路基路面课程讲解第十三章沥青路面
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沥青路面课件
2. 粘层的施工 (1)粘层油的选用。 • 粘层油宜采用快裂或中裂乳化沥青、改性乳化沥青, 也可采用快、中凝液体石油沥青，所使用的基质沥 青标号宜与主层沥青混合料相同。 (2)材料的规格和用量。 • 粘层油品种和用量,应根据下卧层的类型通过试洒确 定,并符合表 4-3-2 的要求。 • 当粘层油上铺筑薄层大空隙排水路面时,粘层油的用 量宜增加到 0.6～1.0L/m2 。
城市道路工程
子模块三 沥青路面
§3-1 沥青路面概述 一．沥青路面的特点 1、柔性，平整，无接缝，振动小，舒适，养护 维修方便，不透水，不扬尘 2、温度稳定性差
3、对路基，基层依赖性强
二．沥青路面的类型 1、按使用品质分 沥青表面处置 沥青贯入式 沥青混凝土 高级路面 层铺法 拌和法 热拌热铺 热拌冷铺 次高级路面
• 表观检查： 未压实的混合料的表面结构无论是纵向还 是横向都应均匀、密实、平整、无撕裂、无波浪、局 部粗糙等现象，否则要查明原因及时处理。
三、沥青混合料的压实 • 压实是沥青路面施工的最后一道工序，采用了优质的 材料，精良的拌和与摊铺设备及良好的施工技术，摊 铺出较理想的混合料层，良好的路面质量最终要通过 碾压来体现，如果碾压中出现任何缺陷，就会前功尽 弃。必须重视压实工作。 • 压实的目的是提高沥青混合料的强度、稳定性和疲劳 特性。压实工作的主要内容包括： 1、压路机的选型与组合 • 常用的沥青路面压路机有静作用光轮压路机、轮胎式 压路机和振动压路机。 • 选型与组合结合工程实际，选择压路机种类、大小和 数量，考虑的因素有摊铺机的生产率、混合料特性、 摊铺厚度、施工现场的具体条件。
2、压实作业的程序及一般要求
• 压实程序分为初压、复压和终压三道工序。
• 初压的目的是找平和稳定混合料，同时，为复压创造条件，是 压实的基础。要注意压实的平整性； • 复压的目的是使混合料密实、稳定、成型，混合料的密实程度 由该工序决定，必须与初压紧密衔接，一般采用重型压路机； • 终压的目的是消除轮迹，最后形成平整的压实面，这道工序不 能采用重型压路机在高温下完成，否则会影响平整度。
沥青路面施工技术PPT课件
（2）中下面层功能：高温抗车撤、抗疲劳、抗裂 （3）除排水式功能层外，均考虑密水性，渗水性结构的
层间或层底应采取防渗或排水措施。压实厚度不宜小于集料公称最大粒 径的2倍。 （5）沥青路面一般不宜铺在纵坡大于6%的路段，在纵坡 大于3%的路段应考虑抗滑措施。
3、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）：设计空隙率为3～ 4%、间断密级配，适用于铺筑新建公路的表面层或旧路面 加铺磨耗层。
沥青路面分类 一、沥青路面的分类
4、沥青碎石混合料（AM）:设计空隙率6～12%、半开级配， 仅适用于三级及三级以下公路、乡村公路、且沥青混合料拌 合设备缺乏添加矿粉装置和人工炒拌的情况（AM－10～ 40）。
适用条件：沥青贯入式碎石适用于三级及三级以下公路的沥 青面层，也可以作为沥青混凝土路面的联结层或基层。
强度形成原理：嵌挤型 施工方法：层铺法，拌和法（拌和层） 特点：沥青贯入式路面具有较高的强度和稳定性，由于贯入
式路面是一种多孔隙结构，为了防止路表水的浸入和增强路 面的水稳定性，其面层的最上层必须加铺封层（采用上拌下 贯时可不加铺封层料）。
沥青路面施工技术
沥青路面分类 一、沥青路面的分类
（1）层铺法： 将沥青分层洒布、矿料分层撒铺、碾压形成沥青路面结
构的方法。 优点：设备和工艺简单、效率高、进度快、造价低 缺点：结构强度低、使用寿命短、路面成型期长（需要
经过炎热季节行车碾压成型） 代表结构类型：沥青表面处治、沥青贯入式路面
5、排水式沥青稳定碎石混合料（OGFC）:设计空隙率大于 18%，细粒式，适用于高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污 染、非冰冻地区铺筑排水式沥青磨耗层（OGFC－10～16）。
6、排水式沥青碎石混合料（ATPB）:设计空隙率大于18%， 粗粒式及特粗式，适用于排水基层，且下卧层应具有排水和 抗冲刷能力（ATPB－25～40）。
层间或层底应采取防渗或排水措施。压实厚度不宜小于集料公称最大粒 径的2倍。 （5）沥青路面一般不宜铺在纵坡大于6%的路段，在纵坡 大于3%的路段应考虑抗滑措施。
3、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）：设计空隙率为3～ 4%、间断密级配，适用于铺筑新建公路的表面层或旧路面 加铺磨耗层。
沥青路面分类 一、沥青路面的分类
4、沥青碎石混合料（AM）:设计空隙率6～12%、半开级配， 仅适用于三级及三级以下公路、乡村公路、且沥青混合料拌 合设备缺乏添加矿粉装置和人工炒拌的情况（AM－10～ 40）。
适用条件：沥青贯入式碎石适用于三级及三级以下公路的沥 青面层，也可以作为沥青混凝土路面的联结层或基层。
强度形成原理：嵌挤型 施工方法：层铺法，拌和法（拌和层） 特点：沥青贯入式路面具有较高的强度和稳定性，由于贯入
式路面是一种多孔隙结构，为了防止路表水的浸入和增强路 面的水稳定性，其面层的最上层必须加铺封层（采用上拌下 贯时可不加铺封层料）。
沥青路面施工技术
沥青路面分类 一、沥青路面的分类
（1）层铺法： 将沥青分层洒布、矿料分层撒铺、碾压形成沥青路面结
构的方法。 优点：设备和工艺简单、效率高、进度快、造价低 缺点：结构强度低、使用寿命短、路面成型期长（需要
经过炎热季节行车碾压成型） 代表结构类型：沥青表面处治、沥青贯入式路面
5、排水式沥青稳定碎石混合料（OGFC）:设计空隙率大于 18%，细粒式，适用于高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污 染、非冰冻地区铺筑排水式沥青磨耗层（OGFC－10～16）。
6、排水式沥青碎石混合料（ATPB）:设计空隙率大于18%， 粗粒式及特粗式，适用于排水基层，且下卧层应具有排水和 抗冲刷能力（ATPB－25～40）。
路基路面课程设计沥青路面设计
路基路面课程设计沥青路面设计路基路面课程设计沥青路面设计，咱们今天就来聊聊这事儿。
说到沥青路面，很多人脑海里第一反应肯定是“那条一直光亮平整的路”。
说实话，谁不喜欢开车的时候在这种路上飞驰，车轮都能跟着节奏跳舞。
可沥青路面背后可是有一番“玄妙”的学问呢。
你以为它就是把沥青撒在土路上就完事儿了？那可就大错特错了！这背后得有一套完整的设计和施工流程，才能保证路面既结实又耐用。
今天咱就来聊聊这其中的玄机。
咱得从路基说起，路基的作用那就跟人的地基一样。
地基不稳，楼房肯定倒；路基不稳，路面很快也会塌。
设计沥青路面，最先得考虑的是地基的土质、承载力和稳定性。
如果你遇到软土层或者是容易沉降的地方，设计就得特别小心，得通过加固、换土、填沙或者打桩等等方式，保证路基结实。
如果这一步没做好，往后可就麻烦了，路面一开裂，车子一跑，简直是“坑坑洼洼”不说，连带着让开车的人也跟着心烦意乱。
说到沥青的选择嘛，其实也没你想的那么简单。
你得根据气候、使用强度、路面类型来选。
别看沥青就是一种黑乎乎的液体，它的种类可不少呢！有些地方温差大，沥青得能耐得住热胀冷缩；有些地方车流量大，路面得更耐磨；还有的地方，可能需要抗老化能力更强的沥青。
怎么选？那可得考量多方面的因素，不能图一时省事随便挑一种。
哎呀，这时候你就得扯起“听天由命”这四个字，搞不好一不小心，你铺上的沥青就成了“秒破路面”，那可得不偿失！说到铺设，沥青路面可不是随便洒上一层就行的。
温度得掌控好。
沥青必须在一个适宜的温度下才能施工，过高或者过低都不好。
要么沥青太稀，铺上去全是油汪汪的，要么太硬，压根就无法铺展。
所以，每一次施工之前，那些技术人员可都是神秘而严谨的，几乎把温度表拿在手里，时刻盯着，确保施工过程中的每个步骤都按规矩来。
压实是关键。
别看铺上去的沥青路面平平整整，谁知道下面可得压实，不能让它松松垮垮的。
每一遍压实都得控制得恰到好处，不能太轻，也不能太重。
要是压得太轻，路面会变得松软，车一过就可能出现沉陷；要是压得太重，沥青就可能被挤出，变得坚硬无比，车轮一压就变得颠簸，谁开车都难受。
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
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
C13沥青路面.ppt
沥青表面处治面层材料规格和用量(方孔筛)
路基路面工程
沥
集料(m3/1000m2)
沥青或乳液用量(kg/m2)
青
类 厚度
第一层
种
型 (mm)
第二层
第三层
第一次 第二次 第三次 合计用量
类
规格 用量 规格 用量 规格 用量
10 S12 7~9 － － － － 1.0~1.2 － 单层
15 S10 12~14 － － － － 1.4~1.6 －
密级配沥青混凝土 不大于
120
方法
SMA 混合料 不大于
80
OGFC 混合料 不小于
实测
T 0730
2019/8/28
HongxiaTAN
13.4 沥青路面使用性能的气候分区
路基路面工程
高温指标：30年设计周期的七月平均最高温度： 低温指标：30年的极端最低气温的最小值： 沥青路面分区：高低温指标；
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。
25 三层
30
S8 18~20 S12 12~14 S12 S6 20~22 S12 12~14 S12
7~8 1.6~1.8 1.2~1.4 1.0~1.2 3.8~4.4 7~8 1.8~2.0 1.2~1.4 1.0~1.2 4.0~4.6
单层 5 S14 7~9 － － － － 0.9~1.0 －
≥75
路基路面课程讲义第十三章 沥青路面
2.3试验结果分析
2.3.1流变参数对比分析
• 沥青混合料在大多数实 际使用情况下为粘弹性 体，其变形处于粘弹性 状态，流变行为可以用 Burgers模型描述。
沥青稳定碎石Burgers模型参数
计 算 级 配 ATB1# 试验温度 30℃ 40℃ 30℃ ATB2# 40℃ 30℃ ATB3# 40℃ E1 (MPa) 2246.1 1792.1 2007.7 1666.2 2036.1 337.9 E2 (MPa) 93.4 62.7 47.4 32.6 96.6 39.2 参 数
模量原理
•
• 2.蠕变与应力松弛 • 蠕变：材料在固定的应力作用下，变形随时间而发展的过程
ε
ε ε
低于屈服点
ε
ε ε
高于屈服点
ε
0瞬时弹性变形（纯弹性变形） t滞后弹性变形（粘弹性变形） t'粘滞性塑性变形
• 3.基本流变模型 • A.Maxwell模型 • B.Kelvin模型 • C.Zener模型 • D.弹塑性模型 • 4.沥青混合料的力学模型（见课本）
• 四 沥青混合料的模量 • 研究原则 • （1）沥青混合料兼具胡克弹性与牛顿粘性的双重性质 • （2）沥青混合料的力学性质应作为温度与时间的函数表示 (t ) J (t) • （3）沥青混合料的性质宜将其描述为在某一条件下才具有的性质 0 (t ) • 1.蠕变试验：蠕变柔量计算公式 G (t ) 0 • 1 d • 2.应力松弛试验：松弛模量计算公式 •
三级区划
• 依据：采用工程所在地最近30年的年降雨 量的平均值，并作为气候区划的三级指标。 • 作用：作为受雨水影响的气候因子。 • 区划数目：4个三级区（潮湿区、湿润区、 半干区、干旱区）
沥青路面ppt课件
19
6）碾压（及时、3-4遍、从路边向中间） 7）洒布第二层沥青 8）铺撒第二层矿料 9）碾压 10）初期养护（开放交通）
20
二、沥青贯入式路面：
1、二级及二级以下公路的沥青面层，也可作为沥 青路面的联接层或基层。
特点：抗车辙能力强，渗水性大，沥青用量也大。 2、沥青贯入式路面的总厚度为4-8cm,但乳化沥青
10
• 集料：沥青路面所用的集料分为粗集料和细集料，集 料中大于2.36mm为粗集料，小于2.36mm为细集 料，集料的质量是沥青路面的关键，集料的生产、管 理是控制集料质量因素。
• （二）、粗集料： • 包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等。
11
• 1、适合路面材料的石料有花岗岩、辉长岩、玄武岩、 石灰岩、卵砾石等 ；
• 1、沥青标号的选择应根据公路等级、气候条件、交通
量及其组成、路线线形、面层结构及层次、施工工艺等
因素，并结合当地使用经验确定。
• 2、液体石油沥青宜用作透层、表处、或冷拌沥青混合 料的粘结剂。
8
• 3、乳化沥青宜用作透层、黏层、稀浆封层、桥面铺 装的黏层、表处、冷拌沥青混合料、微表处。
• 4、对于特重交通、重交通、重要公路、或温差变化 较大、气候严酷地区、或铺筑特殊结构层、以及连 续长、陡纵坡段等，可选用改性沥青。
2、沥青表处宜在干燥和较热的季节施工，使路面通 过开放交通压实成型稳定。
17
沥青表面处治路面
18
3、沥青表处的集料最大粒径与处治层厚度相当。 4、沥青表处可采用拌合法或层铺法施工。 5、层铺法施工： 1）备料 2）清理基层及放样 3）浇撒透层沥青 4）洒布第一层沥青（均匀） 5）铺撒第一层矿料（趁热、均匀）
6）碾压（及时、3-4遍、从路边向中间） 7）洒布第二层沥青 8）铺撒第二层矿料 9）碾压 10）初期养护（开放交通）
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二、沥青贯入式路面：
1、二级及二级以下公路的沥青面层，也可作为沥 青路面的联接层或基层。
特点：抗车辙能力强，渗水性大，沥青用量也大。 2、沥青贯入式路面的总厚度为4-8cm,但乳化沥青
10
• 集料：沥青路面所用的集料分为粗集料和细集料，集 料中大于2.36mm为粗集料，小于2.36mm为细集 料，集料的质量是沥青路面的关键，集料的生产、管 理是控制集料质量因素。
• （二）、粗集料： • 包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等。
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• 1、适合路面材料的石料有花岗岩、辉长岩、玄武岩、 石灰岩、卵砾石等 ；
• 1、沥青标号的选择应根据公路等级、气候条件、交通
量及其组成、路线线形、面层结构及层次、施工工艺等
因素，并结合当地使用经验确定。
• 2、液体石油沥青宜用作透层、表处、或冷拌沥青混合 料的粘结剂。
8
• 3、乳化沥青宜用作透层、黏层、稀浆封层、桥面铺 装的黏层、表处、冷拌沥青混合料、微表处。
• 4、对于特重交通、重交通、重要公路、或温差变化 较大、气候严酷地区、或铺筑特殊结构层、以及连 续长、陡纵坡段等，可选用改性沥青。
2、沥青表处宜在干燥和较热的季节施工，使路面通 过开放交通压实成型稳定。
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沥青表面处治路面
18
3、沥青表处的集料最大粒径与处治层厚度相当。 4、沥青表处可采用拌合法或层铺法施工。 5、层铺法施工： 1）备料 2）清理基层及放样 3）浇撒透层沥青 4）洒布第一层沥青（均匀） 5）铺撒第一层矿料（趁热、均匀）
《路基路面工程》课程设计任务书--高速公路沥青路面设计
《路基路面工程》课程设计任务书–高速公路沥青路面设计1. 课程设计目标本课程设计旨在通过设计和计算高速公路沥青路面，使学生了解并掌握高速公路路面设计的基本原理和方法，培养学生的工程设计和计算能力。
2. 课程设计要求2.1 设计范围：选择实际存在的高速公路沥青路面项目，包括路基和路面的设计。
2.2 设计内容：•路基设计：包括土质分析、路基宽度、边沟设计等。
•路面设计：包括沥青路面结构设计、沥青混合料设计等。
2.3 设计条件：•设计速度：120km/h•设计年限：20年•设计参考标准：根据《公路工程设计规范》等相关标准进行设计。
3. 设计步骤3.1 路基设计3.1.1 土质分析在选择路段进行设计之前，对路段土质进行分析，包括土壤类型、含水量、抗压强度等参数的测定。
根据土质参数，进行土壤的分类和评价。
3.1.2 路基宽度设计根据设计速度和设计荷载，计算路基的宽度和高度。
考虑路基的横坡和纵坡设计，使路基具有合理的排水和水平功能。
3.1.3 边沟设计根据路段的纵坡和横坡情况，设计路基的边沟，保证路面排水畅通。
3.2 路面设计3.2.1 沥青路面结构设计根据设计速度、设计荷载和设计年限，确定沥青路面的结构。
包括沥青面层、基层和底基层的厚度设计。
3.2.2 沥青混合料设计根据路段的交通量和荷载情况，选择适合的沥青混合料类型和配比。
进行沥青混合料的配合比设计，以满足路面的工程性能要求。
3.3 设计计算根据路基和路面设计的参数，进行设计计算，包括路基的稳定性计算、路面结构的强度计算等。
采用计算软件进行计算，计算结果应满足相关设计标准的要求。
4. 课程设计成果4.1 设计报告撰写设计报告，包括课程设计的背景、设计目标、设计原理和方法、计算结果等内容。
设计报告应以Markdown文本格式输出，包括文字、表格、公式、图片等内容。
4.2 设计图纸绘制设计图纸，包括路基剖面图、路面结构图等。
设计图纸应以Markdown文本格式输出，可采用绘图工具绘制。
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
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高于屈服点
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• 2.蠕变与应力松弛 • 蠕变：材料在固定的应力作用下，变形随时间而发展的过程
0瞬时弹性变形（纯弹性变形） t滞后弹性变形（粘弹性变形） t'粘滞性塑性变形
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• 3.基本流变模型 • A.Maxwell模型 • B.Kelvin模型 • C.Zener模型 • D.弹塑性模型 • 4.沥青混合料的力学模型（见课本）
• 研究原则
• （1）沥青混合料兼具胡克弹性与牛顿粘性的双重性质
• （2）沥青混合料的力学性质应作为温度与时间的函数表示
• （3）沥青混合料的性质宜将其描述为在某一条件下才具有的性质
• • •
1.蠕变试验：蠕变柔量计算公式 2.应力松弛试验：松弛模量计算公式
Gr
(t)
1
d dt
• • 3.等应变速率试验
和弹性模量试验。各项指标的试验应按规 范规定的方法执行。 1.抗压强度试验
采用圆柱体试件，尺寸为 7×7cm或 10×10cm。沥青混合料试验温r 度2P 为20℃和60℃。
试件在压力机上加压测出破坏tD 荷载P，其与试 件承压面积F的比值，即为抗压强度R。
29
2.劈裂试验
又称间接拉伸试验。由于沥青混合料难于嵌制 试件的两端进行直接拉伸试验，因此通常将圆柱 体试件侧放，进行劈裂试验，如图所示。
46
• 2.沥青混合料高温稳定性评价方法 • （1）单轴压缩试验 • （2）马歇尔试验（1948年） • （3）蠕变试验：单轴静载、三轴静载、单轴重复加载和
三轴重复加载4种方式
• （4）轮辄试验：是评价沥青混合料在规定温度条件下抵
抗塑性变形能力的有效方法
•
47
• 从车辙试验得到的时间变形曲线如图13-21.得出三类指标：
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
18
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 •
—沥青混合料承受的垂直正压力。
32
4.弯拉强度 试验使用的试件尺寸为5×5×24cm（细粒式）、
10×10×40cm（中粒式）或15×15×55cm（粗粒 式）。试验用三分点加载，见图。
测出破坏荷载P，则 弯拉强度：
式中：b，h—试件的宽度和长度； l—试件的试验跨度，小、中和大梁的试验跨度分别 为15cm、30cm和45cm。
[E*] 0 0
• •
4.动载试验：
S(t,T) （ ）t，T
• •
Cv
Va Va Vb
44
•
• 1.沥青的劲度模量
• •
DS(60D6045D)4542C1C2(次/min)
• 2.沥青混合料的劲度模量
45
第三节 沥青路面的稳定性与耐久性
• 一 沥青路面的高温稳定性 • 沥青路面的高温稳定性通常是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变
第十三章 沥青路面
《路基路面工程》课程
1
第十三章 沥青路面
• 第一节 概述 • 第二节 沥青路面材料的力学特性与温度稳
定性 • 第三节 对沥青路面材料的要求 • 第四节 沥青路面的施工与质量控制
《路基路面工程》课程
2
第一节 概述
1、定义： 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度
的沥青混合料作面层的路面结构。
试验测出试件劈裂破坏的 荷载P，则劈裂抗拉强度r为：
c 1 Rr 2
S
in
1
R R
r r
式中：t、D—分别表示试件的高度和直径。
30
ctg
31
3.抗剪强度 根据试验测得的沥青混合料的抗压强度R和
间接抗拉强度r可以求得沥青混合料的粘聚为c
和内摩擦角：
沥青混合料的抗剪强度为：
式中： Pl S bh2
• 对于磨耗型：通过交通管制。改善混合料级配来防治。
49
• 二 沥青路面的低温抗裂性（内部应力导致开裂） • 沥青路面低温开裂有2种形式：1.由于气温骤降使面层收缩，在有约
束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度造成开裂。 2.温度疲劳裂缝，沥青混凝土经受长时间的温度循环，应力松弛性能 下降，极限拉应力变小，结果在温度应力小于抗拉强度的情况下开裂。
试验温度 30℃ 40℃ 30℃ 40℃ 30℃ 40℃
E1 (MPa) 2246.1 1792.1 2007.7 1666.2 2036.1 337.9
计算参数
E2 (MPa) 93.4
ŋ1(MPa•s) 126006.0
62.7
13776.4
47.4
256824.0
32.6
23597.0
96.6
2、沥青路面的优点：
表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养 护简便，适宜于路面分期修建。
3、沥青路面的缺点：
沥青路面的缺点是温度敏感性较高。夏季强度下降，若控 制不好会使路面发软泛油或推移剪裂破坏。低温时沥青材料 变脆可能引起路面开裂。
《路基路面工程》课程
3
二、沥青路面的损坏类型及其成因
区划数目：4个二级区（冬严寒区、冬寒区、 冬冷区、冬温区）
14
三级区划
• 依据：采用工程所在地最近30年的年降雨 量的平均值，并作为气候区划的三级指标。
• 作用：作为受雨水影响的气候因子。 • 区划数目：4个三级区（潮湿区、湿润区、
半干区、干旱区）
15
2.气候分区的确定
• 沥青路面使用性能气 候分区由一、二、三 级区划组合而成，以 综合反映该地区的气 候特征，见表3-5。如
• ①任何一个时刻的总变形，即车辙深度 • ②在变形曲线的直线发展期，通常是求取45min、60min的
变形D45.D60按下式计算动稳定度DS
• • • ③变形速率RD，它实际上是动稳定度的倒数
（5）简单剪切试验
48
• 3.沥青路面高温稳定性技术指标 • （1）沥青路面车辙的技术指标 （表13-6） • （2）沥青路面混合料抗永久变形指标 （表13-7 ） • （3）轮辄试验标准 （表13-9 ） • 4.沥青路面车辙的防治措施 • 对于失稳型：确保沥青混合料中含有较高的经破碎的集料；集料级配
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。
43
• 四 沥青混合料的模量
一级区划
依据：采用工程所在地最 近30年内最热月份平均最 高气温的平均值。
作用：作为反映高温和重 载条件下出现车辙等流动 变形的气候因子。
区划数目：3个一级区 （夏炎热区、夏热区、夏 凉区）。
13
二级区划
依据：采用工程所在地最近30年内的极端最 低气温。
作用：作为反映温度收缩产生裂缝的气候因 子。
必须含有足够的矿粉；大尺寸集料必须具有较好的表面纹理和粗糙度； 集料级配要含有足够的粗颗粒；沥青结合料具有足够的粘度；集料颗 粒表面的沥青膜须具有足够的厚度，确保沥青与集料间的粘聚力。
• 对于结构型：确保基层设计满足工程实践要求；基层材料满足规范要
求，含有较多经破碎的颗粒；混合料内含有足够的矿粉；基层应充分 地压实，工后不产生附加压密；路基压实应满足规范规定的要求。
k 1
c
b 2
1 sin cos
b 2k
与
1
3
25
R
P F
当 无 侧 限 抗 压 时 ， 3= 0， 1= R， 得
R
1=
2c 1
cos sin
2 c ta n ( ) 42
当 抗 拉 时 ， 1 = 0 及 - 3 = r， 得
r
-
3
2c cos 1 sin
2 c c o t( 4
19
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
20
Vv e VV Ve
Va
Vg
空气 沥青 集料
Pe M
PS
21
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
39
40
(t)1t 11e(E22)t E1 1 E2
41
2.3试验结果分析
2.3.1流变参数对比分析
• 沥青混合料在大多数实 际使用情况下为粘弹性 体，其变形处于粘弹性 状态，流变行为可以用 Burgers模型描述。
J (t)
(t ) 0
42
沥青稳定碎石Burgers模型参数
级配 ATB1# ATB2# ATB3#
我国上海市属于1-3-1 气候区，即为夏炎热 冬冷潮湿区。
16
沥青路面使用性能气候分区
气候分区指标
高温气候区
按照高温指 标
气候名称 七月平均最高温度
按照低温指标 按照雨量指标
低温气候区 气候名称
极端最低气温 雨量气候区 气候区名称
年降雨量(mm)
1 冬严寒区
<-37 1
35
• 2.蠕变与应力松弛 • 蠕变：材料在固定的应力作用下，变形随时间而发展的过程
0瞬时弹性变形（纯弹性变形） t滞后弹性变形（粘弹性变形） t'粘滞性塑性变形
36
37
38
• 3.基本流变模型 • A.Maxwell模型 • B.Kelvin模型 • C.Zener模型 • D.弹塑性模型 • 4.沥青混合料的力学模型（见课本）
• 研究原则
• （1）沥青混合料兼具胡克弹性与牛顿粘性的双重性质
• （2）沥青混合料的力学性质应作为温度与时间的函数表示
• （3）沥青混合料的性质宜将其描述为在某一条件下才具有的性质
• • •
1.蠕变试验：蠕变柔量计算公式 2.应力松弛试验：松弛模量计算公式
Gr
(t)
1
d dt
• • 3.等应变速率试验
和弹性模量试验。各项指标的试验应按规 范规定的方法执行。 1.抗压强度试验
采用圆柱体试件，尺寸为 7×7cm或 10×10cm。沥青混合料试验温r 度2P 为20℃和60℃。
试件在压力机上加压测出破坏tD 荷载P，其与试 件承压面积F的比值，即为抗压强度R。
29
2.劈裂试验
又称间接拉伸试验。由于沥青混合料难于嵌制 试件的两端进行直接拉伸试验，因此通常将圆柱 体试件侧放，进行劈裂试验，如图所示。
46
• 2.沥青混合料高温稳定性评价方法 • （1）单轴压缩试验 • （2）马歇尔试验（1948年） • （3）蠕变试验：单轴静载、三轴静载、单轴重复加载和
三轴重复加载4种方式
• （4）轮辄试验：是评价沥青混合料在规定温度条件下抵
抗塑性变形能力的有效方法
•
47
• 从车辙试验得到的时间变形曲线如图13-21.得出三类指标：
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
18
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 •
—沥青混合料承受的垂直正压力。
32
4.弯拉强度 试验使用的试件尺寸为5×5×24cm（细粒式）、
10×10×40cm（中粒式）或15×15×55cm（粗粒 式）。试验用三分点加载，见图。
测出破坏荷载P，则 弯拉强度：
式中：b，h—试件的宽度和长度； l—试件的试验跨度，小、中和大梁的试验跨度分别 为15cm、30cm和45cm。
[E*] 0 0
• •
4.动载试验：
S(t,T) （ ）t，T
• •
Cv
Va Va Vb
44
•
• 1.沥青的劲度模量
• •
DS(60D6045D)4542C1C2(次/min)
• 2.沥青混合料的劲度模量
45
第三节 沥青路面的稳定性与耐久性
• 一 沥青路面的高温稳定性 • 沥青路面的高温稳定性通常是指沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变
第十三章 沥青路面
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1
第十三章 沥青路面
• 第一节 概述 • 第二节 沥青路面材料的力学特性与温度稳
定性 • 第三节 对沥青路面材料的要求 • 第四节 沥青路面的施工与质量控制
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2
第一节 概述
1、定义： 沥青路面是在柔性基层、半刚性基层上，铺筑一定厚度
的沥青混合料作面层的路面结构。
试验测出试件劈裂破坏的 荷载P，则劈裂抗拉强度r为：
c 1 Rr 2
S
in
1
R R
r r
式中：t、D—分别表示试件的高度和直径。
30
ctg
31
3.抗剪强度 根据试验测得的沥青混合料的抗压强度R和
间接抗拉强度r可以求得沥青混合料的粘聚为c
和内摩擦角：
沥青混合料的抗剪强度为：
式中： Pl S bh2
• 对于磨耗型：通过交通管制。改善混合料级配来防治。
49
• 二 沥青路面的低温抗裂性（内部应力导致开裂） • 沥青路面低温开裂有2种形式：1.由于气温骤降使面层收缩，在有约
束的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土的抗拉强度造成开裂。 2.温度疲劳裂缝，沥青混凝土经受长时间的温度循环，应力松弛性能 下降，极限拉应力变小，结果在温度应力小于抗拉强度的情况下开裂。
试验温度 30℃ 40℃ 30℃ 40℃ 30℃ 40℃
E1 (MPa) 2246.1 1792.1 2007.7 1666.2 2036.1 337.9
计算参数
E2 (MPa) 93.4
ŋ1(MPa•s) 126006.0
62.7
13776.4
47.4
256824.0
32.6
23597.0
96.6
2、沥青路面的优点：
表面平整无接缝，行车振动小，噪音低，开放交通快，养 护简便，适宜于路面分期修建。
3、沥青路面的缺点：
沥青路面的缺点是温度敏感性较高。夏季强度下降，若控 制不好会使路面发软泛油或推移剪裂破坏。低温时沥青材料 变脆可能引起路面开裂。
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3
二、沥青路面的损坏类型及其成因
区划数目：4个二级区（冬严寒区、冬寒区、 冬冷区、冬温区）
14
三级区划
• 依据：采用工程所在地最近30年的年降雨 量的平均值，并作为气候区划的三级指标。
• 作用：作为受雨水影响的气候因子。 • 区划数目：4个三级区（潮湿区、湿润区、
半干区、干旱区）
15
2.气候分区的确定
• 沥青路面使用性能气 候分区由一、二、三 级区划组合而成，以 综合反映该地区的气 候特征，见表3-5。如
• ①任何一个时刻的总变形，即车辙深度 • ②在变形曲线的直线发展期，通常是求取45min、60min的
变形D45.D60按下式计算动稳定度DS
• • • ③变形速率RD，它实际上是动稳定度的倒数
（5）简单剪切试验
48
• 3.沥青路面高温稳定性技术指标 • （1）沥青路面车辙的技术指标 （表13-6） • （2）沥青路面混合料抗永久变形指标 （表13-7 ） • （3）轮辄试验标准 （表13-9 ） • 4.沥青路面车辙的防治措施 • 对于失稳型：确保沥青混合料中含有较高的经破碎的集料；集料级配
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。
43
• 四 沥青混合料的模量
一级区划
依据：采用工程所在地最 近30年内最热月份平均最 高气温的平均值。
作用：作为反映高温和重 载条件下出现车辙等流动 变形的气候因子。
区划数目：3个一级区 （夏炎热区、夏热区、夏 凉区）。
13
二级区划
依据：采用工程所在地最近30年内的极端最 低气温。
作用：作为反映温度收缩产生裂缝的气候因 子。
必须含有足够的矿粉；大尺寸集料必须具有较好的表面纹理和粗糙度； 集料级配要含有足够的粗颗粒；沥青结合料具有足够的粘度；集料颗 粒表面的沥青膜须具有足够的厚度，确保沥青与集料间的粘聚力。
• 对于结构型：确保基层设计满足工程实践要求；基层材料满足规范要
求，含有较多经破碎的颗粒；混合料内含有足够的矿粉；基层应充分 地压实，工后不产生附加压密；路基压实应满足规范规定的要求。
k 1
c
b 2
1 sin cos
b 2k
与
1
3
25
R
P F
当 无 侧 限 抗 压 时 ， 3= 0， 1= R， 得
R
1=
2c 1
cos sin
2 c ta n ( ) 42
当 抗 拉 时 ， 1 = 0 及 - 3 = r， 得
r
-
3
2c cos 1 sin
2 c c o t( 4
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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
20
Vv e VV Ve
Va
Vg
空气 沥青 集料
Pe M
PS
21
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
39
40
(t)1t 11e(E22)t E1 1 E2
41
2.3试验结果分析
2.3.1流变参数对比分析
• 沥青混合料在大多数实 际使用情况下为粘弹性 体，其变形处于粘弹性 状态，流变行为可以用 Burgers模型描述。
J (t)
(t ) 0
42
沥青稳定碎石Burgers模型参数
级配 ATB1# ATB2# ATB3#
我国上海市属于1-3-1 气候区，即为夏炎热 冬冷潮湿区。
16
沥青路面使用性能气候分区
气候分区指标
高温气候区
按照高温指 标
气候名称 七月平均最高温度
按照低温指标 按照雨量指标
低温气候区 气候名称
极端最低气温 雨量气候区 气候区名称
年降雨量(mm)
1 冬严寒区
<-37 1