第十三章沥青路面-课件

合集下载

路基路面课程讲义第十三章沥青路面

路基路面课程讲义第十三章沥青路面

计算参数
E2 (MPa) 93.4
ŋ1(MPa•s) 126006.0
62.7
13776.4
47.4
256824.0
Hale Waihona Puke 32.623597.096.6
379926.0
39.2
241176.0
ŋ2(MPa•s)
43189.2 1213.1 89094.0 1762.6 97242.0 11686.8
30℃温度条件下:ATB3#高温稳定性最强,ATB1#高温稳定性最弱。 40℃温度条件下:ATB2#高温稳定性最强,ATB1#高温稳定性最差。
3
沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥
青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治
3按沥青路面的技术特性
沥青砼、沥青玛蹄脂碎石: 适用于高速公路,一级公路和其他各级公路路面;
乳化沥青碎石:适用于三、四级公路沥青面层,二级公路罩面 和其他各级公路调平层;
热拌沥青碎石:适用于二级以下公路路面面层; 沥青贯入式:适用于二级及二级以下的公路路面面层; 沥青表面处治:适用于三、四级公路面层和抗滑,磨耗层 •
第二节 沥青路面材料的结构与力学特性
一、三相体系与压实性能
Vv e VV Ve
Va
Vg
空气 沥青 集料
Pe M
PS
《路基路面工程》课程
Vv e VV Ve
Va
Vg
空气 沥青 集料
Pe M
PS
二、沥青混合料的结构力学特性
悬浮—密实结构 连续型密级配混合料结构 内摩擦角较小 粘聚力较高
骨架—空隙结构 连续型开级配矿质混合料结构 较高内摩擦角 粘聚力较低
我国上海市属于1-3-1 气候区,即为夏炎热 冬冷潮湿区。

C13沥青路面.ppt

C13沥青路面.ppt

2020/6/12
雨量指标
潮湿区(>1000mm) 湿润区(500~1000mm) 半干区(250~500mm) 干旱区(<250mm)
HongxiaTAN
13.5 沥青路面的分类
路基路面工程
1、按强度构成原理分:
密实类 (dense grading) 按最大密实原则设计矿料级配,其强度和稳定性主要取决于粘聚力和内摩 阻力,按空隙率大小,分闭式(<6% )和开式(>6%),主要区别是 0.5 和0.074 mm之间颗粒含量不同,闭式多而开式少。 前者热稳定性比后者稍差,但水稳性好、耐久性好。
2020/6/12
HongxiaTAN
路基路面工程
3、表面损坏类:
松散剥落:沥青从矿料表面脱落,荷载作用下面层呈现松散现象, 继而将出现坑槽破坏。原因:沥青与矿料黏附性差(沥青粘性差、 石料潮湿等);沥青在施工中过度加热老化。
2020/6/12
HongxiaTAN
路基路面工程
泛油推移: 沥青路面在使用过程中,集料表面被逐渐磨光,同时伴随沥青泛出。 原因:集料软弱,宏观纹理和微观构造小;级配不当,粗料少,细料多; 用油量偏大;沥青稠度大低等。
路基路面工程
2020/6/12
HongxiaTAN
13.6 沥青表面处治
路基路面工程
主要用于三、四级公路面层或旧沥青路面抗滑、磨耗层等。 单层:10~15mm,一油一石 双层:15~25mm,二油二石 三层:25~30mm,三油三石
一般采用层铺法施工,也可采用拌和法施工。
2020/6/12
HongxiaTAN
嵌挤类 (interlock) 采用粒径较单一的矿料,强度主要来源是内摩阻力,粘聚力次要。

第十三章 沥青路面

第十三章 沥青路面

沥青混合料的高温稳定性
上海地区的沥青路面年变温和日变温曲线 沥青混凝土抗压强度随温度的变化
温度(℃) 50 20 0 -10 -35 平均抗压强度(MPa) 1.0~2.0 2.5~5.0 8.0~13.0 10.0~17.0 18.0~30.0
影响高温稳定性的因素 影响因素 集料 表面纹理 形状 尺寸 结合料 劲度 用量 粘度 混合料 荷载 环境 条件 空隙率 矿料孔隙率VMA 大小 因素变化 光滑→粗糙 圆角→砾 最大粒径增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 车辙深度 减小 减小 减小 减小 增加 减小 增加 增加 增加
2)煤沥青 不宜作沥青面层用,一般仅作为透层沥青使用 3)乳化沥青 酸性、潮湿的石料,以及低温季节施工宜选用阳离子乳化沥青;碱性石料 或与掺入的水泥、石灰、粉煤灰共同使用时,宜选用阴离子乳化沥青。 4)改性沥青 ①热塑性橡胶类:苯乙烯-丁二烯-苯乙烯( SBS)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯 (SIS)等 ②橡胶类:天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶 (BR)等 ③树脂类:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯( PE }、无规聚丙烯 (APP) ,聚氧乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS)等。
2.粗集料(大于4.75mm或2.36mm粒径)
1)沥青路面可用的粗集料有碎石、筛选砾石、破碎砾石、矿渣等 2)粗集料基本技术要求
指标 石料压碎值 视密度 吸水率 坚固性 不大于(%) 不小于(%) 不大于(%) 不小于 不大于(%) 高速公路、一级公 路 28 30 2.50 2.0 4级 12 15 其它等级公 路 30 40 2.45 3.0 3级法 (1)间接拉伸试验——低温劈裂试验:标准马歇尔试件(∅101.6±±0.25mm、高

第十三章 沥青路面

第十三章 沥青路面

(2)骨架空隙结构:较粗石料彼此紧密相接,较细粒料的数量较 少,不足以充分填充空隙。因此,混合料的空隙较大,石料 能够充分形成骨架。粗骨料之间的内摩阻力起重要的作用, 其结构强度受沥青性质和物理状态的影响较小,稳定性较好。 (3)骨架密实结构:综合以上两种方式组成的结构。混合料中即 有一定数量的粗骨料形成骨架,又根据粗料空隙的多少加入 细料,形成较高的密实度。间断级配即是按此原理构成。 2)嵌挤类 设计原则--矿料按嵌挤原则设计 强度构成--主要依靠骨料矿料之间相互嵌挤所产生的内摩阻 力,粘聚力则起次要作用。 特点:热稳定性较好,空隙率较大、宜渗水、耐久性较差
第十三章 沥青路面
沥青层--在矿质材料中以各种方式掺入沥青材料铺筑而成的 路面结构层,统称为沥青层。 沥青路面--面层采用沥青层的路面。 优点:沥青路面具有表面平整、耐磨、行车舒适,施工期短, 养护维修简便.适宜于分期修建等优点,因而在道路上获得 广泛的使用。 沥青及沥青混合料的物理力学性质受温度、荷载大小和荷载作 用时间长短的影响很大 材料和施工的质量是保证沥青面层使用性能和使用寿命的关键。 按密实或嵌挤原则组成的各类沥青面层,对组成材料的规格和 性能以及混合料的组成各有不同的要求,不同组成的混合料, 其路用性能不同。 提高路用性能的措施:1)按环境、交通和使用要求进行面层混 合料的组成设计。2)施工时要按设计的要求严格控制组成材 料的规格和重量以及混合料的正确配料。
目前沥青路面存在问题及原因: 问题: 1.高温车辙及变形问题 在高温地区、大型车辆特别是超载重载路段,车辙已成为沥青路 面潜在的最严重的破坏形式。 2.沥青路面水损害破坏的问题严重 沥青混合料的透水性(孔隙率大)和结构的排水系统不完善。 3.寒冷地区沥青路面温缩裂缝普遍存在。特别是反射裂缝 4.高速公路的表面功能,尤其是抗滑性能不足,恶性交通事故时 有发生。 原因: 1.高质量的沥青严重缺乏。 2.大型车辆特别是超载重载现象严重;环境(温度高、低时间长 和降雨期长)比较恶劣。 3.现有矿料级配基本上是从传统概念出发配制的连续式密级配沥 青混凝土,难以满足更高的要求

13第十三章 沥青路面《路基路面工程》

13第十三章 沥青路面《路基路面工程》
按沥青路面材料的技术特性
沥青混凝土Asphalt Concrete 热拌沥青碎石Asphalt Macadam 乳化沥青碎石Emulsion Asphalt Macadam 沥青贯入式Bituminous Penetration 沥青表面处治Bituminous Surface Treatment 沥青玛碲脂碎石SMA (Stone Mastic Asphalt) 排水性沥青混凝土Porous Asphalt Concrete 开级配抗滑磨耗层 Open Graded Asphalt Friction Course
压实成型的沥青混合料材料属性为颗粒性 材料 沥青混合料强度构成来源于两个方面:沥 青存在而产生的黏结力和集料存在而产生 的内摩阻力 力学强度主要取决于集料颗粒间的摩擦力 和嵌挤力、沥青胶结料的粘结性以及沥青 与集料之间的粘附性
沥青路面材料的结构与力学特性
沥青混合料的结构力学特性
不同级配组成的混合料,具有不同的空间 结构类型,强度构成有所不同
粘弹性材料的基本性质
应力应变关系的曲线性及不可逆性 对加载速度(时间效应)和试验温度(温度效应)
的依赖性,服从时间温度换算法则 具有十分明显的蠕变与应力松弛特性 线粘弹性材料服从Boltzmann线性叠加原理和复数 模量原理
沥青路面材料的结构与力学特性
沥青混合料粘弹性性质与力学模型
蠕变与松弛特性
按照设计雨量分区指标,三级区划分为4个区
概述
沥青路面使用性能的气候分区
沥青路面温度分区
数字越 小,气 候条件 越恶劣
气 候 区 名 1-1 1-2 1-3 1-4 2-1 2-2 2-3 2-4 3-2 夏炎热冬严寒 夏炎热冬寒 夏炎热冬冷 夏炎热冬温 夏热冬严寒 夏热冬寒 夏热冬冷 夏热冬温 夏凉冬寒

第十三章:沥青路面

第十三章:沥青路面

13 沥青路面
§13-2 沥青路面材料的结构与力学特性 一、 沥青路面材料三相体系与压实功能
沥青混合料压实的影响因素
(a:油石比)
13 沥青路面
§13-2 沥青路面材料的结构与力学特性
沥青混合料的强度来源为沥青的粘结力c和集料的内摩阻力 如何求沥青混合料的粘结力C和内摩擦角 呢?(三种试验方法)
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
§13-1 概 述
13 沥青路面
纵向裂缝
13 沥青路面
横向裂缝
13 沥青路面
块裂及网裂
13 沥青路面
§13-1 概 述
13 沥青路面
车辙
13 沥青路面
§13-1 概 述
13 沥青路面
松散剥落
13 沥青路面
§13-1 概 述
13 沥青路面
表面抗滑不足及泛油
13 沥青路面
§13-1 概 述
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性
13 沥青路面
§13-3 沥青路面的稳定性与耐久性

fAAA路基路面工程第13章-沥青路面

fAAA路基路面工程第13章-沥青路面
在我国,半刚性基层沥青路面的结构是最为普遍的结构形 式,车辙往往发生在沥青面层,基本上都是沥青混凝土产 生的流动型车辙,由发生在沥青面层以下各结构层永久变 形引起的结构性车辙基本没有或很少。
其他变形:
沉陷:因路基的竖向变形而导致路面下沉的现象。
拥包:沥青面层因受行车推挤而形成局部隆起的现象。
3、蠕变试验 试验可采用静态蠕变或动态蠕变,记录应变随时间的变化, 绘出蠕变曲线,计算蠕变柔量、蠕变劲度模量等指标。
4、车辙试验 车辙试验是在规定尺寸的板块状压实沥青混合料试件上, 用固定荷载的橡胶轮反复行走后,测定变形与时间的关系, 计算动稳定度DS:
DS=(t2-t1)×N/(D1-D2) ×C1 × C2 =(60-45) ×42/(D60-D45) ×C1 × C2
沥青混合料高温稳定性评价方法
1、单轴压缩试验 以高温(60度)抗压强度RT及用常温与高温时抗压强度的 比值即软化系数KT来表示。
2、马歇尔试验 稳定度:荷载测定装置读取的最大值即试样稳定度MS ; 流值:由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变 形,即为试件的流值(FL),以mm计 ; 马歇尔模数:MS/FL。一般认为马歇尔模数越大, 车辙深 度越小。
沥青路面高温稳定性是指沥青混合料在高温下抵抗永久变 形的能力,沥青路面的高温稳定性不足时,可能出现车辙、 推移、拥包、搓板、泛油等问题。
沥青路面在高温下产生的剪切变形,一般有下列两种情况: 一种是面层很薄,或者面层与基层之间的粘结力很差时, 面层将沿着基层顶面滑动:
另一种是面层很厚,或者面层与基层之间的粘结力很大时, 则整个面层内部发生推挤移动:
气候分区指标
按照高 温指标
高温气候区 气候名称 七月平均最高温度
按照低 温指标
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

第十三章 沥青路面
可分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、乳化沥青碎石、沥 青贯入式、沥青表面处治五种类型。此外还有沥青玛蹄 脂碎石混合料。
沥青表面处治是用沥青裹覆矿料,铺筑厚度小于3cm的一 种薄层路面面层。宜选择在干燥和较热的季节施工,并 在雨季前及日最高温度低于15度到来以前半个月结束。 表面处治是按嵌挤原则构成强度的,可采用道路石油沥 青或乳化沥青。可采用拌和法或层铺法施工。拌和法施 工可采用热拌热铺或冷拌冷铺法,层铺法宜采用沥青洒 布车及集料撒布机联合作业。
使水分渗入下层,加剧了路面的破损。在施工期及长期 使用过程中的老Leabharlann 也是导致沥青面层形成网裂的原因之 一。
2、车辙—是渠化交通引起的沥青路面损坏类型之一。主 是从提高沥青的高温稳定性防治车辙。
3、松散剥落—指沥青从矿料表面脱落。产生的主要原因 是由于沥青与矿料之间的粘附性较差,在水或冰冻作用 下,沥青从矿料表面剥离所致。另一种原因是施工过程 中混合料加热温度过高,致使沥青老化失去粘性。
沥青贯入式路面指具有较高的强度和稳定性,其强度构 成主要依靠矿料的嵌挤作用和沥青材料的粘结力。
第十三章 沥青路面
是一种多孔隙结构,为防止水的下渗,增强路面的水稳 定性,路面的最上层应撒布封层料或加铺拌和层。 应选择在干燥和较热的季节施工,厚度一般为4~8cm。所 用的集料应选择有棱角、嵌挤性好的坚硬石料。 沥青碎石路面是指用沥青碎石作面层的路面,沥青碎石 的配合比设计应根据实践经验和室内试验的结果,并通 过施工前的试拌和试铺来确定。适用于三级及三级以下 公路的沥青面层、二级公路的养护罩面以及各级公路沥 青路面的联结层或整平层,一般情况下,乳化沥青碎石 混合料路面的沥青面层采用双层式。 SMA混合料是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的 细集料组成的沥青玛蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架 空隙中所形成的沥青混合料。具有三多一少的特点:粗 集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少。其设计配 合比不完全依靠马歇尔试验方法,而是以体积指标确定 。
第十三章 沥青路面
第二节 沥青路面材料的结构与力学特性 沥青路面面层的铺筑材料为沥青混合料,它的结构相对 比较松散,并具有明显的颗粒特征,因此具有独特的结 构与力学特点。 一、三相体系与压实性能 它由集料、沥青和空气三相组成。根据土力学三相体系 理论,可以得到一些相关的量(见P314)。其中孔隙比、 空隙率、剩余空隙率、沥青饱和度、压实度,均可以用 作表征沥青混合料压实程度的指标。 沥青混合料必须经过拌和、摊铺、碾压才能形成一种结 构,具有一定的强度。尤其是碾压。
纵向裂缝产生的原因有两种:一种情况是沥青面层分路 幅摊铺时,两幅接茬处未处理好,在车辆荷载与大气因 素作用下逐渐开裂;另一种情况是由于路基压实度不均 匀或由于路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起。
网状裂缝主要是由于路面的整体强度不足而引起的,也 可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致
第十三章 沥青路面
第十三章沥青路面
第十三章 沥青路面
横向裂缝是指垂直于行车方向的裂缝。按成因不同,又 分为荷载型与非荷载型两大类。荷载型是由于车辆严重 超载,致使拉应力超过其疲劳强度而断裂。非荷载型裂 缝是横向裂缝的主要形式,这种裂缝又可分为两类:沥 青面层缩裂和基层反射裂缝。非荷载型横向裂缝一般比 较规则,每隔一定的距离产生一道裂缝。
4、表面磨光—产生的原因是集料质地软弱,缺少棱角, 或矿料级配不当,粗集料尺寸偏小,细料偏多,或沥青 用量偏多等。
第十三章 沥青路面
三、对沥青路面的基本要求 1、高温稳定性; 2、低温抗裂性; 3、耐久性; 4、抗滑能力; 5、防渗能力; 四、沥青路面使用性能的气候分区 沥青路面的使用性能根据高温、低温和雨量三个主要因 素的气象资料,进行分区。 五、沥青路面的分类
第十三章 沥青路面
路拌法是指在路面上用人工或机械将矿料和沥青材料就 地拌和、摊铺、碾压密实后形成沥青结构层的施工方法 。 沥青材料分布均匀,可以缩短路面的成型期,但强度较 低。 厂拌法—— 是用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例 在拌和机中热拌所得的拌和物,在规定温度范围内运到 工地并用摊铺机摊铺,碾压密实成型的沥青路面。 达到规定的强度孔隙率后,称作沥青混凝土。 按混合料铺筑温度的不同可分为热拌热铺和热拌冷铺。 3、根据沥青路面技术特性分类
第十三章 沥青路面
影响压实可行性能的主要因素有:压实温度、压实速度、 压实应力、沥青用量等。 根据压实度定义,实际施工时的视密度可以通过钻孔取 芯在试验室内测定,而真密度则通过各组成材料的配合 比用量及密度,由P315公式计算出来。 二、沥青混合料的结构力学特性 沥青混合料属于颗粒性材料,颗粒性材料的强度构成起 源于内摩阻力和粘结力。对于沥青混合料,它的主要力 学强度取决于集料颗粒间的摩擦力和嵌挤力(与结构有 关)、沥青胶结料的粘结力以及沥青与集料之间的粘附 性等。
第十三章 沥青路面
1、按强度构成原理分类 可分为密实型和嵌挤型两大类。
密实型沥青路面要求矿料的级配按最大密实原则设计, 其强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力 。密实型沥青路面按其空隙率的大小可分为闭式和开式 两种。闭式混合料中含有较多的小于0.5MM和0.074MM的 矿料颗粒,空隙率小于6%,混合料致密而耐久,但热稳 定性差;开式混合料中小于0.5MM的矿料颗粒含量较少, 空隙率大于6%,其热稳定性较好。 嵌挤型沥青路面要求采用颗粒尺寸较为均一的矿料,路 面的强度和稳定性主要依靠集料颗粒之间相互嵌挤所产 生的内摩阻力,而粘聚力则起次要作用。这种路面热稳
第十三章 沥青路面
定性较好,但易渗水,耐久性差。 2、按施工工艺分类 根据施工工艺的不同,分为层铺法施工、路拌法施工和 厂拌法施工的沥青路面三种。 层铺法—— A、定义:将沥青分层洒布、矿料分层撒铺,然后碾压形 成沥青面层的施工方法。 B、特点:工艺和设备简便,功效较高,施工进度快,造 价较低;结构强度低,使用寿命短,路面成型期较长, 需要经过炎热季节经行车碾压之后路面方能最终成型。 路拌法——
相关文档
最新文档