瀝青混合料選擇

1、1234混合料類型選擇因素n交通量n環(huán)境n路面面層下結(jié)構(gòu)n現(xiàn)有路面狀況和準(zhǔn)備n經(jīng)濟(jì)5How to fit pieces together?6磨耗層磨耗層聯(lián)接層聯(lián)接層基層基層 (Bound or Unbound)底基層底基層 (Usually Unbound)HMA面層面層土基土基專有名詞n瀝青膠結(jié)料(Bitumen)n熱拌瀝青混合料 (HMA)n結(jié)構(gòu):7路面層的原則HMA面層面層基層基層底基層底基層土基土基4個(gè)原則個(gè)原則:結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)磨擦力磨擦力 行車平整性行車平整性抗水性抗水性8面層性能n作用性能 為駕乘者提供安全、舒適的行駛條件n結(jié)構(gòu)性能 足以抵抗交通和其它各種荷載9交通土基土材料C&M差異環(huán)

2、境M&R影響路面性能的因素10HMA 面層響應(yīng)n車輪荷載產(chǎn)生的應(yīng)力、應(yīng)變和變形n環(huán)境改變引起的材料性能的變化11土基土基底基層底基層面層面層HMA 面層面層車輪荷載車輪荷載車轍機(jī)理12土基土基底基層底基層基層基層HMA 面層面層車輪荷載車輪荷載疲勞裂縫機(jī)理13HMA面層中分布情況面層中分布情況相對(duì)相對(duì)HMAHMA面層底部的摩阻力面層底部的摩阻力抗應(yīng)力抗應(yīng)力裂縫或裂縫或冷接縫處冷接縫處裂縫或裂縫或冷接縫處冷接縫處面層面層抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度溫度裂縫機(jī)理14200+ mmHMASurface氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)由面層生成的裂縫由面層生成的裂縫層間交接處層間交接處上下裂縫機(jī)理15集料和瀝青集料和瀝青相剝落相

3、剝落剝落機(jī)理16基層基層HMA 罩面罩面土基土基PCC 板板接縫接縫拉拉剪剪車輪荷載車輪荷載反射裂縫機(jī)理17混合料類型n密級(jí)配nSMAn開(kāi)級(jí)配關(guān)鍵問(wèn)題:為了達(dá)到最佳性能，如何選擇混合料類型?18混合料類型選擇要點(diǎn)n路面各層和交通等級(jí)n面層準(zhǔn)備n混合料類型19路面層和交通等級(jí)定義n面層 也稱磨耗層 高質(zhì)量材料 提供摩阻力、平整度、低噪音、抗車轍和排水 防止水進(jìn)入面層下面的結(jié)構(gòu)中20路面層和交通等級(jí)定義n中面層 也稱為聯(lián)結(jié)層 面層下分一次或幾次鋪筑 目的是分散荷載以保護(hù)基層 為面層施工提供便利21路面層和交通等級(jí)定義n基層 位于HMA結(jié)構(gòu)下 集料或穩(wěn)定基層 為路面結(jié)構(gòu)提供主要的支持 耐久的集料、無(wú)

4、水損害和凍害22路面層和交通等級(jí)定義n找平層 薄的HMA罩面用于修復(fù)路面橫斷面結(jié)構(gòu)的微小差異23路面層結(jié)構(gòu)24土基基層面層SURe SUBdSUR軸載e 荷載作用下路面的響應(yīng)265010015020002500.00.40.81.21.62.0罩面厚度罩面厚度, THov (mm)撓度撓度, (mm) 撓度限值撓度限值原有路面撓度原有路面撓度HMA 罩面層罩面層HMA 面層面層集料基層集料基層土基土基80-kN 軸載軸載THov150 mm75 mm結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)27交通量PSI2.51.5 罩面SCSCSCSCeffoLf結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)不足 28 土基土基底基層底基層基層基層原來(lái)原來(lái)HMA 面層面層

5、HMA 罩面層罩面層THTHTHTHEEEE12341234厚度厚度模量模量e ovHMAe 設(shè)計(jì)軸載設(shè)計(jì)軸載V結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法29關(guān)鍵應(yīng)力或應(yīng)變關(guān)鍵應(yīng)力或應(yīng)變?cè)试S交通量允許交通量車轍車轍疲勞疲勞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法 30HMA 罩面厚度, THov (mm)容許軸載 (80 - kN ESALs, millions)80 - kN軸載軸載 THovTHhmaTHbgov HMA 罩面層罩面層基層基層土基土基設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)HMA罩面層厚度罩面層厚度255075125100150 1751234設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)80-kN ESALS, W原來(lái)的原來(lái)的HMA 面層面層 (疲勞疲勞)e 80結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法ND

6、T 荷載 “強(qiáng)”路面 “弱” 路面 D強(qiáng)路面和弱路面NDT 荷載 “強(qiáng)”路面 “弱” 路面 D強(qiáng)路面和弱路面NDT 感應(yīng)器NDT 荷載 D D表面彎沉的測(cè)量rmhk脈沖設(shè)備落錘式彎沉儀35輪碾式彎沉儀 每層參數(shù)面層NDT 荷載r反算典型路面情況E1m1D1E2m2D2E3m3 基層土基3738交通量交通量ESALs應(yīng)用低10,000,000高交通量高的重車交通量39確定正確的混合類型的步驟1.確定需要的總厚度2.確定面層混合料a)確定交通分級(jí)b)確定集料尺寸c)考慮外觀d)考慮施工時(shí)的交通流狀況3.從總厚度去掉面層厚度，對(duì)粘結(jié)層和基層做同樣的工作40面層混合料類型的建議面層混合料類型的建議Lo

7、wHighMod低交通量低交通量中交通量中交通量高交通量高交通量DGSMAOGFCDGSMAOGFCDGSMAOGFCMix TypeRelative Appropriateness混合料類型混合料類型41中間層混合料類型選擇的建議中間層混合料類型選擇的建議LowHighMod低交通量低交通量中交通量中交通量高交通量高交通量DGSMAOGFCDGSMAOGFCDGSMAOGFCMix TypeRelative Appropriateness混合料類型混合料類型42基層混合料類型選擇的建議基層混合料類型選擇的建議LowHighMod低交通量低交通量中交通量中交通量高交通量高交通量DGSMAATP

8、BDGSMAATPBDGSMAATPBRelative Appropriateness混合料類型混合料類型4301020304050607080DFG 4.75DFG 9.5DFG12.5DFG 19SMA 9.5SMA 12.5SMA 19.0OGFC 9.5OGFC 12.5DCG 9.5DCG 12.5DCG 19.O面層混合料類型選擇的建議面層混合料類型選擇的建議低交通量低交通量中交通量中交通量高交通量高交通量混合料類型混合料類型最最小小厚厚度度范范圍圍mm44020406080100120DFG 19.0DFG 25.0DCG 19.0DCG 25.OSMA 19.0中間層混合料類型

9、選擇的建議中間層混合料類型選擇的建議低和中交通量低和中交通量高交通量高交通量混合料類型混合料類型最最小小厚厚度度范范圍圍mm45020406080100120140160DFG19.0DFG25.0DFG37.5DCG19.0DCG25.ODCG37.5ATPB19.0ATPB25.0基層混合料類型選擇的建議基層混合料類型選擇的建議中交通量中交通量高交通量高交通量混合料類型混合料類型最最小小厚厚度度范范圍圍mm46表面準(zhǔn)備n新建、重建n修復(fù)47表面準(zhǔn)備新建/重建n土基/未處理基層的合適壓實(shí) 提供堅(jiān)實(shí)、統(tǒng)一的工作表面n去除所有軟土n在界面上灑粘層油n主要的還是非主要的?48表面準(zhǔn)備修復(fù)n必要時(shí)維

10、修n鋪筑磨耗層49表面準(zhǔn)備再生n薄的OL ( ”, 則考慮 R&Rn如果車轍 ”, 則考慮銑刨或找平50表面準(zhǔn)備再生n設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)OLn對(duì)于PCC，使用破碎板 C/S, B/S, R 減小有效板長(zhǎng) 減小反射裂縫 去除所有結(jié)構(gòu)病害51路面設(shè)計(jì)的三個(gè)最重要的標(biāo)準(zhǔn)52面層準(zhǔn)備再生n排水 路面成功的關(guān)鍵 兩個(gè)類型 面層 面層下53混合料設(shè)計(jì)混合料類型n密級(jí)配nSMAn開(kāi)級(jí)配5455混合料設(shè)計(jì)：密級(jí)配n壓密集料顆粒的分散n不可滲透性nNMS = 第一次大于10%通過(guò)率的孔篩尺寸n細(xì)級(jí)配和粗級(jí)配56細(xì)級(jí)配、粗級(jí)配混合料NMS 集料粗細(xì)1 ” (37.5mm)35% P #41” (25mm)40% P #4”

11、 (19mm)35% P #8” (12.5mm)40% P #83/8” (9.5mm)45% P #8#4 (4.75mm)沒(méi)有Superpave級(jí)配 57細(xì)級(jí)配和粗級(jí)配混合料細(xì)級(jí)配粗級(jí)配低滲透性允許厚面 *工作和易性 *宏紋理 *薄面 *好的耐久性 *平整結(jié)構(gòu) * 1” (25 mm) NMS58混合料設(shè)計(jì)：密級(jí)配nHMA生產(chǎn)的主力n可用于: 結(jié)構(gòu)層 抗摩層 找平層 修補(bǔ)59密級(jí)配混合料集料層低交通量中交通量高交通量面層n礫石 (限制)n碎石n人工/天然砂n碎石n人工/天然砂聯(lián)結(jié)層n同上n同上基層nN/An同上60密級(jí)配混合料瀝青層低交通量中交通量高交通量面層n通常不改性n在交叉口改性?

12、n常常改性n根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不改性聯(lián)結(jié)層n通常不改性n除了重載交通外不改性基層nN/An通常不改性n同上61密級(jí)配混合料外加劑層低交通量中交通量高交通量面層nRAPn需要時(shí)加抗剝落劑聯(lián)結(jié)層nRAPn需要時(shí)加抗剝落劑基層nN/AnRAPn需要時(shí)加抗剝落劑62密級(jí)配混合料最小厚度推薦密級(jí)配混合料最小厚度推薦63密級(jí)配混合料層集料公稱最大粒徑層4.75 & 9.5 mm12.5 mm19 mm25& 37.5 mm面層n抗磨耗n抗滑n平整nW, F & Sn結(jié)構(gòu)n抗滑n結(jié)構(gòu)nN/A聯(lián)結(jié)層n找平n平整n結(jié)構(gòu)n平整n結(jié)構(gòu)基層nN/A64密級(jí)配混合料n層下?tīng)顩r 施工前適當(dāng)準(zhǔn)備路基 保證罩面是堅(jiān)硬結(jié)構(gòu) 修復(fù)一些結(jié)構(gòu)

13、缺陷6566混合料設(shè)計(jì): SMAn間斷級(jí)配的HMAn高的抗車轍能力和耐久性 粗集料接觸，形成骨架結(jié)構(gòu) 瀝青用量、填料、纖維用量較多，常用改性瀝青n高性能的混合料n減少反射裂縫67混合料類型 - SMAn立方體、耐浸蝕集料和人工砂 100% 的結(jié)構(gòu)表面(1) 無(wú)天然砂 高磨光值的集料n勁度大的膠結(jié)料 砂/瀝青/MF/外加劑 減少析漏 高的瀝青用量68SMA 材料層材料中交通量高交通量面層和聯(lián)結(jié)層集料n碎石n人工砂n礦粉瀝青膠結(jié)料n通常改性n低交通量時(shí)或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)不改性其它n纖維n需要時(shí)加抗剝落劑69010203040506070809.512.519Mix Type, mmMin Lift Thi

14、ck Range, mmSMA最小層厚推薦最小層厚推薦混合料類型混合料類型最最小小厚厚度度范范圍圍mm70SMA 混合料層集料最大公稱粒徑層9.5 mm12.5 mm19 mm面層n抗磨耗表面n抗滑n結(jié)構(gòu)n平整聯(lián)結(jié)層N/AN/An 結(jié)構(gòu)71SMA 混合料n層下?tīng)顩r 施工前對(duì)路基適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備 保證罩面是堅(jiān)硬結(jié)構(gòu) 修復(fù)一些結(jié)構(gòu)缺陷7273混合料類型：開(kāi)級(jí)配n可透水n碎石、少量人工砂n改性瀝青和/或纖維 增加瀝青用量 改善耐久性和性能74混合料類型：開(kāi)級(jí)配n類型 開(kāi)級(jí)配抗滑表層(OGFC) 歐洲大空隙多孔混合料 (PEM) 瀝青處治滲透基層 (ATPB)75混合料類型：開(kāi)級(jí)配OGFC 和 PEM 只用

15、于面層n空隙率 OGFC 15% PEM 18 22% PEM 有最小值n減少水漂76混合料類型：開(kāi)級(jí)配n平整、低噪音的表面n每噸的費(fèi)用高 單位質(zhì)量低n只用于高/中交通量，行車速度高 保持孔隙，防止阻塞 減少輪胎帶來(lái)的磨損n冰凍狀況下禁用OGFC7778混合料類型：開(kāi)級(jí)配ATPB只用于密級(jí)配 HMA, SMA 或 PCC的基層需要路表下排水系統(tǒng)使用過(guò)濾性織物以防止土壤污染79開(kāi)級(jí)配材料層材料中交通量高交通量面層OGFC 集料n碎石n人工砂瀝青膠結(jié)料n改性其它n纖維n需要時(shí)加抗剝落劑80開(kāi)級(jí)配材料層材料中交通量高交通量基層ATPB集料n碎石n人工砂瀝青膠結(jié)料n不改性其它n需要時(shí)加抗剝落劑81混合

16、料設(shè)計(jì)：開(kāi)級(jí)配nNCAT 步驟 集料級(jí)配保證顆粒間接觸 壓實(shí)/空隙率測(cè)定 排水82010203040506070809.5 Surface12.5 Surface12.5 ATPB19.0 ATPBMix Type, mmMin Lift Thick Range, mm開(kāi)級(jí)配混合料推薦的最小層厚開(kāi)級(jí)配混合料推薦的最小層厚混合料類型，混合料類型，mm最最小小厚厚度度范范圍圍mm83開(kāi)級(jí)配混合料層混合料目的層9.5 mm12.5 mm19 mm面層n磨耗層n抗滑n降低噪音n減少水漂N/A基層N/AN/A排水8485步驟步驟1：確定總厚度：確定總厚度n例 為城市再發(fā)展而重修 性能和外觀要求都很重要6

17、”(150 mm)86步驟步驟2：選擇面層混合料類型和厚度：選擇面層混合料類型和厚度交通荷載交通荷載集料尺寸集料尺寸外觀外觀交通量交通量87LowHighMod低交通量低交通量中交通量中交通量高交通量高交通量DGSMAOGFCDGSMAOGFCDGSMAOGFCMix TypeRelative Appropriateness步驟步驟2：選擇面層混合料類型和厚度：選擇面層混合料類型和厚度混合料類型混合料類型8801020304050607080DFG 4.75DFG 9.5DFG12.5DFG 19SMA 9.5SMA 12.5SMA 19.0OGFC 9.5OGFC 12.5DCG 9.5DC

18、G 12.5DCG 19.OMix TypeMin Lift Thick Range, mm低交通量低交通量中交通量中交通量高交通量高交通量 步驟步驟2：選擇面層混合料類型和厚度：選擇面層混合料類型和厚度混合料類型混合料類型最最小小厚厚度度范范圍圍mm89步驟步驟2：選擇面層混合料類型和厚度：選擇面層混合料類型和厚度混合料 - 9.5 mm DFG厚度 - 37.5 mm150 mm37.5 mm112.5 mm90 步驟步驟3：選擇中面層類型和厚度：選擇中面層類型和厚度LowHighModLow TrafficMedium TrafficHigh TrafficDGSMAOGFCDGSMAOGFCDGSMAOGFCMix TypeRelative Appro