瀝青路面材料的力學(xué)特性與溫度穩(wěn)定性

1、第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一、瀝青路面的基本特性一、瀝青路面的基本特性優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：具有足夠的強(qiáng)度承受各種荷載的作用，平整無縫，行車舒適，震動(dòng)：具有足夠的強(qiáng)度承受各種荷載的作用，平整無縫，行車舒適，震動(dòng)小，噪音低，施工期短，養(yǎng)護(hù)維修方便。小，噪音低，施工期短，養(yǎng)護(hù)維修方便。缺點(diǎn)缺點(diǎn)：施工受季節(jié)、氣候影響大，工藝要求高，有一定毒性；受溫度影響：施工受季節(jié)、氣候影響大，工藝要求高，有一定毒性；受溫度影響大，夏軟冬脆，材料易老化且路面磨光后，行車不安全。大，夏軟冬脆，材料易老化且路面磨光后，行車不安全。 瀝青路面瀝青路面：是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑面層并與各類基層和墊層：是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修

2、筑面層并與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。所組成的路面結(jié)構(gòu)。 二、瀝青路面的分類二、瀝青路面的分類1. 按強(qiáng)度構(gòu)成原理分：按強(qiáng)度構(gòu)成原理分：密實(shí)類密實(shí)類和和嵌擠類嵌擠類 密實(shí)類密實(shí)類：要求礦料的級(jí)配按：要求礦料的級(jí)配按最大密實(shí)原則最大密實(shí)原則設(shè)計(jì)，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要取設(shè)計(jì)，其強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要取決于混合料的決于混合料的粘聚力粘聚力和和內(nèi)摩阻力內(nèi)摩阻力。 原按其空隙率的大小可分為原按其空隙率的大小可分為閉式閉式和和開式開式兩種。兩種。 嵌擠類嵌擠類：要求采用顆粒尺寸較為均一的礦料，路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性主：要求采用顆粒尺寸較為均一的礦料，路面的強(qiáng)度和穩(wěn)定性主要依靠骨料顆粒之間相互嵌擠所產(chǎn)生的要依靠骨料

3、顆粒之間相互嵌擠所產(chǎn)生的內(nèi)摩阻力內(nèi)摩阻力，而粘聚力，而粘聚力則起著次要的作用。其則起著次要的作用。其熱穩(wěn)定性較好熱穩(wěn)定性較好，但，但空隙率較大空隙率較大、易滲易滲水，耐久性較差水，耐久性較差。2. 按瀝青混合料按其結(jié)構(gòu)組成分按瀝青混合料按其結(jié)構(gòu)組成分1)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu) 由連續(xù)級(jí)配礦料組成的密實(shí)混合料，當(dāng)粗集料約為由連續(xù)級(jí)配礦料組成的密實(shí)混合料，當(dāng)粗集料約為30%40%時(shí)，瀝青混合料雖可以形成密實(shí)結(jié)構(gòu)，但因?yàn)榇謺r(shí)，瀝青混合料雖可以形成密實(shí)結(jié)構(gòu)，但因?yàn)榇旨蠑?shù)量較少，不能形成骨架，而以懸浮狀態(tài)處于較小顆粒集料數(shù)量較少，不能形成骨架，而以懸浮狀態(tài)處于較小顆粒之中，這種瀝青混合料表現(xiàn)為粘結(jié)力

4、較高，內(nèi)摩阻力受瀝青之中，這種瀝青混合料表現(xiàn)為粘結(jié)力較高，內(nèi)摩阻力受瀝青材料的性質(zhì)和物理狀態(tài)的影響較大，穩(wěn)定性較差，密實(shí)，疲材料的性質(zhì)和物理狀態(tài)的影響較大，穩(wěn)定性較差，密實(shí)，疲勞和低溫性能強(qiáng)。勞和低溫性能強(qiáng)。2)骨架空隙結(jié)構(gòu)骨架空隙結(jié)構(gòu) 采用連續(xù)型級(jí)配礦質(zhì)混合料，當(dāng)?shù)V質(zhì)集料中粗集料較多，采用連續(xù)型級(jí)配礦質(zhì)混合料，當(dāng)?shù)V質(zhì)集料中粗集料較多，可以形成骨架，但因細(xì)集料數(shù)量過少，不足以填滿空隙時(shí)，可以形成骨架，但因細(xì)集料數(shù)量過少，不足以填滿空隙時(shí)，則形成則形成“骨架空隙骨架空隙”結(jié)構(gòu)。這種瀝青混合料強(qiáng)度主要取決結(jié)構(gòu)。這種瀝青混合料強(qiáng)度主要取決于內(nèi)摩阻力，粘結(jié)力低，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受瀝青的性質(zhì)和物理狀于內(nèi)摩阻力

5、，粘結(jié)力低，其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受瀝青的性質(zhì)和物理狀態(tài)影響較小，高溫穩(wěn)定性較好，抗水損害、疲勞和低溫性能態(tài)影響較小，高溫穩(wěn)定性較好，抗水損害、疲勞和低溫性能較差。較差。3)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu) 當(dāng)采用間斷型密級(jí)配時(shí)，混合料中既有一定數(shù)量的粗集當(dāng)采用間斷型密級(jí)配時(shí)，混合料中既有一定數(shù)量的粗集料形成骨架，同時(shí)細(xì)集料足以填滿骨架的空隙。這種瀝青混料形成骨架，同時(shí)細(xì)集料足以填滿骨架的空隙。這種瀝青混合料粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力均較高高溫穩(wěn)定性較好，抗水損害、合料粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力均較高高溫穩(wěn)定性較好，抗水損害、疲勞和低溫性能較好。疲勞和低溫性能較好。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述3. 按施工工藝分按施工工藝分：層鋪法、路拌法

6、層鋪法、路拌法和和廠拌法廠拌法 層鋪法層鋪法：是用分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑。常用結(jié)構(gòu)：是用分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑。常用結(jié)構(gòu)類型有瀝青表面處治、瀝青貫入式類型有瀝青表面處治、瀝青貫入式 路拌法路拌法：是在路上用機(jī)械將礦料和瀝青材料就地拌和、攤鋪、碾壓密實(shí)而：是在路上用機(jī)械將礦料和瀝青材料就地拌和、攤鋪、碾壓密實(shí)而成的瀝青面層。常用結(jié)構(gòu)類型有路拌瀝青碎（礫）石、路拌瀝青穩(wěn)定土。成的瀝青面層。常用結(jié)構(gòu)類型有路拌瀝青碎（礫）石、路拌瀝青穩(wěn)定土。 廠拌法廠拌法：是將規(guī)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，然：是將規(guī)定級(jí)配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設(shè)備加熱

7、拌和，然后送到工地?cái)備伳雺憾傻臑r青路面。常用結(jié)構(gòu)類型：后送到工地?cái)備伳雺憾傻臑r青路面。常用結(jié)構(gòu)類型：廠拌瀝青碎石廠拌瀝青碎石：礦料中細(xì)顆粒含量少，不含或含少量礦粉，混合料為開級(jí)配：礦料中細(xì)顆粒含量少，不含或含少量礦粉，混合料為開級(jí)配的，空隙率達(dá)的，空隙率達(dá)1015。瀝青混凝土瀝青混凝土：礦料中含礦粉，混合料是按最佳密實(shí)級(jí)配配制，空隙率：礦料中含礦粉，混合料是按最佳密實(shí)級(jí)配配制，空隙率18%15%3%-4%3%-5%其它瀝青混凝土的類型：其它瀝青混凝土的類型： 1.瀝青瑪碲脂碎石（瀝青瑪碲脂碎石（SMA)由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪碲脂填充間斷

8、級(jí)配的粗集料骨架間少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪碲脂填充間斷級(jí)配的粗集料骨架間隙而組成的瀝青混合料。最基本的組成是碎石骨架和瀝青瑪碲隙而組成的瀝青混合料。最基本的組成是碎石骨架和瀝青瑪碲脂結(jié)合料。脂結(jié)合料。SMA組成特點(diǎn)：組成特點(diǎn)： 1)一種間斷級(jí)配的瀝青混合料一種間斷級(jí)配的瀝青混合料 2)增加礦粉用量和使用纖維作為穩(wěn)定劑增加礦粉用量和使用纖維作為穩(wěn)定劑 3)瀝青結(jié)合料用量多（高瀝青結(jié)合料用量多（高1%以上，瀝青粘結(jié)性高）以上，瀝青粘結(jié)性高） 4)目標(biāo)空隙率目標(biāo)空隙率2%4%。體積指標(biāo)、析漏試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)為。體積指標(biāo)、析漏試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)為主確定配合比，主確定配合比， 5)材料要求高。材料要求高。 6

9、)拌和時(shí)間要延長(zhǎng)，施工穩(wěn)定要提高拌和時(shí)間要延長(zhǎng)，施工穩(wěn)定要提高 歸納為三多一少：粗集料多、礦粉多、瀝青結(jié)合料多、細(xì)集歸納為三多一少：粗集料多、礦粉多、瀝青結(jié)合料多、細(xì)集料少，摻纖維增強(qiáng)劑，材料要求高，使用性能全面提高料少，摻纖維增強(qiáng)劑，材料要求高，使用性能全面提高 形成機(jī)理：骨架嵌擠提供最大摩阻力，瀝青瑪碲脂提供最大形成機(jī)理：骨架嵌擠提供最大摩阻力，瀝青瑪碲脂提供最大的粘結(jié)力。的粘結(jié)力。主要功能：主要功能：1)抗滑性能好抗滑性能好2)有很好的高溫穩(wěn)定性和耐久性（壽命長(zhǎng)有很好的高溫穩(wěn)定性和耐久性（壽命長(zhǎng)20%以上）以上）3)對(duì)帶釘輪胎的磨耗抗力好對(duì)帶釘輪胎的磨耗抗力好4)可用于底面層，也可以鋪筑

10、表面層，特別可用于鋪薄面層?？捎糜诘酌鎸?，也可以鋪筑表面層，特別可用于鋪薄面層。5)攤鋪和壓實(shí)性能好攤鋪和壓實(shí)性能好2.多孔隙瀝青混凝土表面層（多孔隙瀝青混凝土表面層（PAWC）是一種壓實(shí)后含有大約）是一種壓實(shí)后含有大約20%孔隙的瀝青混合料，從而在層內(nèi)形成一個(gè)水道網(wǎng)。（開級(jí)配孔隙的瀝青混合料，從而在層內(nèi)形成一個(gè)水道網(wǎng)。（開級(jí)配磨耗層磨耗層OGFC或稱為排水瀝青混凝土磨耗層或透水瀝青混凝土磨或稱為排水瀝青混凝土磨耗層或透水瀝青混凝土磨耗層）耗層）功能：功能：1)使雨水不會(huì)在表面形成水膜和徑流，使車輛輪胎與路面保持接使雨水不會(huì)在表面形成水膜和徑流，使車輛輪胎與路面保持接觸，從而避免高速行駛時(shí)產(chǎn)生

11、的水漂現(xiàn)象。觸，從而避免高速行駛時(shí)產(chǎn)生的水漂現(xiàn)象。2)消除車后的濺水和噴霧現(xiàn)象消除車后的濺水和噴霧現(xiàn)象3)消除路面表面的反光現(xiàn)象，從而使道路標(biāo)志容易看清消除路面表面的反光現(xiàn)象，從而使道路標(biāo)志容易看清4)明顯減少車輛的滾動(dòng)噪聲明顯減少車輛的滾動(dòng)噪聲5)抗車轍能力高抗車轍能力高特點(diǎn)：在特點(diǎn)：在PAWC下面必需設(shè)置防水層，以防水滲入下臥結(jié)構(gòu)層。下面必需設(shè)置防水層，以防水滲入下臥結(jié)構(gòu)層。第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、瀝青路面的溫度穩(wěn)定性三、瀝青路面的溫度穩(wěn)定性1. 瀝青路面的高溫穩(wěn)定性瀝青路面的高溫穩(wěn)定性 瀝青混合料的特點(diǎn)是強(qiáng)度和抗變形能力隨瀝青混合料的特點(diǎn)是強(qiáng)度和抗變形能力隨溫度的升降而產(chǎn)生變化。溫度的

12、升降而產(chǎn)生變化。溫度升高時(shí)強(qiáng)度降低，溫度升高時(shí)強(qiáng)度降低，溫度降低時(shí)強(qiáng)度增大溫度降低時(shí)強(qiáng)度增大。 瀝青路面在高溫下產(chǎn)生的剪切變形有下瀝青路面在高溫下產(chǎn)生的剪切變形有下列兩種情況：列兩種情況： 一種是面層一種是面層很薄很薄，或者面層與基層之間的，或者面層與基層之間的粘結(jié)力很差時(shí)，面層將沿著基層頂面粘結(jié)力很差時(shí)，面層將沿著基層頂面滑動(dòng)滑動(dòng)； 另一種是面層另一種是面層很厚很厚，或者面層與基層之間，或者面層與基層之間的粘結(jié)力很大時(shí)，則整個(gè)面層的粘結(jié)力很大時(shí)，則整個(gè)面層內(nèi)部發(fā)生推擠內(nèi)部發(fā)生推擠移動(dòng)。移動(dòng)。 影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素和提影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的因素和提高其高溫穩(wěn)定性的措施：高其高溫穩(wěn)

13、定性的措施：第一節(jié)第一節(jié) 概述概述三、瀝青路面的溫度穩(wěn)定性三、瀝青路面的溫度穩(wěn)定性1. 瀝青路面的高溫穩(wěn)定性瀝青路面的高溫穩(wěn)定性 2. 瀝青路面的低溫抗裂性瀝青路面的低溫抗裂性 瀝青路面在低溫時(shí)瀝青路面在低溫時(shí)：強(qiáng)度增大，但抗變形能力卻因剛性增大而降低。：強(qiáng)度增大，但抗變形能力卻因剛性增大而降低。氣溫下降，特別是在急驟降溫時(shí)，會(huì)在路面結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生溫度梯度，路面氣溫下降，特別是在急驟降溫時(shí)，會(huì)在路面結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生溫度梯度，路面面層遇降溫而收縮的趨勢(shì)會(huì)受到其下部層次的約束在面層產(chǎn)生拉應(yīng)力，面層遇降溫而收縮的趨勢(shì)會(huì)受到其下部層次的約束在面層產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)拉應(yīng)力超過瀝青混凝土的強(qiáng)度，造成面層開裂。當(dāng)拉應(yīng)力超

14、過瀝青混凝土的強(qiáng)度，造成面層開裂。 瀝青路面的低溫縮裂類型：瀝青路面的低溫縮裂類型： 一類是一類是溫度下降而造成路面的開裂溫度下降而造成路面的開裂，它與瀝青混合料的體積收縮有關(guān)，它與瀝青混合料的體積收縮有關(guān)，這種裂縫是由表面開始發(fā)裂而逐漸發(fā)展成為裂縫；這種裂縫是由表面開始發(fā)裂而逐漸發(fā)展成為裂縫；另一類是屬于另一類是屬于路基或基層收縮與冰凍共同作用而產(chǎn)生的裂縫路基或基層收縮與冰凍共同作用而產(chǎn)生的裂縫，這類裂，這類裂縫是從基層開始逐漸反映到瀝青面層開裂。縫是從基層開始逐漸反映到瀝青面層開裂。 影響瀝青混合料低溫開裂的因素和減少路面低溫開裂的措施：影響瀝青混合料低溫開裂的因素和減少路面低溫開裂的措施

15、：四、瀝青路面的水穩(wěn)性四、瀝青路面的水穩(wěn)性 瀝青混凝土水穩(wěn)性指標(biāo)常采用瀝青混凝土水穩(wěn)性指標(biāo)常采用浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗(yàn)浸水馬歇爾、凍融劈裂試驗(yàn)和和瀝青與礦料瀝青與礦料的粘附性試驗(yàn)的粘附性試驗(yàn)。瀝青路面類型的選擇瀝青路面類型的選擇選擇依據(jù)選擇依據(jù)：1）道路的等級(jí)、交通量、使用年限、修建費(fèi)用等，）道路的等級(jí)、交通量、使用年限、修建費(fèi)用等，2)工程特點(diǎn)（施工季節(jié)、施工期限、基層狀況等），工程特點(diǎn)（施工季節(jié)、施工期限、基層狀況等），3)材料供應(yīng)材料供應(yīng)情況，情況，4)施工機(jī)具、勞力和施工技術(shù)條件等。施工機(jī)具、勞力和施工技術(shù)條件等。選擇原則選擇原則：根據(jù)路面使用要求和施工條件，按技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則綜合：根據(jù)

16、路面使用要求和施工條件，按技術(shù)經(jīng)濟(jì)原則綜合考慮?？紤]。 (1)密級(jí)配和間斷級(jí)配的瀝青混凝土適用于各等級(jí)公路的各個(gè)層次。密級(jí)配和間斷級(jí)配的瀝青混凝土適用于各等級(jí)公路的各個(gè)層次。當(dāng)采用間斷級(jí)配瀝青混合料時(shí)，混合料應(yīng)不至于在施工過程中發(fā)生明當(dāng)采用間斷級(jí)配瀝青混合料時(shí)，混合料應(yīng)不至于在施工過程中發(fā)生明顯離析；顯離析； (2)為提高瀝青混合料使用性能，或普通瀝青混合料不能適用于使用為提高瀝青混合料使用性能，或普通瀝青混合料不能適用于使用需要時(shí)，宜鋪筑改性瀝青混合料路面。需要時(shí)，宜鋪筑改性瀝青混合料路面。SMA宜同時(shí)采用改性瀝青；宜同時(shí)采用改性瀝青； (3)開級(jí)配排水式瀝青混合料磨耗層必須采用具有高粘結(jié)性

17、能的特殊開級(jí)配排水式瀝青混合料磨耗層必須采用具有高粘結(jié)性能的特殊的改性瀝青鋪筑，其下的層次應(yīng)采用空隙率小、密水性好的結(jié)構(gòu)層，的改性瀝青鋪筑，其下的層次應(yīng)采用空隙率小、密水性好的結(jié)構(gòu)層，并設(shè)置封層。工程上必須通過試驗(yàn)，取得成功的經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過論證后并設(shè)置封層。工程上必須通過試驗(yàn)，取得成功的經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過論證后使用；使用； (4)開級(jí)配排水式瀝青混合料基層開級(jí)配排水式瀝青混合料基層ATPB下臥層應(yīng)具有排水和抗沖刷的下臥層應(yīng)具有排水和抗沖刷的能力。工程必須通過試驗(yàn)，取得成功的經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過論證后使用；能力。工程必須通過試驗(yàn)，取得成功的經(jīng)驗(yàn)，并經(jīng)過論證后使用； (5)特粗式瀝青混合料適用于基層，粗粒式瀝青混

18、合料適用于下面層特粗式瀝青混合料適用于基層，粗粒式瀝青混合料適用于下面層或基層，中粒式瀝青混合料適用于中面層和表面層，細(xì)粒式瀝青混合或基層，中粒式瀝青混合料適用于中面層和表面層，細(xì)粒式瀝青混合料適用于表面層和薄面罩面。砂粒式瀝青混合料適用于非機(jī)動(dòng)車道或料適用于表面層和薄面罩面。砂粒式瀝青混合料適用于非機(jī)動(dòng)車道或行人道路。對(duì)高級(jí)公路及一級(jí)道路，除瀝青穩(wěn)定碎石基層外，通常宜行人道路。對(duì)高級(jí)公路及一級(jí)道路，除瀝青穩(wěn)定碎石基層外，通常宜選用公稱最大粒徑為選用公稱最大粒徑為13.2mm26.5mm的瀝青混合料。的瀝青混合料。 瀝青面層的混合料類型根據(jù)公路等級(jí)及所處得層瀝青面層的混合料類型根據(jù)公路等級(jí)及所

19、處得層位的功能性要求選擇，并應(yīng)遵循以下原則：位的功能性要求選擇，并應(yīng)遵循以下原則：(1)瀝青瀝青面層宜采用雙層或三層式結(jié)構(gòu)，各層之間應(yīng)聯(lián)結(jié)成面層宜采用雙層或三層式結(jié)構(gòu)，各層之間應(yīng)聯(lián)結(jié)成為整體，為此在瀝青層下必須澆灑透層瀝青，瀝青為整體，為此在瀝青層下必須澆灑透層瀝青，瀝青層與瀝青層之間必須噴灑粘層瀝青。層與瀝青層之間必須噴灑粘層瀝青。(2)瀝青路面應(yīng)瀝青路面應(yīng)滿足耐久性、抗車轍、抗裂、密水、抗滑等多方面滿足耐久性、抗車轍、抗裂、密水、抗滑等多方面性能要求，便于施工，并應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工程造性能要求，便于施工，并應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械、工程造價(jià)等實(shí)際情況選擇瀝青混合料的種類。價(jià)等實(shí)際情況選擇瀝青混合料的

20、種類。(3)對(duì)高速公對(duì)高速公路、一級(jí)公路，為提高瀝青混合料的使用性能和延路、一級(jí)公路，為提高瀝青混合料的使用性能和延長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，或采用普通的道路瀝青不長(zhǎng)瀝青路面的使用壽命，或采用普通的道路瀝青不能滿足使用要求時(shí)，宜對(duì)上面層或中面層瀝青結(jié)合能滿足使用要求時(shí)，宜對(duì)上面層或中面層瀝青結(jié)合料采用改性措施，或采用料采用改性措施，或采用SMA等特殊的礦料級(jí)配。等特殊的礦料級(jí)配。如果需要二級(jí)公路也可采用改性瀝青或如果需要二級(jí)公路也可采用改性瀝青或SMA結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。 對(duì)瀝青層較厚的高速公路、一級(jí)公路，在選擇級(jí)配對(duì)瀝青層較厚的高速公路、一級(jí)公路，在選擇級(jí)配類型，確定礦料級(jí)配和最佳瀝青用量時(shí)，應(yīng)首先保證

21、類型，確定礦料級(jí)配和最佳瀝青用量時(shí)，應(yīng)首先保證各層的組合不致發(fā)生早期破壞。并在此基礎(chǔ)上優(yōu)先或各層的組合不致發(fā)生早期破壞。并在此基礎(chǔ)上優(yōu)先或側(cè)重考慮各層的服務(wù)功能作出選擇：側(cè)重考慮各層的服務(wù)功能作出選擇：表面層應(yīng)具有良好的表面功能、密水、耐久、抗車表面層應(yīng)具有良好的表面功能、密水、耐久、抗車轍、抗裂，潮濕地區(qū)和濕潤(rùn)地區(qū)的路面上面層應(yīng)符合轍、抗裂，潮濕地區(qū)和濕潤(rùn)地區(qū)的路面上面層應(yīng)符合潮濕條件下的抗滑性能不符合要求時(shí)，宜鋪筑抗滑磨潮濕條件下的抗滑性能不符合要求時(shí)，宜鋪筑抗滑磨耗層。在寒冷地區(qū)，表面層應(yīng)考慮抗裂性能的要求。耗層。在寒冷地區(qū)，表面層應(yīng)考慮抗裂性能的要求。三層式路面的中面層或雙面式路面的下

22、面層應(yīng)重點(diǎn)三層式路面的中面層或雙面式路面的下面層應(yīng)重點(diǎn)滿足混合料的高溫抗車轍性能。滿足混合料的高溫抗車轍性能。下面層應(yīng)在滿足高溫抗車轍性能基層上，重點(diǎn)考慮下面層應(yīng)在滿足高溫抗車轍性能基層上，重點(diǎn)考慮抗疲勞性能及抗裂性能的要求?？蛊谛阅芗翱沽研阅艿囊?。除排水式瀝青混合料外，各層都應(yīng)考慮密水性，當(dāng)除排水式瀝青混合料外，各層都應(yīng)考慮密水性，當(dāng)上層屬滲水性結(jié)構(gòu)層時(shí)，層間或下層應(yīng)有防排水措施。上層屬滲水性結(jié)構(gòu)層時(shí)，層間或下層應(yīng)有防排水措施。 高速公路的緊急停車帶高速公路的緊急停車帶(硬路肩硬路肩)瀝青面層宜采用與瀝青面層宜采用與車行道相同的結(jié)構(gòu)，但表面層宜采用密級(jí)配瀝青混凝車行道相同的結(jié)構(gòu)，但表面層

23、宜采用密級(jí)配瀝青混凝土鋪筑。土鋪筑。 瀝青面層集料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大，瀝青面層集料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大，并應(yīng)與設(shè)計(jì)厚度相匹配。除行人道路外，瀝青層的壓并應(yīng)與設(shè)計(jì)厚度相匹配。除行人道路外，瀝青層的壓實(shí)厚度不宜小于集料最大粒徑的實(shí)厚度不宜小于集料最大粒徑的2倍。對(duì)高速公路和倍。對(duì)高速公路和一級(jí)公路，密級(jí)配瀝青混合料的厚度不宜小于公稱最一級(jí)公路，密級(jí)配瀝青混合料的厚度不宜小于公稱最大粒徑的大粒徑的3倍，倍，SMA等嵌擠密實(shí)型混合料的厚度不宜等嵌擠密實(shí)型混合料的厚度不宜小于公稱最大粒徑的小于公稱最大粒徑的2.5倍，以減少離析，便于施工倍，以減少離析，便于施工和壓實(shí)。對(duì)各層適用的結(jié)構(gòu)類

24、型、公稱最大粒徑、最和壓實(shí)。對(duì)各層適用的結(jié)構(gòu)類型、公稱最大粒徑、最小壓實(shí)厚度選擇。小壓實(shí)厚度選擇。 熱拌熱鋪瀝青混合料路面須采用機(jī)械化連續(xù)施工。熱拌熱鋪瀝青混合料路面須采用機(jī)械化連續(xù)施工。一、瀝青混合料強(qiáng)度特性一、瀝青混合料強(qiáng)度特性 表征瀝青混合料的力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)有：抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和表征瀝青混合料的力學(xué)強(qiáng)度參數(shù)有：抗壓強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度和抗拉（包括彎拉）強(qiáng)度?？估ò◤澙?qiáng)度。瀝青路面破壞：瀝青路面破壞：1)拉裂，拉裂，2)滑移開始而逐漸擴(kuò)展滑移開始而逐漸擴(kuò)展1.抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度 摩爾強(qiáng)度理論，材料的抗剪強(qiáng)度包括摩擦阻力和粘結(jié)力兩部摩爾強(qiáng)度理論，材料的抗剪強(qiáng)度包括摩擦阻力和粘結(jié)力兩部分組成分

25、組成 材料在外力作用下不產(chǎn)生剪切破壞條件為：材料在外力作用下不產(chǎn)生剪切破壞條件為： c和和 是表征路面材料抗剪強(qiáng)度的兩項(xiàng)參數(shù)，通過直接剪是表征路面材料抗剪強(qiáng)度的兩項(xiàng)參數(shù)，通過直接剪切試驗(yàn)，三軸試驗(yàn)或拉、壓試驗(yàn)確定。切試驗(yàn)，三軸試驗(yàn)或拉、壓試驗(yàn)確定。tgc tgc max)arcsin(tctctcc21 瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度不僅同礦料的級(jí)配組成、形狀和表瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度不僅同礦料的級(jí)配組成、形狀和表面特性有關(guān)，也同瀝青的粘度和用量有關(guān)，還與試驗(yàn)溫度、面特性有關(guān)，也同瀝青的粘度和用量有關(guān)，還與試驗(yàn)溫度、加荷速率等因素有關(guān)。加荷速率等因素有關(guān)。粘結(jié)力取決于：粘結(jié)力取決于： (1)瀝青的粘度：粘

26、度越高（針入度越?。┗旌狭鲜芗魰r(shí)的粘瀝青的粘度：粘度越高（針入度越小）混合料受剪時(shí)的粘滯阻力就越大，粘結(jié)力也越大滯阻力就越大，粘結(jié)力也越大(2)瀝青用量：用量過少時(shí)，不足以裹敷礦質(zhì)顆粒；過多時(shí)，瀝青用量：用量過少時(shí)，不足以裹敷礦質(zhì)顆粒；過多時(shí)，瀝青會(huì)將礦料擠開；都會(huì)使粘結(jié)力降低。存在最佳瀝青用量，瀝青會(huì)將礦料擠開；都會(huì)使粘結(jié)力降低。存在最佳瀝青用量，使粘結(jié)力達(dá)到最大。使粘結(jié)力達(dá)到最大。(3)溫度和剪切速率：瀝青的粘度受溫度和應(yīng)力作用時(shí)間影響溫度和剪切速率：瀝青的粘度受溫度和應(yīng)力作用時(shí)間影響大。隨溫度升高和剪切速率的下降，混合料的粘結(jié)力下降大。隨溫度升高和剪切速率的下降，混合料的粘結(jié)力下降(4)

27、細(xì)料：細(xì)料（特別是礦粉）含量增多，有棱角的集料增多，細(xì)料：細(xì)料（特別是礦粉）含量增多，有棱角的集料增多，礦粉同瀝青的吸附性好等因素，有助于提高粘結(jié)力。礦粉同瀝青的吸附性好等因素，有助于提高粘結(jié)力。 混合料中的礦質(zhì)粒料因有瀝青涂敷，其摩阻力比純粒料有混合料中的礦質(zhì)粒料因有瀝青涂敷，其摩阻力比純粒料有所下降。瀝青含量越多，摩擦角下降越甚。集料級(jí)配良好、所下降。瀝青含量越多，摩擦角下降越甚。集料級(jí)配良好、富有棱角時(shí)，有助于增加摩擦角。富有棱角時(shí)，有助于增加摩擦角。2.抗拉強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度主要由混合料中結(jié)合料的粘結(jié)力提供抗拉強(qiáng)度主要由混合料中結(jié)合料的粘結(jié)力提供直接拉伸試驗(yàn)：是將混合料制成圓柱形試

28、件，試件兩端粘結(jié)在直接拉伸試驗(yàn)：是將混合料制成圓柱形試件，試件兩端粘結(jié)在有球形鉸結(jié)的金屬蓋帽上，通過安裝在試件上的變形傳感器，有球形鉸結(jié)的金屬蓋帽上，通過安裝在試件上的變形傳感器，測(cè)定試件在各級(jí)拉應(yīng)力下的應(yīng)變值。測(cè)定試件在各級(jí)拉應(yīng)力下的應(yīng)變值。 間接拉伸試驗(yàn)即劈裂試驗(yàn)，是將混合料制成圓柱形試件，直間接拉伸試驗(yàn)即劈裂試驗(yàn)，是將混合料制成圓柱形試件，直徑為徑為D，高度為，高度為h，試驗(yàn)時(shí)通過壓條，沿直徑方向按一定的速率，試驗(yàn)時(shí)通過壓條，沿直徑方向按一定的速率施加荷載，直至試件開裂破壞。施加荷載，直至試件開裂破壞?？估瓘?qiáng)度由下式計(jì)算確定：抗拉強(qiáng)度由下式計(jì)算確定： 瀝青混合料在常溫下，抗拉強(qiáng)度隨瀝青含

29、量和加荷速率的增瀝青混合料在常溫下，抗拉強(qiáng)度隨瀝青含量和加荷速率的增加而增加，隨針入度和溫度的增加而下降加而增加，隨針入度和溫度的增加而下降瀝青混合料在負(fù)溫下，抗拉強(qiáng)度隨瀝青針入度和溫度的降低會(huì)瀝青混合料在負(fù)溫下，抗拉強(qiáng)度隨瀝青針入度和溫度的降低會(huì)略有下降。略有下降。hDPt2 路面材料的抗彎拉強(qiáng)度，大多通過簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)路面材料的抗彎拉強(qiáng)度，大多通過簡(jiǎn)支梁試驗(yàn)進(jìn)行評(píng)定。梁截面邊長(zhǎng)的尺寸應(yīng)不低于混合料中進(jìn)行評(píng)定。梁截面邊長(zhǎng)的尺寸應(yīng)不低于混合料中集料最大粒徑的集料最大粒徑的4倍。通常采用三分點(diǎn)加載。材倍。通常采用三分點(diǎn)加載。材料的抗彎拉強(qiáng)度按下式計(jì)算：料的抗彎拉強(qiáng)度按下式計(jì)算： 瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)

30、度取決于所用材料瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度取決于所用材料的性質(zhì)（瀝青性質(zhì)、瀝青用量、礦料性質(zhì)、混合的性質(zhì)（瀝青性質(zhì)、瀝青用量、礦料性質(zhì)、混合料的均勻性）及結(jié)構(gòu)破壞過程的加荷狀況（重復(fù)料的均勻性）及結(jié)構(gòu)破壞過程的加荷狀況（重復(fù)次數(shù)、應(yīng)力增長(zhǎng)速度等）。另外，計(jì)算時(shí)期的溫次數(shù)、應(yīng)力增長(zhǎng)速度等）。另外，計(jì)算時(shí)期的溫度狀況對(duì)抗彎拉強(qiáng)度有很大的影響。度狀況對(duì)抗彎拉強(qiáng)度有很大的影響。2bhPlt 二、瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變特性二、瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變特性1)瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系 瀝青及瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系具有隨溫度和瀝青及瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系具有隨溫度和荷載作用時(shí)間而變化的特性

31、，具有粘彈性性狀。荷載作用時(shí)間而變化的特性，具有粘彈性性狀。 彈性應(yīng)變加載或卸載時(shí)，立即產(chǎn)生或恢復(fù)的應(yīng)變彈性應(yīng)變加載或卸載時(shí)，立即產(chǎn)生或恢復(fù)的應(yīng)變 粘彈性應(yīng)變應(yīng)變隨加載時(shí)間或卸載時(shí)間增加而增粘彈性應(yīng)變應(yīng)變隨加載時(shí)間或卸載時(shí)間增加而增加或減少的應(yīng)變加或減少的應(yīng)變 塑性應(yīng)變?cè)谛遁d后應(yīng)變不能恢復(fù)的應(yīng)變塑性應(yīng)變?cè)谛遁d后應(yīng)變不能恢復(fù)的應(yīng)變 隨施加荷載的大小和作用時(shí)間的不同，表現(xiàn)出不同隨施加荷載的大小和作用時(shí)間的不同，表現(xiàn)出不同的彈性性質(zhì)、粘彈性性質(zhì)和粘彈塑性性質(zhì)。的彈性性質(zhì)、粘彈性性質(zhì)和粘彈塑性性質(zhì)。 瀝青及瀝青混合料的力學(xué)特性受溫度與加載時(shí)間的瀝青及瀝青混合料的力學(xué)特性受溫度與加載時(shí)間的影響較大。影響

32、較大。 注意：表征瀝青混合料的變形特性應(yīng)標(biāo)明作用時(shí)間注意：表征瀝青混合料的變形特性應(yīng)標(biāo)明作用時(shí)間和溫度和溫度蠕變?nèi)渥儯翰牧显趹?yīng)力保持不變時(shí)，變形隨作用時(shí)間而發(fā)展的過程：材料在應(yīng)力保持不變時(shí)，變形隨作用時(shí)間而發(fā)展的過程應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛：變形物體在恒定應(yīng)變下應(yīng)力隨時(shí)間而自動(dòng)降低的過：變形物體在恒定應(yīng)變下應(yīng)力隨時(shí)間而自動(dòng)降低的過程（內(nèi)部流動(dòng)的結(jié)果）程（內(nèi)部流動(dòng)的結(jié)果）松弛時(shí)間松弛時(shí)間：保持該階躍變形條件下，施加產(chǎn)生階躍變形的應(yīng)力：保持該階躍變形條件下，施加產(chǎn)生階躍變形的應(yīng)力隨時(shí)間逐漸下降，直到施加階躍變形前的應(yīng)力狀態(tài)所需要的時(shí)隨時(shí)間逐漸下降，直到施加階躍變形前的應(yīng)力狀態(tài)所需要的時(shí)間。間。 松弛時(shí)間取

33、決于粘滯度，粘滯度與材料的性質(zhì)和溫度有關(guān)。松弛時(shí)間取決于粘滯度，粘滯度與材料的性質(zhì)和溫度有關(guān)。 在溫度一定時(shí)，瀝青混合料呈現(xiàn)的性質(zhì)，取決于荷載作用時(shí)在溫度一定時(shí)，瀝青混合料呈現(xiàn)的性質(zhì)，取決于荷載作用時(shí)間與應(yīng)力松弛時(shí)間的比值。間與應(yīng)力松弛時(shí)間的比值。 作用時(shí)間比松弛時(shí)間短得多，材料呈現(xiàn)為理想的彈性體；作用時(shí)間比松弛時(shí)間短得多，材料呈現(xiàn)為理想的彈性體； 作用時(shí)間比松弛時(shí)間長(zhǎng)得多，材料呈現(xiàn)為粘塑性體。作用時(shí)間比松弛時(shí)間長(zhǎng)得多，材料呈現(xiàn)為粘塑性體。 作用時(shí)間與松弛時(shí)間相同，材料呈現(xiàn)為粘彈塑性體作用時(shí)間與松弛時(shí)間相同，材料呈現(xiàn)為粘彈塑性體 溫度高，粘滯度小，則松弛時(shí)間小，瀝青混合料表現(xiàn)為粘彈溫度高，粘滯

34、度小，則松弛時(shí)間小，瀝青混合料表現(xiàn)為粘彈塑性或塑性。塑性或塑性。 溫度低，粘滯度大，則松弛時(shí)間大，瀝青混合料表現(xiàn)為彈性。溫度低，粘滯度大，則松弛時(shí)間大，瀝青混合料表現(xiàn)為彈性。Et2)勁度模量勁度模量 勁度模量勁度模量：瀝青和瀝青混合料在給定溫度和加荷時(shí)間條件下：瀝青和瀝青混合料在給定溫度和加荷時(shí)間條件下的應(yīng)力與總應(yīng)變的比值的應(yīng)力與總應(yīng)變的比值 瀝青勁度試驗(yàn)曲線可以看出：瀝青勁度試驗(yàn)曲線可以看出： 當(dāng)加荷時(shí)間短或溫度較低時(shí)，曲線接近水平，表明材料處于當(dāng)加荷時(shí)間短或溫度較低時(shí)，曲線接近水平，表明材料處于彈性狀態(tài)；彈性狀態(tài)； 加荷時(shí)間很長(zhǎng)或溫度較高時(shí)，則表現(xiàn)為粘滯性狀態(tài)；加荷時(shí)間很長(zhǎng)或溫度較高時(shí)，則

35、表現(xiàn)為粘滯性狀態(tài)； 中間過渡段兼有彈一粘性狀態(tài)。中間過渡段兼有彈一粘性狀態(tài)。 各種溫度條件下的曲線形狀有相似性，只是在水平方向有一各種溫度條件下的曲線形狀有相似性，只是在水平方向有一個(gè)時(shí)間間隔。這表明溫度對(duì)勁度的影響與加荷時(shí)間對(duì)勁度的影個(gè)時(shí)間間隔。這表明溫度對(duì)勁度的影響與加荷時(shí)間對(duì)勁度的影響具有等效互換性。利用這一個(gè)重要性質(zhì)可以廣泛研究它的各響具有等效互換性。利用這一個(gè)重要性質(zhì)可以廣泛研究它的各項(xiàng)性能以及相互之間的關(guān)系。項(xiàng)性能以及相互之間的關(guān)系。TtTtS, 對(duì)于彈性狀態(tài)的路面材料承受重復(fù)應(yīng)力作用時(shí)，可對(duì)于彈性狀態(tài)的路面材料承受重復(fù)應(yīng)力作用時(shí)，可能在低于靜載一次作用下的極限應(yīng)力值時(shí)出現(xiàn)破壞，能

36、在低于靜載一次作用下的極限應(yīng)力值時(shí)出現(xiàn)破壞，這種材料強(qiáng)度的降低現(xiàn)象稱為疲勞。這種材料強(qiáng)度的降低現(xiàn)象稱為疲勞。 疲勞的出現(xiàn)，是由于材料微結(jié)構(gòu)的局部不均勻，誘疲勞的出現(xiàn)，是由于材料微結(jié)構(gòu)的局部不均勻，誘發(fā)應(yīng)力集中而出現(xiàn)微損傷，在應(yīng)力重復(fù)作用之下微量發(fā)應(yīng)力集中而出現(xiàn)微損傷，在應(yīng)力重復(fù)作用之下微量損傷逐步累積擴(kuò)大，終于導(dǎo)致結(jié)破壞，稱為疲勞破壞。損傷逐步累積擴(kuò)大，終于導(dǎo)致結(jié)破壞，稱為疲勞破壞。疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度：在一定的重復(fù)作用次數(shù)下，材料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)：在一定的重復(fù)作用次數(shù)下，材料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值疲勞破壞的重復(fù)應(yīng)力值疲勞壽命疲勞壽命：在一定的重復(fù)應(yīng)力作用下，材料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)：在一定的重復(fù)應(yīng)力作用下，材

37、料結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疲勞破壞的重復(fù)作用次數(shù)。疲勞破壞的重復(fù)作用次數(shù)。疲勞極限疲勞極限：材料在應(yīng)力重復(fù)作用一定次數(shù)：材料在應(yīng)力重復(fù)作用一定次數(shù)(例如例如106107次次)后，疲勞強(qiáng)度不再下降，趨于穩(wěn)定值，此穩(wěn)定后，疲勞強(qiáng)度不再下降，趨于穩(wěn)定值，此穩(wěn)定值稱為疲勞極限。當(dāng)重復(fù)應(yīng)力低于此值時(shí)，材料可經(jīng)值稱為疲勞極限。當(dāng)重復(fù)應(yīng)力低于此值時(shí)，材料可經(jīng)受無限多次的作用而不出現(xiàn)破壞。受無限多次的作用而不出現(xiàn)破壞。有兩種試驗(yàn)方法：控制應(yīng)力和控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)。有兩種試驗(yàn)方法：控制應(yīng)力和控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)。 控制應(yīng)力試驗(yàn)是在試驗(yàn)過程中保持荷載或應(yīng)力控制應(yīng)力試驗(yàn)是在試驗(yàn)過程中保持荷載或應(yīng)力值始終不變，而應(yīng)變量的增長(zhǎng)速率不斷增加；值始終不

38、變，而應(yīng)變量的增長(zhǎng)速率不斷增加；控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)，是在試驗(yàn)過程中不斷調(diào)節(jié)所施加控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)，是在試驗(yàn)過程中不斷調(diào)節(jié)所施加的荷載或應(yīng)力值，使應(yīng)變量始終保持不變，試驗(yàn)的荷載或應(yīng)力值，使應(yīng)變量始終保持不變，試驗(yàn)中材料的勁度仍不斷下降，保持不變應(yīng)變量所需中材料的勁度仍不斷下降，保持不變應(yīng)變量所需要的力不斷減小，控制應(yīng)力試驗(yàn)，材料的疲勞破要的力不斷減小，控制應(yīng)力試驗(yàn)，材料的疲勞破壞往往以試件出現(xiàn)斷裂為標(biāo)志。壞往往以試件出現(xiàn)斷裂為標(biāo)志。 控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)，并不會(huì)出現(xiàn)明顯的疲勞破壞現(xiàn)控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)，并不會(huì)出現(xiàn)明顯的疲勞破壞現(xiàn)象，可以以勁度模量下降到初始模量值的象，可以以勁度模量下降到初始模量值的50作作為疲勞破壞的標(biāo)

39、準(zhǔn)。為疲勞破壞的標(biāo)準(zhǔn)。 采用控制應(yīng)力試驗(yàn)方法可以用以下方程估算材料采用控制應(yīng)力試驗(yàn)方法可以用以下方程估算材料的疲勞壽命：的疲勞壽命：brfAN)1( 采用控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)方法，也可得到相似的疲勞方程式。采用控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)方法，也可得到相似的疲勞方程式。 但是從試驗(yàn)結(jié)果看來，有同控制應(yīng)力試驗(yàn)方法相反的規(guī)律，但是從試驗(yàn)結(jié)果看來，有同控制應(yīng)力試驗(yàn)方法相反的規(guī)律，即隨著溫度的升高即隨著溫度的升高(即勁度降低即勁度降低)，材料的疲勞壽命反而增加。，材料的疲勞壽命反而增加。 兩種試驗(yàn)方法得到不同的疲勞性狀，其原因：在應(yīng)力控制試兩種試驗(yàn)方法得到不同的疲勞性狀，其原因：在應(yīng)力控制試驗(yàn)中，隨材料勁度的降低，裂隙迅速擴(kuò)

40、展，而在應(yīng)變控制試驗(yàn)驗(yàn)中，隨材料勁度的降低，裂隙迅速擴(kuò)展，而在應(yīng)變控制試驗(yàn)中應(yīng)力不斷減小，裂隙的擴(kuò)展便延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，材料的勁度越中應(yīng)力不斷減小，裂隙的擴(kuò)展便延續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，材料的勁度越低，延續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，于是勁度低的材料，其疲勞壽命長(zhǎng)。低，延續(xù)的時(shí)間越長(zhǎng)，于是勁度低的材料，其疲勞壽命長(zhǎng)。 一般厚的面層（一般厚的面層（15cm以上），應(yīng)采用控制應(yīng)力試驗(yàn)方法以上），應(yīng)采用控制應(yīng)力試驗(yàn)方法 薄面層（薄面層（5cm以下），應(yīng)采用控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)方法。以下），應(yīng)采用控制應(yīng)變?cè)囼?yàn)方法。drfCN)1( 1.大氣的溫度在一年四季和一晝夜之間發(fā)生著周期性大氣的溫度在一年四季和一晝夜之間發(fā)生著周期性的變化，的變化，2

41、.受大氣直接影響的路面溫度也相應(yīng)地在一年之間和受大氣直接影響的路面溫度也相應(yīng)地在一年之間和一日之間發(fā)生著周期性的變化。一日之間發(fā)生著周期性的變化。3.路表面溫度變化與氣溫變化大致是同步的，但是由路表面溫度變化與氣溫變化大致是同步的，但是由于部分太陽輻射熱被路面所吸收，路表面的溫度于部分太陽輻射熱被路面所吸收，路表面的溫度較氣溫高，尤其是瀝育路面，由于吸熱量高，溫較氣溫高，尤其是瀝育路面，由于吸熱量高，溫度增值的幅度超過水泥混凝土路面。度增值的幅度超過水泥混凝土路面。4.面層結(jié)構(gòu)內(nèi)不同深度處的溫度同樣隨氣溫的變化呈面層結(jié)構(gòu)內(nèi)不同深度處的溫度同樣隨氣溫的變化呈周期性變化，升降的幅度隨深度的增加而減

42、小，周期性變化，升降的幅度隨深度的增加而減小，其峰值的出現(xiàn)也隨深度的增加而越來越滯后。其峰值的出現(xiàn)也隨深度的增加而越來越滯后。5.一年四季面層不同深度處的溫度還隨氣溫變化而經(jīng)一年四季面層不同深度處的溫度還隨氣溫變化而經(jīng)歷著年變化。歷著年變化。 影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度狀況的因素很多，可分為外部影響路面結(jié)構(gòu)內(nèi)溫度狀況的因素很多，可分為外部和內(nèi)部?jī)深?。和?nèi)部?jī)深?。外部條件主要是氣象條件，如太陽輻射、氣溫、風(fēng)外部條件主要是氣象條件，如太陽輻射、氣溫、風(fēng)速、降水量和蒸發(fā)量等。而其中，太陽輻射和氣溫是速、降水量和蒸發(fā)量等。而其中，太陽輻射和氣溫是決定路面溫度狀況的二項(xiàng)最重要的因素。決定路面溫度狀況的二項(xiàng)最重要

43、的因素。內(nèi)部因素則為路面各結(jié)構(gòu)層材料的熱物理特性參數(shù)，內(nèi)部因素則為路面各結(jié)構(gòu)層材料的熱物理特性參數(shù)，如熱傳導(dǎo)率、熱容量和對(duì)輻射熱的吸收能力等。如熱傳導(dǎo)率、熱容量和對(duì)輻射熱的吸收能力等。 熱傳導(dǎo)率熱傳導(dǎo)率：?jiǎn)挝粶囟忍荻葪l件下在單位時(shí)間內(nèi)垂直：?jiǎn)挝粶囟忍荻葪l件下在單位時(shí)間內(nèi)垂直通過單位面積斷面的熱量，同材料的結(jié)構(gòu)、孔隙率和通過單位面積斷面的熱量，同材料的結(jié)構(gòu)、孔隙率和濕度有關(guān)濕度有關(guān) 熱容量熱容量：使單位質(zhì)量的物資產(chǎn)生單位溫度變化時(shí)所：使單位質(zhì)量的物資產(chǎn)生單位溫度變化時(shí)所需要的熱量。需要的熱量。l 路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度狀況，可通過在外部和內(nèi)部影響因素之間路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的溫度狀況，可通過在外部和內(nèi)部影響因素

44、之間建立聯(lián)系的方法來預(yù)估。建立聯(lián)系的方法來預(yù)估。l這種方法有兩類，即統(tǒng)計(jì)方法和理論方法。這種方法有兩類，即統(tǒng)計(jì)方法和理論方法。 統(tǒng)計(jì)方法就是在路面結(jié)構(gòu)層的不同深處埋設(shè)測(cè)溫元件，連續(xù)統(tǒng)計(jì)方法就是在路面結(jié)構(gòu)層的不同深處埋設(shè)測(cè)溫元件，連續(xù)觀測(cè)年循環(huán)內(nèi)不同時(shí)刻的溫度變化，同時(shí)收集當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，觀測(cè)年循環(huán)內(nèi)不同時(shí)刻的溫度變化，同時(shí)收集當(dāng)?shù)氐臍庀筚Y料，包括對(duì)應(yīng)的氣溫和輻射熱等，對(duì)記錄的路面溫度和氣象因素進(jìn)包括對(duì)應(yīng)的氣溫和輻射熱等，對(duì)記錄的路面溫度和氣象因素進(jìn)行步回歸分析。選擇符合顯著性檢驗(yàn)要求的因素，分別建立不行步回歸分析。選擇符合顯著性檢驗(yàn)要求的因素，分別建立不同深度處各種路面溫度指標(biāo)的回歸方程式，同

45、深度處各種路面溫度指標(biāo)的回歸方程式，Tmax=+bTa.max+cQ 式中：式中：Tmax：路面某一深度處的最高溫度，：路面某一深度處的最高溫度，； Ta.max：相應(yīng)的日最高氣溫，：相應(yīng)的日最高氣溫，； Q：相應(yīng)的太陽日輻射熱，：相應(yīng)的太陽日輻射熱，J/m2； a、b、c：回歸常數(shù)。：回歸常數(shù)。 理論法是應(yīng)用熱傳導(dǎo)理論方程式推演出理論法是應(yīng)用熱傳導(dǎo)理論方程式推演出各項(xiàng)氣象資料和路面材料熱物理特性參各項(xiàng)氣象資料和路面材料熱物理特性參數(shù)組成的溫度預(yù)估方程式。數(shù)組成的溫度預(yù)估方程式。 通常由于參數(shù)確定的難度大通常由于參數(shù)確定的難度大,理論假理論假設(shè)的理想化，預(yù)估的結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果有設(shè)的理想化，預(yù)估的

46、結(jié)果與實(shí)測(cè)結(jié)果有一定的差距。一定的差距。tTkrSZT22五、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性五、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性 瀝青混合料高溫穩(wěn)定性：指混合料在荷載作用下抵抗永久變形瀝青混合料高溫穩(wěn)定性：指混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力。的能力。 車轍：路面結(jié)構(gòu)及土基在行車荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)車轍：路面結(jié)構(gòu)及土基在行車荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí)，以及結(jié)構(gòu)層中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。構(gòu)層中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。1.瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的影響因素瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性的影響因素(1)集料級(jí)配：連續(xù)級(jí)配中粗級(jí)配混合料具有較好的穩(wěn)定性；細(xì)級(jí)集料級(jí)配：連續(xù)級(jí)配中粗級(jí)配混合料具有較好的穩(wěn)定性；

47、細(xì)級(jí)配混合料高溫穩(wěn)定性較差。配混合料高溫穩(wěn)定性較差。間斷級(jí)配（細(xì)集料間斷）高溫穩(wěn)定性優(yōu)于連續(xù)級(jí)配（骨架直接承間斷級(jí)配（細(xì)集料間斷）高溫穩(wěn)定性優(yōu)于連續(xù)級(jí)配（骨架直接承受荷載作用）受荷載作用）(2)集料的顆粒形狀：具有豐富的棱角和發(fā)達(dá)的紋理構(gòu)造，能形成集料的顆粒形狀：具有豐富的棱角和發(fā)達(dá)的紋理構(gòu)造，能形成緊密的嵌擠作用，有利于增強(qiáng)穩(wěn)定性。緊密的嵌擠作用，有利于增強(qiáng)穩(wěn)定性。(3)瀝青的品種：稠度較高的瀝青、其軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好。瀝青的品種：稠度較高的瀝青、其軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好。 感溫性強(qiáng)的瀝青，高溫穩(wěn)定性差。感溫性強(qiáng)的瀝青，高溫穩(wěn)定性差。 含蠟量高的瀝青，高溫穩(wěn)定性差。含蠟量高的瀝青，高溫穩(wěn)

48、定性差。 瀝青質(zhì)含量高，其高溫穩(wěn)定性高。瀝青質(zhì)含量高，其高溫穩(wěn)定性高。 在瀝青中添加聚合物，能有效提高高溫穩(wěn)定性。在瀝青中添加聚合物，能有效提高高溫穩(wěn)定性。(4)混合料的瀝青含量：混合料的瀝青含量：瀝青用量過少，集料表面瀝青膜過薄，混合料缺瀝青用量過少，集料表面瀝青膜過薄，混合料缺乏足夠的粘結(jié)力，不能形成高強(qiáng)度，穩(wěn)定性不高。乏足夠的粘結(jié)力，不能形成高強(qiáng)度，穩(wěn)定性不高。瀝青含量增多，穩(wěn)定度隨之提高。瀝青含量增多，穩(wěn)定度隨之提高。瀝青含量進(jìn)一步增加，集料表面瀝青膜增厚，自由瀝青增多，瀝青含量進(jìn)一步增加，集料表面瀝青膜增厚，自由瀝青增多，穩(wěn)定度下降。穩(wěn)定度下降。(5)混合料剩余空隙率：混合料剩余空隙

49、率：空隙率增大，強(qiáng)度降低?？障堵实?，強(qiáng)度和耐久空隙率增大，強(qiáng)度降低。空隙率低，強(qiáng)度和耐久性高，但空隙率低于性高，但空隙率低于3%，由于瀝青在高溫時(shí)的體積膨脹，形成泛油。，由于瀝青在高溫時(shí)的體積膨脹，形成泛油。(6)環(huán)境：環(huán)境：高溫及其持續(xù)高溫，使路面強(qiáng)度下降，變形加劇。交通量特別是高溫及其持續(xù)高溫，使路面強(qiáng)度下降，變形加劇。交通量特別是超載交通增大，變形加大。交通組成情況，如渠化交通比混合交通，路超載交通增大，變形加大。交通組成情況，如渠化交通比混合交通，路面變形加大。面變形加大。2.瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)1)評(píng)價(jià)混合料抵抗永久變形能力指標(biāo)：評(píng)價(jià)混合料抵抗永久變形

50、能力指標(biāo)：(1)以相應(yīng)某一應(yīng)變量的應(yīng)力大小來定義其穩(wěn)定性（用于分析變以相應(yīng)某一應(yīng)變量的應(yīng)力大小來定義其穩(wěn)定性（用于分析變形量）形量）(2)以作用應(yīng)力和累積變形量的比值來定義其穩(wěn)定性（用于分析以作用應(yīng)力和累積變形量的比值來定義其穩(wěn)定性（用于分析變形量）變形量）(3)以材料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力來定義其穩(wěn)定性以材料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力來定義其穩(wěn)定性（用于分析特定施加荷載條件下的承載能力）（用于分析特定施加荷載條件下的承載能力）因素因素因素變化因素變化因素變化對(duì)車轍的影響因素變化對(duì)車轍的影響集料集料表面紋理表面紋理級(jí)配級(jí)配形狀形狀粒徑粒徑光滑光滑粗糙粗糙連續(xù)連續(xù)間斷間斷圓滑圓滑

51、棱角棱角最大粒徑增大最大粒徑增大減小減小減小減小減小減小減小減小瀝青結(jié)合瀝青結(jié)合料料粘度粘度勁度勁度敏感性敏感性增大增大增大增大減小減小減小減小減小減小增大增大混合料混合料瀝青含量瀝青含量空隙率空隙率集料間隙率（集料間隙率（VMA）增加增加增加增加增加增加增大增大增大增大增大增大環(huán)境環(huán)境溫度溫度應(yīng)力應(yīng)力/應(yīng)變狀態(tài)應(yīng)變狀態(tài)交通量交通量交通渠化交通渠化基層強(qiáng)度基層強(qiáng)度雨水雨水升高升高增大增大增加增加嚴(yán)重嚴(yán)重增大增大干燥干燥潮濕潮濕增大增大增大增大增大增大增大增大減小減小增大增大2)常用評(píng)價(jià)方法：常用評(píng)價(jià)方法：(1)無側(cè)限抗壓強(qiáng)度法：以瀝青混合料在不同溫度下的抗壓強(qiáng)度無側(cè)限抗壓強(qiáng)度法：以瀝青混合料在

52、不同溫度下的抗壓強(qiáng)度比值來表示熱穩(wěn)定性。比值來表示熱穩(wěn)定性?？刂扑苄宰冃沃笜?biāo)：控制塑性變形指標(biāo)：特點(diǎn)：試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，但無側(cè)限抗壓試驗(yàn)試件受力狀態(tài)與實(shí)際特點(diǎn)：試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，但無側(cè)限抗壓試驗(yàn)試件受力狀態(tài)與實(shí)際受力狀態(tài)不符，不能反應(yīng)路用性能。受力狀態(tài)不符，不能反應(yīng)路用性能。(2)馬歇爾試驗(yàn)：以瀝青混合料在馬歇爾試驗(yàn)：以瀝青混合料在60條件下的馬歇爾穩(wěn)定度條件下的馬歇爾穩(wěn)定度和流值來評(píng)價(jià)高溫穩(wěn)定性。和流值來評(píng)價(jià)高溫穩(wěn)定性。 特點(diǎn)：試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，馬歇爾穩(wěn)定特點(diǎn)：試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，便于現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制，馬歇爾穩(wěn)定度和流值與瀝青混合料高溫穩(wěn)定性有一定的相關(guān)關(guān)系。但試度和流值與瀝青混合料高溫穩(wěn)定性有

53、一定的相關(guān)關(guān)系。但試驗(yàn)試件受力狀態(tài)與實(shí)際受力狀態(tài)不符，不能反應(yīng)路用性能。驗(yàn)試件受力狀態(tài)與實(shí)際受力狀態(tài)不符，不能反應(yīng)路用性能。是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)，不能確切反映永久變形產(chǎn)生的機(jī)理。是一項(xiàng)經(jīng)驗(yàn)性指標(biāo)，不能確切反映永久變形產(chǎn)生的機(jī)理。5020RRK )24tan(2DhR(3)三軸試驗(yàn)：以材料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力來定三軸試驗(yàn)：以材料的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，粘結(jié)力和內(nèi)摩阻力來定義其穩(wěn)定性義其穩(wěn)定性特點(diǎn)：是一種比較完善的方法，可以較為詳盡地分析瀝青混合特點(diǎn)：是一種比較完善的方法，可以較為詳盡地分析瀝青混合料組成與力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，同時(shí)由于它的受力狀態(tài)與瀝料組成與力學(xué)性質(zhì)之間的關(guān)系，同時(shí)由于它的受力狀態(tài)

54、與瀝青混合料在路面中受力狀態(tài)比較接近，結(jié)果與使用情況具有青混合料在路面中受力狀態(tài)比較接近，結(jié)果與使用情況具有較好的相關(guān)性。但試驗(yàn)儀器和操作方法較為復(fù)雜。較好的相關(guān)性。但試驗(yàn)儀器和操作方法較為復(fù)雜。(4)蠕變?cè)囼?yàn)方法：以作用應(yīng)力和累積變形量的比值（蠕變模量）蠕變?cè)囼?yàn)方法：以作用應(yīng)力和累積變形量的比值（蠕變模量）來定義其穩(wěn)定性來定義其穩(wěn)定性特點(diǎn)：可以判別混合料的穩(wěn)定性指導(dǎo)材料的組成設(shè)計(jì)；可以預(yù)特點(diǎn)：可以判別混合料的穩(wěn)定性指導(dǎo)材料的組成設(shè)計(jì)；可以預(yù)估車轍量，為路面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。估車轍量，為路面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。(5)輪轍試驗(yàn)：模擬車輪荷載在路面上行駛而形成車轍的構(gòu)成試輪轍試驗(yàn)：模擬車輪荷載在路面上行駛而

55、形成車轍的構(gòu)成試驗(yàn)方法。包括小型室內(nèi)輪轍試驗(yàn)，大型環(huán)道或直道試驗(yàn)。以驗(yàn)方法。包括小型室內(nèi)輪轍試驗(yàn)，大型環(huán)道或直道試驗(yàn)。以動(dòng)穩(wěn)定度表示抗變形能力。動(dòng)穩(wěn)定度表示抗變形能力。tgc min)/(42)4560(214560次CCDDDS 特點(diǎn)：試驗(yàn)原理直觀，結(jié)果與實(shí)際的車轍之間有良好的特點(diǎn)：試驗(yàn)原理直觀，結(jié)果與實(shí)際的車轍之間有良好的相關(guān)性。相關(guān)性。3.提高高溫穩(wěn)定性的措施提高高溫穩(wěn)定性的措施1)提高內(nèi)摩阻力的方法提高內(nèi)摩阻力的方法(1)增加粗顆粒含量或減少剩余空隙率，使粗礦料形成空增加粗顆粒含量或減少剩余空隙率，使粗礦料形成空間骨架結(jié)構(gòu)間骨架結(jié)構(gòu)(2)采用具有豐富的棱角和發(fā)達(dá)的紋理構(gòu)造，能形成緊密采

56、用具有豐富的棱角和發(fā)達(dá)的紋理構(gòu)造，能形成緊密的嵌擠作用，有利于增強(qiáng)穩(wěn)定性。的嵌擠作用，有利于增強(qiáng)穩(wěn)定性。2)提高粘結(jié)力的方法提高粘結(jié)力的方法(1)適當(dāng)提高瀝青材料的粘稠度（特別是采用改性瀝青）適當(dāng)提高瀝青材料的粘稠度（特別是采用改性瀝青）(2)控制瀝青與礦料的比值，嚴(yán)格控制瀝青用量?？刂茷r青與礦料的比值，嚴(yán)格控制瀝青用量。(3)采用具有活性的礦粉，改善瀝青與礦料的相互作用采用具有活性的礦粉，改善瀝青與礦料的相互作用(4)在瀝青中摻入聚合物（天然橡膠、合成橡膠、聚異丁在瀝青中摻入聚合物（天然橡膠、合成橡膠、聚異丁烯、聚乙烯等）。烯、聚乙烯等）。六、瀝青路面的低溫抗裂性六、瀝青路面的低溫抗裂性 瀝

57、青路面的低溫抗裂性：指瀝青混合料抵抗溫度變化（降瀝青路面的低溫抗裂性：指瀝青混合料抵抗溫度變化（降溫）生產(chǎn)的收縮應(yīng)力的能力。溫）生產(chǎn)的收縮應(yīng)力的能力。按產(chǎn)生原因分類：按產(chǎn)生原因分類：1)低溫開裂：主要發(fā)生在日平均氣溫較低，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的北方低溫開裂：主要發(fā)生在日平均氣溫較低，且持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的北方寒冷地區(qū)。溫度收縮應(yīng)力將隨著溫度的下降而不斷增大，當(dāng)寒冷地區(qū)。溫度收縮應(yīng)力將隨著溫度的下降而不斷增大，當(dāng)溫度收縮應(yīng)力增至與瀝青混合料的極限抗拉強(qiáng)度相等時(shí)，路溫度收縮應(yīng)力增至與瀝青混合料的極限抗拉強(qiáng)度相等時(shí)，路面就會(huì)產(chǎn)生低溫開裂。面就會(huì)產(chǎn)生低溫開裂。 2)溫度疲勞開裂：主要發(fā)生在日平均氣溫并不太低，但晝夜溫

58、差溫度疲勞開裂：主要發(fā)生在日平均氣溫并不太低，但晝夜溫差大、日溫度周期性變化規(guī)律明顯的地區(qū)。在此情況下，雖然大、日溫度周期性變化規(guī)律明顯的地區(qū)。在此情況下，雖然路面中產(chǎn)生的溫度收縮應(yīng)力小于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，路路面中產(chǎn)生的溫度收縮應(yīng)力小于瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度，路面不會(huì)及時(shí)開裂，但每次溫度收縮應(yīng)力的循環(huán)都將在路面材面不會(huì)及時(shí)開裂，但每次溫度收縮應(yīng)力的循環(huán)都將在路面材料內(nèi)部造成一定程度的溫度疲勞損傷，隨著溫度收縮應(yīng)力循料內(nèi)部造成一定程度的溫度疲勞損傷，隨著溫度收縮應(yīng)力循環(huán)次數(shù)的增加，溫度疲勞損傷將逐漸積累。與此同時(shí)，由于環(huán)次數(shù)的增加，溫度疲勞損傷將逐漸積累。與此同時(shí)，由于瀝青混合料的老化，其抗拉

59、強(qiáng)度及抗變形能力卻在不斷衰減，瀝青混合料的老化，其抗拉強(qiáng)度及抗變形能力卻在不斷衰減，其結(jié)果就如同荷載疲勞破壞一樣，最終將導(dǎo)致路面的溫度疲其結(jié)果就如同荷載疲勞破壞一樣，最終將導(dǎo)致路面的溫度疲勞開裂。勞開裂。3)溫縮型反射裂縫：是指瀝青面層攤鋪以前基層已經(jīng)開裂，在瀝溫縮型反射裂縫：是指瀝青面層攤鋪以前基層已經(jīng)開裂，在瀝青面層攤鋪后，由于路面溫度日周期性變化的影響，在與基青面層攤鋪后，由于路面溫度日周期性變化的影響，在與基層裂縫對(duì)應(yīng)的瀝青面層的橫斷面上產(chǎn)生溫度收縮開裂現(xiàn)象。層裂縫對(duì)應(yīng)的瀝青面層的橫斷面上產(chǎn)生溫度收縮開裂現(xiàn)象。 1.影響低溫抗裂的因素影響低溫抗裂的因素(1)環(huán)境溫度與荷載作用的時(shí)間環(huán)境

60、溫度與荷載作用的時(shí)間A.瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度與溫度關(guān)系出現(xiàn)一峰值：隨溫度降低，瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度與溫度關(guān)系出現(xiàn)一峰值：隨溫度降低，抗拉強(qiáng)度增大，當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟戎?，抗拉?qiáng)度又隨之降低，抗拉強(qiáng)度增大，當(dāng)?shù)陀谀骋粶囟戎?，抗拉?qiáng)度又隨之降低，脆化點(diǎn)溫度：在一定條件下（加載方式，材料）最大抗拉強(qiáng)度值脆化點(diǎn)溫度：在一定條件下（加載方式，材料）最大抗拉強(qiáng)度值所對(duì)應(yīng)的溫度。所對(duì)應(yīng)的溫度。B.抗拉強(qiáng)度隨荷載作用時(shí)間的延長(zhǎng)而降低抗拉強(qiáng)度隨荷載作用時(shí)間的延長(zhǎng)而降低(2)瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)的影響瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)的影響A.密級(jí)配比開級(jí)配的抗拉強(qiáng)度高密級(jí)配比開級(jí)配的抗拉強(qiáng)度高B.瀝青的粘滯度高，抗拉強(qiáng)度高瀝青的粘