路基路面工程+瀝青路面.ppt

2019/6/30,1,第十三章,瀝青路面 Asphalt Pavement,2019/6/30,2,第1節(jié) 概述 一、瀝青路面的基本特性,瀝青路面用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。 屬柔性路面，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性在很大程度上取決于土基和基層的特性。 瀝青路面的工程特點(diǎn) 表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動(dòng)小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、適宜分期修建,2019/6/30,3,一、瀝青路面的基本特性,瀝青路面的使用功能要求 強(qiáng)度與剛度（開裂、變形） 穩(wěn)定性（高低溫、水穩(wěn)定性） 耐久性（疲勞、老化） 平整性（舒適、動(dòng)荷） 抗滑性（安全） 少塵性（環(huán)保）,2019/6/30,4,二、瀝青路面的分類,1、按強(qiáng)度構(gòu)成原理分類 密實(shí)類 按剩余空隙率的大小細(xì)分為 閉式 36 開式6以上 嵌擠類,2019/6/30,5,二、瀝青路面的分類,2、按施工工藝的不同，瀝青路面可分為層鋪法、路拌法、廠拌法三類 層鋪法:瀝青表面處治、瀝青貫入式 路拌法：路拌瀝青碎（礫）石 路拌瀝青穩(wěn)定土 廠拌法： 廠拌瀝青碎石：開級(jí)配、剩余空隙率1015 瀝青混凝土：密級(jí)配、剩余空隙率10以下,2019/6/30,6,二、瀝青路面的分類,3、根據(jù)瀝青路面的技術(shù)特性分類： 瀝青表面處治路面(asphalt surface treatment) 瀝青貫入式路面(asphalt penetration) 瀝青碎石路面AM(asphalt macadam) 瀝青混凝土路面AC(asphalt concrete) 乳化瀝青碎石路面emulsified asphalt 瀝青馬蹄脂碎石路面SMA(stone mastic asphalt) 開級(jí)配瀝青磨耗層OGFC (OpenGraded Friction Course )剩余空隙率20左右,2019/6/30,7,三、瀝青路面類型的選擇,選擇原則 任務(wù)要求：道路等級(jí)、交通量、使用年 限、修建費(fèi)用 工程特點(diǎn)：施工季節(jié)、施工期限、基層狀況 施工技術(shù)：人、機(jī)、料,瀝青類路面一般不宜鋪筑在縱坡大于6的路段上(出于安全原因)，縱坡大于3的路段，考慮抗滑的要求宜采用粗粒式瀝青碎石或粗粒式瀝青表面處治。,2019/6/30,8,四、瀝青混凝土路面的主要技術(shù)問題,高溫穩(wěn)定性 低溫抗裂性 耐久性（水穩(wěn)定性、疲勞與老化） 表面抗滑性,2019/6/30,9,五、瀝青路面的氣候分區(qū),分區(qū)依據(jù)：最高氣溫、最低氣溫和降雨量 方法：先按30年最熱月平均最高氣溫和30年一遇極端最低氣溫劃分瀝青路面氣候分區(qū)（見P308表13-1），再按雨量資料細(xì)分出瀝青及瀝青混合料氣候分區(qū)見P308表13-2）,2019/6/30,10,六、瀝青混凝土路面的主要矛盾,高溫穩(wěn)定性與低溫抗裂性、抗疲勞性能 表面服務(wù)功能與耐久性,11,第2節(jié) 瀝青路面材料的力學(xué)特性,瀝青混和料的結(jié)構(gòu)類型 瀝青混和料的強(qiáng)度特性 瀝青混和料的應(yīng)力應(yīng)變特性 瀝青混和料的疲勞特性,2019/6/30,12,一、瀝青混和料的結(jié)構(gòu)類型,按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為三類： 懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)：瀝青混凝土 連續(xù)型密級(jí)配 骨架空隙結(jié)構(gòu)：瀝青碎石混合料、 OGFC 連續(xù)型開級(jí)配 骨架密實(shí)結(jié)構(gòu): SMA 間斷型密級(jí)配,2019/6/30,14,2019/6/30,15,Fig.1 Dense Graded AC Lab Samples,2019/6/30,16,Fig.2 SMA Surface,2019/6/30,17,Fig.3: OGFC Lab Samples,2019/6/30,18,二、瀝青混和料的強(qiáng)度特性,1 抗剪強(qiáng)度 強(qiáng)度構(gòu)成 c, 材料c,值的測(cè)定 （課本P316、317中的公式實(shí)為極限平衡關(guān)系式）,2019/6/30,19,影響瀝青混和料抗剪強(qiáng)度的因素 瀝青與礦料間的粘結(jié)力 瀝青的粘滯度 瀝青含量 礦粉含量 瀝青與礦料間的粘附性 礦料間的內(nèi)摩擦力 礦料級(jí)配 礦料顆粒形狀 礦料表面特性,堿性石料與瀝青發(fā)生化學(xué)吸附 酸性石料與瀝青不會(huì)發(fā)生化學(xué)吸附,2019/6/30,20,2 抗拉強(qiáng)度,急驟降溫時(shí)，瀝青混和料發(fā)生收縮，如果收縮受阻，會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)超過材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面產(chǎn)生開裂。 瀝青混和料的抗拉強(qiáng)度可用直接拉伸試驗(yàn)或間接拉伸試驗(yàn)劈裂試驗(yàn)測(cè)定 影響因素 瀝青性質(zhì)、瀝青含量 礦料級(jí)配 測(cè)試時(shí)的溫度 加荷速率,2019/6/30,24,3 抗彎拉強(qiáng)度,在行車荷載反復(fù)作用下，路面彎曲而產(chǎn)生開裂破壞。,2019/6/30,25,試驗(yàn)：測(cè)重復(fù)荷載作用下的彎拉強(qiáng)度和彎拉回彈模量。,2019/6/30,26,抗彎拉強(qiáng)度的影響因素： 瀝青性質(zhì)及用量，礦料性質(zhì)及級(jí)配，加載速率及重復(fù)加載次數(shù)，試件溫度。,2019/6/30,27,三、瀝青混和料的應(yīng)力應(yīng)變特 性,瀝青混合料以粘彈塑性為其基本力學(xué)特征，其應(yīng)力應(yīng)變特性與荷載大小和作用時(shí)間、材料溫度有關(guān)。 瀝青混和料的粘彈塑性特征 瀝青混和料是一種典型的彈、粘、塑性綜合體， 在低溫小變形范圍內(nèi)接近彈性體， 在高溫大變形范圍內(nèi)表現(xiàn)為粘塑性體， 而在通常溫度的過渡范圍內(nèi)則為一般粘彈性體。,2019/6/30,28,三、瀝青混和料的應(yīng)力應(yīng)變特 性,瀝青混和料的粘彈塑性特征主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面： 材料的力學(xué)特性與加載速度有關(guān)，隨著加載速度的增加，材料的強(qiáng)度和剛度均會(huì)增大。 材料的力學(xué)特性對(duì)溫度十分敏感，隨著溫度的升高，材料的物理特征表現(xiàn)為變軟，強(qiáng)度與剛度變小。 材料具有十分明顯的蠕變creep和應(yīng)力松弛looseness現(xiàn)象。 具有對(duì)時(shí)間的敏感性,2019/6/30,29,三、瀝青混和料的應(yīng)力應(yīng)變特 性,瀝青混和料的蠕變與松弛特性 蠕變 :當(dāng)應(yīng)力為一恒定值時(shí)，應(yīng)變隨時(shí)間逐漸增加的現(xiàn)象。（下圖中橫坐標(biāo)為加荷歷時(shí)）,應(yīng)變?nèi)渥冸A段,2019/6/30,30,1 瀝青混和料的蠕變Creep,作用應(yīng)力較小（低于屈服點(diǎn)），作用時(shí)間較短時(shí)，表現(xiàn)有： 瞬時(shí)彈性變形純彈性（加荷瞬時(shí)產(chǎn)生，卸荷瞬時(shí)恢復(fù)） 滯后彈性變形粘彈性（荷載作用下緩慢增長(zhǎng)，卸荷后又緩慢恢復(fù)） 作用應(yīng)力較大（高于屈服點(diǎn)），作用時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，表現(xiàn)有： 瞬時(shí)彈性變形純彈性 滯后彈性變形粘彈性 塑性流動(dòng)變形塑性（殘余變形）,2019/6/30,31,三、瀝青混和料的應(yīng)力應(yīng)變特性,2 瀝青混和料的應(yīng)力松弛 應(yīng)力松馳：應(yīng)變?yōu)橐缓愣ㄖ禃r(shí)，應(yīng)力隨時(shí)間而衰減的過程。 松弛時(shí)間：為使物體保持既得變形所需的力越來越小，當(dāng)應(yīng)力下降到初始值的那段時(shí)間。（它與瀝青粘滯度和彈性模量有關(guān)，見下式） 上式表示松馳時(shí)間t與粘滯度成正比，與彈性模量E成反比 因此，瀝青混合料力學(xué)特性與以下因素有關(guān) 荷載大小 荷載作用時(shí)間與應(yīng)力松弛時(shí)間的比值 材料的溫度,三、瀝青混和料的應(yīng)力應(yīng)變特性,勁度模量Stiffness Modulus 荷載作用時(shí)間和材料溫度對(duì)瀝青混和料的影響用勁度模量Stiffness Modulus來表征。 瀝青混合料的勁度模量由Van der Peol 提出： 定義：材料在給定的荷載作用時(shí)間和溫度條件下應(yīng)力與總應(yīng)變的比值，即： 計(jì)算公式,式中，Sm，Sb分別為瀝青混合料和瀝青 的勁度模量，Mpa. CV混合料中集料的集中系數(shù)，即： CV=集料體積/（集料體積+瀝青體積） 上式當(dāng)瀝青混合料的空隙率VV為3%時(shí)適用，若VV大于3%，則CV需修正，即 瀝青的勁度模量與瀝青的軟化點(diǎn)與瀝青溫度之差、針入度和荷載作用時(shí)間有關(guān)，可按Van der Poel 諾謨圖查出（建材中已講）,2019/6/30,35,四、瀝青混和料的疲勞特性,疲勞破壞、疲勞壽命 瀝青混和料疲勞破壞的發(fā)展過程 疲勞裂縫：瀝青混和料由于材料表面和內(nèi)部存在異質(zhì)和瑕疵等缺陷，如塵粒、水泡、孔隙以及表面形狀不規(guī)則等使應(yīng)力傳遞不均勻而引起應(yīng)力集中，局部區(qū)域的應(yīng)力經(jīng)過一定的荷載重復(fù)作用次數(shù)后就開始形成疲勞裂縫。 疲勞斷裂破壞：在重復(fù)荷載作用下，裂縫端面不斷改變并逐漸擴(kuò)展，當(dāng)疲勞裂縫擴(kuò)展到臨界裂縫尺寸，裂縫就產(chǎn)生由穩(wěn)定擴(kuò)展到不穩(wěn)定擴(kuò)展的轉(zhuǎn)化而導(dǎo)致瀝青混和料的疲勞斷裂破壞。,2019/6/30,36,四、瀝青混和料的疲勞特性,室內(nèi)大型疲勞試驗(yàn)法：采用梁式試件，進(jìn)行反復(fù)加載彎曲試驗(yàn)，也可采用反復(fù)加荷間接拉伸試驗(yàn)（劈裂試驗(yàn)）。 疲勞試驗(yàn)通常采用兩種方式控制加荷： 控制應(yīng)力 控制應(yīng)變,瀝青混和料的疲勞特性的影響因素,五、瀝青路面的溫度 狀況,氣溫 太陽輻射 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度梯度 路面內(nèi)部溫度分布狀況統(tǒng)計(jì)分析方法,六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,瀝青路面高溫穩(wěn)定性不足的破壞形態(tài)剪切變形 車轍、推擠、波浪、擁包、泛油,瀝青混凝土的蠕變模量(即蠕變?cè)囼?yàn)中測(cè)得的勁度模量)和回彈模量與溫度的關(guān)系：,瀝青混凝土強(qiáng)度與溫度的關(guān)系：,2019/6/30,40,六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,瀝青路面在高溫下產(chǎn)生的剪切變形形態(tài) 面層沿基層滑動(dòng) 面層內(nèi)部上下各層相互滑動(dòng)推擠,六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素 瀝青 為了使瀝青混和料冬季不會(huì)發(fā)脆，瀝青就不應(yīng)太稠，同時(shí)為了瀝青混和料具有必要的耐高溫變形能力，需采用軟化點(diǎn)較高的瀝青 瀝青含量的影響：,2019/6/30,42,影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素,瀝青：適當(dāng)提高其粘度，嚴(yán)格控制瀝青用量。 礦料：堿性礦料與瀝青粘附性好 礦料級(jí)配：粗料含量提高至形成骨架，如起骨架作用的碎石（Dmax0.5Dmax)顆粒必須有足夠數(shù)量，不少于60時(shí)有較好的抗高溫變形能力。,2019/6/30,43,六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,車轍 是路面結(jié)構(gòu)及土基在行車荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)構(gòu)中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。 出現(xiàn)在行車輪帶處，即形成路面的縱向帶狀凹陷。 車轍是高級(jí)瀝青路面的主要破壞型式,2019/6/30,44,車轍,2019/6/30,45,六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,車轍永久變形由兩部分組成 一部分由瀝青面層在荷載反復(fù)作用下進(jìn)一步壓密產(chǎn)生壓密形變 另一部分是因?yàn)r青混和料在高溫時(shí)的強(qiáng)度不足以抵抗重輪荷載的反復(fù)作用，輪下的部分瀝青混和料產(chǎn)生剪切變形逐漸被擠壓到兩側(cè)，使兩側(cè)的瀝青面層鼓起產(chǎn)生所謂的側(cè)向流動(dòng)。,影響車轍深度的主要因素,2019/6/30,47,六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性,高溫穩(wěn)定性的評(píng)定方法 我國(guó)“八五”科技攻關(guān)專題提出： 車轍試驗(yàn) 以轍槽深度RD和動(dòng)穩(wěn)定度DS（每產(chǎn)生1mm轍槽所需的碾壓次數(shù)）來評(píng)價(jià)瀝青混和料的抗車轍能力。 高速公路DS800次/mm,一級(jí)公路DS600次/mm 靜載壓縮蠕變?cè)囼?yàn) 美國(guó)SHRP計(jì)劃提出用旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀成型試件，用剪切試驗(yàn)儀測(cè)定瀝青混和料的剪切和勁度特性評(píng)估高溫穩(wěn)定性。,2019/6/30,48,七、瀝青路面的低溫抗裂性,1 低溫下縮裂的類型 (1)低溫收縮裂縫:a 溫度驟降引起的收縮裂縫； b 長(zhǎng)期溫度升降循環(huán)引起面層疲勞開裂， 稱為溫縮疲勞開裂。 （2）低溫荷載裂縫 （3）反射裂縫 （4）凍脹裂縫 見下表,低溫裂縫類型,要減少低溫荷載裂縫，應(yīng)提高瀝青混合料的低溫變形能力和低溫抗拉強(qiáng)度。 防止凍脹裂縫，要設(shè)置排除水性好的墊層并做好路基排水。 防止反射裂縫，主要改善基層性能及基層與面層的銜接，增加面層厚度，提高面層抗裂性能。 低溫縮裂，主要與瀝青面層低溫抗裂性有關(guān)。,2019/6/30,51,2 低溫裂縫的影響因素,（1）材料性質(zhì) 瀝青性質(zhì)。粘度小，延度大的瀝青好。 礦料。低吸水率的好。吸水性大的集料低溫強(qiáng)度低，并且會(huì)吸收較多的瀝青，使集料間起粘結(jié)作用的瀝青減少，降低混合料的低溫變形能力。 空隙率。越小越好。,（2）環(huán)境因素 氣溫。越低越易開裂。 降溫速度。 路面老化程度。 （3）路面結(jié)構(gòu)尺寸 面層厚度。某試驗(yàn)表明，其他條件不變，面層從10cm增至25cm厚，可少50%的裂縫。 面層與基層的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度?；鶎由箱仦r青罩面后，再鋪瀝青混凝土面層，可減少低溫裂縫。 施工裂縫。高溫時(shí)用鋼輪碾壓低勁度的瀝青混合料可能會(huì)引起裂縫，低溫時(shí)這些裂縫容易擴(kuò)展。,2019/6/30,53,3評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法（詳見課本）,間接拉伸試驗(yàn)（劈裂試驗(yàn)） 直接拉伸試驗(yàn) 蠕變?cè)囼?yàn) 受限試件的溫度應(yīng)力試驗(yàn) 應(yīng)力松馳試驗(yàn),2019/6/30,54,溫縮裂縫（橫向裂縫）,2019/6/30,55,八、瀝青路面的水穩(wěn)定性,水穩(wěn)定性不足的破壞型式 剝離、松散、坑槽等 影響水穩(wěn)定性的主要因素 瀝青與礦料的粘附性：礦料的化學(xué)成分（氧化鈣含量高的堿性石料比氧化硅含量高的好），瀝青的化學(xué)成分（與油源有關(guān)）、瀝青的粘度（越高越好） 混和料的空隙率。越小越好。 施工條件與施工質(zhì)量。低溫、濕度大甚至降水時(shí)鋪筑，因?yàn)r青與礦料不能形成完美的粘結(jié)，易造成水損剝離。壓實(shí)度不夠，或混合料離析造成局部空隙偏大，會(huì)加劇水損害。,2019/6/30,56,評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法 浸水馬歇爾試驗(yàn) 瀝青與礦料粘附性試驗(yàn) 混和料凍融劈裂殘余強(qiáng)度試驗(yàn),2019/6/30,57,高速公路部分路段坑槽突現(xiàn),2019/6/30,58,八、瀝青路面的水穩(wěn)定性,表面層,中下面層,基層 底基層,路基,排水式路面,透水式路面,密水式路面,2019/6/30,59,九、瀝青路面的耐老化性能,施工過程中的短期老化：主要是在拌和及混合料的運(yùn)輸過程中，瀝青裹覆在礦料表面呈薄膜狀態(tài)，在高溫作用下老化明顯。 使用過程中的長(zhǎng)期老化：與大氣接觸的表面瀝青老化快?？障堵适怯绊懤匣闹匾蛩亍?2019/6/30,60,第4節(jié) 瀝青路面的原材料,一、瀝青材料 1 道路石油瀝青 按針入度分7個(gè)標(biāo)號(hào)。每一標(biāo)號(hào)的瀝青從優(yōu)到劣分A、B、C 三個(gè)等級(jí)。A級(jí)可用于任何等級(jí)公路的任何路面層次；B級(jí)可用于高速、一級(jí)公路的下面層，二級(jí)及以下公路的任何層次；C級(jí)只能用于三級(jí)及以下公路的各個(gè)層次。,對(duì)道路石油瀝青的技術(shù)要求 主要技術(shù)指標(biāo)：針入度，軟化點(diǎn)，延度（這是衡量瀝青路用性能的三大指標(biāo)），以及含蠟量，閃點(diǎn)，溶解度等（詳見課本P345表13-1） 石油瀝青標(biāo)號(hào)與等級(jí)的選擇 應(yīng)考慮：氣候區(qū)劃、公路等級(jí)、路面類型、結(jié)構(gòu)層次等因素。 一般夏季氣溫高，高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)應(yīng)選用稠度大的瀝青；寒冷地區(qū)則應(yīng)選用稠度大的。 2、乳化瀝青（自學(xué)） 3、改性瀝青（自學(xué)）,二、粗集料（4.75mm或2.36mm的顆粒） 碎石、破碎礫石等。 要求石質(zhì)堅(jiān)硬耐磨、無風(fēng)化、堿性，潔凈，不含泥土，表面粗糙，形狀接近立方體。符合級(jí)配要求。 三、細(xì)集料（ 4.75mm或2.36mm的顆粒） 天然砂、機(jī)制砂、石屑 要求堅(jiān)硬，潔凈，無風(fēng)化，無泥土，有一定級(jí)配。 四、填料（ 0.075mm) 礦粉。必須是堿性憎水石料（如石灰?guī)r）磨細(xì)而成。其質(zhì)量指標(biāo)主要有：密度、磨細(xì)度、親水性、塑性指數(shù)等。,2019/6/30,63,第5節(jié) 瀝青混和料的組成設(shè)計(jì),一、概述 1 組成設(shè)計(jì)的主要任務(wù)：確定粗集料、細(xì)集料、礦粉、瀝青相互配合的最佳組成比例，以滿足技術(shù)和經(jīng)濟(jì)要求。 2 組成設(shè)計(jì)的目標(biāo)： 高溫穩(wěn)定性：馬歇爾試驗(yàn)的穩(wěn)定度、流值、DS、 等指標(biāo) 低溫抗裂性 耐久性 抗滑性 施工和易性,2019/6/30,64,3 組成設(shè)計(jì)目標(biāo)的矛盾性,（1）高溫穩(wěn)定性與 疲勞性能、低溫抗裂性的矛盾 為了提高高溫抗車轍能力，希望盡量采用開級(jí)配，增大集料粒徑，增加集料數(shù)量，減少用油量，但這樣的混和料低溫勁度大、發(fā)脆，很容易開裂，疲勞性能差，而且施工性能也差。 而為了提高耐久性和低溫抗裂性，希望使用針入度大、用量較多的瀝青，用較細(xì)的、空隙率小的混和料，但這樣的混和料到了夏天很容易出現(xiàn)軟化、泛油、車轍。,（2）高溫穩(wěn)定性與 疲勞性能、低溫抗裂性的矛盾 （3）路面表面特性與耐久性的矛盾 高速公路對(duì)表面特性的要求高，要求抗滑性能好，不濺水、水霧小、噪音低。為達(dá)到這個(gè)目的，必須提高表面粗糙度，采用構(gòu)造深度大的開級(jí)配或半開級(jí)配瀝青混和料。但這樣的混和料空隙率必然大，而空隙率大的混和料耐久性差，因?yàn)椋?空隙率大，瀝青與空氣的接觸面大，老化快。 水分易滯留在孔隙內(nèi)部，逐步造成 瀝青與集料的粘結(jié)力喪失、剝離，集料顆粒產(chǎn)生剝落、掉粒，最后導(dǎo)致松散、坑槽： 空隙率大的混和料，瀝青與 礦料的協(xié)同作用差，耐疲勞性能差，,2019/6/30,66,美國(guó)資料根據(jù)期望的性質(zhì)對(duì)混和料的組成要求,2019/6/30,67,二、瀝青混合料的分類,按其級(jí)配和剩余空隙率可分為 1。密級(jí)配瀝青混凝土混合料（AC）。設(shè)計(jì)空隙率36?？捎糜诟骷?jí)公路的任何結(jié)構(gòu)層次。 2。瀝青瑪碲脂碎石混合料（SMA）。適用于表面層、中面層、加鋪的磨耗層，主要用重載交通量大的高速公路上。,3。瀝青碎石混合料（Asphalt-treated permeable base 瀝青穩(wěn)定透水基層）。按礦料最大粒徑、顆粒級(jí)配等分為： （1）半開級(jí)配瀝青碎石混合料(AM）。（即原 規(guī)范中的瀝 青碎石）。設(shè)計(jì)空隙率 6%12（AM） （2）密級(jí)配瀝青碎石混合料（ATB） Asphalt Treated Base. 計(jì)空隙率36, 用作柔性 基層。 (3) 開級(jí)配瀝青碎石混合料（又稱大孔隙排水式 瀝青碎石）（ATPB) Asphalt -Treated Permeable Base。設(shè)計(jì)空隙率大于18. 用 于排水式基層。 (4) 開級(jí)配排水式表面層混合料（又稱大孔隙排 水式 瀝青磨耗層）（OGFC）Open-graded Friction Course. 設(shè)計(jì)空隙率大于18,2019/6/30,69,三、瀝青混和料的選擇,應(yīng)根據(jù)公路等級(jí)，交通量能交通組成，當(dāng)?shù)貧夂?，路基狀況，建設(shè)經(jīng)驗(yàn)等經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。具體選擇原則可參照課本。,2019/6/30,70,四、熱拌瀝青混和料的配合比設(shè)計(jì),三個(gè)階段：(參見下頁的間歇式拌和站圖) 1、目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段:試驗(yàn)室進(jìn)行礦料級(jí)配設(shè)計(jì)和最佳瀝青用量確定。供拌和機(jī)確定各冷料倉的供料比例、進(jìn)料速度及試拌使用 2、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段:從二次篩分后進(jìn)入各熱料倉的材料取樣進(jìn)行篩分，以確定各熱料倉的材料比例，供拌和機(jī)控制室使用。同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉進(jìn)料比例以達(dá)到供料均衡，并取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳瀝青用量、最佳瀝青用量0.3%等三個(gè)瀝青用量進(jìn)行功能性試驗(yàn)（通常為馬歇爾試驗(yàn)），確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量。 3、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段:拌和機(jī)采用生產(chǎn)配合比進(jìn)行試拌、鋪筑試驗(yàn)段，并用拌和的瀝青混合料及路上鉆取的芯樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。檢驗(yàn)混合料的施工性能,確定施工工藝,檢驗(yàn)路面質(zhì)量.,礦料配合比設(shè)計(jì) 確定瀝青混和料的類型 確定礦質(zhì)混和料的級(jí)配范圍 礦質(zhì)混和料配合比的選擇、計(jì)算、調(diào)整,瀝青最佳含量的確定 按前述礦料級(jí)配，稱相同數(shù)量的礦料，根據(jù)規(guī)范推薦的瀝青用量，按每0.5的變量制備不少于56組不同瀝青含量的馬歇爾試件，每組試件不少于4個(gè)，并按規(guī)定的馬歇爾試驗(yàn)方法測(cè)定試件的密度、穩(wěn)定度、流值，并計(jì)算其空隙率、瀝青飽和度。 繪制各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與瀝青用量之間的關(guān)系曲線。 由以上曲線，根據(jù)規(guī)范要求的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分別找出符合技術(shù)指標(biāo)的瀝青用量范圍。 綜合以上結(jié)果，求出滿足所有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求的瀝青用量范圍，并結(jié)合路面使用要求及經(jīng)濟(jì)參考，全面權(quán)衡，最后確定最佳瀝青用量。,2019/6/30,74,礦料配合比設(shè)計(jì) 瀝青最佳含量的確定 水穩(wěn)定性檢驗(yàn)浸水馬歇爾試驗(yàn) （殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)） 高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)抗車轍能力檢驗(yàn),2019/6/30,75,第6節(jié) 瀝青路面施工與質(zhì)量控制,灑鋪法瀝青路面面層的施工 瀝青表面處治 瀝青貫入式 路拌瀝青碎石路面的施工 熱拌瀝青混和料路面的施工,2019/6/30,76,瀝青表面處治,瀝青表面處治是用瀝青和細(xì)粒礦料鋪筑的一種薄層面層，其厚度不超過3cm。 由于處治層很薄，一般不起提高強(qiáng)度作用，其主要作用是抵抗行車的磨耗，增強(qiáng)防水性，提高平整度，改善路面的行車條件。 適用于三級(jí)及三級(jí)以下的公路、城市道路的支路、縣鎮(zhèn)道路、各級(jí)公路的施工便道以及在舊瀝青面層上加鋪的罩面層或磨耗層。,2019/6/30,77,瀝青表面處治,殼牌瀝青手冊(cè)中認(rèn)為瀝青表面處治具有三個(gè)主要作用： 提供耐久抗滑的道路表面； 封閉道路表面以防止水侵入； 抑制道路表面的崩解,2019/6/30,78,瀝青表面處治,單層式：灑布一次瀝青，鋪撤一次礦料，厚度為1.01.5cm； 雙層式:灑布二次瀝青，鋪撒二次礦料，厚度為22.5cm； 三層式：灑布三次瀝青，鋪撤三次礦料， 厚度為2.53.0cm。,2019/6/30,79,三層式瀝青表面處治的施工工藝流程,清掃基層,灑透層或粘層瀝青,灑第一層瀝青,灑第一層集料,碾壓,灑第二層瀝青,灑第二層集料,碾壓,灑第三層瀝青,灑第三層集料,碾壓,初期養(yǎng)護(hù),瀝青撒布機(jī),2019/6/30,80,瀝青貫入式路面,瀝青貫入式路面在初步碾壓的礦料層上灑布瀝青，再分層鋪撒嵌縫料、灑布瀝青和碾壓， 并借行車壓實(shí)而成。 其厚度一般為48cm。 乳化瀝青貫入式路面的厚度不宜超過5cm； 當(dāng)貫人式層上部加鋪拌和的瀝青混合料面層時(shí)，路面總厚度為710cm，其中拌和層的厚度宜為34cm,2019/6/30,81,瀝青貫入式路面,瀝青貫入式路面具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，其強(qiáng)度的構(gòu)成，主要依靠礦料的嵌擠作用和瀝青材料的粘結(jié)力。 瀝青貫入式路面適用于二級(jí)及二級(jí)以下的公路、城市道路的次干道及支路。 瀝青貫入式層也可作為瀝青混凝土路面的聯(lián)結(jié)層。 由于瀝青貫入式路面是一種多孔隙結(jié)構(gòu)，為防止水的浸入和增強(qiáng)路面的水穩(wěn)定性，其面層的最上層必須加鋪封層； 瀝青貫入式路面宜在干燥和較熱的季節(jié)施工，并宜在雨季及日最高溫度低于15到來以前半個(gè)月結(jié)束，使貫入式結(jié)構(gòu)層通過開放交通碾壓成型。,2019/6/30,82,瀝青貫入式路面施工工藝流程,1)整修和清掃基層： 2)澆灑透層或粘層瀝青 3)鋪撤主層礦料； 4)第次碾壓； 5)灑布第一次瀝青； 6)鋪撤第一次嵌縫料 7)第二次碾壓；,8)灑布第二次瀝青； 9)鋪撤第二次嵌縫料 10)第三次碾壓； 11)灑布第三次瀝青； 12)鋪撤封面礦料； 13)最后碾壓； 14)初期養(yǎng)護(hù),2019/6/30,83,路拌瀝青碎石路面的施工,路拌瀝青碎石路面是在路上用機(jī)械將熱的或冷的瀝青材料與冷的礦料拌和，并攤鋪、壓實(shí)而成。 路拌瀝青碎石路面的施工程序?yàn)椋?1)清掃基層； 2)鋪撤礦料； 3)灑布瀝青材料； 4)拌和； 5)整形； 6)碾壓； 7)初期養(yǎng)護(hù)； 8)封層。,用齒耙機(jī)或圓盤機(jī)把礦料與瀝青材料初步辦法，然后改用平地機(jī)做主要的拌和。,2019/6/30,84,熱拌瀝青混和料HMA路面的施工技術(shù),配合比設(shè)計(jì),拌和,運(yùn)輸,攤鋪,拌和機(jī),自卸汽車,攤鋪機(jī),馬歇爾試驗(yàn),碾壓,壓路機(jī),施工主要流程,2019/6/30,85,2019/6/30,86,1、熱拌瀝青混和料 生產(chǎn)配合比的確定,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì) 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì) 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證,2019/6/30,87,2、瀝青混和料的拌制,拌和站的選址及平面設(shè)計(jì) 機(jī)械的選型與配套 拌和機(jī)設(shè)備安裝 試拌 生產(chǎn),2019/6/30,88,拌和站的選址及平面設(shè)計(jì) asphalt mixing plant,2019/6/30,89,日本NIKKO 拌和機(jī),2019/6/30,90,意大利MARINI瑪連尼拌和機(jī),2019/6/30,91,2019/6/30,92,2019/6/30,93,2019/6/30,94,2019/6/30,95,2019/6/30,96,3.混和料運(yùn)輸,車輛數(shù) 保溫,2019/6/30,97,4.混和料的攤鋪spreader,2019/6/30,98,2019/6/30,99,2019/6/30,100,2019/6/30,101,2019/6/30,102,2019/6/30,103,2019/6/30,104,浮動(dòng)基準(zhǔn)梁,2019/6/30,105,2019/6/30,106,ABG TITAN 423攤鋪機(jī),2019/6/30,107,2019/6/30,108,Figure 5: Placing SMA at Hilo Harbor,2019/6/30,109,德國(guó)VOGELE瀝青混凝土攤鋪機(jī),2019/6/30,110,5.碾壓rolling,瀝青混合料碾壓過程分為初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段 初壓 初壓用6080kN雙輪壓路機(jī)以1. 52.0km/h的速度先 碾壓2遍，使混合料得以初步穩(wěn)定。 復(fù)壓 隨即用100200KN三輪壓路機(jī)或輪胎式壓路機(jī)復(fù)壓46遍。 碾壓速度：三輪壓路機(jī)為3km/h,輪胎式壓路機(jī)為5km/h。 復(fù)壓階段碾壓至穩(wěn)定無顯著輪跡為止。 復(fù)壓是碾壓過程最重要的階段，混合料能否達(dá)到規(guī)定的密實(shí)度，關(guān)鍵全在于這階段的碾壓。 終壓 終壓是在復(fù)壓之后用6080kN雙輪壓路機(jī)以3km/h的碾壓速度碾壓24遍，以消除碾壓過程中產(chǎn)生的輪跡，并確保路面表面的平整。,2019/6/30,111,碾壓基本原則,碾壓時(shí)壓路機(jī)開行的方向應(yīng)平行于路中心線，并由一側(cè)路邊緣壓向路中。 用三輪壓路機(jī)碾壓時(shí)，每次應(yīng)重疊后輪寬的12；雙輪壓路機(jī)則每次重疊30cm；輪胎式壓路機(jī)亦應(yīng)重疊碾壓。 由于輪胎式壓路機(jī)能調(diào)整輪胎的內(nèi)壓，可以得到所需的接觸地面壓力使骨料相互嵌擠咬合，易于獲得均一的密實(shí)度，而且密實(shí)度可以提高23。所以輪胎式壓路機(jī)最適宜用于復(fù)壓 階段的碾壓。,2019/6/30,112,壓實(shí)機(jī)械規(guī)定,熱拌瀝青混合料的壓實(shí)機(jī)械應(yīng)符合下列規(guī)定 雙軋鋼筒式壓路機(jī)為68t； 三輪鋼筒式壓路機(jī)為812t或1215t； 輪胎壓路機(jī)為1220t或2025t,2019/6/30,113,提高壓實(shí)質(zhì)量的關(guān)鍵技術(shù),合理確定碾壓溫度 瀝青混和料的最佳碾壓溫度：材料允許的溫度范圍內(nèi)，瀝青混和料能夠支承壓路機(jī)而不產(chǎn)生水平推移、表面無開裂情況且壓實(shí)阻力較小的溫度。此時(shí)，可用較少的碾壓遍數(shù)，獲得較高的密實(shí)度和較好的壓實(shí)效果。 過高及過低的危害：過高時(shí)瀝青易老化且碾壓時(shí)易推移，過低混合料不易碾壓密實(shí)，剩余空隙率過大易使瀝青路面在營(yíng)運(yùn)期產(chǎn)生病害。 選擇合理的振頻（4050Hz）和振幅（0.40.8mm) 碾壓的遍數(shù)和速度 針對(duì)混和料不同的特性采取相應(yīng)的對(duì)策,2019/6/30,114,2019/6/30,115,面層施工的試驗(yàn)檢測(cè),施工中 礦料級(jí)配驗(yàn)證、瀝青含量試驗(yàn)、馬歇爾試驗(yàn) 路面成型后 壓實(shí)度、厚度、平整度、粗糙度（構(gòu)造深度）、表面層的表面彎沉,2019/6/30,116,瀝青路面施工質(zhì)量管理和檢查 瀝青路面交工質(zhì)量檢查與驗(yàn)收 工程施工總結(jié),2019/6/30,117,END,歡迎同志們提出問題、相互交流,2019/6/30,118,美國(guó)SHRP計(jì)劃瀝青研究項(xiàng)目簡(jiǎn)介 Strategic Highway Research Program,美國(guó)SHRP計(jì)劃瀝青研究項(xiàng)目，其研究經(jīng)費(fèi)占整個(gè)SHRP研究經(jīng)費(fèi)的三分之一，約五千萬美元。 該研究項(xiàng)目的主要任務(wù)是制定一個(gè)以路面性能為基礎(chǔ)的瀝青材料規(guī)范和瀝青混和料規(guī)范，以及配套的瀝青混