （%）99弹性恢复（25 oC,10cm） 最小 （%）80储存稳定性离析，48h软化点差，最大 （）2.5旋转薄膜烘箱试验16385min质量损失 最大

4、(%)1.0针入度比(25) 最小 (%)65延度（5） 最小 (cm)1510 材料质量碎石 压碎值 25 洛杉矶磨耗损失 30 磨光值 BPN 42 视密度 t/m3 2.50 吸水率 2.0 对沥青的粘附性 4级 坚固性 12 细长扁平颗粒含量 15 泥土含量 1 软石含量 111 材料质量矿粉 视密度（g/cm3） 2.5 含水量（）1 粒度范围 0.6mm（） 100 0.15mm（） 90100 0.075mm（） 75100 外观无团粒结块 亲水系数 1 塑性指数 4 矿粉存放应搭棚，防潮12木质素纤维质量指标133 热拌沥青混合料设计方法 马歇尔法 38州 1984年调查 维姆

5、法 18州 Superpave法 40州 2002年调查 与性能相关的设计法 澳大利亚、 英国、法国141984年美国沥青混合料设计方法调查15混合料设计目标 抵抗永久变形 抵抗疲劳开裂 抵抗低温开裂 耐久性 抗损害能力 抗滑 施工和易性163.1马歇尔混合料设计方法17马歇尔混合料设计方法Bruce Marshall 在30年代末为密西西比州公路局开发WES 1943年为二战开始研究评价压实功击实次数锤重10磅,双面50次交通碾压后4%空隙率建立最初标准,后随冷压和荷载增加而修订18马歇尔混合料设计方法优点: -注意到了体积性质,强度及耐久性 -设备简易价廉 -很容易作为过程控制和接受(QC

6、/QA)缺点: -冲击压实方法 -没有考虑剪切强度 -不适用于大粒径混合料 193.2维姆混合料设计维姆于1920年代为加州公路沥青路面开发 有限使用1984年调查约10个州,主要在西部 设计考虑与马歇尔类似 考虑了集料的沥青吸收20试验设备维姆搓揉压实机维姆稳定度仪21维姆混合料设计优点:注意到空隙性质,强度和耐久性搓揉压实类似于现场施工稳定度参数是剪切强度内摩擦角的直接指示缺点:设备昂贵, 工地不易携带使用稳定度测试范围不够宽223.3 Superpave设计美国战略公路研究计划（SHRP）重要成果历时5年，19881993年耗资1.5亿美元，1993年以后每年投入1000多万美元进行后期

7、研究，包括养护技术。研究比较系统，技术路线合理。2324Superpave 集 料 级 配1000 .075.3 2.36 12.5 19.0通过百分率设计集料结构筛孔位于筛孔尺寸（mm）的0.45次方位置25Superpave 混合料体积设计旋转压实机更接近现场的压实过程增加了混合料短期老化加大了试件尺寸（150mm直径）评价混合料的压实特性 26Superpave 混合料体积设计步骤 （1）材料选择（2）集料结构设计（3）沥青用量设计（4）混合料料水敏感性评价27（1）材 料 选 择沥青标号根据工程所在地区的气候，确定初始等级；重载交通提高12个等级慢速交通提高1个等级28（2）集料结构设

8、计使用Superpave旋转压实机评价至少三种试验级配，每种级配要准备4个试件，2个用于压实，2个用于测量最大理论密度分析混合料体积性质并与Superpave混合料设计标准进行比较，只要符合标准，就可选为设计集料结构。29（3）沥青用量设计用各种不同的沥青用量来压实混合料，然后选定在设计压实次数时空隙率为4% 的沥青用量作为设计沥青用量。30（4）混合料水敏感性评价用AASHTO T 283“压实沥青混合料 抗水损害阻力”的试验方法评价设计 沥青混合料的水敏感性6个试件按空隙率大小分成两组，一组 用真空饱水冻融循环加以处理，另一组 不处理，用两组试件的间接抗拉强度比 大于80% 作为判断是否有

9、水敏感的标准31Superpave 混合料要求混合料体积性质空隙率矿料间隙率沥青填隙率混合料压实特性粉胶比水敏感性32混合料空隙率要求胶结料%空隙率不管在任何交通量水平设计压实次数N设计时空隙率为4%433混合料VMA要求 矿料间隙率 9.515.0 12.514.0 1913.0 25 12.0 37.511.0公称最大粒径(mm)最小 VMA %胶结料%VMA最大值不宜高于最小值2个点34混合料VFA要求沥青填隙率 0.370 - 800.3 to 365 - 783.0 to 3065 - 75交通量106 ESALsVFA范围%胶结料%VFA35混合料粉胶比要求100100928365

10、4836221594小于 0.075 材料重量% 有效沥青重量%0.6 5 years澳大利亚: 8-15 years新西兰 8-15 years南非: 8-12 years1433.5 Novachip采用高粘度改性沥青和开级配集料；功能：封水、延缓裂缝发生、提高抗滑性能、降低噪音、减少水雾144施工程序喷洒Nova结合料 摊铺沥青混合料 压实Nova结合料145Novachip有效勉强破坏类型疲劳开裂线状或块状裂缝车辙松散泛油不平整抗滑丧失水损害问题的程度轻重不合适无效1463.6、智能养护技术采用一批自动检测设备定期对路面进行检测，根据检测结果对路面病害进行分析诊断，并提出科学合理的养护

11、对策、工程量及养护费用，为领导科学决策提供依据。147系统简介平整度RQI弯沉SSI路面破损PCI摩擦系数SFC预防性养护小修养护中修养护大修养护地质雷达取芯路面综合评价PQI工程量清单养护计划自动检测系统专家诊断系统科学决策系统1484 沥青路面再生技术 节约大量的沥青及砂石材料。 有利于缓解土地、公路建筑材料等资源压力。有利于降低工程造价，具有显著的经济效益。有利于创建资源节约型、环境友好型社会，实现可持续发展。149再生技术选择再生技术分为五个大类： 1、厂拌热再生（HR） 2、厂拌冷再生（CR） 3、就地热再生（HIR） 4、就地冷再生（CIR） 5、全深再生（FDR）借鉴发达国家的经

12、验，选择质量可靠，实用范围广的厂拌热再生和厂拌冷再生作为研究重点。150国际经合组织对11国路面再生利用调查表1514.1、厂拌热再生路用性能最好；应用广泛，可用于高速公路中下面层及其他各级公路各个结构层次；152再生沥青混合料的动稳定度 再生沥青混合料有较好的高温稳定性，且随旧料掺量增加而提高，各个方案都好于新料，掺入再生剂会降低再生料的高温稳定性。 153再生沥青混合料的低温抗裂试验结果154再生沥青混合料的低温抗裂性能 改性沥青再生料比重交沥青再生料具有更高的破坏应变，都随旧料掺量增加而降低；掺入再生剂能提高再生料的开裂应变，说明再生剂能够有效改善再生料的低温抗裂性能。 155厂拌热再生拌和工艺流程RAP筛分RAP破碎RAP称重RAP加热热RAP称重热新料称重新料加热新料称重出料拌缸搅拌沥青添加RAP细料添加再生剂1564.2 厂拌冷再生RAP利用率高；施工方便可用于高速