文档介绍：绪论
本章针对沥青混凝土路面冬季未能及时进行养护而造成路面加速破坏的问题,提出了对冷铺沥青混合料的研究课题,并明确这一课题的研究意义。通过查阅大量国内外文献掌握了本课题国内外的发展动态,确定了本文的研究内容和技术路线。
§1-1 课题的提出及研究意义
改革开放的20年,是我国历史上公路发展速度最快、规模最大、最具活力的时期。我国公路建设取得了迅速的发展,公路等级也在不断的提高。,高速公路从无到有,公路通达深度和覆盖面有了很大提高。1998年公路基础设施建设又迎来了大发展的机遇,,其中高速公路1487公里,。全国公路通车总里程已达到126万公里,提前实现了“九五”规划目标。高速公路总里程已达到6258公里。
路面是高等级公路的重要组成部分,公路路面相对于路基而言虽然只是薄薄的一层,但其工程造价却占到了公路工程总造价的15%~25%。路面作为道路直接与行车发生关系的“界面”,其工程质量具有特殊重要的意义。目前,全国已建成的高级、次高级路面公路里程约占总里程的40%,其中高级路面突破了10万公里。在已建成的高速公路中,约有75%采用了沥青混凝土路面。沥青路面因其地质条件适应性强,行车舒适、维护方便等优点被广泛用于高速公路。
然而,因沥青面层老化、基层反射裂缝、雨雪侵蚀、上下面层(或面层与基层)结合不好等一系列原因,在行车荷载的作用下,行车带经常出现一些松散、坑槽等病害。北方地区每年5月至9月间,因气温较高,对于松散及坑槽等病害,养护单位可以随时采用热拌沥青混合料进行修补恢复路况,防止病害进一步发展,而每年10月至次年4月,由于气温较低,热拌沥青混合料使用困难,致使损坏的路面得不到及时的修补,这样雨水、雪水会不断下渗造成基层、路基含水量过大,冬季出现严重的不均匀冻胀,春融期出现翻浆等更为严重的病害,使得路面结构松散,承载力能力下降。再加上坑槽引起行车颠簸,振动产生的冲击荷载(~)致使松散、坑槽很快就连成一片,局部路段大面积损坏,直接影响行车的安全和舒适性以及道路的使用寿命。若等到来年4月以后修补,不仅需要投入更大的人力、物力、财力,而且路面结构已从根本上受到损害,其强度和刚度将难以恢复。为了解决冬季沥青路面养护这一问题,对储存式冷铺沥青混合料(以下简称冷铺沥青混合料)进行研究是非常必要的。
冬季采用冷铺沥青混合料进行修补,不仅可以改善路面的使用性能,还可以延长其使用寿命。及时的养护工作,还可以减少来年的养护任务和养护费用。而且,由于冷铺沥青混合料具有对环境污染小、施工简便等优点,以及其特有的工作性,对其进行研究具有十分重要的现实意义。
§1-2 国内外研究现状
一、国外研究现状
在国外,如前苏联和美国早于二、三十年代便开始了冷铺沥青混合料的研究与应用,日本、欧洲也不遗余力对冷铺沥青混合料进行了研究。
前苏联的研究指出冷铺沥青混合料与热铺沥青混合料的根本区别在于,为了保证获得必要的强度、耐水性、耐热性和耐冻性,在冷铺沥青混合料中加入了适量的液体沥青,因此在矿物材料中应有必要的矿粉含量,。必须遵循的一个原则是,沥青越稀薄,越应加大矿粉用量。对于用粘稠沥青和液体沥青制备的具有相同初始强度(例如R20=)的两种沥青混合料,采用粘稠沥青混合料时,矿粉用量应占矿料总量的0~5%;采用液体沥青时,矿粉用量应占12%。同时,用液体沥青制备的沥青混合料中,矿料的沥青膜比用粘稠沥青制备的沥青混凝土中矿料的沥青膜薄得多。所以,要保证路面达到必要的耐热性和耐裂性,就需要增加矿粉用量。
根据多年使用的经验,即用高强度(R20≥)沥青混合料铺设的路面在经过第一个冬季之后易出现温度裂缝,而低强度(R20 ≤)路面在炎热气候条件下则易出现塑性变形。因此,铺设初始强度为R20 =~,用冷铺沥青混合料铺筑的路面使用寿命最长。但要注意粘结性指数,冷铺沥青混合料的粘结性指数主要取决于沥青的粘度、沥青和矿粉的比例及其在混合料中的含量。
可以采用快凝或慢凝液体沥青或者将粘稠沥青稀释后作生产冷铺沥青混合料的结合料用。可以使用煤油、粗汽油、汽油煤油馏分及其他液体石油加工产品作稀释剂。
英国在1996年10月召开了冷铺和温铺沥青混合料工艺讨论会,会中提出的论文主要涉及混合料组成、刨槽修复、人行道以及欧洲大陆有关沥青混合料经验的概述。
他们对冷铺沥青混合料采用的结合料主要是乳化沥青,也就是侧重于乳剂型冷铺沥青混合料的研究。英国Heriot-Watt大学用了六年的时间对乳化沥青混合料进行了系统的研究并对其性能有一定的理解。截至目前已经得出下列结论。开式粗级配沥青