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大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層技術應用

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大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層技術應用

發布日期:2015-06-29 11:49 來源:http://www.cn-kdkj.com 點擊:



     將空隙率較高的最大粒徑公稱為26.5mm的大粒徑瀝青碎石混合料鋪築代替半剛性基層,瀝青路麵承建解決半剛性基層補強中反射裂縫及排水問題。大碎石瀝青混合料柔性基層能夠滿足道路結構強度及高溫穩定性要求,起到路麵結構排水的作用,有效地防止了反射裂縫的產生。

目前我國高速公路瀝青路麵占大多數,由於目前施工技術、經濟原因,半剛性基層瀝青路麵目前是已建瀝青路麵主要結構形式。半剛性基層整體強度高、板性好、使瀝青路麵有較好的承載力、而且材料易取。然而,再通過運營一段時間後,就必須加以改造,以恢複其原有使用功能、尤其在路麵出現早期損壞後,就必須再加鋪一層。這種加鋪方案具有優點,但也存在諸多缺點,工程量大,以及未能充分利用舊路麵麵層,浪費嚴重。最大的缺陷在於改造後並不能避免反射裂縫的發生,以及無法排水,最終新瀝青麵層比原來損壞的更嚴重。為解決這些問題就必須對原設計加以優化,改變路麵基層結構,重點開發半開級配具有良好排水性柔性基層。


一、大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層作用 


    大粒徑瀝青混合料柔性基層(large-stoneporousmixes)是指混合料最大公稱半徑大於26.5mm、具有一定空隙率能夠將水分自由排出路麵結構的瀝青混合料。lspm首先提出來自美國一些州的經驗,對應用於30年以上的公路運營狀況進行了調查,發現一些運營狀況良好的一些路麵基層采用了較大粒徑的單粒徑嵌擠型瀝青混合料。因而提出以單粒徑形成嵌擠為條件進行混合料設計,從而形成了開級配大粒徑透水性瀝青混合料(lspm)。

lspm實際上是為了進一步吸收砼路麵結構所產生的集中應力而設置的一層瀝青路麵柔性基層,其作用是由於空隙率較大(13-18%),瀝青含量低,其彈性模量較低,混合料中存在較大連貫空隙,具有較強的抵抗反射裂縫的能力,從而延緩了柔性路麵的使用壽命;同時由於大碎石的骨架結構和大孔隙率,使破碎後的舊砼板塊之間的集中應力在大碎石的孔隙中被消解分散,達到了最終解決“反射裂縫”上延的目的。

由於瀝青路麵滲透性的存在,路麵結構層間水常常導致高等級公路的過早水損壞,所以lspm的大孔隙同時起到疏導、排除路麵結構層間水的作用,所以改建後的lspm作為路麵排水層來使用。由於粗集料形式是完整的骨架嵌擠結構,具有較強的抵抗車轍變形能力。

lspm柔性基層與其他基層的技術經濟比。舊水泥砼路麵經碎石化處理後,可以采用的基層類型是比較多的,一種是水泥穩定碎石基層,例如:本路個別路段因為調坡的原因致使加鋪層過厚,從而采取碎石化後加鋪20~1000px的水穩碎石基層,其上又做了300px大粒徑透水性瀝青混合料(不經濟),第二種是級配碎石基層,例如:104國道泰安段為降低造價在輔道處設置級配碎石基層;第三種大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層;以及三種基層的組合。


二、大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層lspm具有的優點: 


1、級配良好的lspm可以抵抗較大的塑性和剪切變形,承受重載交通的作用,具有較好的抗車轍能力,提高了瀝青路麵的高溫穩定性;特別是對於低速、重車路段,需要的持荷時間較長時,設計良好的lspm與傳統的瀝青混凝土相比,顯示出十分明顯的抗永久變形能力;

2、lspm有著良好的排水功能,可以兼有路麵排水層的功能。

3、由於lspm有著較大的粒徑和較大的空隙,它可以有效地減少反射裂縫。

4、大粒徑集料的增多和礦粉用量的減少,減少了瀝青總用量,從而降低工程造價。

5、與通常的半剛性基層相比,提高了工程施工速度,減少了設備投入。

6、在大修改建工程中,可大大縮短封閉交通時間,社會經濟效益顯著。


三、大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層lspm設計理念

lspm的設計采用了新的理念,從級配設計角度考慮,lspm應當是一種新型的瀝青混合料,通常由較大粒徑(25mm-62mm)的單粒徑集料形成骨架由一定量的細集料形成填充而組成的骨架型瀝青混合料。lspm設計為半開級配或者開級配。由於lspm有著良好的排水效果,通常為半開級配(空隙率為13-18%)。lspm級配經過嚴格設計,其形成了單一粒徑骨架嵌擠,並且采用少量細集料進行填充,提高混合料模量與耐久性,因此其既具有良好的排水性能又具較高模量與耐久性。


四、lspm的施工控製 


lspm的施工控製,除了對瀝青混合料常規方麵的要求外,主要還有以下幾個方麵。

1、 lspm混合料的拌合

(1)拌合設備要求:間歇式拌合站,有自動打印和控製功能,可逐盤打印。

(2)拌合時間:通過試拌確定,一般為45s左右。

(3)膠接料要求:高粘度瀝青(如mac70#)

(4)拌合溫度:瀝青采用導熱油加熱,瀝青加熱溫度在160~170 ℃之間,集料控製在較普通瀝青高10~20 ℃。

(5)混合料出場溫度: 165~180 ℃

(6)混合料廢棄溫度: >190 ℃

(7)混合料外觀要求:瀝青覆蓋均勻一致,無花白料、團塊或離析現象。

2、lspm混合料的運輸

每天裝料前塗抹油水混合物,以防細料積聚和油斑的形成,運料車前後移動,多堆裝車;運輸過程中要避免急刹車,減少混合料離析;運料車在攤鋪機10~30m處停車,運輸車輛有覆蓋蓬布,減少熱量損失。

3、lspm混合料的攤鋪 

攤鋪方式采用一次攤鋪不分層,減少集料的破碎和混合料的離析;攤鋪機行走速度控製在0.8~1.2m/min,做到緩慢、均勻、不間斷的攤鋪;攤鋪的鬆鋪係數一般通過試驗段確定,可以參考以往的經驗。

4、lspm混合料的壓實lspm的壓實是保證基層質量的重要環節,為達到良好的壓實效果,必須使用大噸位的雙鋼輪振動壓路機和較大噸位的膠輪壓路機。根據試驗,初壓時溫度應控製在165-175℃之間,具體壓實工藝如下:

(1)兩台雙輪振動壓路機,初壓第一遍前進靜壓,後退振動;第二遍前進後退均為振壓。壓實速度宜為1.5-2km/h,為防止過分振動振碎粗骨料,壓路機宜采用高頻低幅進行壓實,相鄰碾壓帶輪跡重合為500px左右。灑水裝置進行間斷灑水,隻要保證不粘輪即可。趕光可采用7-11噸鋼輪壓路機,速度可控製在3-4km/h。

(2)膠輪壓路機緊跟攤鋪機進行跟蹤碾壓,為了避免粘輪嚴重最先可以灑少量水,等到輪胎溫度升高後則不用灑水。在膠輪壓路機壓實一遍後,使得混合料的骨架結構變得緊密,穩定了混合料,此後再用振動壓路機同工藝一壓實兩遍後,再用膠輪靜壓一遍,最後趕光。 


lspm由於其自身的優良路用性能,其可用於如下的路麵結構中:

(1)在老瀝青路麵上直接加鋪。lspm可以直接在老瀝青路麵上直接加鋪。加鋪前需要對原瀝青破損較為嚴重的部分加以修補,對裂縫進行灌縫處理後再直接加鋪lspm層。經研究表明,隻有原瀝青路麵的彈性模量不小於120mpa時才可直接加鋪。

(2)在碎石化的水泥路麵上加鋪。 lspm可以直接在碎石化的水泥路麵上加鋪。加鋪前需要對原水泥路麵進行碎石化處理,然後加鋪lspm層。

(3)在新建和改建路麵結構中應用。 lspm可以用在新建以及各種重新鋪築路基的改建工程中用作基層。


   瀝青路麵承建.jpg


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