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多碎石沥青混合料是采用较多的粗碎石形成骨架,沥青砂胶填充骨架中的孔隙并使骨架胶合在一起而形成的沥青混合料形式。具体组成为:粗集料含量69%~78%,矿粉6%~10%,油石比5%左右。经几条高等公路的实践证明,多碎石沥青混凝土面层既能提供较深的表面构造,又具有传统Ⅰ型沥青混凝土那样的较小空隙及较小透水性,同时又具有较好的抗形变能力(动稳定度较高)。换言之,“多碎石沥青混凝土既具有传统Ⅰ型沥青混凝土的优点,又具有Ⅱ型沥青混凝土的优点,同时又避免了两种传统沥青混凝土结构形式的不足。”
石油沥青是原油蒸馏后的残渣。根据提炼程度的不同,在常温下成液体、半固体或固体。石油沥青色黑而有光泽,具有较高的感温性。由于它在生产过程中曾经蒸馏至400℃以上,因而所含挥发成分甚少,但仍可能有高分子的碳氢化合物未经挥发出来,这些物质或多或少对人体健康是有害的。天然沥青储藏在地下,有的形成矿层或在地壳表面堆积。这种沥青大都经过天然蒸发、氧化,一般已不含有任何毒素。
沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,是高黏度有机液体的一种,呈液态,表面呈黑色,可溶于二硫化碳。沥青是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种:其中,煤焦沥青是炼焦的副产品。石油沥青是原油蒸馏后的残渣。天然沥青则是储藏在地下,有的形成矿层或在地壳表面堆积。沥青主要用于涂料、塑料、橡胶等工业以及铺筑路面等。
检测贯穿于沥青混凝土路面施工的全过程,碾压成型后的路面必须满足设计要求。检测内容包括:测定弯沉、平整度、厚度、宽度、高程及密实度等工作。平整度的测定有两种办法,一种是用6m长铝合金尺杆(规范要求是3m直尺),另一种办法是车载连续平整度仪。两种办法都要用到,对局部可采用6m直尺,对比较长的范围可采用车载连续平整度仪。两种办法综合使用,可以准确的测定路面的平整度。弯沉使用弯沉仪进行测定,每20m一个断面。厚度、宽度及高程的测定在此不再详述。密实度是在现场用钻芯机进行钻芯取样,然后将试件带到试验室后,做马歇尔试验及其它试验,经过试验数据的处理,可以评价沥青混凝土路面的内在物理力学性能。
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沥青混凝土运输时宜用15t以上的自卸汽车,装料前在汽车翻斗内抹一层柴油与水的混和物,以防止粘料。另外,装好料的汽车要用保温布覆盖,然后可以出场。运输时间一般不得大于0.5h,运输车到达现场后,保温布不要急于掀开,等到摊铺时再掀开,以免温度损失。工地试验室要随时抽检油石比及级配,只要正常,调好的设备不允许随意改变各种数据的设置。拌和过程中常见的缺陷是沥青混凝土混合料油石比不准确,含油量时大时小,温度忽高忽低,有时个别粒径偏离级配曲线等。总之不合格的混合料是不能出场的,只能作废料处理。
60年代的德国交通十分发达,根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右,冬季不太冷),习惯修筑“浇筑式沥青混凝土”路面。这种结构中沥青含量12%左右,矿粉含量高。使用中发现路面的车辙十分严重,另外当时汽车为了防滑的需要,经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些亦如此),其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄100px左右)。为了克服日益严重的车辙,减少路面的磨耗,公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整,增大粗集料的比例,添加纤维稳定剂,形成了SMA结构的初形。1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范,SMA路面结构形式基本得以完善。这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些逐渐被推广、运用。90年代初,美国公路界认为其公路路面质量不如欧洲的路面质量好。经考察发现存在两个方面的差距:①在改性沥青的运用上;②在路面的结构形式上(即SMA)。1991、1992年开始加以研究、推广SMA这种结构形式,典型的是:1995年亚特兰大市为举办奥运会对公路网进行改建和新建,全部采用了SMA这种结构形式做路面。
沥青路面是由沥青混凝土铺筑而成,沥青混凝土主要由沥青、集料、矿粉和外添剂等材料组成。其中集料是由一定级配的石料构成,而沥青路面结构强度一方面取决于沥青材料跟集料之间的粘结强度,另一方面则由集料之间的相互作用构成,根据集料级配的不同,沥青混合料有三种基本结构:悬浮密实、骨架空隙、骨架密实.大空隙排水路面属于骨架空隙结构,由于细集料的数量较少,粗集料之间不仅紧密相连,而且有较多的空隙。这种结构的沥青混合料的内摩阻力起重要作用,因此,沥青混合料受沥青材料的变化影响较小,稳定性较好。
橡胶沥青是先将废旧轮胎原质加工成为橡胶粉粒,再按一定的粗细级配比例进行组合,同时添加多种高聚合物改性剂,并在充分拌合的高温条件下(180℃以上),与基质沥青充分熔胀反应后形成的改性沥青胶结材料。橡胶沥青具有高温稳定性、低温柔韧性、抗老化性、抗疲劳性、抗水损坏性等性能,是较为理想的环保型路面材料,目前主要应用于道路结构中的应力吸收层和表面层中。
橡胶沥青经过50年的应用,形成了两个成熟的级配混合料产品系列。与常规沥青混合料相比,橡胶沥青混合料拥有较高的沥青用量(7.5%左右)。
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