第十章 沥青路面

稳定性
低温抗裂性
沥
水稳定性
青
混
抗老化性
合
耐久性
料
抗疲劳性能
路
用
安全性 抗 滑性能
性
能 施工和易性
76
沥青面层破坏原因
Ø 高温破坏：车辙、推移、拥
包、泛油等病害
原因：混合料抗剪强度不足
Ø 低温破坏：低温收缩裂缝
原因：混合料抗拉强度不足
Ø 常温破坏：疲劳和老化
n 10．泛油（Bleeding） n 路面混合料中的沥青向上迁移到路表面，形成一层有
光泽的沥青膜就被称为泛油。
n 泛油主要是由于沥青材料或设计缺陷造成的。沥青含 量过多，混合料中空隙率过小，拌合控制不严，沥青 的高温稳定性差，是产生泛油的主要原因。施工时粘 层油用量不当，或雨水渗入使下层沥青与石料剥离， 在动水作用下，沥青膜剥落上浮也会形成路面表面泛 油。
Source: Asphalt Institute
1926 Hand placing with side forms
Photo from the Asphalt Institute
1931: New Asphalt Rollers in Sydney
From: Sydney Streets, an online exhibit by the City of Sydney, 2003
u 厂拌法:一定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热 拌和，然后到工地摊铺碾压而成的沥青路面。
层铺法
路拌法
厂拌法
沥青表处 ：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不 超过3cm的沥青路面； 沥青贯入：用沥青和集料按层铺法铺筑而成，厚度一般为4-8 cm 的沥青路面； 沥青碎石：以沥青和嵌挤结构集料热拌铺筑的路面；
桥
面层
面
铺
底层
防装 水结
防
体构
水
系层
层
桥面板
桥
面层
面
铺
底层
防装 水结
防
体构
水
系层
层
桥面板
桥
面层
面
铺
底层
防装 水结
防
体构
水
系层
层
桥面板
（1）不透水性 （2）力学强度
（3）耐久性
（4）施工可操作性
SMA13 应力吸收层 高韧性钢纤 维轻砼
钢筋网 剪力件 防水防锈层
钢板
钢桥面板10m ×3.3m 横隔板间距2.5m T形加劲肋高250mm 间距330mm 6%横坡
开级配沥青混合料磨耗层（OGFC）：较强的结构排水能力， 多雨地区沥青路面表面层或磨耗层。
半刚性基层沥青路面：以半刚性基层材料作为基层，其上直接 铺筑沥青面层的路面。结构形式为：沥青混凝土面层+半刚性 基层。
柔性基层沥青路面：以沥青稳定类材料、粒料等为基层的沥 青路面。结构形式常为:沥青混凝土面层+沥青稳定碎石基层+ 粒料基层
通过率/%
120
100
80
60
40
20
0
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75 2.36 1.18
0.6
0.3
0.15 0.075
筛孔/mm
4仓 4仓 3仓 3仓 2仓 2仓 1仓 1仓
84
2、沥青混合料生产质量影响因素与稳定措施
生产质量影响因素：
1 目标配合比设计不严格
沥青性能的检验、各档矿料指标的检验、矿料合成级配设计、沥青 混合料路用性能是否达标，不满足必须换材料。
碾压 良好的性能
摊铺
拌和生产
沥青混合料的组成
74
优点
沥青混合料 =
矿料（骨架作用）
+
沥青（粘结和填充作用）
95%wt 5%wt
沥青路面的优点： 表面平整无接缝，行车振动小，噪音低； 便于机械化施工，开放交通快，养护简便； 沥青混合料可再生利用。
75
沥青混合料的路用性能
高温稳定性 温度稳定性
原因：混合料疲劳强度不足、 沥青老化严重
77
影响沥青混合料性能的因素
沥青粘度的影响 沥青与矿料交互作用的影响
内因 矿粉的影响
沥青用量的影响
矿料的级配、形状和表面性质影响
温度的影响
外因
变形速率的影响
矿粉的影响
矿粉用量约占矿料总质量的48%，但其表面积却占矿料总表面 积的80%；
刚性基层沥青路面：以水泥混凝土结构（常为贫水泥混凝土） 作为基层，上层铺筑较厚沥青层的路面。
组合式基层路面：柔性基层与半刚性基层组合使用的路面。 常用结构形式为：沥青混凝土面层+沥青碎石基层+半刚性 底基层；或者沥青混凝土面层+沥青碎石基层+粒料过渡层+ 半刚性底基层
全厚式沥青路面：天然或经简单处理的路基以上全部为沥 青面层的路面，一般沥青层厚达400~500mm以上，仍属柔性 基层路面范畴。
in 1848 （焦油）
层铺沥青路面：Paris in 1858 ；USA 1870；
沥青起源（1875-1902-至今）
热拌沥青碎石路面（1903）
1907; Pennsylvania
1929: Asphalt over wood block paving
From: Sydney Streets, an online exhibit by the City of Sydney, 2003
2 冷料仓出料量标定不准
冷料仓计量不准确、各档集料比例不稳定，导致热料仓溢料待料， 影响生产配合比稳定。
3 二次筛分效果不稳定
如果热料筛分效果难保证，热料仓级配将不稳定，间歇式生产方式的 优点丧失，沥青混合料质量失控
4 矿料和沥青加热温度高
搅拌站出料温度过高，沥青过度老化，影响混合料路用性能，沥青路 面早期病害发生
第十章 沥青路面
ü 概念：用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和 垫层所组成的路面结构。
ü 特点：表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声 低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因 而获得广泛的应用。
没有路的生活
the first tar macadam pavement was placed outside of Nottingham (Lincoln Road)
透水沥青路面典型结构
溢流口 排水设施
透水性沥青路面 (City Road)
透水性沥青路面 (at night)
传统路 面
排水路面
沥青路面
水泥路面
草地
城市热岛
增加能量消耗 加剧温室气体释放 危及人类健康
热阻式路面
反射 辐射
吸收
保水式路面
入射
涂层上表面
传导 透射
遮热式路面
涂层下表面
热反射涂层的降温幅度
和沥青结合料流失而造成的路面损坏。松散主要是由 于沥青与集料之间失去粘结而产生。沥青混合料中沥 青偏少，沥青与集料间粘结差，或者由于沥青老化而 变硬、压实不足或局部集料不均匀，都有可能在在沥 青表面形成松散。离析
n 7．沉陷 n 沉陷是路面表面产生的大于10mm的局部凹陷变形。是
沥青路面主要结构性破坏形式之一。沉降产生的主要 原因是路基不均匀沉降、路面局部开挖回填压实不足 或桥涵台背填土不实。路面基层结构损坏或不稳定也 会产生路面局部沉陷变形。
Ø过少，则不足以形成 结构沥青膜； Ø偏多，则自由沥青偏 多，粘聚力降低； Ø过多，则部分自由沥 青起润滑作用，降低内 摩擦角； Ø最佳沥青用量必要性
3号仓4号仓 1号仓 2号仓
目标配合比与生产配合比设计关系图
冷料仓 筛分
确定冷料 比例 目标配合比 确定最佳 沥青用量
矿料加热
提升 振动筛二次
热料仓
弹性除冰雪路面 热力融冰雪路面
室内试件 破冰效果
室内试件 融雪效果
融雪涂层融雪效果
日平均气温：-3oC 降雪量：2mm
图4-1 间歇式拌和设备
碾压
72
1 沥青路面性能与沥青混合料组成的特点
沥青路面性能和破坏特点、沥青混合料的组成原理
2 沥青混合料生产质量影响因素与稳定措施
间歇式搅拌站的优点和缺点、影响沥青混合料生产质量的 各环节分析
5 沥青和矿粉用量控制精度不足
矿粉和沥青用量严重影响混合料的搅拌和易性、体积指标和路用性能
2、沥青混合料生产质量影响因素与稳定措施
生产质量稳定性措施： 1 科学严谨地做好目标配合比设计
施工技术规范对沥青、矿粉和集料的各项指标必须严格检验，不合格考虑 换料；合理确定混合料设计级配、尽可能提高混合料路用性能试验指标，为施 工变异性留有余地。
老化以及砂砾基层的不均匀性所引起。
n 3．纵向裂缝（Longitudinal cracks） n 纵向裂缝是与道路中线大致平行的裂缝，有时伴随有少
量支缝。 n 水泥混凝土面板纵缝的反射开裂； n 路面纵向摊铺接缝或路面加宽处理不当； n 路基填挖交界处。 n 龟裂的早期形式
n 4．横向裂缝（Transverse cracks） n 横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的，表现为与道
3 沥青混合料施工质量影响因素与控制技术
机械化施工过程控制不当对混合料的影响，如沥青混合料 施工离析、过压、欠压、施工温度过高的等，优化沥青混合料 施工机械的参数设置和施工工艺。
1 沥青路面和沥青混合料的组成特点
73
p 沥青路面：以压实的沥青混合料为面层的路面。
沥青混合料 = 矿料
+ 沥青
（骨架作用） （粘结和填充作用）
筛分热料
热 料
仓
筛
分
通过调整 冷料仓出料
为生产配合比最佳沥 青用量确定提供标准
确定热料 比例 生产配合比
确定最佳 沥青用量
以热料比例 和最佳沥青 生产混合料
根据冷料比例 成型5组 马歇尔试件
根据目标配合比根据热料比例
OAC OAC±0.3%
成型3组马歇尔试件
三组沥青用量
1号仓
2号仓
3号仓 4号仓
热料仓筛分效果的变异性
n 1．龟裂（Chap） n 龟裂是沥青路面最为重要的裂缝形式，在路面表现为
相互交错的小网格状裂缝，形如鳄鱼皮状。
n 疲劳损坏是产生龟裂的主要原因。主要产生在轮迹带。
n 纵向和横向裂缝交错而使路面分裂成多边形大块，块 的尺寸约为50cm以上。块状裂缝的产生同荷载作用的 关系不大，它主要由于面层材料的低温收缩和沥青的
n 沉陷变形会导致结构层的开裂，影响行车舒适性和行 车安全。
n 8．车辙（Track） n 车辙是沥青路面表面形成的沿轮迹方向大于10mm的竖
向凹陷。车辙可分为结构性车辙、压实性车辙及磨损
性车辙。
n 9．波浪拥包 n 波浪拥包指的是由于局部沥青面层材料变形而在路表
面形成的有规律的纵向起伏，波峰和波谷间隔很近。 波浪拥抱是一种对路面行驶质量影响较大的病害形式。
路中线近于垂直、有时伴随有少量支缝。沥青面层的 低温收缩或者因半刚性基层收缩裂缝的反射是产生横
向裂缝的两个主要原因。
典型的横向裂缝
n 5．坑槽（Pits） n 坑槽是局部集料丧失而在路表面形成的坑洞，可深及
不同路面层次。坑槽通常是其他病害，如龟裂、松散
等病害未及时处理而进一步发展的结果。
n 6．松散 n 松散是一种从路面表面向下不断发展的集料颗粒流失
2 采取设备方面的技术措施提高生产配合比的稳定性
采用可靠的冷料仓出料量标定技术，采取合理技术确保二次筛分效果（防 堵筛、料流厚度、振动参数），才能真正解决热料仓溢料待料问题，稳定目标 配合比和生产配合比的关联，确保面层施工质量稳定性。
3 严控搅拌站出料温度，减少沥青老化
沥青混合料拌和温度决定了沥青施工老化程度，严重影响沥青路面使用寿命
1935: Testing a Barber-Greene paver
Photo from the Asphalt Institute
1941年中国滇缅公路表处工艺
u 层铺法:分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑;
u 路拌法:在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾 压密实而成的沥青面层;
沥青混凝土：以沥青和密实结构集料热拌铺筑而成的路面；
乳化沥青碎石：以常温熔融的沥青和嵌挤结构的集料冷拌或热 拌，冷铺而成的路面；
沥青玛蹄脂碎石（SMA）路面 ：用沥青玛蹄脂碎石混合料 作面层或抗滑层的路面。 组成：三多一少（粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料 少） 特点：构造深度较大、抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、 高温 抗车辙、低温抗开裂
C50砼5 cm
同步碎石防水粘结层 0.5cm
剪力件间距30 cm ×20 cm 防腐涂装
钢筋网10 cm×15 cm
SMA13沥青面层4cm
第三节 环保型路面
噪声污染
热岛效应
雨水不能下渗
积雪结冰
地面 潜水面
面层 基层 路基
封层
排水设施
面层 基层 垫层 路基
面层 基层
路基
ห้องสมุดไป่ตู้
封层
排水设施
沥青用量相同时，与沥青产生 交互作用的矿料表面积愈大，形 成的沥青膜愈薄，结构沥青所占 的比率愈大，沥青混合料粘聚力 也愈高。
提高细度，可增加矿粉比表面积，所以要求小于0.075mm粒 径的矿粉含量不宜过少；但亦不宜过多，否则将使沥青混合料 结成团块，不易施工。
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沥青用量的影响
不同沥青用量时的沥青混合料结构