德国沥青路面设计方法.docx
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德国沥青路面设计方法
密度
g/cm3
抗压强
度
N/mm2
磨光
值 PSV
抗击碎强度
碎石 SD10
%
8
石屑 /砂砾 SZ /12
%
2.75~2.95
180~250
44~60
7-17
9-20
第七篇德国沥青路面设计方法
德国高速公路以其历史久远、良好的性能而闻名于世。
今
年上半年笔者作为国家公派的高级访问学者,在德国乌珀塔尔大
学进行为期四个月的访问学习。
现将德国高速公路沥青路面的设
计要点以及与我国目前的现状做一下介绍和比较分析。
第一章 材料
1.1物集料
⑴ 沥青路面面层石料
在德国沥青面层矿物集料一般采用辉绿岩。
从使用情况来看,
辉绿岩具有良好的抗压、抗击碎、高温稳定和抗磨耗性能。
其主
要技术指标如下:
说明:
SD10 见德国标准 DIN52115;SZ8/12 见德国标准
DIN52115。
⑵有的高速公路路面面层也使用玄武岩。
玄武岩有 一个特
点, 长期处在高温阳光照射下,其表面会出现斑点和裂纹,最终
导致表层剥离。
在德国考虑使用玄武岩时, Sonnenbrand 试验
(暂译为光照剥离试验 )是必须要做的。
其方法是将玄武岩做成标
准试块,放在蒸馏水中在规定的时间和温度内进行煮熬 (具体见
德国试验规程 ),玄武岩表面可能产生斑点和像头发丝样裂纹。
煮熬后玄武岩剥离部分不超过原试块重量的1%。
同时要对玄武
岩的碎石和石屑做强度检验。
对于碎石和石屑在煮熬前后抗击碎
试验值 SD10、SD8/12 两者之差不超过 5%,对优质石屑不超过
3%。
⑶ 石料高温稳定性试验
石料在常温下,其各项技术性能指标能满足规定要求,一旦
在高温条件下,其性能会发生改变。
在德国热铺沥青路面(温度
大于 120℃)中的矿物集料都要做高温稳定性试验。
试验方法是
把砂砾或石屑放在马弗炉中进行高温加压,试验前后的砂砾或石
屑剥离部分增量不超过 3%。
同时还要进行抗击碎强度试验,在做
高温稳定性试验前后,抗击碎强度值 SZ8/12 增加值不大于 3%。
如果以上两个指标都能满足要求,就证明集料高温稳定性达到要
求。
1.2沥青
⑴ 公路沥青
德国公路沥青标号按温度在 25℃时的针入度划分,共分 5
类,其主要技术指标如下:
试验项目公路沥青
B200
B80
B65
B45
B25
针入度
1
[ /10mm]
160~21
0
70~100
50~70
35~5
0
20~3
0
软化点 [℃]
37~44
44~49
49~54
54~5
9
59~6
7
弗拉斯脆点 [℃
]≤-15
≤-10
≤-
8
≤-6
≤-2
3
密度 [g/cm ]
1.02
1.03
1.0
3
1.04
1.04
延度 7℃
[cm]
—
≥5
—
—
—
13℃[cm]
—
—
≥8
—
—
25℃[cm]
—
—
—
≥40
≥15
⑵ 稀释沥青
按德国标准 DIN1995 用 FB500 表示。
这种沥青在稀释剂蒸
发后
残留下来的物质针入度通常为 500 1/10mm,残留物的最小针入度
100
1/ 10mm,软化点不小于 30℃。
⑶ 乳化沥青
乳化沥青分为非稳定性和稳定性两大类。
这里介绍的是非稳
定性乳化沥青,也是在高速公路上常用的乳化沥青。
非稳定性乳
试验项目
聚合物改性沥青
PmB8
0APmB80B
A
PmB65
PmB65
B
PmB65
C
PmB45
A
PmB45
B
PmB45
C
1
针入度 [ /10mm]
≥120
≥50
≥20
软化点 [℃]
40-48
48-55
55-63
弗拉斯脆点 [℃
] ≤-20
≤-15
≤-10
延度 7℃ [cm]
≥1
00 ≥ 50
—
—
—
—
—
—
B、 指标见下表:
化沥青按照德国标准 DIN1995 分为 U60K 和 U70K 两类。
根据含
水
量要求, U60K 含水量不超过 45%,U70K 含水量不超过 32%。
蒸
发
后残留沥青软化点在 37℃和 49℃之间。
⑷ 冷铺沥青
按照德国标准 DIN1995 冷铺沥青用 KB 表示。
这种沥青允许
最大溶剂不超过 30%,冷铺沥青在蒸发后的残留物软化点在 27
℃和 49℃之间。
⑸ 聚合物改性沥青
德国采用的聚合物改性沥青分为弹性改性沥青和热塑性改
性沥青。
用 PmB 开头和后面的数字表示。
弹性改性沥青分为
A、B 两类,热塑性改性沥青为 C 类。
聚合物改性沥青主要技
术
试验项目
路面表处聚合物改性沥青
A1
A2
B
C1*
C2*
D*
针入度
1
[ /10mm]
≥80
≥40
≥20
0
—
—
—
软化点 [℃]
≤9.5
≥50
≥25
≤49.
5
≥50
≥25
13℃ [cm]
25℃ [cm]
—
—
≥10
0
≥30
≥15
—
—
—
≥40
≥20
≥10
弹性恢复 [%]
≥
50 ≥50
≥50
≥50
—
≥5
0
≥5
0
—
路面表处的聚合物改性沥青主要技术指标见下表。
⑹ 路面表处的聚合物改性沥青用 PmOB 表示。
分为:
品种类型
聚合物改性沥青AA1
、A2
聚合物改性稀释沥青BB
聚合物改性乳化沥青C
C1、C2
聚合物改性稀释乳化沥青DD
C、D 两类改性沥青性能相当于非稳定性乳化沥青U60K
和 U70K。
弗拉斯脆点
[℃]
≤-15
≤-
10
≤-
20
≤-15
≤-
10
≤-20
弹性恢复 [%]
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
≥50
注:
*表示按照德国标准 DINV52041-2 乳化沥青中的残留物 PmOB。
⑺ 冷铺法施工中的薄面层所使用的聚合物改性沥青用
PmBE-DSK 表示。
这种改性沥青与其它乳化沥青没有本质区别。
PmBE-DSK 具有阳离子,其含水量必须严格符合 TLPmBE-DSK 要
求。
乳化聚合物改性沥青回收后的沥青软化点不小于50℃,弗拉斯
脆点不大于 -15℃以及弹性恢复不小于 50%。
第二章路面结构
德国高速公路沥青路面部分自下而上 (不含基层 ,底基层 )分
别为承重层、联结层和面层
2.1承重层
承重层由级配的矿物集料与公路沥青拌和而成。
必须具有足
够的稳定性和承载能力。
按照德国规范 ZTVAsphalt-StB 规定承
重层施工时分为一层和多层,其沥青混合料共分5 个类型
AO、A、B、C、CS。
每层压实厚度不小于 8cm,多层厚度大于
16cm。
承重层除了每层最小碾压厚度外,层数和总厚度取决于公
路等级。
在高速公路上采用的是多层结构,通常为二层或三层。
上面所指 5 种沥青 混合料在多层结构中的最下面一层均可使用。
AO 和 A 型结构容易压实成型,因此特别适合于其下面的基层由于
沥青混合料
类型
AO
0 0
/2~ /32
A
0 0
/2~ /32
B
0 * 0
/16 , /22
0
/32
C
0 * 0
/16 , /
0
22, /32
CS
0 * 0
/16 , /
0
22, /32
单
位
粒径> 2mm
0~80
0~35
>35~6
0
>60~8
0
>60~80
%
粒径
<0.09mm
2~20
4~20
3~12
3~10
3~10
%
层 次
等 级
高速公路
I 级公路
一层
CS
B、C、CS
二层
CS
1)
B 、C、CS
三层
B、C、CS(AO、A)2)
A、B、C、CS
青混合料的级配与一些检测指标列表如下:
路基承载力和稳定性差而难以压实时使用。
对于重交通快车道的
公路承重层第一层、第二层均可采用 CS 型结构;对于 I 级公路,
如果最下面一层采用 AO、 A 型结构,则其上面一层不能使用 B
型结构。
德国高等级公路承重层的 5 种结构类型组合见下表:
说明 :
1)如果第三层采用的 AO 或 A 型结构,则不采用。
2)只适用于上面是沥青路面。
沥青承重层要分层施工,施工时的空气温度不低于 -3℃,
并且下面的基层要求无雪无霜无冰无水膜。
为了保证与基层的粘
接力,要求在基层表面喷洒粘结剂。
下面将承重层5 个类型沥
公称粒径
≥10
≥10
≥10
≥10
≥10
%
最大粒径
筛余量
≤20
≤10
≤10
≤10
≤10
%
沥青含量
≥3.3
≥.3
≥3.9
≥3.6
≥3.6
%
马氏稳定度
≥2
≥3
≥4
≥5
≥8
KN
马氏流值
1.5~4.0
1.5~4.
0
1.5~4.
0
1.5~4.
0
1.5~5.
0
mm
空隙率
4~20
4~14
4~12
4~10
5~10
VOL
.-%
压实度
96
96
97
97
97
%
沥青标号
B65、B80、(B45)
注:
* 只作为调平层。
()仅适合于第三层。
2.2沥青路面联接层
德国高等级公路的沥青路面结构中均设置联接层,位于面层
下面,类似于我国的中面层。
它是由级配矿物集料与公路沥青拌
和而成,必须有良好的稳定性和承载力,起到调平下面承重层和
吸收由于交通荷载而引起的水平剪力功能。
为了达到稳定性和抗
剪切效果,在联接层中的用砂要专门加工成优质轧制砂。
在联接
层中采用聚合物改性沥青并具有相应的粘度是十分有益的。
联接
层施工方法为热铺法,其表面没有保护层,不宜长时间跑车。
联接层的施工厚度按德国规范 ZTVAsphalt-StB 取决于混合
料的最大粒径及碾压条件等因素。
混合料类型
沥青联接层
单位
矿 料
优质石屑,优质轧制
石屑填料 (矿粉 )
优质石屑,优质轧
制石屑天然砂 ,填
料(矿粉 )
0/22S
0/16S
0/16
0/111)
%
<0.09mm
4~8
4~8
3~9
3~9
%
>2.0mm
70~80
70~75
60~75
50~70
%
>8.0mm
—
—
—
≥20
%
>11.2mm
—
≥25
≥20
≤10
%
>16mm
≥25
≤10
≤10
—
%
>22.4mm
≤10
—
—
—
%
轧制砂与天
然砂比
1:
02)
1:
02
)
≥1:
1
≥1:
1
沥青标号
(B65)、
B45
(B65)、
B45
B65、B8
0
B65、B
80
联接层主要技术指标见下表:
粒径 (
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