路基路面工程第十三章沥青路面.ppt
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密实类 按剩余空隙率的大小细分为
闭式 3％～6％ 开式6％以上
嵌挤类
2021/3/2
4
二、沥青路面的分类
2、按施工工艺的不同，沥青路面可分为层铺 法、路拌法、厂拌法三类
层铺法:沥青表面处治、沥青贯入式 路拌法：路拌沥青碎（砾）石
路拌沥青稳定土 厂拌法：
厂拌沥青碎石：开级配、剩余空隙率10％～15％ 沥青混凝土：密级配、剩余空隙率10％以下
2021/3/2
25
抗弯拉强度的影响因素：
沥青性质及用量，矿料性质及级配，加载速率 及重复加载次数，试件温度。
2021/3/2
26
三、沥青混和料的应力－应变特 性
沥青混合料以粘弹塑性为其基本力学特征，其 应力－应变特性与荷载大小和作用时间、材料 温度有关。
沥青混和料的粘弹塑性特征
沥青混和料是一种典型的弹、粘、塑性综合体， 在低温小变形范围内接近弹性体， 在高温大变形范围内表现为粘塑性体， 而在通常温度的过渡范围内则为一般粘弹性体。
2021/3/2
27
三、沥青混和料的应力－应变特 性
沥青混和料的粘弹塑性特征主要表现在以下三 个方面：
材料的力学特性与加载速度有关，随着加载速度的 增加，材料的强度和刚度均会增大。
材料的力学特性对温度十分敏感，随着温度的升高， 材料的物理特征表现为变软，强度与刚度变小。
材料具有十分明显的蠕变creep和应力松弛 looseness现象。 －具有对时间的敏感性
(Open－Graded Friction Course )剩余空隙率20％左右
2021/3/2
6
三、沥青路面类型的选择
选择原则
任务要求：道路等级、交通量、使用年 限、修建费用
工程特点：施工季节、施工期限、基层状况 施工技术：人、机、料
沥青类路面一般不宜铺筑在纵坡大于6％的路段上 (出于安全原因)，纵坡大于3％的路段，考虑抗滑的 要求宜采用粗粒式沥青碎石或粗粒式沥青表面处治。
2021/3/2
16
Fig.3: OGFC Lab Samples
2021/3/2
17
二、沥青混和料的强度特性
1 抗剪强度
强度构成 c,φ 材料c,φ值的测定 （课本P316、317中的
公式实为极限平衡关 系式）
2021/3/2
18
影响沥青混和料抗剪强度的因素
沥青与矿料间的粘结力
沥青的粘滞度
2021/3/2
9
六、沥青混凝土路面的主要矛盾
高温稳定性与低温抗裂性、抗疲劳性能
表面服务功能与耐久性
2021/3/2
10
第2节 沥青路面材料的力学特 性
沥青混和料的结构类型 沥青混和料的强度特性 沥青混和料的应力－应变特性 沥青混和料的疲劳特性
2021/3/2
11
一、沥青混和料的结构类型
沥青含量 矿粉含量
碱性石料与沥青发生化 学吸附
沥青与矿料间的粘附性 矿料间的内摩擦力
酸性石料与沥青不会发 生化学吸附
矿料级配
矿料颗粒形状
矿料表面特性
2021/3/2
19
2 抗拉强度
急骤降温时，沥青混和料发生收缩，如果收缩 受阻，会产生拉应力，当超过材料的抗拉强度 时，路面产生开裂。
沥青混和料的抗拉强度可用直接拉伸试验或间 接拉伸试验－劈裂试验测定
影响因素
沥青性质、沥青含量
矿料级配
测试时的温度
加荷速率
2021/3/2
20
3 抗弯拉强度
在行车荷载反复作用 下，路面弯曲而产生 开裂破坏。
2021/3/2
24
试验：测重复荷载作用下的弯拉强度和 弯拉回弹模量。
2021/3/2
28
三、沥青混和料的应力－应变特 性
沥青混和料的蠕变与松弛特性
蠕变 :当应力为一恒定值时，应变随时间逐 渐增加的现象。（下图中横坐标为加荷历时）
应变蠕变阶段
2021/3/2
29
1 沥青混和料的蠕变Creep
作用应力较小（低于屈服点），作用时间较短 时，表现有：
瞬时弹性变形－纯弹性（加荷瞬时产生，卸荷瞬时 恢复）
第十三章
沥青路面
Asphalt Pavement
2021/3/2
1
第1节 概述 一、沥青路面的基本特性
沥青路面－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。
属柔性路面，其强度和稳定性在很大程度上取 决于土基和基层的特性。
沥青路面的工程特点 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 分期修建
2021/3/2
2
一、沥青路面的基本特性
沥青路面的使用功能要求
强度与刚度（开裂、变形） 稳定性（高低温、水稳定性） 耐久性（疲劳、老化） 平整性（舒适、动荷） 抗滑性（安全） 少尘性（环保）
2021/3/2
3
二、沥青路面的分类
1、按强度构成原理分类
2021/3/2
7
四、沥青混凝土路面的主要技 术问题
高温稳定性 低温抗裂性 耐久性（水稳定性、疲劳与老化） 表面抗滑性
2021/3/2
8
五、沥青路面的气候分区
分区依据：最高气温、最低气温和降雨 量
方法：先按30年最热月平均最高气温和 30年一遇极端最低气温划分沥青路面气 候分区（见P308表13-1），再按雨量资 料细分出沥青及沥青混合料气候分区见 P308表13-2）
2021Байду номын сангаас3/2
5
二、沥青路面的分类
3、根据沥青路面的技术特性分类：
沥青表面处治路面(asphalt surface treatment) 沥青贯入式路面(asphalt penetration) 沥青碎石路面AM(asphalt macadam) 沥青混凝土路面AC(asphalt concrete) 乳化沥青碎石路面emulsified asphalt 沥青马蹄脂碎石路面SMA(stone mastic asphalt) 开级配沥青磨耗层OGFC
按结构特点分为三类：
悬浮密实结构：沥青混凝土 连续型密级配
骨架空隙结构：沥青碎石混合料、 OGFC 连续型开级配
骨架密实结构: SMA 间断型密级配
2021/3/2
12
2021/3/2
14
Fig.1 Dense Graded AC Lab
Samples
2021/3/2
15
Fig.2 SMA Surface
滞后弹性变形－粘弹性（荷载作用下缓慢增长，卸 荷后又缓慢恢复）
作用应力较大（高于屈服点），作用时间较长 时，表现有：
闭式 3％～6％ 开式6％以上
嵌挤类
2021/3/2
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二、沥青路面的分类
2、按施工工艺的不同，沥青路面可分为层铺 法、路拌法、厂拌法三类
层铺法:沥青表面处治、沥青贯入式 路拌法：路拌沥青碎（砾）石
路拌沥青稳定土 厂拌法：
厂拌沥青碎石：开级配、剩余空隙率10％～15％ 沥青混凝土：密级配、剩余空隙率10％以下
2021/3/2
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抗弯拉强度的影响因素：
沥青性质及用量，矿料性质及级配，加载速率 及重复加载次数，试件温度。
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三、沥青混和料的应力－应变特 性
沥青混合料以粘弹塑性为其基本力学特征，其 应力－应变特性与荷载大小和作用时间、材料 温度有关。
沥青混和料的粘弹塑性特征
沥青混和料是一种典型的弹、粘、塑性综合体， 在低温小变形范围内接近弹性体， 在高温大变形范围内表现为粘塑性体， 而在通常温度的过渡范围内则为一般粘弹性体。
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三、沥青混和料的应力－应变特 性
沥青混和料的粘弹塑性特征主要表现在以下三 个方面：
材料的力学特性与加载速度有关，随着加载速度的 增加，材料的强度和刚度均会增大。
材料的力学特性对温度十分敏感，随着温度的升高， 材料的物理特征表现为变软，强度与刚度变小。
材料具有十分明显的蠕变creep和应力松弛 looseness现象。 －具有对时间的敏感性
(Open－Graded Friction Course )剩余空隙率20％左右
2021/3/2
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三、沥青路面类型的选择
选择原则
任务要求：道路等级、交通量、使用年 限、修建费用
工程特点：施工季节、施工期限、基层状况 施工技术：人、机、料
沥青类路面一般不宜铺筑在纵坡大于6％的路段上 (出于安全原因)，纵坡大于3％的路段，考虑抗滑的 要求宜采用粗粒式沥青碎石或粗粒式沥青表面处治。
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Fig.3: OGFC Lab Samples
2021/3/2
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二、沥青混和料的强度特性
1 抗剪强度
强度构成 c,φ 材料c,φ值的测定 （课本P316、317中的
公式实为极限平衡关 系式）
2021/3/2
18
影响沥青混和料抗剪强度的因素
沥青与矿料间的粘结力
沥青的粘滞度
2021/3/2
9
六、沥青混凝土路面的主要矛盾
高温稳定性与低温抗裂性、抗疲劳性能
表面服务功能与耐久性
2021/3/2
10
第2节 沥青路面材料的力学特 性
沥青混和料的结构类型 沥青混和料的强度特性 沥青混和料的应力－应变特性 沥青混和料的疲劳特性
2021/3/2
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一、沥青混和料的结构类型
沥青含量 矿粉含量
碱性石料与沥青发生化 学吸附
沥青与矿料间的粘附性 矿料间的内摩擦力
酸性石料与沥青不会发 生化学吸附
矿料级配
矿料颗粒形状
矿料表面特性
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2 抗拉强度
急骤降温时，沥青混和料发生收缩，如果收缩 受阻，会产生拉应力，当超过材料的抗拉强度 时，路面产生开裂。
沥青混和料的抗拉强度可用直接拉伸试验或间 接拉伸试验－劈裂试验测定
影响因素
沥青性质、沥青含量
矿料级配
测试时的温度
加荷速率
2021/3/2
20
3 抗弯拉强度
在行车荷载反复作用 下，路面弯曲而产生 开裂破坏。
2021/3/2
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试验：测重复荷载作用下的弯拉强度和 弯拉回弹模量。
2021/3/2
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三、沥青混和料的应力－应变特 性
沥青混和料的蠕变与松弛特性
蠕变 :当应力为一恒定值时，应变随时间逐 渐增加的现象。（下图中横坐标为加荷历时）
应变蠕变阶段
2021/3/2
29
1 沥青混和料的蠕变Creep
作用应力较小（低于屈服点），作用时间较短 时，表现有：
瞬时弹性变形－纯弹性（加荷瞬时产生，卸荷瞬时 恢复）
第十三章
沥青路面
Asphalt Pavement
2021/3/2
1
第1节 概述 一、沥青路面的基本特性
沥青路面－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。
属柔性路面，其强度和稳定性在很大程度上取 决于土基和基层的特性。
沥青路面的工程特点 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 分期修建
2021/3/2
2
一、沥青路面的基本特性
沥青路面的使用功能要求
强度与刚度（开裂、变形） 稳定性（高低温、水稳定性） 耐久性（疲劳、老化） 平整性（舒适、动荷） 抗滑性（安全） 少尘性（环保）
2021/3/2
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二、沥青路面的分类
1、按强度构成原理分类
2021/3/2
7
四、沥青混凝土路面的主要技 术问题
高温稳定性 低温抗裂性 耐久性（水稳定性、疲劳与老化） 表面抗滑性
2021/3/2
8
五、沥青路面的气候分区
分区依据：最高气温、最低气温和降雨 量
方法：先按30年最热月平均最高气温和 30年一遇极端最低气温划分沥青路面气 候分区（见P308表13-1），再按雨量资 料细分出沥青及沥青混合料气候分区见 P308表13-2）
2021Байду номын сангаас3/2
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二、沥青路面的分类
3、根据沥青路面的技术特性分类：
沥青表面处治路面(asphalt surface treatment) 沥青贯入式路面(asphalt penetration) 沥青碎石路面AM(asphalt macadam) 沥青混凝土路面AC(asphalt concrete) 乳化沥青碎石路面emulsified asphalt 沥青马蹄脂碎石路面SMA(stone mastic asphalt) 开级配沥青磨耗层OGFC
按结构特点分为三类：
悬浮密实结构：沥青混凝土 连续型密级配
骨架空隙结构：沥青碎石混合料、 OGFC 连续型开级配
骨架密实结构: SMA 间断型密级配
2021/3/2
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2021/3/2
14
Fig.1 Dense Graded AC Lab
Samples
2021/3/2
15
Fig.2 SMA Surface
滞后弹性变形－粘弹性（荷载作用下缓慢增长，卸 荷后又缓慢恢复）
作用应力较大（高于屈服点），作用时间较长 时，表现有：