Superpave施工中的关键技术研究.doc

1、1Superpave 施工中的关键技术研究摘要：Superpave 是美国公路战略研究计划(SHRP)的研究成果，通过近些年的研究实践，在我国已积累了一些经验。本文提出了在Superpave 沥青路面技术施工中混合料压实和离析的问题及对策。 关键词：Superpave；压实；离析 中图分类号：TU74 文献标识码： A 文章编号： Superpave 是美国公路战略研究计划(SHRP)的重要研究成果，是一种改进的基于路面性能的体系。虽然该方法提出了一种新的、性能优良的高性能沥青混合料，但是要保证高性能沥青路面的质量和长期路用性能，仅仅具备完整、科学的室内设计方法而没有相应的施工技术作后盾是远远

2、不够的。 由于 Superpave 混合料是一种连续级配的骨架嵌挤密实结构，加之其粗集料较多，具有较高的抗剪切强度和抗变形能力，进行施工时较易离析且难于压实。因此有必要对该混合料的离析防治和压实工艺进行研究。 1 离析问题 从根本上讲，离析就是混合料中不均匀的现象，广义地讲离析分为三种:级配离析、温度离析和集料与沥青的离析。 离析的存在使实际级配与设计级配发生偏离，其中一部分混合料中的细集料含量增多，另一部分混合料中的粗集料含量增多，混合料的性2能发生变化，达不到预期的使用性能，因此应尽量防止离析的发生。对于 Superpave 混合料而言，离析问题主要是级配离析和温度离析。 1.1 级配离析

3、 因为 Superpave 混合料中粗集料相对较多，在混合料的装卸过程中容易造成级配离析。解决的方法有: 、混合料应注意装车卸料方式。在装料时应前后移位，第一次靠近汽车的前部，第二次靠近汽车的尾部，第三次在汽车中部，避免料堆过高而造成离析。卸料时亦最好分三次进行比较合理。 、应使摊铺机两侧挡板处尽可能多地堆积混合料，使摊铺机两端的混合料下部处于受压状态。 、调整螺旋布料器的速度，使之连续旋转。螺旋布料器周围料的高度以略高于螺旋布料器的 2/3 为宜，如果布料器周围缺乏材料，粗集料就会滚落到外部而导致离析。 、对 Superpave 混合料的级配进行严格控制，定期进行抽提检验。1.2 温度离析

4、在施工过程中，许多时候难于发现离析，尤其是温度离析。目前的研究也往往借助于红外摄像装置才能够捕捉到这种现象。有关试验结果发现:摊铺时温度存在明显差异处的混合料，在碾压完成后得到的空隙率同样存在着明显的差异。如果摊铺层上某区域温度较低，会导致密度不均，进而造成局部空隙率过大，平整度急剧下降;在局部区域过大的地方，水更容易进入到沥青混合料内部，进入冬季以后，混合料内部的水冻结3使路面破坏产生坑洞。这种现象与粗集料离析而带来的坑槽很相似，但本质上并不相同。为了解决这个问题，美国研究了一种沥青混合料再拌运输设备 MTV，可以缓解该问题。但要完全解决这个问题，以我国现有设备还是相当困难的，这就需要我们在

5、施工中做好资源调配，安排好时间，尽量减少运输车的等待时间。 2 压实工艺 沥青混合料压实的主要目标是:在高温时通过集料颗粒的最大接触以提供抵抗变形的骨架，获得合适的空隙率，提高防渗性，改善耐久性。Supeprvae 混合料由于对集料的棱角性和和颗粒形状、表面纹理等做了规定，集料多为表面粗糙、多棱角，因而内摩阻力较大，在压实特性上表现为难于压实。 从压实理论来看，在两种情况下混合料的压实会变得比较困难: 过应力状态:沥青混合料的稳定度较低，无法支撑轮碾机械重量，进一步压实后，混合料会滑向两侧或出现裂缝，其混合料密实程度没有有效地增加。 未足应力状态:如果混合料过于稳定或压实机械重量不足而使轮碾没

6、有充分收缩而形成足够的剪应力。 这两种状态的最佳点随混合料工作性、压实机械的类型和轮碾次数的变化而变化。因此，对于压实工艺的研究，应该基于这两点，从压实机械的吨位、轮胎压力、压实次数等方面进行施工试验研究。 2.1 压实机械的选择 、初压是最关键的压实阶段，这时集料颗粒相互移动、重新排列，4从而形成骨架。初压时建议选择钢轮压路机，因为胶轮压路机容易产生轮迹，并很难恢复。 、复压是附加的压实，它的作用是使沥青结合料产生移动，进行空隙填充和进一步排走混合料内部空气。复压建议选择胶轮压路机。 、终压是最小的附加压实，其作用仅在于光面，建议选择钢轮压路机进行最后的平整工作。 2.2 压实方案的选择 鉴

7、于 Supeprvae 混合料较难压实的特性，某高速公路在 Superpave混合料的施工中采取了三种压实方案进行对比研究，从中得出了一种较好的 Superpave 混合料压实方法，经实践证明是行之有效的。 方案 1: 初压:1213t 双钢轮压路机静压 1 遍;复压:25t 胶轮压路机碾压 1遍1215t 双钢轮振动压路机振动(振动频率宜为 3550Hz，振幅宜为0.30.8mm)1 遍 胶轮压路机 2 遍; 方案 2: 初压:1213t 双钢轮压路机静压 1 遍;复压:25t 胶轮压路机碾压 2遍1215t 双钢轮振动压路机(振动频率宜为 3550Hz，振幅宜为0.30.8mm)前进方向关

8、闭振动，后退开振，共 1 遍胶轮压路机 2 遍;终压:终压应紧跟在复压后进行。1215t 双轮钢筒式压路机静压 2 遍，并无明显轮迹。 5方案 3: 初压:1213t 双钢轮压路机静压 1 遍;复压:25t 胶轮压路机碾压 2遍1215t 双钢轮振动压路机静压 2 遍25t 胶轮压路机 2 遍;终压:终压应紧跟在复压后进行。1215t 双轮钢筒式压路机静压 2 遍，并无明显轮迹。 从压实效果来看，按照方案 2 进行碾压时，压实度达到98%，Superpave 混合料得以充分压实，且满足平整度和矿料不被破碎的要求。施工实践证明:初压时，使用钢轮压路机前进方向静压、后退方向振动的压实方法，对 Su

9、perpave 混合料的压实是非常有效的，初压时的振动对于提高压实度是很有好处的。这种方法在国内其他试验路，如连云港汾灌高速公路、广东开阳高速公路等也都得到了有力地验证。 2.3 压实温度规定 Superpave 混合料由于粗集料较多，散热较快，因而要求其出厂温度较高，一般比 AC 混合料高 10左右。同时也应该相应提高压实温度。为了避开 Superpave 混合料的 Tenderozne， (82118)，因此要求结束初压时温度不低于 140，结束复压时温度不低于 120，否则进入TenderZone，则很难再压实。终压结束时的温度必须高于 80，否则再行碾压已经达不到提高压实度的效果。 3

10、 小结 为了解决 Superpave 混合料的级配离析和温度离析问题，应加强对集料的生产和管理，注意运料车的装、卸料方式，并控制好摊铺速度。同时还需要对现有的摊铺和压实设备进行改进，并在施工中不断进行调6整。同时，为了保证 Superpave 的施工工艺，应建立完整的质量保证控制体系，对施工现场的情况进行监控和观测，随时发现问题，加强质量管理和检查。 参考文献 1 袁迎捷.基于 Superpave 的沥青胶浆流变特性与级配优化研究.西安:长安大学，2004 2 陈志忠，于斌，王恒斌 Superpave 技术现状及对我国沥青路面技术的启示.合肥工业大学学报：自然科学版，2002 3 张登良编.沥青路面M.北京:人民交通出版社，1998