1、课题来源与背景
本项目为泉州市科学技术局下达的2012年度指导性科技计划项目(泉科〔2012〕179号)。
2、研究目的与意义
近年来,在旧水泥混凝土路面改建加铺时广泛采用沥青路面加铺结构。但福建属于南方湿热地区,具有高温多雨的气候环境,并随着社会经济的发展,重载、超载现象日益显著,很多以往修筑的加铺沥青面层结构出现了不同程度的反射裂缝、车辙、推移、水损害等早期破坏,严重影响沥青加铺层使用性能。在这样的环境下,如何针对福建等南方湿热地区特有的地理气候和道路交通环境提出适宜的加铺沥青面层结构与施工技术,提高加铺沥青面层的使用性能和使用寿命无疑具有重大意义。
3、主要论点与论据
(1)实现水泥混凝土路面直接加铺沥青技术,保留了旧混凝土路面板,节约了挖除费用40元/㎡;(2)采用加铺15厘米微粘结级配碎石+18厘米沥青面层能有效减少加铺结构的反射裂缝和基层水损害等问题,且相较于直接加铺22厘米沥青面层节约了造价约63元/㎡;(3)研发的新型改性沥青能显著延长寿命,提高行车舒适性,且按每方沥青含有量5%计算,节约资金250元/m3。
4、创见与创新
针对当前水泥混凝土路面直接加铺沥青,打裂压稳和旧路面破碎化加铺三大类旧路工况,提出并设计建造了八种典型沥青面层结构;针对公路重载交通和加铺改建的反射裂缝等不利特殊问题,综合半刚性基层与级配碎石基层两种基层材料优点,提出了微粘结级配碎石柔性基层概念和加铺组合结构;对于温热地区的沥青高温、水损害挑战,开展对基质沥青进行橡胶粉、SBS、聚苯乙烯、聚丙烯等改性剂的复合改性研究,在增加加铺沥青材料弹性恢复能力的同时,提高了粘度,形成改性材料配方和混合料设计要求。综合以上各方面的研究,形成了湿热地区公路水泥混凝土路面加铺沥青典型结构、材料与施工成套技术,编制相应技术指南,指导加铺工程的设计施工。
5、社会经济效益,存在的问题
(1)课题组编写实施了《水泥混凝土路面加铺沥青面层典型结构技术指南》、《微粘结级配碎石及沥青稳定碎石技术指南》及《南方湿热地区高弹高粘复合橡胶改性沥青材料技术指南》三个技术文件。其应用成果在省道308线等多个路段应用推广,取得良好效果。在项目的研究过程中,省内外的一些公路系统多次集体观摩学习,起到了良好的示范宣贯作用和技术推动作用。
(2)目前课题提出的打裂压稳旧路处置、微粘结级配碎石基层、碎石化处置典型重载交通白改黑结构、ATB材料设计、细粒式改性沥青混凝土材料设计,以及接缝处置等施工技术已在福建广泛应用。截至2014年底福建省公路水泥混凝土路面里程已达7万公里,以公路每年沥青改建加铺300-600公路水泥路面面积估算,成果推广每年将产生约3.6亿及以上的经济效益。为全国湿热地区“白改黑”工程提供了重要技术支持,并产生了显著社会经济效益。
(3)存在问题①可进一步开展乳化沥青水泥类的微粘结级配碎石研究。②需提出微粘结级配碎石现场施工验收的技术标准。③应针对超薄沥青层加铺进行研究。④应对试验路段进行长期性能观测,进一步完善课题成果。
6、获奖情况
2015年度泉州市科技进步奖二等奖
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