应力吸收层原材料选择标准的探讨_pdf.pdf

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1、第 1 期 北 方 交 通 2 9 应 力吸 收层 原材 料 选 南雪峰唐明 择 标准 的探 讨 李迎(沈阳建筑大学，沈阳 1 1 0 1 6 8)(辽宁省交通科学研究院，沈阳 1 1 0 0 1 5)摘要应力吸收层是一种新型的延缓和防止反射裂缝的结构材料，在原材料的要求方 面有很多特点，我们结合室内试验对应力吸收层原材料选择标准进行了较深入的研究，并取得 了一定的成果。关键词 应力吸收层集料沥青结合料P G等级 l 概 述 应力吸收层是一种路面特殊的沥青混合料，它 主要以推迟反射裂缝 的发生为 目的，是采用 9 5 m m 筛孔以下 的骨料和机制砂(或天然砂)与改性 沥青 结合料混合而成的一

2、种沥青混合料。由于采用的改 性沥青胶结料在混合料中形成高 弹性 沥青网状结 构，加之混合料骨料较小，可有效地防止混合料在运 输和摊铺过程中出现离析。应力吸收层胶结料含量 大，因此具有很好 的粘附性 和防水性。应力吸收层 适用于铺筑在半刚性基层与沥青混凝土面层之间，也适用于旧水泥混凝土路面上加铺沥青混凝土面层 以及桥面水泥混凝土铺装和沥青混凝土铺装的中间 层。这种混合料设计的抗疲劳次数比普通沥青混凝 土高出 2 0多倍。由于具有较好 的劲度所以能够承 受路面底层拉应力，从而延缓反射裂缝的产生。应 力吸收层在材料的要求方面有很多特点，因此，我们 结合室内试验对应力吸收层的原材料选择标准进行 了较深

3、人的研究。2 集料 应力吸收层集料的最大公称粒径不宜过大，一 般为4 7 5 m m，主要是采用机制砂，也可掺人少量天 然砂(掺量不大于 3 0 为宜)。机制砂是采用坚硬 岩石反复破碎制成，具有良好的棱角性和嵌挤性能，有利于提高混合料的高温稳定性；而天然砂是经过 亿万年风化、搬运，其颗粒形状基本上呈球形，因此 其抗高温变形能力很差，所以在应力吸收层中尽量 少掺或不掺。对于应力吸收层集料的视密度、坚固性、吸水率 等技术指标与普通沥青混合料的要求基本一致，还 要满足砂 当量的技术要求，具体指标要求与试验结 果如表 l所示。表 1 应力吸收层集料技术指标及试验结果 3矿粉 矿粉在沥青混合料中的作用至

4、关重要，只有 当 沥青吸附在矿粉表面形成薄膜时，才能对集料产生 粘附作用，因此，应力吸收层对矿粉的要求很高，一 般采用石灰石矿粉，亲水系数小于 1，与沥青有 良好 的粘附性，小于 0 0 7 5 ra m 的矿粉含量应大于 8 5，矿粉必须存放在室内干燥的地方，使用时必须干燥 不成团，其质量应符合现行规范关于沥青混凝土面 层矿粉质量技术要求，见表 2。在应力 吸收层 的沥 青混合料中，矿粉的用量不应超过有效沥青含量的 1 2倍，过大的粉胶 比不仅会给混合料的拌和带来 很大困难，而且还会使其性能存在负面影响。表 2 应力吸收层矿粉质量技术要求 4 沥青结合料 应力吸收层中沥青结合料的用量很大，而

5、且对 其要求也相对较高，所以在选择材料时要更加慎重，我们采用美国S H R P沥青结合料规范进行试验。美 维普资讯 http:/ 3 0 北 方 交 通 国 S H R P沥青结合料规范将沥青的指标与路用性能 紧密联系起来，主要根据沥青感温特性、道路交通荷 载、沥青老化前后性质变化等因素对沥青进行分级。对沥青性能等级与标准进行了四个基本方面研究：包括沥青的化学组成、沥青的物理组成、沥青 的化学 和物理性质的关系，沥青化学、物理性质与沥青混合 料的关系，沥青试验与测试体系等。4 1 工程所在地 气候条件 本课题依托工程选在 1 0 2国道锦州段，其建于 1 9 8 5年，属二级公 路，设计 时速

6、为 8 0 k m h，路面宽 度为 1 5 m。锦州地区位于东经 1 2 1 1 度，北纬 4 1 1 度，属温带季风型气候，日照充足、四季分明，全年平 均气温 8 C 9 C，年极端最高气温 3 8 6 C，年极端 最低气温 一 2 8 5 C，年降水量平均为5 4 0 6 4 0 m m。4 2 S H R P高温模 型 对于面层规定 高路 面设计 温度在路 面表 面下 2 0 m m处，低温路面设计温度位于路表。采用净热 流和能量平衡理论，按实际条件用理论分析，且假设 典型的太 阳 吸收率 为 0 9通 过 空气 的辐 射率 为 0 8 1，大气的辐射率为 0 7 0，风速为 4 5

7、m s。T 2 0 =(T。i 一 0 0 0 6 1 8 L a t +0 2 2 8 9 L a t+4 2 2)(0 9 5 4 5)一1 7 7 8 (1)式中：T 2 o m 一路表面以下 2 0 m m处的路面高温 设计温度，o C；T 一七天最高的平均温度，oC；L a t _地理纬度，以度计。经计算，路面设计高温为 5 8 4 C。4 3路 面设计 低 温(1)最初 S H R P研究者提出的路面低温模型认 为路面最低温度就是最低空气温度：Td=T。i r (2)加拿大 S H R P研究者提出公式：T i=O 8 5 9 7 T。-r+1 7 (2)式中：T i 一低温路面设

8、计温度()；T。i 一最低的空气温度()。经计算，路面设计低温为一 2 2 8 C。可初定锦州地区P G分级为5 8 2 2。4 4 根据交通量和速度进行 P G等级调整 由于路面性能受设计时速、瞬时荷载作用影响，S u p e r p a v e 对于设计荷载下低速度的道路，高温等级 需要提高一级，而对于停滞交通荷载高温等级应提 高两级。同样，对于特重交通也要增加高温等级，具 体见表 3。表 3 基于交通速度和交通水平的沥青等级调整 注：增加高温等级(一个等级为6)，不调整低温等级；E S A L s，是设计车道2 O年预估的累计当量轴荷载次数，不管设计的 路面实际道路寿命是多少年，用2 O

9、年的设计交通量 E S A L 车道，据 此选择合适的 N 设 计 水平；应考虑增加一个高温等级。由于 1 0 2国道前卫段交通量水平介于 31 0 X 1 O 次 E S A L。之间，且考虑到应力吸收层混合料本身 的特点，故增加两个高温等级，低温等级不变，所以 此试验路 P G等级可定为 P G 7 0 2 2。4 5 沥青性能评价 课题组先后要求五家单位提供满足应力吸收层 要求的沥青样品，对每一种沥青样品进行 了沥青三 大指标 的试验后，最终选取三种改性沥青样 品做进 一步试验，三种沥青样品分别由中国石油大学、北方 沥青厂以及中国石油盘锦沥青厂提供，我们将这三 种沥青分别编号为沥青 A、

10、沥青 B和沥青 C，并进行 了对比试验，试验结果j【下。表4 应力吸收层用改性沥青常规试验技术要求 课题组还对选取的沥青采用 S u p e r p a v e方法进 行评价，S u p e r p a v e 沥青试验主要模拟沥青在施工中 的三个阶段：一是模拟运输、储存和装卸的基本要 求，在动态剪切流变仪上测沥青高温时的动态剪切 模量及相位角 8 的试验，其标准值是 G s i n 8 1 0 k P a；二是模拟沥青在拌和及铺筑过程短期老化的沥 青性能要求，沥青样 品经旋转薄膜烘箱或薄膜烘箱 加热后的残留物在高温下作动态剪切试验，其标准 值是G s i n 8 2 2 k P a；三是模拟

11、路面服务性年份 中老化与疲劳的性能要求，代表长期老化过程，以防 止疲劳开裂，经过薄膜烘箱老化后的残留物再经过 维普资讯 http:/ 第 1 期 南雪峰等：应力吸收层原材料选择标准的探讨 3 l 1 0 0 C(或9 0 C，l l 0 C)高温下压力老化后(P A V)验)，其标准值是 G s i n 5 0 0 0 k P a。三种沥青的 的残留物在常温条件下作动态剪切试验(D S R试 评价如表5、表6和表 7 所示。表 5 沥青样品 A的 P G等级性能评价表 原样沥青 动态剪切 G s i I I 8 粘度 篓 转 薄 动 态 剪 切 G si 8(1：4 o)残 留 物 一 动态剪

12、切 G s i n 8 压力老(P化P L残)留物 弯曲 蠕变劲度s 芎衄 流变 斜率 k P P a0 k P a k P a MP h S HRP 一I 1 ASI M D4 4 0 2 由试验数据分析可得，沥青样品 A、B、C的P G 等级分别为：P G 7 0 3 4、P G 6 4 2 8、P G 7 0 2 8。从 三种沥青样品的 P G等级可以看 出，中国石油大学 所提供的沥青样品A性能最佳，而北方沥青厂所提 供 的沥青样 品 B性能较差，且没有达到应力吸收层 沥青指标要求。中国石油盘锦沥青厂提供的沥青样 品 C性能介于前两者之间，其性能满足了应力 吸收 层所需沥青 的要求。从经

13、济性来看，沥青 A的价格(8 5 0 0 t)比沥青 C的价格(5 5 0 0 t)高出5 4 5，综合比 较 A、C两种沥青，我们课题组最终选择 沥青 C作为应力吸收层沥青结合料。5 小结 本文结合大量 的室内试验，对应力吸收层原材 料进行较深入的研究，提出了集料、矿粉以及沥青胶 结料的选择标准，其 中对于应力吸收层沥青胶结料 的要 求较高，除 常规试 验技 术要求 外，还 采用 了，啪 一 锄 m 蜘 m 肼 埘 一 一 一 一 一 拼 m 一 一 B 维普资讯 http:/ 3 2 北 方 交 通 2 0 o 7 沥青路 面产生不平整的原 因及处理措施 刘健(丹东市公路管理处，丹东 1

14、1 8 0 0 0)摘要分析 了路 面不平整产生的原因，并提 出采取相应对策措施 关键词路面平整度原 因 处理 1前言 随着高等级公路的迅速发展，对于路面平整度 要求越来越高，路面平整度的合格率既反映了行车 舒适程度，又反映了施工队伍的水平。近年来，我市 所施工的沥青路面工程，不同程度的出现了坑凹、接 缝台阶、波浪、碾压车辙、桥涵与路面接茬不平、跳车 等路面不平整现象，本人就出现的某些现象分析、初 探沥青路面产生不平整的原因及处理措施。2 沥青路面不平整产生的主要原因 沥青路面的施工，影响因素很多，单是路面平整 度，就与施工人员素质、路基施工质量、桥头涵洞两 段及桥梁伸缩缝的处理、路面底基层及

15、基层的施工、路面施工机械 的选用及路面材料 的质量有关，而这 些恰恰就是影响路面平整度的主要原因。2 1 路基不均 匀沉降，造成 已铺筑路面出现坑凹 路基是路面的基础，路基不均匀沉陷，必然会引 起路面的不平整，分析其原因，不外乎：(1)路基填料控制不 好，路基是 由非路用材料 填筑的，如各种建筑垃圾、工业垃圾以及达不到规范 要求的材料作为路基填料，致使路基出现不均匀沉 降。(2)半挖半填路基 的接合部处理不 当、路基 的 压实度不足。如旧路改建项 目，半挖半填路基较多，当路面完成后，出现了沉陷和裂缝，这是由于路基填 料的含水量大，施工单位未能按规范要求挖台阶施 工，造成路基于填料接缝接合部产生

16、裂缝和沉降。路基压实机具不足，使路基土壤的密实度偏低，土体 透水性增强，造成水分集聚和侵蚀路基，使路基土软 化而产生不均匀沉降。(3)特殊地基路段、路基防护排水不完善，如软 土路基地段，因软土的压缩性大，在自 重的作用下产 生沉降，或者路基的防护、排水系统不完善，造成路 基的不均匀沉陷、水流不畅，引起路基变形。2 2 桥梁涵洞两端及桥 梁伸缩缝的跳车，严重影响 S H R P方法进行 P G等级的评定，这样能够选择出更 适合应力吸收层需要的沥青胶结料，使应力吸收层 在实际工程应用中更好的发挥其阻止或推迟反射裂 缝的作用。参考文献 1 贾渝 高性能沥青路面 S u p e r p a v e 技

17、术实用手册 南京“江苏省交 通科学 研究院 2 0 0 2 5 2 沈金安 沥青及沥青混合料路用性能 北京：人民交通出版社 2 0 0 0 7 E x a mi n a t i o n o f S t a n d a r d s f o r S e l e c t i o n o f R a w a n d P r o c e s s e d Ma t e r i a l s for S t r e s s Ab s o r p t i o n La y e r Ab s t r a c t T h e s t r e s s a b s o r p t i o n l a y e r i s

18、 a n e w t y p e o f c o n s t r u c ti o n a l ma t e ri a l f o r r e t a r d a n d a v e r t i n g o f r e-fle c t i o n c r a c k Th e r s r e man y c h a r a c t e ris t i c s o n r e q ui r e me n t s for r a w an d p r o c e s s e d ma t e ria l s W e ha v e pe r f o r me d t h o r o u g h s t u d y o f s t a n d a r d s for t h e ma t e rials s e l e c t i o n i n t h e l i g h t o f l a b t e s t，and h a v e ma d e a fi x e d f mi ts K e y wo r d s S t r e s s a b s o r p t i o n l a y e r Ag g r e g a t e As p h alt b i n d e r P G gra d e 维普资讯 http:/