高性能沥青路面superpave在美国的应用状况
摘 要 我国在建高速公路已开始推广美国高性能(superpave)沥青路面,苏嘉杭高速公路率先在全线沥青路面三层结构上使用这一技术。这种路面结构形式出现时间相对较短,国外、国内经验相对缺乏。本文参考了superpave在美国施工中的一些难点、焦点问题,并结合苏嘉杭高速公路superpave路面的实践,对一些问题进行了分析。
要害词 高性能沥青路面 superpave施工 路用性能
1 前言
superpave是美国耗资1.5亿美元的战略公路研究计划(shrp)的重大组成部分之一,耗资约5000万美元。1992年shrp计划结束后,在美国联邦公路局(fhwa)的大力推广下,美国大部分州已开始修建superpave路面,1996年新建superpave工程项目93个,1997年316个,2000年达3900个。2000年一年生产沥青混合料13400万吨,占沥青混合料总量的62%;2001年采用superpave方法施工的沥青混合料占总量的82%。
在superpave的推广过程中,相关的争论一直很多。为此美国联邦公路局(fhwa)联合美国国家沥青路面协会(napa),组织专家组编写了superpave施工技术指南,在napasr-180报告中发表。随后napa联合sapa(美国各州沥青路面协会)针对原材料、混合料设计、拌和、摊铺、碾压、质量控制六个方面组织了一次全国调查,而这也正是我们国内推广superpave经常碰到的、争议较多的问题,本文就这几方面分别进行论述。
2 原材料
2.1 沥青
美国大部分混合料生产商认为沥青的pg等级可控制在公路局规范范围之内。有40%的super-pave混合料使用了改性沥青,这一比例要高于传统的马歇尔混合料设计法。这主是基于"保险"的考虑,承包商们都希望随着superpave的推广,使用改性沥青的比例能够逐渐降下来。所用的superpave混合料相对于马歇尔混合料来说,25%的承包商使用沥青含量较多,增幅达0.5%~1%。而40%使用沥青含量较少,减少量一般小于0.5%。另外35%所用superpave混合料的沥青含量与马歇尔混合料基本相同。
有40%的superpave混合料中使用了抗剥落剂,其中使用液体抗剥落剂和石灰处理的各占一半。
2.2 集料
在美国,95%的承包商反映传统的石料可以满足superpave要求,但要求水洗、保持洁净,还要使用较多的机制砂。而且用传统轧石设备完全可以生产出合格的superpave的集料。但80%的承包商认为superpave配合比级配比马歇尔配合比级配粗,且有80%的设计级配曲线位于限制区下方;60%的承包商感觉superpave混合料级配曲线很轻易满足限制区的要求,这就表明还有40%存在着一些问题,主要是不能满足vma的要求。试验发现,混合料设计沿限制区上侧通过时更易满足vma的要求,这种混合料和易性较好,轻易施工;70%的superpave级配曲线不答应穿过限制区,而另外30%答应穿过限制区,但要求混合料必须满足一些附加性能试验要求,如车辙试验等;80%的superpave混合料没有使用回收沥青混合料(rap),但一般的观点是随着superpave混合料设计、施工水平的提高,混合料生产可以逐渐使用rap。
3 混合料的设计
表1为美国superpave各种结构形式所用的比例。由此可见,在美国使用最多的混合料是s