瀝青路面施工1-中國路面施工技術(shù)

虞文景山西省交通科學(xué)研究院

中國路面施工技術(shù)中國路面概況和發(fā)展中的問題

中國路面施工技術(shù)中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用新技術(shù)、新工藝對材料、設(shè)備的需求

1.1公路和路面概況

按國家規(guī)劃，2010年中國公路總里程將達(dá)到210～230萬公里，全面建成“五縱七橫”國道主干線，目前人口在20萬以上城市高速公路連接率將達(dá)到90%，高速公路通車?yán)锍踢_(dá)到5萬公里。

1.中國路面概況和發(fā)展中的問題1.1.1各類公路里程統(tǒng)計(jì)

2005年底全國公路總里程1930543km，不同等級公路里程和所占百分率如下：

高速公路41005km2.12%

一級公路38381km1.99%

二級公路246442km12.77%

三、四級1604715km83.12%

1.中國路面概況和發(fā)展中的問題

1.1.2高速公路統(tǒng)計(jì)

到2005年底全國高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)41005km，19個(gè)省超過1000公里。1.中國路面概況和發(fā)展中的問題1.1.3路面分類統(tǒng)計(jì)

1.中國路面概況和發(fā)展中的問題

按國家《公路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》(JTGB01-2003)規(guī)定，各級公路均可鋪筑瀝青混凝土或水泥混凝土路面，只有四級公路才允許鋪砂石路面。山西省現(xiàn)有公路四級公路比例為8.5%，若按此比例，全國現(xiàn)有砂石路面中，將有771849km應(yīng)改造提高，加鋪瀝青或水泥路面。由于中國作為經(jīng)濟(jì)高速增長的發(fā)展中國家，公路交通量中重車、超載車比例大。因此路面技術(shù)改造任重而道遠(yuǎn)。1.中國路面概況和發(fā)展中的問題1.2影響路面技術(shù)發(fā)展的兩個(gè)問題1.2.1高速公路選擇瀝青或水泥路面問題

在高速公路路面結(jié)構(gòu)選擇的討論中，一般認(rèn)為從行車舒適和便于維修角度考慮應(yīng)選擇瀝青路面，但從能源、資源和工程造價(jià)考慮卻應(yīng)選擇水泥路面。兩種路面的路用性能比較如表一。1.中國路面概況和發(fā)展中的問題表一瀝青路面和水泥路面性能比較表(高速公路)比較項(xiàng)目瀝青路面水泥路面設(shè)計(jì)年限震動(dòng)和噪音行車舒適性工程經(jīng)濟(jì)性運(yùn)營經(jīng)濟(jì)性養(yǎng)護(hù)費(fèi)維修方便性對路基要求抗變形能力明色性超載適應(yīng)性施工方便性15年震動(dòng)小、噪音低好費(fèi)用較高費(fèi)油、省輪胎正常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用高易維修、周期短對變形適應(yīng)性強(qiáng)易產(chǎn)生車轍、磨耗反光性弱，隧道內(nèi)行駛效果差較好(疲勞與軸載比4次方成正比)一般多層施工、工序較多30年震動(dòng)大、噪音高差易就地取材，費(fèi)用較低省油、費(fèi)輪胎正常養(yǎng)護(hù)費(fèi)用低不易維修、養(yǎng)護(hù)周期長對路基穩(wěn)定性要求高不易產(chǎn)生變形夜間和隧道內(nèi)較明亮較差(疲勞與軸載比16次方成正比)一般單層施工、工序較少1.中國路面概況和發(fā)展中的問題某工程對兩種路面每平方米、每厘米厚度的單價(jià)分析對比如下：

瀝青混凝土（瀝青單價(jià)2400元/t）6.30（元/m2·cm）

瀝青混凝土（瀝青4000元/t）8.26（元/m2·cm）

瀝青混凝土（SBS改性瀝青5300元/t）9.20（元/m2·cm）

瀝青混凝土（SBS改性并采用防滑料）10.56（元/m2·cm）

水泥混凝土面板(水泥單價(jià)300元/t）3.6（元/m2·cm）

1.中國路面概況和發(fā)展中的問題另國內(nèi)有對不同結(jié)構(gòu)水泥混凝土路面每平方米單價(jià)比較如下：

連續(xù)配筋路面155（元/m2）

縮縫插傳力桿路面110（元/m2）

素混凝土路面77～105（元/m2）

1.中國路面概況和發(fā)展中的問題1.中國路面概況和發(fā)展中的問題1.2.2半剛性基層和柔性基層問題基層是公路路面承受汽車荷載的主要結(jié)構(gòu)層次，我國高速公路主要采用水泥或石灰工業(yè)廢渣類半剛性基層，由于此類基層容易開裂并導(dǎo)致路面早期病害，因此國內(nèi)也有專家主張大量發(fā)展瀝青穩(wěn)定碎石類柔性基層，兩種基層路面性能對比如表二。表二半剛性和柔性基層性能比較表比較項(xiàng)目半剛性基層柔性基層路面整體性剛度早期病害對超載敏感性施工方便性維修方便性工程經(jīng)濟(jì)性維修費(fèi)用較差，易產(chǎn)生橫斷裂縫較大，易滿足彎沉設(shè)計(jì)指標(biāo)易產(chǎn)生裂縫滲水導(dǎo)致的病害較大(疲勞與軸載比6-8次方成正比)需養(yǎng)生7日和灑透層油較差，因需養(yǎng)生不能及時(shí)開放交通造價(jià)低較低良好較差，但CBR值大少見水損害較小(疲勞與軸載比4次方成正比)無需養(yǎng)生較方便，可及時(shí)開放交通造價(jià)高較高1.中國路面概況和發(fā)展中的問題某工程對兩種基層每平方米、每厘米厚度的單價(jià)分析比較如下：水泥穩(wěn)定碎石1.49（元/m2·cm）（水泥單價(jià)270元/t）瀝青穩(wěn)定碎石6.75（元/m2·cm）（瀝青單價(jià)3500元/t）

1.中國路面概況和發(fā)展中的問題1.中國路面概況和發(fā)展中的問題

參照國外兩種結(jié)構(gòu)CBR等值換算關(guān)系，15cm厚瀝青穩(wěn)定碎石的CBR補(bǔ)強(qiáng)效果約與水泥穩(wěn)定碎石25cm相當(dāng)，此時(shí)柔性基層單價(jià)是半剛性基層的2.72倍。考慮到瀝青材料的供不應(yīng)求，若大量采用柔性基層，不僅工程費(fèi)用較高，而且可能影響我國公路發(fā)展速度，因此今后半剛性基層仍會大量采用，但采取技術(shù)措施提高半剛性基層路面整體性卻是急待解決的技術(shù)問題。2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

我國路面施工成熟的新技術(shù)大多體現(xiàn)在國家現(xiàn)行施工技術(shù)規(guī)范中。2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.1《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的修訂和應(yīng)用中國從2004年起開始執(zhí)行新的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004），與JTJ032-94規(guī)范相比，施工技術(shù)有以下調(diào)整：2.1.1提出了新的“道路石油瀝青技術(shù)要求”，修訂了乳化瀝青、改性瀝青技術(shù)要求，新增了改性乳化瀝青技術(shù)要求。2.1.2提高了粗集料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，調(diào)整粗集料磨光值及與瀝青粘附性要求，增加了機(jī)制砂的要求。

2.1.3按粒徑、設(shè)計(jì)空隙率、級配連續(xù)性、成型機(jī)理不同對瀝青混合料進(jìn)行分類，其中按成型機(jī)理不同分類及主要適用層位如下：

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用熱拌瀝青混合料包括

瀝青混凝土（AC）：

用于面層（橋面）各層次

瀝青碎石（ATB、AM、ATPB）：

用于柔性基層或下面層

瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）：

用于上面層或橋面

排水式瀝青磨耗層（OGFC）：

用于上面層或磨耗層

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.1.4提出了不同HMA馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求，SMA、OGFC析漏損失和飛散損失指標(biāo)。

AC結(jié)構(gòu)強(qiáng)調(diào)根據(jù)當(dāng)?shù)爻晒?jīng)驗(yàn)選用礦料級配，其他結(jié)構(gòu)提出了建議級配范圍供設(shè)計(jì)選用。

對用于高速公路和一級公路的公稱最大粒徑≤19mm的AC、SMA、OGFC混合料，需在配合比設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行以下項(xiàng)目性能檢驗(yàn)：2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用◆必須進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)或凍融劈裂試驗(yàn)檢驗(yàn)水穩(wěn)定性；◆宜作-10℃彎曲試驗(yàn)檢驗(yàn)低溫抗裂性；◆宜通過滲水試驗(yàn)檢驗(yàn)密水性?！舯仨氝M(jìn)行車轍試驗(yàn)檢驗(yàn)熱穩(wěn)性；2.1.5完善了瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，明確了目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比、標(biāo)準(zhǔn)配合比（生產(chǎn)配合比驗(yàn)證）的設(shè)計(jì)內(nèi)容和調(diào)整級配的原則。

2.1.6統(tǒng)一了有關(guān)的相對密度、混合料空隙率、瀝青飽和度、有效瀝青用量等體積指標(biāo)計(jì)算方法，修訂了確定最佳瀝青用量方法。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.1.7調(diào)整了混合料一層適宜壓實(shí)厚度如下：

AC、SMA、OGFC≤100mm

ATB、AM、ATPB≤120mm

大功率壓路機(jī)碾壓時(shí)≤150mm。

提出了新的壓實(shí)層厚和公稱最大粒徑的匹配關(guān)系。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.1.8規(guī)范了瀝青路面的施工工藝，其中包括：

要求按拌和機(jī)打印數(shù)據(jù)進(jìn)行在線控制和總量檢驗(yàn)；

從八個(gè)方面提出了提高路面平整度的技術(shù)措施；

增加了輪胎壓路機(jī)壓實(shí)優(yōu)點(diǎn)說明；

提出了攤鋪、碾壓溫度要求。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.1.9修改了透層、粘層、封層有關(guān)規(guī)定，增補(bǔ)了稀漿封層、微表處內(nèi)容。

2.1.10提出了對行人、非機(jī)動(dòng)車道、停車場、橋面、隧道瀝青鋪裝層及路緣石、攔水帶的技術(shù)要求。

2.1.11修訂了施工質(zhì)量檢驗(yàn)指標(biāo)、頻度、方法，增補(bǔ)了對瀝青路面密水性（滲水系數(shù)）要求。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.1.12強(qiáng)調(diào)瀝青路面壓實(shí)度檢驗(yàn)主要是對碾壓工藝進(jìn)行過程控制，適度鉆孔抽檢的方法。

2.1.13明確規(guī)范的“推薦”性質(zhì)，規(guī)定各省、市、自治區(qū)或工程建設(shè)單位，可根據(jù)具體情況制定相應(yīng)技術(shù)指南或更具體、詳細(xì)的施工操作規(guī)程，但相關(guān)規(guī)定不宜低于國家規(guī)范的規(guī)定。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.2《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》的修訂和應(yīng)用

中國從2003年起開始執(zhí)行新的《公路水泥混凝土路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF30-2003，與GBJ97-87規(guī)范相比，施工技術(shù)有以下調(diào)整：

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.2.1按交通等級不同分別對水泥、集料、粉煤灰技術(shù)指標(biāo)作出規(guī)定，對九種外加劑性能、鋼纖維、接縫材料、養(yǎng)生劑等技術(shù)指標(biāo)提出了要求。

2.2.2分別提出了普通、鋼纖維、碾壓和貧混凝土配合比設(shè)計(jì)方法。2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.2.3提出了水泥混凝土路面滑模、軌道、碾壓、三輥軸、小型機(jī)具等五種施工工藝適用的公路等級，以及對混凝土攪拌站的裝備要求。

2.2.4強(qiáng)調(diào)了對路基、基層和封層的檢測和修整，對貧混凝土質(zhì)量作了規(guī)定。2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用2.2.5對采用不同混凝土路面時(shí)拌和樓的最小容量、計(jì)量允許偏差、混凝土材料從出料到運(yùn)輸、鋪筑完畢最長時(shí)間作了規(guī)定。

2.2.6對滑模、軌道、三輥軸機(jī)械的基本技術(shù)參數(shù)及配套施工機(jī)械設(shè)備機(jī)型和規(guī)格，小型機(jī)具施工配套機(jī)具的配置、碾壓混凝土面層機(jī)具的選型和配套，以及相應(yīng)的施工工藝作了規(guī)定。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.2.7對鋼筋及鋼纖維混凝土路面、橋面鋪筑時(shí)的材料加工、安裝、質(zhì)量檢驗(yàn)、施工工藝等作了規(guī)定。

2.2.8對路面縱縫、橫向縮縫、脹縫、工作縫結(jié)構(gòu)，施工工藝、切縫方法、灌縫材料和工藝作了規(guī)定；提出了路面抗滑構(gòu)造的技術(shù)要求和施工方法；對混凝土養(yǎng)生工藝提出了要求。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用

2.2.9對雨季、高低溫季節(jié)施工工藝作出規(guī)定，提出了刮風(fēng)天防止路面塑性收縮開裂的技術(shù)措施。

2.2.10規(guī)定了對水泥混凝土路面原材料、混凝土成品料、路面的檢測項(xiàng)目和頻度。

2.中國路面施工新技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用3.1改性瀝青的應(yīng)用1992年P(guān)E現(xiàn)場改性技術(shù)引入，使改性瀝青逐步從研究試驗(yàn)轉(zhuǎn)到大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用，近年來高速公路瀝青路面，由于較普遍地使用了以SBS為主的瀝青改性劑，從而使公路路況得到明顯改善，目前生產(chǎn)應(yīng)用的改性材料主要有：3.新技術(shù)、新工藝對材料、設(shè)備的需求◆以改善高溫穩(wěn)定性為主要目的：PE、EVA、

PR；

◆以改善低溫抗裂性為主要目的：SBR；

◆以改善高、低溫穩(wěn)定性和耐久性為目的：

SBS（星型）；

◆OGFC均采用進(jìn)口高粘度改性材料

（60℃＞20000Pa·s）。

3.新技術(shù)、新工藝對材料、設(shè)備的需求3.新技術(shù)、新工藝對材料、設(shè)備的需求表三不同聚合物改性瀝青技術(shù)性質(zhì)比較表技術(shù)性質(zhì)基質(zhì)瀝青5%SBS5%EVA5%PE5%SBR[注]

星型線型針入度(25℃)/0.1mm643840494776軟化點(diǎn)/℃489255606053(基質(zhì)瀝青為47.3℃)延度（15℃）/cm2001