薄层热拌沥青混凝土技术的研究.pdf

2 0 1 1 年增刊 广 东 公 路 交 通 G u a n g D o n g G o n g L u J i a o T o n g 总第 1 1 4 期 文章编号 ： 1 6 7 1 7 6 1 9 ( 2 0 1 1 ) S 1 0 0 3 5 0 4 薄层热拌沥青混凝土技术 的研究 林益恭 ，周岳华 ，虞将苗 ，陈少幸。 ( 1 广东省高速公路有限公司， 广州5 1 0 1 0 0 ； 2 华南理工大学 ， 广州5 1 0 6 4 0 ； 3 广东华路交通科技有限公司，广州5 x o 4 2 o ) 摘要： 薄层热拌沥青混凝土总体上具有 巨 好的耐久性、 抗车辙、 抗裂能力 ， 并能显著提高原路面的平整度水平 ， 修 复原路面轻微病害， 提供优良的服务性能。目前， 对于薄层热拌沥青混凝土技术的相关要求 尚无统一的标准和 规定。主要介绍了薄层热拌沥青混凝土技术的适用条件， 以及材料设计中应注意的要点 ， 以促进此技术的应用 与发展。 关键词： 薄层热拌沥青混凝土；适用条件；材料设计 中图分类号： U 4 1 6 2 1 7 文献标识码： A 0 引言 薄层热拌沥青混凝土的级配主要有密级配、 开级配和间断级 配三种类型 。其 中 ， 密级配类型 以 A C一1 3 C为代表， 开级配以 O G F C1 0为代 表， 间断级配以 S M A一1 0为代表。对热拌热铺 密级配沥青混合料 ， 沥青层一层的压实厚度应为 最大公称粒径的2 5倍以上， 对 O G F C和 S M A等 嵌挤型混合料 ， 压实厚度应为最大公：称粒径的 2 倍以上。 薄层热拌沥青混凝土相对于其它类型预防 性养护措施总体上具有更好 的耐久性、 抗车辙、 抗裂能力， 并能显著提高原路面的平整度水平 ， 修复原路面轻微病害， 提供优良的服务性能。目 前， 对于薄层热拌沥青混凝土技术的相关要求尚 无统一的标 准和规 定 。本 文在 充 分吸 收 国内外 此项技术研究成果的基础上， 根据广：东省高速公 路有限公司和华南理工大学近几年来 的相关研 究成果， 介绍薄层热拌沥青混凝土技：术的适用条 件， 以及材料设计和施工中应注意的要点， 以促 进此技术 的应用与发展。 1 适用条件 薄层热拌沥青混凝土是指将厂拌沥青混合 料直接摊铺在路 面上 ， 成型后 的厚度约为 3 4 c m， 以 A C一1 3 C、 O G F C一1 0和 S MA一1 O为 主 要代表。A C一1 3 C是原 A K一1 3 A的调整型， 采 用 s型级配曲线 ， 设计空隙率为 3 5 ， 具有 较好的高温稳定性、 抗滑性能和密水效果。O G F c一1 0是多孔隙的开级配热拌沥青混合料磨耗 层， 设计空隙率为 1 5 一 2 5 ， 具有排水、 减少水 膜厚度 、 防止水漂及抗 滑功能 。S MA1 0是骨架 密实型沥青码蹄脂混合料 ， 设计空隙率为 3 一 4 ， 具有更强的高温稳定性、 低温抗裂性、 耐久 性和抗滑能力 。 薄层热拌沥青混凝土作为预防性养护措施 ， 不能提高原路面结构承载能力 ， 应应用在原路面 结构性能 良好 ， 没有结构 性损坏 的路段 。施工前 必须认真修复原路面裂缝、 坑槽、 修补损坏等破 坏， 对于厚度大于 1 5 c m的车辙应预先填充。并 且， 在混合料摊铺前需要前喷洒粘层沥青， 粘层 沥青宜优先采用热沥青。 A C一1 3 C相对于其它两种沥青混合料 ， 具有 造价便宜 ， 施工技术易于掌握等优点， 在对高温 稳定性 和抗滑性能没 有更高要求 的情况下 ， 应作 为首选的薄层热拌沥青混凝土罩面级配类型。 O G F C一1 0相对于其它两种沥青混合料， 具 有更好的抗滑性能和路面横向排水性能， 它能显 著减少雨天路面水雾 ， 降低行驶噪音 ， 防止车辆 打滑。O G F C一 1 0应应用在需显著提高路面抗滑 能力或路面横 向排水不畅的路段。另外 ， O G F C 一 1 O的造价较高， 尘土易污染堵塞空隙， 因此， 易 适时地进行人工冲洗作业。 S M A一1 0相对于其它两种沥青混合料 ， 具有 3 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1年增刊 广东公路交通 总第 1 1 4期 更强的车辙抵抗能力 和耐久性能 ， 造价也相对较 高， 可应用于对抗车辙能力有更高要求的路段。 2 材料要求 2 1 改性沥青 为提高施工质量控制水平 ， 保证 工程进度 与 质量 ， 对于改性沥青 除应严 格执 行交通 部颁 公 路沥青路面施工技术规范 ( J T G F 4 0 2 0 0 4 ) 中 相关要求 以外 ， 还应满足以下规定 ： ( 1 ) 改性沥青必须满足规定的技术要求。改 性沥青质量直接影响混合料的技术性能， 应加强 改性沥青的质量控制 ， 建立严格的验收制度， 并 严格控制改性沥青的贮存条件 。 ( 2 ) 明确改性沥青 的验 收程序和责任分担 。 ( 3 ) 施工期 间每天至少 1次测定 改性沥青的 针人度 、 软化点 、 低 温延度 ( 5 ) 和弹性 回复 ， 发 现以上指标 中任何 一项不 能满 足改 性沥青 技术 要求 时， 要将试验结果及时报送监理 。 对于 S B S 改性游青， 其技术指标和试验方 法应 同时满 足 公 路工 程 沥青 及 沥青 混合 料 试 验规程 ( J T J 0 5 2 2 0 0 0 ) 和美国 S H R P沥青结 合料路用性能规范中相关要求 ， 具体要求见表 1 和表 2所 示 。 O G F C沥青混合料宜采用改性沥青、 橡胶沥青 或高黏度改性沥青， 高黏度沥青 的性能指标可参 考表 3的要求 。 改性沥青供应方应以5 0 0 t 为一个批次， 按照 改性沥青技术标准中的( 表 F一1 ) 检验全套技术 指标， 如发现成品改性沥青不合格时应及时提出 处理意见。条件许可时， 应参照表 F一 2中所列的 技术性能指标进行检验 。 改性沥青 进人 卧式贮存罐贮 存时 ， 由于 S B S 密度显著低于基质 沥青 ， 改性 沥青易发生轻微分 层 ， 但反复装填卸放 ， 轻质的改性剂可能逐渐积蓄 在顶部 ， 导致 S B S在沥青罐 中结 团。因此最好将 沥青贮存罐倾斜放置， 不得已时应经常放空改性 沥青贮存罐， 或者定时捞出结团的S B S 改性剂。 改性沥青不得长期贮存 ， 贮存 时间超过 5 d ， 需 按工地指标检验合格后方可使用， 超过 1 5 d需经 全套指标监检合格后方可使用。 表 1 S B S改性 沥青技术标准 试验项 目 技术指标 针入度( 2 5 22， l O O g ， 5 s ) O 1 mm 针入度指数 P ， 延度( 5 22 ， 5 c m m i n ) c m 软化点 T R A B 22 运动粘度( 1 3 5 22) P a s 闪点( C O C ) 22 溶解度( 三氯乙烯) ( ) 弹性恢复( 2 5 22) ( ) 离析， 4 8 h软化点差 406 0 不小 于 0 不小 于 2 5 7 0 不大于3 不 小于 2 3 0 不小 于 9 9 0 不小于 8 0 不大于2 5 质量变化 ( ) 针 2 5 ( ) ( 5 225 叫 m m) c r n 不大于 1 0 不小于 6 5 不小于 2 0 表 2 S B S改性沥青技术性能指标( S H R P P G 7 6 2 2等级) 闪点 ， 最小 粘度 ， 1 3 5 22 最大 动态剪切试验 ， 1 0 r s G$ o s i n 最小 1 0 k P a 2 3 0 22 3Pa s 试验温度 7 6 2 2 ( 高温) R T F O T 短期老化后残留沥青的试验指标 3 6 质量损失 ， w 最大 动态剪切试验， 1 0 r s G o s i n 5最小 2 2 0 k P a 1 O 试验温度 7 6 22( 高温) P A V长期老化后残留沥青的试验指标 P A V老化温度 动态剪切试验， 1 0 r s G$o s i n 最大5 0 0 0 k P a 弯曲蠕变试验， 劲度模量 s 最大 3 0 0 M P a ， 斜率 m最小 0 3 0 直接拉伸试验， 1 0 m m mi n破坏应变大于 1 0 l 0 o 试验温度 3 1 ( 疲劳) 试验温度 一1 2 22( 低温) 试验温度 一1 2 22( 低温) 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1 年增刊 林益恭 ， 周岳华， 虞将苗， 陈少幸薄层热拌沥青混凝土技术的研究 总第 1 1 4期 表 3 高黏度沥青性能指标技术要求 试验项 目 技术指标 针人度( 2 5 C， 1 0 0 g ， 5 s ) O 1 m m 软化点 T R A B PC 延度( 1 5 ， 5 e m m i n ) c m 闪点( C O C) o C 韧性 ( N m( k g f e m) ) 黏附性 ( N m( k g f e m) ) 6 0 C黏度 ( P a s ( P o i s e ) ) 4 06 O 8 0 不小于 5 O 不小于2 6 0 不小于 2 0 ( 2 0 0 ) 不小于 1 5 ( 1 5 0 ) 不小于2 0 0 0 0 ( 2 0 0 0 0 0 ) R T F O T后 质量变 ( ) 残留物针入度比( 2 5 ) ( ) 不大于0 6 不小 于 6 5 2 2集料 罩面用碎石应具有质地均匀、 坚硬、 无风化、 表面粗燥、 耐磨等特点。施工前应对各种集料进 行调查试验 ， 经选择 确定 的材料在施 工过程 中应 保持稳定， 未经批准不得变更。 沥青路面使用集料的粒径应以方孔筛为准。 除矿粉和水泥( 或消石灰) 外 ， 配制沥青混合料的 集料至少分为 ( 方孔筛 ) 4个等级， 9 51 6 m m， 4 7 5 9 5 m m， 2 3 6 4 7 5 m m， 02 3 6 ra m， 不得 使用天然砂。粗集料应洁净、 干燥、 无杂质， 要求使 用反击破式破碎机加工的碎石， 有两个破碎面颗粒 比例应不少于7 5 。其质量应符合表4中要求。 各档集料必须满足 公路沥青路面施工技术 规范 ( J T G F 4 0 2 0 0 4 ) 规定的物理力学性能要 求， 并满足粒径规格要求， 不满足规格要求的集料 不得进场。其中0 2 3 6 m m机制砂或石屑规格和 性能必须满足表 5 和表6的要求。 表4 粗集料技术要求 表 5 02 3 6 m m机 制砂 或石屑规格要求 视密度 ( t m ) 坚固性 ( ) 砂当量 ( ) 2 5 1 2 6 O 为提高沥青混合料 的水稳 定性 ， 石屑或机 制 砂宜采用石灰岩加工制备。当采用酸性石料加工 石屑或机制砂时， 应加入占集料总质量 2 3 的水泥或消石灰。集料堆放场地必须硬化。集料 进场应办理质量检验单和计量单， 集：料应采用分 层堆放以避免离析。 2 3 矿粉 矿粉必须满足 公路沥青路面施工技术规范 ( J T G F 4 0 2 0 0 4 ) 规定的物理力学性能要求， 并满 足粒径规格要 求。矿 粉应 干燥、 洁净 。矿粉堆 放 应做好防潮、 防水措施， 结团结块的矿粉不得使 用。 沥青混合料的矿粉应采用石灰石加工而得， 其质量应符合表7的要求。 表 7 矿粉主 要技 术指标 视密度 含水量 亲水 粒度范围 ( t m。 ) ( ) 系数0 6 mm0 1 5 mm 12 5 l 1 1 0 0 9 0 一1 0 0 7 5 一1 0 0 未经允许 ， 不得使用回收粉代替矿粉。 3 混合料要求 热拌沥青混合料必须选用符合要求的材料， 充分利用同类道路与同类材料的施工实践经验， 经配合 比设计确定矿料级配 和沥青用量 。 热拌沥青混合料配合 比设计应按设计配合 比目标配合比生产配合比标准配合 比的程序进行。除设计配合 比由设计文件规定 外， 目标配合比应依据设计配合 比要求自冷料仓 抽样进行设计 ， 生产配合比应依据设计配合比要 求和 目标 配合 比设计 结果 自热 料仓 抽样进行设 计， 标准配合比必须经过试验段验证并 由监理批 准 。 A C一 1 3 C 、 O G F C一1 0和 S M A一1 0的混合料 级配应符合表 8的要求。 3 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 0 1 1年增刊 广东公路交通 总第 1 1 4期 表 8 薄层热拌沥青混合料级配要求 配合 比设计 主要 采用 马歇 尔试验 确定 沥青 混合料的沥青用量和体积参数， 主要技术指标应 满足表 9中的要求 。 表 9 薄层热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准 薄层热拌沥青混凝土混合料进行配合 比设 计时 ， 应通 过 车辙 试 验 机对 抗 车 辙 能 力 进行 检 验。在温度 6 0 、 轮压 0 7 M P a 条件下进行车辙 试验的动稳定度， 对于改性沥青混合料 ， 目标配 合比设计 阶段沥青混合料 的动稳定度提高 到 3 5 0 0次 m m。 对薄层热拌沥青混凝土混合料进行配合 比 设计时， 应通过旋转压实仪进行配合 比验证 ， 在 S u p e r p a v e方法规定 的最终 压实次数 下其残余空 隙率不得小于 2 ， 设计旋转压实次数下设计空 隙率为4 时对应的沥青含量与马歇尔法确定的 沥青含量 相差 不得 超过 0 3 ， 获得 相 当于 7 空 隙率 的旋 转压 实次 数应 介 于大约 0 5倍 的设计 压实次数与初始压实次数之间， 以保证所设计的 沥青混合料具有较好的压实特性。 为了保证改性沥青混合料的长期使用性能， 防止开放交通后发生泛油、 车辙， 目标配合比应 该经过 S u p e r p a v e设计用最终旋 转压实次数 复核 其空 隙率 ， 保证最终压 实次数下 的空 隙率不小于 2 。 改性沥青 混合 料 需要 较 通 常的沥青 混合 料 提高 1 0 。 ( = 2 O 的温度进行拌和与摊铺碾压， 在 配合比设计阶段， 应明确规定拌和温度与试件成 型温度 ， 使沥青混合料内部体积关系的确定具有 科学性 与合理性 。宜 以 1 7 5 作 为实验室拌和温 度， 1 6 0 作为试件成型温度。 4 结语 薄层热拌沥青混凝土相对于其它类型预防 性养护措 施 总体 上具有 更好 的耐久性 、 抗 车辙 、 抗裂能力 ， 并能显著提高原路面的平整度水平， 修复原路面轻微病害， 提供优 良的服务性能。根 据薄层热拌沥青混凝土级配类型的不同， 其具体 的应用条 件也 有所 差别 。本 文 主要对 薄层热 拌 沥青混凝土的适用 条件 、 材料设计进 行 了总结与 归纳 ， 以供广大同行参考和借鉴。 参考文献 ： 1 J T J 0 5 22 0 0 0公路工程沥青及沥青f 昆合料试 验规程 s 北京 ： 人 民交通出版社 ， 2 0 0 0 2 J T J F 4 02 0 0 4公路 沥青路 面施工技术规 范 S 北京： 人 民交通出版社， 2 0 0 4 ( 收稿 日期 ： 2 0 1 01 21 0 ) S t u d y o n Ul t r a - t h i n Ho t mi x e d As p h a l t Co n c r e t e p a v e me n t u N tg o ng L Z HOU Y u eh u a L ， YU fia n gmi a o 。C HEN S h a ox i n g ( 1 G u a n g d o n g P r o v i n c i a l F r e e w a y C o mp a n y L i mi t e d ，G u a n g z h o u 5 1 0 1 0 0 ， C h i n a ； 2 S o u t h Ch i n a Un i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ，G u a n g z h o u 5 1 0 6 4 0，C h i n a ； 3 G u a n g d o n g H u M u T r a n s p o r t a t i o n T e c h n o l o g y C o m p any L i m i t e d 5 1 0 4 2 0， C h i n a ) Ab s t r a c t ：T h e u l t r at h i n h o t mi x e d a s p h a l t c o n c r e t e h a s t h e b e t t e r d u r a b i l i t y，r u t t i n gr e s i s t a n c e ，a n d c r a c k i n g r e s i s t a n c e i n g e n e r a 1 I t a l s o c a n i mp r o v e t h e r o u g h n e s s o f t h e o r i g i n a l p a v e me n t ，r e p a i r t h e mi n o r d i s t r e s s e s ， a n d p r o v i d e g o o d s e r v i c e p e r f o r ma n c e Ho w e v e r ，t h e r e a r e n o u n i t e d s t a n d a r d s o r r e g u l a ti o n s f o r the r e q u i r e me n t s o f t h e u l t r at h i n h o t mi x e d a s p h a l t c o n c r e t e t e c h n i q u e b y n o wT h e c o n d i t i o n o f a p p l i c a t i o n a n d ma t e r i a l d e s i g n a r e i n t r o d u c e d i n o r d e r t o e n h a n c e the d e v e l o p me n t a n d a p p l i c a t i o n o f t h i s t e c h n i q u e Ke y wo r d s ：u l t r athi n h o t mi x e d a s p h a l t c o n c r e t e ；c o n d i ti o n o f a p p l i c a ti o n；ma t e r i a l d e s i g n 3 8 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m