沥青路面.ppt

第十三章沥青路面SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容第一节概述第二节沥青路面材料的结构与力学特性第三节沥青路面的稳定性与耐久性第四节沥青路面施工与质量控制第五节沥青路面的材料要求（自学）第六节沥青混合料的组成设计（自学）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）沥青路面由沥青作为结合料，粘结矿料修筑面层，并和基层（底基层）、路基（垫层）共同组成的路面结构。2）沥青路面结构组合①松散粒料做基层（面层薄时易疲劳破坏，可有效控制松散料下半刚性层裂缝反射）②无机结合料稳定材料做基层（易出现基层及面层的收缩裂缝，及基层裂缝的反射裂缝）③沥青类材料做基层（耐久性好，对裂缝的防治效果很好）④水泥砼板做基层（新建水泥路面+沥青面层，易出现反射裂缝，旧路面则旧板的病害很容易反映到面层）◆1、沥青路面及结构组合形式第一节概述SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科根据不同基层材料结构可组合成三种典型路面结构类型。1半刚性基层沥青路面─半刚性基层或底基层、面层。2柔性路面──各结构层由沥青混合料，或沥青贯入碎石、或冷拌沥青混合料、级配碎石、砂砾等柔性材料组成。3复合式路面──采用贫混凝土、混凝土等刚性材料做基层、沥青混合料做面层的沥青路面结构。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科路面各结构层的功能SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2、沥青路面的工程特点①优良的力学性能－变形性能与强度②良好的抗滑性－雨天的行驶安全性③施工方便－强度形成速度和维修快④经济耐久－使用寿命⑤有利于分期修建SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1）表面平整无接缝、行车较舒适；（2）结构较柔，振动小，行车稳定性好；（3）车辆与路面的视觉效果好；（4）施工期短、施工成型快，能够迅速交付使用（在机场跑道、高速公路上尤其需要）；（5）易于维修，可再利用；（6）强度和稳定性受基层、土基影响较大；（7）沥青混合料力学性能受温度影响大；（8）沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。◆3、沥青路面的优缺点（与普通水泥路面相比）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科裂缝横向裂缝纵向裂缝网状裂缝荷载型横向裂缝非荷载型横向裂缝温缩裂缝反射裂缝1）裂缝◆4、沥青路面的损坏类型及成因SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科表观形态分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂锋等产生原因：横向裂缝：分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层缩裂和基层反射裂缝。荷载型因拉应力超过材料疲劳极限引起，从下向上发展；非荷载型沥青面层缩裂因冬季沥青材料收缩产生的应力大于材料强度引起，反射裂缝因基层收缩开裂向面层延伸引起。纵向裂缝：路面分幅摊铺时，接缝未处理好；路基原因等引起失稳。网裂：上述裂缝未及时处理，水渗入所致；结构强度不足；沥青老化等SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科纵向裂缝longitudinalcrackingSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科横向裂缝TransversecrackingSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科块裂及网裂NetCrackingSchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科2）车辙ruting定义：路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，或结构层及路基中材料的侧向位移产生的累积永久变形。车辙还包括轮胎磨耗引起的材料缺省。车辙是高级沥青路面的主要破坏型式，对于半刚性基层沥青路面，车辙主要发生在中上面层或沥青层表。原因：1）沥青混合料高温稳定性不足，塑性变形累积；2）路面结构及路基材料的变形累积；3）车辆渠化交通的荷载磨耗－磨耗型车辙。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科车辙图片SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科3）松散剥落RavellingandStripping定义：沥青从矿料表面脱落，在荷载作用下面层呈现的松散现象。沥青层出现松散剥落将会继而出现坑槽破坏。原因：1）沥青与矿料黏附性差（沥青粘性差、集料粘附等级低、集料潮湿、沥青老化后性能下降、冻融等）；2）水的作用；3）沥青在施工中的过度加热老化SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科松散剥落图片SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科4）表面抗滑不足surfaceskidresistance定义：沥青路面在使用过程中，表面集料被逐渐磨光，或者出现沥青层泛油，使得沥青层表出现光滑。原因：1）集料软弱，宏观纹理和微观构造小；2）粗集料抵抗磨光的能力差（由磨光值、棱角性、压碎值等表征）；3）级配不当，粗料少、细料多；4）用油量偏大，或出现水损害；5）沥青稠度太低；6）车轮磨耗太严重SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科表面抗滑不足及泛油图片SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科5）其它病害包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。路面上形成有规则的低洼和凸起变形在行车水平力作用下，沥青面层材料的抗剪强度不足则易产生推挤拥包。沥青路面产生坑槽的原因是面层的网裂、龟裂未及时养护而逐渐形成坑槽。在行车作用和自然因素影响下，沥青路面边缘不断缺损，参差不齐，路面宽度减小。波浪、拥包、坑槽、啃边SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科5、沥青路面的基本要求①强度与刚度(开裂、变形)②稳定性(高、低温、水稳定性)③耐久性(疲劳、老化)④平整性(舒适、动荷)⑤抗滑性(安全)⑥少尘性(环保)TransportationCollege,SoutheastUniversitySchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科高温稳定性-高温下抵抗永久变形的能力；低温抗裂性-抵抗低温开裂的能力；水稳定性-抵抗水损害的能力，密级配路面抗渗和排水路面透水；耐久性—抵抗老化与荷载重复作用的能力；抗滑能力—保证不利情况下车辆安全行驶的能力。SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科•①分区目的：全国各地区气候条件差异很大，对沥青提出的要求也不尽相同，为保证沥青路面对气候的适应性，提出了沥青及沥青路面的气候分区。•②分区方法：根据高温-低温-雨量三个主要因素的30年气象统计资料来划分。即：（1）沥青路面分区：高、低温指标及降雨指标（2）沥青及沥青混合料分区：高、低温及降雨指标◆6、沥青路面使用性能的气候分区SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科高温指标低温指标雨量指标夏炎热区（30℃)夏热区（20~30℃)夏凉区（20℃)冬严寒区（-37℃)冬寒区（-37~-21.5℃)冬冷区（-21.5~-9℃)冬温区（-9℃)潮湿区（1000mm)湿润区（500～1000mm)半干区（250~500mm)干旱区（250mm）高温指标：最近30年设计周期的最热月的平均日最高温度的平均值。低温指标：最近30年的极端最低气温的最小值③分区指标：降雨指标：最近30年的年平均降雨量的平均值SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科按照设计高温分区指标，一级区划分为3个区：高温气候区123气候区名称夏炎热区夏热区夏凉区最热月平均最高气温(℃)3020～3020按照设计低温分区指标，二级区划分为4个区：低温气候区1234气候区名称1.冬严寒区2.冬寒区3.冬冷区4.冬温区极端最低气温(℃)-37.0-37.0～-21.5-21.5～-9.0-9.0按照设计雨量分区指标，三级区划分为4个区：雨量气候区1234气候区名称1.潮湿区2.湿润区3.半干区4.干旱区年降雨量(mm)10001000～500500～250250SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科气候型型号温度(C)七月平均最高气温年极端最低气温1-11-21-31-4夏炎热，冬寒夏炎热，冬寒夏炎热，冬冷夏炎热，冬温30-37-37～-21.5-21.5～-9-92-12-22-32-4夏热，冬寒夏热，冬寒夏热，冬冷夏热，冬温20～30-37-37～-21.5-21.5～-9-93-2夏凉，冬寒20-37～-21.5沥青路面气候分区（P308-309）SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）按强度构成原理：•密实类沥青路面•这类沥青路面的矿料按最大密实原则设计，路面的强度和稳定性取决于混合料的凝聚力和内摩阻力。其面层结构的特点是空隙率小，细料含量多，高温时易产生推挤变形。•常用类型有沥青混凝土、密级配沥青稳定碎石混合料等。◆7、沥青路面的分类SchoolofTransportationSoutheastUniversity，China东南大学道路与铁道工程国家重点学科•嵌挤类沥青路面•这类沥青路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒间相互嵌挤产生的内摩阻力，凝聚力仅起次要作用。其主要特点是热稳定性好。部分类型的空隙率大，易渗水，耐久性较差。•常用的主要结构有PorousAsphaltPavement（PA）或OpenGradedAsphaltFrictionCourse（OGFC）、SMA、Superpave、沥青贯人、沥青表面处治等。•各自优缺点：