瀝青路面設(shè)計課件

1、第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性低溫抗開裂性水穩(wěn)定性抗疲勞性能抗老化性能耐久性第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)高溫穩(wěn)定性不足：有車轍、推移、擁包、搓板、泛油等病害1、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性（1）車轍的類型失穩(wěn)型車轍結(jié)構(gòu)型車轍磨耗型車轍（2）車轍的形成過程初始階段的壓密過程瀝青混合料的側(cè)向流動集料的重新分布及集料骨架的破壞（3）影響車轍的主要因素路面結(jié)構(gòu)頂層材料在車輪磨耗和自然環(huán)境因素作用下不斷損失而形成的永久變形瀝青路面結(jié)構(gòu)層在車輪荷載作用下，內(nèi)部材料流動，產(chǎn)生橫向位移，在輪跡處出現(xiàn)變形路面結(jié)構(gòu)在交通荷載作用下產(chǎn)生整體永久變形主要是由于路基變形傳遞到面層引起表處、貫入、路拌等次高級瀝

2、青路面的交叉口和邊坡路段第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)1、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性評價方法單軸壓縮試驗馬歇爾試驗蠕變試驗車轍試驗簡單剪切試驗圍壓=0、壓頭摩擦與實際存在一定誤差穩(wěn)定度、流值馬歇爾模數(shù)試件內(nèi)部應力分布復雜難以實際應用靜態(tài)蠕變試驗動態(tài)蠕變試驗連續(xù)動態(tài)加載試驗間歇重復加載試驗結(jié)果較好結(jié)果比較合理適合測定試件的回彈模量、動剪切模量瀝青路面容許車轍深度：第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)1、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)2、瀝青路面的低溫抗裂性拉應力荷載拉應力荷載抗拉強度開裂本質(zhì)溫度驟降裂縫抗拉強度溫度疲勞裂縫第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)2、瀝青路面的低溫抗裂性間接拉伸試驗

3、直接拉伸試驗低溫抗裂性能評價方法蠕變試驗受限試件的溫度應力試驗應力松弛試驗彎曲破壞試驗巴西劈裂試驗101.6mm63.5mm環(huán)氧樹脂粘貼38.138.1101.6mm溫度0oC3035250mm降溫速率，10 /h 5050250mm松弛模量松弛模量 收縮拉應力2503035mm，跨徑200mm，-10 ，加載速度：50mm/min梁底拉應力第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)低溫開裂影響因素：瀝青的性質(zhì)、氣溫狀況、瀝青老化程度、路基的種類和路面層次的厚度、面層與基層的粘結(jié)狀況、基層所用材料的特性、行車的狀況等可采取的預防措施：1）使用稠度較低、溫度敏感性低的瀝青；2）使用含臘量低的瀝青，使用應力松

4、弛性能好的改性瀝青，摻加纖維；3）使用較細的混合料類型，設(shè)置應力吸收層。2、瀝青路面的低溫抗裂性第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)1）水穩(wěn)定性作用機理：水降低了瀝青的粘附性、對瀝青形成沖刷，水進入瀝青與集料間、隔離了瀝青與集料的粘結(jié)；3、瀝青路面的水穩(wěn)定性混合料松散坑槽剝離評價方法煮沸試驗浸水馬歇爾試驗浸水輪轍試驗凍融臺座試驗第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)3、瀝青路面的水穩(wěn)定性浸水直接拉伸試驗凍融劈裂試驗思想一：瀝青裹覆標準集料，在水中煮沸，觀察剝落情況。思想二：路面取芯（擊實試驗），在浸水條件下進行試驗評估。影響因素混合料空隙率下層排水情況第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)3、瀝青路面的水穩(wěn)定性混合

5、料中礦料與瀝青的黏附性控制技術(shù)完善路面結(jié)構(gòu)排水系統(tǒng)盡量選擇堿性集料，必要時添加外摻劑選擇高黏度瀝青和表面活性成分高的瀝青。施工時保持集料干燥，無雜質(zhì)，攤鋪不離析，碾壓密實。第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)1）概念材料在低于極限抗拉強度下經(jīng)受重復拉應力或拉應變而最終導致破壞，稱為疲勞破壞。導致路面材料最終破壞（即開始疲勞開裂）的荷載作用次數(shù)，稱為疲勞壽命。2）瀝青混合料疲勞力學模型現(xiàn)象學模型：重復荷載作用下瀝青混合料強度衰減累積引起的破壞（傳統(tǒng)疲勞理論）；可建立瀝青路面層底拉應力與重復荷載作用次數(shù)的關(guān)系；斷裂力學模型：認為疲勞是材料初始裂縫在荷載作用下擴展至破壞的過程；研究了材料開裂機理及擴散規(guī)律

6、；能耗模型：混合料在應力應變作用下吸收能量引起的疲勞損傷；可建立能量與重復荷載作用次數(shù)的關(guān)系；4、瀝青路面的抗疲勞性能彎拉疲勞剪切疲勞3）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（礦料級配、瀝青種類和用量、混合料的壓實程度和空隙率、試驗的溫度、加荷速度和應力級等）第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)4、瀝青路面的抗疲勞性能第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)4）瀝青混合料疲勞試驗方法現(xiàn)場疲勞破壞試驗：AASHTO、WESTTRACK試驗路；足尺結(jié)構(gòu)模擬破壞試驗：大型環(huán)道、直道試驗；試板試驗法：室內(nèi)小型試件試驗：三分點小梁試驗、中點加載小

7、梁試驗、懸臂梯形梁試驗等。5）控制方式應力控制：每次對試件施加的荷載為常量，隨著荷載作用次數(shù)增多，試件不斷受到損傷，勁度隨之而降低，實際的彎曲應變則不斷增大；應變控制：測試過程中保持每次荷載下應變值不變，則應力隨施加荷載次數(shù)的增加而不斷減小。4、瀝青路面的抗疲勞性能瀝青的老化過程圖第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)1）瀝青老化瀝青老化是指瀝青在儲存、運輸、加工、施工及使用過程中在空氣、熱、光照和碾壓作用下產(chǎn)生性能下降的現(xiàn)象。分施工中的短期老化和使用中的長期老化。5、瀝青路面的耐老化性能第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)2）老化原因：膠質(zhì)、芳香分和飽和分（揮發(fā)）含量減小，瀝青質(zhì)含量增加；空氣的氧化作用，

8、使瀝青組分發(fā)生變化；瀝青分子結(jié)構(gòu)的硬化（聚合作用）。導致瀝青使用性能變壞，從而影響了路面的耐久性。5、瀝青路面的耐老化性能3）主要影響因素瀝青性能環(huán)境情況（光，氧，水，荷載）混合料形態(tài)（空隙率等）第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)4）老化試驗及評價瀝青老化：旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(RTFOT) （短期）、壓力容器老化試驗(PAV)（長期）；瀝青混合料短期老化：針對松散混合料，采取烘箱老化法、延時拌和法、微波加熱法；瀝青混合料長期老化：針對壓實成型試件，采取加壓氧化法、延時烘箱法、紅外/紫外線處理。5、瀝青路面的耐老化性能第三節(jié) 瀝青路面使用性能和分區(qū)6、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)分區(qū)目的：全國各地區(qū)氣候條件差異很大，對瀝青提出的要求也不盡相同，為保證瀝青路面對氣候的適應性，提出了瀝青及瀝青路面的氣候分區(qū)。分區(qū)方法：根據(jù)高溫-低溫-雨量三個主要因素的30年氣象統(tǒng)計資料，按照該類