讲解一级建造师市政考试参考道路之改性沥青与SMA技术要求.ppt
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1、沥青路面施工常见问题与控制,目 录,一、级配不良二、沥青用量不合适三、矿粉用量不合适四、石料指标偏低五、沥青的温度偏低六、石料的加热温度偏低七、除尘不好八、离析九、碾压推移十、沥青被污染,一、级配不良,级配不良是指:拌和站拌出的沥青混合料的级配与设计的标准级配偏差过大。级配不良一般会导致沥青混合料不易被压实,密度偏低,容易出现推移、透水、压出裂纹等现象。级配不良可能的原因:1、原材料规格不稳定或混料;2、随意调整冷料仓的上料比例;3、热料二次筛分的问题:筛不透、筛孔被堵、筛子漏了、挡板不严等;4、热料仓混仓;5、拌和的问题:拌和效果不良、拌和时间过短、搅拌叶损坏等分;6、离析:装车、运输、卸料
2、、摊铺等。,二、沥青用量不合适,沥青用量过小或过大:1、当沥青用量过小时,可能导致沥青混合料:粘度过小易离析、不易压实密度小、强度低易松散、路面透水等问题。2、当沥青用量过大时,可能导致沥青混合料:空隙率过小、路面失去构造、泛油、抗车辙能力大幅下降等问题。沥青用量不合适可能产生的原因:1、人为因素;2、计量系统不准,特别是沥青称不准。,三、矿粉用量不合适,矿粉用量不合适是指:矿粉用量过多或过少。当矿粉用量过多时会导致沥青混合料干涩、无光泽、粘度小、易离析、不易压实密度小、强度低易松散等问题。当矿粉用量过少时会导致沥青混合料显得油大,但空隙率较大,密度降低,高温稳定性下降等。可能的原因:1、人为
3、因素;2、计量系统不准,特别是矿粉称不准;3、矿粉称门不严等。,四、石料指标偏低,石料指标偏低:1、如果强度过低或软石含量过高或针片状含量过高均可导致石料被大量压碎,进而导致沥青混合料级配的改变,碾压实推移并且易产生车辙或坑槽;2、如果石料的粘附性不好,路面易出现水损害,导致出现坑槽。原因:石料进场控制不严。,五、沥青的温度偏低,沥青的温度偏低可以导致沥青喷洒时间过长,使沥青拌合不均匀,使路面局部泛油,导致混合料品质下降。原因:施工控制不严。,六、石料的加热温度偏低,石料的加热温度偏低导致沥青混合料出花白料甚至出废料。可能的原因:1、燃料油质量有问题;2、石料含水量过大;3、引凤过小;4、人为
4、控制的问题。,七、除尘不好,除尘不好可以导致拌出低品质混合料,混合料干涩,无法压实,碾压时出裂缝等。产生的原因:1、石料含土量过大;2、引风太小。,八、离析,离析:分颗粒离析和温度离析,离析导致沥青混合料级配的改变,压实不均匀,透水,失去构造等等。产生离析的原因:颗粒离析:1、拌和,2、装车,3、运输等;温度离析:1、保温不好,2、遇雨,3、时间过长等。,九、碾压推移,碾压推移会导致路面压不实、裂缝、厚度不易控制;产生的可能原因:1、级配不好;2、与基层连接不好;,十、沥青被污染,沥青被污染:主要是指沥青被稀释,这会导致路面泛油甚至松散。被稀释可能:1、导热油泄漏到沥青罐中;2、燃料油燃烧不充
5、分或滴漏到热料中。,改性沥青与SMA技术要求,改性沥青技术要求,一、什么是改性沥青?二、改性沥青在国内外的使用情况 三、改性沥青分类及我省的选用四、SBS改性沥青技术要求,一、什么是改性沥青?,所谓改性沥青,也包括改性沥青混合料,按照我国公路改性沥青路面施工技术规范(JTJ036)的定义,是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采用对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料”。,二、改性沥青在国内外的使用情况,改性沥青在欧洲使用已有50多年的历史。八十年代初欧洲曾经广泛使用EVA,到了八十年代中期认识到SBS的优良性能,
6、并逐步取代了EVA。例如:1991年欧洲使用改性沥青总量为52.5万吨,其中SBS占40%,EVA占19%,SB占14%,NOVOPHALT占3%。,九十年代,我国开始使用改性沥青,如:首都机场高速公路,是92年引进奥地利RF集团的NOVOPHALT改性沥青技术,使用RF集团的改性沥青制造设备,对国产的欢喜岭沥青掺加了聚乙烯(PE)和苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(热塑性橡胶,SBS)改性。再如:95年,首都国际机场东跑道沥青加铺层,也是使用了PE+SBS综合改性的SMA。97年,为迎接香港回归对东西长安街沥青面层进行加铺使用了SBS改性沥青的SMA。还有八达岭高速公路也使用了改性沥青和SMA技
7、术。,近年来,随着交通量的增加,车型比例的改变,行车对路面的要求越来越高。因而,道路的等级也越来越高。特别是高速公路的建设,对沥青路面的质量、性能和寿命都有了更高的要求,因此,普通道路沥青和重交通道路沥青一般情况下已经不能适应高等级公路的要求,为了提高沥青路面的质量,提高使用性能和使用寿命,减少养护工作量和养护费用,近年来,国内外采用改性沥青修建高等级公路的比例越来越大,已成为发展趋势。,三、改性沥青分类及我省的选用,沥青及其混合料的改性技术,从广义上讲有以下几类:1.沥青中掺加改性剂,来改善其力学性能,黏附性或耐老化性。2.物理改性,在混合料中加矿物填料:纤维、橡胶粉或结构层中加铺土工布、隔
8、栅、网格等。3.调和沥青:用湖沥青或岩沥青来调和道路沥青。4.沥青工艺改性:半氧化沥青、泡沫沥青等。,从狭义来说,一般所说的改性沥青是指聚合物改性沥青,一般将改性剂分为三类:1.热塑性橡胶类:主要是苯乙烯类嵌段共聚物,如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)等。由于它兼具橡胶和树脂两类改性沥青的结构与性质,所以也称它为橡胶树脂类。这类改性剂具有改善沥青混合料的高温性质,低温性质,抗温度及荷载疲劳、抗老化、裂缝自愈合性能等,因此适合于我省的气候条件。,2.橡胶类:如天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)等。这类改性剂具有增加粘聚力、增加弹性,但高温性
9、能不如热塑性橡胶和树脂类改性剂,这类改性剂也适用于我省的气候条件。3.树脂类:如乙烯-乙酸乙烯脂共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)等。这类改性剂高温性能较明显、低温性能较差,因此不适用于我省的气候条件。,改性沥青在我省的应用情况简介 众所周知,SBS改性沥青的高低温性能较原样沥青有很大提高,尤其对于地处寒区的我省,利用改性沥青提高沥青路面的性能意义十分重大。目前,我省正逐渐扩大改性沥青的使用范围。,早期,是哈阿路大修工程全部使用了SBR(橡胶母体)改性沥青。随着SBS改性剂和改性生产设备的国产化,哈尔滨机场高速公路成为我省第一条全线使用SBS改性沥青SMA的高速公路;之后,呼绥和哈双高速公路也全
10、线采用了现场生产的SBS改性沥青。目前,我省已大量使用工厂化生产的SBS改性沥青,SBS改性沥青的应用是我省在提高沥青路面水平方面迈出的关键性一步,必将带来深远的影响。,四、SBS改性沥青技术要求,包括:国内指标和Superpave指标,SBS改性沥青技术要求(国内指标),SBS改性沥青技术要求(Superpave),SMA技术,一、什么是SMA?二、SMA发展情况简介三、SMA混合料的特点四、SMA混合料的设计五、SMA的施工,一、什么是SMA?,SMA是沥青玛蹄脂碎石混合料的德文或英文缩写,德文(plitt astic sphlaet)或英文(toneastic sphalt),它是一种热
11、拌沥青混合料(HMA),是由优质粗集料、少量细集料、沥青、纤维稳定剂和矿粉组成的骨架密实型沥青混合料,即:由粗集料骨架和沥青玛蹄脂(沥青玛蹄脂就是:沥青+细集料+纤维+矿粉组成的混合物)两部分组成。,悬浮-密实型 AC,骨架-密实型 SMA,骨架-空隙型 PFC(OGFC),碎石,碎石,碎石,碎石,碎石,沥青玛碲质,石-石连接+高性能沥青玛碲质 STONE MASTIC ASPHALT,二、SMA发展情况简介,自六十年代德国人发明了材料并成功地应用在重交通道路上之后,由于材料所具有的出色的使用性能和经济性能,这一技术很快地风靡整个欧洲,并传到美洲、澳洲、亚洲、以及非洲等世界各地,受到了普遍欢迎
12、、重视、使用和发展,被广泛用于高速公路、城市干道、桥面和机场跑道,取得了良好的使用效果和经济效益。1990年秋,美国沥青技术考察团访问欧洲,将引入美国,19911994年间,美国共铺筑了约70多条公路,分布在19个州,许多用于重交通路段。路面占全部沥青路面的比例逐年递增,路面的使用性能令人满意。目前,美国已经制定了的技术指南和设计方法。九十年代,我国各省开始从欧洲和美国等地引进了技术,并很快地得到了重视和大量的使用。,北京市使用的情况:在交通部专家对欧洲进行技术考察之后,1992年北京公路局在建设首都机场高速公路(国门第一路)时,首次使用了改性沥青的路面。之后,1996年,在首都机场东跑道上,
13、1997年,东西长安街罩面以及八达岭高速公路上全部采用了技术,取得了良好的效果。河北省使用的情况:河北省是九五年开始立题研究路面的,投入研究经费360万元,九六年,省厅为了保证课题质量,缩短研究时间,曾三次组团出国考察技术,并由路富裕厅长及两名付厅长挂帅,组成推广实施领导小组。由省科研所、省厅科技处、省公路局、省保津高速公路建管处及省公路工程局组成课题组,研究开发技术。目前,正在修建的保定至天津的高速公路128.95公里,全部采用路面。其它省的使用情况:吉林省96年开始修建路面,97年修了100余公里路面、98年计划修建150公里路面。辽宁省96-97年修了7公里试验路,计划在沈阳至山海关37
14、5公里全部采用路面。另外,山西、四川、山东等省也都修建或将要路面。,当时,交通部重点联合攻关科研项目:“沥青玛蹄脂碎石混合料路面()的推广应用”。项目的主持单位是交通部公路研究院:负责人:沈金安研究员,参加人:李福普、陈景;主要参加单位及人员有:北京市公路局:、河北省交通厅:、山西省交通科研院:刘绍文、山东省交通科研所:王林、辽宁省交通厅:刘缔成、吉林省交通科研所:李士杰、黑龙江交通科研所:杨福祺 还有其它一些兄弟省市也参加这个项目,这是我国最早的引进推广SMA技术的单位和人员;现在,已经在北京,河北,广东,山东等很多省市开始大面积使用SMA技术修筑高等级公路。,黑龙江省沥青玛蹄脂碎石混合料(
15、SMA)路面结构自97年立题研究以来,先后于98年在哈阿高速公路做了2km试验路的基础上,2000年又结合哈绥高速公路的建设修筑了2km试验路,2001年在哈双高速公路上修筑了1Km,2003年在鸡牡公路柴河支线修筑了1.8Km试验路,另外,哈尔滨机场高速公路30Km是由沈金安研究员参与修建的,这些SMA路面使用状况良好,取得了较好的效果。,三、SMA混合料的特点,(一)、路面同普通的密级配沥青混凝土路面相比具有以下技术特点:1、使用寿命增加50%左右;2、高温稳定性好,抗车辙能力要远远好于普通沥青混凝土;3、低温抗裂性好;4、具有很好的表面功能,如:抗滑、防水、耐磨、抗老化、防噪音和防眩光等
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