第十二章瀝青路面

第一節(jié)概述一、瀝青路面的定義與特點(diǎn)

1.定義：瀝青膠結(jié)料+各類集料----滿足要求的層狀結(jié)構(gòu)+各類基層+墊層=路面結(jié)構(gòu)。鋪筑瀝青面層的路面結(jié)構(gòu)。

2.特點(diǎn)：瀝青面層屬柔性材料，強(qiáng)度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于基層的特性

a.與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整、無(wú)接縫、行車舒適.b.與汽車輪胎的附著性較好，耐磨性好、振動(dòng)小、噪音低，行車安全。

c.施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、低等級(jí)公路可分期修建

d.目前造價(jià)高。上海F1國(guó)際賽車跑道；北方，特別是東北和新疆不適宜水泥路面，因?yàn)槔錈釡夭钐螅由隙境┤鳆}，水泥路面用不了多久就會(huì)四分五裂。無(wú)論造價(jià)多便宜，后期維護(hù)困難。三、瀝青路面的基本要求

1.強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求2.高溫穩(wěn)定性：高溫時(shí)期保證強(qiáng)度和剛度的特性。溫度升高，粘滯度降低，粘結(jié)力下降，強(qiáng)度降低，易發(fā)生剪切破壞，車轍是高級(jí)瀝青路面的主要破壞形式。3.低溫抗裂性：低溫時(shí)，在行車荷載及其他因素的反復(fù)作用下，不產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂。4.耐久性：設(shè)計(jì)使用年限內(nèi)，瀝青路面結(jié)構(gòu)保持其強(qiáng)度、剛度、幾何形態(tài)達(dá)到各項(xiàng)設(shè)計(jì)要求。瀝青路面設(shè)計(jì)年限：高速、一級(jí)：15；二級(jí)：12；三級(jí)：8：四級(jí)：6水泥混凝土路面設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期：高速公路：30；一級(jí)：30；二級(jí)：20；三四級(jí)：205．抗滑能力路面表面要求平整，但不宜光滑。車輛在光滑路面行駛――車輪與路面缺乏足夠的附著力和摩擦力――行車速度降低，油耗增大，出現(xiàn)事故，因此，路面要求具有較高的抗滑性能。6.抗?jié)B能力；7.防沙塵，噪音；8.路面平整度；四、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)①分區(qū)目的：全國(guó)各地區(qū)氣候條件差異很大，對(duì)瀝青提出的要求也不盡相同，為保證瀝青路面對(duì)氣候的適應(yīng)性，提出了瀝青及瀝青路面的氣候分區(qū)。②分區(qū)方法：根據(jù)高溫-低溫-雨量三個(gè)主要因素的30年氣象統(tǒng)計(jì)資料來(lái)劃分。即：（1）瀝青路面分區(qū)：高、低溫指標(biāo)（2）瀝青及瀝青混合料分區(qū)：高、低溫及降雨指標(biāo)山東大部分瀝青路面氣候分區(qū)：1-3；沿海地區(qū)：2-3山東大部分瀝青、瀝青混合料氣候分區(qū)：1-3-2；沿海地區(qū)：2-3-2五、瀝青路面的分類

1）按強(qiáng)度構(gòu)成原理：?密實(shí)類瀝青路面?這類瀝青路面的礦料按最大密實(shí)原則設(shè)計(jì)，路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性取決于混合料的凝聚力和內(nèi)摩阻力。其面層結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是空隙率小，細(xì)料含量多，高溫時(shí)易產(chǎn)生推擠變形。?常用的類型有瀝青混凝土、密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石混合料等。嵌擠類瀝青路面?這類瀝青路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要依靠骨料顆粒間相互嵌擠產(chǎn)生的內(nèi)摩阻力，凝聚力僅起次要作用。其主要特點(diǎn)是熱穩(wěn)定性好。部分類型的空隙率大，易滲水，耐久性較差。?常用的主要結(jié)構(gòu)有PorousAsphaltPavement（PA）或OpenGradedAsphaltFrictionCourse（OGFC）、SMA、瀝青貫入、瀝青表面處治等。各自優(yōu)缺點(diǎn)：?密實(shí)類：耐久性好，熱穩(wěn)定性差；?嵌擠類：熱穩(wěn)定性好。

2）按施工工藝：層鋪法——瀝青表處和瀝青貫入式分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑面層。優(yōu)點(diǎn)：工藝設(shè)備簡(jiǎn)便、功效較高、施工進(jìn)度快、造價(jià)較低；缺點(diǎn)：路面成型期較長(zhǎng)，需要經(jīng)過(guò)炎熱季節(jié)行車碾壓才能成型；路拌法——采用移動(dòng)式拌和機(jī)械(或人工)在現(xiàn)場(chǎng)施工，將礦料和瀝青材料就地拌和，攤鋪并碾壓密實(shí)成型。可采用熱油冷料或冷油冷料拌和攤鋪。優(yōu)點(diǎn)：瀝青材料分布相對(duì)均勻，成型期短；缺點(diǎn)：冷料拌和強(qiáng)度低廠拌法——瀝青碎石和瀝青混凝土一定級(jí)配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設(shè)備加熱拌和，送到工地?cái)備伳雺撼尚汀７譄岚锜徜?、熱拌冷鋪，區(qū)別在于攤鋪時(shí)混合料溫度優(yōu)點(diǎn)：礦料精選、除水徹底、瀝青穩(wěn)定、熱拌均勻、混合料質(zhì)量高。3.按瀝青路面的技術(shù)特性瀝青表面處治：瀝青和集料按層鋪或拌和法施工，其厚度不大于3cm的一種薄層面層。；適用于三、四級(jí)公路面層和舊瀝青路面上加鋪抗滑，磨耗層。瀝青貫入式：

瀝青貫入式路面是在初步壓實(shí)的碎石(或破碎礫石)上，分層澆灑瀝青、撒布嵌縫料，或再在上部鋪筑熱拌瀝青混合料封層，經(jīng)壓實(shí)而成的瀝青面層。厚度一般為4～8cm的瀝青路面；適用于二級(jí)及二級(jí)以下的公路路面面層熱拌瀝青碎石：以瀝青和嵌擠結(jié)構(gòu)集料熱拌鋪筑的路面；適用于二級(jí)以下公路路面面層乳化瀝青碎石：以常溫熔融的瀝青和嵌擠結(jié)構(gòu)的集料冷拌或熱拌，冷鋪而成的路面；適用于三、四級(jí)公路瀝青面層，二級(jí)公路罩面和其他各級(jí)公路調(diào)平層瀝青混凝土：以瀝青和密實(shí)結(jié)構(gòu)集料熱拌鋪筑而成的路面；瀝青瑪蹄脂碎石SMA：適用于高速公路，一級(jí)公路和其他各級(jí)公路路面瀝青封層：液體瀝青灑鋪或?yàn)r青砂（石屑）鋪筑而成的防水結(jié)構(gòu)薄層；瀝青透層：液體瀝青灑鋪而成的，穩(wěn)定和粘結(jié)基層或舊路頂面松散顆粒的結(jié)構(gòu)薄層；瀝青粘層：為使面層與基層或上下面層粘結(jié)更好而撒鋪的粘結(jié)薄層。排水性瀝青混凝土PorousAsphaltConcrete開(kāi)級(jí)配抗滑磨耗層OpenGradedFrictionCourse瀝青路面類型選擇第二節(jié)瀝青路面力學(xué)特性及溫度穩(wěn)定性(1)瀝青混合料的體積參數(shù)關(guān)系一、瀝青混合料的三相體系與壓實(shí)性能1.瀝青混合料是集料、瀝青和空氣組成的空間體系。與巖土的組成相似。2.強(qiáng)度構(gòu)成：取決于瀝青與礦料相互作用而產(chǎn)生的粘結(jié)力，以及礦料在瀝青混合料中的相互嵌擠二產(chǎn)生的內(nèi)摩阻力。3.強(qiáng)度特性隨溫度變化大，高溫時(shí)，混合料的強(qiáng)度特性接近粒料，低溫時(shí)接近整體性材料。常溫下，瀝青與礦料之間粘結(jié)力（自由瀝青和結(jié)構(gòu)瀝青）、礦料之間的內(nèi)摩阻角決定混合料的強(qiáng)度。

4.強(qiáng)度特性隨密實(shí)程度變化大。二瀝青混合料的結(jié)構(gòu)力學(xué)特性如何求瀝青混合料的粘結(jié)力C和內(nèi)摩擦角？三、瀝青混合料粘彈性性質(zhì)與力學(xué)模型四、瀝青混合料的模量五、瀝青混合料的強(qiáng)度瀝青路面的穩(wěn)定性與耐久性穩(wěn)定性————高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性：耐久性————水穩(wěn)定性、疲勞穩(wěn)定性、抗老化性能；第三節(jié)瀝青路面的材料瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)2、對(duì)粗集料（CorseAggregatesCorseAggregates）的要求粒徑大于4.75mm的材料。粗集料包括：碎石，破碎礫石，篩選礫石，鋼渣、礦渣。高速一級(jí)公路：前兩種粒徑小于4.75mm的材料瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)一、瀝青混合料的分類

HMA:熱伴瀝青混合料；

AC:密集配瀝青混凝土混合料；

SMA:瀝青瑪蹄脂碎石混合料；

ATB:密集配瀝青穩(wěn)定碎石混合料。密實(shí)程度不同，可分為密級(jí)配、半開(kāi)級(jí)配和開(kāi)級(jí)配等孔隙率為3～6％,屬密級(jí)配型;6～12％,屬半開(kāi)級(jí)配型;空隙率12％以上屬開(kāi)級(jí)配型，稱為瀝青碎石，集料最大粒徑:指集料100%都要求通過(guò)的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸。集料公稱最大粒徑:指集料可能全部通過(guò)或允許有10%。

二、瀝青混合料的選用三、瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)《施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：采用馬歇爾實(shí)驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)法1.目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段（試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)）

試驗(yàn)室中進(jìn)行礦料級(jí)配調(diào)整和最佳瀝青用量確定。供拌和機(jī)確定各冷料倉(cāng)的供料比例、進(jìn)料速度及試拌使用。（1）確定瀝青混合料類型：AC-13,20,30…

SMA-13…（2）確定瀝青混合料集料的級(jí)配范圍：查閱規(guī)范推薦表，計(jì)算3種符合規(guī)定要求級(jí)配范圍的各組成材料用量比例，3種級(jí)配有一定層次（3）根據(jù)規(guī)范推薦的瀝青用量范圍，估計(jì)適宜的用量。（4）以估計(jì)瀝青用量為中值，以0.5%間隔上下變化瀝青用量，制備馬歇爾試件不少于五組。（5）在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)溫度及試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)用馬歇爾儀測(cè)定穩(wěn)定度和流值，同時(shí)計(jì)算空隙率，飽和度，礦料間隙率（6）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析，確定瀝青的最佳用量。a、繪制瀝青用量與物理，力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖b、從圖中求取相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值的瀝青用量a1，相應(yīng)于密度最大值的瀝青用量a2，相應(yīng)于規(guī)定空隙率范圍中值的瀝青用量a3，求取三者平均值作為最佳瀝青用量的初始值OAC1

OAC1=(a1+a2+a3)/3c、求出各項(xiàng)指標(biāo)均符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青范圍

OACmin~OACmax

其中值為OAC2即為

OAC2=（OACmin+OACmax）/2d、根據(jù)OAC1和OAC2綜合確定瀝青的最佳用量OAC（7）根據(jù)氣候與交通特性調(diào)整最佳瀝青用量，制作馬歇爾試件，進(jìn)行實(shí)驗(yàn).水穩(wěn)定性檢驗(yàn)抗車轍能力檢驗(yàn)高溫穩(wěn)定性檢測(cè)低溫抗裂性檢測(cè)防水性能檢測(cè)最終決定確定瀝青的用量2.

生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)從二次篩分后進(jìn)入各熱料倉(cāng)的材料取樣進(jìn)行篩分，以確定各熱料倉(cāng)的材料比例，供拌和機(jī)控制室使用。同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉(cāng)進(jìn)料比例以達(dá)到供料均衡，并取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳瀝青用量、最佳瀝青用量±0.3%等三個(gè)瀝青用量進(jìn)行功能性試驗(yàn)（通常為馬歇爾試驗(yàn)），確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量。3.生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段：試拌試鋪拌和機(jī)采用生產(chǎn)配合比進(jìn)行試拌、鋪筑試驗(yàn)段，并用拌和的瀝青混合料及路上鉆取的芯樣進(jìn)行馬歇爾