高模量沥青混合料应用综述

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1、高模量沥青混合料应用综述摘要：高模量源青混合料(HighModulusAsphaltConcrete)能够减少路面结构的变形，延缓车辙的产生，改善路面的疲劳性能，延长路面的使用寿命。目前HMAC在国外已经比较成熟，并且已有相应的规范标准，而我国刚刚起步，针对高模量沥青混合料，应进一步研究，形成符合我国国情的成套技术。关键词：道路工程；高模量；沥青混合料；沥青路面中图分类号：U41文献标识码：A交通量的增长、轴载增加、超载严重、车辆渠化交通、持续高温天气等因素的综合影响，车辙已经成为沥青路面最严重的早期破坏形式之一。据不完全统计，在高等级公路维修原因中，车辙病害发生比率高达80%以上。基

2、于抗车辙性能的路面新材料的研究与开发已经成为公路界研究和关注的热点问题。另外，在市政工程中在对旧路进行翻修、改造时路面标高往往受到限制，需要控制面层结构厚度，采用传统的沥青混合料在较薄的厚度下通常无法保证足够的承载力。因此如何在保证道路整体承载能力的同时降低路面结构层厚度，也成为棘手问题。沥青混凝土的弹性模量及沥青路面的结构组合是影响车辙深度即沥青路面产生永久变形的关键参数。采用高模量沥青混凝土可显著降低荷载作用下沥青层应变，减小沥青混合料高温塑性变形，进而提高路面抗车辙能力。因此，欧美等国家长寿命路面设计及AASHTO路面设计中都对提高沥青混凝土弹性模量提出具体指标要求。对于我国普遍

3、采用的典型半刚性基层沥青路面，路面结构中4〜10cm范围内为压应力的高值区，3〜8cm范围内为剪应力高值区，这两个应力高值区处于半刚性基层沥青路面结构的中面层。而我国沥青路面的中面层大多采用以70#沥青为结合料、模量较低的普通沥青混凝土，这也是部分沥青路面出现严重车辙病害的主要原因。为提高沥青路面的抗车辙能力，高模量沥青混凝土(HighModulusAsphaltConcrete)的研究与应用得到广泛关注。按照法国沥青混合料设计规范体系(NFP-140),动态模量(15°C，10Hz)大于14，000MPa的沥青混凝土为高模量沥青混凝土。高模量沥青混凝土的使用能够减少路面结构的变形，延

4、缓车辙的产生，改善路面的疲劳性能，延长路面的使用寿命。针对当前路面的诸多问题，采用新型路面材料成为国内外研究者的共识，在国内外研究开发应用的各种新型路面材料中，高模量源青混合料(HighModulusAsphaltConcrete,以下简称HMAC)凭借其优越的性能越来越受到关注。使用HMAC能够减少路面结构的变形，延缓车辙的产生，改善路面的疲劳性能，延长路面的使用寿命。目前主要三种方法制备高模量沥青混凝土：（1）采用低标号沥青结合料（如30号沥青）；（2）采用高模量添加剂（如法国PR，德国Duroflrx）或特殊改性沥青（如高模量改性沥青），（3）天然沥青，如岩沥青或湖沥青。在国外7

5、0%以上采用（1）方案，其优点为高模量沥青混凝土造价低、施工工艺相对简单。1国外应用概况从广泛意义上分析，高模量沥青混合料（EnrobeaModule?leve/EME）的理念来源于法国和美国永久性路面概念中的中面层高模量沥青混合料（HighModulusAsphaltConcrete/HMAC）,其应用的主要目的为：（1）提高路面抗车辙能力；（2）减薄路面厚度；（3）提高路面耐久性。高模量沥青混合料已经成为研究热点之一，目前高模量沥青混合料主要应用于法国、美国、英国和北非部分国家。HMAC最早出现于20世纪80年代的法国，并以GBTHP（路面专用沥青处治砂砾）的名字取得了专利。其最早

6、的应用始于1981年，作为基层用于旧路面结构的补强，1985年以后使用数量有所增长。另外，法国还根据丰度系数K将HMAC分为3类，并分别命名为EME1、EME2、EME3,3种混合料均具有很高的模量及抗车辙性能。其中，前两者抗疲劳性能、水稳定性也相对优良，目前法国使用最多的是EME2;EME1的沥青用量与普通沥青混合料基本相当，但该种材料的耐久性、抗疲劳能力均不高，主要用于路面结构的受压缩层中，故并没有得到广泛应用。法国经过二十多年的研究形成的HMAC标准NFP98-140,对配合比设计方法和结构设计均有特定的方法。目前在法国国内采用的HMAC，主要通过两种途径来制备：一是采用低标号沥

7、青，即30#以下的沥青，主要采用20#沥青；另一种是米用高模量添加剂。前者所占的比例70%左右，后者占30%。HMAC的品质主要取决于正确的混合料设计，法国将HMAC设计为具有较高结合料用量和较低空隙率的设计理念值得借鉴。这种设计理念可以弥补混合料疲劳、抗裂性不足所带来的一些问题。其基本思想是：采用硬质沥青设计油石比大约6%的高沥青用量的混合料，通过沥青本身的品质为混合料提供高模量，在同样的厚度条件下，底基层所受的压力就会有所减小，沥青用量的增