道路工程概論：第十講 瀝青路面設(shè)計(jì)與施工

1、第十講 瀝青路面的設(shè)計(jì)與施工 道橋教研室 許鷹1瀝青路面的設(shè)計(jì)與施工一、概述二、瀝青路面設(shè)計(jì)三、瀝青路面材料要求 四、瀝青路面的施工與質(zhì)量控制21、瀝青路面的基本特性力學(xué)性質(zhì) 柔性路面瀝青高粘結(jié)性： 耐久性 使用品質(zhì)與其他路面相比 行車舒適 平整、無縫、振動(dòng)噪音低 施工養(yǎng)護(hù)簡便一、概 述整體強(qiáng)度與穩(wěn)定性32、瀝青路面的分類按強(qiáng)度構(gòu)成分：密實(shí)類、嵌鎖類/按級(jí)配類型分區(qū)別：空隙率、細(xì)顆粒含量、熱穩(wěn)定性/耐久、致密、抗?jié)B性按工藝方法分：層鋪法、拌和法：路拌、廠拌按技術(shù)品質(zhì)分：瀝青混凝土、瀝青碎石、瀝青貫入式、瀝青表面處治一、概 述4一、概 述5一、概 述6二、瀝青路面設(shè)計(jì)1、彈性層狀體系理論概述2、

2、瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)3、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì) 4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)7基本假設(shè)理論前提:線彈性體 （實(shí)際）非線形/彈-粘-塑性綜合體 （考慮）荷載瞬時(shí)性、高等級(jí)路面強(qiáng)度高模型：彈性層狀體系基本假設(shè)：1、彈性層狀體系理論08基本假設(shè)各層材料連續(xù)、均勻、各向同性，服從虎克定律，位移和變形微小；土基水平方向和垂直向下方向無限大，上面各層有一定厚度，但水平方向無限大；無限大的方向上應(yīng)力、變形和位移等于零；各層間接觸條件完全連續(xù)或完全滑動(dòng)；不計(jì)自重1、彈性層狀體系理論9柔性路面的主要破壞狀態(tài)：沉陷 原因：路基過大變形 現(xiàn)象：凹陷、拉裂車轍 原因：車載重復(fù)作用下材料累積變形 現(xiàn)象：縱向帶狀凹陷疲勞

3、開裂 原因：車載重復(fù)作用下彎曲變形 現(xiàn)象：無明顯變形的橫向至網(wǎng)狀開裂推移 原因：水平力下剪切變形 現(xiàn)象：局部擁起收縮開裂 原因：低溫凍縮 現(xiàn)象：橫向開裂2、瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)10設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)：防車轍破壞 控制路基表面豎向應(yīng)變/ 路面 塑性變形防疲勞開裂破壞 控制面層底面拉應(yīng)變、 拉應(yīng)力防推移破壞 控制面層剪應(yīng)力防收縮開裂破壞 控制溫度應(yīng)力/路面拉應(yīng)力防沉陷、車轍 道路整體回彈彎沉2、瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)11選擇：沉陷 工程措施防止推移、收縮開裂 局部破壞車轍、疲勞開裂 為主要破壞設(shè)計(jì)指標(biāo)規(guī)定：對(duì)高等級(jí)道路 道路整體回彈彎沉 / 路面結(jié) 構(gòu)層層底拉應(yīng)力其他 道路整體回彈彎沉2、瀝青路面

4、破壞狀態(tài)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)12設(shè)計(jì)內(nèi)容根據(jù) 道路作用、環(huán)境條件、交通要求、材料施工條件進(jìn)行 方案設(shè)計(jì)：確定路面等級(jí)、各層類型、結(jié)構(gòu)組合 結(jié)構(gòu)計(jì)算分析 材料組合設(shè)計(jì) 施工工藝設(shè)計(jì)確定 合理路面結(jié)構(gòu)：類型、材料、尺寸滿足 荷載和環(huán)境條件下，預(yù)定使用年限內(nèi)路面處于 良好工作狀態(tài)3、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)13設(shè)計(jì)程序 3、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)14設(shè)計(jì)流程 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)實(shí)例4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)15設(shè)計(jì)流程 4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)161）標(biāo)準(zhǔn)軸載 （BZZ-100）4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)P=100KNp=0.7Mpad=21.5cm兩輪中心距=1.5d172）軸載換算以設(shè)計(jì)彎沉值、瀝青層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指

5、標(biāo) 以半剛性材料層底拉應(yīng)力為設(shè)計(jì)指標(biāo)累積軸載作用次數(shù) Ne4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)式中：C1-輪組系數(shù)；C2-軸數(shù)系數(shù) 車道系數(shù) 183）設(shè)計(jì)指標(biāo)路表回彈彎沉瀝青層底拉應(yīng)力（應(yīng)變） 僅高速、一、二級(jí)公路半剛性基層層底拉應(yīng)力 僅高速、一、二級(jí)公路4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)194）設(shè)計(jì)要求A點(diǎn)處： B點(diǎn)或C點(diǎn)處：4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)205）設(shè)計(jì)彎沉的計(jì)算 ld4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)Ac 公路等級(jí)系數(shù)；As 面層類型系數(shù)；Ab 基層類型系數(shù)；216）材料容許拉應(yīng)力的計(jì)算 R瀝青混凝土面層:無機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料：無機(jī)結(jié)合料細(xì)粒土：4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)s 材料極限抗拉強(qiáng)度；Ks 抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)；

6、227）路表回彈彎沉的計(jì)算 ls4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)c 理論彎沉系數(shù)；F 彎沉綜合修正系數(shù)；238）層底拉應(yīng)力計(jì)算 m4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)24設(shè)計(jì)實(shí)例：（教材 P151）4、新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)25對(duì)原材料的要求 瀝青石油瀝青、煤瀝青、液體石油瀝青、瀝青乳液等選擇原則： 路面類型、施工條件、地區(qū)氣候條件、施工季節(jié)、 礦料性質(zhì) 粗集料碎石、篩選礫石、破碎礫石、礦渣等 細(xì)集料天然砂、機(jī)制砂及石屑等 填料石灰?guī)r或巖漿巖礦粉二、瀝青路面材料要求26級(jí)配的概念 級(jí)配：集料各級(jí)粒徑顆粒的分配情況二、瀝青路面材料要求27瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)三階段目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)確定各種規(guī)格集料的配合比，使得礦料級(jí)配接

7、近規(guī)范規(guī)定的中值，利用馬歇爾設(shè)計(jì)方法確定最佳瀝青用量。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)集料在拌合時(shí)，需要對(duì)冷料進(jìn)行二次篩分，篩分后的集料的顆粒組成已經(jīng)不同于原冷料，需要重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，確定最佳瀝青用量。生產(chǎn)配合比驗(yàn)證正式鋪筑之前試拌試鋪，為正式鋪筑提供經(jīng)驗(yàn)和數(shù)據(jù)。二、瀝青路面材料要求28目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)1、礦料配合比設(shè)計(jì)選定混合料類型與級(jí)配組成 根據(jù)道路、路面等級(jí)確定滿足級(jí)配組成范圍的礦料配合比例 圖解法、計(jì)算法對(duì)試配結(jié)果試驗(yàn)分析，調(diào)整二、瀝青路面材料要求29目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)2. 馬歇爾方法確定瀝青最佳含量確定瀝青用量經(jīng)驗(yàn)值 根據(jù)道路、路面等級(jí)分組混合料制件、試驗(yàn)（馬歇爾穩(wěn)定度、密度、空隙率、流值車轍指標(biāo)、飽和

8、度）確定關(guān)系曲線（瀝青含量各指標(biāo)）二、瀝青路面材料要求30a1 密度最大值；a2 穩(wěn)定度最大值；a3 空隙率范圍中值;a4 瀝青飽和度范圍中值;OAC1（a1a2a3 a4）/4根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定各關(guān)系曲線上瀝青用量范圍，取共同區(qū)間 OACminOACmax OAC2(OACminOACmax)/2 OAC(OAC1OAC2)/2目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)31瀝青路面施工與質(zhì)量控制瀝青表面處治 特點(diǎn)：改善行車條件、延長壽命、強(qiáng)度不計(jì)分類：單（11.5cm）雙（1.52.5cm）三（2.53cm）層式施工工藝：層鋪法為主 先油后料法（先料后油法） 關(guān)鍵 清底、油量控制、均勻度、防過壓、交通控制 32瀝青路面

9、施工與質(zhì)量控制瀝青貫入式特點(diǎn)：由大至小層鋪（各層粒徑均勻）、嵌鎖為主、熱穩(wěn)定性好、需作封層 分類：深貫入（6-8cm）、淺貫入（4-5cm）/厚度4-8cm施工工藝：層鋪法為主關(guān)鍵 油量控制、均勻度、防過壓、交通控制 33瀝青路面施工與質(zhì)量控制瀝青混凝土特點(diǎn)：原料加工選配、熱拌、瀝青膠泥 高粘性、均布、密實(shí)、耐久性、水穩(wěn)定性分類：粗、中、細(xì)粒式、瀝青砂（35、25、15、5mm最大粒徑）施工工藝：拌和法為主基層準(zhǔn)備與放樣：檢查、修整、清底、表面處理（透層瀝青、粘層瀝青、封層瀝青） 類型、用量 拌合運(yùn)輸攤鋪：氣候、溫度、機(jī)械、工藝；碾壓：溫度，階段：初、復(fù)、終（重量、速度、方式）34瀝青混凝土的

10、施工拌合（間歇式、連續(xù)式）35瀝青混凝土的施工拌合的溫度要求普通瀝青改性瀝青瀝青加熱溫度155-165160-165礦料溫度比瀝青溫度高1030190220普通瀝青改性瀝青混合料出廠溫度正常范圍155-170 超過190者廢棄正常范圍165-185 超過195者廢棄混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)溫度不低于150不低于165瀝青混合料拌合時(shí)材料溫度瀝青混合料出廠溫度36瀝青混凝土的施工混合料的運(yùn)輸拌和樓向運(yùn)料車放料時(shí)，汽車應(yīng)前后移動(dòng)，分幾堆裝料，以減少粗集料的分離現(xiàn)象。運(yùn)料車應(yīng)有蓬布覆蓋設(shè)施，以確保溫度或避免污染環(huán)境。瀝青混合料運(yùn)輸車的運(yùn)量應(yīng)較拌和能力和攤鋪速度有所富余，攤鋪機(jī)前應(yīng)有五輛運(yùn)料車等候卸料。連續(xù)攤鋪過程中，運(yùn)料車在攤鋪機(jī)推動(dòng)下前進(jìn)。37瀝青混凝土的施工混合料的攤鋪均勻、不間斷地?cái)備?。厚度控制通過試驗(yàn)段選擇松鋪厚度，每10米檢測(cè)松鋪厚度施工前應(yīng)充分預(yù)熱熨平板以防混合料粘結(jié)。攤鋪遇雨時(shí)，立即停止施工。38瀝