第一情报 ---材料工业

赛道路基路面关键技术研究

供稿人:istis  供稿时间:2004-12-6   关键字:赛道  路基  
随着高等级道路的迅速发展,对于路面平整度要求越来越高。路面平整度是评定沥青路面使用品质的重要指标,路面平整度的好坏,不但直接关系到行车的安全.舒适程度和车辆的行驶性能以及营运经济,而且路面的不平整,使行驶车辆的附加振动作用又反过来对路面施加冲击力,从而加剧路面的损坏,导致路面平整度的因素很多。
 
中国发明专利CN1287133A公开了一种用于道路的改性沥青材料。这种沥青材料的改性剂由丁苯橡胶(SBR)、热塑性弹性体聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)和硫磺组成。其生产方法是在适当的加工设备中加入沥青、橡胶及硫磺,使之充分混合反应。该发明所得到沥青材料其性能优良,高温贮存稳定,生产成本低、生产工艺简单,操作方便,是一种经济实用的道路改性沥青材料。法国专利FR2798377公开了一种由高分子量和低分子量丁苯橡胶在一定比例混合下制造的改性沥青膏。该改性沥青膏用于制造沥青混凝土和道路铺设。改性沥青膏由90~99%wt的沥青和1~10%wt橡胶共聚物组成。橡胶共聚物中,高分子量的丁苯橡胶指平均分子量300,000,低分子量的丁苯橡胶指平均分子量低于280,000。高分子量和低分子量的丁苯橡胶混合比例介于80∶20~25∶75之间。高分子量丁苯橡胶与低分子量丁苯橡胶比例相差5%。另一项权利要求:沥青混凝土包括90~99%wt聚集体和1~10%wt的改性沥青膏。
 
同济大学科研处科技咨询服务部适用技术成果“沥青路面热稳定性技术” 针对上海市过去主要应用的国产胜利100号沥青性能上存在的问题,对沥青改性剂进行了广泛的筛选,首先根据热力学溶解度参数进行分析选择,并根据国内目前的可能采用的工艺进行试验。在改性剂与沥青安全混溶的基础上对10种改性沥青的性能做了全面的研究,并考虑了料源稳定丰富及经济等方面因素。最后从中选定了SBR+PE复合改性方案:复合改性沥青是将胜利沥青原样的60℃粘度从101Pa·S提高至238.7Pa·S以上,低温7℃延度从可原样沥青的5cm左右提高至30cm以上。国内外未见用胜利100号乙沥青的高、低温性能同时提高的报道。专家们认为课题在中国首次采用PE+SBR沥青改性方案,从技术、工艺上实现了对国产沥青胜利100号进行改性,提高了改性沥青高温稳定性,改善了低温抗裂性。经过试验路一年以上的观测,路面裂缝、车辙和推移变形明显减小,能延长改性沥青路面使用寿命,达到了国产重交通沥青的使用性能要求。改性剂材料立足国内。该改性方案具有明显的经济性和实用性。应用前景:该技术在上海市区主干道大连西路修筑了700m试验路,路面变形和裂缝均低于对比路段。因此,该成果可延长路面使用寿命具有较好的社会效益和经济效益。
 
《我国改性道路沥青发展状况》一文介绍了聚合物改性沥青的发展沿革,着重阐述了SBS改性沥青的技术关键和生产工艺及设备。同时分析了我国道路沥青供求状况。针对我国原油特点和实际情况,提出选取适合生产沥青的环烷基中间基原油作原料,通过炼厂富芳贫蜡组分调和改性生产高等级道路沥青是缓解我国道路沥青供求矛盾的切实有效途径。最后简要介绍了抚顺石油学院用辽河油田曙一区超稠原油研制高等级道路沥青的研究工作。实验表明,研制出的各种牌号调和沥青的针入度、软化点、延度三大指标均复合国家标准GB50092-96重交通道路沥青质量要求。
 
美国专利US5328943公开了一种适用于道路铺设的沥青组成。该沥青主要由天然沥青或者从石油中提取的沥青、热塑性弹性体和/或丁苯橡胶以及低分子量的聚丙烯。这些组分预混合或者在工厂中与聚集体混合组成改性沥青,可以提高抗压强度、提高低温粘性和降低高温粘性。
 
《半刚性沥青路面混合料的疲劳与开裂分析》一文叙述了疲劳破坏是路面结构损伤的主要现象,路面材料的抗疲劳性能直接关系到路面的使用寿命,提高路面抗疲劳性能必须从两方面加强配合,首先是合理的材料设计,以使混合料达到最佳配合比和最大密度,使沥青混合料具有较高的强度,其次是合理的结构设计,旨在使各结构的层位与厚度达到理想的程度。
 
《半刚性基层施工弯沉检测标准研究》一文根据重庆地区大量实测资料,对影响半刚性基层弯沉变异性的各主要因素进行了分析。并根据实际需要,对施工期实测弯沉的龄期与养生温度的影响进行修正,得出可用于施工检测的弯沉控制标准。
 
Kansas大学写文章在探讨水平轮荷对柔性和半刚性路面结构寿命和界面条件作用的测定的同时,提出了一种由先前源于界面组成的模型加上ABAQUS有限元程序,以计算柔性和半刚性两种典型道路结构的应力和强度的方法,并用疲劳开裂和最终可使用寿命的Shell转换函数估算这两类道路的使用寿命。研究表明,作用在道路表面的水平负荷引人注目地增加了磨耗层的表面和底面及粘结层表面的张力和应力。作为假设,可以确定路面的裂缝可能最初发生在路面的表面而不是沥青层的底部。因此作为半刚性路面,粘结层界面条件对磨损层作用的水平应力场要比对地基顶面垂直应力要大。最后,界面条件的累积作用随着道路的寿命逐渐释放而明显地减少,半刚性路面尤其是这样。
 
美国Louisiana州立大学利用FWD作为一种研究柔性和硬性路面结构强度的方法,这种方法在目前是很常见的。对于较低体积的道路来说,采用结构层模量反算的计算方法既不方便成本又高,对道路结构性能特性测试的一个简单方法是应用FWD测试路表弯沉,并以结构数加以表达(SN)。这种方法由作者单位提出,以替代目前Louisiana使用动态弯沉数据的方法。这样可利用Louisiana州运输研究中心道路研究室收集到的数据,通过统计分析的方法达到简化两者关系的目的。研究表明SN和FWD弯沉之间的相关性是令人满意的。两种不同的关联性被推荐用于柔性和半刚性路面,而且两种关联性均能在同一道路管理环境使用,因为其允许估算路面上铺沥青所需厚度,而结构层系数可直接通过实验中的张力测试得到。不必由从模量反算求出。

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