【正文】 設(shè)計(jì)除考慮交通荷載的影響外，還應(yīng)考慮環(huán)境和氣候條件的影 2 響。環(huán)境條件主要是溫度、濕度、水分、冰凍等，其中水分、冰凍、濕度變化對(duì)路基的影響較為顯著。 一 般來說，溫度變化對(duì)無機(jī)結(jié)合料的材料影響不大，而對(duì)瀝青混合料的性質(zhì)和路面的使用壽命卻有顯著的影響，例如，在潮濕的天氣下，為了使集料和瀝青之間有一個(gè)較好的粘結(jié)性，設(shè)計(jì)時(shí)考慮使用消石灰作為抗剝落劑，其作用是減少瀝青混合料的極性成分產(chǎn) 生的粘度，并使消石灰顯示出一種抗瀝青老化的性能。同時(shí)，消石灰作為有效的礦粉填料填充混合料空隙使其剛度增加。又如，為了滿足溫度的要求，在設(shè)計(jì)中可以考慮廣泛應(yīng)用的改性瀝青，而瀝青改性的目標(biāo)之一就是要改善瀝青的耐候性，即改善瀝青高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性之間的矛盾。在瀝青中加入一定量的改性劑后，使瀝青混合料在高溫下勁度較大，以減少車轍和推移 ； 在低溫時(shí)勁度較小，保持較大的柔性，減少開裂。而且設(shè)計(jì)中應(yīng)用改性瀝青還可以提高瀝青 對(duì) 集 料 的粘 結(jié) 力以 及 抗 水損 害 的能 力 ， 防止 路 面 松散 破壞，提高路面的耐久性。所以，材料的應(yīng)用應(yīng)以滿足路面 的功能要求為目的，在設(shè)計(jì)中應(yīng)充分考慮材料的性質(zhì)，充分發(fā)揮材料的有利特性。 目前減少瀝青路面破壞的對(duì)策有：第一、根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件，在規(guī)定瀝青標(biāo)號(hào)范圍內(nèi)，使用溫度穩(wěn)定性好、較稠 且粘度高的瀝青，以提高瀝青混合料的抗車轍能力；第二、使用改性瀝青是提高瀝青和混合料使用性能的根本途徑。在大 3 交 通 量 或 重交 通 路段 和 特 殊路 段 應(yīng)使 用 改 性瀝 青 ， 特別 是SBS 改性瀝青；第三、采用有較高密實(shí)度和骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的粗集料間斷級(jí)配瀝青混合料作路面表面層，提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性，減少車轍的產(chǎn)生；第四、集料的級(jí)配組合瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性起決定性作 用。在瀝青混合料的礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮混合料的高溫穩(wěn)定性；第五、提高水穩(wěn)定性。為減少水損害或減輕瀝青剝落現(xiàn)象，可適當(dāng)提高瀝青與礦料的粘結(jié)力。改性瀝青混合料馬歇爾殘留穩(wěn)定度較原基質(zhì)瀝青混合料有所提高， PE 與 SBS 對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性效果基本相同， SBR 對(duì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性較基質(zhì)瀝青稍有改善；第六、由于瀝青混合料的高溫抗剪切強(qiáng)度不足而產(chǎn) 生 的 側(cè) 向流 動(dòng) 變形 的 程 度與 瀝 青混 合 料 的高 溫 穩(wěn) 定性 直接有關(guān)。因此使用溫度穩(wěn)定性好的瀝青是提高瀝青混合料溫度穩(wěn)定性的重要措施。在規(guī)定瀝青標(biāo)號(hào)范圍內(nèi)使用較稠和高粘度瀝青可以提高 瀝青混合料的抗變形能力。 另外，目前我國公路瀝青路面早期破壞嚴(yán)重，修筑的瀝青路面使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計(jì)年限，其存在的問題比較突出，已為我國公路建設(shè)者所共知。 本課題針對(duì)上述問題，著眼于研究開發(fā)一種新型的路面材料，通過研究得到一種綜合性能優(yōu)良、適應(yīng)性較強(qiáng)、行車舒適、比較經(jīng)濟(jì)的半柔性路面及其設(shè)計(jì)和施工指南，從而進(jìn)一步完善我國路面設(shè)計(jì)體系，提高路面的使用品質(zhì)。 4 灌漿法 半 柔 性 路 面是 指 在 具 有骨 架 結(jié) 構(gòu) 的大 空 隙 基 體瀝青混合料路面中，灌注以水泥為主要成分 的 乳漿、硬化 后所形成的一種高性能路面，具有兼?zhèn)錇r青路面的柔性和水泥混凝 土路面剛性 的 特點(diǎn)。 該技術(shù)最早出現(xiàn)在法國，目前日本、科威特、前蘇聯(lián)、西德、英國、美國等國家對(duì)這種路面都作了不同程度的研究與應(yīng)用，與適當(dāng)?shù)幕鶎咏M合修筑路面，可以顯著降低全壽命周期成本，因此經(jīng)濟(jì)效益好。 由于半柔性路面通過骨料之間的互相嵌擠作用和灌注的特殊滲透性水泥砂漿共同形成材料強(qiáng)度，既有一定的應(yīng)力松弛能力，具有良好的低溫抗裂性能且不用切縫，車輛行駛在半柔性路面上比水泥路面舒適；又具有較高的剛性，可以承 受 較 重 的車 輛 荷載 而 不 產(chǎn)生 車 轍； 同 時(shí) 還具 有 耐 油污 腐蝕、耐磨耗、可著色等特殊性質(zhì)。因此，半柔性路面主要用作重載交 通條 件 或長(zhǎng) 期 靜 荷載 作 用下 需 要 較高 抗 流 動(dòng)車 轍變形處的路面，以及耐油污腐蝕的路面。 添加劑法半柔性路面是指 采 用抗 車 轍 劑 來 加強(qiáng)瀝青混凝土路面 的結(jié) 構(gòu) 強(qiáng)度 。 本 課題 對(duì) 于抗 車 轍 劑瀝 青 混 凝土 的高、低溫性能、水穩(wěn)定性及疲勞性能進(jìn)行全面的測(cè)定，評(píng)價(jià)抗車轍劑瀝青混凝土路面的效果和應(yīng)用前景，為抗車轍劑瀝青混凝土路面的研究提供參考，為類似的瀝青路面建設(shè)和瀝青路面規(guī)范提供參考，為重載高溫瀝青路面車轍病害防治和 5 瀝青路面結(jié)構(gòu)、材料設(shè)計(jì)提供有力的技術(shù)支持，將具有重要的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義，也具有廣闊的市場(chǎng)應(yīng)用前景。 RP2020 是由 XXXX 技 術(shù)發(fā)展有限公司 自行研發(fā)的一種具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的抗車轍外加劑。經(jīng)過多年的工程實(shí)際應(yīng)用，證明 RP2020 抗車轍劑是一種能夠有效改善瀝青混合料性能的添加劑，對(duì)改善高溫穩(wěn)定性、提高抗車轍能力有顯著的效果。 綜上所述，開展半柔性路面與基層的開發(fā)應(yīng)用研究，對(duì)于提高 XX 地區(qū)公路建設(shè)水平，特別是提高路面的使用性能和延長(zhǎng)路面的使用壽命，減少路面建設(shè)投資等諸多方面，都具有十分重要的理論意義和實(shí)用價(jià)值。 主要研究?jī)?nèi)容 本課題主要的研究?jī)?nèi)容由以下幾個(gè)方面： ? 灌漿法 1）水泥乳漿配合比設(shè)計(jì)； 2）大空隙瀝青混合料配合比 設(shè)計(jì)； 3）灌漿法半柔性路面力學(xué)性能及其形成機(jī)理研究； 4）灌漿法半柔性路面路用性能研究； 5） 灌漿法半柔性路面施工方法和工藝； 6）灌漿法半柔性路面的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。 ? 添加劑法 1）添加劑摻量研究 ； 6 2）添加劑法半柔性路面力學(xué)性能及其形成機(jī)理研究； 3）添加劑法半柔性路面 路用 性能研究； 4）研究添加劑法半柔性路面施工方法和工藝； 5）添加劑法半柔性復(fù)合路面的經(jīng)濟(jì)性評(píng)價(jià)。 課題目標(biāo) 1） 本課 題主要從改 善瀝青混凝土 內(nèi)部結(jié)構(gòu)組 成及自 身堆 聚 結(jié) 構(gòu) 出發(fā) ， 注重 瀝 青 混凝 土 路面 結(jié) 構(gòu) 和綜 合 性 能的 改善，使路面具有剛?cè)峒?并的使用品質(zhì)。減少路面的開裂和破壞，提高行駛舒適性。因此，研究成果具有廣泛的應(yīng)用前景和良好的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益； 2） 由于 半柔性路面 本身強(qiáng)度較高 ，對(duì)基層強(qiáng) 度和厚 度要求降低，路面結(jié)構(gòu)厚度就可以減薄，減少直接工程造價(jià) 15%左右，同時(shí)還比熱法鋪路節(jié)約能源 20%左右，方便高等級(jí)公路路面養(yǎng)護(hù)，這種效益也是十分顯著的； 3） 通過 本項(xiàng)目的研 究，將普遍提 高研究者和 合作單 位技術(shù)人員的科研素質(zhì)和學(xué)術(shù)水平，有利于培養(yǎng)和造就一批從事公路科研工作的年輕的專家和學(xué)者。 4）采用 理論分析、 室內(nèi)試驗(yàn)、現(xiàn) 代測(cè)試方法 和實(shí)際 工程試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)于 添加劑法半柔性路面的應(yīng)用展開研究。基于我國對(duì)于半柔性路面結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)以及前人的研究結(jié)論，對(duì)于添加劑法半柔性路面的設(shè)計(jì)方法、使用性能進(jìn)行研究，并結(jié)合依托工程，對(duì)這種新型路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行實(shí)際驗(yàn)證， 7 使得半柔性路面能夠產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，研究成果可望達(dá)到該領(lǐng)域省內(nèi)領(lǐng)先水平，并可以 指導(dǎo) XX 市國省道新建以及改造等實(shí)際工程。研究成果力求形成產(chǎn)、學(xué)、研一體化的目標(biāo)，促進(jìn)科技向生產(chǎn)力的轉(zhuǎn)化。 綜上，本研究的目標(biāo)是使研究成果能夠在 XX 省進(jìn)行推廣，降低當(dāng)?shù)毓方ㄔO(shè)、養(yǎng)護(hù)成本，提高公路建設(shè)養(yǎng)護(hù)水平。 研究思路和工作重點(diǎn) 研究思路 本課題以半柔性路面應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)， 以課題研究目標(biāo)為指引，遵循理論探索與實(shí)踐應(yīng)用相結(jié)合，在既定的研究方案和技術(shù)路線基礎(chǔ)上，引進(jìn)和吸收國內(nèi)外在該領(lǐng)域的經(jīng)驗(yàn)，力求技術(shù)創(chuàng)新，形成具有廣泛應(yīng)用價(jià)值的 灌漿法半柔性路面應(yīng)用研究 技術(shù)成果。 具體的研究路線有以下幾點(diǎn)： 1）課題調(diào)研，收集相關(guān)材料及其性能試驗(yàn)資料； 2）落實(shí) 課題研究需 要的相關(guān)設(shè)備 、工地及其 他保障 措施； 3）選擇、檢測(cè)原材料，得到所需要的性能指標(biāo)； 4）通過試驗(yàn)研究（室內(nèi)和工地），確定灌漿法半柔性路面水泥乳漿配合比設(shè)計(jì)、大孔隙瀝青混合料 LSPM 配合比和合理的空隙率設(shè)計(jì)； 確定瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)以及添加劑法半柔性路面添加劑摻量； 8 5）通過試驗(yàn)研究（室內(nèi)和工地），研究確定半柔性路面力學(xué)強(qiáng)度（抗壓、抗彎拉、水穩(wěn)性、溫度穩(wěn)定性）； 6）通過試驗(yàn)研究（室內(nèi)和工地），研究評(píng)估半柔性路面行車舒適性和經(jīng)濟(jì)性，并與其他兩種路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行比較。 工作重點(diǎn) 半柔性路面應(yīng)用的研究?jī)?nèi)容眾多，存在一定的技術(shù)難度，本課題的研究重點(diǎn)放在了以下 4 個(gè)關(guān)鍵技術(shù)： 1）水泥乳漿及基體瀝青混合料的設(shè)計(jì)方法研究； 2） 外摻劑摻量的研究； 3） 半柔性路面材料的路用性能研究； 4）半柔性路面的施工工藝研究。 主要研究成果 灌漿 法半柔性路面材料的機(jī)理研究 瀝青與集料的粘結(jié)力是決定瀝青 —— 集 料強(qiáng) 度 的 根 本原 因 。 瀝 青與 集 料粘 結(jié) 力 是由 瀝 青 —— 集 料的 粘 附 性決 定的。水穩(wěn)性破壞的作用機(jī)理主要依據(jù)是粘附理論。粘附是指一種物體與另一種物體粘結(jié)時(shí)的物理作用或分子力。影響瀝青 與 集 料 之間 粘 結(jié)力 的 因 素包 括 瀝青 與 集 料表 面 的 界面 張力、瀝青與集料的化學(xué)組成、瀝青粘性、集料的表面構(gòu)造、集料的孔隙率、集料的清潔度、集料的含水量和瀝青拌和溫度。瀝青與集料的粘附性可從以下幾種理論給予解釋。 9 ① 機(jī)械粘附理 論 機(jī)械粘附理論認(rèn)為瀝青與集料之間的粘附性主要是由于其間分子力的作用。集料的表面通常是粗糙多孔、高低不平。以及集料的表面存在各種形狀、各種取向與各種大小的孔隙和微裂縫，都會(huì)增加瀝青與集料之間的粘結(jié)力。此外，瀝青在高溫時(shí)呈液相，