[发明专利]预防性养护用橡胶沥青超薄磨耗层混合料

说明书

技术领域

本发明是一种用于沥青路面预防性养护的材料，尤其是应用高等级沥青或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护，可作为路面结构层使用，属于道路沥青路面材料制造的技术领域。

背景技术

所谓路面预防性养护即通过定期路况调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，降低路面性能衰减速率，使路面始终处于良好的服务状态，推迟昂贵的大修和重建工程，以节约养护成本。科学的道路养护对策应当是“以预防性养护为主，以修复性养护为辅”，据美国有关部门研究表明，在预防性养护上每投入1美元，不但可以节省4-6美元的其它养护和改建费用，而且能提供更好的道路的服务性能。

目前在公路预防性养护方面，常用施工措施有如下几种：裂缝嵌缝、雾状封层、石屑密封、微表处、薄热拌沥青混凝土罩面、就地热再生技术等。

超薄沥青混凝土主要用于老路面抗滑性能的恢复，也可用于新建公路，并具有行车安全舒适、噪音水平低，节约养护和建设成本的优势。

可以认为超薄面层是“薄磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种交叉，其代表厚度是15～30mm，并在局部面积上可以铺得较厚。它具有表面处治的全部优点，而没有表面处治需要的后续维护的缺点。它可以在不适宜表面处治的气候条件下铺筑。它在一定程度上可以调整原路面的不平整，但必须将它铺在结构强度足够的下承层上。根据国际上近些年的发展趋势，超薄沥青混凝土面层可定义为，采用细粒径的粗集料断级配沥青混合料，用摊铺机摊铺和用压路机碾压的厚度低于30mm的具有良好抗滑性能的沥青混合料。

十多年来，随着超薄沥青混凝土在世界范围内的广泛研究与应用，形成了许多专有产品，如：Safepave、Brettpave、Hitex、Axoflex、Masterflex、Tuffgrip、Colrug、Thinpave and Euro-Mac。总的来说，这些产品都是不同类型的断级配混合料，为适应高等级公路的需要，增加了粗集料含量，其级配曲线与SMA类似，但其结合料与矿粉含量低。另一方面，与开级配相比，其含有更多细集料，从而有更大的力学稳定性与抗剪能力。

美国从上世纪八十年代开始修筑薄的沥青混合料面层作为路面的功能层。先后使用了多种不同的级配和混合料类型，铺筑了大量试验路和实体工程。美国NCAT在此基础上开展了大量薄层混合料的研究。上世纪八十年代末，亚利桑那州使用橡胶沥青混凝土铺筑薄层罩面，橡胶沥青掺加为18～20%的胶粉，所用级配为开级配和断级配。对于水泥路面与沥青路面罩面，开级配的厚度分别为25mm、12.5mm，密级配为25mm～37.5mm。这些工程在经过9～12年的使用后，在2000年，亚利桑那交通部门与橡胶沥青协会合作对其中的14个工程进行了观测分析。分析认为：薄层橡胶沥青混凝土罩面表现出相当好的使用性能，尤其是低的裂缝率、低的养护费用。其中I-19公路为混凝土路面上20mm橡胶沥青开级配罩面，路面建于1988年，直到1996年才出现少许的反射裂缝。

在俄亥俄州广泛使用一种叫Smoothseal的薄层混凝土，它分A型、B型两种。A型为沥青砂，采用处方式的设计方法，其主要用于城市道路与中等交通量公路，铺筑厚度为16～28mm；B型则可用于高速公路、重交通道路，混合料采用马歇尔方法设计，铺筑厚度为19～38mm；两种混凝土的结合料均采用改性沥青。弗洛里达州使用的薄表面层为FC-5与FC-6两种混凝土。前者为开级配，公称粒径为12.5mm，结合料为含12%胶粉的橡胶沥青，掺加纤维，摊铺厚度为20mm；后者为密级配，有公称最大粒径9.5mm与12.5mm两种级配，结合料为5%胶粉的橡胶沥青，摊铺厚度25～38mm。佐治亚州在低流量的交通中使用公称粒径为4.75mm的薄层混合料已有30年的历史。这些最大厚度为25mm的薄面层显示了较好的使用性能。在马里兰州薄面层采65%轧制碎石，35%天然沙砾，典型的铺装层厚度19～25mm的SUPERPAVE4.75mm也显示了良好的抗车辙和抗裂性能。

1991年美国开始修筑SMA，到1997年美国修筑了144条SMA路面，其中有六条使用了公称最大粒径为9.5mm的薄层混合料，五条在维斯康新州，一条在伊利诺斯州。所有这些公称最大粒径为9.5mm级配的路面都显示了良好的抗车辙性能。1992年，Novachip引入美国，在阿拉巴马州铺筑两个实体工程，到2002年，其使用面积已超过23,000,000m²。