新型多孔排水路面稀释沥青冷补料配合比设计

论文总字数：27598字

摘 要

多孔沥青排水路面由于其良好的雨天安全性以及环保性在多雨地区的路面形式中被广泛应用，另一方面由于排水路面较高的透水性要求导致较大的混合料孔隙率，在路用过程中易发生坑槽，松散，剥落等病害影响路面性能。针对排水路面上频繁出现的坑洞病害，用冷补料进行即时的修补是现在比较常用的一种方法，其中溶剂型冷补混合料由于其对环境温度要求低，施工方便迅速，强度形成快，安全环保等优点被作为修补坑槽等病害的常用材料。本文在广泛调查的基础上，选定合适的混合料级配（SMA-13）并在级配中采取膨润土 水泥等量代替矿粉的方法，以不同的稀释剂为载体配置稀释沥青，制作冷补料试件，对不同的稀释沥青冷补混合料性能进行评价。在评价指标方面，参考现有规范对混合料的初始强度，成型强度，水稳定性，粘结性等性能进行评价，选出性能表现较好的稀释剂200#溶剂油，以期对国内的溶剂型冷补料研究提供一定参考。

关键词：排水路面；冷补沥青混合料；稀释沥青；稀释剂。

Abstract

Porous drainage asphalt pavement is widely used in pavement forms in rainy areas due to its great rainy safety and environmental protection. On the other hand, due to the high water permeability requirement of the drainage pavement, the porosity of the mixture is large，potholes, looseness, spalling and other diseases are easy to occur in the process of using and affect the pavement performance. Cold patch is a common method to repair the potholes disease of asphalt pavement. Cold patch has the advantages of low environmental temperature requirement, convenient and rapid construction, quick strength formation, safety and environmental protection. On the basis of extensive investigation, suitable mixture gradation (SMA-13) was selected in this paper, bentonite cement is adopted to replace basalt powder in gradation. Different diluents were used as the carrier to configure the cutback asphalt, and the samples were made to evaluate the performance of the different cold patch mixture. The initial strength, forming strength, water stability and adhesion of the mixture were evaluated according to the existing specifications. 200# solvent oil with better performance was selected in order to provide some reference for domestic research on solvent cold patch.

Key word: porous pavement; cold patch; cutback asphalt; diluent.

目 录

第一章：绪论 1

1.1选题研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 3

1.3研究思路和主要研究内容 4

1.3.1 本文研究思路 4

1.3.2 主要研究内容 4

第二章：沥青路面坑槽病害 5

2.1沥青路面常用坑槽修补方法 5

2.2 排水沥青路面坑槽产生原因及修补机理 6

2.3本章小结 7

第三章：冷补料结构与组成 8

3.1 冷补沥青混合料的分类 8

3.2 溶剂型冷补沥青混合料强度形成机理 8

3.3 冷补沥青混合料的原材料选择 9

3.4本章小结 11

第四章：冷补沥青混合料级配设计 13

4.1 冷补料矿料的确定 13

4.2 矿料级配筛分结果 13

4.3 冷补沥青液油石比的确定 15

4.4稀释剂用量的确定 16

4.5 本章小结 16

第五章：冷补沥青混合料性能评价 17

5.1 实验试件的制备 17

5.2 试件物理性质 18

5.3 冷补料初始马歇尔强度试验与养生后马歇尔试验 21

5.4 冷补沥青混合料水稳定性评价 23

5.5 冷补沥青混合料低温劈裂试验 24

5.6 冷补沥青混合料粘结性实验 25

5.7 稀释剂成本分析 27

第六章：结论与展望 29

6.1 结论 29

6.2 展望 29

致 谢 31

参考文献 32

第一章：绪论

1.1选题研究背景及意义

处于多雨地区的公路和城市道路，由于雨量大且集中，路面横向排水能力有限，尤其在设置了超高和加宽的过渡段，传统的密实性沥青路面（AC型路面）透水性差，往往使得大量的雨水滞留在路表面，在影响行车安全的同时，路面排水不畅会造成一系列诸如城市内涝，热岛效应等环境问题。在此之上，路面的水损害问题也较为严重，严重影响驾驶体验。针对这一问题，各国的道路工作者展开了广泛的研究，基于“海绵城市”理念的多孔排水沥青路面便应运而生。多孔排水沥青路面[1]是指由多孔沥青混合料铺筑而成，在路面成型后有较高的空隙率（20%左右）从而具有较好的透排水和抗滑降噪功能的路面，本质上是一种骨架—孔隙结构的开级配多孔沥青混合料。较大的空隙率使得雨水可以更轻松的渗入路面，并沿着预设的路面下层排水设施排出到道路外，极大地减少了路面水膜厚度，使得水漂，水雾等现象得到了有效的抑制，增大了雨天行驶的安全系数。基于这些优点，多孔排水性沥青路面已经在包括高速公路在内的各等级公路和城市道路中得到了广泛的应用。

透排水路面也有它的缺点，由于混合料较大的空隙率，胶结料在路用过程中由于和空气，水，光照等自然因素接触面积较大，与其发生反应，致使沥青胶结料加速老化导致混合料粘结性大大降低，从而路面多发松散，剥落等病害。另一方面，由于混合料中以粗集料为主（占比在85%以上），集料的强度主要来源于粗集料之间的嵌挤作用，并且这种嵌挤接触以点对点为主，导致混合料内部骨架接触点局部应力相较于一般密集配混合料内部应力过大，在行车荷载作用下粗集料更容易破碎，从而影响混合料的强度，相比于一般密集配的沥青路面，多孔排水路面的结构承载能力更差。[2]在这些因素的影响下，剥落，松散，坑槽等病害成为排水路面最典型，最频发的病害。小面积的早期病害在行车荷载作用下会很快发展成大片的损坏，严重影响道路使用寿命和交通安全。因此必须对此做好早期养护修补，以期延长路面使用寿命。

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