CN101935189A

CN101935189A - 一种高模量沥青碎石(hmam)的外加剂及路面基层结构和铺设方法

Info

Publication number: CN101935189A
Application number: CN 201010166741
Authority: CN
Inventors: 李刚; 杜波; 陈团结; 孔祥利; 陈实; 李伟军; 白雪梅; 曲恒辉; 雷宇; 王德宝; 赵明; 曹海波; 李智; 田士国; 祝飞
Original assignee: SHANDONG GAOSU CONSTRUCTION MATERIALS CO Ltd; CCCC First Highway Consultants Co Ltd
Current assignee: SHANDONG GAOSU CONSTRUCTION MATERIALS CO Ltd; CCCC First Highway Consultants Co Ltd
Priority date: 2010-05-07
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2011-01-05

Abstract

本发明涉及一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂及使用该外加剂的路面基层结构和铺设方法。现有路面基层过于单一，而高模量沥青碎石基层有良好的抗疲劳开裂能力和稳定性能。本发明的路面基层结构，将连续密级配碎石作为骨料加热到175-185℃与岩沥青、消石灰和水泥、胶粉组成的外加剂干拌15-25秒后加入加热到160-175℃的沥青结合料，再与结合料湿拌160-200秒，形成混合料，170-180℃混合料出料；铺设时：先清扫下卧层表面，然后将拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型。本发明的外加剂制作、添加容易，能提高沥青碎石的模量和抗疲劳性能，使用外加剂路面基层结构，适用于重型交通的道路。

Description

一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂及路面基层结构和铺设方法

技术领域

本发明属沥青路面工程领域，涉及一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂及使用外加剂的路面基层结构和该路面基层结构的铺设方法。

背景技术

高模量沥青混合料外加剂一般分为应用于面层沥青混凝土的“抗车辙外加剂”和应用于基层沥青碎石的“高模量沥青碎石专用外加剂”。高模量沥青碎石专用外加剂是一种直接针对高模量沥青碎石(HMAM)的、既能提高模量又能提高抗疲劳性能的专用外加剂，而目前国内的厂家和单位，研究方向均集中在沥青混凝土的高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性方面，都属于应用于面层的抗车辙类的外加剂产品，对于沥青碎石类材料没有涉及。

路面基层是路面的主要承重层，其质量直接影响着路面的使用性能和使用寿命，因此基层必须具备良好的路用性能；首先，应具有足够的强度和刚度，以承受车轮荷载的反复作用；其次，必须有足够的水稳性和耐久性，以抵抗路面下渗的水分对基层产生侵蚀和疲劳作用。

我国的高等级公路尤其是高速公路正面临着车流量大、重载甚至超载的严峻考验，截至2009年6月，中国已建成的高速公路就已经达到7.5万公里左右，居世界第二位。在已通车公路里程中，半刚性基层沥青混凝土路面的里程数大约占到总数量的95％以上，虽然目前半刚性基层沥青混凝土路面材料技术、设计方法和施工技术等相对以前均有大幅提高，然而由于半刚性基层有产生温缩、干缩裂缝的先天性缺陷，因此相当部分路面在运营后都遭受到了早期病害的困扰，短则3～5年，长则8～10年就会出现裂缝而不得不大面积维修或者翻修重建。高模量沥青碎石(HMAM)基层有良好的抗疲劳开裂能力和出色的高温稳定性能，因此沥青路面高模量化已经成为改善沥青路面性能的有效途径和发展方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题提供一种可提高沥青碎石模量和抗疲劳性能的高模量沥青碎石(HMAM)外加剂及路面基层结构和该路面基层结构的铺设方法，通过将外加剂应用于沥青碎石后用于路面的基层或底基层，可以用来减少路面结构的总厚度，提高抗变形和抗疲劳能力，延长其使用寿命，并且有效解决目前普遍使用的半刚性基层结构存在的疲劳耐久性差、易产生反射裂缝以及早期损害的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂，由以下重量份的原料组成：岩沥青80％～95％、消石灰和水泥4.5％～15％、胶粉0.5％～5％。

上述消石灰和水泥的质量比是6-8∶2-4。

上述高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂，由以下重量份的原料组成：岩沥青80％～95％、消石灰或水泥4.5％～15％、胶粉0.5％～5％。

使用上述外加剂的路面基层结构，以沥青作为结合料，以连续密级配碎石作为骨料，将所述骨料加热到175-185℃，与所述的外加剂干拌15-25秒后加入加热到160-175℃的结合料，再与结合料湿拌160-200秒，均匀搅拌形成混合料。

上述外加剂的添加量为混合料重量的5‰～12‰。

上述结合料与骨料质量比为4～6∶100。

上述路面基层结构的铺设方法为：首先清扫下卧层表面；然后将上述拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型，摊铺碾压过程中，混合料出厂温度为170-180℃；摊铺温度≥160℃；初压温度≥155℃；终压温度≥100℃；等待龄期结束之后开放交通，空隙率≤10％。

上述混合料的碾压成型厚度为6～10mm，骨料的设计级配如下表：

表中：HMAM-20表示骨料最大公称粒径为19mm的混合料。

上述混合料的碾压成型厚度为8～12mm，骨料的设计级配如下表：

表中：HMAM-25表示骨料最大公称粒径为26.5mm的混合料。

上述混合料的碾压成型厚度为9～15mm，骨料的设计级配如下表：

表中：HMAM-30表示骨料最大公称粒径为31.5mm的混合料。

本发明相对于现有技术，具有如下优点和效果：

1、外加剂制作、添加容易，无需特殊设备，易拌和。

2、外加剂可以显著提高沥青碎石的动态模量、抗压回弹模量、高温性能和抗疲劳性能，20℃的动态模量比普通沥青碎石提高了50％以上，其抗压回弹模量也远大于普通沥青稳定碎石，比普通沥青稳定碎石提高了20％以上；40℃和60℃时，高模量沥青稳定碎石的动稳定度能够达到普通沥青稳定碎石的2倍以上；疲劳寿命(以四点疲劳梁试验为标准)可以提高3倍以上，适用于重型交通的道路。

3、高模量沥青碎石基层减小了路面结构厚度，节省资源，缩短工期。

4、高模量沥青碎石基层结构为全厚式沥青路面结构，在使用寿命末期进行维修或改建时，面层和基层材料大部分能够被利用，不但节省后期修筑费用，而且有利于环保。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

一种高模量沥青碎石(HMAM)基层结构，以1吨50号沥青为结合料，以20.7吨连续密级配碎石为骨料(见表一)，以87.2千克岩沥青、11.45千克消石灰、4.91千克水泥5.45千克胶粉均匀混合组成外加剂，将骨料加热到180℃，与外加剂干拌20秒后加入加热到170℃的沥青结合料，与结合料湿拌180秒，均匀搅拌形成混合料，175℃时混合料出料；铺设时，首先清扫下卧层表面，然后将上述拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型；摊铺碾压过程中，摊铺温度≥170℃；初压温度≥165℃；终压温度≥110℃，成型厚度为6～10cm；等待龄期结束之后开放交通，空隙率为8％。

表一 HMAM-20(骨料最大公称粒径为19mm)级配表

实施例2：

一种高模量沥青碎石(HMAM)基层结构，以1吨50号沥青为结合料，以16.7吨连续密级配碎石为骨料(见表二)，以143.03千克岩沥青、28.61千克水泥和7.15千克胶粉均匀混合组成外加剂，将骨料加热到175℃，与外加剂干拌15秒后加入加热到160℃沥青结合料，与结合料湿拌160秒，均匀搅拌形成混合料，170℃混合料出料；铺设时，首先清扫下卧层表面，然后将上述拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型，碾压过程中，摊铺温度≥165℃；初压温度≥160℃；终压温度≥105℃，成型厚度为8～12cm；等待龄期结束之后开放交通，空隙率为5％。

表二 HMAM-25(骨料最大公称粒径为26.5mm)级配表

实施例3：

一种高模量沥青碎石(HMAM)基层结构，以1吨70号沥青为结合料，以20吨连续密级配碎石为骨料(见表三)，以142.82千克岩沥青、14.28千克消石灰和1.59千克胶粉均匀混合组成外加剂，将骨料加热到185℃，与外加剂干拌25秒后加入加热到175℃沥青结合料，与结合料湿拌200秒，均匀搅拌形成混合料，180℃时混合料出料；铺设时，首先清扫下卧层表面；然后将上述拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型；摊铺碾压过程中，摊铺温度≥170℃；初压温度≥165℃，终压温度≥120℃，成型厚度为9～15cm；等待龄期结束之后开放交通，空隙率为7％。

表三 HMAM-30(骨料最大公称粒径为31.5mm)级配表

实施例4：

一种高模量沥青碎石(HMAM)基层结构，以1吨90号沥青为结合料，以25吨连续密级配碎石为骨料(见表三)，以188.71千克岩沥青、11.74千克水泥和9.23千克消石灰均匀混合组成外加剂，将骨料加热到185℃，与外加剂干拌25秒后加入加热到170℃的沥青结合料，与结合料湿拌190秒，均匀搅拌形成混合料，175℃时，混合料出料；铺设时，首先清扫下卧层表面，然后将上述拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型；摊铺碾压过程中，摊铺温度≥160℃；初压温度≥155℃；终压温度≥100℃，成型厚度为9-15cm；等待龄期结束之后开放交通，空隙率为10％。

上述实施例2为最佳实施方式。

Claims

1.一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂，其特征在于：由以下重量份的原料组成：岩沥青80％～95％、消石灰和水泥4.5％～15％、胶粉0.5％～5％。

2.根据权利要求1所述的一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂，其特征在于：所述消石灰和水泥的质量比是6-8∶2-4。

3.如权利要求1所述的一种高模量沥青碎石(HMAM)的外加剂，其特征在于：由以下重量份的原料组成：岩沥青80％～95％、消石灰或水泥4.5％～15％、胶粉0.5％～5％。

4.一种使用权利要求1-3任意一项所述外加剂的路面基层结构，其特征在于：以沥青作为结合料，以连续密级配碎石作为骨料，将所述骨料加热到175-185℃，与所述外加剂干拌15-25秒后加入加热到160-175℃的结合料，再与结合料湿拌160-200秒，均匀搅拌形成混合料。

5.根据权利要求4所述的路面基层结构，其特征在于：所述外加剂的添加量为混合料重量的5‰～12‰。

6.根据权利要求4所述的路面基层结构，其特征在于：所述结合料与骨料质量比为4～6∶100。

7.如权利要求6所述路面基层结构的铺设方法：其特征在于：包括以下步骤：首先清扫下卧层表面；然后将拌合好的混合料摊铺在下卧层上，碾压成型；摊铺碾压过程中，混合料出厂温度为170-180℃，摊铺温度≥160℃，初压温度≥155℃，终压温度≥100℃；等待龄期结束之后开放交通，空隙率≤10％。

8.根据权利要求7所述路面基层结构的铺设方法，其特征在于：所述混合料的碾压成型厚度为6～10mm，所述骨料的设计级配如下表：

表中：HMAM-20表示骨料最大公称粒径为19mm的混合料。

9.根据权利要求7所述路面基层结构的铺设方法，其特征在于：所述混合料的碾压成型厚度为8～12mm，所述骨料的设计级配如下表：

表中：HMAM-25表示骨料最大公称粒径为26.5mm的混合料。

10.根据权利要求7所述的路面基层结构的铺设方法，其特征在于：所述混合料的碾压成型厚度为9～15mm，所述骨料的设计级配如下表：

表中：HMAM-30表示骨料最大公称粒径为31.5mm的混合料。