沥青路面技术发展及其新技术

施工单位项目技术负责人员培训课件沥青路面技术发展及其新技术郝培文施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件我国路面发展历程（1）20世纪60年代以前砂石路面砂石和粘土是最基本的材料，粘土作为结合料－路面：晴天扬尘、雨天泥泞，不能全天候行车。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件（2）20世纪60～70年代渣油路面随着大庆油田的开发，道路渣油这种不合格的沥青材料登上了历史舞台。在这个阶段，渣油表处加石灰土基层成了最主要的路面结构。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件（3）20世纪70年代普通（低等级）路面随着胜利油田923原油和孤岛原油的开发，使胜利炼油厂开始生产符合一定规格的沥青。这种沥青蜡含量很高，质量很差。胜利沥青铺筑到天安门广场四周道路上，获得优质产品银奖。与此同时，沥青碎石结构、贯入式路面或上拌下贯式沥青路面得到了发展，基层的石灰土已经考虑掺加了碎石，成为这个时期公路干线的主要形式。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件（4）20世纪80后期高速公路沥青路面以京津塘高速公路建设为契机，我国进入了高等级公路建设的新时期。交通部制定了“重交通道路沥青标准”，开始大量进口国外高质量沥青。石化部门也开始研制生产重交通沥青。沥青混凝土路面成为高等级公路路面主要结构形式，基层也采用了水泥、石灰稳定碎石等形式。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件设计、施工是保证公路使用寿命的两大关键因素。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件设计是灵魂施工是关键施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件设计需要综合考虑各个环节；施工讲究工艺、设备、材料协调一致。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件一、中国路面现状与问题施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件现状与问题第一阶段：总体成功，主要问题是反射裂缝问题（96年前）－交通量小、轴载轻第二阶段：高速公路逐渐成网，运输量增加，平整度的不恰当追求造成了压实不足以及重交通，主要问题是“水损坏”（2001年前）－交通量大、轴载增加、压实度小目前，混合料普遍采用密实型、改性沥青和SMA使用，“水损坏”减少，车辙严重－交通量大、超载严重、抗剪强度不足总体施工技术和施工质量进步，设计相形见绌施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件高速公路的路面结构型式主要有沥青混凝土路面、水泥混凝土路面与复合式路面三种（结构型式见下页图）。其中，半刚性基层沥青路面占90％以上，水泥混凝土路面以及复合式路面占剩余的大约10％。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件沥青路面典型结构8～12cm粗粒式沥青混泥土32～40cm基层土基16～20cm底基层4～6cm细粒式沥青混凝土6～8cm中粒式沥青混凝土优点：☻行车舒适性好、噪音小☻适应性强☻养护维修方便路面总厚度66～85cm缺点:耐水性差温度稳定性差平整度的保持性差施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件水泥路面典型结构24～26cm水泥混凝土面板16～20cm基层16～20cm底基层土基路面总厚度56～66cm优点☻稳定性好☻强度高☻耐久性好☻有利于夜间行车☻平整度的保持期长缺点:有接缝修复困难易脱空，产生断裂破坏施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件沥青砼面层水泥砼面层基层底基层土基复合式路面结构图路面总厚度57～69cm优点☻可承受重大交通作用☻改善平整度☻有效利用旧水泥路面☻改善公路环境☻造价降低缺点反射裂缝水损害推移施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件中国沥青路面设计体系的发展M-Esystem路基路面综合设计2路面结构组成设计4力学验算路面材料组合设计31基本形成了以弯沉和弯拉应力为主要指标的，基于弹性层状体系的设计模型，构建了工程经验与力学分析相结合的沥青路面设计体系。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件损坏类型与原因概述（0-5年）（5-10年）（10年以上）施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件传统沥青路面损坏类型龟裂纵向裂缝横向裂缝块状裂缝•车辙•波浪与拥抱•沉陷•坑槽•松散•泛油施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件车辙施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件早期车辙－剪切破坏施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件水损坏施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件新型翻浆－动水压力施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件新型坑槽－动水压力坑槽发展为坑洞施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件纵向裂缝横向裂缝施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件早期损坏产生原因分析对损坏机理认识不够全面、透彻材料设计与结构设计相互独立现有设计方法不能为路面组合设计提供明确的指导道路施工及部分主要材料生产与工业化、标准化的生产模式尚存在较大差异施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件二、沥青路面设计方法变迁施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件3636我国沥青路面结构设计方法发展历史回顾公路柔性路面设计规范(1978)-交通部公路局公路柔性路面设计规范(JTJ014-86)-交通部公路沥青路面设计规范(JTJ014-97)-交通部公路沥青路面设计规范(JTGD50-2006)-交通部公路路面设计规范(1966)-交通部路面设计规范（草案）(1958)-交通部公路总局施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件43以设计弯沉为指标的设计标准的提出路面的计算弯沉值与容许弯沉值处于不同的工作状态——容许弯沉值对应路面损伤至极限状态时的弯沉值，而计算弯沉值为路面无损伤状态时的弯沉值。对路面竣工后是否满足设计要求无法进行检验施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件44以设计弯沉为指标的设计标准的提出半刚性基层沥青路面弯沉变化规律239.1655.0316.074.072.0119.2120.0005.02616.0TeTTTTf施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件我国现行路面设计理念以多层弹性层状体系理论为基础以设计年限内的换算当量轴载为交通量指标按照路面损伤等效原理确定容许弯沉和破坏应力利用疲劳破坏的模式设计结构层厚度施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件力学性能标准ESAL作用下弯曲拉应变极值65me(Monismith,VonQuintus,Nunn,Thompson等人研究发现)垂直压应变极值200me(Monismith,Nunn等人研究发现)厚HMA(200mm）基层(asrequired)路基施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件•疲劳开裂控制点位置：面层底面控制标准：拉应变65µe厚度要求：200mm•永久性变形控制点位置：路基顶面控制标准：压应变200µe永久性路面设计控制点路基力学指标基层面层施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件沥青结合料等级选用低温性能较面层降一级100-175mm联结层高性能PG结合料高质量HMA或OGFC40-75mm表面层高温性能同上低温性能较面层降一级柔性抗疲劳材料75-100mmHMA基层高温性能根据气候和深度确定高模量抗车辙HMA路面基础温度(资料来源：APA)施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件广深高速公路路面结构施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件长沙理工大学张起森教授博导试验路路面结构石灰稳定土石灰稳定土石灰稳定土普通路基HMA底层用改性沥青施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件沥青层永久变形沥青层永久变形mm不宜大于表2.5所列要求。公路等级高速、一级公路二级公路三级、四级公路容许永久变形，不大于152025施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件抗滑高速公路、一级公路以及山岭重丘区的二级和三级公路路面在交工验收时，其抗滑技术指标宜符合表2.6技术要求。年平均降雨量（mm）交工检测指标值横向力系数SFC60构造深度TD（mm）1000≥54≥0.55500~1000≥50≥0.50250~500≥45≥0.45注：横向力系数SFC60——用横向力系数测试车，在60km/h±1km/h车速下测得的横向力系数。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件平整度高速公路和一级公路在路面交工验收时，平整度宜满足表2.7的技术要求。指标沥青混合料面层沥青贯入式或上拌下贯式面层沥青表面处治面层检查方法高速公路一级公路其他公路σ（mm）≤1.0≤2.5≤3.5≤4.5平整度仪IRI(m/km)≤2.0≤4.2≤5.8≤7.5最大间隙h(mm)-5.08.010.03m直尺施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件公路等级高速、一级公路二级公路三级、四级公路低温缩裂指数CI，不大于357低温缩裂指数季节冻土区沥青面层的低温缩裂指数不宜大于表2.8所列的要求。注：低温缩裂指数CI—100m长区间内单方向路面的全幅横向裂缝数量加上长度超过一个车道宽度但未贯穿全幅的横向裂缝数量的一半。施工单位项目技术负责人员培训课件施工单位项目技术负责人员培训课件原规范以路表弯沉值作为主导设计指标。在早期荷载轻、交通量小、路面薄且结构单一的背景下，路表弯沉能够较好的反映路面承载能力，控制路基顶面竖向变形。随着路面结构层厚度增加和结构组合多样化，路表弯沉的不足逐渐呈现。首先对不同类型的路面结构，弯沉值大的路面结构并不一定比弯沉值小的使用寿命小或性能