【资料】长寿命(永久性)沥青路面(银川)汇编

要求路基以上的厚度（英寸）
对基础的要求—— 伊利诺斯州
25 20 15 10
5 0
0123456789 CBR
对基础的要求
排水
需要时设置 考虑养护需要
季节性变化 特殊条件
冻升/融软 膨胀土
对HMA的考虑
HMA 基层 中间层 磨耗层
抗疲劳的沥青基层
› 随路面厚度增加，拉伸应变减小； › 薄的沥青路面 = 高应变； › 较高的应变 = 较短的疲劳寿命。
应变
高沥青用量 低沥青用量
无限的疲劳寿命
疲劳寿命
疲劳试验方法
AASHTO TP8
确定承受重复弯曲的压实HMA疲劳寿命 的标准试验方法
弯曲梁疲劳试验
疲劳试验夹具
梁弯曲疲劳试验力学原理
伊利诺伊大学的试验数据
控制应变为70με时的实验数据
——破坏判据为初始劲度降到一半（3600MPa）
典型的800με的疲劳试验
配； 使用Superpave混合料设计方法； 现场平均空隙率：4%～6%； 使用高温性能等级较高的沥青结
合料； 使用改性沥青； 掺加纤维。
表面层（磨耗层）
依赖于交通、环境、地区经验和经济条件 表面层沥青混合料类型：SMA、SUP、OGFC 性能要求包括：
抗车辙 抗裂 抗滑 减少溅水与水雾 抗磨耗 降噪 不渗水
现在的路
面车辙深 度
（mm）
柔性 西区 37
25.8
18.5
7.4
1.0
5
路面 东区 24
29.3
12.4
4.7
0.8
5
水稳 西区
-
-
-
-
-
基层 东区 23
38.2
10.8
7.1
0.9
7
水泥 西区 24
20.0
19.0
18.3
1.5
2
路面 东区 23
30.6
29.5
11.6
1.6
3
华盛顿州90号州际高速公路
路面基础
要求
› 从下向上的设计与施工 › 基础
» 稳定的铺筑平台 » 尽量减少服务中的季节性的可变性和体积变化
› 较低的沥青层抗疲劳 › 较上面的沥青层抗车辙
基于力学的设计
材料特性 (模量值)
路面模型
尽可能减小可能性： 拉伸应变> 65 me 压应变> 200 me
路面响应 (应变、应力等)
转移函数
2、沥青的低温性能等级 比表面层低一个等级
SMA, OGFC or SP (40–75mm)
高模量抗车辙的材料 （100～175mm）
沥青的高、低温性能 等级与中间层相同
抗弯曲疲劳的材料 （75～100mm）
路面 类型
所处 地区
重修路表面的路段百分率（%）
磨耗层寿命（年）
第一次
第二次
第三次
第四次
原路面
第一次 修复
第二次 修复
柔性 西区 100
0
0
路面 东区
93
85
11
水稳 西区
-
-
-
基层 东区 100
100
71
水泥 西区
16
5
0
路面 东区
57
0
0
0
18.5
-
-
0
12.4 12.2
-
-
-
-
-
10
10.8 11.9 11.5
长寿命(永久性)沥青路面(银川)
美国2002年永久性路面奖
美国APA给7个获奖者颁发“永久性路面”（使 用寿命超过35年）奖
美国空军的阿拉斯加埃里克森航空站的一个飞机跑 道
爱荷华州东80号州际公路两个路段 马里兰州巴尔的摩华盛顿国际机场的两个飞机跑道 明尼苏达州35号州际公路一个路段 密苏里州44号州际公路一个路段 俄克拉荷马州40号州际公路一个路段 田纳西州马歇尔县65号州际公路一个路段
路基CBR
≤2
2～5
＞5
底基层厚度
150
150
225
（mm）
垫层厚度
600
350
——
（mm）
对基础的要求
LCPC (法国)
13吨荷载作用下的弯沉 < 2 mm 或 承载板模量 > 50MPa
德国
300mm直径承载板测定
路基顶面模量 = 45MPa 路基顶面模量 = 120MPa （轻交通） 路基顶面模量 = 180MPa （重交通）
最终设 计结果
路面寿命是
否符合要求
?
力学性能标准
ESAL作用下
限制弯拉应变< 65me
(Monismith, Von Quintus, Nunn,
Thompson)
厚的 HMA (> 8”)
基层 (要求时) 路基
限制垂直压应变< 200me (Monismith, Nunn)
对基础的要求——
运输研究实验室（联合王国）
这些获奖路段被认为是“卓越设计与高质量施 工相结合”的典范
华盛顿州90号州际高速公路
路面 类型
所处 地区
初期路 面厚度 （cm）
自原路面 铺筑以来 的使用年
期 （年）
从原路面 到首次修 复路表面 时的年期 （年）
现在的磨 耗层的年
期 （年）
现在的路 面国际平 整度指数 （IRI） （m/km
）
确保表面层质量的关键因素
提高一个高温性能等级； 采用改性沥青； 选择较高的确定沥青性能等级的可靠度； 进行析漏试验（SMA、OGFC）； 控制级配（关键筛孔，如4.75、
0.075mm等）； 车辙试验； SHRP的SST试验等。
温度梯度对沥青等级的影响
温度
高温Байду номын сангаас能等级高的沥青
1、由气候和深度选定 适当的高温等级沥青
压应变 拉伸应变
应变
无限的 疲劳寿命
疲劳寿命
抗疲劳的沥青基层
› 随路面厚度增加，拉伸应变减小； › 较厚的沥青路面 = 低应变； › 应变低于疲劳极限 = 无限的疲劳寿命。
压应变
拉伸应变
应变
无限的 疲劳寿命
疲劳寿命
影响抗疲劳性能的因素
• 高有效沥青用量的混合料 =较大的抗变形能力 • 改性沥青胶结料 = 较大的抗变形能力 • HMA的空隙率高于最佳沥青用量时的空隙率，疲劳寿命降低； • 细级配HMA的疲劳寿命较长；
典型的400με的疲劳试验
加载到破坏的应变与疲劳寿命的关系
延长疲劳寿命的措施
使基础（路基）变得更硬（模量更高） 增加HMA的总厚度 增加混合料劲度 增加HMA抗弯强度 采用改性沥青
抗车辙的中间层（粘结层）
使用破碎集料，提高内摩擦力； HMA中的粗集料形成嵌挤
（stone-on- stone contact）； 使用集料公称最大尺寸较大的级
0
19.0
-
-
0
29.5
-
-
长寿命沥青路面结构
三层式沥青路面结构：
抗车辙、耐磨耗的表面层； 抗车辙的中间层； 抗疲劳的基层。
结构与受力情况
}4” 高 to 压 6” 力 区
1.5 - 3” SMA, OGFC or Superpave
高模量抗车辙材料 (根据需要变化)
最大拉伸应变
柔性的抗疲劳材料 3 - 4”