1、文章编号:():./.高韧超薄沥青磨耗层在常德市武陵大桥中的应用易光远吴有威(.湖南省常德市城市桥梁管理处 常德市 .华运通达(广东)道路科技有限公司 佛山市)摘 要:为对常德市武陵大桥桥面铺装层进行品质化提升延长其桥面系服役寿命采用高韧超薄沥青磨耗层技术以高粘高弹聚合物改性沥青()为胶结料采用 和 辉绿岩碎石、辉绿岩石粉砂和矿粉进行高韧超薄沥青混合料()的配合比设计并通过路用性能试验及实际工程应用综合评价其使用性能 现场测试表明高韧超薄沥青磨耗层的平整度实测值均小于./具有良好的行车舒适性构造深度实测值均大于.摩擦系数实测平均值均大于 桥面具有良好的抗滑性能 应用实践证明高韧超薄沥青磨耗层的
2、总体应用效果良好 关键词:桥面铺装高韧超薄沥青磨耗层高粘高弹改性沥青路用性能中图分类号:.文献标识码:引言随着服役时间的增长沥青面层会逐渐出现车辙、裂缝和坑槽等病害严重影响道路的行驶舒适性和安全性 超薄磨耗层作为预防性养护措施之一具有构造深度大、抗滑性能好、行车噪声低的特点可以有效解决路面存在的轻微车辙、疲劳裂缝或温度裂缝等问题改善沥青路面的表面功能达到提高沥青混凝土耐久性的目的 因此为了进一步完善我国在超薄沥青磨耗层方向的研究依托常德市武陵大桥加固维修工程项目提出以高粘高弹聚合物改性沥青()为胶结料采用 和 辉绿岩碎石、辉绿岩石粉砂和矿粉进行高韧超薄沥青混合料()的配合比设计 通过对 沥青混
3、合料进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和肯塔堡飞散试验验证其路用性能 同时对高韧超薄沥青磨耗层在武陵大桥的应用效果进行检测评价主要检测指标包括桥面平整度、构造深度和摩擦系数 高韧超薄沥青混合料设计.原材料性能指标原材料包括高粘高弹聚合物改性沥青()、辉绿岩集料和矿粉 根据公路工程集料试验规程()和公路沥青路面施工技术规范()的要求对以上原材料的主要技术性能进行检测 该项目所采用沥青为高粘高弹聚合物改性沥青()其各项指标见表 集料应优先选择耐磨耗性能好、粘附性能好的辉绿岩其各项性能指标见表 矿粉由石灰岩磨细得到其表观密度为./含水量为.塑性指数为 干燥洁净、不成团块适用于高韧超薄沥青磨耗
4、层表 高粘高弹聚合物改性沥青()性能指标试验项目设计要求试验结果针入度()/(.)软化点/.闪点/溶解度(三氯乙烯)/.弹性恢复()/.动力粘度()/()旋转薄膜加热()残留物()质量变化/.针入度比()/.表 粗集料和细集料性能指标试验项目设计要求试验结果粗集料细集料压碎值/.磨耗值/.表观相对密度.吸水率/.坚固性/.与改性沥青的粘附性/级.级配设计 年 第 期 北方交通采用 沥青、和 辉绿岩碎石、辉绿岩石粉砂和矿粉进行高韧超薄磨耗层的配合比设计 经试配采用 矿粉 的设计方案作为高韧超薄磨耗层的初始矿料级配 级配范围及合成级配详见表 矿料级配设计曲线见图 表 高韧超薄沥青磨耗层混合料级配级
5、配类型 通过下列筛孔()的质量百分率/.级配上限级配下限级配中值.合成级配.图 矿料级配设计曲线.配合比设计为确定最佳油石比以油石比.、.、.和.分别成型马歇尔试件 每组制备 个平行试样进行马歇尔试验试验结果如表 所示表 不同油石比下的马歇尔试验结果油石比/空隙率/稳定度/沥青膜厚度/析漏损失率/.技术要求.由于我国推行超薄磨耗层较晚目前没有针对超薄磨耗层的行业强制性规范只有部分省市的相关地方规范或国外成熟的技术规范例如公路沥青路面超薄磨耗层施工技术规范(浙江地标/)道路超薄罩面施工技术规范(北京地标/)沥青路面超薄磨耗层施工技术规范(陕 西 地 标 /)和 超薄磨耗层技术规范等综合以上规范要
6、求对 沥青混合料配合比设计进行指导具体要求如表 所示 其中、和稳定度均满足以上规范要求然而对于武陵大桥桥面的高韧超薄沥青磨耗层而言为满足 沥青混合料在生产、储存和运输过程中自由沥青不会从集料表面流淌析漏损失率应不大于.在后续的工程实践应用中例如金山大道(广明高速广州段辅道)水泥混凝土路面薄层罩面工程、广澳高速广珠北段庆沙高架桥沥青混凝土桥面薄层罩面工程等多个项目验证了这一要求 同时由于 沥青混合料摊铺厚度仅为 不仅要求整个结构具有良好的抗裂能力还需保证集料之间具有良好的粘附性能因此对沥青膜厚度的要求较高沥青膜厚度应不小于 由表 可知为满足沥青膜厚度和析漏损失率要求当油石比为.时高韧沥青混合料的
7、沥青膜厚度达到.因此最终确定该高韧超薄沥青磨耗层混合料()的最佳油石比为.高韧超薄沥青混合料路用性能验证根据上述的配合比设计结果成型各类 沥青混合料试件进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和肯塔堡飞散试验验证 沥青混合料的高温稳定性、水温性和粘附性.车辙试验为评价 沥青混合料高温抗车辙能力采用车辙试验对 沥青混合料进行动稳定度测定试验结果如表 所示 由表 可得 沥青混合料动稳定度平均值达到 次/满足现行规范中不低于 次/的要求表明 沥青混合料具有良好的高温稳定性表 沥青混合料车辙试验结果试件编号总变形/动稳定度/(次/)平均值/(次/).浸水马歇尔试验为评价 沥青混合料抵抗水损害的能力采
8、用浸水马歇尔试验对 沥青混合料浸水前后的马歇尔稳定度进行测定试验结果如表 所示由表 可得 沥青混合料浸水马歇尔试验的残留稳定度为.满足现行规范中不小于 北方交通 年 第 期表 沥青混合料浸水马歇尔试验结果浸水前/平均值/浸水后/平均值/残留稳定度/.的要求这表明 沥青混合料具有良好的水稳定性.冻融劈裂试验为评价 沥青混合料抵抗水损害的能力采用冻融劈裂试验对 沥青混合料冻融破坏前后的劈裂强度进行测定试验结果如表 所示由表 可得 沥青混合料冻融劈裂残留强度比为.满足规范中不低于 的技术要求这表明 沥青混合料具有良好的水稳定性表 沥青混合料冻融劈裂试验结果非冻融组高度/荷载/劈裂强度/平均值/冻融组
9、高度/荷载/劈裂强度/平均值/残留强度比/.肯塔堡飞散试验为评价 沥青混合料中沥青与集料的粘附性能采用肯塔堡飞散试验对由 沥青混合料成型的马歇尔试件进行旋转撞击试验结果如表 所示 由表 可得 沥青混合料肯塔堡飞散损失率的平均值为.满足不大于 的设计要求这表明 沥青混合料中的沥青具有良好的粘附性能表 沥青混合料肯塔堡飞散实验测定结果试件编号试验前质量/试验后质量/飞散损失/平均值/.高韧超薄沥青磨耗层工程应用.工程概况常德市武陵大桥是横跨常德南北的一座特大桥桥梁全长.于 年 月建成通车武陵大桥分为主桥及南、北侧引桥三部分主桥上构为()变截面预应力混凝土连续箱梁北引桥为(.)预应力混凝土简支空心板
10、 预应力混凝土简支 梁南引桥为 预应力混凝土简支 梁 武陵大桥概貌如图 所示图 武陵大桥概貌.施工过程在武陵大桥加固维修工程项目中首先精铣刨桥面沥青混凝土同时对桥面进行拉毛处置 另外对桥面既有开裂、破损等病害采用高性能聚合物水泥进行快速修复 为增强高韧超薄沥青磨耗层与原桥面铺装的粘结撒布.的 高粘改性乳化沥青作为磨耗层与原桥面铺装的粘层 最后采用加铺.的高韧超薄沥青磨耗层的技术方案 沥 青 混 合 料 摊 铺 速 度 应 控 制 在 /其碾压区间应控制在 根据改性沥青路面压实度要求高韧超薄沥青磨耗层最大理论密度压实度应不小于 马歇尔密度压实度应不小于 高韧超薄沥青磨耗层的施工现场如图 所示图
11、高韧超薄沥青磨耗层实施现场.应用效果项目完工后对高韧超薄沥青磨耗层在武陵大桥的应用效果进行检测评价主要检测指标包括桥面平整度、桥面构造深度和桥面摩擦系数具体测试 年 第 期 易光远等:高韧超薄沥青磨耗层在常德市武陵大桥中的应用结果如表 所示表 高韧超薄沥青磨耗层应用检测结果编号起点桩号终点桩号平整度实测值/(/)构造深度实测值/摩擦系数实测平均值().根据公路路基路面现场测试规程()和城镇道路工程施工与质量验收规范()由表 的试验检测结果可得高韧超薄沥青磨耗层的平整度实测值均小于.具有良好的行车舒适性构造深度实测值均大于 摩擦系数实测平均值均不小于 桥面具有良好的抗滑性能 这表明高韧超薄沥青磨
12、耗层的总体实施效果良好 结论为提高常德市武陵大桥桥面铺装的功能性能和安全性能使其具有良好的行驶舒适性和抗滑性该工程项目采用高韧超薄沥青磨耗层技术体系经过性能检测得到主要结论如下:()为使 沥青混合料满足析漏损失率要求并得到最大沥青膜厚度采用.为最佳油石比()沥青混合料满足规范要求具有良好的高温稳定性能、水稳性能和粘附性能()采用高韧超薄沥青磨耗层技术实现了对武陵大桥的综合品质提升改善了其行车服务环境最大限度地保护桥面系结构并延长了其服务寿命()高韧超薄沥青磨耗层技术在武陵大桥的成功应用符合当前绿色与高性能材料的发展趋势可为各类公路、城市道路、桥梁和隧道结构的表面磨耗层选取提供参考方案参考文献
13、陈磊磊马雯琦钱振东等.沥青路面坑槽修补界面失效机理分析.东南大学学报(自然科学版)():.虞将苗杨倪坤于华洋.道路高性能沥青超薄磨耗层技术研究与应用现状.中南大学学报(自然科学版)():.中华人民共和国交通运输部.公路工程集料试验规程:.北京:人民交通出版社.中华人民共和国交通运输部.公路沥青路面施工技术规范:.北京:人民交通出版社.中华人民共和国交通运输部.公路路基路面现场测试规程:.北京:人民交通出版社股份有限公司.中华人民共和国住房和城乡建设部.城镇道路工程施工与质量验收规范:.北京:中国建筑工业出版社.(.().).()()(下转第 页)北方交通 年 第 期()同一高速不同试验段抗滑性能衰变与通车时长、累计轴载作用次数有着一定的相关性其中 相关性分别为.、.相关性分别为.、.()采用级配类型()、粗集料磨光值()结合车辆累计轴载作用次数()作为自变量分析时得到不同材料抗滑性能预测模型如下:.:.:.参考文献 李晓龙蔡春兵刘宗祥等.基于不同路表状态下加速磨耗试验的沥青路面抗滑性能衰变研究.交通科技():.王振华张勇杨雷.沥青路面材料抗滑性能衰变规律研究.公路交通科技(应用技术版)():.沙振勇徐暘关宏信等.新建沥青混凝土路面抗滑性能预测方法.公路():.(.)()().()(上接第 页)./.北方交通 年 第 期
