CN113149518A - 超薄罩面沥青混合料及其制备方法和路面养护超薄罩面中的应用 - Google Patents

超薄罩面沥青混合料及其制备方法和路面养护超薄罩面中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明揭露一种超薄罩面沥青混合料及其制备方法和路面养护超薄罩面中的应用，混合料包括下述质量百分比的组份：集料93.533％‑93.875％、基质沥青5.914％‑6.267％和氯丁橡胶0.2％‑0.211％。本发明的有益效果，具有提升超薄罩面的抗裂性能、防水损害功能、抗滑性能、高低温稳定功能、层间抗剪功能和耐久功能等优点。在满足道路养护要求的同时能使薄层罩面的造价相对于传统薄层罩面更低、施工更加方便快捷，缩短了摊铺压实时间，能更早的开放交通。

Description

超薄罩面沥青混合料及其制备方法和路面养护超薄罩面中的 应用
技术领域
本发明涉及公路养护技术领域，尤其涉及一种超薄罩面沥青混合料及其制备方法和路面养护超薄罩面中的应用。
背景技术
随着我国公路建设的迅速发展,道路养护里程的不断增加，致使养护资金相对短缺，养护水平较低。要改变目前被动养护的局面，最有效的方法是实施预防性养护。薄层罩面作为一种预防性养护措施，经过国外实践证明是一种值得推广的技术，并且具有一定得可靠性。
在外国工程实践证明，超薄沥青混凝土罩面层作为一种预防性养护措施，与微表处相比可以延长高速公路路面使用寿命至少在5年以上，与传统薄层罩面相比，超薄层罩面压实厚度可以低至10-20mm，从而降低道路养护造价。高性能的超薄沥青混凝土罩面层使用寿命可长达6-8年。与此同时，超薄沥青混凝土罩面层表面粗糙可增加车轮的抗滑性，可以降低噪音、渗水性，可以大大减少雨天常见的水雾，提高能见度。尽管罩面层仅有10-20mm厚，但却能与原有路面紧密结合、推移病害，这对节能降耗有较大的实用价值。
超薄沥青混凝土罩面层硬具备较好的构造深度和抗滑性能。从混合料设计理论上来讲，沥青混合料应采用碎石含量较高的矿料级配组成，来满足路面抗滑性能的需要。但是，目前超薄沥青混凝土罩面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及粘度等指标并不能满足超薄罩面养护技术的性能要求，极大地降低了超薄罩面养护技术的服务质量、使用寿命和其推广应用范围。
发明内容
因此，为了克服现有技术的不足之处，本发明提供一种超薄罩面沥青混合料及其制备方法和路面养护超薄罩面中的应用，能够提升超薄罩面的抗裂性能、防水损害功能、抗滑性能、高低温稳定功能、层间抗剪功能和耐久功能。
本发明的一种技术方案是，提供一种超薄罩面沥青混合料，其原料包括下述质量百分比的组份：集料93.533％-93.875％、基质沥青5.914％-6.267％和氯丁橡胶0.2％-0.211％。
进一步，所述原料包括下述质量百分比的组份：集料93.618％-93.789％、基质沥青6.002％-6.178％和氯丁橡胶0.203％-0.209％。
进一步，所述原料包括下述质量百分比的组份：集料93.703％、基质沥青6.091％和氯丁橡胶0.206％。
进一步，所述集料包括下述质量百分比的组份：石料91.5％、石灰1％、矿粉7.5％。
进一步，所述石料的合成级配如下：
Figure BDA0003031250820000021
进一步，所述石料的合成级配如下：所述石料采用的是碎石和/或石屑。
进一步，所述石料的合成级配如下：所述基质沥青采用埃索70号A级道路石油沥青。
本发明的另一种技术方案是，提供一种超薄罩面沥青混合料的制备方法，将所述集料、所述基质沥青和所述氯丁橡胶在预定温度下进行搅拌得到混合料。
本发明的第三种技术方案是，提供一种的超薄罩面沥青混合料在路面养护超薄罩面中的应用，包括如下步骤，
100.将混合料在预定温度下进行搅拌；
200.将混合料摊铺；
300.碾压混合料。
进一步，路面养护超薄罩面的厚度为20mm-25mm。
本发明的有益效果，具有提升超薄罩面的抗裂性能、防水损害功能、抗滑性能、高低温稳定功能、层间抗剪功能和耐久功能等优点。在满足道路养护要求的同时能使薄层罩面的造价相对于传统薄层罩面更低、施工更加方便快捷，缩短了摊铺压实时间，能更早的开放交通。
为让本发明的上述和其他目的、特征及优点能更明显易懂，配合所附图示，做详细说明如下。
附图说明
图1是本发明中成型的马歇尔试件的示意图。
图2是本发明中试验后试件破坏的示意图。
图3是本发明中级配2的毛体积密度与油石比的关系曲线图。
图4是本发明中级配2的稳定度与油石比的关系曲线图。
图5是本发明中级配2的空隙率与油石比的关系曲线图。
图6是本发明中级配2的流值与油石比的关系曲线图。
图7是本发明中级配2的VMA与油石比的关系曲线图。
图8是本发明中级配2的饱和度与油石比的关系曲线图。
图9是本发明中级配3的毛体积密度与油石比的关系曲线图。
图10是本发明中级配3的稳定度与油石比的关系曲线图。
图11是本发明中级配3的空隙率与油石比的关系曲线图。
图12是本发明中级配3的流值与油石比的关系曲线图。
图13是本发明中级配3的VMA与油石比的关系曲线图。
图14是本发明中级配3的饱和度与油石比的关系曲线图。
图15是本发明中级配4的毛体积密度与油石比的关系曲线图。
图16是本发明中级配4的稳定度与油石比的关系曲线图。
图17是本发明中级配4的空隙率与油石比的关系曲线图。
图18是本发明中级配4的流值与油石比的关系曲线图。
图19是本发明中级配4的VMA与油石比的关系曲线图。
图20是本发明中级配4的饱和度与油石比的关系曲线图。
具体实施方式
为充分了解本发明之目的、特征及功效，兹藉由下述具体之试验例，并配合所附之图式，对本发明做一详细说明，说明如后。
一、本发明提供一种超薄罩面沥青混合料，其原料包括下述质量百分比的组份：集料93.533％-93.875％、基质沥青5.914％-6.267％和氯丁橡胶0.2％-0.211％。
在本发明中，集料包括石料、石灰和矿粉，石料采用的是碎石和/或石屑，并且集料集料各项指标都符合规范要求。基质沥青采用埃索70号A级道路石油沥青，其性能检测结果见表1，需要说明的是，基质沥青一下简称沥青。
表1
Figure BDA0003031250820000041
在本发明中，氯丁橡胶是由2-氯丁二烯乳液聚合而成的聚合物，具有较强的极性，用做改性剂，可以制成氯丁橡胶石油沥青和氯丁橡胶煤焦油沥青等，氯丁橡胶性能见表2。
表2
Figure BDA0003031250820000042
在本发明中，进一步，其原料包括下述质量百分比的组份：集料93.618％-93.789％、基质沥青6.002％-6.178％和氯丁橡胶0.203％-0.209％。进一步，其原料包括下述质量百分比的组份：集料93.703％、基质沥青6.091％和氯丁橡胶0.206％。
(1)级配设计
在本发明中，通过对10种HMA混合料抗反射裂缝性能研究，包括SMA-10、Superpave-10超薄HMA、超薄磨耗层、NovaChip、微表处、橡胶沥青混合料等的基础上，选取设计级配曲线并进行相关的性能试验，得出的最佳级配—缓释裂缝混合料级配(CAM级配)。集料包括下述质量百分比的组份：石料91.5％、石灰1％、矿粉7.5％。
在本发明中，石料的合成级配如下表3：
表3
Figure BDA0003031250820000051
(2)基质沥青的含量设计
沥青混合料中基质沥青含量对沥青混合料的使用性能有重要的影响。按照级配设计各方案取料，每个方案采用5％、5.5％、6％、6.3％、6.5％、6.7％和7％这7种油石比(基质沥青和集料的质量比)，每组油石比制备4个马歇尔试件，双面击实75次，沥青加热温度160℃，集料加热温度170℃，沥青混合料拌合温度160℃，马歇尔试件成型后放置24h冷却到常温(20℃)后脱模，测量其密度，空隙率，矿料间隙率等指标，试件成型和马歇尔试验结果如图1和2所示。由于氯丁橡胶改性沥青掺入不同量的氯丁橡胶，是一个非常繁重的任务，因此，在试验设计时采用正交设计方法设计氯丁橡胶改性剂组的试验。
1)马歇尔试验相关参数
在测定沥青混合料的各项指标后，将试件按照规范要求放到恒温水箱，在60℃水温中保温30-40min，然后测定马歇尔稳定度和流值，测得数据记录如下表4：
表4
Figure BDA0003031250820000052
Figure BDA0003031250820000061
2)确定沥青用量
通过CAM混合料进行马歇尔试验结果可知，级配2的油石比6.5％、6.7％和7％，级配3的油石比6％、6.3％和6.5％，级配4的油石比6％、6.3％和6.7％都符合规范要求。
以沥青含量或者油石比为变量，马歇尔各项试验指标为因变量，将试验结果画成点图并且连成圆滑曲线。确定各个参数均符合沥青混合料技术标准要求的沥青用量范围OACmin-OACmax。根据试验曲线的走势，按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC。
①曲线图上求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或中值)OAC1、沥青饱和度范围的中值的沥青用量a1、a2、a3、a4，请参见公式一：
OAC1＝(a1+a2+a3+a4)/4 公式一。
②如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按公式二求取3者的平均值作为OAC1。
OAC1＝(a1+a2+a3)/3 公式二。
③所选择试验的沥青用量范围，密度或稳定度没有出现峰值(最大值经常在曲线的两端)时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1，但OAC1必须介于OACmin-OACmax的范围内。否则应重新进行配合比设计。
以各项指标均符合技术标准(不含VMA)的沥青用量范围OACmin-OACmax的中值作为OAC2，，请参见公式三：
OAC2＝(OACmin+OACmax)/2 公式三。
通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC，请参见公式四：
OAC＝(OAC1+OAC2)/2 公式四。
1.关于级配2的油石比与马歇尔试验各项指标关系曲线请参见图3至图8所示，从图3和图4可知，级配2的毛体积密度在油石比为5.5％时达到最大，沥青混合料稳定度在油石比为5.75％时达到最大。
从图5和图6可知，级配2的空隙率随着油石比增大而减小，而流值随着油石比的增大而增大，达到目标空隙率的油石比为6.2％。
从图7和图8可知，级配2的VMA在油石比为6.0％达到最小，饱和度随着油石比的增大而增大，达到饱和度中值的油石比6.2％。根据级配2的数据及图表计算可以得出，级配2的最佳油石比为5.9％。
2.关于级配3的油石比与马歇尔试验各项指标关系曲线请参见图9至图14所示，从图9和图10中可知，当油石比为6.2％时级配3的毛体积密度达到最大值，而当油石比为6.4％时，沥青混合料的稳定度达到最大。
从图11和图12中可以得出，达到目标空隙率时的沥青混合料油石比为6.4％。
从图13和图14中可以得出，级配3的油石比为6.4％时，VMA达到最小，而饱和度中值对应的油石比为6.3％。根据级配3的数据及图表计算可以得出，级配方案三的最佳油石比为6.3％。
3.关于级配4的油石比与马歇尔试验各项指标关系曲线请参见图15至图20所示，从图15和图16可以得到，当油石比为6.5％时，级配4的沥青混合料毛体积密度和稳定度均达到最大值。
从图17和图18中可以得出，达到目标空隙率的油石比为6.7％。
从图19和图20中可以得知，级配4在油石比为6.3％时VMA达到最小，而油石比为6.3％时级配4的饱和度VFA达到中值。根据级配方案4的数据及图表计算可以得出，级配方案四的最佳油石比为6.3％都6.7％之间。
(3)确定氯丁橡胶的惨量
经过试验可以得出，掺入不同含量的氯丁橡胶乳液对沥青性能有不同程度的影响。为了研究不同含量的氯丁橡胶改性剂对沥青混合料性能的影响，初步选定2.5％、3％、3.3％、3.5％、3.7％、4％的氯丁橡胶含量。通过沥青混合料试验及查阅文献资料，CAM的最佳油石比在5.5％-7％，为了减少试验组数及合理的分配试验，油石比仅采用5.5％、6％、6.3％、6.5％、6.7％和7％，采用正交试验设计，试验设计如表5所示：
表5
Figure BDA0003031250820000081
根据正交试验多指标试验结果直观分析原理，对沥青混合料的稳定度、毛体积密度和矿料间隙率进行分析，在此基础上检验最优配比是否符合规范要求，如果符合要求则选择最优配比，直观分析过程如表6至表8，表6是稳定度最优配比分析，表7是毛体积相对密度最优配比分析，表8是VMA最优配比分析。
表6
Figure BDA0003031250820000091
对于马歇尔试件的稳定度要求试件的稳定度值越高越好，对级配、油石比及氯丁橡胶的含量选择时要求对稳定度贡献越大越好，因此得出对于稳定度来说最佳组合为级配4，油石比在6.3％-6.7％之间，氯丁橡胶含量在3.3％-3.7％之间，例如，油石比是6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％，氯丁橡胶含量是3.3％、3.4％、3.5％、3.6％和3.7％。
表7
Figure BDA0003031250820000092
Figure BDA0003031250820000101
对于马歇尔试验体系来说，毛体积相对密度越接近矿料合成的最大理论密度越好，能够获得最大的密实度，对应的试件的强度也达到最大。因此，选择对毛体积相对密度贡献最大，因此得出对于稳定度来说最佳组合为级配4，油石比在6.3％-6.7％之间，氯丁橡胶含量在3.3％-3.7％之间，例如，油石比是6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％，氯丁橡胶含量是3.3％、3.4％、3.5％、3.6％和3.7％。
表8
Figure BDA0003031250820000102
要获得密实的马歇尔试件，选择对矿料间隙率贡献较小获得的结果越符合要求，得到对于VMA最优组合为级配4，油石比在6.3％-6.7％之间，氯丁橡胶含量在3.3％-3.7％之间，例如，油石比是6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％，氯丁橡胶含量是3.3％、3.4％、3.5％、3.6％和3.7％。
由于沥青混合料试件稳定度、矿料间隙率和毛体积相对密度相关关系很小，不需要考虑因素间的交互作用。通过对数据进行分析可以发现，按照极差的大小排列3个因素分别对3个指标影响的重要性的主次顺序如表9所示。
表9
Figure BDA0003031250820000103
Figure BDA0003031250820000111
通过以上分析，可以得出级配4，油石比在6.3％-6.7％之间，氯丁橡胶含量在3.3％-3.7％之间，例如，油石比是6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％，氯丁橡胶含量是3.3％、3.4％、3.5％、3.6％和3.7％。最后检验流值、空隙率及沥青饱和度VFA均符合规范要求，因此，把这个组合作为目标配合比。需要说明的是，油石比是6.3％、6.4％、6.5％、6.6％、6.7％，氯丁橡胶含量(氯丁橡胶与沥青的质量比例)是3.3％、3.4％、3.5％、3.6％和3.7％，通过换算可以知道，其对应的集料在混合料中的质量百分比分别为93.533％、93.618％、93.703％、93.789％、93.875％，其对应的基质沥青在混合料中的质量百分比分别为6.267％、6.179％、6.091％、6.002％、5.914％，其对应的氯丁橡胶在混合料中的质量百分比分别为0.200％、0.203％、0.206％、0.209％、0.211％。进一步得到沥青混合料中各组份的质量百分比分别为：集料93.533％-93.875％、基质沥青5.914％-6.267％和氯丁橡胶0.2％-0.211％。
(4)直接拉伸疲劳试验
将上述质量百分比的沥青混合料制成试件，使用万能试验机或MTS试验机直接进行拉伸疲劳试验，定量的评估沥青超薄罩面的抗疲劳开裂性能。通过控制位移限定值，在循环拉力作用下，直至试件开裂破坏，记录试件破坏时的拉力循环次数来评价沥青混合料的抗反射裂缝的能力。
1)制备试件
沥青混合料试件制备采用旋转击实仪(SGC)的圆柱形试件，切割成长150±2mm，宽77mm，厚38±0.5mm的块状试件。旋转击实仪试件制作要求：旋转击实试件的直径d＝15cm，高度11.5±0.5cm，对于改性热拌沥青混合料成型前必须放在135℃的烘箱中4小时左右。
试件制作完成后，需要依照模具把试件切割成规定大小，高度控制在38±0.5mm，丢弃上部和下部的部分，在60±3℃的烘箱中把切割完成的试件烘干至恒定质量，即要求在2小时之间质量改变不超过0.05％。
2)拉伸疲劳试验结果分析
在进行拉伸疲劳试验时，选择级配4，油石比是6％、6.3％、6.7％、7％，氯丁橡胶含量是3.3％，以及未添加氯丁橡胶制备的试件进行直接拉伸试验，研究分析沥青含量不同、是否加氯丁橡胶改性的沥青混合料的抗反射裂缝能力的变化规律，直接拉伸疲劳试验结果请参见表10至表17。
表10油石比6％未加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000121
注：W指未加氯丁橡胶改性，即是普通沥青混合料试件(下同)
表11油石比6.3％未加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000122
表12油石比6.7％未加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000123
表13油石比7％未加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000124
表14油石比6％加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000125
Figure BDA0003031250820000131
注：G指用氯丁橡胶改性沥青混合料试件(下同)
表15油石比6.3％加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000132
表16油石比6.7％加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000133
表17油石比7％加氯丁橡胶改性沥青混合料直接拉伸试验
Figure BDA0003031250820000134
从表10至表17可以看出，试件G6.0％的最大拉应力是W6.0％的最大拉应力的1.57倍，试件G6.3％的最大拉应力是W6.3％的最大拉应力的1.41倍，试件G6.7％的最大拉应力是W6.7％的最大拉应力的1.41倍，试件G7.0％的最大拉应力是W7.0％的最大拉应力的1.51倍，说明掺加氯丁橡胶改性的沥青混合料试件，提高了沥青的粘韧性，也提高了试件的抗拉强度。氯丁橡胶增强了沥青对集料的粘附作用，沥青混合料整体性能得到提升。
本发明所述超薄罩面沥青混合，具有提升超薄罩面的抗裂性能、防水损害功能、抗滑性能、高低温稳定功能、层间抗剪功能和耐久功能等优点。在满足道路养护要求的同时能使薄层罩面的造价相对于传统薄层罩面更低、施工更加方便快捷，缩短了摊铺压实时间，能更早的开放交通。
二、本发明提供一种超薄罩面沥青混合料的制备方法，将集料、基质沥青和氯丁橡胶在预定温度下，按照上述内容中的质量百分比进行搅拌得到混合料。集料、基质沥青和氯丁橡胶的质量百分比分别为：集料
93.533％-93.875％、基质沥青5.914％-6.267％和氯丁橡胶0.2％-0.211％。搅拌时，必须确保在145-165℃的温度出厂，沥青混合料的粗细集料颗粒易产生离析，且沥青容易析漏，为了解决这个问题，应边拌边用进行搅拌得到混合料。
三、本发明提供一种超薄罩面沥青混合料在路面养护超薄罩面中的应用，包括如下步骤，
100.将混合料在预定温度下进行搅拌；
200.将混合料摊铺；
300.碾压混合料。
在本发明中，混合料包括下述质量百分比的组份：集料93.533％-93.875％、基质沥青5.914％-6.267％和氯丁橡胶0.2％-0.211％。关于混合料的质量百分比请参见上述内容，在这里不再赘述。
在本发明的步骤100中，超薄罩面沥青混合料与普通沥青混合料大致相同，但在生产中必须注意应在最适当的“温度管理”和“品质管理”之下进行。必须确保在145-165℃的温度出厂，沥青混合料的粗细集料颗粒易产生离析，且沥青容易析漏，为了解决这个问题，应边拌边用。
在本发明的步骤100和200之间，还包括步骤101，混合料运输。
由于罩面沥青混合料的降温较快，在运输过程中需要满足以下条件：
①采用自卸式汽车运输，车辆应保持清洁，防止沥青混合料发生离析现象。车辆的数量和摊铺机的数目，摊铺功能、运输的路径适应，从而达到摊铺的连续性。
②为方便装卸，混合料运输车的车厢底板和侧面应涂抹一层隔离剂，可便于游离余液的排除。当使用油水混合物作为隔离剂时，同时应严格控制油和水的比例，严禁使用纯石油产品。由于隔离剂可能对沥青的稀释效果，应控制使用量。
③当运输车辆装载时，应通过前后移动来消除粗骨料的离析现象。沥青混合料应至少分为3次装卸，对于大型运输卡车，可以划分成多次。在混合料表面覆盖双重保温布，以防止混合料温度下降。当运输在较低温度下或户外风很大时，应加盖多层保温布。当温度低于10℃时或大风时不应施工。
④为了保证罩面路面均匀、连续的摊铺，在摊铺机前应至少保证有三辆以上的运料车等候卸料。在混合料卸车时，距摊铺机前20-30cm的距离停止，不能碰撞摊铺机。铺路时由摊铺机顶推车辆同步前进。
对于不符合施工要求的沥青混合料不能使用，以免影响摊铺后路面的质量。
在本发明的步骤200中，将混合料摊铺，超薄罩面的摊铺与普通沥青混合料一样，摊铺要求如下：
①摊铺温度对于罩面的摊铺质量至关重要。为防止降温速度过快而造成压实困难，摊铺温度应较普通沥青混合料高。而且，在摊铺前，摊铺机熨平板必须先预热40min左右，使熨平板温度达到120℃以上。
②混合料应在路拱一侧全宽度摊铺，且在纵横施工缝接头处不可有多余的沥青或其它结合料，以免阻碍面层内部的排水。
③由于罩面混合料的粗集料少，应调整好振捣和振动级数，以确保足够的初始密实度，一般调整摊铺机振捣和振动级数为5级。
④若采用两台摊铺机梯队联合摊铺，靠边缘的摊铺机应走在前面，采用超声波非接触式平衡梁找平，另一台摊铺机紧跟其后，相隔3-5m，纵缝重叠10cm左右，内侧采用纵波仪在己铺面上行走。
⑤超薄罩面采用的摊铺设备能够一次性完成粘层油的洒布，热沥青混合料摊铺和熨平工作。首先进行粘层油的喷洒，一般选择在60-80℃的温度下进行喷洒，洒布量约为1.1L/m2。粘层油喷洒后，接着进行的是热拌沥青混合料的摊铺工作，其摊铺温度一般控制在135-150℃。
在本发明的步骤300中，碾压混合料。
混合料的压实效果对路面层质量的好坏影响很大，因此为了保证路面的施工质量，选择合理的压路机和碾压步骤相当重要。超薄沥青罩面与普通沥青混凝土路面施工最大的不同在于压实机械和压实温度的区别。一般沥青混凝土路面较厚需要使用振幅大且频率小的压路机才能达到规定的压实度。而超薄沥青罩面较薄容易冷却又不宜使用振动压路机，因而很难达到较高的密实度。为了适应超薄罩面的技术特性，碾压以静压方式进行。
1)碾压温度的确定
①初压温度的确定
根据试验室得出的粘度一温度曲线图以及施工现场的气温、地温、风力等因素，施工气温为20℃时，试验路初压温度控制在130-145℃。
②复压温度的确定
罩面路面的降温速度比普通沥青路面快很多，因此施工时，复压应紧随初压工序进行，压实路段不宜过长，以保证复压温度。
③终压温度的确定
根据施工现场的气温、压实路段的长度以及消除轮迹的情况，确定罩面的碾压终了的温度应不低于70℃。
2压路机行驶速度
为了保障超薄罩面在规定的温度限内可以达到足够的压实度，除了初压小于2.5km/h外，可以适当的提高碾压速度。
初压应在紧跟摊铺机后碾压，并保持较短的摊初压区长度，以尽快使表面压实，较少热量散失。复压紧跟在初压后开始，且不得随意停顿。压路机碾压段的总长度尽量缩短，通常不超过60-80cm。对路面边缘压路机难于碾压的部位，采用小型压路机或人工夯实。终压紧跟在复压后开始。压路机不得在未碾压成型路段上转向、掉头、加水或停留。初压速度控制在2-3km/h，复压速度控制在3-5km/h，终压速度控制在3-6km/h。
3)压实技术
碾压时压路机在横坡方向上由较低一边向较高处碾压，这样可使压路机以压实后的混合料作为支撑边。压路机在倒车时，应先停止振动，并在向另一方向运动后再进行振动，以避免混合料因“过压”而形成“拥包”。压实时注意合理的碾压温度。较薄的沥青混合料由于温度下降快，使有效压实时间缩短，因此除了加强混合料运输过程中的保温措施以外，摊铺后应立即碾压，碾压长度30-50m，压路机与摊铺机之间的最短距离4-5m。压实工艺应遵循紧跟、少水、均速、慢压的原则。
本发明中，路面养护超薄罩面的厚度为20mm-25mm。
本发明中，超薄罩面沥青混合料在路面养护超薄罩面领域中的应用，使得超薄层罩面具备以下几个方面的功能：
(1)抵抗反射裂缝功能
反射裂缝是因为温度应力和交通荷载循环往复作用下，在旧水泥混凝土板接缝或裂缝处产生相对的水平位移和竖直位移，沥青罩面层中产生重复的弯拉应力和剪切应力作用，由于接缝或裂缝处不能很好的传递拉应力与剪应力，导致接缝或裂缝处产生应力集中效应，使接缝或裂缝处沥青罩面损坏。因此，沥青罩面上的反射裂缝通常与旧水泥混凝土路面的接缝或裂缝位置相对应。沥青罩面层的反射裂缝从开始发生直至最后破坏，经历了产生、扩展及破坏三个阶段，扩展阶段包括反射裂缝罩面层厚度方向的扩展、罩面层表面的横向扩展。
即使沥青罩面产生了反射裂缝，如果养护及时，可及时控制反射裂缝的进一步恶化，沥青罩面层也不会突然破坏。虽然反射裂缝的存在对沥青罩面性能影响并不很大，但一旦裂缝生成，如养护不及时，水分便浸入路面结构内部，使土基含水量增高，路面承载力降低。随着交通荷载等往复作用，水的存在会冲刷土基引起沥青罩面层出现唧泥、错台等病害，使路面损坏进一步扩展。反射裂缝的危害主要有：
①增大路面结构层应力集中，反射裂缝的存在，减小了行车荷载扩散的范围，增大了罩面层的应力作用，导致接缝或裂缝处结构层破坏。
②降低罩面层的防水功能，反射裂缝的出现导致雨水或雪水等进入结构层内部，进一步导致路面结构承载力降低，且应力集中处应力增大导致路面加铺层过早损坏，缩短罩面层使用寿命。
③接缝或裂缝处碎裂，在外界环境(雨水、冰冻、温湿循环等)、行车荷载等因素共同作用下，接缝或裂缝处的沥青罩面层会有老化剥落、碎裂等情况，沥青罩面层在交通荷载等作用下加快破坏，使用寿命缩短，造成社会效益与经济效益的浪费。
综上，反射裂缝是由于旧水泥混凝土面层在接缝或裂缝附近过大的位移引起接缝或裂缝上方沥青加铺层内出现应力集中所造成的，而水泥混凝土板的接缝或裂缝是施工或使用过程中不可避免的，也难以控制接缝或裂缝附近位移的产生及其发展，因此采用的超薄罩面材料具有良好的抗裂性能是解决这一难题的必由之路。温度应力引起反射裂缝的产生，并参与了其最初的发展，荷载应力则加速了裂缝的发展，抗裂性能好的加铺材料可以通过提高沥青罩面层的变形能力和抗拉能力，来抵抗或消散行车荷载、温度变化等产生的应力，从而减少或延缓反射裂缝的发展。
(2)防水损害功能
水泥路面纵横接缝、裂缝较多，施工灌缝难度大，而且随着时间的推移，填缝料不断老化及受雨水侵蚀作用，将不可避免的失效或缺失，水不可避免地从路面接缝或裂缝处渗入路面结构内部，在车辆荷载作用下，基层由于塑性变形累积而同面板脱空，水在轮载作用下形成有压水，在基层混合料浸湿的细料混合成泥浆，沿接缝或裂缝喷溅出来，形成唧泥现象。随着唧泥的进一步发展，范围会贯通整个板内，最终导致路面的损害。如果通过在水泥路面上加铺一层水稳定性好的沥青罩面层，能够把水挡住在水泥混凝土上面，使其不能从水泥板接缝或裂缝处进入水泥路面内部，防止地表水下渗，减弱或避免地表水对水泥路面的破坏，达到防治水损害的目的。
有研究表明，超薄沥青混凝土的抗滑性能和水稳性是其两个主要的性能指标，可见水稳性能对超薄沥青罩面层非常重要。这是由于超薄沥青罩面层含有较多的集料，在水的浸泡作用下，水分容易进入到集料与沥青之间的空隙，久而久之造成矿料和沥青之间的粘结性下降。而且超薄沥青功能层空隙率较大，雨天时候水分容易进入混合料的空隙中，水分在车辆轮胎的泵吸作用下形成动水压力，容易造成混合料松散、剥落，导致早期破坏。
(3)抗滑性能
超薄沥青罩面层需要具有良好的抗滑性能，并需保证抗滑性能的耐久性，这一点在车辆经常加减速和转弯路段尤为重要。为满足这一特性，混合料的级配组成中必须有较高含量的碎石，以提供良好的表面纹理和构造深度。雨天车辆行驶时，在路面上滞留的积水会使路面跟轮胎之间形成一层水膜，导致轮胎与路面之间的摩擦力下降，容易出现打滑现象。且车辆在高速行驶时，会溅起路面上的积水，形成水雾，进而影响后面驾驶者的视线。所以，雨天路面积水是导致路面抗滑性能降低的一个重要不利因素。所采用的罩面层沥青混合料应该能在雨天排水方面表现了优越的性能，保证超薄沥青层的抗滑性能，尤其是雨天的抗滑性能。
原《公路沥青路面设计规范》对沥青路面抗滑性能有明确规定，新建路面抗滑摆值≥45BPN，构造深度TD≥0.55mm；《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001)要求旧路面达到“优”标准的抗滑摆值≥42BPN；规范《公路沥青路面设计规范》(JTG D50-2006)要求交工检测指标横向力系数SFC60≥45，构造深度TD≥0.45mm(年平均降雨量250-500mm)。因此，实施防护层之后，路面的抗滑性能应不低于这些规范要求。
(4)高低温稳定功能
沥青混合料的劲度模量随温度升高而降低，为了保证沥青路面在高温季节不产生诸如波浪、推移、车辙、泛油、粘轮等病害，沥青混合料应具有足够的高温稳定性。为提高沥青混合料的高温稳定性，可以通过增加混合料中粗集料的含量，使粗集料形成空间骨架结构，或者使用改性沥青结合料。
由于超薄沥青粘结层的厚度只有2.5cm，不会产生过大的车辙。有研究认为高温抗车辙性能可以不作为超薄罩面的主要技术指标。但是这并不意味着，超薄沥青功能层可以降低对其高温性能的要求。在夏天烈日环境中，与外界环境直接接触的超薄罩面温度最先升高，其模量和抗剪强度迅速降低。如果超薄沥青功能层没有良好的高温性能，在车辆荷载的直接作用下，沥青混合料很容易发生推移，破坏混合料原有的稳定结构。同时还会引起表面功能的下降。
当冬季温度降低时，沥青面层将产生体积收缩，而在周围材料的约束下，沥青混合料不能自由收缩，将在结构层中产生温度应力。由于沥青混合料具有一定的应力松弛能力，当降温速率较慢时，所产生的温度应力会随着时间逐渐松弛减小，不会对沥青路面产生较大的危害。当温度骤降时，所产生的温度应力来不及松弛，当温度应力超过沥青混合料的容许应力值时，沥青混合料被拉裂，导致沥青路面出现裂缝。因此要求沥青混合料具有较高低温强度或较大的低温变形能力。
从低温抗裂性能的要求出发，沥青混合料在低温时应具有良好的应力松弛性能，有较低的劲度和较大的变形适应能力，在降温收缩中不产生大的应力积聚，在行车荷载和其他因素的反复作用下不致产生疲劳开裂。使用针入度及稳定敏感性较小的沥青，可以提高沥青混合料的低温抗裂性能。也可在沥青中掺加橡胶类聚合物。
(5)层间抗剪功能
超薄粘结层技术的关键在于沥青薄层结构与原路面之间的层间抗剪性。尤其是将超薄沥青功能层铺筑在水泥路面上时，由于导热系数的异同和两者之间的模量差异面在车辆的动力荷载作用下很容易与现有路面分离，形成“两层皮”的现象。层间抗剪强性能的优劣，将是沥青超薄层成败的关键。层间抗剪强度的大小与粘层材料的粘度和加铺层的结构性能有关。
(6)耐久功能
沥青路面的耐久性是指，路面在长期自然因素以及反复荷载因素的作用下，材料性质不会迅速衰变并且路面结构不因疲劳而破坏的性能。沥青混合料的耐久性是疲劳性能、水稳定性、抗老化性能的综合反映。而超薄沥青功能层混合料的耐久性主要从混合料耐老化性来进行研究控制。

Claims (10)

1.一种超薄罩面沥青混合料，其特征在于，其原料包括下述质量百分比的组份：集料93.533％-93.875％、基质沥青5.914％-6.267％和氯丁橡胶0.2％-0.211％。
2.根据权利要求1所述的超薄罩面沥青混合料，其特征在于，所述原料包括下述质量百分比的组份：集料93.618％-93.789％、基质沥青6.002％-6.178％和氯丁橡胶0.203％-0.209％。
3.根据权利要求1所述的超薄罩面沥青混合料，其特征在于，所述原料包括下述质量百分比的组份：集料93.703％、基质沥青6.091％和氯丁橡胶0.206％。
4.根据权利要求1、2或3所述的超薄罩面沥青混合料，其特征在于，所述集料包括下述质量百分比的组份：石料91.5％、石灰1％、矿粉7.5％。
5.根据权利要求4所述的超薄罩面沥青混合料，其特征在于，所述石料的合成级配如下：
Figure FDA0003031250810000011
6.根据权利要求4所述的超薄罩面沥青混合料，其特征在于，所述石料的合成级配如下：所述石料采用的是碎石和/或石屑。
7.根据权利要求1所述的超薄罩面沥青混合料，其特征在于，所述石料的合成级配如下：所述基质沥青采用埃索70号A级道路石油沥青。
8.一种如权利要求1-7任一项所述的超薄罩面沥青混合料的制备方法，其特征在于，将所述集料、所述基质沥青和所述氯丁橡胶在预定温度下进行搅拌得到混合料。
9.一种如权利要求1-7任一项所述的超薄罩面沥青混合料在路面养护超薄罩面中的应用，其特征在于，包括如下步骤，
100.将混合料在预定温度下进行搅拌；
200.将混合料摊铺；
300.碾压混合料。
10.根据权利要求9所述的超薄罩面沥青混合料在路面养护超薄罩面中的应用，其特征在于，路面养护超薄罩面的厚度为20mm-25mm。
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