沥青路面耐久性技术研讨会情况综述

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沥青路面耐久性技术研讨会情况综述

沥青路面耐久性技术研讨会是一次围绕提升沥青路面性能、延长使用寿命以及推动行业可持续发展的学术交流活动。本次研讨会汇聚了国内外道路工程领域的专家学者、工程师和企业代表,共同探讨沥青路面耐久性的关键技术和最新研究成果。

会议重点讨论了沥青混合料设计优化、新材料应用、施工工艺改进以及全寿命周期管理等议题。与会专家指出,随着交通量的增加和重载车辆的频繁运行,传统沥青路面面临严峻挑战,亟需通过技术创新提高其抗疲劳、抗车辙和抗水损害能力。同时,绿色低碳理念成为热点话题,研讨会强调推广温拌沥青、再生沥青和高性能改性沥青等环保材料的重要性。

此外,数字化技术在沥青路面耐久性研究中的应用也成为亮点之一。例如,基于BIM技术的路面设计、智能监测系统以及大数据分析为科学评估路面性能提供了新手段。参会人员一致认为,应加强产学研合作,加快科研成果向实际工程转化的速度,以满足现代化交通需求。

此次研讨会不仅促进了理论与实践的深度融合,还为行业未来发展方向提供了重要参考,对推动我国沥青路面技术进步具有重要意义。

3、我国沥青路面存在的主要技术问题。 (1)车辙、剪切问题。重载交通路段、长大纵波路段、厂场、 路口等易发,荷载作用状态、材料在荷载作用下的力学响应状态、环 境疲劳对材料衰减的影响尚不十分明确,结构组合状态对路面抗车辙 能力的提高在理论上存在误区。 (2)水损坏问题。表现形式通常是桥面铺装损坏、中下面层松 散、坑槽与唧浆等,涉及宏观的防、排水设计,桥面铺装中防水与粘 结,沥青混合料密实程度及沥青与矿料间状态的评价,水荷载疲劳作 用对界面状态影响的分析、环境老化作用对界面状态影响的分析等问 题。 (3)承载能力不足问题。表现形式主要是弯沉偏大、不均匀沉 降、纵向裂缝等。涉及结构强度的标准、不同结构形式下交通荷载的 作用规律和结构响应规律、不同路面结构形式的强度演化规律、环境 因素对结构强度演化的影响等问题。 (4)裂缝问题。 (三)当前长寿命沥青路面的主要技术对策 1、系统功能化设计。各结构层按下述功能要求进行设计: (1)沥青面层,为功能层,主要作用是抗滑、抗剪、抗疲劳和 抗水损坏。 (2)基层、底基层,为承重层,主要作用是抗疲劳。 (3)基层、垫层,为稳定层,王要起荷载稳定、水稳定作用。 2、完善半刚性基层及底基层设计。

关系(曲线);不同类型级配存在曲线交叉、范围重叠,说明混合料 级配的复杂性;当采用某种矿料掺配级配时,可能表现为密实型,也 可能为半开级配,可能为悬浮结构,也可能为骨架结构;因此,不能 根据级配曲线选择矿料,而应根据矿料特点和性能要求来确定级配曲 线;在实际工程中,应根据自身的矿料特点对级配进行优化,达到性 能最佳状态;级配优化的方法国内外还在研究,尚未有一个成套的技 术对策。 (2)级配优化的基本思路。 第一步:选择级配曲线。以提高混合料抗车辙能力、抗水损坏能 力、抗裂能力以及提高抗疲劳能力为目标;粗集料、断级配、骨架密 实型结构为目标级配;粗集料一一碎石含量高,不少于65%;断级配 一替代传统连续性级配,改善性能;骨架结构一一形成骨架或近似 骨架结构;密实结构一一空隙率应不大于5%。 第二步:混合料性能验证。试验方法:马歇尔击实试验方法,维 姆法试验方法,旋转压实试验方法(SUPERPAVE),GTM试验方法(美 国工程兵),各种方法各有特点,以可靠、简便、便于使用为标准选 择;验证步骤:确定混合料的油石比(沥青用量),进行相关的高温 稳定性、水稳定性、低温性能等相关试验。 (3)改性沥青的合理使用。当前使用的“改性”沥青主要有: 传统的聚合物改性沥青,橡胶沥青、湖沥青、岩沥青、添加剂(抗车 辙剂)。明确使用目的:以抗车辙为主。

(4)面层厚度的优化。我国自前沥青混凝土面层的厚度,在国 际上已不算薄。“强基薄面”转为“强基厚面”。沥青面层厚掩盖了 许多问题。沥青面层到底应多厚,与设计理念直接相关。 (四)Superpave技术的最新进展 1、Superpave技术的起源 Superpave即高性能沥青路面,是美国联邦公路局SHRP沥青项 目研究的主要成果,是沥青路面技术的里程碑。该研究起步于1987 年,1993年基本完成,2005年形成完整的技术体系,已成为美国热 拌沥青路面标准的常规实践喷抹混凝土施工工艺标准,是一项成熟的技术。 2、Superpave技术的主要内容: (1)沥青胶结料PG性能规范,包括Superpave材料规范、技术 规范。 (2)沥青混合料设计方法,包括Superpave的集料、沥青、混 合料的试验方法,Superpave标准实践。 (3)沥青混合料分析和性能预测,重点介绍了Superpave旋转 压实机应用方法与标准。 3、Superpave技术在江苏省的应用情况 (1)为引进Superpave技术,江苏省交通厅成立了由副厅长钱 国超为负责人的科研工作班子,于2005年与美国联邦公路局签署了 加强合作备忘录,开展了合作研究。 (2)沪宁高速公路8车道扩建工程全线248km中下面层全部使 用了Superpave技术。

(5)江苏省交科院在宁常高速公路上开展了基于半刚性基层的 高模量沥青混合料的应用研究,在中下面层采用高模量沥青混合料抵 抗车辙,铺筑了试验路,目前使用效果良好。 (六)我国高速公路沥青路面现状 据统计,在我国所建高速公路中,沥青路面比例达到了90%以 上。在沥青路面快速发展的同时,出现的问题也越来越多,王要体现 在三个方面:一是损坏时间早,有的建成后1~2年就出现了不同程 度的开裂和车辙等破坏现象,个别路段通车当年就出现了大面积损 坏,远远达不到设计寿命;二是损坏范围广,全国各地都出现了过早 破坏;三是损坏程度重,有的损坏不是局限在沥青表面层,基层也发 生损坏。 (七)沥青混凝土路面的主要病害 从目前调查统计的情况来看,沥青混凝土的病害包括裂缝、车辙, 拥包、泛油、坑槽、剥落、松散、老化、水损害、疲劳等破坏,出现 最多的是裂缝和车辙两大类。 (八)沥青路面裂缝形式及产生原因 我国高速公路沥青路面大部分采用的是半刚性基层,半刚性基层 沥青路面裂缝表现形式可以分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种 类型: 1、横向裂缝。 横向裂缝是基本上垂直于行车方向的裂缝,包括温缩裂缝及半刚 性基层沥青路面的反射裂缝。横向裂缝产生的主要原因有:

(1)很大程度上与沥青面层本身温度收缩引起有关,其次是半 刚性基层干缩引起,沿纵向基本等距且有规律的产生横向裂缝。 (2)路基填挖结合部压实不够,或纵坡较大处,呈现错动式路 面开裂。 (3)各施工标段路基衔接处的压实不均匀。 2、纵向裂缝 纵向裂缝分为自上而下的表面裂缝和自下而上的疲劳裂缝,基本 上平行于道路中心线,一般发生在距路边缘3~5m的车道内。裂缝形 状有两种,一种是直线形,另一种是纵向弧形且两端向路堤边缘延伸 其产生的原因是: (1)荷载作用过大,承载力不足引起的纵向开裂。 (2)由于沥青面层分幅摊铺时施工纵向接缝没有做好产生的裂 缝。 (3)路基压实度不均匀或由于路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉 陷而引起的裂缝。 3、网状裂缝 网状裂缝是由单根裂缝发展而引起的。其产生原因有: (1)路面的整体强度不足而产生裂缝。 (2)路面开始出现裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,尤 其是在融雪期间冻融交加,会加剧路面的破坏,促使网状裂缝形成。 (3)沥青在施工期间以及在长期使用中的老化所致。 (九)沥青路面裂缝处置技术

1、基于材料方面的裂缝处置技术 主要是通过降低半刚性基层的刚度、同时提高沥青面层的抗裂能 力而实现的。具体措施有: (1)在半刚性基层材料组成设计中使用密实骨架结构。 (2)在半刚性基层材料中掺加纤维,增加其抗裂性能。 (3)采用(SBS、SBR)改性沥青增强沥青路面抗裂性能。 2、基于路面结构的裂缝处置技木 基于路面结构方面的裂缝防治措施主要通过沥青面层和半刚性 基层之间加一层应力吸收层以吸收半刚性基层裂缝,用以延缓半刚性 基层裂缝向沥青面层发展。具体措施有: (1)半刚性基层预切缝处理 这种方法在法国等欧洲国家使用的比较多,预先留有切缝,释放 其内部能量,可以减少半刚性基层在其后使用过程中出现的干缩现 象,从而预防沥青层出现裂缝,其目的在于:减少面层反射裂缝的产 生或者说延长裂缝间距;减少沥青面层龟裂、网裂、坑槽等病害。 (2)采用土工合成材料作为应力吸收层 国外自70年代以来广泛使用,多用于具有严重裂缝的旧沥青路 面或水泥路面上加铺新沥青罩面层时,作中间防裂层。其防裂效果有 好有坏,所用织物多为纺织尼龙、无纺聚丙烯玻璃纤维等几种,其中 无纺聚丙烯(petromat)用得最多。土工织物成本高、施工工艺复杂 尤其是沥青混合料高温摊铺易使其变形等均影响其效果。但是,经过 长安大学课题组的研究表明,在半刚性基层上铺设土工格栅或在基层

预切缝后铺筑土工布会有效的预防半刚性基层的反射裂缝和疲劳裂 缝,从而降低面层沥青结构出现裂缝的几率,延长路面的使用寿命, (3)采用复合式基层(半刚性基层上为级配碎石或ATB基层) 该措施在国外使用的比较多,欧美大多数国家均采用这种基层组 合方式。国内许多科研院所也对该类型路面结构进行了研究,并铺筑 了试验段,效果较好。 (十)沥青路面车辙防治技木 车辙是沥青路面使用期内主要破坏形式之一,是指路面的结构层 及土基在行车荷载作用下的补充压实,以及结构层材料的侧向位移产 生的累积永久变形。路面上出现车辙,严重影响路面的使用和服务品 质:路表过量的变形影响路面的平整度;轮迹处沥青层厚度减薄,削 弱了面层及路面结构的整体强度;雨天车辙内积水导致车辆出现漂 滑,影响高速行车的安全性;在冬季车辙槽内聚冰,降低路面的抗滑 能力,行车产生冰滑现象;车辆在超车或变换车道时方向易失控,影 响车辆的操纵稳定性。 1、车辙类型及形成原因分析 在正常情况下,沥青路面发生的车辙有三种类型,分别是磨损性 车辙、结构性车辙和失稳性车辙。 (1)磨损性车辙是由于道路面层材料的不断磨损引起的。通常是 由于劣质的HMA、施工时HMA压实不足或者使用带钉轮胎等原因造成 的。磨损性车辙两侧的路面不会出现拥包,车辙处表面构造有些松散 且车辙宽度相当窄。

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