路基路面工程第十三章+瀝青路面課件

1、第十三章 瀝青路面Asphalt Pavement7/29/20221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(lèi)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(wú)接縫、行車(chē)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7/29/20222一、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(kāi)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）7/29/20223二、瀝青路面的分類(lèi)1、按強(qiáng)度構(gòu)成原理分類(lèi)密實(shí)類(lèi) 按

2、剩余空隙率的大小細(xì)分為閉式 36開(kāi)式6以上嵌擠類(lèi)7/29/20224二、瀝青路面的分類(lèi)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(lèi)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(kāi)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7/29/20225二、瀝青路面的分類(lèi)3、根據(jù)瀝青路面的技術(shù)特性分類(lèi)：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 concr

3、ete)乳化瀝青碎石路面emulsified asphalt瀝青馬蹄脂碎石路面SMA(stone mastic asphalt)開(kāi)級(jí)配瀝青磨耗層OGFC (OpenGraded Friction Course )剩余空隙率20左右7/29/20226三、瀝青路面類(lèi)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(lèi)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。7/29/20227四、瀝青混凝土路面的主要技術(shù)問(wèn)題高溫穩(wěn)定性低溫抗裂性耐久性（

4、水穩(wěn)定性、疲勞與老化）表面抗滑性7/29/20228五、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(jiàn)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(jiàn)P308表13-2）7/29/20229六、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7/29/202210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(lèi)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7/29/202211一、瀝青混和料的結(jié)構(gòu)類(lèi)型按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分為三類(lèi)：懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)：瀝青

5、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(kāi)級(jí)配骨架密實(shí)結(jié)構(gòu): SMA 間斷型密級(jí)配7/29/2022127/29/2022137/29/202214Fig.1 Dense Graded AC Lab Samples 7/29/202215Fig.2 SMA Surface 7/29/202216Fig.3: OGFC Lab Samples 7/29/202217二、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）7/29/202218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

6、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7/29/2022192 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(guò)材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，路面產(chǎn)生開(kāi)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7/29/2022207/29/2022217/29/2022227/29/2022233 抗彎拉強(qiáng)度在行車(chē)荷載反復(fù)作用下，路面彎曲而產(chǎn)生開(kāi)裂破壞。7/29/202224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。7

7、/29/202225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。7/29/202226三、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(guò)渡范圍內(nèi)則為一般粘彈性體。7/29/202227三、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

8、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7/29/202228三、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7/29/2022291 瀝青混和料的蠕變Creep作用應(yīng)力較?。ǖ陀谇c(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

9、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）7/29/202230三、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(guò)程。松弛時(shí)間：為使物體保持既得變形所需的力越來(lái)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(jiàn)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 7/29/202231三、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Sti

10、ffness Modulus來(lái)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7/29/202232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）7/29/2022337/29/202234四、瀝青混和料的疲勞特性疲勞破壞、疲勞壽命

11、瀝青混和料疲勞破壞的發(fā)展過(guò)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(guò)一定的荷載重復(fù)作用次數(shù)后就開(kāi)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。7/29/202235四、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7/29/202236瀝青

12、混和料的疲勞特性的影響因素 因素因素增加時(shí)對(duì)疲勞壽命的影響因素因素增加時(shí)對(duì)疲勞壽命的影響控制應(yīng)力控制應(yīng)變控制應(yīng)力控制應(yīng)變?yōu)r青粘度增加減少集料增加減少瀝青含量直至 最佳值增加增加溫度減少增加超過(guò)最佳值減少增加加載率增加減少空隙率減少減少密實(shí)度（壓實(shí)度）增加7/29/202237五、瀝青路面的溫度狀況氣溫太陽(yáng)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7/29/202238六、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(chē)轍、推擠、波浪、擁包、泛油溫度+50+200-10-35抗壓強(qiáng)度（Mpa)122.5581310171830溫度+50+45+40+35+30+25+

13、20S(Mpa)75109142176232288344E(Mpa)223361516683790895999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：7/29/202239六、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7/29/202240六、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：瀝青含量殘余孔隙率內(nèi)摩擦角粘結(jié)力（）（體積）(0)（M

14、pa)53.3300.1962.5300.1570.7190.067/29/202241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。7/29/202242六、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性車(chē)轍是路面結(jié)構(gòu)及土基在行車(chē)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(chē)輪帶處，即形成路面的縱向帶狀凹陷。車(chē)轍是高級(jí)瀝青路面的主要破壞型式7/29/202243車(chē)轍7/29/202244六、瀝青路面的高溫

15、穩(wěn)定性車(chē)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)。7/29/202245影響車(chē)轍深度的主要因素 瀝青混和料交通和氣候結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)摩擦力粘結(jié)力1.礦料的最大粒徑5mm以上的碎石含量；2.碎石的紋理深度（表面粗糙度）和顆粒形狀；3.瀝青含量；4.瀝青混和料的級(jí)配和密實(shí)度。1.瀝青標(biāo)號(hào)和高溫粘度；2.瀝青的感溫性；3.瀝青與礦料的粘結(jié)力；4.瀝青礦粉比（小則瀝青與礦粉相互作用越充分，結(jié)構(gòu)瀝青越多，粘結(jié)力越大）和礦粉

16、的種類(lèi)；5.瀝青用量（過(guò)多則c小，不利）；6.混和料的級(jí)配和密實(shí)度。1.行車(chē)荷載（軸重、輪胎壓力）；2.交通量和渠化程度；3.荷載作用時(shí)間和水平力（交叉口）；4.路面溫度（氣溫、日照）1.瀝青面層厚度（如果是合格的半剛性基層，則車(chē)轍為瀝青面層所致，面層越厚，車(chē)轍越深）2.結(jié)構(gòu)類(lèi)型（柔性路面或半剛性路面）。7/29/202246六、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(zhuān)題提出：車(chē)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(lái)評(píng)價(jià)瀝青混和料的抗車(chē)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

17、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。7/29/202247七、瀝青路面的低溫抗裂性1 低溫下縮裂的類(lèi)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(kāi)裂， 稱(chēng)為溫縮疲勞開(kāi)裂。（2）低溫荷載裂縫（3）反射裂縫（4）凍脹裂縫見(jiàn)下表7/29/202248低溫裂縫類(lèi)型7/29/202249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)。7/2

18、9/2022502 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?？障堵?。越小越好。7/29/202251（2）環(huán)境因素氣溫。越低越易開(kāi)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。7/29/2022523評(píng)價(jià)

19、試驗(yàn)方法（詳見(jiàn)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)7/29/202253溫縮裂縫（橫向裂縫）7/29/202254八、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。7/29/202255評(píng)價(jià)試驗(yàn)方法浸水馬歇爾

20、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)7/29/202256高速公路部分路段坑槽突現(xiàn) 7/29/202257八、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7/29/202258九、瀝青路面的耐老化性能施工過(guò)程中的短期老化：主要是在拌和及混合料的運(yùn)輸過(guò)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(guò)程中的長(zhǎng)期老化：與大氣接觸的表面瀝青老化快。空隙率是影響老化的重要因素。7/29/202259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

21、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。7/29/202260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(jiàn)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(lèi)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)）7/29/202261二、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(wú)風(fēng)化、

22、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(wú)風(fēng)化，無(wú)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。 7/29/202262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(mǎn)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7/29/2022633 組成

23、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(chē)轍能力，希望盡量采用開(kāi)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(kāi)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(chē)轍。7/29/202264（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(kāi)級(jí)配或半開(kāi)級(jí)配瀝

24、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)椋嚎障堵蚀?，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，7/29/202265美國(guó)資料根據(jù)期望的性質(zhì)對(duì)混和料的組成要求期望性質(zhì)病害類(lèi)型 對(duì)混和料組成要求瀝青礦料混和料組成穩(wěn)定度車(chē)轍推移高粘滯度粗糙有棱角接近立方體低瀝青含量，低空隙率，含有多一些0.15mm的顆?？蛊趶潛掀屏衙鎸雍穸?5cm用稠瀝青，5cm用低粘滯度瀝青不易剝落瀝青用量多一些低溫抗裂拉伸破裂低粘滯度高瀝青含量，

25、低空隙率抗老化松散低粘滯度，抗老化不易剝落高瀝青含量，低空隙率抗松散和剝離松散適宜的表面粘附性不易剝落高瀝青含量不透水和空氣基層軟化或面層松散不穩(wěn)定不易剝落高瀝青含量，高礦粉含量抗滑光面抗磨光，不易剝落低瀝青含量7/29/202266二、瀝青混合料的分類(lèi)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。7/29/2022673。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

26、粒徑、顆粒級(jí)配等分為： （1）半開(kāi)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(kāi)級(jí)配瀝青碎石混合料（又稱(chēng)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(kāi)級(jí)配排水式表面層混合料（又稱(chēng)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187/29/202268三、瀝青混和料的選擇應(yīng)根據(jù)

27、公路等級(jí)，交通量能交通組成，當(dāng)?shù)貧夂颍坊鶢顩r，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。7/29/202269四、熱拌瀝青混和料的配合比設(shè)計(jì)三個(gè)階段：(參見(jiàn)下頁(yè)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(cāng)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(cāng)的材料取樣進(jìn)行篩分，以確定各熱料倉(cāng)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(cāng)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

28、。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.7/29/2022707/29/202271礦料配合比設(shè)計(jì)確定瀝青混和料的類(lèi)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7/29/202272瀝青最佳含量的確定按前述礦料級(jí)配，稱(chēng)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

29、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)與瀝青用量之間的關(guān)系曲線(xiàn)。由以上曲線(xiàn)，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(mǎn)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。7/29/202273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(chē)轍能力檢驗(yàn)7/29/202274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7/29/202275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(guò)3cm。

30、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(chē)的磨耗，增強(qiáng)防水性，提高平整度，改善路面的行車(chē)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。7/29/202276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7/29/202277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。7/29/202

31、278三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)7/29/202279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(chē)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(guò)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34cm7/29/202280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)

32、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(lái)以前半個(gè)月結(jié)束，使貫入式結(jié)構(gòu)層通過(guò)開(kāi)放交通碾壓成型。7/29/202281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；1

33、2)鋪撤封面礦料；13)最后碾壓；14)初期養(yǎng)護(hù)7/29/202282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(pán)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。7/29/202283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(chē) 攤鋪機(jī)馬歇爾試驗(yàn) 碾壓 壓路機(jī)施工主要流程7/29/2022847/29/2022851、熱拌瀝青混和料

34、 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7/29/2022862、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)7/29/202287拌和站的選址及平面設(shè)計(jì)asphalt mixing plant7/29/202288日本NIKKO 拌和機(jī)7/29/202289意大利MARINI瑪連尼拌和機(jī)7/29/2022907/29/2022917/29/2022927/29/2022937/29/2022947/29/2022953.混和料運(yùn)輸車(chē)輛數(shù)保溫7/29/2022964.混和料的攤鋪spreader7/29/2022977/29/2022987/

35、29/2022997/29/20221007/29/20221017/29/20221027/29/2022103 浮動(dòng)基準(zhǔn)梁7/29/20221047/29/2022105ABG TITAN 423攤鋪機(jī) 7/29/20221067/29/2022107Figure 5: Placing SMA at Hilo Harbor7/29/2022108德國(guó)VOGELE瀝青混凝土攤鋪機(jī)7/29/20221095.碾壓rolling瀝青混合料碾壓過(guò)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100200K

36、N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(wú)顯著輪跡為止。復(fù)壓是碾壓過(guò)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(guò)程中產(chǎn)生的輪跡，并確保路面表面的平整。7/29/2022110碾壓基本原則 碾壓時(shí)壓路機(jī)開(kāi)行的方向應(yīng)平行于路中心線(xiàn)，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

37、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。7/29/2022111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2025t7/29/2022112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(wú)開(kāi)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(guò)高及過(guò)低的危害：過(guò)高時(shí)瀝青易老化且碾壓時(shí)易推移，過(guò)低混合料

38、不易碾壓密實(shí)，剩余空隙率過(guò)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7/29/20221137/29/2022114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7/29/2022115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)7/29/2022116 END歡迎同志們提出問(wèn)題、相互交流7/29/2022117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