高模量沥青混凝土技术应用的探索.doc
高模量沥青混凝土技术应用的探索
何新原严建和
江苏省交通科学研究院股份
摘要：高模量沥青混凝土是一种新型沥青混合料，针对其独特的材料组成、配合比设计及施工生产环节要点，详细说明高模量沥青混凝土的特点，施工工艺，质量要求等重点，以保证工程质量。
关键词：高模量沥青混合料配合比设计施工工艺
高模量沥青混凝土〔英文简写HMAC,法语简写EME或者BBME〕是一种由低标号硬质沥青〔或者用较低标号沥青加高模量外加剂〕、连续级配的集料组成的沥青混合料，其特点是模量高因而可以减少路面结构层厚度。高模量沥青混凝于上世纪80年代末期开始在法国研究应用，首先是应用于路面的局部缺陷补强，后来逐步开展到应用于新建公路路面基层；联结层和外表层。到目前高模量沥青混凝土已有20年的开展历史经验。在法国，自1990年起，每年生产的低标号硬质沥青在5万吨以上、生产的成品高模量沥青混凝土在100万吨以上，我国2006年施工的江苏省沿江高速公路宁常段也使用了高模量沥青混凝土。在我国承接的最大海外工程工程，中国中信-中国铁建联合体〔CITIC-CRCC〕承接的阿尔及利亚东西高速公路中西标段共528公里长度的里程中，路面基层和路面联结层全部设计为高模量沥青混凝土。
高模量沥青混合料在结构组成和技术要求等方面与普通热拌沥青混合料有区别，因此在配合比设计及路面施工方面与普通的沥青混凝土路面也有所不同。
阿尔及利亚东西高速公路全部采用现行欧洲标准设计，中西标段路面结构层设计为7-9cm的EME20/14底基层、9-11cm的EME20/14基层、5.5cm的BBME0/10联结层、cm的BBMA0/10磨耗层，与普通的沥青路面相比，路面结构层厚度降低了20-30cm。
1、高模量沥青混凝土的原材料控制
1．1粗集料
高模量沥青混凝土路面能否到达预期的性能与矿料有很大的关系，连续的矿料级配是高模量沥青混凝土是否能符合要求的必要条件。粗集料在沥青混凝土中的作用是通过颗粒间的嵌锁作用提供稳定性，通过其摩擦作用抵抗位移。其形状和外表纹理都影响沥青混凝土的稳定性，所以选择粗集料时，要严格按照粗集料的技术要求选择。
粗集料必须是石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、有较好的颗粒形状和棱角性的优质石料，粒径大于。应选用还击式破碎机轧制的碎石，严格限制集料的细长扁平颗粒含量。
表1粗集料技术要求
类别
LA+MDE
LA
MDE
A
P
D
≤55
≤35
≤30
≤15
≤2
注：表中LA为洛杉矶磨耗率〔%〕；MDE为微的瓦尔磨耗率〔%〕；A为细长扁平率〔%〕；P为外表洁净度〔%〕
1．2细集料
细集料采用采用坚硬、洁净、枯燥、无风化、无杂质并有适当级配的的机制砂，石质为石灰岩，要求具体有良好的棱角性并严格控制洁净度；其技术要求满足表2的规定。
表2细集料技术要求
技术指标
技术要求
胶浆与沥青软化点差值〔注〕
10℃≤ΔTBA≤
砂当量
≥60
亚甲蓝值
≤2
注：本试验采用细集料中筛下的粉料，胶浆采用60%粉料，40%的50/70沥青。
填料宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须枯燥、清洁，不得含有泥土和有机矿物质。填料的质量要求要满足XPP18-540标准中规定的三类矿粉技术要求，见下表4。
表3填料的技术要求
矿粉类型
通过率
VBF
IVR
ΔTBA
比外表积〔M2/kg〕
2mm
D
上限
上限
上限
F3
100
85-99
≥80
≥70
10
40
10-20
35
使用含有一定生石灰含量的掺合填料时，在EME2总质量中生石灰的含量不应该超过1%。
1.4沥青结合料
沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量和模量上下的主要因素。高模量沥青结合料必须具有高粘度，与集料有很好的粘附性，以便保证沥青混凝土有足够高的弹性模量以及高温稳定性和低温韧性。因此选择沥青时，除了要注意沥青自身品质的优劣以外，还要注意沥青标号对当地环境、气温的适应性。为了到达高模量沥青混凝土的设计高模量，可以直接选用20/30低标号硬质沥青，也可以选用30/45或者35/50号沥青加高模量添加剂作为沥青结合料。欧洲标准中各类硬质沥青分类技术标准如下表：
表4沥青原材料技术要求〔NFEN12591〕
类别
单位
试验方法
分级
20/30
30/45
35/50
40/60
25度针入度
EN1426
20－30
30－45
35－50
40－60
软化点
℃
EN1427
55－63
52－60
50－58
48－56
闪点，最小值
℃
EN22592
240
240
240
230
溶解度，最小值
%
EN12592
蜡含量，最大值
%
EN12606-1
EN12606-2