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1、沥青路面新材料及新技术的沥青路面新材料及新技术的沥青路面新材料及新技术的沥青路面新材料及新技术的 研究与应用研究与应用研究与应用研究与应用 北京市市政路桥绿色建材工程技术研究中心 北京市政路桥建材集团有限公司 北京市市政路桥绿色建材工程技术研究中心 北京市政路桥建材集团有限公司 二零一二年十二月 柳 浩总工程师 二零一二年十二月 柳 浩总工程师 发展与成就：发展与成就： 高速公里与通车总里程猛增 路网完善、四通八达 高速公里与通车总里程猛增 路网完善、四通八达 发展与成就发展与成就 北京高速公路通车里程 0 200 400 600 800 1000 2001200220032004200520
2、06200720082009 年份 公 里 问题与挑战问题与挑战 问题与挑战：问题与挑战： 公路重载、超载损坏严重 道路修建需大量资源与能源 极端天气炎热与冰雪 沥青路面车辙病害 沥青路面产生的水损坏坑槽沥青路面产生的水损坏坑槽 沥青路面水损坏 沥青路面产生水损坏唧浆沥青路面产生水损坏唧浆 沥青路面开裂 横向裂缝 纵向裂缝 横向裂缝 纵向裂缝 废旧轮胎带来的环境问题废旧轮胎带来的环境问题 固体废弃物造成的污染问题 废弃的钢渣废弃的钢渣 废旧路面材料 堆放的煤矸石 废旧路面材料 堆放的煤矸石 铁矿排放的铁尾矿铁矿排放的铁尾矿 热拌沥青混合料排放的问题 温 拌热 拌 节能减排节能减排节约资源节约资
3、源 提高性能提高性能 研发 方向 研发 方向 高性能、长寿命、 多功能材料 高性能、长寿命、 多功能材料 降低能源消耗、 减少废气排放 降低能源消耗、 减少废气排放 固体废弃物 循环利用 固体废弃物 循环利用 研发方向研发方向 沥青路面新材料新技术 提高性能、改善功能方面提高性能、改善功能方面 特种沥青混合料解决方案特种沥青混合料解决方案 路面抗车辙解决方案路面抗车辙解决方案 排水降噪磨耗层解决方案排水降噪磨耗层解决方案 超薄磨耗层解决方案超薄磨耗层解决方案 层间粘结改善解决方案层间粘结改善解决方案 大粒径排水结构层解决方案大粒径排水结构层解决方案 彩色沥青混合料解决方案彩色沥青混合料解决方案
4、 半柔性沥青路面解决方案半柔性沥青路面解决方案 节能减排、再生利用方面节能减排、再生利用方面 温拌沥青混合料应用技术温拌沥青混合料应用技术 再生沥青混合料应用技术再生沥青混合料应用技术 厂拌热再生技术厂拌热再生技术 泡沫沥青冷再生技术泡沫沥青冷再生技术 乳化沥青冷再生技术乳化沥青冷再生技术 温再生技术温再生技术 废胎胶粉改性沥青的应用技术废胎胶粉改性沥青的应用技术 矿山废弃物资源化利用技术矿山废弃物资源化利用技术 钢渣沥青混合料应用技术钢渣沥青混合料应用技术 8个方案5项新技术 第 一 篇第 一 篇 提高路用性能、改善材料功能提高路用性能、改善材料功能 使用范围：使用范围： 高速公路收费场站高
5、速公路收费场站 城市道路交叉口、公交车站城市道路交叉口、公交车站 重交通道路重交通道路 1.沥青路面抗车辙解决方案 2006年首发重大课题项目 北京地区高速公路沥青路面病害综合调查研究 2006年首发重大课题项目 北京地区高速公路沥青路面病害综合调查研究 北京市科委2007年“科技改善市民生活”重大科技计划项目 新型沥青路面及指南研究沥青路面抗车辙技术研究 北京市科委2007年“科技改善市民生活”重大科技计划项目 新型沥青路面及指南研究沥青路面抗车辙技术研究 经过三年的潜心研究，2010年初该项目结题，专家组对该技术的鉴定 为：国内领先、国际先进！ 经过三年的潜心研究，2010年初该项目结题，
6、专家组对该技术的鉴定 为：国内领先、国际先进！ -100 0 100 200 00.040.080.120.16 时间(s) 纵向应变 -750 -550 -350 -150 50 00.050.10.150.2 时间(s) 竖直应变 有限元模型有限元模型有限元模型有限元模型非均匀分布竖向荷载非均匀分布竖向荷载非均匀分布竖向荷载非均匀分布竖向荷载 重载作用下沥青路面动力响应重载作用下沥青路面动力响应重载作用下沥青路面动力响应重载作用下沥青路面动力响应 重载作用下路面力学响应 1.沥青路面抗车辙解决方案 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.07 0.07 0.09 0.09 0
7、.12 0.12 0.14 0.14 0.16 0.16 0.16 0.19 0.19 0.19 0.19 0.21 -0.4-0.20.00.20.4 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 z axis Title X axis Title 均匀分布时垂直断面剪应力分布 0.05 0.05 0.05 0.08 0.08 0.11 0.11 0.14 0.14 0.17 0.17 0.20 0.20 0.23 0.23 0.26 -0.4-0.20.00.20.4 -0.40 -0.35 -0.30 -0.25 -0.20 -
8、0.15 -0.10 -0.05 0.00 z axis Title X axis Title 非均匀分布时垂直断面剪应力分布 1.沥青路面抗车辙解决方案 路面剪切应力分析路面剪切应力分析 01000200030004000500060007000 0.26 0.28 0.30 0.32 0.34 0.36 0.38 0.40 凹 型 分 布 凸 型 分 布 均 匀 分 布 max/MPa E/MPa -0 .50 .00.51.01.5 0.26 0.27 0.28 0.29 0.30 0.31 0.32 0.33 0.34 0.35 0.36 0.37 0.38 0.39 0.40 0.4
9、1 凹 型 分 布 均匀分 布 凸 性分 布 最大 剪应 力 峰 值(MPa) 面层 模 量 增减百 分 比 基层模量越大，面层结构承受的剪应力却越大。基层模量越大，面层结构承受的剪应力却越大。 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 通过百分率 () 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 AC16沥青混 规范规定的级配范围 工程设计级配范围 最大密度线 配合比设计标准级配曲线 施工控制级配范围 现场调查现场调查调整矿料级配调整矿料级配 选用优质沥青或 添加外加剂 选用优质沥青或 添加外加剂 全过程施工控制
10、用于城市路口；公交专用道；公交车站； 高速公路重载路段及长上坡路段。 全过程施工控制 用于城市路口；公交专用道；公交车站； 高速公路重载路段及长上坡路段。 1.沥青路面抗车辙解决方案 1.沥青路面抗车辙解决方案 处理前 处理后 处理前 处理后 工程应用城市道路应用 路口车辙处理 收费站车辙处理收费站车辙处理 处理前 处理后 处理前 处理后 1.沥青路面抗车辙解决方案 高速公路应用高速公路应用 高速公路车辙处理高速公路车辙处理 处理前 处理后 处理前 处理后 1.沥青路面抗车辙解决方案 高速公路应用高速公路应用 累计应用150万平方米累计应用150万平方米 使用范围：使用范围： 高速公路高速公路
11、 城市道路城市道路 桥面、高架路桥面、高架路 其他重交道路其他重交道路 特点：特点： 抗滑、降噪抗滑、降噪 迅速开放交通迅速开放交通 新建新建+预防性养护预防性养护 2.橡胶沥青超薄磨耗层解决方案 UTARAC-10：最大公称粒径为9.5mm的橡胶沥青混合料 摊铺厚度在20-30mm之间，设计厚度为25mm和20mm。 SSI0.83；PSSI83；PCI70 。 若路面结构性破损较少，PCI可放宽到60。 SSI0.83；PSSI83；PCI70 。 若路面结构性破损较少，PCI可放宽到60。 2.橡胶沥青超薄磨耗层解决方案 集SMA与OGFC优势集SMA与OGFC优势 UTARAC-10试
12、验路试验路 5002.5cm石灰岩石灰岩黄亦路黄亦路K6+500-K7 5002.5cm玄武岩玄武岩黄亦路黄亦路K6-K6+500 7002cm石灰岩石灰岩黄徐路黄徐路K6-K6+700 10002cm玄武岩玄武岩黄徐路黄徐路K5-K6 6002cm石灰岩石灰岩凤德路凤德路K10+200- K10+800 10002cm玄武岩玄武岩凤德路凤德路K9+200-K10+200 10002.5cm玄武岩玄武岩漷小路漷小路K12+360- K13+360 9002.5cm石灰岩石灰岩漷小路漷小路K2+100-K3+000 长度长度(m)UTARAC-10类型类型试验路试验路 黄亦路 黄徐路 凤德路 漷
13、小路 2.橡胶沥青超薄磨耗层解决方案 2.橡胶沥青超薄磨耗层解决方案 UTARAC应用 抗滑磨耗层抗滑磨耗层 沥青中面层沥青中面层 沥青底面层沥青底面层 上基层上基层 下基层下基层 底基层底基层 3.大粒径排水结构层解决方案 4cmSMA-13 6cmAC-20 8cmAC25 14cmLSPM25 12cm二灰碎石 29cm二灰土 1、排除沥青路面内部积水、提高路面抗车辙能力； 2、施工速度可以加快，基层不需要养生时间； 3、可以较好地解决反射裂缝问题，减缓反射裂缝的发生； 4、采用高粘度改性沥青和纤维，造价相对较高。 1、排除沥青路面内部积水、提高路面抗车辙能力； 2、施工速度可以加快，基
14、层不需要养生时间； 3、可以较好地解决反射裂缝问题，减缓反射裂缝的发生； 4、采用高粘度改性沥青和纤维，造价相对较高。 特点：特点： 大粒径透水沥青混合料的特点 胶结料及矿料性能胶结料及矿料性能 胶结料一般采用改性沥青胶结料一般采用改性沥青 粗集料抗压耐磨、针片状含量少、与沥青粘附性优等粗集料抗压耐磨、针片状含量少、与沥青粘附性优等 细集料一般要求采用石灰岩加工制成的机制砂细集料一般要求采用石灰岩加工制成的机制砂 矿粉一般采用碱性的石灰岩石料磨制而成矿粉一般采用碱性的石灰岩石料磨制而成 级配级配 LSPM设计为半开级配或开级配，空隙率为13-18%LSPM设计为半开级配或开级配，空隙率为13-
15、18% 单粒径集料形成骨架，细集料填充组成骨架型单粒径集料形成骨架，细集料填充组成骨架型 2600 200.212VCAdrc1318 车辙动稳定车辙动稳定 (次次/mm) 飞散（飞散（%）析漏（析漏（%） 沥青膜厚度沥青膜厚度 (m) VCAmix（%）空隙率（空隙率（%） 。 大粒径排水结构层的应用 LSPM常规性能指标满足重交通要求！ 94.494.4% %冻融劈裂残留强度比冻融劈裂残留强度比 95.595.5% %残留马歇尔稳定度残留马歇尔稳定度 2600260028772877次/mm次/mm车辙动稳定度(60)车辙动稳定度(60) 技术要求技术要求LSPM-25LSPM-25单位单
16、位检验项目检验项目 LSPM优异的性能指标 3.大粒径排水结构层解决方案 LSPM优异的性能指标组合车辙与汉堡车辙 3.大粒径排水结构层解决方案 LSPM优异的性能指标低温弯曲与疲劳 3.大粒径排水结构层解决方案 9090160170160170175185175185190200190200160175160175 碾压终了温度碾压终了温度初压温度初压温度混合料出厂温度混合料出厂温度矿料加热温度矿料加热温度沥青加热温度沥青加热温度 两台双轮振动压路机，初压第一遍前进静压，后退振动； 第二遍前进后退均为振压，低幅高频振动碾压3-4遍。 压实速度宜为1.5-2km/h； 胶轮压路机进行跟踪碾压，稳定骨架；最后赶光； 碾压 方式 13吨双轮振动压路机2台，26吨胶轮压路机1台；11吨钢轮压路
