大粒径透水性沥青混合料
浅谈大粒径透水性沥青混合料(LSPM)
浅谈大粒径透水性沥青混合料(LSPM)摘要:我国自上世纪80年代末以来,公路建设得到了迅猛发展,取得了举世瞩目的成就。
在交通荷载、环境、路面结构和材料自身缺陷等因素的影响下,路面经常发生早期损坏,为解决此类问题,研发了大粒径透水性沥青混合料(Large Stone Porous asphalt Mixture,简称LSPM),很好的解决了路面早期破坏问题。
关键词:公路路面大粒径透水性沥青混合料LSPM1 背景1.1公路现状我国自上世纪80年代末以来,公路建设得到了迅猛发展,取得了举世瞩目的成就。
根据交通运输部最新公布的数据,到2010年底,全国已建成通车的公路总里程达到398.4万公里,其中高速公路通车里程已达7.4万公里、农村公路(县、乡、村)通车里程达到345万公里,我国高速公路大部分为半刚性基层,高速公路路面设计年限为15年,但调查结果表明:部分高速公路在通车2~5年间就出现大面积的损坏。
半刚性基层沥青路面典型路面结构1.2沥青路面早期损坏的原因分析路面损坏的原因是多方面的,有设计、施工、材料、超载车辆等,更主要的原因是路面结构层本身存在的设计缺陷引起的,比如发射裂缝、水损坏等。
半刚性基层材料易出现干缩开裂和温度开裂,引起沥青面层的反射裂缝,同时由于半刚性基层的致密性,无法排除沥青面层中渗入的水分,在水分和荷载的作用下,易造成基层表面的冲刷、唧浆及沥青混合料的水损。
研究表明:随着行车速度的增加,路面表面的动水压力随之增加,如果沥青面层中的水分无法排除,则渗入半刚性基层顶面的水在动水压力作用下,基层会受到严重的冲刷,使基层出现水损坏,从而使沥青路面面层出现发射裂缝。
采用LSPM新型路面结构很好的解决了上述路面损坏问题。
[1]2 LSPM材料组成2.1 粗集料LSPM用粗集料指轧制的坚硬岩石,应洁净、干燥、表面粗糙,质量应符合下表规定。
当单一规格集料的质量指标达不到表中要求,而按照沥青混合料中各种规格粗集料的比例计算的质量指标符合要求时,工程上允许使用。
大粒径沥青混合料在高速公路建设中应用
浅议大粒径沥青混合料在高速公路建设中的应用内容摘要:大量研究证明,采用大粒径透水性沥青混合料(柔性基层)能够有效地防止反射裂缝的发生,并且能够排出路面结构内部的水分,避免水分对下层或沥青面层的破坏。
关键词:大粒径沥青混合料、高速公路、建设、应用1、高速公路基层现状目前我国公路通车总里程已突破200万公里,其中沥青路面道路占了大多数。
由于经济、技术等原因,以石灰稳定类和水泥稳定类为主的半刚性基层沥青路面是目前已建沥青路面的主要结构形式。
半刚性基层由于其整体强度高、板体性好,使沥青路面具有较高的承载能力,而且材料容易获得,经济性好,对提高我国公路交通的整体水平发挥了重要作用。
已建半刚性基层沥青路面经过一段时间的使用后,会出现不同程度的损害,必须进行加铺改造,以恢复路面的使用功能,尤其当路面出现早期损害后,加铺改造往往提前。
旧沥青路面改造常用的加铺方案是在其上铺设半刚性基层,再铺设沥青面层。
此种加铺方案具有结构承载力强、结构层材料设计简单等优点,但同时也存在工程量大、高程增加多,以及未能充分利用旧路面的面层材料等缺点,特别是不能避免反射裂缝及无法排水的缺陷,使加铺后的路面重新面临早期损害的可能。
甚至,有专家认为在旧的沥青路面上加铺半刚性基层,由于旧路面的裂缝会反射上来,新沥青层可能比原来损害得更快。
随着对半刚性基层认识的不断深入,我们认识到对半刚性基层进一步扩大应用的趋势因其自身弱点而受到制约。
首先,半刚性基层的收缩裂缝及引起的反射裂缝难以避免;其次,由于半刚性基层的致密性,无法排除沥青层和反射裂缝中渗入的水分,而水分的积存会造成基层表面的冲刷、唧浆及沥青混合料的水损害。
在建项目日照疏港高速公路采用了12cm大粒径沥青混合料作为柔性基层,我们通过试验段铺设从排水系统的布设、混合料的组成设计、生产与施工的工艺等方面对大粒径沥青混合料的性能和工艺进行了摸索与研究,学习并总结经验,为下一步施工打下良好基层。
大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工工艺
大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工工艺摘要大粒径透水性沥青混合料能够有效的防止反射裂缝的发生,并且能够排出路面结构内部的水分,避免水分对下层或沥青面层的破坏。
以大粒径透水性沥青混合料做为柔性基层在新建公路中也得到了广泛应用。
对沥青稳定碎石柔性基层施工技术进行探讨,有助于为工程人员积累相关的施工技术和经验,同时可为今后类似工程的施工提供有益的指导。
柔性基层施工工艺正处于不断探索、经验积累阶段,本文介绍了大粒径透水性沥青混合料(LSPM)柔性基层施工工艺。
大粒径透水性沥青混合料的性能方面,施工工艺的正确与否起着关键性因素,它直接决定了柔性基层施工后所能达到的完美程度,是柔性基层在路面结构中是否能够更好的发挥其性能的关键。
通过本文对大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工的讲述,希望能够为LSPM柔性基层的推广应用提供可供借鉴的经验。
关键词大粒径透水性沥青混合料;柔性基层;施工工艺1沥青混合料拌和因为LSPM矿料中细颗粒成分较少,在干燥筒中容易过热,拌合时会促使沥青老化,故应对拌合温度进行严格控制。
LSPM与传统沥青混合料存在较大的差异,这种差异可以体现在施工的每一个环节。
首先对沥青材料采用导热油加热,加热温度控制在170~180℃之间,矿料加热温度控制在180℃左右,沥青与矿料的加热温度调节到能使拌和的沥青混合料出厂温度在170℃左右,混合料温度超过195℃者予以废弃,并保证运到施工现场的温度不低于165℃。
2沥青混合料的运输沥青混合料应采用较大吨位的自卸汽车运输,车厢应清扫干净。
为了防止混合料中的细料粘结在料车底部或周壁并积聚,最后倒入摊铺机而在路面形成油斑,料车在每天装料前应适当涂抹油隔离剂,但不得有余液积聚在车厢底部。
同时在摊铺过程中也应当注意细料的积聚并清除。
3沥青混合料的摊铺摊铺原则:缓慢、匀速、连续不间断的进行摊铺。
连续稳定的摊铺是保证摊铺质量、提高路面平整度最主要的措施。
摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度,按不大于2m/min予以调整选择,做到均匀、不间断地摊铺。
大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)柔性基层
大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)柔性基层摘要:随着城市交通量的不断增加,沥青路面的早期破坏也越来越严重,为解决路面的抗车辙能力和排水功能,这里简单介绍大粒径透水性沥青混合料在这些方面的优势,通过设计LSPM-30配合比,逐步认识其特点及优点,并将在未来的城市道路中加以应用。
关键词:大粒径沥青混合料基层目前济南市改建、新建城市道路基层主要结构形式是以石灰稳定类和水泥稳定类为主的半刚性基层,其整体强度高、板体性好,使沥青路面具有较高的承载能力,而且材料容易获得,技术成熟,经济性好,对提高道路的整体水平起到重要作用。
但经过一段时间的使用后,会出现不同程度的损害,必须进行改造,以恢复路面的使用功能,可也不能避免反射裂缝及无法排水的缺陷,使铺筑的路面重新面临早期损害的可能。
由于半刚性基层的收缩裂缝及引起的反射裂缝难以避免,材料的致密性无法排出沥青层和反射裂缝中深入的水分,水分的积存造成基层表面的冲刷、唧浆及沥青混合料的水损害。
经过大量研究证明,采用大粒径透水性沥青混合料能够有效地防止发射裂缝的发生,并且能够排出路面结构内部的水分。
另外大粒径透水性沥青混合料具有较高的模量和抵抗变形的能力,可以直接用于旧路补强或新建路的结构层中,缩短道路的封闭交通时间,且很好地解决城市公交车道的车辙问题。
大粒径透水性沥青混合料对于我们而言是个全新的路面材料,从设计理念、级配组成、质量标准到人员水平、设备都有别于普通沥青混合料,为此我们专门邀请了一些专家为我们做技术指导,并搜集了相关资料,认真仔细地研究学习,并通过实验室试验数据分析总结,略有所悟。
1 前期工作结合城市道路急需解决的路面问题,通过学习山东省交通厅公路局发布的《大粒径透水性沥青混合料(LSPM)柔性基层设计与施工指南》,我们确定了以下几个设计目标:(1)能抵抗较大的塑性和剪切变形,承受重载交通的作用,具有较好的抗车辙能力,提高沥青路面的高温稳定性(2)有良好的排水功能,及时排出结构内部的水分(3)有较大的粒径和较大的空隙,有效地减少反射裂缝(4)提高工程施工速度,减少设备投入,降低工程造价(5)选择LSPM-30为研究对象,可以更好的利用当地原材料进行生产。
大粒径透水性沥青混合料柔性基层介绍
表 1 L P 采 用 石 灰 石 集 料 推 荐 级 配 表 SM
.
5
( S M) LP 。
LP S M的设计采用了新的理念 :①鉴于 目前难于治理的汽车超载特点 ,设计 以公路上行驶汽 车的实际轴重为准 ,而不是按 以前标准的单后轴 1t 0 计算 ; ②考虑长期的终合 因素分析 ,即全寿 命成本理念 ;③根据 国内外研究资料和大量 的实践经验 ,过高的基层强度是导致路面产生反射裂 缝的主要原 因 ;④从 级配设 计角 度考 虑 ,LP 是 一种新 型的沥青 混合 料 ,通 常 由较大粒 径 SM (5 m一 2 m) 的单粒径集料形成骨架 ,并 由一定量的细集料填充而组成骨架 型沥青混合料 。 2m 5 m
LP S M设计 为 半开 级配 ,空隙 率 为 (3—1 ) ,有着 良好 的排水 效 果 。它 不 同于 一般 的沥青 处 1 8%
治碎石混合料 A P T B基层 ,也不同于密级配沥青稳定碎石混合料 A B T 。沥青处治碎石 A P T B的粗 集料形成 了骨架嵌挤 ,基本上没有细集料填充 ,因此空 隙率很大 ,一般 大于 1% ,具有非 常好 8 的排水效果 ,但 由于没有细集料填充空隙率过大其抗压模量较低而且耐久性较差 ;密级配沥青稳 定碎石混合料 A B也具有 良好 的骨架结构 ,但其空隙率较小 ,一般在 ( — ) ,因此不具有 T 3 6% 排水性能。L P S M的级配经过严格设计 ,形成 了单一粒径骨架嵌挤 ,并且采用少量细集料进行填 充 ,提高混合料抗压模量与耐久性 ,在满足排水要求的前提下降低 了混合料 的空隙率 ,空隙率一 般为 (3 1 ) ,因此其既具有 良好 的排水性能又具有较高抗压模量与耐久性 。 1 ~ 8%
大粒径透水性沥青混合料
1、绪论大粒径透水性沥青混合料(L arge S tone P orous asphalt M ixes,以下简称LSPM)是指混合料最大公称粒径大于26.5mm,具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料,LSPM通常用作路面结构中的基层。
这种混合料的提出是来自美国一些州的经验,美国中西部的一些州对应用了三十多年以上而运营状况相对良好的一些典型路面进行了相关的调查,发现许多成功的路面其基层采用的是较大粒径的单粒径嵌挤型沥青混合料如灌入式沥青基层。
因此提出以单粒径形成嵌挤为条件进行混合料的设计,从而形成开级配大粒径透水性沥青混合料(LSPM)。
美国NCHRP联合攻关项目对大粒径沥青混合料也进行了相关研究,最终得到了研究报告NCHRP Report 386,但是研究报告主要是针对于大量实体工程的调查而且偏重于密级配大粒径沥青混合料,而且NCHRP Report 386对LSPM材料与结构设计并没有进行系统的研究。
我们在国外研究的基础上从2001年开始进行了大量的研究和应用,并对其级配与各项技术指标进行研究,使其更符合我国具体实际情况,根据研究结果与使用状况提出了本设计与施工指南,更好地指导工程实践。
LSPM的设计采用了新的理念,从级配设计角度考虑,LSPM应当是一种新型的沥青混合料,通常由较大粒径(25mm-62mm)的单粒径集料形成骨架由一定量的细集料形成填充而组成的骨架型沥青混合料。
LSPM设计为半开级配或者开级配。
由于LSPM有着良好的排水效果,通常为半开级配(空隙率为13-18%)。
它不同于一般的沥青处治碎石混合料(ATPB)基层,也不同于密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)。
沥青处治碎石(ATPB) 粗集料形成了骨架嵌挤,其基本上没有细集料填充,因此空隙率很大,一般大于18%,具有非常好的透水效果,但由于没有细集料填充空隙率过大其模量较低而且耐久性较差。
密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)也具有良好的骨架结构,空隙率一般在3-6%,因此其不具有排水性能。
大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)柔性基层施工方法_1
大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)柔性基层施工方法
(LSPM)能够有效的防止反射裂缝的发生,并且能够排出路面结构层内部的水分,避免水分对下承层或沥青面层的破坏。
5.4柔性基层质量检查:厚度、平整度、宽度、高程、横坡度、偏位。
关键词:大粒径透水性沥青混合料,柔性基层,实施性施工方法
0.前言
目前我国的高等级公路基本以石灰稳定类和水泥稳定类的半刚性基层沥青路面的路面结构形式为主。
但是半刚性基层的收缩裂缝及引起的反射裂缝难以避免;其次由于半刚性基层的致密性,无法排除沥青面层及本身裂缝中渗入的水分,而水分的积存会造成基层表面的冲刷、唧浆及沥青混合料的水损坏。
采用大粒径透水性沥青混合料(LSPM)能够有效的防止反射裂缝的发生,并且能够排出路面结构层内部的水分,避免水分对下承层或沥青面层的破坏;另外大粒径透水性沥青混合料具有较高的模量和抵抗变形的能力,可以直接用于旧路补强或新路改建的结构层中。
我省交通厅与东南大学在20012002年在G204线烟台境铺筑了3.5公里试验段后,于2006年在G105线德州段铺筑了10.684公里试验段,均取得了很好的效果。
从2007年开始在全省的新建高速公路中推广。
我公司从2007年开始在济青南线、荣乌高速新河至辛庄子段顺利施工,2008年又在G205线黄河大桥至柳桥转盘路面加宽改建工程中施工了8.4公里。
本文即根据G205线施工方法的基础上,同时借鉴济青南线及。
大粒径透水性沥青混合料LSPM在高速公路施工中的应用
)*+, )在
高 速 公 路 施 工 中 的 应 用
张! 忠& , 赵汝安 " (&- 聊城市公路工程总公司第二工程处 ; "- 聊城市济聊高速公路管理处, 山东 聊城 "."### ) 摘要: 大粒径透水性沥青混合料作为 柔性基层出 现在高等级公路的路面结构中, 是 一种新型路材 料结构。 它在级配设计、 质量控制 的诸多方面较 普通沥青砼都有较大的 区别。 在级配设计 、 施工 工艺、 质量控制和离析控制方面作了介绍。 关键词: 大粒径沥青混合料; 级配设计 ; 质量控制 /0&$- #0 中图分类号: 1 文献标识码: 分析, 测定各种材料的物理指标, 根据原材料试验 的集料密度参数采用 2345+ 56($ 法和粗集料骨 架嵌挤状态的贝雷法进行级配设 计, 根据设计结 果对设计参数进行调整 , 综合两种方法确定合理 级配。 &- &! 原材料 &- &- &! 沥青胶结料 采用粘度较高的 ,73 —%#8 改性沥青。技术 指标见表 & 。
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"##$ —#% —&" 收稿日期: 作者简介: 张忠 (&’%(—) , 男, 山东冠县人, 助理工程师。
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( 4567) 张" 忠, 赵汝安: 大粒径透水性沥青混合料 在高速公路施工中的应用
表 !" 集料物性试验结果 种" " 类
集料比例 筛孔尺寸 4567—!$ 级配上限 级配下限 !. - ( ’$$ ’$$ ’$$ !’- ( /%- % /$ ’$$
高速公路大粒径透水性沥青混合料基层施工技术
表1M C 7# A 一o 改性沥青技术要求 试验项 目 针人度2 ℃,10 ,5 01 m)最小 5 0g s( . m
软 化 点T R&B ( C) 小 o 最
技术要求 3— 5 铂
7 ℃ 0
动力粘度6 ℃, ( & )最小 0 Ps 闪点 ( ) ℃ 最小
溶解度 ( ) 小 % 最 旋 转 薄膜 烘 箱试 验 ( T O R F T)后 残 留 物
30 0 20 3 ℃
9 % 9
质量损失 ( %)最大
针人 度  ̄2 ' ( )最 小 L5E %
1% . O
7% 0
2 施工 所用材 料
填料 :采用生石灰粉 ,产地淄博 ; 碎石 :青州产石灰岩 ; 沥 青 :采 用 M 一 改性 沥 青 。 AC 7
3 施 工方 案及 施工工 艺
大粒径透水性沥青混合料 ( ag tn oosap a s Lres0eP ru shlM ,以下简 t 称L P S M)是指 混合料最大公称粒径大于2 .m 65 m,具有一定空隙率能够 将水分 自由排 出路面结构的沥青混合料,L P S M通常用作路面结构 中的基 层。 由于L P S M有着 良好 的排水 效果 ,通 常为 半开 级 配 ( 隙率 为 空 1—8 3 1%)。L P 级 配经过严格设计 ,其形成 了单一粒骨架嵌挤 ,并且 SM 采用少量细集料进行填充 ,提高混合料模量 与耐久性 , 在满足排水要求 的前提下降低混合料 的空隙率 , 其空隙率一般为1— 8 31 %,因此其既具有 良好 的排水性能又具较高模量与耐久性 。 1 工 程实例 津汕高速公路山东段第一合 同段 , 止里程为K + 0 一 9 90 起 0 0 0 K + 2  ̄长 9k . m,为双幅4 2 车道高速公路 ,本项 目 路面结构形式 为:2c U灰稳定 0m _ 土底基层+ 6 m水泥稳定碎石基层+ 5mMAC 3c 1c 改性沥青混合料柔性基层 ( S M)+ c 0 LP 8m7  ̄重交机质沥青 下面层 ( C 2 + c S S A 一 5) 6 m B 改性沥青混 凝土中面层 ( 一 0) 4m沥青马蹄脂上面层 ( MA 1 AC 2 + c S - 3)。
大粒径透水性沥青混合料施工技术要点
大粒径透水性沥青混合料施工技术要点大粒径透水沥青混合料(LSPM)作为柔性基层在高速公路中得到越来越广泛的应用。
其主要起到排除层间水、吸收应力及减少反射裂缝的作用。
本文主要从施工准备、测量挂线、拌和、运输、摊铺、压实等方面进行分析说明LSPM沥青混合料的施工技术要点,以便于保证其施工质量。
标签:LSPM;技术;拌和;摊铺;压实随着高速公路行业的快速发展,各种新型混合料的应用越来越广泛,近年来LSPM混合料已被大家所熟知和认可。
目前大粒径透水性沥青混合料的施工工艺已比较成熟,为保证LSPM混合料施工质量,应做好各环节的技术控制,主要包括施工准备、测量挂线、拌和、运输、摊铺、压实等方面。
1、施工准备1.1人员组织相关管理人员、技术人员和足够的施工作业人员进行施工,提前做好交底工作,做到人员分工明确,满足施工要求。
1.2机械、设备配足工程需要的摊铺机、压路机、洒布车、运输车等机械设备,并提前做好了机械设备的检修、标定工作,确保机械设备以良好的状况投入施工。
1.3材料每批到场材料都进行检测,严格把关。
石料注意压碎值、含泥量、针片状含量、细集料砂当量等重点指标的控制。
1.4配合比提前进行目标配比、生产配比设计,集料级配及沥青用量应符合设计及规范要求。
2、测量挂线2.1准备下承层提前进行下承层的检查验收,确保验收路段各技术指标满足设计及规范要求。
2.2测量放样恢复中桩和边桩,放出摊铺边线,进行高程测量,确保高程、宽度等指标满足要求。
2.3挂线根据高程及松铺厚度挂设钢丝线,拉力不小于800N,直线段每10m设置一个桩、曲线段每5m设置一个桩,保持线型平顺。
3、拌和沥青混合料宜采用间歇式拌和机拌制,冷料仓的数量能满足集料种类的需要。
沥青密闭储存,在沥青拌和站料场设有砖砌隔墙,各种矿料分别堆放。
拌和机能分口、分级上料,计量准确,拌和均匀,自动调控自动记录。
沥青采用导热油加热,沥青混合料的施工温度(℃)控制见下表1:沥青混合料拌和设专人量测出厂温度,温度符合要求方予出厂。
柔性基层大粒径透水性沥青混合料配合比设计
柔性基层大粒径透水性沥青混合料配合比设计摘要:柔性基层采用大粒径透水性沥青混合料能够有效的防止反射裂缝的发生,并且能够排出路面结构内部的水分,避免水分对下层或沥青面层的破坏;另外大粒径透水性沥青混合料具有较高的模量和抵抗变形的能力,可以直接用于旧路补强或新建路的结构层中。
本文从原材料选取、马歇尔试验等方面对大粒径透水性沥青混合料配合比设计过程进行了简要阐述,以供借鉴。
关键词;柔性基层;大粒径透水性沥青混合料;配合比设计一前言目前在全国公路中沥青路面占了大多数,由于经济、技术等原因,以石灰稳定类和水泥稳定类为主的半刚性基层沥青路面是目前已建沥青路面的主要结构形式。
半刚性基层以强度高、刚性大、稳定性好、工程造价较低、施工方便快速特点,因而受到广泛的应用。
随着对半刚性基层认识的不断深入,对其进一步扩大应用的趋势越来越受到自身弱点的制约。
首先,半刚性基层的收缩裂缝及引起的反射裂缝难以避免,其次由于半刚性基层的致密性,无法排除沥青层和反射裂缝中渗入的水分,水分的积存造成基层表面的冲刷、唧浆及沥青混合料的水损害。
因此采用新的柔性基层设计取代半刚性基层是公路部门研究课题,大粒径透水性沥青混合料就是一种新的材料。
大粒径透水性沥青混合料(LARGE STONE POROUS ASPHALT MIXES)是指混合料最大公称粒径大于26.5mm,具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料,大粒径透水性沥青混合料通常用作路面结构中的基层。
这种大粒径透水性沥青混合料的提出是来自美国一些州的经验,浙江省交通厅于近年也立项大粒径透水性沥青混合料进行研究,我公司2010年5月在宁波绕城东线公路3标进行了大粒径透水性沥青混合料试验段施工。
为了更好的对大粒径透水性沥青混合料设计步骤有所了解,下面结合工程实际应用情况对混合料设计步骤给出设计实例。
二、原材料试验设计采用原材料为石灰岩20-40mm、10-20mm、5-10mm、3-5mm与0-3mm 五种集料以及石灰粉填充料,胶结料为MAC-70#。
大粒径透水性沥青混合料实践应用
大粒径透水性沥青混合料实践应用王冬梅1,郭旭升2,张建春2(1.山东黄河信息中心,山东济南250013;2.山东黄河工程集团有限公司,山东济南250013)摘要:根据从事工程建设的实践,主要介绍了大粒径透水性沥青混合料的性能和对材料的要求,还介绍了混合料作为柔性基层进行施工时的施工工艺,以及在施工中常见的质量通病的解决方法。
关键词:大粒径;沥青混合料;施工工艺;质量控制中图分类号:U416.04文献标识码:B 1概述上世纪八十年代初,美国中西部的一些州对应用了近30年而运营良好的一些典型路面进行了专门调查,发现许多成功的路面其基层多采用较大粒径的单粒径嵌挤型混合料,随后逐渐形成了开级配大粒径透水性沥青混合料(L a r ge S t one Por ous A s phal t M i xes,以下简称L SPM),并逐渐引入我国。
近年来,L SPM在我国的公路建设中得到广泛应用。
2LS PM的性能2.1高温稳定性评价LSPM高温稳定性的试验通常采用动稳定度试验,即车辙试验。
该试验是在规定温度及荷载条件下,测定试验轮往返行走所形成的车辙变形速率,以变形稳定期内每产生1nl l n变形的行走次数即动稳定度表示。
车辙试验最大优点是模拟了沥青路面上车轮行驶的实际情况。
由于L SPM粒径较大,一般情况下最大粒径可达40r a m,因此传统的5cm车辙试件厚度不太适用。
对于L SPM应有最小压实厚度,当车辙试件小于该厚度时,粗集料之间不能形成良好的骨架结构,集料之间不能互相嵌挤,此时的试验数据不能反映真实情况。
根据混合料压实厚度为最大粒径的3一倍的原则,通过大量的试验验证,表明对LSPM 车辙试验采用8e m厚度,试验温度采用现行规范中的60℃,可最大程度地满足实践要求。
2.2水稳定性目前各国研究水稳定性的方法各不相同,并没有统一的标准,我国通常采用的试验方法是残留稳定度收稿日期:2008—04—03作者简介:王冬梅(19r76一),女,山东德州人,助理工程师。
大粒径透水性沥青混合料施工工艺
6~1 3 1 8 5 6~1 3~1 8 5
关键词 :大粒径 ;透水性 沥青 ;混合料 ;工艺 中图分类号 :1 1. 1 5 627 4 文献标识码 :B 文章编号 :17 4 1 (0 0 3— 2 0— 2 6 2— 0 1 2 1 )0 0 2 0
传统 的沥青混凝 土相 比,显示 出十分 明显 的抗永 久变形 能
力。 12 良好 的排 水 功 能 .
由于大粒径透水性沥 青混合 料有着 较大 的粒径 和较大
的空隙 ,它可以有效地减少反射裂缝 。
1 4 降低 了工 程 造 价 .
多成功的路面其基层 采用 的是较大 粒径 的单 粒径嵌挤 型沥
青 混 合 料 如灌 入 式 沥 青 基 层 。 因此 提 出 以单 粒 径 形 成 嵌 挤
大 粒 径 集 料 的增 多 和矿 粉 用 量 的 减少 ,减 少 比表 面 积 ,
摘 要 :大 粒径 透 水性 沥青 混 合 料 ( A G S O E L R ET N -
P R U A P A T X S 最 近 几 年 在 国 内得 到 不 少 应 用 , O O S S H L MIE )
302 ) 022
级配 良好 的大粒径 透水性 沥青混 合料可 以抵抗 较大 的
1 大粒 径透水 性沥 青混合 料优点
大 粒 径 透 水 性 沥 青 混 合 料 ( A G S O E 0 0 S s L R E T N P R U A— P A T X S 是 指 混合 料 最 大 公 称 粒 径 大 于 2 . m,具 H L MI E ) 6 5m
有一定空 隙率能够将水分 自由排 出路面结构的沥青混合料 , 通常 由较大粒径 (5m 6 m) 2 m一 2m 的单粒径集料形成骨架 由
大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工与质量控制
大粒径透水性沥青混合料柔性基层的施工与质量控制【摘要】本文通过济莱高速大粒径透水性沥青混合料柔性基层的施工,全面介绍了其施工方法及质量控制。
【关键词】lspm 施工质量控制1、概述大粒径透水性柔性基层沥青混合料(large stone porous asphalt mixes,以下简称lspm))是指混合料最大公称粒径大于26.5mm,具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料。
lspm通常用作路面结构层的基层,通常由较大粒径(25mm-62mm)的单粒径集料形成骨架由一定的量细集料形成填充而组成的骨架型沥青混合料,一般设计为半开级配或者开级配,由于lspm有着良好的排水效果,通常为半开级配(空隙率为13-18%)。
既具有良好的排水性能又具有较高模量和耐久性。
本文以济莱高速为例,将lspm的施工方法及质量控制介绍一下。
济莱高速路面结构层中,上基层为lspm,层厚12cm,总面积约31万m2。
2、设计要求2.1材料要求在lspm中,粗集料起到骨架作用,粗集料的质量和其物理性能严重地影响着混合料的使用性能,因此混合料中粗集料应使用轧制的坚硬岩石。
对大粒径沥青混合料其粗集料颗粒性状良好。
细长及扁平颗粒含量不应超过15%,集料压碎值应不大于26%,粗集料与沥青应有良好的粘结力,根据目前高速公路水损害出现的频率较高,要求粗集料与沥青的粘结力为5级,小于5级时应当采取抗剥落措施,以保证混合料达到水稳定性指标要求,未列出指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》(jtg f40-2004)中对热拌沥青的混合料的集料的要求。
在lspm中,细集料包括人工砂、石屑。
采用反击式或锤式破碎机生产的硬质岩经过筛选的小于2.36mm的部分具有较好的角砾性,作为人工砂使用,大粒径沥青混合料可以使用人工砂和石屑作为细集料,但不准采用天然砂。
细集料棱角性必须大于42%,砂当量值不小于65%。
2.2级配要求大粒径透水性沥青混合料作为基层要承受车辆荷载,另外还兼有排水功能,因此设计的混合料要形成骨架结构、空隙率要在15%左右。
浅谈LSPM柔性基层的优点
浅谈LSPM柔性基层的优点近年来随着我国公路建设速度的迅猛发展,公路所面临的质量问题也逐渐体现出来,为了解决公路早期损坏的现状,现研究出了LSPM(即透水性大粒径沥青混合料)柔性基层。
它有效的解决了沥青路面的早期损坏问题,主要体现以下几个优点:
一、LSPM具有良好的高温性能。
LSPM对沥青的要求高,整体施工中加热温度控制都较严格。
首先应采用粘度较高的沥青胶结料。
例如MAC—70#改性沥青或SBS改性沥青。
当使用MAC—70#改性沥青时,沥青采用导热油加热,加热温度在170℃—180℃之间,集料加热比沥青高10℃—20℃,拌和站混合料出厂温度170℃—185℃。
当混合料温度超过195℃时,该料作废,初压温度控制在165℃—175℃之间。
二、LSPM具有良好的透水性,兼有排水层功能。
由于它的空隙率大,渗水系数能够满足结构排水要求,将渗入路面的水分迅速排除到结构层以外。
三、LSPM由于模量不是非常高,存在大量的连通空隙可以有效的减缓反射裂缝。
四、LSPM使粗集料的用量多(一般占配比的70%以上),减少和降低了矿粉与沥青的用量。
由于粗集料形成了完整的骨架嵌挤结构,具有较强的抵抗车辙变形能力。
LSPM柔性基层的使用,使我国的公路事业又上了一个新台阶。
华威路桥公司:王晶
2010年5月13日。
《大粒径透水性沥青混合料柔性基层作业指导书》
台
各1
16
路面回弹弯沉测定仪
5.4米
台
2
17
连续式平整度仪
台
1
18
钻芯机
台
1
19
砂当量仪
台
1
20
真空负压装置
套
1
21
烘箱
台
大2,中1
22
电脑
台
1
LSPM-30混合料旋转压实试验技术标准表3-2
试验指标
单位
LSPM-30技术要求
公称最大粒径
mm
31.5
旋转压实试件尺寸
mm
φ150×95
设计旋转次数
%
10
T0333
砂当量不小于
%
65
T0334
棱角性不小于
%
42
T0344
注:坚固性试验可根据需要进行。
6 填料
(1)为了提高沥青混合料的抗水损害能力,LSPM填充料宜采用干燥石灰粉或生石灰粉,由专业生产厂家生产,质量应在Ⅲ级以上。不应含泥土杂物和团粒,要求干燥、洁净,其质量应符合表1-7的技术要求。
闪点 大于
℃
230
T0611
溶解度(三氯乙烯) 不小于
%
99
T0607
离析,软化点差, 不大于
℃
2.5
T0661
旋转薄膜加热试验
质量损失 不大于
%
1.0
T0610
针入度比25℃ 不小于
%
70
T0604
4 粗集料
(1)柔性基层所采用的粗集料要求采用反击式破碎机加工成近似立方体形状、洁净、干燥、无风化、无杂质、具有较高强度的碎石,并按照招标文件的要求对集料进行水洗。
22标大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)防离析措施要点
22标大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)防离析措施要点简介22标大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)是指一种特殊的路面材料,其主要特点是具有一定的透水性能,能够在雨水或者融雪水汇聚在路面上时进行迅速排水,避免在路面上形成积水。
同时,由于其具有良好的透水性能,其压实后的路面能够较好地保持透气性,不会使路面Lost结构,从而避免出现路面龟裂、断裂的现象。
LSPM-30的主要构成材料包括柔性沥青、石子料、纤维素、透水剂等,其中透水剂是保证该路面材料能够实现透水性的关键要素。
由于该混合料具有透水性,因此在实际使用中需要采用一些特殊的措施,以防止材料的离析、裂缝等问题,保证其正常使用寿命和性能。
本文将重点介绍22标大粒径透水性沥青混合料(LSPM-30)应注意的防离析措施要点。
防离析措施要点1. 加强材料的粘结性能材料的粘结性能是指路面材料在附着层和基层之间的黏合性能,当材料粘结性能较高时,其抗拉强度和抗剪强度也相应提高。
因此,在LSPM-30的制作过程中,需要加强材料的粘结性能。
具体可以采用以下措施:•在LSPM-30的混合过程中,要保证各组分之间充分混合,以确保各组分之间粘接紧密。
•对于粗石子料,可以采用特殊的润湿剂进行预处理,以提高石子料与沥青的粘结性。
•可在沥青中加入适量的SBS改性剂、增粘剂等,提高沥青的黏附性。
2. 保证材料的稳定性和均匀性材料的稳定性和均匀性是指路面材料从配合到铺装和压实过程中的整体稳定性和均匀性。
保证材料的稳定性和均匀性有以下几点建议:•在LSPM-30的混合过程中,应采用连续式混合设备,确保材料均匀混合,避免出现材料不均、粘性过高或者过低等问题。
•在配合过程中,需严格按照标准配合比进行配合,确保材料类型、配合比例以及掺和方法的准确性。
•在铺装过程中,需严格按照设计要求进行均匀铺装,避免存在不均匀厚度、沥青量和石子数量等问题。
3. 控制材料的质量控制材料的质量是可以有效降低离析发生风险的一种方法。
大粒径透水性沥青混合料路用性能测试方法
渗透性能
LSPM之所以成为沥青路面性能 提升的重要因素,主要原因在于,应 用LSPM能够快速的排出路面下渗的水 分,最大限度的保证水分条件对于沥 青材料的性能影响降低到可控范围。 公路的透水性在研究过程中,一般通 过渗透系数进行表示,但是我国现阶 段来说,针对这一数据的测量,还有很 大的困难。根据相关部门提供的数据显 示,LSPM当孔隙率超过13%时,对于 沥青混合料的整体渗透系数会产生质的 影响,如果孔隙率超过18%,那么后 续的渗透系数的变化情况不会出现明显 的改变。因此,LSPM的设计空隙率可 以定为13~18%,渗透系数要求大于 0.01构 层的内在关系,所以在施工过程中无意 中给道路早期破坏埋下了隐患,因此必 须抓紧时间对施工操作人员进行培训, 灌输操作规程和专业知识,做到持证上 岗。另一方面,必须在领导思想上重视 质量教育,重视质量管理,培训要与抓 管理同时进行,人人在思想上重视起
来,并有相关的措施。 根据对沥青混合料路面的病害现
象进行分析研究,要提高沥青混合料 路面的质量,延长道路的使用寿命, 涉及到的因素很多,是一个庞大的系 统工程,只能有重点的逐步完善和解 决。
作者单位:河北北方公路工程建设集团有限公司
280 TRANSPOWORLD 2012No.13 (Jul)
分析,然后结合我国的实际情况进行检 验。研究过程中,创造性的提出了大 粒径排水性沥青混合料。LSPM新型路 面结构分别在新建高速公路、高速公 路的维护、老化路段保养等方面都得 到了大规模的应用,尤其是在我国道 路交通发展情况较好地区的应用,极 大地提高了路政部门的工作效率,尤 其是针对高温天气下的道路破损的维 护,更是效果非凡。
才重点针对当时车辙破坏日益严重的问 题做出了专门的研究,这次研究中,首 次承认了大粒径沥青混合料对于路面结 构强度的作用,大型马歇尔试验组成设 计方法得以发展。但是这次研究中,虽 然认识到了沥青用量等重要因素,不过 对于稳定度等方面的问题还是没有完全 的解决。1993年,美国SHRP计划完 成,研究成果Superpave沥青混合料设 计方法为LSPM配合比设计方法的发展 提出了新的思路。
大粒径透水性沥青混合料柔性基层简介
大粒径透水性沥青混合料柔性基层简介大粒径透水性沥青混合料是最大集料粒径大于1英寸,从级配上看主要是由25mm~62mm的集料和一定量的细集料组成,形成的混合料是骨架嵌挤型,空隙率一般处于13~18%之间,具有良好的透水性和一定强度的新型沥青混合料。
大粒径透水性沥青混合料的优点:1、粗集料较多,具有良好的高温稳定性;2、空隙率较大,具有良好的排水性能;3、能够有效防止反射裂缝的发生;4、粗集料多、矿粉少,降低了沥青用量,从而降低了工程造价;5、与通常的半刚性基层相比,提高了工程施工速度,减少了设备投入;6、在大修、改建工程中,可大大缩短封闭交通的时间,社会效益显著。
大粒径透水性沥青混合料的性能:大粒径透水性沥青混合料柔性基层具有高温稳定性、渗透性、抗疲劳性以及抵抗反射裂缝等方面的性能。
1、高温稳定性大粒径透水性沥青混合料为单一粒径骨架嵌挤型混合料,9.5mm以上粗集料比例在70%左右,形成了完整的骨架嵌挤,因此具有良好的高温稳定性,评定方法采用传统的车辙试验中的动稳定度进行检验,其在高温性能方面仅次于SMA,高温性能优良。
2 、水稳定性大粒径透水性沥青混合料的胶结料宜采用较高粘度的改性沥青(如MAC、SBS改性沥青),能够形成较厚的沥青膜,可使沥青膜的厚度大于12μm,使其具有良好的水稳定性。
3、良好的渗透性能大粒径透水性沥青混合料的主要功能之一是能将渗入路面中的水迅速排出,因此,渗透性能是评价透水性沥青混合料最为关键的指标之一。
为了保证混合料的排水性能,同时又具有一定的强度,大粒径透水性沥青混合料选择的空隙率一般为13-18%。
另外,经过试验比较认为,大粒径透水性沥青混合料内部具有较多的连通空隙,可以有效的排水和透气,在相同的空隙率条件下,大粒径透水性沥青混合料的渗透系数是最高的。
4 、抗疲劳性能沥青路面在使用期间,经受车轮荷载的反复作用,其应力或应变长期处于交迭变化状态,致使路面结构强度逐渐下降。
《大粒径透水性沥青混合料柔性基层作业指导书》
《大粒径透水性沥青混合料柔性基层作业指导书》青莱高速公路马莱段大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工(LSPM-30)作业指导书同济大学交通运输工程学院青莱高速公路马莱段总监代表处2006年10月1日目录一、原材料 (1)1说明 (1)2 原样沥青 (1)3 改性沥青 (1)4 粗集料 (2)5 细集料 (3)6 填料 (4)7 集料的生产加工 (4)8 堆放环境与现场保护 (5)二、试验设备 (5)三、混合料技术要求 (5)四、混合料组成设计 (7)1 目标配合比设计阶段 (7)2 生产配合比设计阶段 (8)3 生产配合比验证阶段 (8)4.关于沥青混合料旋转压实室内试验中几点统一做法 (8)五、透层和封层的检查与清扫 (9)六、铺筑试验路段 (9)七、大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工 (10)1.把好原材料质量关 (10)2.沥青混合料配合比设计的统一规定 (11)3.沥青混合料的拌制 (11)4.沥青混合料的运输 (12)5.沥青混合料的摊铺 (13)6.沥青混合料的压实成型 (13)7.施工接缝处理 (16)8.施工阶段的质量管理 (16)9.驻地办人员岗位安排及质量控制重点 16大粒径透水性沥青混合料柔性基层(LSPM)是位于下面层和水泥稳定碎石基层中间的重要的结构层。
根据在山东省的建设实践经验,该柔性基层具有较好的抗车辙性能,同时兼有排水及抵抗反射裂缝的功能。
因此LSPM应具有平整、密实、耐久及抗车辙、高排水性等多方面的综合性能。
青莱高速公路马莱段15cm柔性基层采用LSPM—30型大粒径透水性沥青碎石(使用MAC改性沥青)。
根据部颁标准JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》和《青莱高速公路马莱段路面工程施工招标文件》以及山东省公路局印发的《大粒径透水性沥青混合料柔性基层设计与施工指南》,为保证工程质量,对青莱高速公路马莱段沥青路面柔性基层施工提出如下指导意见。
一、原材料1说明本指导书所指原材料自检合格认可的首要条件是必须经监理抽检确认并签发使用许可证后方可使用。
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1、绪论大粒径透水性沥青混合料(L arge S tone P orous asphalt M ixes,以下简称LSPM)是指混合料最大公称粒径大于26.5mm,具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料,LSPM通常用作路面结构中的基层。
这种混合料的提出是来自美国一些州的经验,美国中西部的一些州对应用了三十多年以上而运营状况相对良好的一些典型路面进行了相关的调查,发现许多成功的路面其基层采用的是较大粒径的单粒径嵌挤型沥青混合料如灌入式沥青基层。
因此提出以单粒径形成嵌挤为条件进行混合料的设计,从而形成开级配大粒径透水性沥青混合料(LSPM)。
美国NCHRP联合攻关项目对大粒径沥青混合料也进行了相关研究,最终得到了研究报告NCHRP Report 386,但是研究报告主要是针对于大量实体工程的调查而且偏重于密级配大粒径沥青混合料,而且NCHRP Report 386对LSPM材料与结构设计并没有进行系统的研究。
我们在国外研究的基础上从2001年开始进行了大量的研究和应用,并对其级配与各项技术指标进行研究,使其更符合我国具体实际情况,根据研究结果与使用状况提出了本设计与施工指南,更好地指导工程实践。
LSPM的设计采用了新的理念,从级配设计角度考虑,LSPM应当是一种新型的沥青混合料,通常由较大粒径(25mm-62mm)的单粒径集料形成骨架由一定量的细集料形成填充而组成的骨架型沥青混合料。
LSPM设计为半开级配或者开级配。
由于LSPM有着良好的排水效果,通常为半开级配(空隙率为13-18%)。
它不同于一般的沥青处治碎石混合料(ATPB)基层,也不同于密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)。
沥青处治碎石(ATPB) 粗集料形成了骨架嵌挤,其基本上没有细集料填充,因此空隙率很大,一般大于18%,具有非常好的透水效果,但由于没有细集料填充空隙率过大其模量较低而且耐久性较差。
密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)也具有良好的骨架结构,空隙率一般在3-6%,因此其不具有排水性能。
LSPM级配经过严格设计,其形成了单一粒径骨架嵌挤,并且采用少量细集料进行填充,提高混合料模量与耐久性,在满足排水要求的前提下降低混合料的空隙率,其空隙率一般为13-18%,因此其既具有良好的排水性能又具较高模量与耐久性。
研究和应用表明LSPM具有以下优点:(1)级配良好的LSPM可以抵抗较大的塑性和剪切变形,承受重载交通的作用,具有较好的抗车辙能力,提高了沥青路面的高温稳定性;特别是对于低速、重车路段,需要的持荷时间较长时,设计良好的LSPM与传统的沥青混凝土相比,显示出十分明显的抗永久变形能力;(2)LSPM有着良好的排水功能,可以兼有路面排水层的功能。
(3)由于LSPM有着较大的粒径和较大的空隙,它可以有效地减少反射裂缝。
(4)大粒径集料的增多和矿粉用量的减少,减少比表面积,减少了沥青总用量,从而降低工程造价。
(5)与通常的半刚性基层相比,提高了工程施工速度,减少了设备投入。
(6)在大修改建工程中,可大大缩短封闭交通时间,社会经济效益显著。
2、LSPM性能2.1 高温稳定性LSPM为单一粒径骨架嵌挤型混合料,9.5mm以上粗集料比例在70%左右,形成了完整的骨架嵌挤,因此具有良好的高温稳定性,研究表明设计更合理的LSPM是解决重载交通下高温车辙问题最经济有效的途径之一。
评价混合料高温稳定性的试验方法有多种,通常我们采用的方法是动稳定度试验,即车辙试验。
沥青混合料车辙试验是试件在规定温度及荷载条件下,测定试验轮往返行走所形成的车辙变形速率,以变形稳定期内每产生1mm变形的行走次数即动稳定度表示。
车辙试验最大的特点是能够充分模拟沥青路面上车轮行驶的实际情况,在用于试验研究时,还可以改变温度、荷载、试件尺寸、成型条件等因素,以较好的模拟路面的实际情况。
由于LSPM粒径较大,一般情况下最大粒径可达到37.5mm,因此传统的5cm车辙试件厚度已不适用。
对于LSPM应有最小压实厚度,当车辙试件厚度小于该厚度时粗集料之间不能形成良好的骨架结构,集料之间不能互相嵌挤,此时的试验数据不能反映真实情况。
根据混合料压实厚度应为最大公称粒径的34倍原则,通过大量的试验验证,表明~对于LSPM车辙试验最小应采用8cm厚度,试验温度采用现行规范中规定的60℃。
2.2 水稳定性沥青混合料在浸水条件下,由于沥青与矿料的粘附力降低,表现为混合料的整体力学强度降低。
尤其对于LSPM,由于孔隙较大,沥青用量少,矿料之间的接触点比普通沥青混合料少,更应该考虑水稳定性。
为了更好的保证混合料的水稳定性,对于LSPM的胶结料宜采用较高粘度的改性沥青(如MAC、SBS改性沥青),能够形成较厚的沥青膜,可使沥青膜的厚度大于12μm。
大量试验研究表明,LSPM具有良好的水稳定性。
目前各国研究水稳定性的方法各不相同,并没有统一的标准,我国通常采用的试验方法是残留稳定度与冻融劈裂强度比。
对于LSPM结构由于其颗粒间的接触点明显减少,结构密实度较低,因此其马歇尔稳定度较低,甚至不容易测出,劈裂强度也明显低于密实结构的沥青混合料。
目前,针对大马歇尔试件的试验方法还不完善,难以保证试验的准确性,因此,对于LSPM的水稳定性主要从保证沥青膜厚度即沥青含量来进行检验与控制。
2.3 疲劳性能沥青路面的疲劳开裂也是沥青路面最主要的破坏模式之一,因而沥青混合料的疲劳性能一直受到研究人员的广泛关注。
沥青路面使用期间,经受车轮荷载的反复作用,其应力或应变长期处于交迭变化状态,致使路面结构强度逐渐下降。
当荷载重复作用超过一定的次数以后,在荷载作用下路面内产生的应力就会超过路面结构强度下降后的结构抗力,在路面处治层底部产生疲劳开裂,在荷载继续作用下,裂缝扩展至路表面形成疲劳裂缝。
LSPM为嵌挤型混合料,粗集料比例很大、沥青用量较低、空隙率较大,因此其疲劳性能要较密级配、密实型沥青混合料低,但与密级配沥青稳定碎石基层(ATB)疲劳性能相当。
经验算LSPM层出现较大拉应力时,可采用以下两种方法改善结构抗疲劳性能:(1)精心进行路面结构组合设计,让LSPM层处于受压区域,基本上不出现拉应力;(2)在LSPM层下增设细粒式沥青混合料抗疲劳层。
2.4 渗透性能LSPM的主要功能之一是能迅速将渗入路面中的水迅速排出,因此,渗透性能是评价透水性沥青混合料最为关键的指标之一。
透水性能常用渗透系数表示,但目前我国尚没有标准试验方法测定透水性沥青混合料的渗透系数。
根据课题研究对于LSPM当空隙率达到13%时,混合料的渗透系数发生突变,而空隙率达到18%以后渗透系数变化不明显,一般渗透系数为从0.01cm/s到1.0cm/s之间,此时能够满足混合料排水性能的要求,而对于密级配沥青混合料即使空隙率达到10%,其渗透系数的数量级一般为10-5,这也就是说混合料的渗透性能不仅与空隙率有关,更重要是与混合料的连通空隙有关。
正是基于上面的原因LSPM的设计空隙率可以定为13~18%,混合料渗透系数要求为大于0.01cm/s。
目前我国没有渗透系数的标准测试方法,混合料渗透系数的测试可以借鉴美国ASTM 标准,ASTM PS129-01规定了沥青混合料渗透系数的测试方法。
ASTM 标准为无侧向渗水仪,无侧向渗水仪的基本原理是让量筒里的水渗透饱水沥青混合料并记录达到预先设定水头落差位置的时间间隔,然后用达西定律计算沥青混合料的渗透系数,设备如图1。
图1 渗水仪示意图其做法的主要步骤是首先将试件真空保水,然后放入试模中并充气防止水分从侧壁渗漏,在管中加水。
记录渗水量在上下刻度线之间的渗水时间,当渗水量较小时取30min 的渗水量。
渗透系数k 由式(1)计算:k =)21ln(h h At al (1) 式中:k —渗透系数,cm/s ,a —量筒内径面积,cm 2l —试件厚,cmA —试件横截面积,cm 2t —水头高计时刻度至低计时刻度花费时间,sh1—时间t1水头高度,cmh2—时间t1水头高度,cm2.5 抵抗反射裂缝能力由于作用于路面的实际荷载为运动荷载,总会经历对称加载和非对称加载过程,在交通荷载作用下导致基层或旧路面中的裂缝向沥青面层反射的主要原因裂缝尖端剪应力的奇异性。
无论是对称荷载还是非对称荷载作用,裂缝尖端的应力强度因子都将随着加铺基层模量的增大而增大。
沥青混合料是一种温度敏感性材料,其模量随温度的变化十分明显,因此冬季出现反射裂缝的概率远大于夏季,而且当气温下降速度和幅度都很大时,加铺层中反射裂缝的发展也很迅速。
LSPM由于空隙率较大、沥青含量低,因此其模量也较低,一般在400~600MPa之间,远较密级配沥青混合料低。
根据断裂力学分析,混合料中没有孔隙或空隙非常小时无论是对称荷载还是非对称荷载作用,裂缝尖端应力状态都有很大的奇异性,当存在较大空隙时将极大的消减了裂缝尖端的应力集中,这就说明在裂缝扩展过程中,大空隙的存在能阻碍其进一步的发展。
根据以上分析,LSPM模量较低,而且空隙率较大,混合料中存在较大连通空隙,因此其具有较强的抵抗反射裂缝的能力。
综合以上对LSPM性能的分析,可以得到的性能优点:(1)LSPM由于粗集料形成了完整的骨架嵌挤结构,具有较强的抵抗车辙变形能力;( 2)采用了较高粘度的改性沥青,沥青膜厚度较大,具有较高的水稳定性;(3)空隙率较大,渗水系数能够满足结构排水要求,能够将渗入路面的水分迅速排水结构以外;(4)由于其模量不是非常高,而且存在大量的连通空隙,具有很高的抵抗反射裂缝能力;LSPM也具有一定的缺点,那就是其疲劳性能较密级配混合料较低,这需要通过良好的混合料设计与结构设计来改善抗疲劳性能。
3、混合料施工与质量控制3.1 准备工作3.1.1 LSPM应用于新建公路3.1.1.1为了保证下层与LSPM的粘结以及密水性,应当对下层顶面进行处理,保证下层的清洁和平整度满足要求。
3.1.1.2同时为了保证层间粘结良好,应在下层撒布乳化沥青,具体撒布量根据下层结构形式参照现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004);3.1.1.3为了保证LSPM渗透的水分不继续下渗而破坏下面结构层,在透层油之上还用采用单层沥青表处作为封层与密水层,具体做法为使用道路石油沥青90号或70号热沥青作为粘结料,采用专用的热沥青撒布机进行施工,沥青用量为1.3-1.5kg/m2,然后撒布5-10mm碎石。
在石屑洒布完以后采用胶轮压路机碾压,以使石屑嵌入沥青之中。
3.1.2 LSPM应用于旧路加铺3.1.2.1当对沥青路面旧路加铺时,应当进行对原沥青路面表面出现的坑槽、松散、沉陷等严重破坏的部分进行挖补处理,挖补处采用密级配沥青混凝土回填压实。
3.1.2.2当对水泥路面进行补强时,水泥混凝土路面出现的严重破坏现象也必须进行相应的处理,裂缝严重出现面板破碎、板边板角破碎与坑洞现象应进行挖除,然后采用水泥混凝土或密级配沥青混凝土进行回填压实,对于板底脱空、唧泥与沉陷部分应采用压浆处理。