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1傳統(tǒng)的瀝青混凝土面層(AC)ps：普通密級配瀝青混凝土

　　《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》JTJ014—97，根據(jù)“七五”科技攻關(guān)研究及修訂該規(guī)范的專題研究，統(tǒng)一將瀝青混合料中集料粒徑標(biāo)準(zhǔn)由圓孔篩標(biāo)準(zhǔn)改為方孔篩標(biāo)準(zhǔn)。

　　其主要原因?yàn)椋孩儆?jì)量標(biāo)準(zhǔn)向ISO國際標(biāo)準(zhǔn)靠近；②便于參考國外同類結(jié)構(gòu)形式的級配標(biāo)準(zhǔn)；③世行項(xiàng)目增多，便于國際招標(biāo)、監(jiān)理及質(zhì)量檢驗(yàn)；④許多國外拌和設(shè)備均以方孔篩為標(biāo)準(zhǔn)。瀝青混凝土的符號由原LH改為AC。

　　1.1按瀝青混合料集料的粒徑分類

　　1.1.1細(xì)粒式瀝青混凝土：AC—9.5mm或AC—13.2mm。

　　1.1.2中粒式瀝青混凝土：AC—16mm或AC—19mm。

　　1.1.3粗粒式瀝青混凝土：AC—26.5mm或AC—31.5mm。

　　其組合原則是：瀝青面層集料的更大粒徑宜從上層至下層逐漸增大。上層宜使用中粒式及細(xì)粒式，且上面層瀝青混合料集料的更大粒徑不宜超過層厚1/2，中、下面層集料的更大粒徑不宜超過層厚的2/3。

　　1.2按瀝青混合料壓實(shí)后的孔隙率大小分類

　　1.2.1Ⅰ型密級配瀝青混凝土：孔隙率為(3%～6%)

　　1.2.2Ⅱ型密級配瀝青混凝土：孔隙率為(4%～10%)

　　c、AM型開級配熱拌瀝青碎石：孔隙率為(大于10%)

　　其組合原則是：瀝青面層至少有一層是Ⅰ型密級配瀝青混凝土，以防水下滲。若上面層采用Ⅱ型瀝青混凝土，中面層須采用Ⅰ型瀝青混凝土，AM型開級配瀝青碎石不宜作面層，僅可做聯(lián)結(jié)層。

　　2多碎石瀝青混凝土面層(SAC)

　　2.1產(chǎn)生背景

　　較大流量的車輛在高速公路上安全、舒適高速地通行，瀝青面層必須具有良好的抗滑性能。這就要求瀝青面層不但要有較大的磨擦系數(shù)，而且要有較深的表面構(gòu)造深度(構(gòu)造深度是高速行車減低噪音和減少水〖LM〗漂、濺水影響司機(jī)視線的主要因素)。近年來的研究成果表明：“瀝青面層的抗滑性能是由面層結(jié)構(gòu)的微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造兩部分形成。其中宏觀構(gòu)造來源于瀝青混合料的配合比，主要由骨料的粗細(xì)、級配形式?jīng)Q定”。

　　80年代中期我國開始修筑高等級公路，從瀝青面層的結(jié)構(gòu)形式來看：Ⅰ型瀝青混凝土，空隙率3%～6%，透水性小，耐久性好，表面層的摩擦系數(shù)能達(dá)到要求，但表面構(gòu)造深度較小，遠(yuǎn)不能達(dá)到要求。Ⅱ型瀝青混凝土空隙率6%～10%，表面構(gòu)造深，抗變形能力較強(qiáng)，但其透水性、耐久性較差。為了解決瀝青面層的抗滑性能(特別是表面層在構(gòu)造深度較大的情況下，又具有良好的防水性的結(jié)構(gòu)形式)，多碎石瀝青混凝土面層被加以研究和使用。

　　2.2多碎石瀝青混凝土面層的特點(diǎn)

　　多碎石瀝青混合料是采用較多的粗碎石形成骨架，瀝青砂膠填充骨架中的孔隙并使骨架膠合在一起而形成的瀝青混合料形式。具體組成為：粗集料含量69%～78%，礦粉6%～10%，油石比5%左右。經(jīng)幾條高等公路的實(shí)踐證明，多碎石瀝青混凝土面層既能提供較深的表面構(gòu)造，又具有傳統(tǒng)Ⅰ型瀝青混凝土那樣的較小空隙及較小透水性，同時(shí)又具有較好的抗形變能力(動(dòng)穩(wěn)定度較高)。換言之，“多碎石瀝青混凝土既具有傳統(tǒng)Ⅰ型瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)，又具有Ⅱ型瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又避免了兩種傳統(tǒng)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式的不足。”

　　3瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層(SMA)

　　3.1形成背景

　　60年代的德國交通十分發(fā)達(dá)，根據(jù)本國的氣候特點(diǎn)(夏季氣溫20℃左右，冬季不太冷)，習(xí)慣修筑“澆筑式瀝青混凝土”路面。這種結(jié)構(gòu)中瀝青含量12%左右，礦粉含量高。使用中發(fā)現(xiàn)路面的車轍十分嚴(yán)重，另外當(dāng)時(shí)該的汽車為了防滑的需要，經(jīng)常使用帶釘?shù)妮喬?包括歐洲一些亦如此)，其結(jié)果是路面磨耗十分嚴(yán)重(1年可減薄100px左右)。為了克服日益嚴(yán)重的車轍，減少路面的磨耗，公路工作者對瀝青混合料的配合比進(jìn)行調(diào)整，增大粗集料的比例，添加纖維穩(wěn)定劑，形成了SMA結(jié)構(gòu)的初形。1984年德國交通部門正式制定了一個(gè)SMA路面的設(shè)計(jì)及施工規(guī)范，SMA路面結(jié)構(gòu)形式基本得以完善。這種新型的路面結(jié)構(gòu)先后在德國、歐洲一些逐漸被推廣、運(yùn)用。90年代初，美國公路界認(rèn)為其公路路面質(zhì)量不如歐洲的路面質(zhì)量好。經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)存在兩個(gè)方面的差距：①在改性瀝青的運(yùn)用上；②在路面的結(jié)構(gòu)形式上(即SMA)。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結(jié)構(gòu)形式，最典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運(yùn)會對公路網(wǎng)進(jìn)行改建和新建，全部采用了SMA這種結(jié)構(gòu)形式做路面。

　　3.2瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面(SMA)的組成原理及特點(diǎn)

　　瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級配的礦料骨架中，所形成的混合料。其組成特征主要包括兩個(gè)方面：①含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩(wěn)定性(抗變形能力強(qiáng))的結(jié)構(gòu)骨架；②細(xì)集料礦粉、瀝青和纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結(jié)一起，并填充骨架空隙，使混合料有較好的柔性及耐久性。

　　SMA的結(jié)構(gòu)組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)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(dá)70%～80%，礦粉的用量達(dá)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(xì)集料；②為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時(shí)使用纖維作為穩(wěn)定劑；③瀝青用量較多，高達(dá)6.5%～7%，粘結(jié)性要求高，并希望選用針入度小、軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青(更好采用改性瀝青)

　　SMA的特點(diǎn)：瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當(dāng)前國際上公認(rèn)(使用較多)的一種抗變形能力強(qiáng)，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(shí)由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，低溫變形性能和水穩(wěn)定性也有較多的改善。添加纖維穩(wěn)定劑，使瀝青結(jié)合料保持高粘度，其攤鋪和壓實(shí)效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好。同時(shí)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。

　　4橡膠瀝青(AR)

　　橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細(xì)級配比例進(jìn)行組合，同時(shí)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(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。橡膠瀝青具有高溫穩(wěn)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(huán)保型路面材料，目前主要應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層中。

　　橡膠瀝青經(jīng)過50年的應(yīng)用，形成了兩個(gè)成熟的級配混合料產(chǎn)品系列。與常規(guī)瀝青混合料相比，橡膠瀝青混合料擁有較高的瀝青用量（7.5%左右）。

　　（1）開級配混合料（AR-OGFC）：由高用量橡膠瀝青（9-10%）與單一粒徑碎石為主的集料拌合而成。

　　特點(diǎn)及應(yīng)用：開級配混合料具有良好的抗滑、防濺水、降噪音和持久穩(wěn)定性，是高速公路和城市快速道路的理想表面層材料。同時(shí)開級配混合料突出的抗反射裂縫能力，被廣泛用于水泥路面超薄罩面。

　　（2）間斷級配混合料（AR-GAP）：由中間粒徑間斷級配與橡膠瀝青拌合而成。動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到3000以上，凍融劈裂值達(dá)到80以上。

　　特點(diǎn)及應(yīng)用：由于具備較好的表面構(gòu)造、密水性、抗剪切穩(wěn)定性，間斷級配和混合料被普遍用于交叉和變速較多的城市道路面層和補(bǔ)強(qiáng)結(jié)構(gòu)。

　　橡膠瀝青路面的性能優(yōu)勢：

　　·優(yōu)異的抗疲勞性提高路面的耐久性能；

　　·由于膠結(jié)料含量高、彈性好，提高了路面對疲勞裂縫、反射裂縫的抵抗能力；

　　·較強(qiáng)的低溫柔韌性減輕了路面的溫度敏感性；

　　·因?yàn)槟z結(jié)料含量高、油膜厚以及輪胎中含有抗氧化劑，故提高了道路抗老化、抗氧化能力；

　　·優(yōu)異的抗車轍、抗變形能力；

　　·由于道路的耐久性得到提高，使得道路的養(yǎng)護(hù)費(fèi)用顯著降低；

　　·大量使用廢舊輪胎，既節(jié)約了能源，也有利于環(huán)境保護(hù)；

　　·橡膠中的炭黑能夠使路面黑色長期保存，與標(biāo)線的對比度高，提高了道路的安全性；

　　·橡膠瀝青用于瀝青混合料時(shí)，由于施工厚度薄，施工迅速，縮短了施工時(shí)間。

　　5Superpave瀝青混合料（SUP）

　　Superpave瀝青混合料是美國戰(zhàn)略公路研究計(jì)劃（SHRP）的研究成果之一。Superpave是SuperiorPerformingAsphaltPavement的縮寫，中文意思就是“高性能瀝青路面”Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)法是一種全新的瀝青混合料設(shè)計(jì)法，包含瀝青結(jié)合料規(guī)范，瀝青混合料體積設(shè)計(jì)方法，計(jì)算機(jī)軟件及相關(guān)的使用設(shè)備、試驗(yàn)方法和標(biāo)準(zhǔn)。Sperpave混合料設(shè)計(jì)分為三個(gè)水準(zhǔn)：混合料體積設(shè)計(jì)也稱水準(zhǔn)I設(shè)計(jì)，使用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)機(jī)（SGC）并根據(jù)體積設(shè)計(jì)要求選擇瀝青用量。混合料中等路面性能水平設(shè)計(jì)也稱水準(zhǔn)II設(shè)計(jì)，以混合料體積設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，附加一組SST和IDT試驗(yàn)以達(dá)到一系列性能預(yù)測。混合料更高路面性能水平設(shè)計(jì)也稱水準(zhǔn)III設(shè)計(jì)，以混合料體積設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，附加的SST和IDT試驗(yàn)是在一個(gè)較寬溫度變化范圍內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)。由于包含了更廣泛的試驗(yàn)范圍和結(jié)果，完全分析可提供更可靠的性能預(yù)測水平。Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)系統(tǒng)是根據(jù)項(xiàng)目所在地的氣候和設(shè)計(jì)交通量，把材料選擇與混合料設(shè)計(jì)都集中在體積設(shè)計(jì)法中，該方法要求在設(shè)計(jì)瀝青路面時(shí)，充分考慮在服務(wù)期內(nèi)溫度對路面地影響，要求路面在更高設(shè)計(jì)溫度時(shí)能滿足高溫性能地要求，不產(chǎn)生過量地車轍；在路面更低溫度時(shí)，能滿足低溫性能地要求，避免或減少低溫開裂；在常溫范圍內(nèi)控制疲勞開裂。對于瀝青結(jié)合料，采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)來模擬瀝青混合料在拌和和攤鋪工程中的老化；采用壓力老化容器模擬瀝青在路面使用工程中的老化。對于集料，在進(jìn)行混合料級配設(shè)計(jì)時(shí)，采用控制點(diǎn)和限制區(qū)的概念來限定，優(yōu)選試驗(yàn)級配設(shè)計(jì)。對于瀝青混合料，在拌好后，采用短期老化來模擬瀝青混合料在拌和攤鋪壓實(shí)過程中的老化，瀝青混合料試件采用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀準(zhǔn)備。試件壓實(shí)過程中，記錄旋轉(zhuǎn)壓實(shí)次數(shù)與試件高度的關(guān)系，從而對瀝青混合料體積特性進(jìn)行評價(jià)。所謂Superpave混合料體積設(shè)計(jì)是根據(jù)瀝青混合料的空隙率、礦料間隙率、瀝青填隙率等體積特性進(jìn)行熱拌瀝青混合料設(shè)計(jì)的，方法主要有設(shè)計(jì)材料選擇、瀝青混合料拌和、瀝青混合料體積分析以及混合料驗(yàn)證，包括體積性質(zhì)和水敏感性。瀝青混合料體積設(shè)計(jì)過程主要由四部分組成：①材料選擇；②集料級配選擇；③確定瀝青混合料更佳瀝青含量；④評估瀝青混合料的驗(yàn)證，包括體積性質(zhì)和水敏感性。Suerpave瀝青混合料體積設(shè)計(jì)法對材料、集料級配、混合料均有嚴(yán)格的規(guī)定，并制定了相應(yīng)的嚴(yán)格規(guī)范要求，包括膠結(jié)料規(guī)范、集料規(guī)范、混合料規(guī)范。

　　6SBS改性瀝青混凝土（SBS)

　　SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上，摻加2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性劑，改性后的瀝青，與原瀝青相比，其高溫粘度增大，軟化點(diǎn)升高。在良好的設(shè)計(jì)配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。

　　改性瀝青及其效果評價(jià)指標(biāo)

　　所謂改性瀝青，也包括改性瀝青混合料，是指“摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑)，或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料”。改性劑是指“在瀝青或?yàn)r青混合料中加入的天然的或人工的有機(jī)或無機(jī)材料，可熔融、分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能(與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上)的材料”。改性效果的好壞，主要用改性瀝青指標(biāo)來進(jìn)行評價(jià)，改性瀝青的評價(jià)指標(biāo)為：(1)感溫性指標(biāo)：針入度指數(shù)(針入度)。(2)低溫性能指標(biāo)：5℃延度和當(dāng)量脆點(diǎn)。(3)高溫性能指標(biāo)：60℃粘度、軟化點(diǎn)與當(dāng)量軟化點(diǎn)。(4)熱穩(wěn)定性(耐老化)指標(biāo)：旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)。(5)瀝青粘彈效應(yīng)指標(biāo)：彈性恢復(fù)。⑥瀝青與集料握裹力指標(biāo)：粘韌性試驗(yàn)。⑦施工及安全指標(biāo)：閃點(diǎn)、135℃運(yùn)動(dòng)粘度。⑧離析指標(biāo)：軟化點(diǎn)差。

　　7熱壓式瀝青混凝土（HRA)

　　熱壓式瀝青混凝土路面(HotRolledAsphaltPavement,HRA)作為一種獨(dú)特的瀝青混凝土路面形式,在英國得到了廣泛的應(yīng)用。