上海世博园区排水性沥青路面试验段实施及功能性养护.pdf
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1、 G s 上海世博 园区排水性沥青路面 试验段实施及功能性养护 胡睿 ,闫国杰 ,李 交 ,刘钢 ( 上海 浦东路 桥建设 股 份有 限公 司工 程 技术研 究所 ) 摘要 : 排水性沥青路 面是一种集安全性 、 环保性 于一 身的新型沥青路面结构 , 受到 了国内外广泛关 注。值 世博会大规模 基础 建设的契机 , 通过对上海世博园 区排水性路面试验段的全程参 与 , 对 此种新 型沥青混合料 的设 计、 生产施 工 、 路 用性 能以及后期养 护工作和专用机能恢 复车进行 了探讨 , 形成了各环节的核心 自主知识产权 , 积累了后期 功能性养护 的宝贵数据 , 为在更大 范围内推 广 打
2、下 了基 础 。 关键词 : 排水性沥青路面 ; 功 能性养护 ; 机 能恢 复车 0前言 排水性沥青路面( 以下简称 P A) , 自2 0世纪 6 0年 代 在 欧 洲诞 生 以来 , 在 欧 美 、 日本 等 国 家 已相 当普 遍 , 国 内公 路界 也开展 了深 入 的研 究 , 其 中上 海 、 陕西 等地 区 已经 实现 大规 模 应 用 。其 结构 特 征 为 空 隙率 高 , 一 般 在 1 8 2 2 之 间 , 可 大 幅度减 少 雨 天行 车 行 车水 雾 , 降低眩光, 可显著降低 3 5 d B行车噪音, 并保证 了雨天时车辆轮胎与路面间的有效摩擦力, 提高了行 车
3、 安全性 , 是一 种集 安 全 性 及 环保 性 于 一 体 的新 型 沥 青路 面结构 。 上海属 于亚热 带海 洋性 气候 , 多雨 潮湿 , 雨 天行 车 安全及 交通 噪音 等 问题 突 出 。本 次上海 世博 会 提 出了 “ 城市 , 让生活更美好” 这一绿色理念, 在园区道路建设 方面不仅要满足路面结构性要求 , 把路面材料 的功能 性 、 舒适 性也 纳入考 量 范围 , 而排水性 沥青 路 面 的安全 性 及 环保性 与世 博 理 念 不谋 而合 。在 此 背 景 下 , 2 0 0 7 年 1 1 月 , 浦东 路桥 建设股 份有 限公 司受上 海世 博 会事 务 协调局
4、 的委 托 , 在 世博 园 区 内 白莲 泾 路 铺 筑 排水 性 沥青 路 面试验段 。本 文 以世博 园区 白莲泾路 试 验段 实 施及 后期 功能性 养 护为 主体展 开探讨 。 1 试 验段 实施 试验段于 2 0 0 7 年 1 1月施工 , 位于世博 园区浦东 白莲泾路 , 紧邻在建 的 日本 国家馆 , 全长 1 4 0 m, 双向 四车 道 , 试验 段将 先期铣 刨 原路 面 面层 3 4 C l T I , 涂 刷 0 6 0 8 k g m 改性乳化沥青后 , 再使用 P A l 3进行 收稿 日期 : 2 O 1 O O 3 3 O 2 2 上 姥 N o 3 2 0
5、 1 0 4 c m 的加 罩铺 筑 。 1 1 原材 料 1 1 1 集料 试 验段 粗 集 料 采 用 辉 绿 岩 , 细 集 料 采 用 石 灰 岩 , 粗 、 细 集 料 关 键 指 标 见 表 1 、 表 2 , 均 符 合 J T G F 4 0 2 0 0 4规范要 求 。 表 1细 集 料关 键 指 标 规格 mm 试验项 目 规范要求 0 3 表观相对 密度 t m 2 5 0 2 7 0 0 2 坚 固性( O 3 mm部分) 1 2 1 4 含泥量 3 1 6 砂 当量 6 0 7 0 棱角性( 流动时间 s 3 O 3 8 5 表 2粗 集 料 关 键 指 标 规格 m
6、m 试验项 目 规范要求 3 5 5 1 0 1 0 1 3 表观相对密度 t m 。 2 6 O 2 7 7 6 2 7 0 0 2 2 7 6 5 毛体积相对密度 g c m | 2 6 9 6 3 2 7 2 9 2 7 4 1 压碎 值 2 6 , 1 4 1 3 洛杉矶磨耗损失 2 8 1 8 1 5 1 4 吸水率 2 0 0 6 0 5 0 8 坚固性 l 2 8 5 7 4 7 5 mm 针 片状 1 0 8 5 4 颗料 含量 ( 质量分数) 水洗法小于 0 0 7 5 mm 颗料含量 1 0 3 0 4 0 4 软石含量 3 1 l 1 黏附性 级 5级 5级 5级 5级
7、集 料筛 分后 通过率 见表 3 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表 3集料筛分通过率 一一s 通过下列筛T L mm 的质量百分率 集料尺寸 ram 1 9 1 6 1 3 2 9 5 4 7 5 2 3 6 1 1 8 o 6 o 3 O 1 5 o 0 7 5 1 0 1 3 1 O 0 0 1 0 0 0 9 1 4 8 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 1 O 1 0 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 9 9 0 5 1 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 5 1 O 0 0 1 O 0 0 1
8、O 0 0 96 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 1 O O O 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 0 0 0 8 1 8 56 8 3 5 5 2 2 8 1 2 6 6 7 矿粉 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 0 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 9 7 1 1 1 2 沥青 此次 试 验 段 采 用 壳 牌 7 0 基 质 沥 青 , 其 检 测结 果 见 表 4 。 排水性沥 青路 面 由于其 开 级 配 、 大孑 L 隙 的特 性 , 对
9、改性后 的沥青黏度 提出更高 的要求 。试验段采用 浦东路 桥建设股份有限公司专利产品( 专利号: Z L 2 0 0 5 1 0 0 2 3 2 2 7 9 ) 一直投式高黏度沥青改性剂 R S T, 内掺 1 2 制备改 性沥青 , 其聚合物改性沥青检测结果见表 5 。 表 4壳牌 7 0 沥青检测结果 试验项 目 要求数值 试验结果 技术规范 针入度( 2 5, i 0 0 g , 5 s o 。 1 mm 6 0 8 0 6 6 J T G F 4 0 2 0 0 4 软化点( 环球法) 4 6 4 8 1 J T G F 4 0 2 0 0 4 延度 ( 5 c m mi n , 1
10、 0) c m 1 5 2 1 1 8 J T G F 4 0 2 0 0 4 质量变化 0 8 0 4 2 J T G F 4 0 2 0 0 4 T F OT( 或 RTF OT) 后残留物 针入度 比( 2 5) 6 1 6 5 J T G F 4 0 2 0 0 4 残 留延度( 1 0) c m 6 7 3 J TG F 4 0 2 0 0 4 动力黏度 ( 6 0) P a S 1 1 8 7 企业标准 运 动黏度 ( 1 3 5) P a S 0 5 2 企业标准 表 5 内掺 l 2 R S T改性沥青检测结果 试验项 目 要 求数值 试验结果 技术规 范 针入度( 2 5,
11、1 0 0 g , 5 s ) 0 1 mm 4 0 6 0 4 3 7 J T G F 4 0 2 0 0 4 软化点( 环球法) 7 5 9 3 1 0 J T G F 4 0 2 0 0 4 延度 ( 5 c m mi n , 5) c m 3 O 3 6 5 8 J TG F 4 0 2 0 0 4 黏韧性 N m 2 5 3 4 2 1 企业标准 韧性 N m 2 O 2 2 1 4 企业标准 质量变化 0 6 0 4 2 企业标准 T F OT( 或 RT F OT) 后残 留物 针人度比( 2 5) 6 5 8 0 1 企业标准 动力黏度 ( 6 0) P a S 2 0 0 0
12、 0 0 3 8 4 6 0 0 企业标 准 运动黏度( 1 3 5) P a s 3 7 5 O 企业标 准 1 2 目标 配合 比的级 配确 定 排水性沥青路面采用间断级配的设计方法 , 形成 粗集料含量多、 细集料含量少、 空隙率大的构造特点。 利用粗集料与粗集料颗粒之间的相互嵌挤形成一个集 料骨架 , 在细集 料含 量较 少 的条件 下 , 粗 集 料骨 架 之间 的空隙得不到充分的填充 , 混合料经施工碾压后其 内 部仍保持较大的空 隙率而具 备排水功能。因此 , 大空 隙率 是该 沥青 路 面最 具 代 表 性 的特 点 , 高黏 度 改 性 沥 青是大空隙率得以实现的保证 1 。
13、而此次试验段高 黏度改性沥青采用高黏度直投式沥青改性剂 RS T直 接 投 放 的方 式来 实现 。 1 2 1 目标配 合 比矿 料合 成级 配 根据冷料筛分结果 , 结合 2 3 6 mm筛孔通过率在 1 2 、 1 4 、 1 6 , 矿粉用量 5 左右预拌试验 , 确定 目 N o 3 2 0 1 0上冯么姥2 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 一 一 眦 一一 标 配合 比, 详见 表 6 。 表 6 目标配合 比矿料级配 筛孔 1 O l 3 5 1 0 3 5 0 3 矿粉 合成 工程设计级配范围 级 配 下 限 上 限 r n m l 6 1
14、0 0 0 1 0 0 0 1 O 0 0 1 0 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 l O 0 0 1 3 2 9 1 4 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 1 O 0 0 9 6 9 9 0 0 1 0 0 0 9 5 8 6 9 9 0 9 6 1 1 O O 0 1 O 0 0 6 6 6 6 0 0 8 0 0 4 7 5 0 0 5 1 1 O 1 O 0 0 1 O 0 0 1 9 6 1 2 0 3 0 0 2 3 6 0 0 0 3 0 0 8 1 8 1 O 0 0 1 5 0 1 0 0 2 2 0 1 1 8 0 0 0 0 0 0
15、5 6 8 1 0 0 0 1 1 8 6 0 1 8 0 0 6 0 0 0 0 0 0 3 5 5 1 O 0 0 9 1 4 0 1 5 0 0 3 0 0 0 0 0 0 22 8 1 O 0 0 7 5 3 0 1 2 0 0 1 5 0 O 0 0 O O 1 2 6 1 0 0 0 6 3 3 0 8 0 0 O 7 5 0 0 0 0 0 0 6 7 9 7 1 5 4 2 0 6 0 1 2 2最佳 用油 量的 确定 目标配合 比确定后 , 下一步就按 公路沥青路面施 工技 术规范 ( J T G F 4 0 2 0 0 4 ) 进 行 马 歇 尔试 验 。在 使 用理论计算
16、预估沥青用量 的基础上 , 结合试拌马歇尔 的体 积 指 标 调 整 沥 青 用 量 , 分 别 为 4 6 、 4 8 、 5 0 oA 、 5 2 。混 合料 拌 和 温 度 为 1 7 5 , 加 入 R S T 后 干拌 3 rai n , 加 人 1 5 O 壳牌 7 0 沥 青 湿 拌 3 rai n 。 马歇 尔击实温 度为 1 6 0 5 , 双 面 5 0次击实 , 并通 过 制作肯塔堡飞散和析漏的反弯点 曲线 , 得到最大沥青 用 量 5 1 , 最小 沥 青用 量 4 8 的沥 青用 量 区间 , 结 合 目标 配合 比 的试 件 检测 结果 , 确 定 5 0 的 最
17、佳 沥 青 用量 , 制 作最 佳 沥青 用 量 的 马歇 尔 试 件体 积 指 标 及 混合 料性 能均 符合 J TG F 4 0 2 0 0 4规 范 要 求 。体 积 指 标见 表 7 , 昆 合 料性 能见 表 8 : 表 7 目标 配合 比马歇尔试件体积指标 试件 沥青用 实际密度 理论密度 沥青体积 空隙率 连通空 编号 量 g 。 c m g c m一 。 百分率 隙率 1 2 0 4 7 9 8 2 O 3 8 1 4 5 4 2 2 04 4 9 8 2 0 5 0 1 5 4 4 5 0 2 5 7 l 3 2 04 4 9 8 2 0 4 8 1 6 4 2 4 2 0
18、 4 6 9 8 2 O 4 2 l 4 7 5 平均 2 0 4 4 7 8 4 2 0 4 5 1 4 5 7 1 3生产 配合 比 按 目标 配合 比设 计结 果 确 定 各冷 料 仓 供 料 比例 , 从经过二次筛分的热料仓取样进行筛分 , 依据 目标配 合 比设计确 定 的合 成矿 料级 配 曲线 确定 各热料 仓 的 比 例。同时调整冷料仓的供料比例使之平衡 。取 目标配 合比设计的最佳沥青用量、 最佳沥青用量0 3 oA等三 2 4 上冯么咯 N o 3 2 0 1 0 个 沥青用 量成 型马 歇尔试 件 , 同时进 行 析漏试 验 、 飞散 试验 和浸 水马歇 尔试 验 。考察
19、 析漏损 失量 与混 合 料体 积性 能指 标 , 根 据 结 果 对 最 佳 沥青 用 量 做 适 当调 整 。 此次 试验 段生产 配合 比确 定 4 9 为最 佳沥 青用量 。 表 8 目标 配合比混合料 性能 试件 沥青用 飞散损 析漏 冻融劈裂 稳定 流值 动稳 编号 量 失率 强度 比 度 k N 定 度 l l 1 1 8 0 4 7 6 3 3 6 3 5 9 46 Z l 1 1 5 0 3 7 6 9 5 01 5 4 3 7 3 5 0 l 1 8 5 0 2 7 9 1 9 6 8 7 4 4 4 5 7 31 4 1 2 4 8 0 2 8 6 1 1 4 81 5
20、6 8 9 平均 l 1 6 6 0 3 1 7 0 8 4 4 7 5 7 0 0 1 4施工 质量检 测 2 0 0 7 年 l l1 月 , 世博 园区白莲泾路排水性沥青路 面试 验段施工完成后 , 对路面进行 了检测 , 检测结果如表 9 。 表 9试验段施工后路用性能检测 检验项 目 规范值 试验值 技术规范 难实 霞f 9 8 9 9 5 J TG F 4 0 2 0 0 4 渗水系数( mL 1 5 s ) 9 D O 1 5 0 0 1 2 5 7 企业标准 抗滑值 ( B P N) 4 5 8 2 企业标准 构造深度 mm | 2 5 5 企业标准 如表 9所示 , 各 检
21、测项 目的检 测数 据 均 符 合 J TG F 4 0 2 0 0 4规范要 求及 企业 标准 。 2 0 0 9 年 1 0月 2 3 日对 上 海世 博 园 区 白莲 泾 路 排 水性 沥青路 面试 验 段 进 行 摆值 、 构造 深 度 及 平 整度 检 测 , 并 钻芯 取样 , 检测结 果 详见表 1 O 。 表 l 0试验段 回访路面检测数据 序号 平整度 mr n 构造深度 mm 抗 滑值 B P N 1 1 2 5 2 0 4 7 9 8 2 1 2 5 2 1 9 7 8 8 3 1 2 5 2 1 6 7 9 4 4 1 2 5 2 07 7 9 5 0 7 5 2 0
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