長壽命瀝青路面報告(申愛琴)

1、 長 壽 命 瀝 青 路 面長壽命瀝青路面關鍵技術研究長壽命瀝青路面關鍵技術研究changshouming liqinglumian guanjian jishuyanjiu報告人：申愛琴報告人：申愛琴（教授（教授 博士生導師）博士生導師）長安大學長安大學 公路學院公路學院 長 壽 命 瀝 青 路 面長壽命瀝青路面關鍵技術研究長壽命瀝青路面關鍵技術研究主要內容主要內容1 1 長壽命瀝青路面發(fā)展及研究現(xiàn)狀長壽命瀝青路面發(fā)展及研究現(xiàn)狀2 2 長壽命瀝青路面設計理論及設計指標長壽命瀝青路面設計理論及設計指標3 3 長壽命瀝青路面結構設計長壽命瀝青路面結構設計4 4 長壽命瀝青路面結構層材料設計長壽命

2、瀝青路面結構層材料設計5 5 長壽命瀝青路面層間處治技術長壽命瀝青路面層間處治技術6 6 長壽命瀝青路面經濟效長壽命瀝青路面經濟效益分析益分析 長 壽 命 瀝 青 路 面 1 長壽命瀝青路面發(fā)展及研究現(xiàn)狀長壽命瀝青路面發(fā)展及研究現(xiàn)狀 長 壽 命 瀝 青 路 面1.1 前言前言- 近年來我國高速公路里程增長迅速。近年來我國高速公路里程增長迅速。 2000年底，高速公路通車年底，高速公路通車總里程已達到總里程已達到1.6萬公里，萬公里，我國高速公路總里程躍居我國高速公路總里程躍居世界第三位；世界第三位；2002年底，我國高速公路年底，我國高速公路通車總里程已達到通車總里程已達到2.52萬萬公里公里

3、,躍居世界第二位；躍居世界第二位；截止到截止到2004年底，我國高年底，我國高速公路通車里程已超過速公路通車里程已超過3.4萬公里，保持世界第二。萬公里，保持世界第二。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.1 前言前言- 我國所建高速公路中我國所建高速公路中90%以以上為半剛性瀝青路面結構。上為半剛性瀝青路面結構。 存在一系列問題：存在一系列問題： 長 壽 命 瀝 青 路 面1.2 長壽命路面的設計理念長壽命路面的設計理念（1）傳統(tǒng)路面存在的問題）傳統(tǒng)路面存在的問題 - 采用半剛性基層結構采用半剛性基層結構(結構單一結構單一) ; - 面層厚度比國外的薄面層厚度比國外的薄(總厚度相當總厚度相當);

4、- 路面的破壞形式與設計指標不一致路面的破壞形式與設計指標不一致 - 易出現(xiàn)結構性破壞，修復困難易出現(xiàn)結構性破壞，修復困難.（2）長壽命路面的特點）長壽命路面的特點 - 瀝青面層厚度大瀝青面層厚度大; - 服務周期長服務周期長(超過超過50年年); - 維修方便且費用低維修方便且費用低 長 壽 命 瀝 青 路 面（3）長壽命瀝青路面設計理念）長壽命瀝青路面設計理念 按功能合理設計結構層按功能合理設計結構層 基本前提基本前提: - HMA 路面足夠厚路面足夠厚,以消除自下而上的路面破壞。以消除自下而上的路面破壞。 結構結構 - 路面必須有合適的厚度和剛度以抵抗變形路面必須有合適的厚度和剛度以抵抗

5、變形, - 具有足夠厚度和良好性能以抵抗自基層底的疲勞開裂。具有足夠厚度和良好性能以抵抗自基層底的疲勞開裂。 功能功能 - 上面層設計主要考慮抗車轍能力和抗磨耗能力上面層設計主要考慮抗車轍能力和抗磨耗能力; - 中間層設計主要考慮抗車轍能力中間層設計主要考慮抗車轍能力; - 基層設計主要考慮抗疲勞能力基層設計主要考慮抗疲勞能力. 長 壽 命 瀝 青 路 面1.3 國外長壽命路面的發(fā)展及現(xiàn)狀國外長壽命路面的發(fā)展及現(xiàn)狀1.3.1 歐洲永久性路面歐洲永久性路面（1）使用壽命）使用壽命40年年（2）裂縫）裂縫 - 裂縫產生于瀝青面層表面并由上向下發(fā)展；裂縫產生于瀝青面層表面并由上向下發(fā)展； - 絕大多

6、數(shù)為縱向裂縫絕大多數(shù)為縱向裂縫,位置在輪跡兩側位置在輪跡兩側,也有橫向表也有橫向表面裂縫面裂縫,但很少見。但很少見。 長 壽 命 瀝 青 路 面（3）車轍）車轍 1997 年年Nunn等人發(fā)現(xiàn)等人發(fā)現(xiàn),厚瀝青路面存在一個厚度厚瀝青路面存在一個厚度上限上限,超過這個超過這個 限值自下而上的疲勞開裂和結構限值自下而上的疲勞開裂和結構性車轍都不會發(fā)生。性車轍都不會發(fā)生。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.3.1 歐洲永久性路面歐洲永久性路面（4）疲勞壽命）疲勞壽命 - 數(shù)據統(tǒng)計分析表明數(shù)據統(tǒng)計分析表明,90%多的殘余壽命差別是由瀝青用量和瀝青硬度的不多的殘余壽命差別是由瀝青用量和瀝青硬度的不同而引起的同

7、而引起的,瀝青的老化則是疲勞壽命差異的主要影響因素。瀝青的老化則是疲勞壽命差異的主要影響因素。（5）瀝青的養(yǎng)生）瀝青的養(yǎng)生 - 主要結構層的逐漸硬化對道路有利主要結構層的逐漸硬化對道路有利, - 確切地說確切地說,瀝青的老化是一種養(yǎng)生過程。瀝青的老化是一種養(yǎng)生過程。 - 不希望磨耗層過度老化不希望磨耗層過度老化, 會導致路面從表層開裂。會導致路面從表層開裂。 - 基層使用的瀝青針入度為基層使用的瀝青針入度為100,20年后其針入度會降至年后其針入度會降至20甚至更低。甚至更低。TRL對對AC養(yǎng)生研究表明養(yǎng)生研究表明:道路在使用期間瀝青碎石基層勁度會逐漸增長至原來道路在使用期間瀝青碎石基層勁度會

8、逐漸增長至原來的的4倍或者更高倍或者更高,這種變化對長壽命路面的設計有重大意義。這種變化對長壽命路面的設計有重大意義。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.3.1 歐洲永久性路面歐洲永久性路面（6）路面強度）路面強度 - 瀝青在養(yǎng)生作用下道路勁度隨時間增加，路段彎沉隨時間而減小；瀝青在養(yǎng)生作用下道路勁度隨時間增加，路段彎沉隨時間而減小； - 施工良好的厚瀝青路面荷載擴散能力提高，瀝青基層不會出現(xiàn)因交通施工良好的厚瀝青路面荷載擴散能力提高，瀝青基層不會出現(xiàn)因交通誘發(fā)的破壞。誘發(fā)的破壞。（7）材料選擇）材料選擇 - 英國硬質瀝青的使用是與長壽命路面結構的使用相結合；英國硬質瀝青的使用是與長壽命路面結構的

9、使用相結合； - 采用剛度更大的基層材料，如采用剛度更大的基層材料，如HMB15、HMB25、HMB35三種高模量三種高模量瀝青混合料。瀝青混合料。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.3.2 美國永久性路面美國永久性路面（1）歐洲設計理念的延續(xù)和發(fā)展）歐洲設計理念的延續(xù)和發(fā)展（2）使用壽命）使用壽命50年，罩面層年，罩面層1520年以后進行修復年以后進行修復（3）結構形式）結構形式 - 全厚式瀝青混凝土路面和高強度厚瀝青路面的發(fā)展。全厚式瀝青混凝土路面和高強度厚瀝青路面的發(fā)展。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.3.2 美國永久性路面美國永久性路面（4） 疲勞裂縫疲勞裂縫 實例：實例：新澤西州建于新澤

10、西州建于1968年的州際公路年的州際公路I-287,面層厚度是面層厚度是10in.(25.4cm)。1993 年的路面調查發(fā)現(xiàn)年的路面調查發(fā)現(xiàn),路表出現(xiàn)很多裂縫路表出現(xiàn)很多裂縫,但現(xiàn)但現(xiàn)場取芯表明裂縫深度大都在場取芯表明裂縫深度大都在3英寸英寸(7. 62 cm)之內之內,沒有由下向上發(fā)沒有由下向上發(fā)展的疲勞裂縫。展的疲勞裂縫。 （5）提出疲勞極限的概念）提出疲勞極限的概念 - 瀝青面層或瀝青碎石基層在層底拉應變很小時瀝青面層或瀝青碎石基層在層底拉應變很小時,可以承受相當多數(shù)可以承受相當多數(shù)量的荷載作用而不發(fā)生疲勞破壞量的荷載作用而不發(fā)生疲勞破壞, - 瀝青混合料的疲勞應變小于瀝青混合料的疲勞

11、應變小于“應變下限應變下限”時時,材料內部將不發(fā)生疲材料內部將不發(fā)生疲勞損壞的累積。勞損壞的累積。 長 壽 命 瀝 青 路 面（6）路面設計方法）路面設計方法力學經驗路面設計方法力學經驗路面設計方法 特點：特點： - 把路面結構設計同材料的選擇和施工結合起來考慮；把路面結構設計同材料的選擇和施工結合起來考慮；- 考慮到路面損壞分析是材料性能、溫度、水和荷載的相互作用結果；考慮到路面損壞分析是材料性能、溫度、水和荷載的相互作用結果；- 提供更精確的設計、提高路面壽命、提供費用提供更精確的設計、提高路面壽命、提供費用-效益合理的設計，效益合理的設計，- 具有特殊的分析能力，如不同的損壞、特殊荷載、

12、路面損壞調查評具有特殊的分析能力，如不同的損壞、特殊荷載、路面損壞調查評價等。價等。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.3.3 其它國家長壽命路面其它國家長壽命路面 - 除了美國和歐洲，加拿大、澳大利亞甚至南非等許多國除了美國和歐洲，加拿大、澳大利亞甚至南非等許多國家都在對長壽命路面進行廣泛的研究，并取得了一定成果。家都在對長壽命路面進行廣泛的研究，并取得了一定成果。 - 到目前為止到目前為止,永久性路面設計方法在設計參數(shù)、設計標準永久性路面設計方法在設計參數(shù)、設計標準上還沒有一個統(tǒng)一的標準上還沒有一個統(tǒng)一的標準,仍處在發(fā)展完善階段。仍處在發(fā)展完善階段。 長 壽 命 瀝 青 路 面1.4 國內長壽

13、命瀝青路面研究及發(fā)展現(xiàn)狀國內長壽命瀝青路面研究及發(fā)展現(xiàn)狀1.4.1 研究現(xiàn)狀研究現(xiàn)狀 - 處于長壽命瀝處于長壽命瀝青路面結青路面結構研究的構研究的初級探索階初級探索階段。段。 國內相關研究與實踐國內相關研究與實踐 - 西西部交通科技建設項目部交通科技建設項目“重載交通長壽命瀝青路面關鍵技術重載交通長壽命瀝青路面關鍵技術研究項目研究項目” - 河河南尉許高速公路是一種南尉許高速公路是一種“ 剛柔并濟、優(yōu)勢互補剛柔并濟、優(yōu)勢互補”的水泥混凝土的水泥混凝土與瀝青混凝土（與瀝青混凝土（PCC+AC）復合式路面結構，結構如圖）復合式路面結構，結構如圖1-1。開。開封至封至鄭州高速公路、廈門環(huán)島高速公路、

14、合肥至全椒高速公路、天津市道鄭州高速公路、廈門環(huán)島高速公路、合肥至全椒高速公路、天津市道路、國道路、國道323宜州宜州-都街段都修建有復合式路面結構。都街段都修建有復合式路面結構。 長 壽 命 瀝 青 路 面圖圖1-1 河南尉許高速公路復合式長壽命路面結構簡圖河南尉許高速公路復合式長壽命路面結構簡圖路 基18cm厚的二灰碎石基層厚的二灰碎石基層 2cm厚的應力吸收層厚的應力吸收層 4cm 改性瀝青混凝土改性瀝青混凝土 28cm厚的水泥混凝土面板厚的水泥混凝土面板 1.5cm厚的防水聯(lián)接層厚的防水聯(lián)接層 長 壽 命 瀝 青 路 面 2. 長壽命瀝青路面設計理論及設計指標長壽命瀝青路面設計理論及設

15、計指標 長 壽 命 瀝 青 路 面2.1 國內外的瀝青路面設計體系國內外的瀝青路面設計體系2.1.1 基于經驗的設計方法基于經驗的設計方法（1）CBR法法 - 以以CBR值作為路基土和路面材料（主要是粒料）的性質指標。值作為路基土和路面材料（主要是粒料）的性質指標。- 通過對已損壞或使用良好的路面的調查和通過對已損壞或使用良好的路面的調查和CBR的測定，建立起的測定，建立起路基路基土土CBR-輪載輪載-路面結構層厚度路面結構層厚度（以粒料層總厚度表征）三者間的經驗（以粒料層總厚度表征）三者間的經驗關系。關系。 2. 長壽命瀝青路面設計理論及設計指標長壽命瀝青路面設計理論及設計指標 長 壽 命

16、瀝 青 路 面（2）AASHTO法法 在在AASHTO試驗路的基礎上建立。試驗路的基礎上建立。 - 整理試驗路的試驗觀測數(shù)據，得到路面結構整理試驗路的試驗觀測數(shù)據，得到路面結構-軸載軸載-使用性能三使用性能三 者間的經驗關系式。者間的經驗關系式。 特點：特點： - 采用現(xiàn)時服務能力指數(shù)（采用現(xiàn)時服務能力指數(shù)（PSI）作為路面使用性能的度量指標。）作為路面使用性能的度量指標。 - 路面使用性能指標路面使用性能指標PSI,主要受平整度的影響，與裂縫、車轍、修補主要受平整度的影響，與裂縫、車轍、修補等損壞的關系很小。等損壞的關系很小。 長 壽 命 瀝 青 路 面2.1.2 基于力學的力學基于力學的力

17、學-經驗設計方法經驗設計方法 殼牌（殼牌（Shell）公司的）公司的Peattie和和Dormon提出力學提出力學-經驗法經驗法設計瀝青路面的框架：設計瀝青路面的框架：a 以彈性層狀體系（三層）代表路面結構，計算分析圓形均布輪載以彈性層狀體系（三層）代表路面結構，計算分析圓形均布輪載作用下結構內各特征點的應力、應變和位移值作用下結構內各特征點的應力、應變和位移值;b 以瀝青面層的疲勞開裂以及路基土和粒料層的過量永久性變形作以瀝青面層的疲勞開裂以及路基土和粒料層的過量永久性變形作為瀝青路面的主要損壞模式，為瀝青路面的主要損壞模式，c 選用面層底面在荷載重復作用下的拉應變以及路基頂面的壓應力選用面

18、層底面在荷載重復作用下的拉應變以及路基頂面的壓應力或壓應變作為設計指標?；驂簯冏鳛樵O計指標。 長 壽 命 瀝 青 路 面Shell法采用的三層彈性體系路面模型法采用的三層彈性體系路面模型 在第四屆在第四屆(1977)和第五屆和第五屆(1982) 瀝青路面結構設計國際會議上，瀝青路面結構設計國際會議上， 各國分別提出了十余種以力學經驗法為基礎的設計方法。各國分別提出了十余種以力學經驗法為基礎的設計方法。 長 壽 命 瀝 青 路 面力學經驗法設計方法示例力學經驗法設計方法示例 結構路面模型損壞模型環(huán)境路面材料Shell多層彈性疲勞（瀝青、水泥穩(wěn)定層）車轍（路基應變、瀝青層）溫度瀝青混凝土、水泥穩(wěn)

19、定基層、粒料美國AI多層彈性疲勞（瀝青層）車轍（路基應變）溫度凍融瀝青混凝土、乳化瀝青基層、粒料南非NITRR多層彈性或粘彈性疲勞（瀝青、水泥穩(wěn)定層）車轍（路基應變、粒料層剪切）溫度斷級配瀝青混合料、瀝青混凝土、水泥穩(wěn)定粒料、粒料美國聯(lián)邦公路局多層彈性疲勞（瀝青、水泥穩(wěn)定層）車轍（路表PSI）溫度瀝青混凝土、水泥穩(wěn)定粒料、粒料、硫化處治材料英國諾丁漢大學多層彈性疲勞（瀝青、水泥穩(wěn)定層）車轍（路基應變）溫度熱碾瀝青層、瀝青混凝土、粒料法國LPC多層彈性疲勞（瀝青、水泥穩(wěn)定層）車轍溫度瀝青混凝土、瀝青穩(wěn)定基層、水泥穩(wěn)定粒料、粒料比利時多層彈性疲勞（瀝青、水泥穩(wěn)定層）車轍溫度瀝青混凝土、瀝青穩(wěn)定基層

20、、粒料 長 壽 命 瀝 青 路 面瀝青路面結構設計框圖瀝青路面結構設計框圖 長 壽 命 瀝 青 路 面2.2 目前的瀝青路面的早期損壞類型及結構損壞模式目前的瀝青路面的早期損壞類型及結構損壞模式2.2.1 瀝青路面的早期損壞類型瀝青路面的早期損壞類型 （1）第一類早期損壞往往發(fā)生在通車后不久，有的是當）第一類早期損壞往往發(fā)生在通車后不久，有的是當年，年， 有的在有的在13年內發(fā)生年內發(fā)生 。 特點：特點： a、局部性；、局部性； b、通常行車道首先發(fā)生；、通常行車道首先發(fā)生； c、強烈的時間特性；、強烈的時間特性； d、通過及時的局部性的維修和銑刨加鋪可以得到緩解。、通過及時的局部性的維修和銑

21、刨加鋪可以得到緩解。 長 壽 命 瀝 青 路 面（2）第二類早期損壞）第二類早期損壞 由深層次原因導致的早期損壞，與我國采用較薄瀝青由深層次原因導致的早期損壞，與我國采用較薄瀝青層的半剛性基層瀝青路面結構有關。層的半剛性基層瀝青路面結構有關。 - 薄瀝青層從長遠來說，無法防止開裂，無法防止各種途徑地水薄瀝青層從長遠來說，無法防止開裂，無法防止各種途徑地水地進入，又不能迅速地排除水，尤其是在嚴重的超限超載車輛通地進入，又不能迅速地排除水，尤其是在嚴重的超限超載車輛通行的路段，超載和水的共同作用使瀝青路面在短時間內發(fā)生較嚴行的路段，超載和水的共同作用使瀝青路面在短時間內發(fā)生較嚴重的損壞，且導致基層

22、結構的損壞。重的損壞，且導致基層結構的損壞。 長 壽 命 瀝 青 路 面2.2.2 路面結構損壞模式路面結構損壞模式 傳統(tǒng)瀝青混凝土路面結構損壞模式傳統(tǒng)的瀝青混凝土傳統(tǒng)瀝青混凝土路面結構損壞模式傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面損壞類型最主要的是疲勞開裂和永久變形這兩類路面損壞類型最主要的是疲勞開裂和永久變形這兩類,傳統(tǒng)瀝青混凝土路面結構損壞模式傳統(tǒng)瀝青混凝土路面結構損壞模式 長 壽 命 瀝 青 路 面2.2.2 路面結構損壞模式路面結構損壞模式（1）車轍）車轍 - 一種是車轍只發(fā)生在瀝青面層一種是車轍只發(fā)生在瀝青面層,為表面車轍為表面車轍; - 另一種車轍產生于土基另一種車轍產生于土基,為結構性變形。為結

23、構性變形。 對道路的車轍產生速率的調查結果：對道路的車轍產生速率的調查結果： - 瀝青層厚小于瀝青層厚小于180mm時，車轍率較大；時，車轍率較大； - 瀝青其厚度大于瀝青其厚度大于180mm時時, 車轍速率會迅速降低。車轍速率會迅速降低。 對厚瀝青面層道路對厚瀝青面層道路,調查表明：調查表明： - 車轍的大部分主要發(fā)生在瀝青層表面車轍的大部分主要發(fā)生在瀝青層表面 。 長 壽 命 瀝 青 路 面車轍車轍 長 壽 命 瀝 青 路 面（2）疲勞開裂）疲勞開裂定義：定義： - 疲勞開裂是指在荷載重復作用下瀝青混凝土面層底面彎拉應變引起的疲勞開裂是指在荷載重復作用下瀝青混凝土面層底面彎拉應變引起的開裂

24、開裂,并且由下而上發(fā)展直至貫穿整個瀝青混凝土面層并且由下而上發(fā)展直至貫穿整個瀝青混凝土面層,造成路面損壞。造成路面損壞。如圖如圖2-5。 數(shù)據統(tǒng)計分析表明：數(shù)據統(tǒng)計分析表明： - 90 %多的殘余壽命差別是由瀝青用量和瀝青硬度的不同而引起的，瀝多的殘余壽命差別是由瀝青用量和瀝青硬度的不同而引起的，瀝青的老化則是疲勞壽命差異的主要影響因素。青的老化則是疲勞壽命差異的主要影響因素。 計算表明：計算表明： - 基層彈性勁度隨瀝青的老化增加，擴散荷載的能力也逐漸提高，從而基層彈性勁度隨瀝青的老化增加，擴散荷載的能力也逐漸提高，從而減小了車輛荷載引起的、導致路面疲勞的基層拉應變。減小了車輛荷載引起的、導

25、致路面疲勞的基層拉應變。 長 壽 命 瀝 青 路 面瀝青路面疲勞開裂瀝青路面疲勞開裂 長 壽 命 瀝 青 路 面（3）永久變形）永久變形 定義：定義： - 在荷載重復作用下路基頂面壓應變產生的不可恢復的變形量的積累。在荷載重復作用下路基頂面壓應變產生的不可恢復的變形量的積累。 包括：包括： - 固結和剪切兩部分固結和剪切兩部分,通常在路面設計中處理。通常在路面設計中處理。 永久變形與材料的屬性有關：永久變形與材料的屬性有關： - 瀝青混凝土瀝青混凝土-累積永久變形與彈性變形的比率與重復荷載數(shù)累積永久變形與彈性變形的比率與重復荷載數(shù)N和溫度和溫度T及及應力值有關；應力值有關； - 粒狀材料累積變

26、形與彈性變形的比率是體積和八面體剪切應力的函粒狀材料累積變形與彈性變形的比率是體積和八面體剪切應力的函數(shù)；數(shù)； 長 壽 命 瀝 青 路 面軟土地基累積永久變形與彈性變形的比率為：軟土地基累積永久變形與彈性變形的比率為： log(p/r)= a0 + b0 logN 其中其中, a0和和b0為常數(shù)。為常數(shù)。 永久變形與車輛荷載作用軸次關系最初是由永久變形與車輛荷載作用軸次關系最初是由Monismith等人于等人于1975 年提出的，如下式所示年提出的，如下式所示:p= ANb , 其中其中,p為累積永久應變；為累積永久應變；r 為彈性變形；為彈性變形；N為作用軸次；為作用軸次；A、b為為回歸參數(shù)

27、。回歸參數(shù)。 長 壽 命 瀝 青 路 面永久變形永久變形 長 壽 命 瀝 青 路 面2.3 各國提出的長壽命瀝青路面設計理念、方法、指標各國提出的長壽命瀝青路面設計理念、方法、指標 隨著社會發(fā)展隨著社會發(fā)展,交通量和軸載的增加交通量和軸載的增加,瀝青路面的諸多設計方瀝青路面的諸多設計方法的局限性也愈加顯化法的局限性也愈加顯化 針對與解決此類問題針對與解決此類問題 誕生了基于力學的長壽命路面結構設計方法誕生了基于力學的長壽命路面結構設計方法 長 壽 命 瀝 青 路 面2.3.1 基于力學的長壽命路面結構設計方法基于力學的長壽命路面結構設計方法實質：實質：-運用力學方法來分析路面結構對氣候和荷載的

28、響應。運用力學方法來分析路面結構對氣候和荷載的響應。 （1）Monismth1992年在年在TRB會議上提出了這種設計方法會議上提出了這種設計方法, Monismth和和Long建議控制瀝青層底的彎拉應變建議控制瀝青層底的彎拉應變60，基頂壓應變，基頂壓應變200。 長 壽 命 瀝 青 路 面基于力學的路面設計流程基于力學的路面設計流程(Monismith,1992) 長 壽 命 瀝 青 路 面Monismith和和Long建議建議 各層應變控制指標各層應變控制指標 行車荷載行車荷載瀝青層底瀝青層底彎拉應變彎拉應變 60me 基頂壓應變基頂壓應變 200me路基路基 長 壽 命 瀝 青 路 面

29、2.3.2 基于力學的長壽命路面結構設計方法基于力學的長壽命路面結構設計方法（2）伊利諾斯州的基于力學的路面結構設計方法）伊利諾斯州的基于力學的路面結構設計方法 - 以以ILLI_PAVE程序的有限元分析結果為基礎程序的有限元分析結果為基礎,采用了一個控制應變采用了一個控制應變的疲勞方程的疲勞方程,這個疲勞方程可以用來控制這個疲勞方程可以用來控制HMA層的配合比、拉應力和層的配合比、拉應力和路用性能。路用性能。 - 這種設計方法已經被伊利諾斯州交通運輸部這種設計方法已經被伊利諾斯州交通運輸部(IDOT)所采納。所采納。（3）以明尼蘇達公路研究課題采集的數(shù)據為基礎）以明尼蘇達公路研究課題采集的數(shù)

30、據為基礎,明尼蘇明尼蘇達州制定了一種力學設計方法。達州制定了一種力學設計方法。 用層狀彈性理論程序用層狀彈性理論程序WESLEA計算路面結構在荷載下的響應。計算路面結構在荷載下的響應。 長 壽 命 瀝 青 路 面2.3.2 基于力學的長壽命路面結構設計方法基于力學的長壽命路面結構設計方法（4）英國的設計方法）英國的設計方法 - 以計算結構層中臨界位置的響應為理論基礎。以計算結構層中臨界位置的響應為理論基礎。 Nunn 等人認為，等人認為， - Nunn 等人在等人在1997年發(fā)現(xiàn)，瀝青路面面層存在一個厚度極限，在施年發(fā)現(xiàn)，瀝青路面面層存在一個厚度極限，在施工良好的道路中，超過這個厚度限值，由下

31、到上的疲勞開裂和結構性工良好的道路中，超過這個厚度限值，由下到上的疲勞開裂和結構性的車轍都可避免。的車轍都可避免。 - 當累計標準軸載作用次數(shù)當累計標準軸載作用次數(shù)(ESAL)超過超過8000萬次時，瀝青面層厚度萬次時，瀝青面層厚度不再需要增加。不再需要增加。 - 在瀝青面層層底存在一個極限彎拉應變水平，當層底應變處于這在瀝青面層層底存在一個極限彎拉應變水平，當層底應變處于這個水平以下時疲勞損壞就不會發(fā)生。個水平以下時疲勞損壞就不會發(fā)生。 長 壽 命 瀝 青 路 面長壽命瀝青混凝土路面設計原理長壽命瀝青混凝土路面設計原理 考慮國內提出的抗剪概念的長壽命瀝青混凝土路面設計原理圖考慮國內提出的抗剪

32、概念的長壽命瀝青混凝土路面設計原理圖 長 壽 命 瀝 青 路 面 3. 長壽命瀝青路面結構設計長壽命瀝青路面結構設計 長 壽 命 瀝 青 路 面3.1 長壽命瀝青路面結構分層以及各層功能特點長壽命瀝青路面結構分層以及各層功能特點 長壽命瀝青路面結構設計要達到三個目標：長壽命瀝青路面結構設計要達到三個目標：（1）不出現(xiàn)結構性破壞，包括結構性裂縫和結構性車轍；）不出現(xiàn)結構性破壞，包括結構性裂縫和結構性車轍；（2）路面破壞僅發(fā)生在路面表層，且能迅速修復；）路面破壞僅發(fā)生在路面表層，且能迅速修復；（3）定期的路面表層養(yǎng)護、檢修和更換能使路面結構達到）定期的路面表層養(yǎng)護、檢修和更換能使路面結構達到長壽命

33、（超過長壽命（超過50年）。年）。 長 壽 命 瀝 青 路 面3.1 長壽命瀝青路面結構分層以及各層功能特點長壽命瀝青路面結構分層以及各層功能特點 - 長壽命路面的破壞主要是磨耗層自上而下的功能性破壞。長壽命路面的破壞主要是磨耗層自上而下的功能性破壞。 - 路面設計時路面設計時 ，將上面層設計成功能層，將中下面層、基層設計為結，將上面層設計成功能層，將中下面層、基層設計為結構的承重層。構的承重層。 - 結構具體分層：結構具體分層： 由路基頂面向上長壽命瀝青路面由由路基頂面向上長壽命瀝青路面由HMA基層、基層、HMA中間層和磨耗層中間層和磨耗層三部分組成。三部分組成。 長 壽 命 瀝 青 路 面

34、長壽命瀝青路面結構示意圖長壽命瀝青路面結構示意圖 長 壽 命 瀝 青 路 面 3.1.1 結構要點結構要點 (1) 輪載下輪載下100150mm區(qū)域是高受力區(qū)域區(qū)域是高受力區(qū)域,也是各種損壞也是各種損壞(主要是主要是車轍車轍)易發(fā)區(qū)域易發(fā)區(qū)域;(2) 磨耗層（面層）：磨耗層（面層）：4075mm高性能瀝青混凝土，為車輛提供高性能瀝青混凝土，為車輛提供良好的行駛界面良好的行駛界面, 應具有足夠的表面構造深度，抗車轍、水穩(wěn)應具有足夠的表面構造深度，抗車轍、水穩(wěn)定性好定性好;(3) HMA中間層：中間層：100175mm高模量抗車轍瀝青混凝土，起到高模量抗車轍瀝青混凝土，起到連接和擴散荷載的作用連接

35、和擴散荷載的作用, 應具有高模量應具有高模量(剛度剛度)、抗車轍特性、抗車轍特性; 長 壽 命 瀝 青 路 面3.1.1 結構要點結構要點(4) HMA基層：基層：75100mm高柔性抗疲勞瀝青混凝土，起到消除疲勞破高柔性抗疲勞瀝青混凝土，起到消除疲勞破壞的作用壞的作用, 最大拉應變產生在最大拉應變產生在HMA基層底部基層底部, 該區(qū)域最易發(fā)生疲勞破該區(qū)域最易發(fā)生疲勞破壞，所以該層應具備柔性高、抗疲勞能力強、水穩(wěn)定性好等優(yōu)點壞，所以該層應具備柔性高、抗疲勞能力強、水穩(wěn)定性好等優(yōu)點;(5) 路面基礎不僅為瀝青面層的鋪筑提供良好的界面路面基礎不僅為瀝青面層的鋪筑提供良好的界面, 而且對于路面的變而

36、且對于路面的變形、抗凍都是至關重要的。形、抗凍都是至關重要的。 長 壽 命 瀝 青 路 面3.1.2 HMA基層受力特性基層受力特性 取兩個結構作為研究對象分析取兩個結構作為研究對象分析結構二結構二結構一結構一路面厚度：路面厚度：60cm瀝青層厚：瀝青層厚：40cm路面厚度：路面厚度：78cm瀝青層厚：瀝青層厚：37cm 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2 國外長壽命瀝青路面結構設計國外長壽命瀝青路面結構設計3.2.1 各國長壽命瀝青路面結構設計年限各國長壽命瀝青路面結構設計年限單位單位西費吉尼亞西費吉尼亞堪薩斯州堪薩斯州俄亥俄州俄亥俄州華盛頓華盛頓威斯康星威斯康星州州猶他州猶他州加利福尼亞加利

37、福尼亞年限年限4030354050305035單位單位科羅拉多州科羅拉多州伊利諾斯州伊利諾斯州夏威夷夏威夷AASHTO（1993）俄勒岡州俄勒岡州FHWA西班牙西班牙年限年限4040305030503035不小于不小于3530單位單位德國德國英國英國法國法國南非南非日本日本加拿大加拿大澳大利亞澳大利亞年限年限30404030402040204030402040 各國長壽命瀝青路面結構設計年限各國長壽命瀝青路面結構設計年限 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.2 美國長壽命瀝青路面設計實例美國長壽命瀝青路面設計實例 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.2 密歇根州永久性路面設計推薦結構密歇根州永久性

38、路面設計推薦結構20年設計交通量，SAL1063102030總瀝青層厚度290345370405SMA厚度（mm）3565Supempave厚度（mm）5050聯(lián)結層厚度（mm）11590140115140125150HMA基層厚度（mm）125150155180165180190集料基層厚度（mm）330430集料底基層厚度（mm）380250非冰凍敏感路基土厚（mm）345315220200維修1年20151515銑刨一罩面厚度50501006511565115維修2年32303030銑刨一罩面厚度（mm）5050505075 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.3 俄亥俄州結構設計實例俄亥

39、俄州結構設計實例臨界拉應變臨界拉應變=70， 結構設計參數(shù)如表。結構設計參數(shù)如表。材料材料模量模量泊松比泊松比厚度厚度SMA PG76-22M（設計空隙率（設計空隙率3.5%）E=3450MPa=0.354cmSuperpave 19 PG7622M（設計空隙率（設計空隙率4%）E=3450MPa=0.354.5cm聯(lián)結層聯(lián)結層PG64-22（302，設計空隙率，設計空隙率4.5%）E=3450MPa=0.35設計層設計層抗疲勞層抗疲勞層 PG64-22（302，設計空隙率，設計空隙率3%）E=3450MPa=0.3510cm集料基層集料基層E=140MPa=0.415cm路基路基CBR=4,

40、5,6=0.45Wayne US 30道路永久路面結構設計參數(shù)道路永久路面結構設計參數(shù) 長 壽 命 瀝 青 路 面StarkI-77結構設計參數(shù)結構設計參數(shù)材材 料料厚厚 度（英寸）度（英寸）Superpave12.5 PG76-22M（設計空隙率（設計空隙率3.5%）4cmSuperpave 19 PG76-22M(設計空隙率設計空隙率4.0%)4.5cm聯(lián)結層聯(lián)結層 PG58-28（設計空隙率（設計空隙率4.0%，30%再生料）再生料）25cm抗疲勞層抗疲勞層 PG58-28（302，設計空隙率，設計空隙率3.0%）10cm集料基層集料基層15cm路基層路基層 長 壽 命 瀝 青 路 面3

41、.2 國內長壽命瀝青路面結構設計探索國內長壽命瀝青路面結構設計探索 - 全厚式瀝青路面建設費用高，短期內在我國推廣不現(xiàn)實。全厚式瀝青路面建設費用高，短期內在我國推廣不現(xiàn)實。 - 如何研究設計適合我國經濟技術條件、自然條件、資源條件的長壽命如何研究設計適合我國經濟技術條件、自然條件、資源條件的長壽命瀝青路面是我們要解決的主要問題。瀝青路面是我們要解決的主要問題。 - 我國在長壽命瀝青路面方面的研究正逐步深入，國內一些科研機構如我國在長壽命瀝青路面方面的研究正逐步深入，國內一些科研機構如長安大學、東南大學、交通部公路科學研究所、江蘇交通科學研究院長安大學、東南大學、交通部公路科學研究所、江蘇交通科

42、學研究院等都對此進行了研究，鋪筑了試驗路，也取得了不少成就。等都對此進行了研究，鋪筑了試驗路，也取得了不少成就。 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.2 江蘇省沿江高速公路長壽命路面試驗路結構方案江蘇省沿江高速公路長壽命路面試驗路結構方案 K57229耿涇河中橋耿涇河中橋 K58240 K59+481 K61+231趙市線中橋趙市線中橋 K62+850常熟一標終點常熟一標終點 圖中：圖中：CS水泥穩(wěn)定碎石，水泥穩(wěn)定碎石，ATB瀝青穩(wěn)定碎石，瀝青穩(wěn)定碎石，GRH級配碎石，級配碎石， 紅色采用改性瀝青。紅色采用改性瀝青。C/FDAC粗粗/細型密級配瀝青混凝土混合料細型密級配瀝青混凝土混合料 長 壽

43、命 瀝 青 路 面江蘇省沿江高速公路長壽命路面試驗路結構江蘇省沿江高速公路長壽命路面試驗路結構D長壽命結構長壽命結構 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.2 長安大學長壽命瀝青路面課題長安大學長壽命瀝青路面課題（1）結構設計特點：）結構設計特點：A 根據國情，混合式基層瀝青路面與半剛性基層瀝青路面是研究重點根據國情，混合式基層瀝青路面與半剛性基層瀝青路面是研究重點 。B 結合結合HPDS軟件、東南大學設計軟件、軟件、東南大學設計軟件、SHELL BISAR 3.0對結構分別對結構分別計算與驗算的結果計算與驗算的結果 C 結構層總厚度及瀝青層厚度均有所增加，以減小由荷載產生的瀝青層結構層總厚度及瀝

44、青層厚度均有所增加，以減小由荷載產生的瀝青層底拉應變，達到長壽命路面的設計要求底拉應變，達到長壽命路面的設計要求 （2）長安大學長壽命瀝青路面課題試驗路結構）長安大學長壽命瀝青路面課題試驗路結構課題組提出了三種結構方案，并于鋪筑了試驗路。課題組提出了三種結構方案，并于鋪筑了試驗路。 長 壽 命 瀝 青 路 面三種方案對照三種方案對照 ATB-25 12cm路 基 SMA-13 4cmHMAC-20 6cmFAC-25 8cmATB-30 12cm 二灰穩(wěn)定碎石二灰穩(wěn)定碎石 20cm 二灰穩(wěn)定碎石二灰穩(wěn)定碎石 18cm路面厚度：路面厚度：68cm瀝青層厚：瀝青層厚：30cm方案一方案一路 基 二

45、灰穩(wěn)定碎石二灰穩(wěn)定碎石 20cm 改性瀝青改性瀝青AC-5 2cm SMA-13 4cmHMAC-20 8cm FAC-25 12cm 水泥粉煤灰碎石水泥粉煤灰碎石 20cm方案二方案二路面厚度：路面厚度：66cm瀝青層厚：瀝青層厚：26cm SMA-13 4cm HMAC-20 6cm FAC-25 8cm路 基ATB-30 12cm二灰穩(wěn)定碎石二灰穩(wěn)定碎石 16cm二灰穩(wěn)定碎石二灰穩(wěn)定碎石 16cm 玻璃隔柵應力吸收層玻璃隔柵應力吸收層 水泥粉煤灰碎石水泥粉煤灰碎石18cm方案三方案三路面厚度：路面厚度：68cm瀝青層厚：瀝青層厚：18cm 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.3 滬寧高速公

46、路拓寬段工程試驗段結構滬寧高速公路拓寬段工程試驗段結構路面厚度:79cm瀝青層厚:39cm路面厚度:79cm瀝青層厚:37cm路面厚度:79cm瀝青層厚:28cm 長 壽 命 瀝 青 路 面3.2.4 山東長壽命路面結構匯總（單位：山東長壽命路面結構匯總（單位：cm) 長 壽 命 瀝 青 路 面 4 長壽命瀝青路面結構層材料設計長壽命瀝青路面結構層材料設計 長 壽 命 瀝 青 路 面 4.1 概述概述長壽命瀝青路面各結構長壽命瀝青路面各結構層層材料設計是保證路面良好路用性材料設計是保證路面良好路用性能的關鍵，能的關鍵，根據各結構層功能進行根據各結構層功能進行路面材料路面材料設計設計,提出材料指

47、標要求提出材料指標要求磨耗層：抵御車轍、老化、溫度開裂和磨耗；磨耗層：抵御車轍、老化、溫度開裂和磨耗； 中間層：抵御車轍，傳遞、分散荷載；中間層：抵御車轍，傳遞、分散荷載； 基層：承重層，抵抗層底彎拉應變基層：承重層，抵抗層底彎拉應變 。 長 壽 命 瀝 青 路 面4.2 磨耗層材料設計磨耗層材料設計 4.2.1 影響因素和性能要求影響因素和性能要求 影響因素影響因素 磨耗層的具體要求依賴于交通條件、環(huán)境因素、當?shù)氐慕涷灪徒洕ズ膶拥木唧w要求依賴于交通條件、環(huán)境因素、當?shù)氐慕涷灪徒洕鷹l件。面層受到自然條件條件。面層受到自然條件 (雨水、氣溫、日照雨水、氣溫、日照) 和行車荷載的作用最和行車荷載

48、的作用最頻繁頻繁, 處于壓應力、剪切應力集中的區(qū)域。處于壓應力、剪切應力集中的區(qū)域。 性能要求性能要求 包括抗車轍性能、抗表面開裂性能、良好的抗滑性能、緩解水霧的包括抗車轍性能、抗表面開裂性能、良好的抗滑性能、緩解水霧的影響并能減小噪聲等。影響并能減小噪聲等。 長 壽 命 瀝 青 路 面4.2.2 磨耗層材料設計方法磨耗層材料設計方法 磨耗層材料應選擇磨耗層材料應選擇SMA、密級配混合料或、密級配混合料或OGFC等。等。 - 在一些對抗車轍性能、耐久性、抗?jié)B性、抗磨損性要求高的地區(qū)在一些對抗車轍性能、耐久性、抗?jié)B性、抗磨損性要求高的地區(qū), 可以選擇可以選擇SMA, 這在交通量大且載重車多的城市

49、區(qū)域尤為適用。這在交通量大且載重車多的城市區(qū)域尤為適用。 - 在交通量小且載重車比例較少的情況下在交通量小且載重車比例較少的情況下, 使用密級配混合料更為適使用密級配混合料更為適合。與合。與SMA一樣一樣, 它也必須滿足抗車轍、抗?jié)B、抗磨耗及氣候狀況的它也必須滿足抗車轍、抗?jié)B、抗磨耗及氣候狀況的要求。要求。 - OGFC具有優(yōu)良的抗滑性能、排水性能以及減少噪聲等優(yōu)點?？捎镁哂袃?yōu)良的抗滑性能、排水性能以及減少噪聲等優(yōu)點?？捎糜趯ε潘刑厥庖蟮牡那闆r于對排水有特殊要求的的情況 以以SMA和和OGFC配合比設計方法為例介紹磨耗層材料設計方法。配合比設計方法為例介紹磨耗層材料設計方法。 長 壽 命

50、瀝 青 路 面4.2.2.1 磨耗層材料磨耗層材料SMA配合比設計配合比設計 SMA配合比設計包括：配合比設計包括： （1）材料選擇）材料選擇 （2）確定初試級配；）確定初試級配； （3）測定粗集料骨架間隙率）測定粗集料骨架間隙率VCADRC； （4）選擇初試瀝青用量；）選擇初試瀝青用量； （5） 根據根據VMA和和VCA確定設計級配；確定設計級配； （6）馬歇爾試驗并根據空隙率）馬歇爾試驗并根據空隙率VV確定最佳瀝青用量。確定最佳瀝青用量。 SMA 長 壽 命 瀝 青 路 面配合比設計流程配合比設計流程SMA 長 壽 命 瀝 青 路 面（1）材料選擇）材料選擇A 粗集料粗集料 - 采用堅硬、

51、粗糙的、有棱角的優(yōu)質石料采用堅硬、粗糙的、有棱角的優(yōu)質石料. - 粗集料性質必須在粗集料性質必須在公路瀝青路面施工技術規(guī)范公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTJ032) 規(guī)定的規(guī)定的抗滑表層的基礎上抗滑表層的基礎上,對石料壓碎值提高到不大于對石料壓碎值提高到不大于25 % ,針片狀顆粒含量針片狀顆粒含量指標要求不大于指標要求不大于15 % 。B 細集料細集料 - 最好使用堅硬的人工砂最好使用堅硬的人工砂 - 細集料的視密度、堅固性、砂當量和棱角性指標必須滿足細集料的視密度、堅固性、砂當量和棱角性指標必須滿足公路瀝公路瀝青路面施工技術規(guī)范青路面施工技術規(guī)范(JTJ032) 規(guī)定的質量技術要求規(guī)定的質量

52、技術要求. 長 壽 命 瀝 青 路 面（1）材料選擇）材料選擇 C 填料填料 - 粉膠比一般達到粉膠比一般達到1. 82. 0 - 必須使用磨細的必須使用磨細的石灰石礦粉石灰石礦粉, 應滿足應滿足公路瀝青路面施工技術規(guī)范公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTJ032)的要求的要求. 采用石灰石礦粉的親水系數(shù)必須小于采用石灰石礦粉的親水系數(shù)必須小于1 ,與瀝青應有與瀝青應有良好的粘附性良好的粘附性,小于小于0.075 mm的含量應大于的含量應大于75%. D 纖維穩(wěn)定劑纖維穩(wěn)定劑 采用木質素纖維、礦物纖維采用木質素纖維、礦物纖維,聚合物纖維等各種正式纖維產品聚合物纖維等各種正式纖維產品 長 壽 命 瀝

53、青 路 面E 瀝青結合料瀝青結合料 - 瀝青結合料的質量必須滿足瀝青瑪蹄脂的需要瀝青結合料的質量必須滿足瀝青瑪蹄脂的需要,要有較高的粘度要有較高的粘度,符合符合一定的要求一定的要求,以保證有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫韌性以保證有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫韌性. - 必須采用符合必須采用符合“重交通道路瀝青技術要求重交通道路瀝青技術要求”的瀝青的瀝青,在大多數(shù)地區(qū)要使在大多數(shù)地區(qū)要使用比通常較硬一級的瀝青用比通常較硬一級的瀝青,最好采用改性瀝青最好采用改性瀝青. - SMA和改性瀝青是從礦料級配和瀝青結合料兩個方面改善瀝青路面質和改性瀝青是從礦料級配和瀝青結合料兩個方面改善瀝青路面質量量. 是采用是采用

54、SMA一個途徑一個途徑,還是改性瀝青一個途徑還是改性瀝青一個途徑,或者同時采用改性或者同時采用改性瀝青和瀝青和SMA兩個途徑兩個途徑,主要取決于使用者的目的以及經濟實力主要取決于使用者的目的以及經濟實力. 長 壽 命 瀝 青 路 面（2）確定初試級配）確定初試級配 根據國內外經驗及有關部門根據國內外經驗及有關部門規(guī)范規(guī)范,推薦的推薦的SMA 的間斷級配的間斷級配如表如表. -選擇初試級配時必須以該表選擇初試級配時必須以該表為基礎為基礎, 以以4.75 mm 通過率為變化點通過率為變化點, 改變改變3 個不同的通過率個不同的通過率: 22%、25%、28% , 或者采用或者采用20%、25%、3

55、0% ,3個級配均固定個級配均固定礦粉數(shù)量礦粉數(shù)量,0.075 mm 通過率通過率為為10%左右左右. 瀝青瑪蹄脂碎石混合料瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA) 礦料級配建議范圍礦料級配建議范圍 長 壽 命 瀝 青 路 面4.2.2.1 磨耗層材料磨耗層材料SMA配合比設計配合比設計 （3）測定粗集料骨架間隙率）測定粗集料骨架間隙率VCADRC - 在壓實狀態(tài)下瀝青混合料中的粗集料骨架間隙率在壓實狀態(tài)下瀝青混合料中的粗集料骨架間隙率VCAmin必須必須等于或小于沒有其他集料、結合料存在時的粗集料集合體在搗實等于或小于沒有其他集料、結合料存在時的粗集料集合體在搗實狀態(tài)下的間隙率狀態(tài)下的間隙率VCADR

56、C （4）選擇初試瀝青用量）選擇初試瀝青用量 - 首先考慮最小瀝青用量的規(guī)定首先考慮最小瀝青用量的規(guī)定 - 在選擇初試瀝青用量時在選擇初試瀝青用量時,一般可根據粗集料毛體積相對密度選擇一般可根據粗集料毛體積相對密度選擇 長 壽 命 瀝 青 路 面AASHTO 的的SMA 規(guī)范關于瀝青用量的規(guī)定規(guī)范關于瀝青用量的規(guī)定 長 壽 命 瀝 青 路 面（5）根據）根據VMA和和VCA確定設計級配確定設計級配 A 按照確定初試的瀝青用量按照確定初試的瀝青用量,用用3組初試級配拌和制作馬歇爾試件組初試級配拌和制作馬歇爾試件, 試件數(shù)量為每組試件數(shù)量為每組4個個,3組試件共計組試件共計12個個 ， B 將三組

57、初試級配的試驗結果將三組初試級配的試驗結果VCAmin和和VCADRC比較比較,繪制成圖。繪制成圖。 C 從中選擇符合從中選擇符合VCAmin VCADRC要求的級配要求的級配,以以4. 75 mm的通過率的通過率最大的一組級配為設計級配最大的一組級配為設計級配. D 注意注意,盡量選擇盡量選擇VMA稍大于稍大于17 %的級配為設計級配的級配為設計級配,以防在施工過以防在施工過程中程中VMA可能會有所降低可能會有所降低. 長 壽 命 瀝 青 路 面根據根據VCA確定級配中確定級配中4. 75mm 的通過率的通過率 長 壽 命 瀝 青 路 面（6）馬歇爾試驗并根據空隙率）馬歇爾試驗并根據空隙率V

58、V確定最佳瀝青用量確定最佳瀝青用量 - 在設計級配確定以后在設計級配確定以后,可以變化可以變化3 個不同的瀝青用量個不同的瀝青用量,每組每組4個試件個試件. 1個用于測定理論最大相對密度個用于測定理論最大相對密度,3個壓實成型進行馬歇爾試驗。個壓實成型進行馬歇爾試驗。 - 由此可以根據空隙率要求確定最佳瀝青用量由此可以根據空隙率要求確定最佳瀝青用量. 馬歇爾試驗的結果必須符合馬歇爾試驗的結果必須符合SMA混合料的設計技術要求混合料的設計技術要求,如表如表. 長 壽 命 瀝 青 路 面我國我國SMA馬歇爾試驗配合比設計技術要求馬歇爾試驗配合比設計技術要求 長 壽 命 瀝 青 路 面4.2.2.2

59、 磨耗層材料磨耗層材料OGFC配合比設計配合比設計OGFC設計包括：設計包括： （1）目標空隙率；）目標空隙率； （2）材料選擇；）材料選擇； （3）試驗級配的選擇；）試驗級配的選擇； （4）瀝青用量的初選和試件成型；）瀝青用量的初選和試件成型； （5）空隙率的確認；）空隙率的確認； （6）瀝青析漏試驗；）瀝青析漏試驗； （7）最佳瀝青用量的確定；）最佳瀝青用量的確定； （8）混合料配合比設計檢驗。）混合料配合比設計檢驗。OGFC 長 壽 命 瀝 青 路 面4.2.2.2 磨耗層材料磨耗層材料OGFC配合比設計配合比設計（1）目標空隙率）目標空隙率 - 空隙率以空隙率以20%20%為基準為基準

60、, , 在在18%18%25%25%范圍內決定。范圍內決定。（2）材料選擇）材料選擇 A 瀝青和纖維瀝青和纖維 - 使用高勁度結合料改性瀝青，如表使用高勁度結合料改性瀝青，如表 。 - 使用基質瀝青通常要比當?shù)貧夂驐l件使用的瀝青高使用基質瀝青通常要比當?shù)貧夂驐l件使用的瀝青高2個等級。個等級。 - 添加劑使用木質纖維或礦物纖維添加劑使用木質纖維或礦物纖維 OGFC 長 壽 命 瀝 青 路 面改性瀝青技術要求改性瀝青技術要求 長 壽 命 瀝 青 路 面（2）材料選擇）材料選擇 B 集料集料 - 粗集料形狀以方形石為佳粗集料形狀以方形石為佳 - 細集料可以使用少量人工砂細集料可以使用少量人工砂, 但