美國長壽命路面(4)課件

1、山西省交通運(yùn)輸廳科研項(xiàng)目美國德州長壽命瀝青路面技術(shù)體系 匯報(bào)人：張 翛黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)交通行業(yè)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 2011年3月黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容1長壽命瀝青路面概念2長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長壽命路面材料設(shè)計(jì)3長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法5施工質(zhì)量監(jiān)控67主要存在的問題總結(jié)42黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)1、現(xiàn)代重載交通特點(diǎn)一、長壽命瀝青路面概念交通量增大行車速度提高車輛荷載激增超載現(xiàn)象嚴(yán)重 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)2、瀝青路面早期損壞嚴(yán)重一、長壽命瀝青路面概念新泛油內(nèi)部松散新沉陷剝落反射裂縫、唧泥Top-Down開裂黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)3、長壽命瀝青路面的提出一、長壽命瀝青路

2、面概念由全厚式瀝青混凝土路面發(fā)展而來美國APA2000年正式提出路面的損壞僅發(fā)生在路面的上層維修時(shí)不需要進(jìn)行結(jié)構(gòu)性的處理追求50年壽命，實(shí)際多為30年黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)4、美國長壽命瀝青路面使用現(xiàn)狀一、長壽命瀝青路面概念美國APA授予69項(xiàng)長壽命路面獎(jiǎng)項(xiàng)(2001-2009)德克薩斯州修筑了8條(2001-2007)阿肯色州肯塔基州黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)5、美國長壽命瀝青路面M-E設(shè)計(jì)方法一、長壽命瀝青路面概念黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)6、美國長壽命瀝青路面提高疲勞壽命概念一、長壽命瀝青路面概念增加瀝青含量以提高基層疲勞壽命增加基層厚度以提高基層疲勞壽命黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)7

3、、長壽命瀝青路面的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)理念一、長壽命瀝青路面概念強(qiáng)基薄面臨界使用年數(shù)服務(wù)水平強(qiáng)基厚面路面結(jié)構(gòu)組合與性能衰變的關(guān)系弱基厚面長壽命路面黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)8、長壽命瀝青路面的設(shè)計(jì)理念（APA）一、長壽命瀝青路面概念面層中間層HMA 基層路面基礎(chǔ)10到15cm高受力區(qū)域高質(zhì)量瀝青混凝土或OGFC 3-7cm 高模量抗車轍瀝青混凝土10-17cm高柔性抗疲勞瀝青混凝土 7-10cm最大拉應(yīng)變（小于等于70）頂部最大壓應(yīng)變（小于等于200）黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容1長壽命瀝青路面概念2長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長壽命路面材料設(shè)計(jì)3長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法5施工質(zhì)量監(jiān)控67主要存在的問題總結(jié)4

4、2黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)1、長壽命瀝青路面典型結(jié)構(gòu)（德克薩斯州）二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)第1層PFCPorous Friction Course Sacrificial layer Sacrificial layer 2.53.8第2層HDHMACHeavy-Duty SMA1/2 Aggregate + PG 76-XXImpermeable load carrying layer5.07.6第3層SFHMACStone-Filled HMAC3/4 Aggregate + PG 76-XXTransitional layer5.07.6第4層SFHMACStone-Filled HMAC

5、1.0-1.5Aggregate + PG 76-XXStiff load carrying layer20.0-Variable第5層SuperpaveSuperpave (RBL)1/2 Aggregate + PG 64-XX (Target lab density=98%) Stress relieving impermeable layer5 10第6層Stiff base or stabilized subgrade15 20基礎(chǔ)厚度(cm)黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)2、TX-SH114長壽命瀝青路面典型結(jié)構(gòu)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)SH114地理位置黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽

6、命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、TX-SH114長壽命瀝青路面結(jié)構(gòu)FPS 19W 軟件30年壽命95%可靠度63,307,000 ESAL27.3%卡車高質(zhì)量瀝青層、過渡層、抗車轍層、抗疲勞層、石灰穩(wěn)定基層黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4、SH114 長壽命瀝青路面應(yīng)力分析結(jié)構(gòu)圖彈性模量(MPa) 泊松比瀝青面層（12cm)3447 0.35 抗車轍層 (33cm) 5171 0.35 抗疲勞層 (10cm)117 0.35 石灰處置基層 (20cm)117 0.45 土基 ()62 0.45 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、設(shè)計(jì)軟件（1）FPS 軟件黃土地區(qū)公路建設(shè)與

7、養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、設(shè)計(jì)軟件（2）-Perroad APA資助開發(fā) Auburn University / NCAT開發(fā) 基于力學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、設(shè)計(jì)軟件（3）-MEPDG 1.100 （2009年）力學(xué)經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法的典型代表AASHTO 2002 指南配套軟件可設(shè)計(jì)大于5層路面100年分析周期輸出IRI，Rutting, Cracking黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)5、設(shè)計(jì)軟件（4）：KB-VESYS基于各項(xiàng)同性彈性層狀體系和粘彈性理論開發(fā)FHWA開發(fā)可分析7層路面可計(jì)算路面損壞（IRI，Rutting, Cr

8、acking）采用FHWA、 AASHTO、TX、LA等足尺路面試驗(yàn)標(biāo)定 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)6、土基處治土基進(jìn)行加強(qiáng)處理SH114項(xiàng)目在土基塑限小于39的路段采用了 6%石灰漿處置的辦法處置的土基厚度為20CM 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)二、長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)7、排（阻）水抗車轍層容易進(jìn)水而難以碾壓安裝了排水、阻水系統(tǒng)采用了碎石封層防水黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容1長壽命瀝青路面概念2長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長壽命路面材料設(shè)計(jì)3長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法5施工質(zhì)量監(jiān)控67主要存在的問題總結(jié)42黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)三、長壽命路面材料設(shè)計(jì)1、SH114 長壽命瀝青

9、路面級(jí)配設(shè)計(jì)抗車轍層粗集料級(jí)配，形成“石石”接觸抗車轍層級(jí)配穿過“限制區(qū)”下方黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)三、長壽命路面材料設(shè)計(jì)2、Superpave 設(shè)計(jì) Texas Gyratory 設(shè)計(jì) 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)三、長壽命路面材料設(shè)計(jì)3、SH114 長壽命瀝青路面瀝青用量瀝青用量 Layer 1 ( HDSMA) 6.8% Layer 2 （過渡層） 4.2% Layer 3 (Rut-resistant) 4.0% Layer 4 (RBL: fatigue-resistant) 4.2% 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容1長壽命瀝青路面概念2長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長壽命路面材料設(shè)計(jì)3長

10、壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法5施工質(zhì)量監(jiān)控67主要存在的問題總結(jié)42黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)四、長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法1、瀝青路用性能的檢測(cè)評(píng)價(jià) SHRP設(shè)備動(dòng)態(tài)剪切流變儀 DSR彎曲梁流變儀 BBR DT 。黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)四、長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法2、車轍-Infratest 漢堡車轍儀，也稱HWTD（Hamburg Wheel Tracking Device）黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)四、長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法2、車轍-APAAPA在美國廣泛使用滿足AASHTO T324漢堡車轍測(cè)試方法的要求滿足AASHTOTP63-06確定熱拌瀝青混合料車轍敏感 性測(cè)試方法的要求輪載和接觸

11、壓力都是可控制 凹形輪充氣軟管 圓柱形試樣：旋轉(zhuǎn)壓實(shí)、馬歇爾、維姆法、道路取芯梁形試樣：振動(dòng)壓實(shí)；輪碾壓實(shí)；板形試樣 黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)四、長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法3、瀝青混合料抗反射裂縫性能評(píng)價(jià) （Overlay Tester）TTI產(chǎn)品測(cè)試HMA抗疲勞開裂性能反射裂縫和Top-Down裂縫黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)四、長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法4、Overlay Tester 測(cè)試結(jié)果Layer 1與Layer 4的瀝青混合料有著良好的抗裂性能Layer 2與Layer 3的抗裂性能較差黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)四、長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法5、動(dòng)態(tài)模量測(cè)試表征混合料粘彈性特性為路面設(shè)

12、計(jì)輸入?yún)?shù)Universal Testing MachineAASHTO TP 62/79-10SPT黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)五、施工質(zhì)量監(jiān)控1、攤鋪溫度控制紅外線攤鋪溫度控制系統(tǒng)監(jiān)控?cái)備仠囟赛S土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)匯報(bào)內(nèi)容1長壽命瀝青路面概念2長壽命路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)長壽命路面材料設(shè)計(jì)3長壽命路面實(shí)驗(yàn)室測(cè)試方法5施工質(zhì)量監(jiān)控67主要存在的問題總結(jié)42黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)五、施工質(zhì)量監(jiān)控1、探地雷達(dá)（GPR）無損檢測(cè)、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)施工質(zhì)量：壓實(shí)效果檢測(cè)路面各層密度、厚度、含水情況 針對(duì)性的改進(jìn)黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)2、鉆芯取樣Universal Testing Machine檢驗(yàn)攤鋪后瀝青層的模量五、施工質(zhì)量監(jiān)控黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)3、落錘式彎沉儀（FWD） 無損檢測(cè)施工后路面結(jié)構(gòu)綜合評(píng)價(jià)模量反算（Modulus 6.0）五、施工質(zhì)量監(jiān)控黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)六、存在的主要問題 分層現(xiàn)象嚴(yán)重，大大降低了其使用壽命 混合料設(shè)計(jì)和施工壓實(shí)造成黃土地區(qū)公路建設(shè)與養(yǎng)護(hù)技術(shù)七、總