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摘要:随着日益增大的交通流量,车辆大型化及重载车比例的不断增加,许多高速公路路面在通车一年后平整度衰减很快,有的通车时间不长就出现了桥头跳车和路面早期破坏,有的通车几年就不得添进行翻修罩面,使用性能也大大降低,选不到设计的要求,如何提高沥青路面的使用性能已成为一个主要课题。
关键词:改善路面沥青结合料性能
1、改善沥青结合料的性能
改善沥青的温度敏感性、低温稳定性和流变性对提高混合料的高温和低温力学性质效果非常显著,沥青性能改善对提高路面长期使用性能有着非常重要的作用。比较各种改性沥青的性能,sBs改性沥青无论从高温、低温眭能、弹性恢复性能,还是感温性能几个方面,都有明显的优势,是其他改性沥青如PE和EVA无法相比的。sBs的优越性突出表现在使软化点大幅度提高的同时,又使低温延度明显增加,感温性得到很大改善,不仅高温稳定性大幅度提高,而且低温性能也同时改善,并且弹性恢复率特别大,所有指标都有明显提高,这是非常难得的。sBs改性沥青具有其他改性剂或综合改性剂无法相比的优点,而且在价格上也可以与PE、EVA竞争,所以改性沥青以选用sBs为佳。目前,世界上使用最多的是sBs,约占改性沥青总量的40%-44%。
2、提高集料的质量
在考虑材料对沥青混合料的影响时,往往比较重视沥青的影响,而对集料的影响重视不够。然而,集料质量差,混合料的质量必然也差,故要提高沥青混合料的性能,必要条件是保证集料的质量,然后再考虑矿料级配的控制。要提高路面抗车辙的能力,集料要符合下面两项要求:一是碎石表面微观粗糙度大,且形状接受立方体,质地坚硬;二是使用人工砂,限制使用圆形颗粒的天然砂。但是,我们生产的碎石针片状偏多,形状难以接近立方体;人工砂没有专门生产供应,所谓的人工砂一般只是轧石厂筛余的下脚料。碎石的粒径组成比例也不稳定,筛分结果有较大偏差。这样势必引起混合料级配的改变,对路面的质量和使用寿命产生很大影响。为此,我们应该采取有效措施,提高矿料质量,保证颗粒组成的稳定性。轧好的碎石要分开堆放,并做好防尘保护,保持碎石清洁。进场材料要按规范进行检验,尽可能加大抽检密度,不合格的材料坚决退场。堆场要进行场地硬化,避免将堆场的土混入碎石中。不同规格的料堆间设置隔离墙,以免不同规格碎石混杂一起。料堆要有明显标示,防止上料时装错料。
3、改善沥青与集料的粘结性
路面早期破坏水损害是其中一个重要原因。水损害产生的原因除了施工和配合比设计方面的原因以外,沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致集料松散剥离是其中的主要原因。沥青混合料的粘附性差(水稳性不好),容易导致面层严重辙槽、局部松散和坑洞等水损坏现象。国内外道路工程师们常采用两种方法,一是利用碱性矿料处理酸性矿料的表面,使后者活化,传统做法是使用石灰或水泥。由于用消石灰水处理矿料工程量较大,也可以直接往拌和室内加消石灰或生石灰粉。掺消石灰粉、生石灰粉或水泥是首选推荐措施,理由是这种方法价格便宜,施工简单,只要用它代替一部分矿粉就可以了。另外一种方法是向沥青中加入少量液体抗剥落剂,这些液体抗剥落剂的初期效果不错,但其长期性能或耐久性尚待进一步研究,工程应用时要注意选择。
4、使用纤维沥青混凝土
在沥青混凝土中掺加纤维,以改善沥青混凝土的性能,提高沥青混凝土的高温稳定性,低温抗裂性、抗疲劳性、柔韧性、抗剥落;性、抗磨耗性和水稳性,以及抵抗反射裂缝等方面都有很好的功效。按照混合料总重的2.25%的比例加入博尼维后,大约每立方米有超过18亿根分离的博尼维吸附并稳定沥青,使沥青的粘稠度和粘聚力增大,并由于纵横交错的加筋作用,使得混合料具有较高的强度。从动稳定度的结果可以看出,博尼维可使混合料的高温抗车辙性能改善。试验结果还可以看出,博尼维经搅拌均匀后,分布于沥青混合料中,通过加筋作用使混合料具有了较好的柔性,其劲度模量增加,耐疲劳性改善,并使混合料的低温抗裂性能增强,疲劳寿命增加。
5、改善沥青混凝土面层的使用性能
沥青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制约的,照顾了某一种性能,很可能会降低另一方面的性能。这里最突出的有两对矛盾,第一是高温稳定性和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾。为了提高高温抗车辙能力,应尽量采用粗级配,增加集料数量,减少用油量,采用粘稠度小的沥青,但这样的混合料低温很容易开裂,疲劳性能差;而为了提高耐久性和低温抗裂性能,则要近可能使用稠度大的沥青,而且要增加用量,用细集料、密集配混合料,但这样到了夏天很容易产生泛油和车辙病害。第二是路面表面特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好,不濺水,雨雾小,噪音轻,必须提高表面粗糙度,采用构造深度大的粗集料、开级配或半开级配的沥青混合料。但是这样的混合料空隙率必然较大,而孔隙率大的混合料空气接触面大,老化快,耐久性差,耐疲劳性能差;为了提高耐久性,就要采用较小空隙率的混合料。为了解决这两对矛盾,采用传统集配是达不到要求的,实践证明下面几种方法的应用效果非常显著。
5.1使用多碎石沥青混凝土国内研究统计资料显示,sA C-16混凝土的稳定度可达到传统A C25[型混凝土的2.67倍,表面构造深度TD一般都在0.8-1.1(ram)之间,最大可超过1.2mm。且SAC有优良的摩擦系数和表面构造深度,可达到密级配,并具优良的抗辙槽能力。
5.2使用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
sMA由于具有相互嵌锁的骨架,它的抗形变能力受高温影响不大。此外,它的卓越封闭性(由于其高沥青含量在每一碎石周围形成了厚沥青膜)能抵风化作用。
总之,改善沥青结合料的性能、提高骨料质量、改善沥青与骨料的粘结性和使用纤维沥青混凝土,大大提高了公路的耐久性,延长了公路的使用寿命,为国家节约了大量的人力和物力。
关键词:改善路面沥青结合料性能
1、改善沥青结合料的性能
改善沥青的温度敏感性、低温稳定性和流变性对提高混合料的高温和低温力学性质效果非常显著,沥青性能改善对提高路面长期使用性能有着非常重要的作用。比较各种改性沥青的性能,sBs改性沥青无论从高温、低温眭能、弹性恢复性能,还是感温性能几个方面,都有明显的优势,是其他改性沥青如PE和EVA无法相比的。sBs的优越性突出表现在使软化点大幅度提高的同时,又使低温延度明显增加,感温性得到很大改善,不仅高温稳定性大幅度提高,而且低温性能也同时改善,并且弹性恢复率特别大,所有指标都有明显提高,这是非常难得的。sBs改性沥青具有其他改性剂或综合改性剂无法相比的优点,而且在价格上也可以与PE、EVA竞争,所以改性沥青以选用sBs为佳。目前,世界上使用最多的是sBs,约占改性沥青总量的40%-44%。
2、提高集料的质量
在考虑材料对沥青混合料的影响时,往往比较重视沥青的影响,而对集料的影响重视不够。然而,集料质量差,混合料的质量必然也差,故要提高沥青混合料的性能,必要条件是保证集料的质量,然后再考虑矿料级配的控制。要提高路面抗车辙的能力,集料要符合下面两项要求:一是碎石表面微观粗糙度大,且形状接受立方体,质地坚硬;二是使用人工砂,限制使用圆形颗粒的天然砂。但是,我们生产的碎石针片状偏多,形状难以接近立方体;人工砂没有专门生产供应,所谓的人工砂一般只是轧石厂筛余的下脚料。碎石的粒径组成比例也不稳定,筛分结果有较大偏差。这样势必引起混合料级配的改变,对路面的质量和使用寿命产生很大影响。为此,我们应该采取有效措施,提高矿料质量,保证颗粒组成的稳定性。轧好的碎石要分开堆放,并做好防尘保护,保持碎石清洁。进场材料要按规范进行检验,尽可能加大抽检密度,不合格的材料坚决退场。堆场要进行场地硬化,避免将堆场的土混入碎石中。不同规格的料堆间设置隔离墙,以免不同规格碎石混杂一起。料堆要有明显标示,防止上料时装错料。
3、改善沥青与集料的粘结性
路面早期破坏水损害是其中一个重要原因。水损害产生的原因除了施工和配合比设计方面的原因以外,沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致集料松散剥离是其中的主要原因。沥青混合料的粘附性差(水稳性不好),容易导致面层严重辙槽、局部松散和坑洞等水损坏现象。国内外道路工程师们常采用两种方法,一是利用碱性矿料处理酸性矿料的表面,使后者活化,传统做法是使用石灰或水泥。由于用消石灰水处理矿料工程量较大,也可以直接往拌和室内加消石灰或生石灰粉。掺消石灰粉、生石灰粉或水泥是首选推荐措施,理由是这种方法价格便宜,施工简单,只要用它代替一部分矿粉就可以了。另外一种方法是向沥青中加入少量液体抗剥落剂,这些液体抗剥落剂的初期效果不错,但其长期性能或耐久性尚待进一步研究,工程应用时要注意选择。
4、使用纤维沥青混凝土
在沥青混凝土中掺加纤维,以改善沥青混凝土的性能,提高沥青混凝土的高温稳定性,低温抗裂性、抗疲劳性、柔韧性、抗剥落;性、抗磨耗性和水稳性,以及抵抗反射裂缝等方面都有很好的功效。按照混合料总重的2.25%的比例加入博尼维后,大约每立方米有超过18亿根分离的博尼维吸附并稳定沥青,使沥青的粘稠度和粘聚力增大,并由于纵横交错的加筋作用,使得混合料具有较高的强度。从动稳定度的结果可以看出,博尼维可使混合料的高温抗车辙性能改善。试验结果还可以看出,博尼维经搅拌均匀后,分布于沥青混合料中,通过加筋作用使混合料具有了较好的柔性,其劲度模量增加,耐疲劳性改善,并使混合料的低温抗裂性能增强,疲劳寿命增加。
5、改善沥青混凝土面层的使用性能
沥青混合料的性能要求往往是矛盾的或相制约的,照顾了某一种性能,很可能会降低另一方面的性能。这里最突出的有两对矛盾,第一是高温稳定性和疲劳性能与低温抗裂性能的矛盾。为了提高高温抗车辙能力,应尽量采用粗级配,增加集料数量,减少用油量,采用粘稠度小的沥青,但这样的混合料低温很容易开裂,疲劳性能差;而为了提高耐久性和低温抗裂性能,则要近可能使用稠度大的沥青,而且要增加用量,用细集料、密集配混合料,但这样到了夏天很容易产生泛油和车辙病害。第二是路面表面特性和耐久性的矛盾。要求抗滑性能好,不濺水,雨雾小,噪音轻,必须提高表面粗糙度,采用构造深度大的粗集料、开级配或半开级配的沥青混合料。但是这样的混合料空隙率必然较大,而孔隙率大的混合料空气接触面大,老化快,耐久性差,耐疲劳性能差;为了提高耐久性,就要采用较小空隙率的混合料。为了解决这两对矛盾,采用传统集配是达不到要求的,实践证明下面几种方法的应用效果非常显著。
5.1使用多碎石沥青混凝土国内研究统计资料显示,sA C-16混凝土的稳定度可达到传统A C25[型混凝土的2.67倍,表面构造深度TD一般都在0.8-1.1(ram)之间,最大可超过1.2mm。且SAC有优良的摩擦系数和表面构造深度,可达到密级配,并具优良的抗辙槽能力。
5.2使用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
sMA由于具有相互嵌锁的骨架,它的抗形变能力受高温影响不大。此外,它的卓越封闭性(由于其高沥青含量在每一碎石周围形成了厚沥青膜)能抵风化作用。
总之,改善沥青结合料的性能、提高骨料质量、改善沥青与骨料的粘结性和使用纤维沥青混凝土,大大提高了公路的耐久性,延长了公路的使用寿命,为国家节约了大量的人力和物力。