SMA、OGFC、彩色瀝青優缺點 - 下載本文

1. 橡膠瀝青:

橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質加工成為橡膠粉粒,再按一定的粗細級配比例進行組合,同時添加多種高聚合物改性劑,并在充分拌合的高溫條件下(180℃以上),與基質瀝青充分熔脹反應后形成的改性瀝青膠結材料。

橡膠瀝青具有高溫穩定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能,是較為理想的環保型路面材料,主要應用于道路結構中的應力吸收層和表面層中。

作用:

1. 提高瀝青混合料的耐久性和抗疲勞壽命。

2. 改善抵抗路面產生疲勞裂縫和反射裂縫的能力,這是由于高的粘結劑含量、瀝青膜

厚度和良好的彈性所致。

3. 改善高溫抗永久變形能力(車轍、擁包)

4. 改善抗低溫裂縫的能力。

5. 提高了薄層罩面的耐久性和使用性能,降低了路面成本。 6. 降低噪聲,改善了行駛舒適性。 特點:

1.降低了瀝青加溫的溫度,防止瀝青的高溫老化,防止接近閃點帶來的不安全因素。 2.由于施工的和易性改善,明顯提高了壓實度,這樣更增加了抗車轍能力。 3.由于可降低瀝青溫度,可有效節約拌和成本。

橡膠瀝青在高溫下具有較大的彈性和彈性恢復能力,可以改善路面抗變形能力和抗疲勞開裂的性能;具有較好的高低溫性能,降低了瀝青對溫度的敏感性;同時,橡膠瀝青具有粘度高、抗老化、抗氧化能力強等特點;開級配或間斷級配橡膠瀝青路面防滑功能高、減少雨天行車濺水、改善視野、降低噪音,大大提高路面行車安全和舒適性;橡膠瀝青的應用不僅有利于環境保護,節約自然資源,還有利于改善人類的生存環境。 應用形式:

橡膠瀝青應力吸收層:將單一粒徑的石料均勻的滿鋪在橡膠瀝青層上,用膠輪壓路機進行嵌擠碾壓,橡膠瀝青被擠壓到石料高度的約3/4,石料嵌鎖形成后將構成結構性支撐,這時所形成碎石封層模式的路面即為橡膠瀝青應力吸收層。 橡膠瀝青應力吸收層功能特點: 1、抗反射裂縫

在橡膠瀝青應力吸收層中,高用量的橡膠瀝青與單一粒徑的碎石強力粘結,形成約11cm厚的裂縫反射結構層,水穩層或舊水泥路面的各種裂縫將很難穿透該層,可以有效遏制裂縫的反射。 2、抗水損壞

橡膠瀝青用量較大(20.03kg/m²),在路面上會形成約3mm厚度的瀝青膜,完全可以防止雨水的向下滲透,對路基起到保護作用。其次,在上面攤鋪瀝青混合料時,橡膠瀝青應力吸收層頂部的橡膠瀝青會二次熔化,經路面壓實后會充分填充其面層混合料底部的縫隙,從而排除了層間存水的可能,起到防止水損壞的作用。

3、粘結作用

橡膠瀝青擁有超強的粘性,它可以非常牢固的吸附粘結在水穩層或舊水泥路面上,從而起到與路面的粘結作用。

施工機械:橡膠瀝青灑布車、碎石撒鋪車、膠輪壓路機 施工工藝:

橡膠瀝青的施工需要注意溫度,由于橡膠瀝青的粘度很大,因此在施工時要控制好溫度,以確保橡膠瀝青的施工和易性。但是溫度也不宜過高,溫度過高一方面浪費燃料,同時會導致橡膠瀝青的老化。橡膠瀝青混合料可以按照SMA改性瀝青混合料的施工工藝進行,但是橡膠瀝青封層或粘層需要采用特殊的噴灑車,以保證噴灑均勻。

2. 瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stone matrix asphalt,簡稱SMA)

是由高含量粗集料、高含量礦粉、較大瀝青用量,低含量中間粒徑顆粒組成的骨架密實結構型瀝青混合料。 SMA的組成原理及特點

其組成特征主要包括兩個方面:①含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩定性(抗變形能力強)的結構骨架;②細集料礦粉、瀝青和纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結一起,并填充骨架空隙,使混合料有較好的柔性及耐久性。

構成組織

SMA的結構組成可概括為“三多一少,即:粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少”。具體講:①SMA是一種間斷級配的瀝青混合料,5mm以上的粗集料比例高達70%~80%,礦粉的用量達7%~13%,(“粉膠比”超出通常值1.2的限制)。由此形成的間斷級配,很少使用細集料;②為加入較多的瀝青,一方面增加礦粉用量,同時使用纖維作為穩定劑;③瀝青用量較多,高達6.5%~7%,粘結性要求高,并希望選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青(最好采用改性瀝青)。

SMA的特點

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當前國際上公認的一種抗變形能力強,耐久性較好的瀝青面層混合料。由于粗集料的良好嵌擠,混合料有非常好的高溫抗車轍能力,同時由于瀝青瑪蹄脂的粘結作用,低溫變形性能和水穩定性也有較多的改善。添加纖維穩定劑,使瀝青結合料保持高粘度,其攤鋪和壓實效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙,構造深度大,抗滑性能好。同時混合料的空隙又很小,耐老化性能及耐久性都很好,從而全面提高了瀝青混合料的路面性能。

3.大空隙開級配排水式瀝青磨耗層(OGFC)

大空隙開級配排水式瀝青磨耗層(OGFC)是指用大空隙的瀝青混合料鋪筑、能迅速從其內部排走路表雨水、具有抗滑、抗車轍及降噪的路面。設計空隙率大于18%,具有較強的結構排水能力,適用于多雨地區修筑瀝青路面的表層或磨耗層。

其英文全稱為:Open Graded Friction Course,是一種嵌擠型熱拌瀝青混合料。 今年來我國城市開始修筑降噪排水路面,以提高城市道路的使用功能和減少城市交通噪聲。而在瀝青路面結構組合選用上就使用到了OGFC作為上面(磨耗層),中面層、下(底)面層等采用密級配瀝青混合料。既滿足瀝青路面強度高、高低溫性能好和平整度密實等路用功能,又實現了城市道路降噪排水的環保功能。

4.澆筑式瀝青混凝土

澆注式瀝青混凝土是指在高溫(220℃~260℃)下拌和,依靠混合料自身的流動性攤鋪成型無須碾壓的一種高瀝青含量與高礦粉含量、空隙率小于1%的瀝青混和物,澆筑式瀝青混凝土結合料包括普通瀝青或改性瀝青、特立尼達湖瀝青TLA或是兩者的混合(一般TLA 25~30%),細集料(<2mm)一般為石灰石,粗集料為玄武巖碎石。

澆筑式瀝青混凝土整體性好,防水性能優良,期望使用壽命為20年以上,在服務期內性能表現良好,維修量很小。它通常用作橋面鋪裝的下層,在重交通條件下,澆筑式瀝青混凝土可以作為基層,上面加鋪改性瀝青混凝土面層。攤鋪澆筑式瀝青混凝土時表面上撒布石屑,并用輕型碾壓機把石屑壓入熱瀝青混凝土表面,撒布的石屑可以提高鋪裝層穩定性及力學性能。澆筑式瀝青混凝土橋面鋪裝初期投資較高,但其壽命周期成本及優良的路用性能,與普通鋪裝材料相比則具有優越性。

5.彩色瀝青路面

定義:

所謂彩色瀝青混凝土路面是指脫色瀝青與各種顏色石料、色料和添加劑等材料在特定的溫度下混合拌和,即可配制成各種色彩的瀝青混合料,再經過攤鋪、碾壓而形成具有一定強度和路用性能的彩色瀝青混凝土路面。也稱作彩色瀝青路面。 性能特點:

(1)具有良好的路用性能,在不同的溫度和外部環境作用下,其高溫穩定性、抗水損壞性及耐久性均非常好,且不出現變形、瀝青膜剝落等現象,與基層粘結性良好。 (2)具有色澤鮮艷持久、不褪色、能耐77℃ 的高溫和-23℃的低溫,維護方便。

(3)具有較強的吸音功能,汽車輪胎在馬路上高速滾動時,不會因空氣壓縮產生強大的噪音,同時還能吸收來自外界的其他噪音。

(4)具有良好彈性和柔性,“腳感”好,最適合老年人散步,且冬天還能防滑,再加上色彩主要來自石料自身顏色,也不會對周圍環境造成大的危害。

彩色瀝青路面主要用途 1. 方便交通管理引

彩色防滑路面在歐洲被廣泛用來提示道路使用者在哪一時段他可以使用哪一部分道路。這在管理不同級別的道路使用者和提供分開的車道給不同的使用者是十分有用的。在歐洲彩色防滑路面廣泛應用于提供一個單獨的車道給特別的道路使用者,例如專用于公共交通的公交車道,自行車道,小型機動車道,專用于緊急服務和貴賓證持有者的電子收費站車道。 2. 防止交通事故/防滑

彩色防滑系統有卓越的防滑屬性,直接的效果就是大幅度降低剎車距離,防止交通事故,尤其是陰雨天氣可以消除水膜現象對道路安全造成的隱患。此外,使用在急轉彎和斜坡時,汽車打滑和側滑被顯著的降低了。這種系統對于跨線橋、高速公路出入口和調整公路收費站前后等需要快速降低車速的區域尤為適用。 3. 交通減速提示

彩色瀝青路面在一些減速帶進行色彩的區分。這樣進行區分是十分實用的。可以有效減少交通違規,增加交通行駛安全。 4. 吸收噪音,美化環境

彩色瀝青路面的普及可以很大程度上改觀城市的形象,體現城市的特色。不但體現在城市外觀上的改變,還體現在城市居住環境的改變。可以使城市噪音污染減小,這是因為彩色瀝青路面有較好的吸音效果,有效改善公路上汽車噪音的現象。

6.溫拌瀝青

所謂溫拌瀝青,及瀝青混合料(Warm Mix Asphalt,簡稱WMA),就是通過一定的技術措施,使瀝青能在相對較低的溫度下進行拌和及施工,同時保持其不低于HMA的使用性能的瀝青混合料技術,也稱為溫拌瀝青技術。其技術關鍵是在不損傷HMA路用性能的前提下如何降低瀝青在較低溫度下的拌和粘度。目前,國際主流溫拌技術主要通過外加材料降低瀝青混合料的高溫粘度來實現。同時,先進的溫拌瀝青技術完全可以使溫拌瀝青混合料達到熱拌瀝青混合料的性能,但由于其較低的拌和及壓實溫度,使其與熱拌瀝青混合料相比還有許多優點。

Aspha-min溫拌瀝青混合料是一種降低能源消耗、減少污染氣體排放的環保型 材料。它通過摻加Aspha—rain(合成沸石)外加劑可在相對普通熱拌瀝青混合料溫度更低的 情況下拌和、攤鋪和碾壓,并且具有與普通熱拌瀝青混合料相同的路用性能。

溫拌瀝青混合料的研究起源于歐洲,通過加入添加劑或采用泡沫瀝青的方法,在保持熱拌瀝青混合料優良路用性能和施工質量的同時,有效降低了瀝青混合料的拌和、施工溫度,拌和溫度一般可降至100~120℃,攤鋪碾壓溫度在80~90℃即可保證施工質量。由于溫拌瀝青混合料在降低能源消耗和保護環境方面的優越性,得到了各國公路工作者的廣泛關注。 溫拌瀝青混合料根據實現溫拌的技術方式不同可分為4類:①Aspha—min溫拌瀝青混合料;②WAM—Foam溫拌瀝青混合料泡沫;③添加低熔點有機添加劑的溫拌瀝青混合料;④基于乳化瀝青的溫拌瀝青混合料。

7.鋼橋面鋪裝存在的問題(不是病害):

大跨徑橋梁的鋼橋面鋪裝一直是一個國際性的難題,其原因在于鋼橋面的剛度較小,變形較大,要求瀝青鋪裝具有良好的變形隨從形;鋪裝層受力復雜,受溫度的影響很嚴重,尤其是在水平剪應力的作用下,鋪裝層易于產生各種變形破壞。鋼橋面鋪裝存在的問題主要表現在:橋面鋪裝與鋼橋面的變形協調,鋪裝層的高溫穩定性和水穩定性以及鋼橋面的抗銹蝕性。

鋼橋面鋪裝應具備以下基本性能:

1) 應具備良好的疲勞抗開裂性能以承受反復復雜變形。 2) 應具備優良高溫穩定性,以滿足高達70℃的高溫使用要求。 3)完善的防排水體系。以保證鋼板不受侵蝕。 4)良好的層間結合,保證鋪裝與橋面板的協同作用。 5)對鋼板變形良好的追從性,以適應鋼板變形。 6)良好的平整度與抗滑性能。

鋼橋面鋪裝方案多種多樣,就目前來看,鋼橋面使用的瀝青鋪裝,主要有澆筑式瀝青混凝土、環氧改性瀝青混凝土、瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)。

8.環氧瀝青及其混合料

環氧瀝青一般由環氧樹脂及固化劑兩個組分組成。其固化反應使瀝青性質從熱塑性轉變為熱固性,因此環氧瀝青有比普通瀝青優異得多的物理、力學性能,如高強度、優良的抗疲勞性能、良好的耐久性及抗老化性能,是受力特性異常復雜的正交異性鋼橋面鋪裝、超重載交通道路的理想材料;同時由于其極優良的粘結性能而應用于路面磨耗層,特別是需要較高抗磨耗性的寒冷地區路面和多孔性路面。

環氧瀝青混凝土是通過在瀝青中添加熱固性環氧樹脂和固化劑,經固化反應而形成的一種強度高、韌性好的瀝青混凝土,與普通瀝青混合料相比有優異得多的高強度、耐久性、粘結性和抗疲勞性能,是路面磨耗層、鋼橋面鋪裝、超重載交通道路的理想筑路材料,具有廣泛的應用前景。

9.白改黑工程

道路“白改黑”,就是在原水泥混凝土路面的基礎上,鋪上瀝青混凝土面層,使原來的混凝土剛性路面變為柔性瀝青路面。

“白改黑”工程需注意的問題:

1 舊路面的結構導致加鋪層反射裂縫的產生

“白改黑”路面是一種特殊的路面結構型式,其應力應變特殊,與一般的彈性層狀體系有較大的區別。由于板塊之間接縫的存在,舊水泥混凝土路面作為基層的整體強度降低,在荷載和溫度應力作用下,瀝青加鋪層處于復雜的三維應力狀態。車輛行駛經過不連續的板體時,瀝青加鋪層由于接縫兩側相鄰板塊產生豎向位移差而出現較大的剪切應力。這種剪切應力是導致瀝青加鋪層產生荷載型反射裂縫的主要原因。另外,路面暴露在大氣中,受氣溫周期性變化的影響,瀝青加鋪層和舊路面板塊都會產生縮脹,從而產生溫度應力。由于舊水泥混凝土路面的應力在接縫處不連續,因此瀝青加鋪層同時承受其本身及舊路面所產生的溫度應力,形成溫度型反射裂縫。荷載型反射裂縫和溫度型反射裂縫兩者疊加最終形成了瀝青加鋪層反射裂縫。

2加鋪層與舊路面層間結合不良

由于舊水泥混凝土路面經過多年行車,所以表面光滑,摩擦因數變小。或者,瀝青混合料材料控制不好,空隙率偏大,致使雨水下滲,設置在舊路板塊接縫處的應力吸收層(如土工布)受潮積水形成潤滑層,嚴重影響加鋪層與舊路面基層之間的緊密結合。由于基層對面層的粘結力不足,車輛行駛時,在水平分力的作用下,面層容易產生推移破壞。可見層問結合不良是面層剪切破壞的重要原因。

3舊路面基層平整度差

舊水泥混凝土路面基層平整度差會導致瀝青混合料面層厚度不均勻,并影響瀝青路面的強度。鑒于“白改黑”道路均屬于老路改造和拓寬1:程,故路面的基層實際上就是原舊水泥混凝土板體,只是在其頂面進行瀝青面層加罩改造。由于原水泥混凝土路面長期開放交通運營,在車輪荷載作用下,除摩擦因數變小外,水泥混凝土板塊還會產生錯臺、拱脹、脫空、唧泥、接縫剝落或破裂、填縫料損壞等病害,在一定程度上造成基層平整度差,標高與路拱不符合設計要求,岡此影響了瀝青加鋪層的有效厚度。





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