(完整版)《公路養(yǎng)護(hù)與管理》第3章瀝青路面課件

1、第三章 瀝青路面第一節(jié) 概述一、瀝青路面的基本特性（一）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、耐磨、振動(dòng)小、噪音低 、施工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便、適宜于分期修建等優(yōu)點(diǎn)。（二）瀝青路面屬柔性路面，強(qiáng)度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于土基和基層的特性 。二、瀝青路面的分類 （一）按強(qiáng)度構(gòu)成原理 密實(shí)類:嵌擠類：層鋪法:分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑;路拌法:在路上用機(jī)械將礦料和瀝青材料就地拌和攤鋪和碾壓密實(shí)而成的瀝青面層; 廠拌法: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，然后送到工地?cái)備伳雺憾傻臑r青路面。 （二）按施工工藝的不同（三）按瀝青路面的技術(shù)特性瀝青表

2、處 ：用瀝青和集料按層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過(guò)3cm的瀝青路面； 瀝青貫入：用瀝青和集料按層鋪法鋪筑而成，厚度一般為48 cm的瀝青路面 ； 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；乳化/溶劑瀝青碎石：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；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。第二節(jié) 瀝青路面材料的力學(xué)特性與溫度穩(wěn)定性 一、瀝青混合料的強(qiáng)度特性

3、瀝青混合料的強(qiáng)度特性隨溫度變化巨大，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。通常我們關(guān)心瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度和抗拉、抗彎拉強(qiáng)度。瀝青混合料（粗分散系）分散相粗集料分散介質(zhì)砂漿（細(xì)分散系）分散介質(zhì)瀝青膠結(jié)物（微分散系） 分散相細(xì)集料分散相填料分散介質(zhì)瀝青（一）瀝青混合料結(jié)構(gòu)組成的膠漿理論自由瀝青結(jié)構(gòu)瀝青礦粒瀝青混合料是一種彈性粘塑性材料，有時(shí)主要呈現(xiàn)為彈性性質(zhì)，有時(shí)則主要呈粘塑性性質(zhì)。而大多數(shù)情況下，幾乎同時(shí)綜合呈現(xiàn)上述性質(zhì)。呈現(xiàn)何種性質(zhì)與荷載作用時(shí)間和瀝青粘滯度（溫度）相關(guān)。其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系要

4、考慮以上兩種情況，以勁度模量表征：二、瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變特性加荷時(shí)間t 破壞點(diǎn) e 影響瀝青混合料疲勞特性的因素：材料的性質(zhì)（種類、組成等）、環(huán)境因素（溫度、濕度等）、加荷方式、瀝青混合料的勁度（礦料級(jí)配、瀝青種類和用量、混合料的壓實(shí)程度和空隙率、試驗(yàn)的溫度、加荷速度和應(yīng)力級(jí)等）三瀝青混合料的疲勞特性疲勞極限：低溫、常溫時(shí)表現(xiàn)為疲勞斷裂，高溫時(shí)表現(xiàn)為塑性變形累計(jì)，無(wú)明顯疲勞極限。彎拉疲勞剪切疲勞瀝青砂膠瀝青混凝土密級(jí)配瀝青碎石無(wú)級(jí)配瀝青碎石10-410-310-5104106107105拉應(yīng)變作用次數(shù)典型控制應(yīng)變條件的疲勞曲線控制應(yīng)力模式的疲勞方程控制應(yīng)變模式的疲勞方程四、瀝青混合料的高溫穩(wěn)

5、定性上海地區(qū)的瀝青路面年變溫和日變溫曲線溫度（）平均抗壓強(qiáng)度（MPa）501.02.0202.55.008.013.01010.017.03518.030.0瀝青混凝土抗壓強(qiáng)度隨溫度的變化影響因素因素變化車轍深度集料表面紋理光滑粗糙減小形狀圓角礫減小尺寸最大粒徑增加減小結(jié)合料勁度增加減小用量增加增加粘度增加減小混合料空隙率增加增加VMA增加增加荷載大小增加增加作用次數(shù)增加增加環(huán)境條件溫度增加增加濕度增加一般增加影響高溫穩(wěn)定性的因素降溫 30時(shí),瀝青面層的溫度應(yīng)力 瀝青混合料的溫度應(yīng)力五、瀝青混合料的低溫抗裂性影響瀝青路面低溫開(kāi)裂的因素2.混合料的瀝青含量3.混合料的剩余空隙率4.混合料的級(jí)配與

6、礦料品種1.混合料中瀝青的性質(zhì)瀝青低溫延度及針入度越大，其開(kāi)裂溫度就越低，其中低溫延度比針入度對(duì)開(kāi)裂溫度的影響更為顯著。6.基礎(chǔ)情況瀝青面層相同情況下，在沙土路基上的瀝青路面的裂縫比粘土路基上的瀝青路面的裂縫要密 5.瀝青層的厚度在馬歇爾實(shí)驗(yàn)最佳用量-1%+0.5%范圍內(nèi)，不明顯影響路面的橫縫產(chǎn)生頻率 剩余空隙率越大，瀝青混合料的勁度越小，低溫收縮越小連續(xù)、密實(shí)的級(jí)配低溫開(kāi)例較小，礦料品種對(duì)低溫開(kāi)例影響不明顯較厚的瀝青層能限制和約束收縮裂紋的發(fā)展6.基層情況收縮明顯的半剛性基層常常使瀝青面層產(chǎn)生較多的低溫裂縫和反射裂縫六、瀝青混合料的水穩(wěn)定性（一）表現(xiàn)基層翻漿混合料松散坑槽（二）影響水穩(wěn)定性的

7、因素1.混合料空隙率2.混合料中礦料與瀝青的黏附性3.下層排水情況第三節(jié) 熱拌瀝青混合料的設(shè)計(jì)一、材料要求1.瀝青 1）道路石油瀝青道路石油瀝青的性能主要取決于油源氣候?yàn)r青瀝青路面類型分區(qū)種類瀝青表面處治瀝青貫入式及上拌下貫式瀝青碎石瀝青混凝土寒區(qū)石油瀝青A140A180A140A180AH90 AH110AH130 A100AH90 AH110A100溫區(qū)石油瀝青 A100A140A180A140A180AH90 AH110A100AH70 AH90A60 A100熱區(qū)石油瀝青 A60A100A140A60A100A140AH50 AH70AH90A100 A60AH50 AH70A60 A

8、100寒冷地區(qū)：年度內(nèi)最低月平均氣溫（）低于10；年內(nèi)月平均氣溫25的日數(shù)（天）少于215；溫和地區(qū)：年度內(nèi)最低月平均氣溫（）010；年內(nèi)月平均氣溫25的日數(shù)（天）215270；較熱地區(qū)：年度內(nèi)最低月平均氣溫（）高于0；年內(nèi)月平均氣溫25的日數(shù) （天）多于270。2）煤瀝青酸性、潮濕的石料，以及低溫季節(jié)施工宜選用陽(yáng)離子乳化瀝青；堿性石料或與摻入的水泥、石灰、粉煤灰共同使用時(shí)，宜選用陰離子乳化瀝青。 不宜作瀝青面層用，一般僅作為透層瀝青使用3）乳化瀝青4）改性瀝青 熱塑性橡膠類：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯( SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯（SIS)等 橡膠類：天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)

9、、氯丁橡膠(CR)、丁二烯橡膠(BR)等 樹(shù)脂類:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯( PE 、無(wú)規(guī)聚丙烯(APP) ,聚氧乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS）等。2.粗集料（大于2.36mm粒徑） 1）瀝青路面可用的粗集料有碎石、篩選礫石、破碎礫石、礦渣等 指標(biāo)高速公路、一級(jí)公路其它等級(jí)公路石料壓碎值 不大于(%)2830洛杉磯磨耗損失 不大于(%)3040視密度 不小于(%)2.502.45吸水率 不大于(%)2.03.0對(duì)瀝青的粘附性 不小于4級(jí)3級(jí)堅(jiān)固性 不大于(%)12細(xì)長(zhǎng)扁平顆粒含量 不大于(%)15202）粗集料基本技術(shù)要求3）粗集料應(yīng)選用基性石料4）粗集料的級(jí)配決定混合料的種

10、類3.細(xì)集料 1）瀝青面層的細(xì)集料可采用天然砂、機(jī)制砂及石屑；2）細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒組成； 3）熱拌瀝青混合料的細(xì)集料宜采用優(yōu)質(zhì)的天然砂或機(jī)制砂，在缺砂地區(qū)也可以用石屑； 4）與瀝青粘結(jié)性能很差的天然砂及用花崗巖、石英巖等酸性石料破碎的機(jī)制砂或石屑不宜用于高速公路、一級(jí)公路瀝青面層。 4.填料 采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉 指 標(biāo)高速公路、一級(jí)公路其它等級(jí)公路 視密度 不小于(t/m3)2.502.45 含水量 不大于(%)11 粒度范圍 0.6mm (%) 0.15mm(%) 0.075mm(%)1009010075100100

11、9010070100 外 觀 無(wú) 團(tuán) 粒 結(jié) 塊 親水系數(shù) 1為提高礦料粘附性，可摻入低于2的消石灰粉、水泥或磨細(xì)粉煤灰二、混合料組成設(shè)計(jì)1.目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段試驗(yàn)室采用體積法或功能驗(yàn)證法進(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）體積法：適用于間斷級(jí)配混合料（SMA為典型）粗集料骨架粗集料骨架間隙由小集料填充填充集料過(guò)大破壞了骨架的嵌擠結(jié)構(gòu)填充集料過(guò)多破壞了骨架的嵌擠結(jié)構(gòu)2）功能法：適用于各種混合料（瀝青混凝土為典型）2.生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段從二次篩分后進(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

12、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)行馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。 第四節(jié) 瀝青路面的施工與質(zhì)量控制 一、灑鋪法瀝青路面面層的施工 1瀝青表面處治 1）備料；2）清理基層及放樣；3）澆灑透層瀝青；4）灑布第一次瀝青；5）鋪撒第一層礦料；6）碾壓；7）灑布第二次瀝青；8）鋪撒第二層礦料；9）碾壓；10）初期養(yǎng)護(hù)。所用的礦料，其最大粒徑應(yīng)與所處治的層次厚度相

13、當(dāng)。礦料的最大與最小粒徑比例應(yīng)不大于2，介于兩個(gè)篩孔之間顆粒的含量應(yīng)不少于70%80% 2瀝青貫入式路面 1）整修和清掃基層；2）澆灑透層或粘層瀝青；3）鋪撒主層礦料；4）第一次碾壓；5）灑布第一次瀝青；6）鋪撒第一次嵌縫料;7）第二次碾壓;8）灑布第二次瀝青;9）鋪撒第二次嵌縫料;10）第三次碾壓；11）灑布第三次瀝青;12）鋪撒封面礦料;13）最后碾壓;14）初期養(yǎng)護(hù)。瀝青貫入式的主層礦料約為層厚的1/22/3，第一遍嵌縫料與主層礦料差34個(gè)粒級(jí)（最大粒徑差2倍以上），第二遍嵌縫料再小23個(gè)粒級(jí)二、路拌瀝青碎石路面的施工 1.清掃基層；2.鋪撒礦料；3.灑布瀝青材料；4.拌和；5.整形；6

14、.碾壓；7.初期養(yǎng)護(hù)；8.封層。路拌瀝青碎石路面的施工程序：三、熱拌瀝青混合料路面的施工 1.基層準(zhǔn)備和放樣1）面層鋪筑前，應(yīng)對(duì)基層或舊路面的厚度、密實(shí)度、平整度、路拱等進(jìn)行檢查； 2）為使面層與基層粘結(jié)好，在面層鋪筑前48h，在粒料類的基層灑布透層瀝青； 透層瀝青用油AL(M)1、2或油AL(S)1、2標(biāo)號(hào)的液體石油瀝青，或用T1標(biāo)號(hào)的煤瀝青。透層瀝青的灑布量：液體石油瀝青為0.81.0kg/m2；煤瀝青為1.01.2kg/m2。 3）若基層為舊瀝青路面或水泥混凝土路面或無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類，則在面層鋪筑之前，在舊路面上灑布一層粘層瀝青； 粘層瀝青用油AL(M)3、4、5標(biāo)號(hào)的液體石油瀝青，或用

15、T4、5標(biāo)號(hào)的軟煤瀝青。粘層瀝青的灑布量：液體石油瀝青為0.40.6 kg/m2；煤瀝青為0.50.8 kg/m2。 4）若基層為灰土類基層或有抗沖刷要求，為加強(qiáng)面層與基層的粘結(jié)，減少水分浸入基層，可在面層鋪筑前鋪下封閉層 在灰土基層上灑布0.70.9 kg/m2的液體石油瀝青或0.81.0 kg/m2的煤瀝青后，隨即撒鋪38mm顆粒的石屑，用量為5m3/1000 m2，并用輕型壓路機(jī)壓實(shí) 5）為控制攤鋪厚度，沿路面中心線和四分之一路面寬處設(shè)置樣樁，標(biāo)出混合料的松鋪厚度。采用自動(dòng)調(diào)平攤鋪機(jī)攤鋪時(shí)，還應(yīng)放出引導(dǎo)攤鋪機(jī)運(yùn)行走向和標(biāo)高的控制基準(zhǔn)線。 2瀝青混合料的拌制 1）間歇式拌和設(shè)備 2）連續(xù)式

16、拌和設(shè)備 3）拌合溫度的控制（）瀝 青 種 類石 油 瀝 青煤 瀝 青瀝 青 標(biāo) 號(hào)AH50AH70AH90A60AH-110 AH-130A-100 A-140A-180A-200T-8T-9T-5T-6T-7 瀝青加熱溫度15017014016013015010013080120礦料溫度間隙式拌和機(jī)比瀝青加熱溫度高度020（填料不加熱）比瀝青加熱溫度高15（填料不加熱）連續(xù)式拌和機(jī)比瀝青加熱溫度高510（填料不加熱）比瀝青加熱溫度高8（填料不加熱）瀝青混合料出廠正常溫度1401651251601201509012080110混合料貯料倉(cāng)貯存溫度貯料過(guò)程中溫度降低不超過(guò)10貯料過(guò)程中溫度降低

17、不超過(guò)103.熱拌瀝青混合料的攤鋪1）人工攤鋪 將汽車運(yùn)來(lái)的瀝青混合料先卸在鐵板上，隨即用人工鏟運(yùn)，以扣鏟方式均勻攤鋪在路上，攤鋪時(shí)不得揚(yáng)鏟遠(yuǎn)甩，以免造成粗細(xì)粒料分離，一邊攤鋪一邊用刮板刮平。刮平時(shí)做到輕重一致，往返刮23次達(dá)到平整即可，防止反復(fù)多刮使粗粒料刮出表面。攤鋪過(guò)程中要隨時(shí)檢查攤鋪厚度、平整度和路拱，如發(fā)現(xiàn)有不妥之處應(yīng)及時(shí)修整 瀝青混合料的攤鋪?lái)樞?，?yīng)從進(jìn)料方向由遠(yuǎn)而近逐步后退進(jìn)行。應(yīng)盡可能在全幅路面上攤鋪，以避免產(chǎn)生縱向接縫。如路面較寬不能全幅攤鋪，可按車道寬度分成兩幅或數(shù)幅分別攤鋪，但接縫必須平行路中心線，縱縫搭接要密切，以免產(chǎn)生凹槽。操作過(guò)程應(yīng)滿足施工規(guī)范的要求。人工攤鋪時(shí)，瀝

18、青混凝土松鋪系數(shù)混合料為1.251.50，瀝青碎石為1.201.45 2）機(jī)械攤鋪 自動(dòng)傾卸汽車將瀝青混合料卸到攤鋪機(jī)料斗后，經(jīng)鏈?zhǔn)絺魉推鲗⒒旌狭贤髠鞯铰菪龜備伷?，隨著攤鋪機(jī)向前行使，螺旋攤鋪器即在攤鋪帶寬度上均勻地?cái)備伝旌狭?，隨后由振搗板搗實(shí)，并由攤平板整平 運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)溫度不低于120150攤鋪溫度正常施工不低于110130且不超過(guò)165低溫施工不低于120140且不超過(guò)175攤鋪?zhàn)鰳I(yè)溫度控制4.熱拌瀝青混合料的碾壓初壓（穩(wěn)壓）：用6080KN雙輪壓路機(jī)以1.52.0 km/h的速度先碾壓2遍，使混合料得以初步穩(wěn)定 復(fù)壓：用100120KN三輪壓路機(jī)或輪胎式壓路機(jī)碾壓46遍。碾壓速度：三輪壓路機(jī)為3 km/h；輪胎式壓路機(jī)為5 km/h。復(fù)壓階段碾壓至穩(wěn)定無(wú)顯著輪跡為止 終壓：是在復(fù)壓之后用6080KN雙輪壓路機(jī)以3 km/h的碾壓速度橫向碾壓24遍，以消除碾壓過(guò)程中產(chǎn)生