大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層技術應用與探討

1、大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層技術應用與探討 10-01-15 15:43:00 作者：王東 岳虎編輯： studa090420【摘要】通過國道 104 線改建工程應用的三大技術，即碎石化處理舊水泥砼路 面、大粒徑透水性瀝青混合料技術和多孔隙水泥穩(wěn)定碎石技術，介紹高等級道 路拓寬改建過程中所要解決的主要問題，重點對大粒徑透水性瀝青混合料作為 柔性基層，在路面大修改建過程中所起的作用進行了詳細的分析，并對存在的 問題進行了認真的探討?！娟P鍵詞】道路工程；大粒徑透水性瀝青混合料；應用；探討【 Abstract 】104 State Line Road, the conversion of the

2、three major technology applications, that is, the rubble of the old deal with cement concrete pavement, LSPM technology and the stability of porous cement stone technology, introducing high-grade road widening conversion process to resolve The main problem, the focus of the LSPM as a flexible base,

3、in large road construction in the process of amending the role of a detailed analysis of existing problems and had a serious discussion.【Key words 】Road engineering ； Large Stone Porous Asphalt Mixes ； Using ；Discussion1. 概況1.1 國道 104 濟南至五峰段老路面結構為 15cm水穩(wěn)砂礫 +15cm 水穩(wěn)碎石 +24cm水泥砼路面，老路面寬度不同段落分別為 22m和 18m

4、，新改建路 面結構為：舊水泥砼路面經(jīng)碎石化處理后上覆 22cm的瀝青路面，新改建路面為 寬 32.5m、雙向八車道的城市快速主干道，老路雙側分別加寬5.25 7.25m，加寬段路面結構為 15cm水穩(wěn)砂礫（或碎石） +15cm多孔隙水穩(wěn)碎石 +15cm水穩(wěn)碎 石 +12cm大粒徑透水性瀝青混合料 +6cmAC-20改性瀝青砼 4cmAC-13抗滑表 層；砼路面碎石化后路面結構： 12cm大粒徑透水性瀝青混合料 +6cmAC-20改性 瀝青砼 4cmAC-13抗滑表層。其路面改建結構圖見圖 1。圖 1 路面改建拓寬結 構圖 1.2 整段路（ 20.3Km）最終改建為雙向八車道的城市快速主干道，將

5、長清 區(qū)大學城與濟南市區(qū)連成為一個整體。為確保此段路改建后的使用效果和路面 壽命，業(yè)主在設計方案上進行了多次優(yōu)化，最終確定了改建方案，即重點采用 了碎石化處理舊水泥砼路面、大粒徑透水性瀝青混合料和多孔隙水泥穩(wěn)定碎石 中基層三大技術。舊水泥砼路面拓寬改建為瀝青砼路面，所面臨的主要問題： 一是如何改造舊砼路面，方案中碎石化工藝解決了此問題，且“變廢為用”， 節(jié)約了資源，減少了環(huán)境污染和少占用過多的垃圾存放場地；二是如何解決半 剛性基層的反射裂縫問題；三是如何把結構層間的水排出去，防止瀝青路面在 重復荷載作用下的水損害，做到 “疏導”路面結構層間水的目的，改建方案中 的大粒徑透水性瀝青混合料不僅起到

6、了應力吸收的作用，而且和多孔隙水泥穩(wěn) 定碎石起到了排除路面結構層間水到路面以外的作用，是路面整體排水系統(tǒng)的 一部分，其自身較高的強度又達到了“抵抗”變形的作用。以上技術尤其是大 粒徑透水性瀝青混合料在本路的應用實踐，將對公路拓寬改建產(chǎn)生深遠的影 響。本文將重點介紹大粒徑透水性瀝青混合料在 104 國道的應用，以及對目前 應用過程中存在的問題予以探討。2. 大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層作用和設計大粒徑透水 性瀝青混合料（ Large Stone Porous Asphalt Mixes, 簡稱 LSPM），是一種新 型的瀝青混合料，通常由較大粒徑（ 2562mm）的單粒徑集料形成骨架，由一 定

7、量的細集料形成填充而形成的骨架型瀝青混合料，用作路面結構的基層使 用。本工程把 LSPM作為柔性基層來考慮。 本工程為了確保改造后路面的使用 壽命，采用 12cm大粒徑透水性瀝青混合料 +6cmAC-20改性瀝青砼 4cmSMA-13 抗滑表層，總厚度達 22cm。路面結構層總厚度比較厚，前期建設投資較大，但 路面使用壽命長，后期養(yǎng)護費用低，從全壽命周期成本考慮還是值得推廣的。2.1LSPM 柔性基層的作用2.1.1LSPM 實際上是為了進一步吸收砼路面結構所產(chǎn)生的集中 應力而設置的一層瀝青路面柔性基層，其作用是由于空隙率較大（ 1318%）， 瀝青含量低，其彈性模量較低，混合料中存在較大連貫

8、空隙，具有較強的抵抗 反射裂縫的能力，從而延緩了柔性路面的使用壽命；同時由于大碎石的骨架結 構和大孔隙率，使破碎后的舊砼板塊之間的集中應力在大碎石的孔隙中被消解 分散，達到了最終解決“反射裂縫”上延的目的。2.1.2 由于瀝青路面滲透性的存在，路面結構層間水常常導致 高等級公路的過早水損壞，所以 LSPM的大孔隙同時起到疏導、排除路面結構層 間水的作用，所以改建后的 LSPM作為路面排水層來使用。2.1.3 由于粗集料形式是完整的骨架嵌擠結構，具有較強的抵 抗車轍變形能力。2.2LSPM 柔性基層與其他基層的技術經(jīng)濟比選。舊水泥砼路面 經(jīng)碎石化處理后，可以采用的基層類型是比較多的，一種是水泥穩(wěn)

9、定碎石基 層，例如：本路個別路段因為調坡的原因致使加鋪層過厚，從而采取碎石化后 加鋪 2040cm的水穩(wěn)碎石基層，其上又做了 12cm大粒徑透水性瀝青混合料 （不經(jīng)濟），第二種是級配碎石基層，例如： 104 國道泰安段為降低造價在輔 道處設置級配碎石基層；第三種大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層；以及三種 基層的組合。幾種主要基層類型的經(jīng)濟效益及優(yōu)缺點比較 見大粒徑透水性瀝青混合料作為柔性基層，具有排水及減少反射 裂縫的優(yōu)點，雖造價高，但效果明顯。2.3LSPM 柔性基層的設計。本文以 LSPM-30為例簡要介紹設計 方法及主要控制指標。2.3.1LSPM 柔性基層的設計采用體積指標，瀝青膜厚度以及混 合料性能指標來控制，最大粒徑 30mm，大碎石應力吸收層要求采用 MAC-70改 性瀝青。其目的是根據(jù) MAC改性瀝青的抗高溫、抗水（油）損害和耐老化的性 能特點而選擇的。T0605 由于大粒徑透水性瀝青混合料要求 13 -18%的空隙率， 所以瀝青膜的厚度大小對大粒徑透水性瀝青混合料的耐久性是相當重要的，所 以要求厚度大于 12m。2.3.2 級配設計主要是根據(jù)開級配瀝青混合料設計的大量實踐 經(jīng)驗，同時參考美國 NCHRp.Report386和貝雷級配選擇的理論與實踐，通過級 配的優(yōu)選和混合料設計比較確定的。所設計的級配主要是保證混合料粗骨料相互嵌擠，同時提供