高模量沥青混凝土施工技术指南
Technology Guide for Construction of High-modulus Asphalt Concrete
辽宁省交通科学研究院
前 言
随着我国公路建设事业迅猛发展，各种新材料、新技术不断涌现。这些新材料、新技术的成功应用对于提高公路沥青路面质量、服务水平和延长路面使用寿命发挥了重要作用。
近年来多项研究表明沥青混合料在高温状态下产生的车辙、推移和拥抱等病害与其自身的模量有较强的相关性。因此，从提高沥青混凝土模量的角度出发提出解决路面高温病害的新材料—— 高模量沥青混凝土。
应用高模量沥青混凝土的主要目的是通过提高沥青混凝土的模量，减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的应变，减少沥青混凝土的不可恢复残余变形，提高沥青路面抗高温变形能力，延缓车辙的产生，延长路面的维修周期和使用寿命。
提高沥青混凝土模量的有效途径有两种：一是添加外掺剂高模量沥青混凝土，即在普通沥青混凝土中加入外掺剂来提高其模量；二是采用适合北方地区，兼顾高低温性能的低标号沥青。由于组织生产较难，目前在我省使用低标号沥青还不具备条件，故本指南主要针对采用外掺剂的高模量沥青混凝土。
本指南主要内容包括：高模量沥青混凝土对原材料的要求、混合料配合比设计、混合料生产工艺、高模量沥青混凝土路面铺筑技术以及施工质量管理等。
与普通沥青混凝土相比，高模量沥青混凝土的施工主要有以下特点： 1．混合料配合比设计进行体积分析时，需考虑外掺剂的影响； 2．混合料拌和时需加入高模量外掺剂（固体颗粒）； 3．混合料拌和温度较普通沥青混合料略高；
4．混合料摊铺、碾压温度较普通沥青混合料高，要求压路机紧跟摊铺机； 5．终压温度较普通沥青混合料高。
本指南是根据由辽宁省交通科学研究院承担的交通部科研项目―高模量沥青混凝土应用技术研究‖ 的室内试验以及在高速公路、普通公路上铺筑试验路的成果编制而成，对于高模量沥青混凝土在辽宁省应用具有指导意义。但高模量沥青混凝土在我省应用刚
刚开始，有许多问题还需要通过实践进行调整。因此，竭诚希望使用者在使用本指南时，要紧密结合本地的交通和气候状况，注意总结经验，不断进行改进。
本指南由辽宁省交通科学研究院负责解释，各单位在使用中对本指南有何意见和建议，请及时函告辽宁省交通科学研究院。地址：沈阳市东陵区文萃路81号，电话：024-24512416，传真：024-24506090，邮编：110015，联系人：范兴华。
主编单位：辽宁省交通科学研究院 主要起草人：刘云全、范兴华
目 录
1 总则 . ..................................................................................................................................... 1 2 术语、符号、代号 . ............................................................................................................. 2
2.1 术语 . ........................................................................................................................... 2 2.2 符号及代号 . ............................................................................................................... 3 3 材料 . ..................................................................................................................................... 4
3.1 一般规定 . ................................................................................................................... 4 3.2 道路石油沥青 . ........................................................................................................... 4 3.3 粗集料 . ....................................................................................................................... 5 3.4 细集料 . ....................................................................................................................... 6 3.5 填料 . ........................................................................................................................... 6 4 配合比设计 . ......................................................................................................................... 7
4.1 设计原则 . ................................................................................................................... 7 4.2 设计标准 . ................................................................................................................... 7 4.3 配合比设计 . ............................................................................................................... 8 4.4 目标配合比检验 . ..................................................................................................... 13 4.5 生产配合比设计和试拌试铺 . ................................................................................. 13 5 施工工艺 . ........................................................................................................................... 13
5.1 施工温度 . ................................................................................................................. 13 5.2 混合料的拌和 . ......................................................................................................... 14 5.3 混合料的运输 . ......................................................................................................... 15 5.4 混合料的摊铺 . ......................................................................................................... 16 5.5 沥青混合料的压实 . ................................................................................................. 16 5.6 接缝、开放交通 . ..................................................................................................... 18 6 施工质量管理和验收 . ....................................................................................................... 19
6.1 施工前的材料与设备检查 . ..................................................................................... 19 6.2 试验路段的铺筑 . ..................................................................................................... 19 6.3 施工质量管理及验收 . ............................................................................................. 20 本指南用词说明 . ..................................................................................................................... 22
1 总则
1.0.1 为推广应用―高模量沥青混凝土‖技术，保证沥青路面的施工质量，特制定本指南。
1.0.2 本指南适用于辽宁中部环线高速公路本溪至辽中段路面中面层铺筑高模量沥青混凝土的施工。
1.0.3 高模量沥青混凝土路面施工必须有施工组织设计，并保证合理的施工工期。沥青路面不得在低于气温15℃，以及雨天、路面潮湿的情况下施工。
1.0.4 沥青面层宜连续施工，避免与可能污染沥青层的其他工序交叉干扰，以杜绝施工和运输污染。
1.0.5 沥青路面试验检测的试验室应通过认证，取得相应的资质，试验人员持证上岗，仪器设备必须检定合格。
1.0.6 铺筑高模量沥青混凝土路面时，除本指南已有规定外，应遵照项目相关技术要求、项目招标文件技术规范、设计文件以及中华人民共和国行业标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的规定执行。
2 术语、符号、代号
2.1 术语
2.1.1 沥青结合料 Asphalt binder，Asphalt cement
在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等) 的总称。 2.1.2 高模量外掺剂 High modulus additive
为提高沥青混凝土的模量而添加的高分子化合物。 2.1.3 沥青混合料Bituminous mixtures(英) ，Asphalt(美)
由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料，按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm) 、粗粒式(公称最大粒径26.5mm) 、中粒式(公称最大粒径16或19mm) 、细粒式(公称最大粒径9.5或13.2mm) 、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm) 沥青混合料。按制造工艺分热拌沥青混合料；冷拌沥青混合料；再生沥青混合料等。
2.1.4 密级配沥青混合料Dense-graded bituminous mixtures(英) ，Dense-graded asphalt mixtures (美)
按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料，与沥青结合料拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及气候情况、层位可作适当调整）的密实式沥青混凝土混合料（以AC 表示）和密实式沥青稳定碎石混合料(以ATB 表示) 。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。
2.1.5 高模量沥青混凝土
通过采用高模量外掺剂或使用低标号沥青等技术，使沥青混凝土在15℃、10Hz 试验条件下的动态弹性模量达到14000Mpa 以上，45℃，10Hz 条件下动态模量达到2000 Mpa 以上；45℃，0.1Hz 条件下动态模量达到500 Mpa以上，60℃、0.7Mpa 条件下动稳
定度达到5000次/mm以上的沥青混混凝土称为高模量沥青混凝土。
2.2 符号及代号
本指南各种符号、代号以及意义详见表2.2 。
符号及代号 表2.2
3 材料
3.1 一般规定
3.1.1 沥青路面使用的各种材料运至现场后必须取样进行质量检验，经评定合格方可使用，不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。
3.1.2 沥青路面集料的选择必须经过认真的料源调查，确定料源应尽可能就地取材。质量符合使用要求。
3.1.3 集料粒径规格以方孔筛为准。不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放。
3.2 道路石油沥青
3.2.1 沥青采用90#道路石油沥青，其质量应符合表3.2.1规定的技术要求。 3.2.2 沥青在贮运，使用及存放过程中应有良好的防水措施，避免雨水或加热管道蒸汽进入沥青中。
石油沥青技术要求 表3.2.1
注： [1] 60℃动力粘度必须达到技术指标要求。 [2]老化试验以TFOT 为准，也可以RTFOT 代替。
3.3.1 中面层要求采用大型反击破碎机加工的优质石灰岩石料，粗集料分为五档为4.75-9.5mm 、9.5-13.2mm 、13.2-16mm 、16-19mm 、19-26.5mm ，其中4.75-9.5mm 档集料要求必须采用轴破进行二次加工。
3.3.2 粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量应符合表3.3.1的规定。
粗集料质量技术要求 表3.3.1
注：坚固性试验可根据需要进行；
3.3.3 粗集料的粒径规格应按照表3.3.2的规定生产加工。各档料级配组成应保持一致性，不能有较大变化。采石场在生产过程中必须彻底清除覆盖层及泥土夹层，生产碎石时不得含有土块、杂物。
沥青混合料用粗集料的规格 表3.3.2
3.4.1 沥青路面的细集料仅指石灰岩机制砂。细集料必须采用优质的石灰岩碎石，碎石重点应控制压碎值、吸水率和粘附性指标，严禁采用石屑或掺加石屑及使用含泥土、杂质的边角尾料加工。
3.4.2 细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，必须测定其粗糙度指标，其质量应符合表3.4.1的规定。
沥青混合料用细集料质量要求 表3.4.1
注: 坚固性试验可根据需要进行；
3.4.3 细集料分为0-1mm ；1-2mm ；2-5mm 三档料，其各档规格见表3.4.2。
沥青混合料用机制砂规格 表3.4.2
3.5 填料
矿粉必须保持干燥，能从石粉仓中自由流出，回收粉尘严禁使用，其质量标准见表3.5.1为提高石料与沥青的粘结力，在中下面层沥青混合料中掺加32.5＃普通硅酸岩水泥
替代部分矿粉，水泥用量为矿料总量的2％。
沥青混合料用矿粉质量要求 表3.5.1
4 配合比设计
4.1 设计原则
4.1.1 高模量沥青混合料的设计，应遵循现行规范关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比以及试拌试铺验证三个阶段，确定矿料级配及最佳沥青用量。 4.1.2 高模量沥青混合料配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法，有条件的单位也可以采用Superpave 设计方法进行设计。
4.1.3 结合公路沥青路面结构的实际情况，按照工程最大粒径的大小及压实层的厚度，铺筑高模量沥青混合料的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的3倍。
4.2 设计标准
4.2.1 本指南高模量沥青混合料的级配类型按照辽宁中部环线高速公路本溪至辽中设计文件和相关材料技术要求进行。
4.2.2 高模量沥青混合料的配合比设计，应符合表4.2.2的要求。
高模量沥青混合料马歇尔试验技术标准 表4.2.2
注： 矿料间隙率宜控制在表中规定值加2%范围以内；
4.2.3 高模量沥青混合料配合比检验，应符合表4.2.3各项指标要求。
高模量沥青混凝土配合比设计检验指标 表4.2.3
4.3 配合比设计
4.3.1 高模量沥青混合料必须在对同类公路配合比设计和使用情况调查研究的基础上，充分借鉴成功的经验，选用符合要求的材料，进行配合比设计。
4.3.2 高模量沥青混合料的配合比设计应按以下步骤进行。
（1）目标配合比设计阶段。用工程实际使用的材料按《公路沥青沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中规定的马歇尔设计方法，优选矿料级配、确定最佳沥青用量，符合配合比设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标配合比，供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
（2）生产配合比设计阶段。对间歇式拌和机，应按规定方法取样测试各热料仓的材料级配，确定各热料仓的配合比，供拌和机控制室使用。同时选择适宜的筛孔尺寸和安装角度，尽量使各热料仓的供料大体平衡。并取目标配合比设计的最佳沥青用量OAC 、OAC±0.3％等3个沥青用量进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量，由此确定的最佳沥青用量与目标配合比设计的结果的差值不宜大于±0.2％。
（3）生产配合比验证阶段。拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比的矿料合成级配中，至少应包括0.075mm 、2.36mm 、4.75mm 及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值，并避免在0.3mm ～0.6mm 处出现―驼峰‖。对确定的标准配合比，宜再次进行车辙试验和水稳定性检验。
（4）确定施工级配允许波动范围。根据标准配合比及质量管理要求中各筛孔的允许波动范围，制订施工用的级配控制范围，用以检查沥青混合料的生产质量。 4.3.3 高模量沥青混合料的目标配合比设计按照图4.3.1流程图进行。 4.3.4 设计初试级配
（1）宜在工程设计级配范围内计算1～3组粗细不同的配比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0.3mm ～0.6mm 范围内不出现―驼峰‖。当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。
（2）根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA ，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。 （3）矿料合成级配的毛体积相对密度γsb 按下式计算：
γsb =
100P1
γ1
+
P2
γ2
+ +
Pn
γn
式中：P 1、P 2、……Pn 为各种矿料成分的配比，其和为100；γ1、γ2、……γn 为各种矿料相应的毛体积相对密度，粗集料按T 0304方法测定，机制砂可按T 0330方法测定，也可以用筛出的2.36mm ～4.75mm 部分的毛体积相对密度代替，矿粉(含水泥) 以表观相对密度代替。
图4.3.1 高模量沥青混合料目标配合比设计流程图
（4）矿料合成级配的表观相对密度按照下式
γsa =
100
Pn P1P2
++ +'''γ1γ2γn
´
´
´
式中：P 1、P 2、……Pn 为各种矿料成分的配比，其和为100, γ1、γ2、……γn 为各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。 （5）按照下式计算矿料的合成有效相对密度：
γse =C ⨯γsa +(1-C ) ⨯γsb
2
C =0. 033ωX -0. 2936ωX +0. 9339
⎛11
W X ＝ - γ
⎝sb γsa ⎫
⎪⨯100⎪⎭
式中：γse −−合成矿料的有效相对密度； C −−合成矿料的沥青吸收系数；
w x −−合成矿料的吸水率，按式(B.5.6.4)求取，％； γsb −−材料的合成毛体积相对密度，无量纲；
γsa −−材料的合成表观相对密度，无量纲。
（6）当不具备用真空法测混合料的最大理论密度时，可采用如下公式计算混合料的最大理论相对密度：
100＋P a +P h
γt =
100Pa P h
++
γse γb γh
式中： γt ——相对于计算沥青用量P bi 时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；
P a ——所计算的沥青混合料中的油石比，％；
P h ——高模量外掺剂的以矿料得质量百分数计，由占混合料总质量的百分数换
算得到，％；
γse ——矿料的有效相对密度，无量纲； γb ——沥青的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲；
γh ——高模量外掺剂的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲。
（7） 按照以下公式计算混合料的空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度等体积指标，取1位小数，进行体积组成分析。
VV = 1-γ⎪⎪⨯100
t ⎭⎝
⎛
γf ⎫
γf ⎛⎫
VMA = 1-⨯Ps ⎪⎪⨯100 γsb ⎝⎭VFA =
式中：VV ——试件的空隙率，％；
VMA ——试件的矿料间隙率，％；
VFA ——试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA 的体积比例) ，％； γf ——按B.5.8测定的试件的毛体积相对密度，无量纲； γt ——沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；
Ps ——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即Ps =100-Pb ，％； γsb ——矿料混合料的合成毛体积相对密度。
（8）进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值，材料加热及试件成型温度参照表4.3.1。
建议的材料加热及试件成型温度 表4.3.1
注：视拌和站与施工现场距离确定击实成型温度。
VMA －VV
⨯100
VMA
（9） 按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）附录B 确定最佳沥青用
量。
4.4 目标配合比检验
4.4.1 高模量沥青混合料的目标配合比设计完成后应按照本节4.2.3要求的项目进行车辙动稳定度、低温弯曲破坏应变、水稳定性、动态模量等指标的检验。 4.2.4 经检验合格的配合比可作为目标配合比进行生产配合比设计。
4.5 生产配合比设计和试拌试铺
4.5.1 高模量沥青混合料应根据目标配合比设计的结果，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）规定的方法进行生产配合比设计和试拌试铺检验。 4.5.2 生产配合比应以二次筛分后的热料仓材料级配为基础进行，其中小于0.075mm 的细粉含量也应当采用水洗法测定，配合比设计步骤与目标配合比设计方法相同，矿料级配与沥青用量应与目标配合比设计相近，以减少试验工作量。
4.5.3 经生产配合比设计确定的油石比必须经过配合比设计检验及试验路铺筑认定。
5 施工工艺
5.1 施工温度
5.1.1 高模量沥青混凝土路面宜在较高温度条件下施工，当气温或下卧层表面温度低于15℃时不得铺筑高模量沥青混凝土路面。高模量沥青混凝土的施工温度参照表5.1.1。当摊铺层较薄或外界气温较低时取高限，反之可取低值。
建议的高模量沥青混凝土施工温度 表5.1.1
5.1.2 沥青混合料的温度应采用具有金属探测针的插入式数显温度计测量。在运料车上测量温度时，宜在车厢板侧板下方打一个小孔插入不少于15cm 量取。碾压温度可借助金属螺丝刀在路面辅助温度计测针插入摊铺层内部测量得到。
5.2 混合料的拌和
5.2.1 沥青混合料必须在沥青拌和厂(场、站) 采用拌和机械拌制。 （1） 拌和厂的设置必须符合国家有关环境保护、消防、安全等规定。
（2） 拌和厂与工地现场距离应充分考虑交通堵塞的可能，确保混合料的温度下降不超过要求，且不致因颠簸造成混合料离析。
（3） 拌和厂应具有完备的排水设施。各种集料必须分隔贮存，细集料应设防雨顶棚，料场及场内道路应作硬化处理，严禁泥土污染集料。
5.2.2 高模量沥青混合料采用间歇式拌和机拌制。拌和能力满足施工进度要求。拌和机除尘设备完好，能达到环保要求。冷料仓的数量满足配合比需要。
5.2.3 沥青混合料拌和设备的各种传感器必须定期检定，周期不少于每年一次。冷料供料装置需经标定得出集料供料曲线。
5.2.4 高模量沥青混合料的生产温度应符合5.1.1的要求。烘干集料的残余含水量不得大于1％。每天开始几盘集料应提高加热温度，并干拌几锅集料废弃，再正式加沥青拌和混合料。
5.2.5 高模量沥青混合料拌和时间根据具体情况经试拌确定，以沥青和外掺剂均匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于50s (其中干拌时间不少于10s ) ，加
入沥青后的湿拌时间不少于40s 。
5.2.6 间歇式拌和机的振动筛规格应与矿料规格相匹配，最大筛孔宜略大于混合料的最大粒径，其余筛的设置应考虑混合料的级配稳定，并尽量使热料仓大体均衡，不同级配混合料必须配置不同的筛孔组合。
5.2.7 间隙式拌和机宜备有保温性能好的成品储料仓，贮存过程中混合料温降不得大于10℃、且不能有沥青滴漏，高模量混合料只限当天使用。
5.2.8 高模量外掺剂可在粗集料投入的同时自动加入，经10s 左右的干拌后，再投入矿粉。
5.2.9 沥青混合料出厂时应逐车检测沥青混合料的重量和温度，记录出厂时间，签发运料单。
5.3 混合料的运输
5.3.1 高模量沥青混合料宜采用较大吨位的运料车运输，但不得超载运输，或急刹车、急弯掉头使透层、封层造成损伤。运料车的运力应稍有富余，施工过程中摊辅机前方应有运料车等候。宜待等候的运料车多于4辆后开始摊铺。
5.3.2 运料车每次使用前后必须清扫干净，在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂，但不得有余液积聚在车厢底部。从拌和机向运料车上装料时，应多次挪动汽车位置，平衡装料，以减少混合料离析。运料车运输混合料宜用苫布覆盖保温、防雨、防污染。
5.3.3 运料车进入摊铺现场时，轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物，否则宜设水池洗净轮胎后进入工程现场。沥青混合料在摊铺地点凭运料单接收，若混合料不符合施工温度要求，或已经结成团块、已遭雨淋的不得铺筑。
5.5.4 摊铺过程中运料车应在摊辅机前l00mm ～300mm 处停住，空挡等候，由摊辅机推动前进开始缓缓卸料，避免撞击摊辅机。在有条件时，运料车可将混合料卸入转运车经二次拌和后向摊铺机连续均匀的供料。运料车每次卸料必须倒净，如有剩余应及时清除，防止硬结。
5.4 混合料的摊铺
5.4.1 高模量沥青混合料应采用沥青摊铺机摊铺。摊辅机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。
5.4.2 摊铺机开工前应提前0.5～1h 预热熨平板不低于100℃。铺筑过程中应选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。
5.4.3 摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度宜控制在1～3m/min的范围内。发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。
5.4.4 摊铺机应采用自动找平方式，下面层或基层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式，上面层宜采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。宜采用非接触式平衡梁。 5.4.5 沥青路面施工的最低气温应符合总则1.0.4的要求。每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。
5.4.6 沥青混合料的松铺系数应根据混合料类型由试铺试压确定。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡。
5.4.7 摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离忻。 5.4.8 用机械摊铺的混合料，不宜用人工反复修整。当不得不由人工作局部找补或更换混合料时，需仔细进行，特别严重的缺陷应整层铲除。
5.4.9 在雨季铺筑沥青路面时，应加强与气象台（站）的联系合理安排施工，已摊铺的沥青层因遇雨未经压实的应予铲除。
5.5 沥青混合料的压实
5.5.1 压实成型的沥青路面应符合压实度及平整度的要求。 5.5.2 高模量沥青混凝土的压实层最大厚度不宜大于80mm 。
高模量沥青混凝土施工技术指南
Technology Guide for Construction of High-modulus Asphalt Concrete
辽宁省交通科学研究院
前 言
随着我国公路建设事业迅猛发展，各种新材料、新技术不断涌现。这些新材料、新技术的成功应用对于提高公路沥青路面质量、服务水平和延长路面使用寿命发挥了重要作用。
近年来多项研究表明沥青混合料在高温状态下产生的车辙、推移和拥抱等病害与其自身的模量有较强的相关性。因此，从提高沥青混凝土模量的角度出发提出解决路面高温病害的新材料—— 高模量沥青混凝土。
应用高模量沥青混凝土的主要目的是通过提高沥青混凝土的模量，减少车辆荷载作用下沥青混凝土产生的应变，减少沥青混凝土的不可恢复残余变形，提高沥青路面抗高温变形能力，延缓车辙的产生，延长路面的维修周期和使用寿命。
提高沥青混凝土模量的有效途径有两种：一是添加外掺剂高模量沥青混凝土，即在普通沥青混凝土中加入外掺剂来提高其模量；二是采用适合北方地区，兼顾高低温性能的低标号沥青。由于组织生产较难，目前在我省使用低标号沥青还不具备条件，故本指南主要针对采用外掺剂的高模量沥青混凝土。
本指南主要内容包括：高模量沥青混凝土对原材料的要求、混合料配合比设计、混合料生产工艺、高模量沥青混凝土路面铺筑技术以及施工质量管理等。
与普通沥青混凝土相比，高模量沥青混凝土的施工主要有以下特点： 1．混合料配合比设计进行体积分析时，需考虑外掺剂的影响； 2．混合料拌和时需加入高模量外掺剂（固体颗粒）； 3．混合料拌和温度较普通沥青混合料略高；
4．混合料摊铺、碾压温度较普通沥青混合料高，要求压路机紧跟摊铺机； 5．终压温度较普通沥青混合料高。
本指南是根据由辽宁省交通科学研究院承担的交通部科研项目―高模量沥青混凝土应用技术研究‖ 的室内试验以及在高速公路、普通公路上铺筑试验路的成果编制而成，对于高模量沥青混凝土在辽宁省应用具有指导意义。但高模量沥青混凝土在我省应用刚
刚开始，有许多问题还需要通过实践进行调整。因此，竭诚希望使用者在使用本指南时，要紧密结合本地的交通和气候状况，注意总结经验，不断进行改进。
本指南由辽宁省交通科学研究院负责解释，各单位在使用中对本指南有何意见和建议，请及时函告辽宁省交通科学研究院。地址：沈阳市东陵区文萃路81号，电话：024-24512416，传真：024-24506090，邮编：110015，联系人：范兴华。
主编单位：辽宁省交通科学研究院 主要起草人：刘云全、范兴华
目 录
1 总则 . ..................................................................................................................................... 1 2 术语、符号、代号 . ............................................................................................................. 2
2.1 术语 . ........................................................................................................................... 2 2.2 符号及代号 . ............................................................................................................... 3 3 材料 . ..................................................................................................................................... 4
3.1 一般规定 . ................................................................................................................... 4 3.2 道路石油沥青 . ........................................................................................................... 4 3.3 粗集料 . ....................................................................................................................... 5 3.4 细集料 . ....................................................................................................................... 6 3.5 填料 . ........................................................................................................................... 6 4 配合比设计 . ......................................................................................................................... 7
4.1 设计原则 . ................................................................................................................... 7 4.2 设计标准 . ................................................................................................................... 7 4.3 配合比设计 . ............................................................................................................... 8 4.4 目标配合比检验 . ..................................................................................................... 13 4.5 生产配合比设计和试拌试铺 . ................................................................................. 13 5 施工工艺 . ........................................................................................................................... 13
5.1 施工温度 . ................................................................................................................. 13 5.2 混合料的拌和 . ......................................................................................................... 14 5.3 混合料的运输 . ......................................................................................................... 15 5.4 混合料的摊铺 . ......................................................................................................... 16 5.5 沥青混合料的压实 . ................................................................................................. 16 5.6 接缝、开放交通 . ..................................................................................................... 18 6 施工质量管理和验收 . ....................................................................................................... 19
6.1 施工前的材料与设备检查 . ..................................................................................... 19 6.2 试验路段的铺筑 . ..................................................................................................... 19 6.3 施工质量管理及验收 . ............................................................................................. 20 本指南用词说明 . ..................................................................................................................... 22
1 总则
1.0.1 为推广应用―高模量沥青混凝土‖技术，保证沥青路面的施工质量，特制定本指南。
1.0.2 本指南适用于辽宁中部环线高速公路本溪至辽中段路面中面层铺筑高模量沥青混凝土的施工。
1.0.3 高模量沥青混凝土路面施工必须有施工组织设计，并保证合理的施工工期。沥青路面不得在低于气温15℃，以及雨天、路面潮湿的情况下施工。
1.0.4 沥青面层宜连续施工，避免与可能污染沥青层的其他工序交叉干扰，以杜绝施工和运输污染。
1.0.5 沥青路面试验检测的试验室应通过认证，取得相应的资质，试验人员持证上岗，仪器设备必须检定合格。
1.0.6 铺筑高模量沥青混凝土路面时，除本指南已有规定外，应遵照项目相关技术要求、项目招标文件技术规范、设计文件以及中华人民共和国行业标准《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的规定执行。
2 术语、符号、代号
2.1 术语
2.1.1 沥青结合料 Asphalt binder，Asphalt cement
在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂、改性剂等) 的总称。 2.1.2 高模量外掺剂 High modulus additive
为提高沥青混凝土的模量而添加的高分子化合物。 2.1.3 沥青混合料Bituminous mixtures(英) ，Asphalt(美)
由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料，按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5mm) 、粗粒式(公称最大粒径26.5mm) 、中粒式(公称最大粒径16或19mm) 、细粒式(公称最大粒径9.5或13.2mm) 、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm) 沥青混合料。按制造工艺分热拌沥青混合料；冷拌沥青混合料；再生沥青混合料等。
2.1.4 密级配沥青混合料Dense-graded bituminous mixtures(英) ，Dense-graded asphalt mixtures (美)
按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料，与沥青结合料拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及气候情况、层位可作适当调整）的密实式沥青混凝土混合料（以AC 表示）和密实式沥青稳定碎石混合料(以ATB 表示) 。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。
2.1.5 高模量沥青混凝土
通过采用高模量外掺剂或使用低标号沥青等技术，使沥青混凝土在15℃、10Hz 试验条件下的动态弹性模量达到14000Mpa 以上，45℃，10Hz 条件下动态模量达到2000 Mpa 以上；45℃，0.1Hz 条件下动态模量达到500 Mpa以上，60℃、0.7Mpa 条件下动稳
定度达到5000次/mm以上的沥青混混凝土称为高模量沥青混凝土。
2.2 符号及代号
本指南各种符号、代号以及意义详见表2.2 。
符号及代号 表2.2
3 材料
3.1 一般规定
3.1.1 沥青路面使用的各种材料运至现场后必须取样进行质量检验，经评定合格方可使用，不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。
3.1.2 沥青路面集料的选择必须经过认真的料源调查，确定料源应尽可能就地取材。质量符合使用要求。
3.1.3 集料粒径规格以方孔筛为准。不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放。
3.2 道路石油沥青
3.2.1 沥青采用90#道路石油沥青，其质量应符合表3.2.1规定的技术要求。 3.2.2 沥青在贮运，使用及存放过程中应有良好的防水措施，避免雨水或加热管道蒸汽进入沥青中。
石油沥青技术要求 表3.2.1
注： [1] 60℃动力粘度必须达到技术指标要求。 [2]老化试验以TFOT 为准，也可以RTFOT 代替。
3.3.1 中面层要求采用大型反击破碎机加工的优质石灰岩石料，粗集料分为五档为4.75-9.5mm 、9.5-13.2mm 、13.2-16mm 、16-19mm 、19-26.5mm ，其中4.75-9.5mm 档集料要求必须采用轴破进行二次加工。
3.3.2 粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量应符合表3.3.1的规定。
粗集料质量技术要求 表3.3.1
注：坚固性试验可根据需要进行；
3.3.3 粗集料的粒径规格应按照表3.3.2的规定生产加工。各档料级配组成应保持一致性，不能有较大变化。采石场在生产过程中必须彻底清除覆盖层及泥土夹层，生产碎石时不得含有土块、杂物。
沥青混合料用粗集料的规格 表3.3.2
3.4.1 沥青路面的细集料仅指石灰岩机制砂。细集料必须采用优质的石灰岩碎石，碎石重点应控制压碎值、吸水率和粘附性指标，严禁采用石屑或掺加石屑及使用含泥土、杂质的边角尾料加工。
3.4.2 细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，必须测定其粗糙度指标，其质量应符合表3.4.1的规定。
沥青混合料用细集料质量要求 表3.4.1
注: 坚固性试验可根据需要进行；
3.4.3 细集料分为0-1mm ；1-2mm ；2-5mm 三档料，其各档规格见表3.4.2。
沥青混合料用机制砂规格 表3.4.2
3.5 填料
矿粉必须保持干燥，能从石粉仓中自由流出，回收粉尘严禁使用，其质量标准见表3.5.1为提高石料与沥青的粘结力，在中下面层沥青混合料中掺加32.5＃普通硅酸岩水泥
替代部分矿粉，水泥用量为矿料总量的2％。
沥青混合料用矿粉质量要求 表3.5.1
4 配合比设计
4.1 设计原则
4.1.1 高模量沥青混合料的设计，应遵循现行规范关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比以及试拌试铺验证三个阶段，确定矿料级配及最佳沥青用量。 4.1.2 高模量沥青混合料配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法，有条件的单位也可以采用Superpave 设计方法进行设计。
4.1.3 结合公路沥青路面结构的实际情况，按照工程最大粒径的大小及压实层的厚度，铺筑高模量沥青混合料的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的3倍。
4.2 设计标准
4.2.1 本指南高模量沥青混合料的级配类型按照辽宁中部环线高速公路本溪至辽中设计文件和相关材料技术要求进行。
4.2.2 高模量沥青混合料的配合比设计，应符合表4.2.2的要求。
高模量沥青混合料马歇尔试验技术标准 表4.2.2
注： 矿料间隙率宜控制在表中规定值加2%范围以内；
4.2.3 高模量沥青混合料配合比检验，应符合表4.2.3各项指标要求。
高模量沥青混凝土配合比设计检验指标 表4.2.3
4.3 配合比设计
4.3.1 高模量沥青混合料必须在对同类公路配合比设计和使用情况调查研究的基础上，充分借鉴成功的经验，选用符合要求的材料，进行配合比设计。
4.3.2 高模量沥青混合料的配合比设计应按以下步骤进行。
（1）目标配合比设计阶段。用工程实际使用的材料按《公路沥青沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中规定的马歇尔设计方法，优选矿料级配、确定最佳沥青用量，符合配合比设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标配合比，供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。
（2）生产配合比设计阶段。对间歇式拌和机，应按规定方法取样测试各热料仓的材料级配，确定各热料仓的配合比，供拌和机控制室使用。同时选择适宜的筛孔尺寸和安装角度，尽量使各热料仓的供料大体平衡。并取目标配合比设计的最佳沥青用量OAC 、OAC±0.3％等3个沥青用量进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量，由此确定的最佳沥青用量与目标配合比设计的结果的差值不宜大于±0.2％。
（3）生产配合比验证阶段。拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比的矿料合成级配中，至少应包括0.075mm 、2.36mm 、4.75mm 及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值，并避免在0.3mm ～0.6mm 处出现―驼峰‖。对确定的标准配合比，宜再次进行车辙试验和水稳定性检验。
（4）确定施工级配允许波动范围。根据标准配合比及质量管理要求中各筛孔的允许波动范围，制订施工用的级配控制范围，用以检查沥青混合料的生产质量。 4.3.3 高模量沥青混合料的目标配合比设计按照图4.3.1流程图进行。 4.3.4 设计初试级配
（1）宜在工程设计级配范围内计算1～3组粗细不同的配比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0.3mm ～0.6mm 范围内不出现―驼峰‖。当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。
（2）根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA ，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。 （3）矿料合成级配的毛体积相对密度γsb 按下式计算：
γsb =
100P1
γ1
+
P2
γ2
+ +
Pn
γn
式中：P 1、P 2、……Pn 为各种矿料成分的配比，其和为100；γ1、γ2、……γn 为各种矿料相应的毛体积相对密度，粗集料按T 0304方法测定，机制砂可按T 0330方法测定，也可以用筛出的2.36mm ～4.75mm 部分的毛体积相对密度代替，矿粉(含水泥) 以表观相对密度代替。
图4.3.1 高模量沥青混合料目标配合比设计流程图
（4）矿料合成级配的表观相对密度按照下式
γsa =
100
Pn P1P2
++ +'''γ1γ2γn
´
´
´
式中：P 1、P 2、……Pn 为各种矿料成分的配比，其和为100, γ1、γ2、……γn 为各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。 （5）按照下式计算矿料的合成有效相对密度：
γse =C ⨯γsa +(1-C ) ⨯γsb
2
C =0. 033ωX -0. 2936ωX +0. 9339
⎛11
W X ＝ - γ
⎝sb γsa ⎫
⎪⨯100⎪⎭
式中：γse −−合成矿料的有效相对密度； C −−合成矿料的沥青吸收系数；
w x −−合成矿料的吸水率，按式(B.5.6.4)求取，％； γsb −−材料的合成毛体积相对密度，无量纲；
γsa −−材料的合成表观相对密度，无量纲。
（6）当不具备用真空法测混合料的最大理论密度时，可采用如下公式计算混合料的最大理论相对密度：
100＋P a +P h
γt =
100Pa P h
++
γse γb γh
式中： γt ——相对于计算沥青用量P bi 时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；
P a ——所计算的沥青混合料中的油石比，％；
P h ——高模量外掺剂的以矿料得质量百分数计，由占混合料总质量的百分数换
算得到，％；
γse ——矿料的有效相对密度，无量纲； γb ——沥青的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲；
γh ——高模量外掺剂的相对密度(25℃/25℃) ，无量纲。
（7） 按照以下公式计算混合料的空隙率、矿料间隙率、有效沥青饱和度等体积指标，取1位小数，进行体积组成分析。
VV = 1-γ⎪⎪⨯100
t ⎭⎝
⎛
γf ⎫
γf ⎛⎫
VMA = 1-⨯Ps ⎪⎪⨯100 γsb ⎝⎭VFA =
式中：VV ——试件的空隙率，％；
VMA ——试件的矿料间隙率，％；
VFA ——试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA 的体积比例) ，％； γf ——按B.5.8测定的试件的毛体积相对密度，无量纲； γt ——沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；
Ps ——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即Ps =100-Pb ，％； γsb ——矿料混合料的合成毛体积相对密度。
（8）进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值，材料加热及试件成型温度参照表4.3.1。
建议的材料加热及试件成型温度 表4.3.1
注：视拌和站与施工现场距离确定击实成型温度。
VMA －VV
⨯100
VMA
（9） 按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）附录B 确定最佳沥青用
量。
4.4 目标配合比检验
4.4.1 高模量沥青混合料的目标配合比设计完成后应按照本节4.2.3要求的项目进行车辙动稳定度、低温弯曲破坏应变、水稳定性、动态模量等指标的检验。 4.2.4 经检验合格的配合比可作为目标配合比进行生产配合比设计。
4.5 生产配合比设计和试拌试铺
4.5.1 高模量沥青混合料应根据目标配合比设计的结果，按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）规定的方法进行生产配合比设计和试拌试铺检验。 4.5.2 生产配合比应以二次筛分后的热料仓材料级配为基础进行，其中小于0.075mm 的细粉含量也应当采用水洗法测定，配合比设计步骤与目标配合比设计方法相同，矿料级配与沥青用量应与目标配合比设计相近，以减少试验工作量。
4.5.3 经生产配合比设计确定的油石比必须经过配合比设计检验及试验路铺筑认定。
5 施工工艺
5.1 施工温度
5.1.1 高模量沥青混凝土路面宜在较高温度条件下施工，当气温或下卧层表面温度低于15℃时不得铺筑高模量沥青混凝土路面。高模量沥青混凝土的施工温度参照表5.1.1。当摊铺层较薄或外界气温较低时取高限，反之可取低值。
建议的高模量沥青混凝土施工温度 表5.1.1
5.1.2 沥青混合料的温度应采用具有金属探测针的插入式数显温度计测量。在运料车上测量温度时，宜在车厢板侧板下方打一个小孔插入不少于15cm 量取。碾压温度可借助金属螺丝刀在路面辅助温度计测针插入摊铺层内部测量得到。
5.2 混合料的拌和
5.2.1 沥青混合料必须在沥青拌和厂(场、站) 采用拌和机械拌制。 （1） 拌和厂的设置必须符合国家有关环境保护、消防、安全等规定。
（2） 拌和厂与工地现场距离应充分考虑交通堵塞的可能，确保混合料的温度下降不超过要求，且不致因颠簸造成混合料离析。
（3） 拌和厂应具有完备的排水设施。各种集料必须分隔贮存，细集料应设防雨顶棚，料场及场内道路应作硬化处理，严禁泥土污染集料。
5.2.2 高模量沥青混合料采用间歇式拌和机拌制。拌和能力满足施工进度要求。拌和机除尘设备完好，能达到环保要求。冷料仓的数量满足配合比需要。
5.2.3 沥青混合料拌和设备的各种传感器必须定期检定，周期不少于每年一次。冷料供料装置需经标定得出集料供料曲线。
5.2.4 高模量沥青混合料的生产温度应符合5.1.1的要求。烘干集料的残余含水量不得大于1％。每天开始几盘集料应提高加热温度，并干拌几锅集料废弃，再正式加沥青拌和混合料。
5.2.5 高模量沥青混合料拌和时间根据具体情况经试拌确定，以沥青和外掺剂均匀裹覆集料为度。间歇式拌和机每盘的生产周期不宜少于50s (其中干拌时间不少于10s ) ，加
入沥青后的湿拌时间不少于40s 。
5.2.6 间歇式拌和机的振动筛规格应与矿料规格相匹配，最大筛孔宜略大于混合料的最大粒径，其余筛的设置应考虑混合料的级配稳定，并尽量使热料仓大体均衡，不同级配混合料必须配置不同的筛孔组合。
5.2.7 间隙式拌和机宜备有保温性能好的成品储料仓，贮存过程中混合料温降不得大于10℃、且不能有沥青滴漏，高模量混合料只限当天使用。
5.2.8 高模量外掺剂可在粗集料投入的同时自动加入，经10s 左右的干拌后，再投入矿粉。
5.2.9 沥青混合料出厂时应逐车检测沥青混合料的重量和温度，记录出厂时间，签发运料单。
5.3 混合料的运输
5.3.1 高模量沥青混合料宜采用较大吨位的运料车运输，但不得超载运输，或急刹车、急弯掉头使透层、封层造成损伤。运料车的运力应稍有富余，施工过程中摊辅机前方应有运料车等候。宜待等候的运料车多于4辆后开始摊铺。
5.3.2 运料车每次使用前后必须清扫干净，在车厢板上涂一薄层防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂，但不得有余液积聚在车厢底部。从拌和机向运料车上装料时，应多次挪动汽车位置，平衡装料，以减少混合料离析。运料车运输混合料宜用苫布覆盖保温、防雨、防污染。
5.3.3 运料车进入摊铺现场时，轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的脏物，否则宜设水池洗净轮胎后进入工程现场。沥青混合料在摊铺地点凭运料单接收，若混合料不符合施工温度要求，或已经结成团块、已遭雨淋的不得铺筑。
5.5.4 摊铺过程中运料车应在摊辅机前l00mm ～300mm 处停住，空挡等候，由摊辅机推动前进开始缓缓卸料，避免撞击摊辅机。在有条件时，运料车可将混合料卸入转运车经二次拌和后向摊铺机连续均匀的供料。运料车每次卸料必须倒净，如有剩余应及时清除，防止硬结。
5.4 混合料的摊铺
5.4.1 高模量沥青混合料应采用沥青摊铺机摊铺。摊辅机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防粘结剂。
5.4.2 摊铺机开工前应提前0.5～1h 预热熨平板不低于100℃。铺筑过程中应选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度。熨平板加宽连接应仔细调节至摊铺的混合料没有明显的离析痕迹。
5.4.3 摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度宜控制在1～3m/min的范围内。发现混合料出现明显的离析、波浪、裂缝、拖痕时，应分析原因，予以消除。
5.4.4 摊铺机应采用自动找平方式，下面层或基层宜采用钢丝绳引导的高程控制方式，上面层宜采用平衡梁或雪橇式摊铺厚度控制方式。宜采用非接触式平衡梁。 5.4.5 沥青路面施工的最低气温应符合总则1.0.4的要求。每天施工开始阶段宜采用较高温度的混合料。
5.4.6 沥青混合料的松铺系数应根据混合料类型由试铺试压确定。摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡。
5.4.7 摊铺机的螺旋布料器应相应于摊铺速度调整到保持一个稳定的速度均衡地转动，两侧应保持有不少于送料器2/3高度的混合料，以减少在摊铺过程中混合料的离忻。 5.4.8 用机械摊铺的混合料，不宜用人工反复修整。当不得不由人工作局部找补或更换混合料时，需仔细进行，特别严重的缺陷应整层铲除。
5.4.9 在雨季铺筑沥青路面时，应加强与气象台（站）的联系合理安排施工，已摊铺的沥青层因遇雨未经压实的应予铲除。
5.5 沥青混合料的压实
5.5.1 压实成型的沥青路面应符合压实度及平整度的要求。 5.5.2 高模量沥青混凝土的压实层最大厚度不宜大于80mm 。