沥青路面改性技术新进展ppt课件.ppt
沥青路面改性技术新进展,长安大学 公路学院延西利 教授办公：长安大学-交通科技大厦512室联系：18710360712，,报告内容,1.何为沥青路面,2.沥青路面材料,3.沥青路面病害,4.改性技术发展,5.沥青路面温度场,6.沥青路面车辙,7.实验结果分析,8.结语,1）定义：在路床上铺以垫层、基层、沥青混合料面层。多为半刚性 基层沥青路面，也有柔性基层沥青路面。误区：沥青混凝土路面（实际有AC、SMA、OGFC、沥青表处、沥青贯式）。,1.何为沥青路面,3）应用：路面类型及其使用率（高等级公路）,1.何为沥青路面,2）范畴：路面工程道路工程土木工程。,土木工程四大范畴：材料、结构、工艺、维修。,路面材料范畴：路面材料土工材料,1）土工材料（Geomaterials）：用于土木工程的主体材料，如砖、石、土、CC、BM等非金属材料。其物理结构有三大类：,均质性材料,水硬胶结性材料,颗粒性材料,土工材料多为颗粒性材料（Granular materials），其强度构成：,2.沥青路面材料,c-值,2）基本力学性质：颗粒性与粘弹性。路面材料大多具有这样的二重性。,2.沥青路面材料,3）路面材料种类 路面材料在使用中通常为混合材料。,4）路面材料的技术要求：（公路工程技术规范）。,2.沥青路面材料,混合材料：沥青混合料、水泥混凝土、稳定类材料、级配砂等。,原始材料：砂、(碎)砾石、沥青、水泥、石灰、粉煤灰等；,1）常见病害（归纳为三）：开裂、水损坏、车辙。2）技术标准（试验分析）：,3.沥青路面病害,3）我国沥青路面实践的三阶段及病害：,改善沥青路面的重要手段 改性沥青混合料。,3.沥青路面病害,水损害,4.改性技术发展,1）改性技术的历史延革,4.改性技术发展,2）国际前沿的沥青混合料改性技术：由“沥青的改性”发展为“混合料的改性”，改性方式由“内掺式”转变为“外掺式”。,3）沥青混合料的改性技术及常用改性剂:,4.改性技术发展,4）实例：早在1997年全球受调查的22个国家或地区改性沥青使用量,4.改性技术发展,1）实体工程：四川省广元至巴中高速公路，2x2车道，路线长121Km；研究选择3种路段（微丘区、山岭区、过度区）。,2）路面结构与传感器布设：同时针对道路、桥梁；超车道，距中央分隔带2m；双传感器/测点（纵向间隔1m）。,5.沥青路面温度场,5.沥青路面温度场,2）路面结构与传感器布设：,3）测试数据采集技术：,蓄电池供电、自动数据采集仪；,5.沥青路面温度场,软件自动管理；,测试1次/30min，采集1次/月、导入电脑。,3）测试数据采集技术：,5.沥青路面温度场,4）测试数据分析：,5.沥青路面温度场,4）测试数据分析：,5.沥青路面温度场,1）车辙已成为沥青路面最突出的问题。,国内外、省内外；四川成雅、绵广、南广。,客观原因：重载化，山区高速公路，全球变暖？,四川成雅高速公路车辙测试,6.沥青路面车辙,1）车辙已成为沥青路面最突出的问题。,6.沥青路面车辙,2）沥青面层的荷载应力与温度场。,车辙产生：高温、渠化交通（应力场与温度场）；,力学原因：外因（载荷、高温）内因（粘塑性）；,6.沥青路面车辙,3）车辙发生在沥青面层中的层厚范围。,6.沥青路面车辙,荷载应力场与温度场分析表明：,1.荷载剪应力在路面深度5cm左右达到最大值；,2.夏季沥青路面在路表010cm内为高温区域；,3.研究表明，低车速会使荷载对路面的作用时间延长，即等 价于对路面作用次数的增加。,3）车辙发生在沥青面层中的层厚范围。,重要认识：车辙处治应考虑在路面10cm范围内。,6.沥青路面车辙,1）试验研究目的：,不同改性技术（内掺式、外掺式）对沥青混合料路用性能的改善效果。,7.试验结果分析,2）基本试验条件：,2）基本试验条件：,德国Duroflex,7.试验结果分析,2）基本试验条件：,PS路面强力剂,7.试验结果分析,3）不同改性技术的改性效果比较。,7.试验结果分析,3）不同改性技术的改性效果比较。,基本认识：,1.外掺式改性技术（PS、PRI）总体上优于内掺式改性技术（SBS、Sasobit）；,2.外掺式改性技术能极大地改善高温稳定性，同时能兼顾水稳和低 温抗裂，但内掺式SBS改善低温抗裂效果最好；,3.在SBS、Sasobit、PRI、PS四种改性技术中，PS路面强力剂的综合 改善效果最好。,7.试验结果分析,4）外掺PS不同剂量时的改性效果。,基本认识：随着PS剂量的增加，改善效果更佳。我们推荐PS剂量宜为 4（占混合料的比例）。,7.试验结果分析,1）我国当前沥青路面的首要问题是车辙，通过荷载应力场分析和 温度场分析，油面层的10cm范围内均应改性（如中、上面层）。,2）要高度重视现代改性沥青混合料技术的发展方向，即由“沥青的改性”发展为“混合料的改性”，改性方式也由“内掺式”转变为“外掺式”。,3）外掺式改性沥青混合料的高温稳定性明显优于内掺式；内掺式 SBS改性沥青对低温及水稳改善最佳。4）外掺式改性技术可以避免传统改性沥青的离析问题（真正的化学法改性除外），对于存储、配伍、养护具有明显优势。,8.结 语,5）沥青路面的温度变化主要发生在油面层范围，而在基层顶面以 下的温度变化较小；说明油面层的传热性能和（或）温度敏感 性较强。,6）其它研究成果：,1.彩色路面技术；2.白加黑路面技术；3.沥青路面热再生改性技术;4.低能耗沥青路面铺装技术（RT沥青温拌剂）；5.沥青混合料的热传导与沥青路面温度场；6.材料的流变性能与路面的技术性能。,8.结语,关于路面设计与建设管理的建议,1）结合实际、明确需求，应有“目标函数设计法”的理念。（到底需要解决什么问题？到底需要达到什么样的技术目标？）2）公路面对大自然，综合了众多的社会服务功能，应有“权重设计法”的理念。（主要技术问题是什么？若干问题的权重排序？）3）路面技术进步的过程，是一个技术成果不断沉淀的过程，应有“抛弃过去、倡扬先进”的理念。（不可能过去与现实同行，不可能若干种技术同用，形成“大杂烩”）4）路面新技术的应用，现行规范标准不一定匹配，应有“因地制宜、提炼标准”的理念。（通过新疆大幅度的交通建设，把路面技术提高到一个新的高度，是为创新！）,谢谢大家！Thanks！Merci！,
