高模量沥青混凝土介绍.doc

一.背景
公路桥面铺装层为路面最薄弱环节之一。一方面与普通沥青路面相比桥面铺装气候、行车条件更为严酷，破坏现象出现更早，破坏更严重。另一方面，桥面沥青铺装层对桥面沥青混凝土层起着保护层的作用，既要封水，减少降水对桥面水泥混凝土层的侵蚀，又要缓和行车荷载对桥面水泥混凝土层的冲击作用。由于桥面水泥混凝土层与沥青层的模量相差很大，作用界面上应力相对集中，行车荷载作用时，桥面沥青混凝土层的受力作用比普通沥青混凝土路面要大得多。这种作用力主要是两种作用形式，一是行车荷载产生的剪应力，二是桥面形变产生的剪应力。正是这些作用条件，要求桥面沥青铺装层与水泥混凝土层面具有良好的连接界面和较高强度的沥青路面铺装层。由于水的存在，要求粘结材料必须具有良好的水稳定性。
为提高沥青混合料的高温稳定性，减小车辙和层间破坏，该项目调查了国内外近年来在沥青桥面铺装技术方面的研究成果，通过大量的室内对比实验研究，在初步研究的基础上提出，采用高模量沥青混凝土是一种有效的方法。
高模量沥青混凝土（HighModulusAsphaltConcrete）的理念最初由法国提出，在高模量沥青混凝土技术应用上旨在提高解决沥青路面在使用过程中出现的面层抗车辙能力不足及基层刚度不够的问题，并在法国成功使用已超过20年的时间。依据法国铺设之经验显示：与AC相比较而言，使用的是高粘性沥青，设计出的混合料是具有高含量的胶结料和低的空隙率，因此，能够有较好的抗疲劳能力；比较传统的软沥青，高粘沥青具有较低的愈合能力。混合料具有的高模量可以减少传递到底基层的应力，在与AC相同的厚度层的情况下；沥青含量大约在6%（油石比），HMAC的密实度、耐久性、抗车辙能力及抗疲劳能力均明显比传统密级配沥青混合料要好，是一种高模量高质量的沥青混凝土。
高模量混凝土应用于桥面铺装，可通过提高沥青混凝土的模量，降低了与水泥混凝土板的模量差异，降低车辆荷载作用下沥青混凝土产生的变形，减少沥青混凝土的不可恢复的残余变形，提高路面抗高温变形能力，延缓车辙的产生，降低车辙深度，改善路面的疲劳性能，延长路面使用寿命。采用高模量沥青混凝土材料，不仅可以减少桥面铺装本身的车辙，而且增加了铺装层对荷载的分布能力，有助于减小行车荷载产生的剪应力和桥面变形产生的剪应力，同时，由于空隙率下，其防水效果有了大幅度的提高，对增强桥面铺装的整体防水能力非常有利。
二、国内外研究概况

高模量沥青混凝土最早使用的是在法国，随着交通荷载对道路性能要求的不断提高，越来越多的国家和地区开始重视高模量沥青混凝土的生产，并着手研究此种路面材料的设计方法和施工工艺等，例如英国、意大利、葡萄牙和美国等。
（1）法国
按照法国高模量沥青混凝土标准NFP98-140中定义，复数模量（15℃，10Hz）≥14000MPa的沥青混凝土才能成为高模量混凝土。
1980年，以GBTHP（法文名称）命名的高模量沥青混凝土问世，主要应用于路面补强和路面部分开挖重建工程中，主要是针对城市道路因受到地下管道、路缘石等障碍的约束，开挖深度受到限制，而首次使用此高模量沥青混凝土，发挥其高模量和更高的抗疲劳能力而降低铺筑层厚度，同时保证其在路面设计寿命内，提供相同的服务能力的同时，不会出现早期的结构破坏情况。
80年代末期，新建高速公路基层、粘结层大量铺筑薄层高模量沥青混凝土BBTM。
从2004年起，有LCPC组织对高模量沥青混凝土展开系统研究。目前在法国国内采用高模量沥青混凝土，主要通过两条途径：一是采用低标号沥青，即30#以下的沥青，主要采用的是20#沥青，另一种是采用高模量添加剂。
（2）英国
英国的沥青研究部门Tarmac和Nynas于2002年启动了一项针对高模量沥青混凝土的专项研究，目的在于制订出一套新的适用于英国的关于高性能沥青混凝土的规范。该项目取得了较为显著的成果，大量的试验数据显示高模量沥青混凝土EME2是一种强度和耐久性都令人满意的路面材料，已经被交通部门推荐给公路代理商和养护部门。
由于EME2混合料是集料和沥青胶结料经过特殊的配合比组合来满足特定的性能要求，因此要发展EME2，关键是要形成一套专门的混合料配合比设计方法。在2003年底，整个项目的研究成果总结为TRL636报告，由沥青生产商、公路代理商和施工单位等起草出第一套EME2规范，其中包括EME2设计、生产和铺筑要求，该规范目前已经投入使用。
（3）意大利
AMontepara和GTebaldi等人曾对高模量沥青混凝土和三种改性沥青混合料基层展开调查研究，目的是分析高模量沥青混凝土的路用性能以及提高基层承载力的实际效果，他们还提出了正确使用高模量沥青混凝土基层的要点。
（4）葡萄牙
J.Transp.Engrg等人针对葡萄牙的炎热气候，展开了对高模量沥青混凝土抵抗车辙能力的研究，通过对16km