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1、长寿命沥青路面的设计与施工,交通运输部公路科学研究院,RIOH,提 纲,1,2,3,长寿命沥青路面技术背景,长寿命沥青路面技术方案,长寿命沥青路面特点,RIOH,1.长寿命沥青路面技术背景,1.1 国际上“长寿命”路面发展,RIOH,1997年英国TRL Nunn提出，假如路面能够使用40年(用弯沉测定后推算)，那么它的周期寿命费用最少；2001年美国在四个州铺了LL-F路面，2003年美国在州际高速公路选了20个路段使用年限在35年以上，12年以内沥青面层无维修的路面。,1.长寿命沥青路面技术背景,1.2 我国“长寿命”路面的发展,2000年前后我国出现比较严重的早期损坏，使用年限远远小于设
2、计要求；,重载交通环境日益严重；,改善路面使用性能，延长路面使用寿命，提升交通运输的服务能力，开展长寿命路面技术的研究和应用具有很强的现实意义；,“十五”后期，我国开始相关的研究。,1.长寿命沥青路面技术背景,几个典型的长寿命试验路结构,RIOH,广东云浮：厚沥青面层结构,江苏沿江高速公路：多种结构,复合路面结构:尉许高速(2005)4cm SMA-13表面层28cm 水泥路面18cm 二灰稳定基层20cm 稳定处置土,几个典型的长寿命试验路结构,柔性基层结构山东滨州试验路(2005),几个典型的长寿命试验路结构,1.长寿命沥青路面技术背景,2005年起，交通运输部立项，开展“重载交通长寿命半
3、刚性路面关键技术的研究”，并于2007年竣工完成秦皇岛试验路。奠定了半刚性基层长寿命沥青路面的基础，在国际上处于领先地位。,1.长寿命沥青路面技术背景,该试验段以强基、薄面、稳土基的设计思想，从路面结构组合设计、材料设计、厚度设计和路基路面综合设计等四个方面进行长寿命路面设计，并通过材料-结构-施工质量控制三位一体的技术保障措施完成了路面铺筑。路面竣工后，对路段进行检测，弯沉检测结果表明路面实测弯沉代表值在1014（0.01mm），明显高于现行设计规范设计要求。,份,1.长寿命沥青路面技术背景,该试验路主要技术特点：,1）SAC系列,SAC系列的矿料级配范围,采用粗集料断级配SAC系列设计和检
4、验方法，SAC有6个特点，有效的提高了沥青面层材料抗高温、抗裂、抗水损害性能，改善沥青面层服务水平。,SAC与硬质沥青和改性沥青的力学性质对比试验,注：SBSmB指SBS改性沥青；为便于两者的试验结果进行比较，每对试件所用的沥青混合料是在同一搅拌锅内搅拌拌匀后，一部分做轮辙试验的试件，另一部分做剪切试验的试件。,SAC与青岛埃尔夫改性沥青轮辙试验结果（n=6）,SAC的六个优点,1.空气率不大于4%,不易产生水破坏。2.抗高温抗永久形变能力强,不易产 生辙槽。3.用作表面层时，TD大、抗滑性能好。4.表面很少粗细集料离析现象，美观。5.可趁混合料高温时,用振动压路机 振动碾压密实。6.油石比小
5、，价格最低。,2）CBG-25 使用新水泥碎石基层CBG-25，也是粗集料断级配。,CBG-25 强度很少变化的范围,CBG-25的特点：很少裂缝,RIOH,1.长寿命沥青路面技术背景,交通运输部为了进一步推广“重载交通半刚性基层长寿命沥青路面关键技术研究”的研究成果，2009年，专门立项“重载交通沥青路面设计施工关键技术研究及示范应用”。计划在河北、内蒙、山西修建示范工程。,2011年，交通运输部立项编制“公路长寿命沥青路面技术规程”，是我国长寿命沥青路面技术逐渐走向成熟和推广应用的标志。,1.长寿命沥青路面技术背景,1.3 小结,在长寿命沥青路面铺筑技术上，我国与国外同步发展，具有先进的理
6、念和成熟的技术基础；通过研究和实践，探索出适合我国交通建设发展需求的，具有中国特色的长寿命半刚性路面。,1.长寿命沥青路面技术背景,2、长寿命沥青路面特点,2.1 长寿命意义,修筑长寿命路面，提高路面的使用功能和耐久性 符合国家建设“资源节约型、环境友好型”的理念。,1)优化初期投资；2)大、中、小修费用减少；3)使用者费用减少,低碳交通;4)全寿命周期费用最少。,长寿命沥青路面的设计理论是“强基、薄面、稳土基”。具体化为四大内容：路面结构组合设计、材料设计、厚度设计和路基路面综合设计。,2、长寿命沥青路面特点,2.2 设计理论,2、长寿命沥青路面特点,2.3 技术标准,1）使用40年期间或通
7、过的ESAL在1亿次/车道，路面不会产生结构性破坏；2）4cm厚表面层的日常养护要及时，表面层需要重铺或加铺的周期在10年以上。,3.长寿命沥青路面技术方案,3.1 推荐路面结构方案：,3.2 该结构的特点,3.长寿命沥青路面技术方案,RIOH,1）路基隔断层，路基顶面下0.71.5m处，喷洒70号沥青2.0kg/m2水平沥青膜，阻止气态水上升。保证路基的稳定性。,2）土基与下底基层间、下底基层与上底基层间、上底基层与下基层间都互相紧固嵌入（用新型羊足碾）。,3）层间黏结层的设置，基层与底面层间设置黏结层，底面层与表面层间设置黏结防水层。优化结构防水、改善层间结合、延缓路面裂缝。4）半刚性材料
8、总厚76cm，沥青层12cm（4cm+8cm）,路面总厚88cm。为什么沥青面层12cm？,3.3 材料设计特点,3.长寿命沥青路面技术方案,1）沥青面层采用中断级配新多碎石沥青混凝土SAC；提高高温性能，降低温度敏感性，优越的抗滑性能，节约造价。2）低标号沥青的使用；抗车辙能力强，承载能力高，造价低。3）基层采用新水泥碎石基层中断级配CBG-25。强度高，收缩性小，易于现场碾压密实。,RIOH,3.4 施工工艺、质量控制改进,3.长寿命沥青路面技术方案,1）基层、面层粗集料的单一粒级备料严格矿料规格，减少超粒径含量（不大于10%），有效控制矿料级配，改善混合料性能的稳定性。,粗集料单一粒级专
9、用筛分机,RIOH,基层采用四档备料：26.519mm、1913.2mm、13.29.5mm和9.54.75mm。,筛分出来的料颗粒均匀美观且无尘土,粒径26.519mm,粒径1913.2mm,3.长寿命沥青路面技术方案,RIOH,3.长寿命沥青路面技术方案,冷料斗加装电子天平称量装置，提高材料配比准确性。,冷料斗下的电子秤,RIOH,2）拌和厂设备添置和改造,3.长寿命沥青路面技术方案,用两台水泥碎石拌和机串联两次拌和，使混合料更均匀。,RIOH,串联改造后的拌和机,3.长寿命沥青路面技术方案,3）新型羊足碾用于层间结合效果处理,为增强土基、底基层和基层间的层间结合，采用圆形钢轮表面有均布梯
10、形凸块的压路机。,新型羊足碾,半刚性材料层层间与土基互相紧固嵌入示意图,3.长寿命沥青路面技术方案,3.5 小结与建议,按照长寿命沥青路面设计理念，采用结构-材料-施工控制三位一体的设计及施工成套技术,建设长寿命沥青路面，可有效确保路面质量提高。,建议：以一个标段为单位开展长寿命沥青路面铺筑，以便贯彻长寿命路面设计的理念，进行设备的改造，原材料的准备以及技术人员的培训。,4.已有高等级公路路面的维修,4.1 结构性破坏修复 承载能力不足、结构性破坏的路面，可用2层石灰或水泥粉煤灰土底基层、2层基层或直接用4层基层，每层厚19cm，恢复路面的承载能力，其上再铺2层沥青面层。,下面层厚8cm，用硬质沥青AH-20或改性煤沥青SAC25。表面层厚4cm用SBS改性沥青 SAC16 或 SAC13(指矿料级配)。,4.2.沥青面层损坏修复 沥青面层损坏随原沥青面层厚度而异，重铺面层时，可分两层:下层厚15 cm，用上述不同硬质沥青SAC25矿料级配，上层厚45 cm，用SBS改性沥青 SAC16 或 SAC13。,5.可持续发展的高等级公路,5.1、可持续发展的高等级公路其核心内容应是长寿面沥青路面；5.2、路面维修时的废旧料要尽可能再生利用,是建设可持续发展高等级公路的另一重要内容。,谢 谢！,RIOH,
