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文檔簡介

1、瀝青類路面的施工工藝及質(zhì)量控制瀝青類路面基本特性及分類等瀝青混合料的力學(xué)性質(zhì)瀝青路面的穩(wěn)定性與耐久性瀝青類路面對材料的基本要求瀝青混合料技術(shù)性質(zhì)與組成設(shè)計瀝青類路面的施工工藝及質(zhì)量控制第一節(jié) 概 述 一、瀝青路面(Asphlat pavement)基本特性 定義:通過各種方式將瀝青材料用作礦料的結(jié)合料,經(jīng)鋪筑后形成路面面層并與其他各類基層和墊層共同組成的路面結(jié)構(gòu)。 優(yōu)缺點(與普通水泥混凝土路面相比): 平整無接縫;結(jié)構(gòu)柔,振動小;噪音低、行車較舒適;施工、成型快、周期 短;維修方便。 強度和穩(wěn)定性受基層、土基影響較大;瀝青混合料力學(xué)性能受溫度影響大; 二、瀝青路面的損壞類型及成因1、裂縫縱向裂

2、縫 longitudinal cracking二、瀝青路面的損壞類型及成因2、車轍定義:路面結(jié)構(gòu)及土基在行車荷載作用下的補充壓實,以及結(jié)構(gòu)層中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。車轍是高級瀝青路面的主要破壞型式。原因:渠化交通;瀝青混合料高溫塑性變形累積;結(jié)構(gòu)層材料的變形累積。對于半剛性基層瀝青路面,車轍主要發(fā)生在面層內(nèi)。3、松散剝落定義:瀝青從礦料表面脫落,荷載作用下面層呈現(xiàn)松散現(xiàn)象,繼而將出現(xiàn)坑槽破壞。原因:瀝青與礦料黏附性差(瀝青粘性差、石料潮濕等);瀝青在施工中過度加熱老化;水的作用。4、表面磨光定義:瀝青路面在使用過程中,集料表面被逐漸磨光,同時伴隨瀝青泛出,使得瀝青面層表面光滑。原因

3、:集料軟弱,宏觀紋理和微觀構(gòu)造小;級配不當(dāng),粗料少,細(xì)料多;用油量偏大;瀝青稠度太低等。擁包、表面推移縱橫向裂縫坑洞沉陷表面泛油表面離析 5、瀝青路面的基本要求高溫穩(wěn)定性-高溫下抵抗永久變形的能力;低溫抗裂性-抵抗低溫抗裂的能力;水穩(wěn)定性-抵抗水損害的能力,密級配路面抗?jié)B和排水路面透水;耐久性抵抗老化與荷載重復(fù)作用的能力;抗滑能力保證不利情況下車輛安全形勢的能力。 6、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)分區(qū)目的: 全國各地區(qū)氣候條件差異很大,對瀝青提出的要求也不盡相同,為保證瀝青路面對氣候的適應(yīng)性,提出了瀝青及瀝青路面的氣候分區(qū)。分區(qū)方法: 根據(jù)高溫-低溫-雨量三個主要因素的30年氣象統(tǒng)計資料來劃分。

4、即: (1)瀝青路面分區(qū):高、低溫指標(biāo)及降雨指標(biāo) (2)瀝青及瀝青混合料分區(qū):高、低溫及降雨指標(biāo)分區(qū)指標(biāo):高溫指標(biāo): 最近30年設(shè)計周期的最熱月的平均日最高溫度的平均值。低溫指標(biāo):最近30年的極端最低氣溫的最小值 降雨指標(biāo):最近30年的年平均降雨量的平均值 五、瀝青路面分類1、按強度構(gòu)成原理 分:密實類 (dense grading)(grading) 按最大密實原則設(shè)計礦料級配,其強度和穩(wěn)定性主要取決于粘聚力和內(nèi)摩阻 力,按空隙率大小,分閉式( 6%),主要區(qū)別是 0.5 和0.074 mm 之間顆粒含量不同,閉式多而開式少。 前者熱穩(wěn)定性比后者稍差,但水穩(wěn)性好、耐久性好。 嵌擠類 (int

5、erlock)(interlock) 采用粒徑較單一的礦料,強度主要來源是內(nèi)摩阻力,粘聚力次要。 各自優(yōu)點 密實類:耐久性好,熱穩(wěn)定性差; 嵌擠類:熱穩(wěn)定性好,孔隙率大、耐久性差; 2、按施工工藝分:層鋪法 瀝青表處和瀝青貫入式 分層灑布瀝青,分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑面層。 優(yōu)點:工藝設(shè)備簡便、功效較高、施工進(jìn)度快、造價較低; 缺點:路面成型期較長,需要經(jīng)過炎熱季節(jié)行車碾壓才能成型; 路拌法 路拌瀝青碎石和路拌瀝青穩(wěn)定土 在路上用機(jī)械將礦料和瀝青材料就地拌和攤鋪和碾壓密實而成的瀝青面層。 優(yōu)點:瀝青材料分布相對均勻,成型期縮短; 缺點:冷料拌和,強度低; 廠拌法 瀝青碎石和瀝青混凝土 一定

6、級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設(shè)備加熱拌和,然后送到工 地攤鋪碾壓而成的瀝青路面。分熱拌熱鋪、熱拌冷鋪,區(qū)別在于攤鋪 時的混合料溫度。 優(yōu)點:礦料精選、高性能瀝青、熱拌均勻、混合料質(zhì)量高。 價格上從低到高,性能上從低到高,成型時間上從長到短,瀝青粘稠 度上從低到高。 3、按瀝青路面技術(shù)特點分:瀝青混凝土( Asphalt concrete concrete)熱拌瀝青碎石( Asphalt macadam macadam)乳化瀝青碎石( Emulsion asphalt macadam)瀝青貫入式瀝青表面處治 (Asphalt surfacing )瀝青瑪碲脂碎石 SMA (Stone mas

7、tic asphalt asphalt)等。瀝青路面類型選擇瀝青路面的類型,一方面要根據(jù)任務(wù)要求(道路的等級、交通量、使用年限、修建費用等)和工程特點(施工季節(jié)、施工期限、基層狀況等),另一方面還應(yīng)考慮材料供應(yīng)情況、施工機(jī)具、勞力和施工技術(shù)條件等因素。瀝青路面的選擇與應(yīng)用 表面層應(yīng)具有良好的表面功能、密水、耐久、抗車轍、抗裂,潮濕區(qū)和濕潤區(qū)(尤其縱坡較大路段)的上面層應(yīng)符合抗滑要求,在寒冷地區(qū)的表面層應(yīng)考慮低溫抗裂性能的要求。 三層式面層的中面層或雙層式面層的下面層應(yīng)重點滿足混合料的高溫抗車轍性能。下面層應(yīng)在滿足高溫抗車轍性能的基礎(chǔ)上,重點考慮抗疲勞性能及抗裂性能的要求。 除排水式瀝青混合料外

8、,每一層都應(yīng)該考慮密水性,當(dāng)上層屬滲水性結(jié)構(gòu)層時,層間或下層應(yīng)采取防滲水或排水措施。 瀝青面層集料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大,并應(yīng)與設(shè)計厚度相匹配。除人行道路外,瀝青層的壓實厚度不宜小于集料最大粒徑的2倍。對于高速公路和一級公路,密級配瀝青混合料的層厚不宜小于公稱最大粒徑的3倍,SMA等嵌擠型混合料的層厚不宜小于公稱最大粒徑的2.5倍,以減少離析,便于施工和壓實。第二節(jié) 瀝青路面材料的結(jié)構(gòu)與力學(xué)特性一、瀝青混合料的結(jié)構(gòu) 瀝青混合料是一種由集料、瀝青和空氣組成的三相空間網(wǎng)絡(luò)體系。 視容重:真容重:瀝青混合料壓實影響因素: 壓實溫度、壓實速度、壓實應(yīng)力(功)、瀝青用量等。施工時的視密度 a可鉆孔

9、取芯試驗實測,真密度c可計算:二、瀝青混合料的力學(xué)特性 瀝青混合料是一種由集料、瀝青和空氣組成的三相空間網(wǎng)絡(luò)體系。其強度取決于集料顆粒間的摩擦力和嵌擠力、瀝青膠結(jié)料的粘結(jié)性以及瀝青與集料之間的粘附性。 因此,集料的類型、空間布型以及膠結(jié)料的類型、用量、與集料的粘附程度影響著瀝青混合料的力學(xué)特性。分為:密實類瀝青混合料、嵌擠類瀝青混合料Suspending-denseSkeleton-voidSkeleton-dense瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu) 密實懸浮結(jié)構(gòu) 骨架空隙結(jié)構(gòu) 密實骨架結(jié)構(gòu)瀝青混合料強度構(gòu)成原理摩爾庫侖理論(Mohr-Coulomb theory)主要參數(shù):粘結(jié)力C(cohesion)和

10、內(nèi)摩擦角(inner friction angle)如何求瀝青混合料的粘結(jié)力C和內(nèi)摩擦角?三軸試驗: 采用圓柱形試件,試件直徑應(yīng)大于礦料最大粒徑的4倍,試件高與直徑比大于2;礦料最大粒徑小于25mm時,試件直徑10cm,高20cm;將一組試件分別在不同側(cè)壓力下以一定加載速度施加垂直壓力到試件破壞,此時該垂直壓力為最大主應(yīng)力,側(cè)壓力為最小主應(yīng)力。無側(cè)限抗壓試驗及抗拉強度(間接抗拉)試驗換算: 采用圓柱形試件;無側(cè)限抗壓試驗試件直徑應(yīng)大于礦料最大粒徑的4倍,試件高與直徑比大于2,礦料最大粒徑小于25mm時,試件直徑10cm,高20cm;劈裂試驗試件直徑101.60.25mm、高63.5 1.3mm

11、(馬歇爾試件),或從輪碾機(jī)成型的板塊試件,或從道路現(xiàn)場鉆取直徑1002或1502.5mm,高為405mm的圓柱體試件。無側(cè)限抗壓試驗及抗拉強度試驗換算:直剪試驗確定:三、瀝青混合料粘彈性性質(zhì)與力學(xué)模型 瀝青混合料是一種彈粘塑性材料,不同外部條件下,表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。低溫小變形時:線彈性性質(zhì)高溫大變形時:粘塑性性質(zhì)過渡范圍內(nèi):粘彈性性質(zhì)1、粘彈性材料的基本性質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的曲線性及不可逆性;對加載速度(時間效應(yīng))和試驗溫度(溫度效應(yīng))的依賴性,服從時間溫度換算法則;具有十分明顯的蠕變與應(yīng)力松弛特性;線粘彈性材料服從Boltzmann線性疊加原理和復(fù)數(shù)模量原理;蠕變 定義: 材料在固定應(yīng)力作用下,

12、變形隨時間而發(fā)展的過程。這一過程在應(yīng)力不變 情況下,取決于其作用時間。 應(yīng)力小,時間短 主要表現(xiàn)為彈性性質(zhì),在應(yīng)力施加后,變形瞬時出現(xiàn),應(yīng)力撤除后,變形迅速恢 復(fù)。這種變形叫做純彈性變形(瞬時彈性變形),在該范疇內(nèi),應(yīng)力應(yīng)變呈直線關(guān)系; 應(yīng)力較大,時間較短 主要表現(xiàn)為粘彈性性質(zhì),應(yīng)力施加后,瞬時出現(xiàn)變形,然后變形仍逐漸增加,當(dāng) 應(yīng)力撤除后,一部分變形瞬時恢復(fù)(彈性變形部分),另一部分變形隨時間緩慢 恢復(fù),這部分變形是粘彈性變形(滯后彈性變形); 應(yīng)力大,時間長 主要表現(xiàn)為塑性性質(zhì),除包含粘彈性性質(zhì)外,還有較大一部分變形無法恢復(fù),稱 為塑性變形。 注意: 瀝青混合料實際變形都包含彈粘塑性三種,根

13、據(jù)應(yīng)力大小和作用時間 不同而表現(xiàn)出以各種性質(zhì)為主的特點。 應(yīng)力松弛 定義:變形物體在保持恒定應(yīng)變情況下,所需施加的應(yīng)力隨時間而減小的現(xiàn)象。應(yīng)力降低到初始數(shù)值(初始應(yīng)力值的 1/n )的時間,稱為松弛時間。 t (松弛時間) =(粘滯度)/E(彈性模量)瀝青混合料呈現(xiàn)的主要是彈性或粘塑性,與應(yīng)力作用時間與松弛時間的比值有關(guān)。作用時間松弛時間,粘塑性為主;作用時間松弛時間,彈、粘、塑性。 冬季氣溫低,瀝青混合料粘滯度高,松弛時間長,顯示彈性性質(zhì);夏季粘滯度低,松弛時間大大降低,則為彈、粘、塑性,取決于作用時間.蠕變及應(yīng)力松弛規(guī)律蠕變穩(wěn)定的應(yīng)變函數(shù)為一直線,可以用下式表示,是蠕變總過程的主要部分。瀝

14、青混合料材料的應(yīng)力松弛服從冪指數(shù)衰減函數(shù),即:2、流變模型簡介 基本力學(xué)元件,分別表征彈性單元、粘性單元以及塑性單元。通過對基本元件的串連和并聯(lián)組合,可形成新的力學(xué)模型來表征不同的粘彈塑性材料。元件串連:總應(yīng)力等于各分應(yīng)力,總應(yīng)變等于各分應(yīng)變之和;元件并聯(lián):總應(yīng)力等于各分應(yīng)力之和,總應(yīng)變等于各分應(yīng)變.常用的簡單組合模型:麥克斯韋爾(Maxwell)模型開爾文(Kelvin)模型澤納(Zener)模型彈塑性模型3、瀝青混合料的力學(xué)模型Burgers模型修正Burgers模型DelftXahu模型四、瀝青混合料的模量勁度(勁度模量) 反映瀝青和瀝青混合料在給定溫度和加荷時間條件下的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的

15、參數(shù),稱作勁度S。應(yīng)力作用時間、溫度、應(yīng)力大小都會對瀝青和瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變特性造成影響。因此,勁度(模量)表達(dá)式中必須考慮這些因素。C.范德甫(Vander Poel)提出了表征彈粘塑材料勁度(模量)的表達(dá)式:施加的應(yīng)力,MPa;總應(yīng)變;t荷載作用時間,s;T材料的溫度,。1、瀝青的勁度由圖中曲線看出:(1)加荷時間短時,曲線接近水平,表明材料處于彈性性狀;加荷時間很長時,便表現(xiàn)為粘滯性性狀;處于二者之間時則兼有彈-粘性性狀。(2)各種溫度下的S-t關(guān)系曲線具有相似的形狀,如果將曲線作水平向移動,則可將它們近似重合在一起。這意味著溫度對勁度的影響同一定量的加載時間對勁度的影響效果相當(dāng)。(溫

16、度和加載時間對勁度影響的互換性,是瀝青材料的一個重要性質(zhì)。利用這一性質(zhì),可以通過采用變換試驗溫度的方法,把在有限時間范圍內(nèi)得到的試驗結(jié)果擴(kuò)大到很長的時段)。Vander Poel對47種不同流變類型的瀝青材料在較寬的加載時間和溫度范圍內(nèi)做了大量試驗,得出了能預(yù)估不同加荷時間和溫度下瀝青勁度的諾謨圖。此諾謨圖根據(jù)影響瀝青勁度的三項參數(shù)查用:1、加荷時間t;2、溫度T同瀝青材料軟化點SP的差值,即溫差SP-T;3、針入度指數(shù)PI,表明瀝青對溫度的敏感性,按25時的針入度P和軟化點SP確定:瀝青勁度模量諾謨圖2、瀝青混合料的勁度C范德甫對一系列密級配瀝青混合料進(jìn)行試驗后確認(rèn),瀝青混合料的勁度模量是瀝

17、青的勁度模量和混合料中集料數(shù)量的函數(shù)。Sm 瀝青混合料的勁度模量,MPa;Sb 瀝青的勁度模量,MPa;CV 混合料中集料的集料系數(shù)適用于瀝青混合料的空隙率VV為3%, CV等于0.70.9的情況,若空隙率大于3%, CV修正為: 另:瀝青混合料的勁度可通過三軸壓縮、梯形懸臂彎曲、小梁彎曲或旋轉(zhuǎn)彎曲試驗,在控制溫度和加荷時間條件下,測定應(yīng)力和相應(yīng)的應(yīng)變值后,計算確定;對各種混合料在不同加荷時間和溫度條件下測得相應(yīng)的勁度值后,可繪出該混合料的勁度曲線圖。五、瀝青混合料的強度 強度是指材料達(dá)到極限狀態(tài)或出現(xiàn)破壞時所能承受的最大荷載(或應(yīng)力)。構(gòu)成公路路面各結(jié)構(gòu)層的材料,一般都具有較高的抗壓強度,而

18、抗拉或抗剪強度較弱(這在顆粒材料中或結(jié)合料粘結(jié)力較低的結(jié)構(gòu)中尤為突出)。 控制路面材料極限破壞狀態(tài)的往往不是抗壓強度,可能出現(xiàn)的強度破壞通常為:(1) 因剪切應(yīng)力過大而在材料層內(nèi)部出現(xiàn)沿某一滑動面的滑移或相對變位;(2) 因拉應(yīng)力或彎拉應(yīng)力過大而引起的斷裂。Mohr-Coulumb強度理論 瀝青混合料的抗剪強度同粒料的級配組成、形狀和表面特性、瀝青的粘結(jié)力和用量有關(guān)。粘結(jié)力: 瀝青的粘度 瀝青用量存在最佳瀝青用量,使粘結(jié)力最大。 溫度和剪切速率隨溫度的升高和剪切速率的下降,混合料的粘結(jié)力下降。 細(xì)料含量,棱角,礦粉同瀝青的吸附性。內(nèi)摩阻角: 瀝青含量越高,內(nèi)摩阻角值下降得越多。而集料級配良好,

19、富有棱角時,有助于提高摩阻角。1、抗剪強度2、抗拉強度 在氣候寒冷地區(qū),冬季氣溫下降,特別是急驟降溫時,瀝青混合料發(fā)生收縮,如果收縮受阻,就會產(chǎn)生拉應(yīng)力;車輛緊急制動后輪混合料表面出現(xiàn)拉應(yīng)力;瀝青混合料底面由于車輛荷載、基層裂縫導(dǎo)致的拉應(yīng)力;拉應(yīng)力超過瀝青混合料的抗拉強度,路面就會產(chǎn)生開裂??估瓘姸戎饕苫旌狭现薪Y(jié)合料的粘結(jié)力提供,其大小可采用直接拉伸或間接拉伸試驗確定。影響瀝青混合料抗拉強度的因素: 瀝青混合料的抗拉強度同瀝青的性質(zhì)、瀝青含量、礦質(zhì)混合料的級配、測試時的溫度、加載速度等因素有關(guān)。 試驗表明:瀝青的粘滯度大,或瀝青含量較大,瀝青混合料具有較高的抗拉強度;密級配混合料的抗拉強度較

20、開級配混合料高;隨施荷速率增大而增加,隨溫度的增加而下降。3、抗彎拉強度 瀝青路面在行車重復(fù)荷載作用下,往往因路面彎曲而產(chǎn)生開裂破壞,必須驗算瀝青混合料的抗彎拉強度; 試驗方法: 小梁彎曲試驗:梁式試件的高和寬應(yīng)不小于礦料最大粒徑的四倍,梁的跨徑為高的三倍。最大粒徑達(dá)3.5cm的粗粒式瀝青混合料、穩(wěn)定類材料和水泥混凝土的試驗:150150550mm的大梁,跨徑為450mm;最大粒徑為2.5cm的穩(wěn)定類材料或者中、細(xì)粒式瀝青混合料:100100400mm的中梁,跨徑為300mm;石灰(或水泥)穩(wěn)定土或者砂質(zhì)瀝青混合料:5050240mm的小梁,跨徑為150mm; 三分點加載,梁中部處于純彎拉狀態(tài)

21、,其拉應(yīng)力公式: 我國瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程(JTJ053-2000)中標(biāo)準(zhǔn)彎曲實驗試件為250mm30mm35mm的棱柱體小梁,跨徑2000.5mm。試驗溫度采用150.5,評價低溫拉伸性能時,宜采用-100.5。 影響瀝青混合料抗彎拉強度的因素:瀝青的性質(zhì)、瀝青的用量、礦料的性質(zhì)、混合料的均勻性、荷載重復(fù)次數(shù)、加載速度、溫度狀況等。第三節(jié) 瀝青路面的穩(wěn)定性與耐久性穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性;耐久性水穩(wěn)定性、抗疲勞性能、抗老化性能。一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性不足:車轍、推移、擁包、搓板、泛油等病害;(1)車轍的類型失穩(wěn)性車轍結(jié)構(gòu)性車轍磨耗性車轍(2)車轍的形成過程初始階段的壓密過

22、程瀝青混合料的側(cè)向流動集料的重新分布及集料骨架的破壞(3)影響車轍的主要因素:瀝青路面結(jié)構(gòu)層在車輪荷載作用下,內(nèi)部材料流動,產(chǎn)生橫向位移,在輪跡處出現(xiàn)變形路面結(jié)構(gòu)在交通荷載作用下產(chǎn)生整體永久變形主要是由于路基變形傳遞到面層引起路面結(jié)構(gòu)頂層材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素作用下不斷損失而形成的永久變形高溫穩(wěn)定性破壞(4)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性評價方法現(xiàn)場試驗路試驗:AASHTO試驗路,WestTrack環(huán)道試驗;大型足尺試驗:室內(nèi)環(huán)道、室內(nèi)直道、重復(fù)加載試驗(ALF)、重車加載試驗等;室內(nèi)小型試驗: 單軸壓縮試驗:測定高溫抗壓強度及軟化系數(shù); 馬歇爾試驗:馬歇爾穩(wěn)定度、流值;蠕變試驗:單軸三軸靜載重復(fù)

23、加載(動載)靜載重復(fù)加載(動載)連續(xù)動態(tài)加載間歇重復(fù)加載連續(xù)動態(tài)加載間歇重復(fù)加載輪轍試驗:模擬實際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的試驗方法,室內(nèi)代表性試驗為車轍試驗。 車轍試驗是在規(guī)定尺寸的板塊狀壓實瀝青混合料試件上,用固定荷載的橡膠輪反復(fù)行走后,測定其在變形穩(wěn)定期每增加變形1mm的碾壓次數(shù),即動穩(wěn)定度,以次/mm表示。 我國規(guī)范規(guī)定,一般情況下,試驗溫度為60,輪壓為0.7MPa;計算動穩(wěn)定度的時間原則上為試驗開始后4560min之間;板試件尺寸為300mm,寬300mm,厚50mm。三大指標(biāo):任意時刻總變形即車轍深度;動穩(wěn)定度DS;變形速率RD;簡單剪切試驗:試件尺寸根據(jù)混合料最大粒徑選定

24、;試驗溫度為4 ,20 ,40。(5)瀝青路面高溫穩(wěn)定性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)瀝青路面容許車轍深度:發(fā)展歷程: 路基頂面容許豎向壓應(yīng)變 瀝青層容許永久變形 路面容許車轍深度瀝青混合料抗永久變形指標(biāo):這些參數(shù)可以用于對瀝青混合料高溫性能進(jìn)行驗證和評價,也可作為車轍預(yù)估的輸入?yún)?shù)。車轍試驗指標(biāo)(動穩(wěn)定度):P333(6)提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性措施 我國瀝青路面一般采用半剛性基層瀝青路面,基層強度高,因此一般不會出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性車轍;由于面層集料一般采用玄武巖,因此磨耗性車轍也少見;一般為失穩(wěn)性車轍,因此必須提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,即提高粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力。1、從集料方面:石料破碎面多,石質(zhì)堅硬,具有良好的表面紋理和

25、粗糙度; 級配良好,有足夠數(shù)量粗集料形成空間骨架結(jié)構(gòu),具有足夠活性礦粉; 2 、從瀝青方面:使用改性瀝青或添加纖維;提高瀝青材料的粘稠度,控制瀝青與礦粉的比值,嚴(yán)格控制瀝青用量。二、瀝青路面的低溫抗裂性 瀝青路面低溫時強度增大,但變形能力降低。急驟降溫產(chǎn)生溫度梯度,面層受到下部約束產(chǎn)生拉應(yīng)力,降溫也使得瀝青混合料勁度增加,導(dǎo)致混合料拉應(yīng)力大于抗拉強度而開裂;兩類: 低溫縮裂:降溫時瀝青混合料的體積收縮,溫度應(yīng)力超過混合料極限抗拉強度,裂縫由上而下發(fā)展; 溫度疲勞裂縫:路面在低于極限抗拉強度的溫度應(yīng)力反復(fù)作用下開裂,發(fā)生在溫度頻繁變化的地區(qū);低溫開裂機(jī)理把瀝青混合料假設(shè)為一根彈性梁,由于降溫而產(chǎn)

26、生的累計應(yīng)力為:累計溫度應(yīng)力與極限抗拉強度相等時的溫度,即為開裂溫度。瀝青混合料低溫抗裂評價間接拉伸試驗低溫劈裂試驗:標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件(101.60.25mm、高63.5 1.3mm),0 或更低,加載速率1mm/min;直接拉伸試驗:試件38.1mm38.1mm101.6mm,溫度可變,緩慢拉伸速率;蠕變試驗:試件尺寸30mm35mm250mm,0 ,彎曲蠕變試驗,荷載為破壞荷載的10;受限試件的溫度應(yīng)力試驗:試件尺寸:50mm50mm250mm,降溫速率,10 /h,SHRP推薦的評價瀝青混合料低溫抗裂性能的方法。應(yīng)力松弛試驗:直接應(yīng)力松弛試驗;彎曲應(yīng)力松弛試驗等;(參考瀝青路面工程手冊人民

27、交通出版社,張登良著)瀝青路面低溫開裂的預(yù)防措施 影響因素:瀝青的性質(zhì)、氣溫狀況、瀝青老化程度、路基的種類和路面層次的厚度、面層與基層的粘結(jié)狀況、基層所用材料的特性、行車的狀況等; 可用措施: 1、使用稠度較低、溫度敏感性低的瀝青; 2、使用含臘量低的瀝青,使用應(yīng)力松弛性能好的改性瀝青,摻加纖維;三、瀝青路面的水穩(wěn)定性 水損害是瀝青路面在水或凍融循環(huán)的作用下,由于汽車車輪動態(tài)荷載的作用,進(jìn)入路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動水壓力作用,水份逐漸進(jìn)入瀝青與集料界面上,使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結(jié)力,瀝青膜從集料表面剝離,瀝青混合料松散導(dǎo)致路面松散、剝落、坑槽病害。水穩(wěn)性作用機(jī)理粘附理論 過程:水降低了瀝

28、青的粘附性、對瀝青形成沖刷水進(jìn)入瀝青與集料間、隔離了瀝青與集料的粘結(jié);瀝青路面水穩(wěn)性評價方法煮沸試驗:評價瀝青與粗集料的粘附性;浸水馬歇爾試驗:兩組馬歇爾試件,一組在60恒溫水槽中保養(yǎng)30min40min,另一組在,60恒溫水槽中保溫48h,測馬歇爾穩(wěn)定度的比值。凍融劈裂試驗:將馬歇爾試件以標(biāo)準(zhǔn)的飽水試驗方法真空飽水,放入塑料袋中加入約10ml水,扎緊袋口,將試件放入-18的冰箱保持16h,后撤去塑料袋,放入60的恒溫水槽中保持24h,再將試件浸入溫度25的恒溫水槽中至少2h,測試劈裂強度比。(年最低氣溫低于-21.5的寒冷地區(qū))提高瀝青路面水穩(wěn)定性技術(shù)措施 1、完善路面結(jié)構(gòu)排水系統(tǒng)。 2、瀝

29、青材料選擇應(yīng)考慮選取粘度大的瀝青和表面活性成分含量高的瀝青。 3、集料選擇。 4、施工時保持集料干燥、無雜質(zhì),拌合充分,攤鋪時不產(chǎn)生離析,碾壓時保證達(dá)到壓實要求等。四、瀝青路面的抗疲勞性能瀝青路面的變形和破壞,不僅與荷載應(yīng)力的大小有關(guān),而且同荷載作用次數(shù)有很大關(guān)系。瀝青混合料疲勞力學(xué)模型:現(xiàn)象學(xué)模型:重復(fù)荷載作用下瀝青混合料強度衰減累積引起的破壞(傳統(tǒng)疲勞理論);可建立瀝青路面層底拉應(yīng)力與重復(fù)荷載作用次數(shù)的關(guān)系;斷裂力學(xué)模型:認(rèn)為疲勞是材料初始裂縫在荷載作用下擴(kuò)展至破壞的過程;研究了材料開裂機(jī)理及擴(kuò)散規(guī)律;能耗模型:混合料在應(yīng)力應(yīng)變作用下吸收能量引起的疲勞損傷;可建立能量與重復(fù)荷載作用次數(shù)的關(guān)

30、系; 現(xiàn)象學(xué)中:材料在低于極限抗拉強度下經(jīng)受重復(fù)拉應(yīng)力或拉應(yīng)變而最終導(dǎo)致破壞,稱為疲勞破壞。導(dǎo)致路面材料最終破壞(即開始疲勞開裂)的荷載作用次數(shù),稱為疲勞壽命。瀝青混合料疲勞試驗方法:實際路面在真實汽車荷載作用下的疲勞破壞試驗:AASHTO、WESTTRACK試驗路;足尺路面結(jié)構(gòu)在模擬汽車荷載作用下的疲勞試驗:大型環(huán)道、直道試驗;試板試驗法:室內(nèi)小型試件的疲勞試驗:三分點小梁試驗、中點加載小梁試驗、懸臂梯形梁試驗等應(yīng)力控制:每次對試件施加的荷載為常量,隨著荷載作用次數(shù)增多,試件不斷受到損傷,勁度隨之而降低,實際的彎曲應(yīng)變則不斷增大;應(yīng)變控制:測試過程中保持每次荷載下應(yīng)變值不變,則應(yīng)力隨施加荷載

31、次數(shù)的增加而不斷減小。K值表示疲勞曲線線位的高低,值越大說明混合料耐疲勞性能越好。n值表示疲勞曲線斜率的陡緩程度,n值越大,混合料的疲勞壽命對應(yīng)力水平變化越敏感。 提高路面的抗疲勞性能應(yīng)注意從兩方面入手:一方面是合理的材料設(shè)計;另一方面是合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計。影響瀝青路面疲勞的因素1、加載條件:加載大小、加載方式、加載速度、加載間隔試件、加載波形;2、材料性質(zhì):影響瀝青混合料勁度的因素(瀝青種類、瀝青用量、級配類型、集料性質(zhì)、孔隙率、壓實度等;3、環(huán)境溫度:瀝青混合料疲勞壽命預(yù)估:1、諾丁漢大學(xué)法:2、殼牌法:3、地瀝青協(xié)會法:五、瀝青路面的耐老化性能1、主要影響因素:瀝青性能、環(huán)境性能(光,氧,水

32、,荷載)、混合料性能;2、瀝青的老化過程: 瀝青老化是指瀝青在儲存、運輸、加工、施工及使用過程中在空氣、熱、光照和碾壓作用下產(chǎn)生性能下降的現(xiàn)象。老化原因:膠質(zhì)、芳香分和飽和分(揮發(fā))含量減小,瀝青質(zhì)含量增加;空氣的氧化作用,使瀝青組分發(fā)生變化;瀝青分子結(jié)構(gòu)的硬化(聚合作用)。導(dǎo)致瀝青使用性能變壞,從而影響了路面的耐久性。短期老化:(主要熱老化和氧老化)運輸和儲存過程的老化拌和過程的老化施工期老化長期老化:(主要氧老化及壓力老化)3、老化試驗和評價瀝青:旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(RTFOT)(短期)、 壓力容器老化試驗(PAV)(長期)瀝青混合料短期老化:針對松散混合料烘箱老化法、延時拌和法、微波加熱法

33、瀝青混合料長期老化:針對壓實成型試件加壓氧化法、延時烘箱法、紅外/紫外線處理第四節(jié) 瀝青路面的原材料一、瀝青材料道路石油瀝青:以針入度為指標(biāo),分7個標(biāo)號;針入度是在規(guī)定溫度25條件下,以規(guī)定100 g的標(biāo)準(zhǔn)針,在規(guī)定時間5s 內(nèi)貫入試樣中的深度(1/10mm為1度)表示;每一標(biāo)號瀝青分A、B、C三級;選用標(biāo)準(zhǔn):根據(jù)路面的類型、施工條件、地區(qū)氣候條件、施工季節(jié)和礦料性質(zhì)與尺寸等因素而定。乳化石油瀝青:乳化瀝青就是將瀝青熱融、經(jīng)過機(jī)械的作用,以細(xì)小的微滴狀態(tài)分散于含有乳化劑的水溶液之中,形成水包油狀的乳液。1、根據(jù)瀝青微粒所帶電荷的不同,可分為陽離子乳化瀝青、陰離子乳化瀝青和非離子乳化瀝青;2、根

34、據(jù)是否摻加改性劑分為普通乳化瀝青和改性乳化瀝青;3、根據(jù)乳化瀝青的分解破乳速度可以分為快、中、慢裂型;4、根據(jù)施工用途可分為噴灑型乳化瀝青和拌和型乳化瀝青。應(yīng)用優(yōu)點: 1、提高道路質(zhì)量 2、擴(kuò)大瀝青使用范圍 3、節(jié)約能源 4、節(jié)省材料 5、延長施工季節(jié) 6、減少環(huán)境污染,改善施工條件改性瀝青非聚合物改性: 改性劑可分為填料(如硫磺、炭黑、軟木灰等)、天然瀝青(如湖瀝青、海底瀝青、巖石瀝青)、礦物纖維(如石棉纖維、玻璃纖維等)、抗剝離劑(如有機(jī)胺類、金屬皂類);聚合物改性劑: 熱塑性橡膠類:SBS 橡膠類:SBR 熱塑性樹脂類:EVA,PE二、粗集料碎石:由堅硬巖石軋制,強度最高,使用范圍最廣;

35、 篩選礫石:由自然風(fēng)化的天然礫石篩選得到,強度不均勻,用于低等級、小 交通量道路的路面下層、基層或聯(lián)結(jié)層; 破碎礫石:由礫石破碎后篩選得到,破裂面比篩選礫石多,強度相對較高, 除篩選礫石應(yīng)用場合外,可作為貫入式瀝青面層; 對碎石質(zhì)量的一般要求:勻質(zhì)、潔凈、堅硬、無風(fēng)化, 0.075mm以下顆粒含量1;主要指標(biāo):壓碎值;洛杉磯磨耗;針片狀含量; 0.075mm以下含量;粘附性三、細(xì)集料種類:天然砂、機(jī)制砂、石屑;(機(jī)制砂和石屑不宜采用酸性石料作為生產(chǎn)原料,石屑質(zhì)量較差,高等級公路上不宜采用)一般要求:潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì);主要指標(biāo):含泥量、砂當(dāng)量;四、填料填料宜采用石灰?guī)r或巖漿巖等憎水性石

36、料磨制的礦粉。一般要求:干燥、潔凈。第五節(jié) 瀝青混合料組成設(shè)計一 、瀝青混合料分類 :按集料公稱最大粒徑、礦料級配、空隙率大小分為:P3521、AC2、SMA3、AM4、ATB5、ATPB6、OGFC二、 瀝青混合料的選用 根據(jù)公路等級、交通負(fù)荷大小、當(dāng)?shù)貧夂蛱卣鳌⒙坊鶢顩r及環(huán)境條件,充分考慮本地區(qū)的工程建設(shè)經(jīng)驗,通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證后確定。 熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計包括目標(biāo)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段及生產(chǎn)配合比驗證階段。 目的:通過配合比設(shè)計決定瀝青混合料的材料品種、礦料級配及最佳瀝青用量。 我國公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F402004)規(guī)定,瀝青混合料的配合比設(shè)計采用馬歇爾試

37、驗設(shè)計方法,并對設(shè)計的瀝青混合料進(jìn)行浸水馬歇爾試驗、水穩(wěn)定性檢驗及車轍試驗進(jìn)行抗車轍能力檢驗。三 、瀝青混合料配合比設(shè)計密級配瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計流程圖不合格合格不合格合格計算VV、VMA、VFA等體積指標(biāo)與馬歇爾設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)比較綜合分析確定1組設(shè)計級配及最佳瀝青用量按規(guī)定進(jìn)行性能試驗,檢驗配合比設(shè)計是否合理完成配合比設(shè)計,提交材料品種、配比、礦料級配、最佳瀝青用量確定設(shè)計級配范圍材料選擇、取樣材料試驗其他材料,外摻劑等粗集料、細(xì)集料、礦粉瀝青結(jié)合料在設(shè)計級配范圍內(nèi)優(yōu)選礦料級配確定試驗溫度對優(yōu)選的設(shè)計級配,初選5組瀝青用量,拌和混合料,分別制作馬歇爾試件測定試件毛體積相對密度,進(jìn)行馬歇爾試驗真

38、空法測定理論最大相對密度目標(biāo)配合比設(shè)計 1、確定瀝青路面瀝青混合料類型:混合料類型由礦料公稱最大粒徑確定,礦料最大粒徑影響瀝青混合料路用性能、施工和易性、可壓實性;確定礦料最大粒徑后,根據(jù)混合料所在層位、氣候環(huán)境、材料來源、施工條件等確定瀝青混合料類型。2、確定該瀝青混合料的級配范圍,計算級配中值:根據(jù)公路等級、工程性質(zhì)、氣候條件、交通條件、材料供應(yīng)條件等確定混合料工程設(shè)計級配范圍(在規(guī)范級配范圍內(nèi))。 對于高溫、重載路段,宜采用粗型密級配(AC-C型),并取較高的設(shè)計空隙率;對于冬季氣溫較低或重載交通較少的路段,宜選用細(xì)型密級配(AC-F型),并取較小的設(shè)計空隙率。 取中等或偏高的設(shè)計空隙率

39、。 應(yīng)考慮混合料所在路面層位的功能要求。 根據(jù)公路等級和施工設(shè)備的控制水平確定的級配范圍應(yīng)比規(guī)范級配范圍窄,(4.75mm和2.36mm通過率)。 瀝青混合料的配合比設(shè)計應(yīng)充分考慮施工性能,使瀝青混合料容易攤鋪和壓實,避免造成嚴(yán)重的離析現(xiàn)象。 3、根據(jù)選定的粗、細(xì)集料及礦粉,進(jìn)行篩分,以級配中值為目標(biāo),進(jìn)行試配,確定各種料的用量:根據(jù)原材料特性對瀝青混合料路用性能的影響情況,結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧瞎?yīng)等條件,按技術(shù)、經(jīng)濟(jì)合理的原則,通過相關(guān)試驗選擇質(zhì)量符合要求的原材料品種。 4、按一定級差(一般 0.5),確定不同的瀝青用量; 5、制作馬歇爾試件(拌和、擊實):以預(yù)估的瀝青用量(根據(jù)以往工程經(jīng)驗結(jié)合工程

40、實際情況確定)為中值,按一定間隔(密級配瀝青混合料可為0.5%,瀝青碎石混合料可為0.3%)取5個或5個以上不同的瀝青用量分別制成馬歇爾試件(對粒徑較大的瀝青混合料應(yīng)增加試件數(shù)量)。 6、進(jìn)行馬歇爾試驗:測定馬歇爾擊實試件的毛體積相對密度、吸水率。計算瀝青混合料試件的空隙率、礦料間隙率、有效瀝青的飽和度等體積指標(biāo),進(jìn)行體積組成分析。進(jìn)行馬歇爾試驗,測定馬歇爾穩(wěn)定度和流值。 7、作出不同瀝青用量條件下,上述參數(shù)的變化曲線; 8、確定最佳瀝青用量(OAC):密度最大值對應(yīng)的瀝青用量 a1穩(wěn)定度最大值對應(yīng)的瀝青用量 a23規(guī)定空隙率中值(或目標(biāo)空隙率)對應(yīng)的瀝青用量a3最佳瀝青用量初始值 OAC1=

41、(a1+a2+a3)/3確定符合表 13-10的用油量范圍OACminOACmax確定 OAC2=(OACmin+ OACmax)/2 根據(jù) OAC1和OAC2綜合確定最佳瀝青用量:OAC=(OAC1 + OAC2)/2 最佳瀝青用量的調(diào)整 調(diào)查當(dāng)?shù)馗黜棗l件接近的工程的瀝青用量及使用效果,論證適宜的最佳瀝青用量。若相差甚遠(yuǎn)應(yīng)查明原因,必要時重新調(diào)整級配,再進(jìn)行配合比設(shè)計。 對炎熱地區(qū)公路以及高速公路及一級公路的重載交通路段,山區(qū)公路的長大坡度路段,預(yù)計可能產(chǎn)生較大車轍時,宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計算的最佳瀝青用量減小0.1%0.5%作為設(shè)計瀝青用量。采用重型輪胎壓路機(jī)和振動壓路機(jī)組合等方式

42、加強碾壓,以使施工后路面的空隙率達(dá)到未調(diào)整前的最佳瀝青用量時的水平,且滲水系數(shù)符合要求。 對寒區(qū)公路、旅游區(qū)公路、交通量較小的公路,最佳瀝青用量可以在前述計算OAC的基礎(chǔ)上增加0.1%0.3%,以適當(dāng)減小空隙率,但不降低壓實標(biāo)準(zhǔn)。配合比設(shè)計檢驗性能檢驗 用于高速公路及一級公路的密級配瀝青混合料,需在上述配合比設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行各種使用性能的檢驗,不符合要求的瀝青混合料,必須更換材料或重新進(jìn)行配合比設(shè)計。檢驗項目包括高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、滲水系數(shù)。配合比設(shè)計報告 瀝青混合料配合比設(shè)計報告內(nèi)容包括工程設(shè)計級配范圍選擇說明、材料品種選擇與原材料質(zhì)量試驗結(jié)果、礦料級配、最佳瀝青用量,以及各

43、項體積指標(biāo)、配合比設(shè)計檢驗結(jié)果等。生產(chǎn)配合比設(shè)計 目的:將目標(biāo)配合比設(shè)計成果應(yīng)用在混合料生產(chǎn)過程中。取樣進(jìn)入熱料倉的二次篩分材料進(jìn)行篩分,驗證其級配是否符合目標(biāo)配合比設(shè)計階段確定的材料比例,不符合則調(diào)整控制室相關(guān)設(shè)備參數(shù),再篩分驗證。反復(fù)調(diào)整,直到最接近目標(biāo)配合比設(shè)計階段成果。按目標(biāo)配合比設(shè)計階段確定的最佳用油量0.3,再進(jìn)行馬歇爾試驗,確定最佳用油量。生產(chǎn)配合比驗證 驗證按生產(chǎn)配合比生產(chǎn)的混合料,經(jīng)實際攤鋪、碾壓過程后的情況,確定標(biāo)準(zhǔn)配合 比,是生產(chǎn)控制和質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn)。 試件來源:按生產(chǎn)配合比試拌、試鋪的試驗段上,取芯。 試驗內(nèi)容:抽提試驗(分離瀝青和礦 料),確定芯樣的用油量、級配組成狀

44、況。 1. 原材料選擇、取樣1)瀝青結(jié)合料滿足瀝青馬蹄脂的需要,有較高的粘度。2)礦料粗集料必須具有良好抗滑性能、低壓碎值、堅韌性好,同時顆粒接近立方體、表面粗糙、棱角豐富,扁平顆粒含量少。由于SMA混合料通常選用改性瀝青,質(zhì)地堅硬的花崗巖、石英巖、砂巖均可使用。SMA混合料中細(xì)集料用量通常少于10%,宜采用具有豐富棱角和嵌擠性能的機(jī)制砂,有利于提高混合料高溫穩(wěn)定性。SMA混合料中礦粉與瀝青用量之比可達(dá)到1.82.0,大于密級配瀝青混合料。通常選用磨細(xì)的石灰石粉。3)纖維穩(wěn)定劑生產(chǎn)SMA混合料必須采用纖維穩(wěn)定劑??梢允褂玫睦w維包括礦物纖維、木質(zhì)素纖維、聚合物有機(jī)纖維等。SMA混合料配合比設(shè)計S

45、MA是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青馬蹄脂填充于間斷級配的粗集料骨架空隙中所形成的瀝青混合料。SMA是一種骨架嵌擠密實結(jié)構(gòu)。“三多一少”:粗集料多、礦粉多、瀝青結(jié)合料多、細(xì)集料少。2礦料級配確定1)設(shè)計初試級配粗集料骨架的分界篩孔:D9.5mm2.36mm,D13.2mm4.75mm。 在工程設(shè)計級配范圍內(nèi),設(shè)計3組粗細(xì)不同的初試級配。2)選擇瀝青用量,測定VMA、VCAmix計算初試級配礦料的合成毛體積相對密度、合成表觀密度和有效密度。用搗實法測定粗集料骨架的松方毛體積相對密度,計算粗集料骨架混合料的平均毛體積相對密度,并計算各組初試級配在搗實狀態(tài)下的粗集料松裝間隙率

46、VCADRC。預(yù)估SMA混合料適宜的瀝青用量作為馬歇爾試驗的初試瀝青用量。并以此瀝青用量和選定的礦料級配制作馬歇爾試件,測定試件的毛體積相對密度,馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實次數(shù)為雙面50次,一組馬歇爾試驗試件數(shù)目不少于46個。3)變化瀝青用量,測定空隙率,確定最佳瀝青用量計算在不同瀝青用量下SMA混合料的最大理論相對密度。計算馬歇爾試件中的粗集料骨架間隙率、空隙率VV、集料間隙率VMA、瀝青飽和度VFA。按照VCAMIXVCADRC 及VMA16.5%的要求,從3組初試級配的試驗結(jié)果中選擇設(shè)計配合比,當(dāng)有1組以上的級配符合上述要求時,以粗集料骨架分界集料通過率大且VMA較大的級配為設(shè)計級配。3確定設(shè)計瀝青

47、用量根據(jù)所選擇的礦料設(shè)計級配和初試瀝青用量試驗的空隙率結(jié)果,以0.2%0.4%為間隔,調(diào)整3個不同的瀝青用量,制作馬歇爾試件,計算空隙率等指標(biāo)。進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗,檢驗穩(wěn)定度、流值是否符合規(guī)定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)期望的設(shè)計空隙率確定最佳瀝青用量OAC。4. 目標(biāo)配合比設(shè)計檢驗根據(jù)確定的設(shè)計礦料級配、最佳瀝青用量,按規(guī)定方法進(jìn)行車轍試驗、低溫彎曲試驗、浸水馬歇爾試驗、滲水試驗,檢驗SMA混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性能、密水性能、水穩(wěn)定性。 此外,為檢驗SMA混合料中有無多余的自由瀝青或瀝青馬蹄脂,需進(jìn)行謝倫堡瀝青析漏試驗。SMA混合料路面的構(gòu)造深度大、粗集料外露,空隙中經(jīng)常有水,在交通荷載反復(fù)作用

48、下,由于集料與瀝青的粘結(jié)力不足而容易引起集料脫落、掉粒、飛散,進(jìn)而形成坑槽,為了防止出現(xiàn)這種破壞,在SMA混合料配合比設(shè)計時,需進(jìn)行肯塔堡飛散試驗的混合料損失或浸水飛散試驗。以上兩個試驗可控制SMA混合料瀝青用量不能過多,也不能過少。試驗結(jié)果可作為確定最佳瀝青用量的依據(jù)之一。第六節(jié) 瀝青路面施工與質(zhì)量控制熱拌瀝青混合料路面的施工質(zhì)量管理和檢查灑鋪法瀝青表面處治瀝青貫入式路面拌和法乳化瀝青碎石混合料路面熱拌瀝青混合料路面瀝青表面處治瀝青表面處治(Suface coating)是用瀝青裹覆礦料,鋪筑厚度小于3cm的一種薄層路面面層。其主要作用是防水、抗磨耗、防滑和改善碎(礫)石路面的使用品質(zhì),改善

49、行車條件。在計算路面厚度時,不作為單獨受力結(jié)構(gòu)層。表面處治層是按嵌擠原則構(gòu)成強度的,為了保證礦料間有良好的嵌擠作用,同一層的礦料顆粒尺寸應(yīng)力求均勻,其最大粒徑應(yīng)與表面處治單層厚度相當(dāng)。 瀝青表面處治可采用道路石油瀝青或乳化瀝青。瀝青表面處治可采用拌和法或?qū)愉伔ㄊ┕ぁ愉伔üば颍?清理下承層2灑布瀝青 3鋪撒礦料 4碾壓 5重復(fù)2、3、4步工藝(雙層式或三層式)6初期養(yǎng)護(hù)瀝青貫入式 瀝青貫入式(Asphalt penetration surfacing)路面具有較高的強度和穩(wěn)定性,其強度構(gòu)成主要依靠礦料的嵌擠作用和瀝青材料的粘結(jié)力,適用于二級及二級以下的公路,城市道路的次干道及支路,也可作為瀝青

50、混凝土路面的聯(lián)結(jié)層。 瀝青貫入式路面所用的集料應(yīng)選擇有棱角、嵌擠性好的堅硬石料,結(jié)合料可采用石油瀝青、煤瀝青或乳化瀝青。施工工序:1.整修和清掃基層 2.澆灑透層或粘層瀝青 3.鋪撒主層礦料 4.碾壓5.澆灑第一層瀝青 6.鋪撒第一次嵌縫料 7.碾壓 8.澆灑第二層瀝青,撒布嵌縫料,然后碾壓,澆灑第三層瀝青,重復(fù)該過程,直到達(dá)到要求 9.鋪撒封層料 10.最后碾壓 11.初期養(yǎng)護(hù)乳化瀝青碎石混合料路面乳化瀝青碎石混合料(Emulsified asphalt mixtures)適用于三級及三級以下公路的瀝青面層、二級公路的養(yǎng)護(hù)罩面以及各級公路瀝青路面的聯(lián)結(jié)層或整平層。乳化瀝青碎石混石料的礦料級配

51、應(yīng)滿足規(guī)范要求,并根據(jù)已有道路的成功經(jīng)驗試拌確定配合比。其乳液用量應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貙嵺`經(jīng)驗以及交通量、氣候、石料情況、瀝青標(biāo)號、施工機(jī)械等條件確定,也可按熱拌瀝青碎石混合料的瀝青用量折算。實際的瀝青用量宜較同規(guī)格熱拌瀝青混合料的瀝青用量減少15%20%。乳化瀝青碎石混合料應(yīng)采用拌和機(jī)拌和,在條件限制時也可在現(xiàn)場用人工拌制。適宜拌和時間根據(jù)施工現(xiàn)場使用的集料級配情況、乳液裂解速度、拌和機(jī)械性能、施工時的氣候等具體條件通過試拌確定。已拌好的混合料應(yīng)立即運至現(xiàn)場進(jìn)行攤鋪。拌和與攤鋪過程中已破乳的混合料,應(yīng)予廢棄。拌制的混合料應(yīng)用瀝青攤鋪機(jī)攤鋪。若采用人工攤鋪,應(yīng)防止混合料離析。松鋪系數(shù)可通過試驗確定。熱拌

52、瀝青混合料路面熱拌瀝青混合料路面的施工可分為瀝青混合料的拌制、運輸、鋪筑及碾壓成型等幾個階段。攪拌站建設(shè)與攪拌設(shè)備混合料的拌制混合料運輸混合料攤鋪混合料壓實與成型接縫處理開放交通攪拌站建設(shè)與攪拌設(shè)備拌和站的位置選擇。間歇式拌和機(jī)或連續(xù)式拌和機(jī)。拌和過程中能逐盤采集并打印各傳感器測定的材料用量和瀝青混合料拌和量、拌和溫度等各種參數(shù)。動態(tài)質(zhì)量控制 間歇式 連續(xù)式混合料的拌制在拌制瀝青混合料之前,應(yīng)根據(jù)確定的配合比進(jìn)行試拌。為保證瀝青混合料的質(zhì)量,需要控制拌制溫度、運輸溫度、攤鋪溫度及碾壓溫度。瀝青混合料拌和的時間根據(jù)具體情況經(jīng)試拌確定,以瀝青均勻裹覆集料為度,間歇式攪拌系統(tǒng)每盤的生產(chǎn)周期不宜少于4

53、5s(其中干拌時間不少于510s)。改性瀝青和SMA混合料的拌和時間應(yīng)適當(dāng)延長。經(jīng)拌和后的瀝青混合料應(yīng)均勻一致,無花白料,無結(jié)團(tuán)成塊或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象。普通瀝青混合料的貯存時間不得超過72h;改性瀝青混合料貯存時間不宜超過24h;SMA混合料只限當(dāng)天使用;OGFC混合料宜隨拌隨用。生產(chǎn)添加纖維的瀝青混合料時,必須將纖維充分分散到混合料中,攪拌均勻。拌和機(jī)應(yīng)具有同步添加投料設(shè)備,松散的絮狀纖維可在噴入瀝青的同時或稍后采用風(fēng)送設(shè)備噴入拌和機(jī),攪拌時間延長5s以上。顆粒纖維在粗集料投入的同時自動加入,經(jīng)510s的干拌后,再投入礦粉?;旌狭系倪\輸熱拌瀝青混合料應(yīng)采用較大噸位的自卸汽車運輸,車廂應(yīng)清掃干凈。為防止瀝青與車廂板粘結(jié),車廂側(cè)板和底板可涂一薄層油水混合液(柴油與水的比例可為1:3),但不得有余液積聚在車廂底部。瀝青混合料運輸車的運力應(yīng)較拌和能力或攤鋪能力有所富余,施工過程中攤鋪機(jī)前方應(yīng)有運料車在等候卸料。從貯料斗向運輸車輛卸料時,應(yīng)多次挪動車輛位置,平衡裝料,以減少混合料離析。運輸車應(yīng)有保溫、防雨、防污染措施。有條件時可將混合料卸入轉(zhuǎn)運車經(jīng)二次拌和后再向攤鋪機(jī)連續(xù)均

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