半柔性路面应用技术指南(条文说明)

半柔性路面应用技术指南

条文说明

1 总则

1.0.1 本条规定了制定本指南的目的，是贯彻半柔性路面“精心施工、质量第一”的方针，保证半柔性路面施工质量，使铺筑的半柔性路面坚实、耐久、平整、稳定，提供安全舒适、顺畅的交通条件。

1.0.2本条对半柔性路面的应用范围作了说明，该路面主要解决重车作用及急弯、陡坡等特殊路段时易产生车辙、推移等破坏的问题。

在国外，半柔性路面技术的发展已经很成熟了，法国早在1954年就研制成功了“灌水泥浆开级配沥青混凝土路面施工法”，在科涅雅克（Cognac)航空港喷气式飞机用的跑道上进行试验铺装，作为耐热用道面，并申请了专利，称为“Salviacim”施工法。英国、德国、日本、俄罗斯等国家也开展了这方面的研究并进行推广应用，发表了许多有关半柔性路面材料的力学性能以及结构设计计算方法的课题和报告，这些研究成果表明半柔性路面可以提高路面的高温稳定性并延长路面的使用寿命。美国对半柔性路面的研究始于上世纪九十年代，证实了这种复合胶结材料的路面形式在提高混合料的高温稳定性、低温抗裂性和耐久性方面的优势很明显，而费用增加不大。1988年，日本建设省技术事务所和日本道路建设业协会就此种半柔性路面的开发进行了历时三年的研究，提出了设计标准、施工方法及管理等一系列的研究成果，大大推进了半柔性路面在日本的发展。现阶段，日本许多高速公路的收费站、停车场、加油站、爬坡路段以及集装箱码头和公共汽车专用线等场所，都进行了大规模的半柔性路面的铺装，并且利用半柔性混合料易着色的特点在东京建成了数条专供公共汽车行驶的彩色道路，并且制定了设计标准推广应用，每年都有二十多万平方米的施工面积。

图1.1 半柔性路面的应用

丹麦的Densiphalt（a semi-flexible joint-free topping）是Densit公司生产一种半柔性材料的专有名称，其应用相当广泛，包括停机坪、飞机库、滑行区、维修站、除冰带和仓库等。并且

形成了一套完善的施工系统，从一开始的基体混合料的铺筑，到最后对路面的清洗与打磨都已经相当的完善。半柔性铺面的高强度使其在较高的压力和静载作用下不会产生车辙和压痕。半柔性铺面非常致密，对喷气燃料和除冰剂有很好的化学抵抗能力，并且满足环保要求。显然，半柔性材料符合各方面性能的要求，又由于其价格优势，以及施工后24小时（20℃）即可交付使用，使之成为最好的选择。另外，半柔性铺面可以经过打磨最终达到水磨石的效果，美化了其环境。所以半柔性路面材料已经不仅仅是一种路面材料了。

1.0.5 使用本指南时应与现行的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）、《交通运输部“材料节约与循环利用专项行动计划”推广项目系列指南之三：橡胶沥青及混合料设计施工技术指南》、《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）、《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)和《公路工程质量检验评定标准》(JTG F80/ 1—2004)等相关规范互相协调对应。

另外，本指南的主要成果来源于西部交通建设科技项目“高性能半柔性复合路面与基层的开发应用研究”（2006 318 814 78）。

2 术语

2.0.2 由于胶粉的掺入，橡胶沥青混合料会表现出橡胶具有的弹性和柔性，从而在较高温度下依然具有较大的弹性阶段工作能力，减少剩余变形积累，提高沥青路面高温稳定性；有助于增加矿质颗粒间的摩擦和嵌挤作用，从而有助于沥青混合料强度的形成；橡胶沥青粘度大，粘结力强，有利于提高沥青混合料的胶结料粘聚力，避免空隙率高达20～28％的大空隙基体沥青混合料出现析漏。另一方面，经大量试验结果表明，橡胶沥青混合料动稳定度在2000次/mm左右，而橡胶沥青半柔性路面混合料稳定度高达15000次/mm，可见橡胶沥青半柔性路面混合料具有优良的高温抗车辙性能。

2.0.6 由于半柔性混合料中要灌入水泥基砂浆，而水泥基砂浆本身具有较强的温度收缩特性。为了改善水泥砂浆的粘附性，使灌入的水泥砂浆能很好的与基体沥青混合料结合，同时也降低其脆性与减少收缩，可在普通水泥基砂浆中掺加聚合物乳液来改善水泥基砂浆的性能，从而提高半柔性路面的路用性能。

可用于改善水泥基砂浆性能的聚合物有羧基丁苯乳液、氯丁胶乳、环氧树脂等，目前比较理想的聚合物为羧基丁苯乳液，也可以采用沥青乳液。

3 材料

3.1承包人选用水泥时，水泥的各项路用品质必须合格，并应通过混凝土配合比试验，根据其试配弯拉强度、耐久性和工作性确定可使用水泥的品种、标号及厂家。

3.2基质沥青须符合国家行业标准规定的道路石油沥青各项技术指标，SBS改性沥青的高温、低温性能都好，且具有良好的弹性恢复性能，采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。

由于在沥青中掺加了胶粉，提高了沥青胶结料的稠度、提高了路面使用温度下的弹性、降低了路面的温度敏感性，在低温性能不降低的情况下改善了抗变形能力和抗疲劳开裂的性能。半柔性路面采用橡胶沥青的优点主要有：

（1）有较高粘度，基体沥青混合料油膜较厚使半柔性路面保持较好的弹性，而不易析漏或泛油；

（2）在高温下有较大的弹性和弹性恢复性能；

（3）橡胶沥青的适用性广，只要普通沥青适用的地方，也能使用橡胶沥青；

（4）使用轮胎废料，既节约了能源，也有利于环境保护.

在对安全、环保和舒适要求日益提高的现代社会，综合考虑价格、使用寿命、使用效果和环保等因素，拓展橡胶沥青的运用范围具有十分显著的经济和社会效益。

3.3集料进入拌和机前，需经过200℃以上的高温，粗集料有可能发生质量上的变化，最好对其烘后质量进行测定。

3.5羧基丁苯乳液是由丁二烯、苯乙烯及少量不饱和羧酸(丙烯酸、甲基丙烯酸或衣康酸等)乳液聚合而得，密度0. 9～1. 0。由于羧基的引入，增加了乳液的极性，提高了粘接性能，改善水泥基砂浆的粘附性，使灌入的水泥基砂浆能很好的与基体体沥青混合料结合，同时也降低其脆性，在水泥基砂浆中掺加聚合物乳液还可以改善水泥砂浆的收缩特性。

4 混合料配合比设计

水泥基砂浆的技术性能经室内试验和依托工程的现场试验，以及灌注效果表明，采用日

本道路协会的《アスファルト鋪裝工事共通仕樣書解說》(沥青路面工程通用规程解说)规定

的技术标准完全能达到使用要求，因此本指南直接引用。

大空隙基体沥青混合料级配标准，主要参照了日本道路协会的《アスファルト鋪裝工事

共通仕樣書解說》（丸善株式会社出版事业部，平成4年12月）的技术标准(见表4.1A)，并

根据我国石料生产情况，经过实验室和依托工程施工现场试配所提出的。

表4.1 A 基体沥青混合料级配组成表

通过质量百分率（％）

筛孔尺寸(mm)

I型 II型

26.2 －

100

19 100

95～100

13.2 95～100 35～70

4.75 10～35 7～30

2.36 5～22 5～20

0.6 4～15

0.3 3～12

0.075 1～16①

沥青用量(％) 3.0～4.5

水泥基砂浆的最大渗透深度（路面结构层厚度) (cm) 5 10

注.①原文为16，疑为6。

橡胶沥青半柔性路面在重庆试验路段应用情况，采用玄武岩碎石，经计算橡胶沥青混合

料SFRAC-20矿料配合比(%)为10-20mm ：5-10mm：机制砂0-5mm：矿粉=85：6：5：4；基体

沥青混合料合成级配见表4.1.B。

表4.1.B 橡胶沥青混合料SFRAC-20矿料级配组成

孔径(mm) 26.5 19 13.2 4.75 2.36 0.6 0.3 0.075

通过率(%) 100 95.8 41.4 14.2 7.4 5.5 4.7 3.5

级配要求

100 90-100 30-60 7-24 5-22 4-15 3-12 1-6

范围(%)

经析漏试验、飞散试验和马歇尔试验得到的综合最佳油石比为3.3%，其马歇尔试验技术

指标见表4.1C，动稳定度大于10000次/mm。

表4.1C 橡胶沥青半柔性路面混合料技术指标值

灌浆前技术指标 灌浆前检验结果 灌浆后技术指标 灌浆后检验结果

马歇尔稳定度（kN）＞3.0 4.2 ＞9.0 13.1 流值（0.1mm） 20～4033.920～40 32.0 空隙率（%） 20～2821.28 3.0～3.5 2.3 毛体积相对密度 ＞1.9 2.056—— 2.381 设计基体沥青混合料最佳沥青用量的基本原则是平衡沥青用量，不但要防止因沥青用量

过大，自由沥青过多，而在施工中沥青滴落阻塞空隙从而影响水泥基砂浆的灌入，还要防止因沥青用量不足，结构沥青膜厚度不够而引起集料松散脱落。因此，在设计基体沥青混合料的最佳沥青用量时，采用谢伦堡沥青沥青析漏试验(即流淌试验)和肯塔堡飞散试验相结合的方法来确定最佳沥青用量，并检验其马歇尔稳定度等指标。

半柔性路面基体沥青混合料的配合比设计方法也可参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中OGFC的级配设计方法执行。

所用水泥砂浆配合比为：水泥：特细砂：专用矿粉：活性掺和料：水=1:0.27:0.21:0.13:0.86。其中水泥用量：710kg/m3,砂浆流动度：11.5秒。

5 施工技术要求与方法

5.1根据半柔性路面混合料的特点以及日本实施半柔性路面施工的经验，总结的半柔性路面的主要施工程序。水泥水泥基砂浆的制作可以采用现场小型设备拌制（移动式、半固定式）、也可以采取购买商品砂浆的形式。

5.2铺筑基体沥青混合料前，应检查基层或下卧沥青层的质量，不符要求的不得铺筑沥青面层。旧沥青路面或下卧层已被污染时，必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑沥青混合料。

基体沥青混合料施工必须严格控制施工温度，以确保压实度。

表5.1.1-1A 沥青混合料的施工温度(℃)

施工工序 70号 90号 SBS改性沥青橡胶沥青 沥青加热温度 155～165 150～160 160～165 190～218 沥青混合料出料温度 145～165 140～160 170～185 170～180 混合料废弃温度 高于 195 190 195 195

运输到现场温度 不低于 145 140 165 165 混合料摊铺温度 不低于 135 130 160 160

开始碾压的混合料内部温度， 不低于130 125 150 155

碾压终了的表面温度 不低于 75 70 90 110

进行水泥砂浆灌注的路表温度 不高于 50 50 50 50 5.4．1橡胶沥青半柔性路面施工注意事项与几点说明

1、在拌和楼生产橡胶沥青混凝土时，橡胶沥青由于粘度较大，泵送时间较长，易造成热料仓等料，导致矿料过热，进而使得混合料出料温度偏高，同时还将影响拌和楼混合料产量。解决办法：保证生产橡胶沥青的基质沥青供给温度大于160℃，供给拌和楼的橡胶沥青大于195℃，同时尽量缩短橡胶沥青供给管道长度，并与供给橡胶沥青前提前30～60min用导热油对管道进行预热。

2、拌和楼沥青称重系统常常由于系统原因造成设计值与实际配给值不一致，后场技术人员应该密切关注，以橡胶沥青实际配给值为准，对生产配比进行适当调整。

3、实际生产时，应确保冷料进料速度与生产配合比设计取热料仓矿料时基本一致，以避免热料仓矿料级配发生较大波动，从而影响实际生产配比。

4、拌和楼生产沥青混合料通常使用矿粉，但在橡胶沥青混合料中仅使用水泥，因此必须事先与拌和楼管理人员协调水泥添加事宜，一般不宜使用粉料回收仓作为水泥贮存仓，生产过程中禁止将回收粉料回收到水泥贮存仓中。

5、运料车装料时，应遵循前后中的顺序，以避免混合料发生离析，后场技术人员应予以关注。

6、前场摊铺机摊铺速度应与拌和楼生产能力保持一致，避免摊铺速度忽快忽慢甚至停机等料，这些都将对路面平整度造成影响。

7、路面碾压，初压第一遍必须采用静压，以避免路面发生波浪、推移，从而影响平整度。

8、进行高温车辙试验时，统一按照100％压实度称取混合料成型车辙板，轮碾遍数比普通沥青混合料有所增加，以压实为准。

9、混合料抽提试验，矿料级配应与生产配比经水泥和胶粉修正过的配比进行比较，橡胶沥青含量应以燃烧法检测，不具备条件的可以直接抽提，并与橡胶沥青中基质沥青用量进行比较。

10、渗水系数应作为常规试验进行检测，应使用改进型渗水仪（着地环状宽度35mm、装有渗水仪开关），施工单位自检和监理组抽检，可按取芯压实度检验频率随机选点。渗水系数要求不大于60ml/min，渗水系数合格率宜不小于90%，当合格率小于90%时应加倍频率检测，如检测结果仍小于90%，需对该段面层进行处理。

11、面层混合料的离析包括橡胶沥青混合料的温度离析和橡胶沥青混合料的级配离析，离析可以暂时作如下控制：

①施工过程中采用红外温度探测器检测的温度差不应超过20℃；

②核子密度仪检测的密度差不应超过0.075g/cm3（大体上相当于空隙率相差3%）；

③构造深度的最大值与平均值之比不应超过1.5。

6 施工技术质量验收标准

1、半柔性路面混合料的理论最大相对密度计算式（6-1）。

1122

1

1)1(100VV VV P P P P P m a

a n n a

t ×+?×+

++++=

γγγγγγL （6-1）

式中：t γ——理论最大相对密度，无量纲； a P ——油石比，%；

a γ——沥青的相对密度（25/25℃℃）

n P P L 1——各种矿料占矿料总质量的百分率，%；

n γγL 1——各种矿料对水的相对密度；

m γ——砂浆的相对密度。

1VV ——连通空隙率,%。

附录A 抗拉强度结构系数与材料设计参数建议值

附录 A 是根据西部交通建设科技项目“高性能半柔性复合路面与基层的开发应用研究”（2006 318 814 78）的研究成果提出的，以便该类路面在推广应用过程中相关设计院在作厚度计算时作参考依据。

附录B 流动度的测定

对于水泥基砂浆的流动度测定方法，国内各个研究机构采用的仪器及方法均不相同，本指南参考了日本半柔性路面的有关规定，以及我国也具有这类测试仪器所提出的。这个测试方法与条文中表4－3所提出的技术指标测试方法一致。