第八章水泥路面設(shè)計(jì)_第1頁(yè)
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第八章瀝青路面設(shè)計(jì)掌握瀝青路面及其材料的工作特性;掌握瀝青路面的損壞形式與設(shè)計(jì)控制指標(biāo),新建瀝青路面的結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算;熟悉瀝青路面氣候分區(qū)的原則和方法;熟悉瀝青路面的排水結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì);熟悉提高瀝青路面各種性能的方法了解瀝青路面改建設(shè)計(jì);了解瀝青路面的基本特性及性能要求學(xué)習(xí)要點(diǎn):瀝青路面是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑各類(lèi)基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。概述第一節(jié)概述一.瀝青路面的基本特性1.定義2.瀝青路面的工程特性①優(yōu)良的力學(xué)性能-變形性能與強(qiáng)度

②良好的抗滑性-雨天的行駛安全性

③施工方便-強(qiáng)度形成速度和維修

④經(jīng)濟(jì)耐久-使用壽命

⑤有利于分期修建第一節(jié)概述一.瀝青路面的基本特性3.瀝青路面的優(yōu)缺點(diǎn)(與普通水泥路面相比)(1)表面平整無(wú)接縫、行車(chē)較舒適;(2)結(jié)構(gòu)較柔,振動(dòng)小,行車(chē)穩(wěn)定性好;(3)車(chē)輛與路面的視覺(jué)效果好;(4)施工期短、施工成型快,能夠迅速交付使用

(在機(jī)場(chǎng)跑道、高速公路上尤其需要);(5)易于維修,可再利用;(6)強(qiáng)度和穩(wěn)定性受基層、土基影響較大;(7)瀝青混合料力學(xué)性能受溫度影響大;(8)瀝青會(huì)老化,瀝青結(jié)構(gòu)層易出現(xiàn)老化破壞。

概述1.裂縫第一節(jié)概述二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因Top-downCrackDown-topcrack概述1.裂縫(1)橫向裂縫①荷載型裂縫②非荷載型裂縫因拉應(yīng)力超過(guò)材料疲勞極限引起,從下向上發(fā)展

溫縮裂縫、反射裂縫、不均勻沉降裂縫、凍脹裂縫、施工裂縫等第一節(jié)概述二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述1.裂縫(2)縱向裂縫

原因多種,如承載力過(guò)大、承載力不足;施工縱縫未做好;不均勻沉陷;車(chē)轍裂縫等。(3)網(wǎng)狀裂縫上述裂縫未及時(shí)處理,水滲入所致;結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足;瀝青老化等二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述1.裂縫橫向裂縫Transversecracking二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述1.裂縫損壞形式與設(shè)計(jì)控制指標(biāo)縱向裂縫longitudinalcracking二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因1.裂縫損壞形式與設(shè)計(jì)控制指標(biāo)塊裂及網(wǎng)裂NetCracking二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因2.車(chē)轍(1)定義

路面結(jié)構(gòu)及路基在行車(chē)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí),或結(jié)構(gòu)層及路基中材料的側(cè)向位移產(chǎn)生的累積永久變形。車(chē)轍還包括輪胎磨耗引起的材料缺省。

車(chē)轍是瀝青路面的主要破壞型式,對(duì)于半剛性基層瀝青路面,車(chē)轍主要發(fā)生在中面層或?yàn)r青表層。二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述2.車(chē)轍(2)車(chē)轍類(lèi)型及成因①結(jié)構(gòu)性車(chē)轍

②流動(dòng)性車(chē)轍

③磨損形車(chē)轍

路面結(jié)構(gòu)及路基材料的變形累積高溫季節(jié),瀝青混合料高溫穩(wěn)定性不足,塑性變形累積,側(cè)向流動(dòng)變形車(chē)輛渠化交通的荷載磨耗二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述一.瀝青路面的損壞形式2.車(chē)轍損壞形式與設(shè)計(jì)控制指標(biāo)3.水損壞(1)定義

瀝青路面在水的作用下,瀝青逐漸失去與礦料的粘結(jié)力,從集料表面脫落,在車(chē)輛的作用下瀝青面層呈現(xiàn)松散狀態(tài),以至集料從路面脫落形成坑槽。二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述(2)形成原因①瀝青混合料的空隙率較大

②路面沒(méi)有設(shè)置完善的路面內(nèi)部排水系統(tǒng)

③使用了與瀝青粘附性不好的中性或酸性石料

3.水損壞二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述3.水損壞高速公路路面坑洞現(xiàn)象瀝青路面的水穩(wěn)定性二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述4.松散和坑槽(1)定義

由于面層材料組合不當(dāng)或施工質(zhì)量差,結(jié)合料含量太少或粘結(jié)力不足,使面層混合料的集料間失去粘結(jié)而成片散開(kāi),稱(chēng)為松散,瀝青層出現(xiàn)松散剝落將會(huì)繼而出現(xiàn)坑槽破壞。(2)形成原因①瀝青與礦料間的粘附性較差②施工中混合料加熱溫度過(guò)高,導(dǎo)致瀝青老化失去粘性

二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述4.松散和坑槽二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述4.松散和坑槽二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述4.松散和坑槽損壞形式與設(shè)計(jì)控制指標(biāo)二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因5.表面功能下降(1)定義

在車(chē)輪反復(fù)滾動(dòng)摩擦作用下,集料表面逐漸磨光,有時(shí)還伴有瀝青的不斷上翻、泛油,導(dǎo)致瀝青面層表面光滑。(2)形成原因1)集料軟弱,宏觀紋理和微觀構(gòu)造小;

2)粗集料抵抗磨光的能力差(由磨光值、棱角性、壓碎值等表征);

3)級(jí)配不當(dāng),粗料少、細(xì)料多;

4)用油量偏大,或出現(xiàn)水損害;

5)瀝青稠度太低;

6)車(chē)輪磨耗太嚴(yán)重。二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述5.表面功能下降表面泛油圖片二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述6.其他病害包括泛油、坑洞、波浪、擁包、啃邊等。二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述6.其他病害二.瀝青路面的損壞類(lèi)型及成因概述概述第一節(jié)概述三.瀝青路面的性能要求①?gòu)?qiáng)度與剛度(開(kāi)裂、變形)②穩(wěn)定性(高、低溫、水穩(wěn)定性)③耐久性(疲勞、老化)④平整性(舒適、動(dòng)荷)⑤抗滑性(安全)⑥少塵性(環(huán)保)概述第一節(jié)概述三.瀝青路面的性能要求高溫穩(wěn)定性-高溫下抵抗永久變形的能力;低溫抗裂性-抵抗低溫抗裂的能力;水穩(wěn)定性-抵抗水損害的能力,密級(jí)配路面抗?jié)B和排水路面透水;耐久性—抵抗老化與荷載重復(fù)作用的能力;抗滑能力—保證不利情況下車(chē)輛安全形勢(shì)的能力。概述四.瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)內(nèi)容

結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)材料組成設(shè)計(jì)厚度設(shè)計(jì)驗(yàn)算結(jié)構(gòu)方案比選路肩構(gòu)造設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)四.瀝青路面設(shè)計(jì)內(nèi)容與方法1.結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法

經(jīng)驗(yàn)法:AASHTO法;CBR法。

依據(jù)調(diào)查或大型試驗(yàn)總結(jié)得到的設(shè)計(jì)方法,其特點(diǎn)是符合試驗(yàn)地的實(shí)際,但是不能結(jié)合不同地方的實(shí)際。力學(xué)經(jīng)驗(yàn)法(M-E):AI法;SHELL法;我國(guó)設(shè)計(jì)方法。

依據(jù)力學(xué)模型計(jì)算結(jié)構(gòu)響應(yīng),結(jié)合實(shí)際進(jìn)行參數(shù)的確定,其特點(diǎn)是理論聯(lián)系實(shí)際,是目前設(shè)計(jì)方法發(fā)展的總趨勢(shì)。典型結(jié)構(gòu)法:法國(guó)方法;中國(guó)八·五研究成果。

通過(guò)調(diào)查,總結(jié)得到的與交通量等參數(shù)有關(guān)的結(jié)構(gòu)圖,特點(diǎn)是減少了設(shè)計(jì)的隨意性,具有結(jié)構(gòu)使用性能明確,結(jié)構(gòu)圖統(tǒng)一。優(yōu)化設(shè)計(jì)法

通過(guò)目標(biāo)函數(shù)優(yōu)化,使其具有性能與費(fèi)用的最優(yōu)性,但尚不成熟。第二節(jié)瀝青路面的分類(lèi)與特性一.瀝青路面的分類(lèi)1.按強(qiáng)度構(gòu)成原理:密實(shí)類(lèi)瀝青路面閉式混合料:空隙率小于6%開(kāi)式混合料:空隙率大于6%嵌擠類(lèi)瀝青路面第二節(jié)瀝青路面的分類(lèi)與特性一.瀝青路面的分類(lèi)2.按施工原理分類(lèi):(1)層鋪法:(b)優(yōu)點(diǎn):工藝和設(shè)備簡(jiǎn)便、功效較高、施工進(jìn)度快、造價(jià)較低;(a)定義:是用分層灑布瀝青,分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑。(c)缺點(diǎn):路面成型期較長(zhǎng),需要經(jīng)過(guò)炎熱季節(jié)行車(chē)碾壓之后路面方能成型。(d)類(lèi)型:瀝青表面處治和瀝青貫入式兩種。一.瀝青路面的分類(lèi)2.按施工原理分類(lèi):(2)路拌法:(b)優(yōu)點(diǎn):瀝青材料在礦料中分布比層鋪法均勻,可以縮短路面的成型期。(a)定義: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。(c)缺點(diǎn):但因所用的礦料為冷料,需使用粘稠度較低的瀝青材料,故混合料的強(qiáng)度較低。(d)類(lèi)型:路拌瀝青碎(礫)石和路拌瀝青穩(wěn)定土。一.瀝青路面的分類(lèi)2.按施工原理分類(lèi):(3)廠拌法:優(yōu)點(diǎn):廠拌法使用較粘稠的瀝青材料,且礦料經(jīng)過(guò)精選,混合料質(zhì)量高,使用壽命長(zhǎng)。定義:將規(guī)定級(jí)配的礦料和瀝青材料在工廠用專(zhuān)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。缺點(diǎn):修建費(fèi)用較高。類(lèi)型:廠拌瀝青碎石和瀝青混凝土。分類(lèi):熱拌熱鋪、熱拌冷鋪。一.瀝青路面的分類(lèi)3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(1)瀝青表面處治路面定義: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。厚度:1.5~3.0cm。層鋪法可分為單層、雙層、三層。用途:適用于三級(jí)、四級(jí)公路的面層、舊瀝青面層上加鋪罩面或抗滑層、磨耗層等。3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(2)瀝青貫入式路面定義:用瀝青貫入碎(礫)石作面層的路面。厚度:4~8cm。用途:適用于作二級(jí)及二級(jí)以下公路的瀝青面層。一.瀝青路面的分類(lèi)3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(3)瀝青碎石路面:定義:由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及少量填料(或不加填料)與瀝青結(jié)合料拌和而成,壓實(shí)后剩余空隙率在10%以上的半開(kāi)式瀝青混合料,也稱(chēng)為瀝青碎石混合料(以AM表示,采用圓孔篩時(shí)用LS表示)。用途:瀝青碎石也可用作聯(lián)結(jié)層。一.瀝青路面的分類(lèi)3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(4)瀝青混凝土路面定義:由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定級(jí)配的料,與瀝青結(jié)合料拌和而制成的符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混合料(以AC表示,采用圓孔篩時(shí)用LH表示)。分層:?jiǎn)螌踊螂p層或三層瀝青混合料組成。用途:用作高等級(jí)公路的面層。一.瀝青路面的分類(lèi)3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(5)乳化瀝青碎石用途:適用于做三級(jí)、四級(jí)公路的瀝青面層、二級(jí)公路養(yǎng)護(hù)罩面以及各級(jí)公路的調(diào)平層。一.瀝青路面的分類(lèi)3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(6)瀝青瑪蹄脂碎石路面定義:

(簡(jiǎn)稱(chēng)SMA)是以間斷級(jí)配為骨架,用改性瀝青、礦粉及木質(zhì)纖維素組成的瀝青瑪蹄脂為結(jié)合料,經(jīng)拌和、攤鋪、壓實(shí)而形成的一種構(gòu)造深度較大的抗滑面層。特點(diǎn):抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲勞、高溫抗車(chē)轍、低溫抗開(kāi)裂的優(yōu)點(diǎn)。用途:適用于高速公路、一級(jí)公路和其他重要公路的表面層。一.瀝青路面的分類(lèi)瀝青路面材料

SMA(StoneMatrixAsphalt)混合料3.按瀝青路面的技術(shù)特性分(7)排水性瀝青混凝土和開(kāi)級(jí)配瀝青混合料磨耗層一.瀝青路面的分類(lèi)一.瀝青路面的分類(lèi)4.按集料的公稱(chēng)最大粒徑分類(lèi)(1)特粗式瀝青混合料:集料的最大公稱(chēng)粒徑為37.5mm。(2)粗粒式瀝青混合料:集料的最大公稱(chēng)粒徑為26.5mm和31.5mm。(3)中粒式瀝青混合料:集料的最大公稱(chēng)粒徑為16mm和19mm。(4)細(xì)粒式瀝青混合料:集料的最大公稱(chēng)粒徑為9.5mm和13.2mm。(5)砂粒式瀝青混合料:集料的最大公稱(chēng)粒徑為4.75mm。最大粒徑:通過(guò)率為100%的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸公稱(chēng)最大粒徑:是指全部通過(guò)或允許少量不通過(guò)的最小標(biāo)準(zhǔn)篩篩孔尺寸,通常比最大粒徑小一個(gè)粒級(jí)例如:混合料在16mm篩孔的通過(guò)率為100%,篩余量為0%;在13.2mm篩孔上的篩余量小于10%,則此集料的最大粒徑為16mm,公稱(chēng)最大粒徑為13.2mm。篩孔尺寸(mm)16.013.29.54.752.360.60.30.075級(jí)配范圍(mm)10090~10070~8848~6836~5318~3012~224~8集料最大粒徑與公稱(chēng)最大粒徑一.瀝青路面的分類(lèi)二.瀝青混合料空間結(jié)構(gòu)與壓實(shí)性能瀝青混合料是一種由集料、瀝青和空氣組成的三相空間體系。1.瀝青混合料的空間結(jié)構(gòu)二.瀝青混合料空間結(jié)構(gòu)與壓實(shí)性能2.瀝青混合料的壓實(shí)性能①瀝青混合料壓實(shí)度及其控制:瀝青混合料的壓實(shí)度直接決定著其成型后的強(qiáng)度,在一定范圍之內(nèi)(沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)壓時(shí)),壓實(shí)度越大越好。壓實(shí)度表征的三種方式與實(shí)際控制方法:(1)理論密度的壓實(shí)度;(2)馬歇爾密度的壓實(shí)度;(3)試驗(yàn)段密度的壓實(shí)度。區(qū)別:分母不一樣,分別是:真密度、馬歇爾試件密度和試驗(yàn)段取芯試件密度??刂茦?biāo)準(zhǔn):93%、97%、99%。二.瀝青混合料空間結(jié)構(gòu)與壓實(shí)性能2.瀝青混合料的壓實(shí)性能②瀝青混合料壓實(shí)影響因素:

壓實(shí)溫度、壓實(shí)速度、壓實(shí)應(yīng)力(功)、瀝青用量等。瀝青混合料壓實(shí)可行性區(qū)域?yàn)r青混合料是由集料、瀝青和空氣組成的三相空間體系。強(qiáng)度取決于集料顆粒間的摩擦力和嵌擠力、瀝青膠結(jié)料的黏結(jié)性以及瀝青與集料之間的黏附性。影響:集料的類(lèi)型、空間布型以及膠結(jié)料的類(lèi)型、用量、與集料的黏附程度影響著瀝青混合料的力學(xué)特性。類(lèi)型:按密實(shí)原則和嵌擠原則構(gòu)成的瀝青混合料的典型結(jié)構(gòu)類(lèi)型有三種:密實(shí)懸浮結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)三.瀝青混合料的力學(xué)性能三.瀝青混合料的力學(xué)性能1.瀝青混合料結(jié)構(gòu)類(lèi)型二.瀝青混合料的力學(xué)性能1.瀝青混合料結(jié)構(gòu)類(lèi)型間斷級(jí)配連續(xù)開(kāi)級(jí)配連續(xù)密級(jí)配懸浮密實(shí)型骨架空隙型密實(shí)骨架型二.瀝青混合料的力學(xué)性能1.瀝青混合料結(jié)構(gòu)類(lèi)型(1).懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)密實(shí)程度高,空隙率低,水穩(wěn)定性好,低溫抗裂性和耐久性好整個(gè)混合料缺少粗集料顆粒的骨架支撐,高溫條件下,宜形成車(chē)轍。二.瀝青混合料的力學(xué)性能1.瀝青混合料結(jié)構(gòu)類(lèi)型(2).骨架空隙結(jié)構(gòu)依靠粗集料間的骨架作用,能減緩高溫季節(jié)瀝青路面的車(chē)轍形成。

由于混合料中缺少細(xì)顆粒,壓實(shí)后留有較多空隙,易受不良環(huán)境因素影響,從而引起瀝青老化,耐久性下降。二.瀝青混合料的力學(xué)性能1.瀝青混合料結(jié)構(gòu)類(lèi)型(3).密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)兼具上述兩種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn),是一種優(yōu)良的路用結(jié)構(gòu)類(lèi)型二.瀝青混合料的力學(xué)性能2.瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)(1).三軸試驗(yàn)如何求瀝青混合料的黏結(jié)力C和內(nèi)摩擦角?建立極限平衡條件二.瀝青混合料的力學(xué)性能2.瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)(1).三軸試驗(yàn)

采用圓柱形試件,試件直徑應(yīng)大于礦料最大粒徑的4倍,試件高與直徑比大于2;礦料最大粒徑小于25mm時(shí),試件直徑10cm,高20cm;將一組試件分別在不同側(cè)壓力下以一定加載速度施加垂直壓力到試件破壞,此時(shí)該垂直壓力為最大主應(yīng)力,側(cè)壓力為最小主應(yīng)力。三軸壓縮試驗(yàn)原理二.瀝青混合料的力學(xué)性能2.瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)(2).抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)采用圓柱形試件;無(wú)側(cè)限抗壓試驗(yàn)試件直徑應(yīng)大于礦料最大粒徑的4倍,試件高徑比大于2,礦料最大粒徑小于25mm時(shí)試件直徑10cm高20cm;劈裂試驗(yàn)試件直徑101.60.25mm、高63.51.3mm(馬歇爾試件),或輪碾機(jī)成型板塊試件,或從道路現(xiàn)場(chǎng)鉆取直徑1002或1502.5mm、高為405mm的圓柱體試件。

二.瀝青混合料的力學(xué)性能2.瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)(3).簡(jiǎn)單抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)通過(guò)簡(jiǎn)單抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和間接抗拉試驗(yàn)確定二.瀝青混合料的力學(xué)性能2.瀝青混合料的力學(xué)參數(shù)試驗(yàn)(3).直剪試驗(yàn)確定通過(guò)不同壓力的直接剪切試驗(yàn)確定①蠕變

蠕變是應(yīng)力不變,變形隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象。這一過(guò)程在應(yīng)力不變情況下,取決于其作用時(shí)間。瀝青材料在不同應(yīng)力及時(shí)間下表現(xiàn):應(yīng)力小,時(shí)間短:

主要表現(xiàn)為彈性性質(zhì),在應(yīng)力施加后變形瞬時(shí)出現(xiàn),應(yīng)力撤除后變形迅速恢復(fù)。這種變形叫做純彈性變形(瞬時(shí)彈性變形),在該范疇內(nèi),應(yīng)力應(yīng)變呈直線(xiàn)關(guān)系;應(yīng)力較大,時(shí)間較長(zhǎng):

主要表現(xiàn)為黏彈性性質(zhì),應(yīng)力施加后瞬時(shí)出現(xiàn)變形,然后變形仍逐漸增加,當(dāng)應(yīng)力撤除后,一部分變形瞬時(shí)恢復(fù)(彈性變形部分),另一部分變形隨時(shí)間緩慢恢復(fù),這部分變形是黏彈性變形(滯后彈性變形)。應(yīng)力大,時(shí)間長(zhǎng):

主要表現(xiàn)為塑性性質(zhì),除包含黏彈性性質(zhì)外,還有較大一部分變形無(wú)法恢復(fù),稱(chēng)為塑性變形。 注意:瀝青混合料的實(shí)際變形彈性、黏性、塑性三種都包含,不過(guò)根據(jù)應(yīng)力大小和作用時(shí)間不同而表現(xiàn)出以上各種不同性質(zhì)為主的特點(diǎn)。1.蠕變與松弛特性creepandrelaxation四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型蠕變示意圖②應(yīng)力松弛(relaxationtime) 應(yīng)力松弛是應(yīng)力恒定不變,應(yīng)力隨時(shí)間減小的現(xiàn)象。應(yīng)力降低到初始數(shù)值(初始應(yīng)力值的1/e)(e=2.718),稱(chēng)為松弛時(shí)間。

瀝青混合料主要呈現(xiàn)為彈性或黏塑性,與應(yīng)力作用時(shí)間與松弛時(shí)間的比值有關(guān):作用時(shí)間<<松弛時(shí)間,以彈性為主;

作用時(shí)間>>松弛時(shí)間,以黏塑性為主;

作用時(shí)間與松弛時(shí)間相近,為彈-黏-塑性。冬季氣溫低,瀝青混合料黏滯度高,松弛時(shí)間長(zhǎng),顯示彈性性質(zhì);夏季黏滯度低,松弛時(shí)間大大降低,則為彈、黏、塑性,取決于作用時(shí)間;③綜合四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型①黏彈性材料的基本性質(zhì)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的曲線(xiàn)性及不可逆性;對(duì)加載速度(時(shí)間效應(yīng))和試驗(yàn)溫度(溫度效應(yīng))的依賴(lài)性,服從時(shí)間溫度換算法則;具有十分明顯的蠕變與應(yīng)力松弛特性;線(xiàn)黏彈性材料服從Boltzmann線(xiàn)性疊加原理和復(fù)數(shù)模量原理;2.瀝青混合料的彈-黏-塑性瀝青混合料是一種彈-黏-塑性材料,不同外部(溫度與荷載)條件下,表現(xiàn)出不同的性質(zhì):低溫小變形時(shí):線(xiàn)彈性性質(zhì)高溫大變形時(shí):黏塑性性質(zhì)在過(guò)渡范圍內(nèi):黏彈性性質(zhì)四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型瀝青混凝土常溫下加載并反向加載的典型曲線(xiàn)四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型瀝青混凝土溫度恒定時(shí)間變化、時(shí)間恒定溫度變化的典型曲線(xiàn)

試驗(yàn)溫度的升高相當(dāng)于慢速加載、加載時(shí)間的延長(zhǎng):時(shí)間溫度轉(zhuǎn)化法則四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型②瀝青路面蠕變規(guī)律第一階段:遷移期,蠕變(永久)變形在瞬間迅速增大,但應(yīng)變速率隨時(shí)間迅速減??;第二階段:穩(wěn)定期,蠕變(永久)變形呈直線(xiàn)形穩(wěn)定增長(zhǎng),應(yīng)變速率保持穩(wěn)定,該過(guò)程占總過(guò)程的主要部分;第三階段:破壞期,蠕變(永久)變形和應(yīng)變速率均急劇增大,直至破壞。

四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型①基本流變模型及其組合3)瀝青混合料的流變學(xué)模型

瀝青混合料是一種彈-黏-塑性材料,彈、黏、塑性是其力學(xué)特性的基本單元,需要用一定的力學(xué)模型及本構(gòu)關(guān)系來(lái)表達(dá),并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)串聯(lián)或并聯(lián)的組合形成復(fù)雜的組合模型來(lái)模擬材料真實(shí)的力學(xué)特性。彈簧、黏壺及滑塊及其組合彈簧元件黏性元件塑性元件四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型VanDerPool模型及其蠕變曲線(xiàn)

②基本力學(xué)元件的組合通過(guò)對(duì)基本元件的串連或并聯(lián)組合,可形成新的力學(xué)模型來(lái)表征不同的黏彈塑性材料。元件串連:總應(yīng)力等于各分應(yīng)力,總應(yīng)變等于各分應(yīng)變之和;元件并聯(lián):總應(yīng)力等于各分應(yīng)力之和,總應(yīng)變等于各分應(yīng)變。常用的簡(jiǎn)單組合模型有下列幾種四、瀝青混合料黏彈性性質(zhì)與力學(xué)模型1)勁度(勁度模量)Stiffness

反映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-應(yīng)變關(guān)系的參數(shù),稱(chēng)勁度S。應(yīng)力作用時(shí)間、溫度、應(yīng)力大小都會(huì)對(duì)瀝青和瀝青混合料的應(yīng)力應(yīng)變特性造成影響,因此,勁度(模量)表達(dá)式中必須考慮這些因素。

C.范德甫(VanderPoel)提出表征彈-黏塑材料勁度(模量)的表達(dá)式:—施加的應(yīng)力,MPa;—總應(yīng)變;t—荷載作用時(shí)間,s;T—材料的溫度,℃。

問(wèn):與彈性模量的區(qū)別?五、瀝青混合料的變形特性①瀝青的勁度五、瀝青混合料的變形特性由圖中曲線(xiàn)可以看出:(1)加荷時(shí)間短時(shí),曲線(xiàn)接近水平,表明材料處于彈性性狀;加荷時(shí)間很長(zhǎng)時(shí),便表現(xiàn)為黏滯性性狀;處于二者之間時(shí)則兼有彈-黏性性狀。(2)各種溫度下的S-t關(guān)系曲線(xiàn)具有相似的形狀,如果將曲線(xiàn)作水平向移動(dòng),則將可將它們近似重合在一起。這意味著溫度對(duì)勁度的影響同一定量的加載時(shí)間對(duì)勁度的影響效果相當(dāng)。(3)溫度和加載時(shí)間對(duì)勁度的影響具有互換性,是瀝青材料的一個(gè)重要性質(zhì)。利用這一性質(zhì),可以通過(guò)采用變換試驗(yàn)溫度的方法,把在有限時(shí)間范圍內(nèi)得到的試驗(yàn)結(jié)果擴(kuò)大到很長(zhǎng)的時(shí)段。①瀝青的勁度②瀝青混合料的勁度C.范德甫對(duì)一系列密級(jí)配瀝青混合料進(jìn)行試驗(yàn)后確認(rèn),瀝青混合料的勁度模量是瀝青的勁度模量和混合料中集料數(shù)量的函數(shù)?!獮r青混合料的勁度模量,MPa;

—瀝青的勁度模量,MPa;

—混合料中集料的集中系數(shù)適用于瀝青混合料的空隙率等于0.7~0.9的情況,若空隙率大于3,修正為:為3,五、瀝青混合料的變形特性②瀝青混合料的勁度五、瀝青混合料的變形特性1.概念:強(qiáng)度是指材料達(dá)到極限狀態(tài)或出現(xiàn)破壞時(shí)所能承受的最大荷載(或應(yīng)力)。構(gòu)成公路路面各結(jié)構(gòu)層的材料,一般都具有較高的抗壓強(qiáng)度,而抗拉或抗剪強(qiáng)度較弱(這在顆粒材料中或結(jié)合料黏結(jié)力較低的結(jié)構(gòu)中尤為突出)。控制路面材料極限破壞狀態(tài)的往往不是抗壓強(qiáng)度,可能出現(xiàn)的強(qiáng)度破壞通常為:(1)因剪切應(yīng)力過(guò)大而在材料層內(nèi)部出現(xiàn)沿某一滑動(dòng)面的滑移或相對(duì)變位;(2)因拉應(yīng)力或彎拉應(yīng)力過(guò)大而引起的斷裂。

六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性①抗剪強(qiáng)度礦料特性酸堿性:(如:石灰?guī)r為堿性,玄武石為酸性)決定了石料與瀝青的黏附性,由差到好:花崗巖、片麻巖、玄武巖、安山巖、砂巖、石英巖、石灰?guī)r的黏結(jié)力由小到大。比表面積:(單位:cm2/g),能與瀝青相互作用的面積,越大則黏結(jié)力越大。顆粒越小,比表面積越大,所以決定于混合料的礦粉含量。

級(jí)配、顆粒形狀:決定內(nèi)摩阻力大小。瀝青特性

用油量:決定瀝青膜厚度及自由瀝青含量,存在最佳含量。

黏滯度:越大,黏結(jié)力也越大。影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的因素:六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性②抗拉強(qiáng)度

在氣候寒冷地區(qū),冬季氣溫下降,特別是急驟降溫時(shí),瀝青混合料發(fā)生收縮,如果收縮受阻,就會(huì)產(chǎn)生拉應(yīng)力;車(chē)輛緊急制動(dòng)后輪下混合料表面出現(xiàn)拉應(yīng)力;瀝青混合料底面由于車(chē)輛荷載、基層裂縫導(dǎo)致的拉應(yīng)力。當(dāng)拉應(yīng)力超過(guò)瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度時(shí),路面就會(huì)產(chǎn)生抗拉不足開(kāi)裂。抗拉強(qiáng)度主要由混合料中結(jié)合料的黏結(jié)力提供,其大小可采用直接拉伸或間接拉伸試驗(yàn)確定。劈裂試驗(yàn)傳遞荷載的兩端墊條,對(duì)試件中的應(yīng)力分布和極限強(qiáng)度有顯著影響,通常墊條寬為12.7mm,大試件為19mm。六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性直接拉伸間接拉伸試驗(yàn)②抗拉強(qiáng)度六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性瀝青混合料的抗拉強(qiáng)度同瀝青的性質(zhì)、瀝青含量、礦質(zhì)混合料的級(jí)配、測(cè)試時(shí)的溫度、加載速度等因素有關(guān)。試驗(yàn)表明:1)瀝青的黏滯度大,或?yàn)r青含量較大,瀝青混合料具有較高的抗拉強(qiáng)度;2)密級(jí)配混合料的抗拉強(qiáng)度較開(kāi)級(jí)配混合料高;3)隨施荷速率增大而增加,隨溫度的增加而下降;

③影響瀝青混合料抗拉強(qiáng)度的因素六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性④抗彎拉強(qiáng)度

瀝青路面在行車(chē)重復(fù)荷載作用下,往往因路面彎曲而產(chǎn)生開(kāi)裂破壞,必須驗(yàn)算瀝青混合料的抗彎拉強(qiáng)度;試驗(yàn)方法:小梁彎曲試驗(yàn):梁式試件的高和寬應(yīng)不小于礦料最大粒徑的四倍,梁的跨徑為高的三倍。最大粒徑達(dá)3.5cm的粗粒式瀝青混合料、穩(wěn)定類(lèi)材料和水泥混凝土的試驗(yàn):150×150×550mm的大梁,跨徑為450mm;最大粒徑為2.5cm的穩(wěn)定類(lèi)材料或者中、細(xì)粒式瀝青混合料:100×100×400mm的中梁,跨徑為300mm;石灰(或水泥)穩(wěn)定土或者砂質(zhì)瀝青混合料:50×50×240mm的小梁,跨徑為150mm;六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性影響瀝青混合料抗彎拉強(qiáng)度的因素:

瀝青的性質(zhì)、瀝青的用量、礦料的性質(zhì)、混合料的均勻性、荷載重復(fù)次數(shù)、

加載速度、溫度狀況等。

我國(guó)《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ053-2014)中標(biāo)準(zhǔn)彎曲實(shí)驗(yàn)試件為250mm×30mm×35mm的棱柱體小梁,跨徑2000.5mm。試驗(yàn)溫度采用150.5℃,評(píng)價(jià)低溫拉伸性能時(shí),宜采用-100.5℃。

④抗彎拉強(qiáng)度彎曲實(shí)驗(yàn)有切口的彎曲實(shí)驗(yàn)六、瀝青混合料的強(qiáng)度特性第三節(jié)

瀝青路面使用性能和分區(qū)核心內(nèi)容瀝青路面的高溫穩(wěn)定性瀝青路面的低溫抗裂性瀝青路面的水穩(wěn)定性瀝青路面的抗疲勞性能瀝青路面的耐老化性能瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)高溫穩(wěn)定性是高溫下抵抗永久變形的能力。

高溫穩(wěn)定性不足:有車(chē)轍、推移、擁包、搓板、泛油等病害1.車(chē)轍的類(lèi)型失穩(wěn)性車(chē)轍結(jié)構(gòu)性車(chē)轍磨耗性車(chē)轍瀝青路面結(jié)構(gòu)層在車(chē)輪荷載作用下,內(nèi)部材料流動(dòng),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路面結(jié)構(gòu)頂層材料在車(chē)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一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性2.車(chē)轍的形成過(guò)程初始階段的壓密過(guò)程瀝青混合料的側(cè)向流動(dòng)集料的重新分布及集料骨架的破壞

3.影響車(chē)轍的主要因素一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性剪切流動(dòng)壓密變形

瀝青和礦料的性質(zhì)及相互作用的特性、礦料級(jí)配組成等4.瀝青混合料高溫評(píng)價(jià)方法①現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)路試驗(yàn):AASHTO試驗(yàn)路,WestTrack環(huán)道試驗(yàn)②大型足尺試驗(yàn):室內(nèi)環(huán)道、室內(nèi)直道、重復(fù)加載試驗(yàn)(ALF)、重車(chē)加載試驗(yàn)等;③室內(nèi)小型試驗(yàn):?jiǎn)屋S壓縮試驗(yàn):測(cè)定高溫抗壓強(qiáng)度及軟化系數(shù);馬歇爾試驗(yàn):馬歇爾穩(wěn)定度、流值;蠕變?cè)囼?yàn):?jiǎn)屋S三軸靜載重復(fù)加載(動(dòng)載)連續(xù)動(dòng)態(tài)加載間歇重復(fù)加載靜載重復(fù)加載(動(dòng)載)連續(xù)動(dòng)態(tài)加載間歇重復(fù)加載簡(jiǎn)單剪切試驗(yàn):輪轍試驗(yàn):一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性4.瀝青混合料高溫評(píng)價(jià)方法一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性馬歇爾試驗(yàn)——穩(wěn)定度指標(biāo):測(cè)定瀝青混合料試件在一定條件下承受破壞荷載能力的大小和承載時(shí)變形量的多少。

馬歇爾穩(wěn)定度MS:試件破壞時(shí)的最大荷載

流值FL

:達(dá)到最大荷載時(shí),試件所產(chǎn)生的垂直流動(dòng)變形值(以0.1mm計(jì))

④輪轍試驗(yàn)?zāi)M實(shí)際車(chē)輪荷載在路面上行走而形成車(chē)轍的試驗(yàn)方法,室內(nèi)代表性試驗(yàn)為車(chē)轍試驗(yàn)。車(chē)轍試驗(yàn)是在規(guī)定尺寸的板塊狀壓實(shí)瀝青混合料試件上,用固定荷載的橡膠輪反復(fù)行走后,測(cè)定其在變形穩(wěn)定期每增加變形1mm的碾壓次數(shù),即動(dòng)穩(wěn)定度,以次/mm表示。我國(guó)規(guī)范規(guī)定,一般情況下,試驗(yàn)溫度為60℃,輪壓為0.7MPa;計(jì)算動(dòng)穩(wěn)定度的時(shí)間原則上為試驗(yàn)開(kāi)始后45—60min之間;板試件尺寸為300mm,寬300mm,厚50mm。試驗(yàn)可以三大指標(biāo):任意時(shí)刻總變形即車(chē)轍深度;動(dòng)穩(wěn)定度DS;變形速率RD;一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性

⑤簡(jiǎn)單剪切試驗(yàn):試件尺寸根據(jù)混合料最大粒徑選定;試驗(yàn)溫度為4℃,20℃,40℃。一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性

5.瀝青路面高溫穩(wěn)定性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)①瀝青路面容許車(chē)轍深度:發(fā)展歷程:路基頂面容許豎向壓應(yīng)變?yōu)r青層容許永久變形路面容許車(chē)轍深度一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性②輪轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度標(biāo)準(zhǔn)一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性i)從集料方面:集料破碎面多,石質(zhì)堅(jiān)硬,具有良好的表面紋理和粗糙度;

集料級(jí)配良好,有足夠數(shù)量粗集料形成空間骨架結(jié)構(gòu);

配合比設(shè)計(jì)合理,注重壓實(shí);ii)從瀝青方面:使用黏度高的改性瀝青或添加纖維;

提高瀝青材料的黏稠度;

控制瀝青與礦粉的比值,嚴(yán)格控制瀝青用量。6.提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性措施

我國(guó)瀝青路面一般采用半剛性基層瀝青面層,基層強(qiáng)度高,因此一般不會(huì)出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性車(chē)轍;由于面層集料一般采用玄武巖,因此磨耗性車(chē)轍也少見(jiàn);所以一般為失穩(wěn)性車(chē)轍,因此必須提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,即提高黏結(jié)力和內(nèi)摩阻力。即:一、瀝青路面的高溫穩(wěn)定性由于材料收到約束,隨著溫度下降材料不能收縮,則立即產(chǎn)生溫度應(yīng)力,當(dāng)該應(yīng)力達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度時(shí),就會(huì)產(chǎn)生裂縫。

累計(jì)溫度應(yīng)力與極限抗拉強(qiáng)度相等時(shí)的溫度,即為開(kāi)裂溫度。1.低溫開(kāi)裂機(jī)理二、瀝青路面的低溫抗裂性2.瀝青混合料低溫抗裂評(píng)價(jià)①間接拉伸試驗(yàn)——低溫劈裂試驗(yàn):標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件(

101.60.25mm、高63.51.3mm),0℃或更低,加載速率1mm/min;②直接拉伸試驗(yàn)——試件38.1mm×38.1mm×101.6mm,緩慢拉伸速率;③彎曲破壞試驗(yàn)——采用250mm×30mm×35mm的小梁,跨徑200mm,

在-10℃溫度下,以50mm/min速度在跨中單點(diǎn)加載。彎曲實(shí)驗(yàn)二、瀝青路面的低溫抗裂性④約束試件應(yīng)力試驗(yàn)儀(TSRST)試驗(yàn):50mm×50mm×250mm試件,降溫速率10℃/h,是SHRP推薦的評(píng)價(jià)瀝青混合料低溫抗裂性能的方法二、瀝青路面的低溫抗裂性⑤應(yīng)力松弛試驗(yàn):直接應(yīng)力松弛試驗(yàn);彎曲應(yīng)力松弛試驗(yàn)等⑥低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變標(biāo)準(zhǔn)二、瀝青路面的低溫抗裂性①影響因素:瀝青性質(zhì)、氣溫狀況、瀝青老化程度、路基的種類(lèi)和路面層次的厚度、面層與基層的黏結(jié)狀況、基層所用材料的特性、行車(chē)的狀況等②可采取的預(yù)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(yīng)力松弛性能好的改性瀝青,摻加纖維;

3)使用較細(xì)的混合料類(lèi)型,設(shè)置應(yīng)力吸收層。3.瀝青路面低溫開(kāi)裂的預(yù)防措施二、瀝青路面的低溫抗裂性水穩(wěn)定性是瀝青混合料在水或凍融循環(huán)的作用下保持其原有性質(zhì)的能力。水損害是瀝青路面在水或凍融循環(huán)的作用下,由于汽車(chē)車(chē)輪動(dòng)態(tài)荷載的作用,進(jìn)入路面空隙中的水不斷產(chǎn)生動(dòng)水壓力或真空負(fù)壓抽吸的反復(fù)循環(huán)作用,水份逐漸進(jìn)入瀝青與集料界面上,使瀝青黏附性降低并逐漸喪失黏結(jié)力,瀝青膜從集料表面剝離,瀝青混合料松散導(dǎo)致路面松散、剝落、坑槽病害。水損害是水穩(wěn)定性不足的主要表現(xiàn)。三、瀝青路面的水穩(wěn)定性瀝青與集料剝離示意圖1.水穩(wěn)定性作用機(jī)理黏附理論:水降低了瀝青的黏附性、對(duì)瀝青形成沖刷,水進(jìn)入瀝青與集料間、隔離了瀝青與集料的黏結(jié);三、瀝青路面的水穩(wěn)定性2.瀝青路面水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)方法①煮沸試驗(yàn):

評(píng)價(jià)瀝青與粗集料的黏附性;②浸水馬歇爾試驗(yàn):

兩組馬歇爾試件,一組在60℃恒溫水槽中保養(yǎng)30min~40min,另一組在60℃恒溫水槽中保溫48h,測(cè)馬歇爾穩(wěn)定度的比值。③凍融劈裂試驗(yàn):

將馬歇爾試件以標(biāo)準(zhǔn)的飽水試驗(yàn)方法真空飽水,放入塑料袋中加入約10ml水,扎緊袋口,將試件放入-18℃的冰箱保持16h,后撤去塑料袋,放入60℃的恒溫水槽中保持24h,再將試件浸入溫度25℃的恒溫水槽中至少2h,測(cè)試劈裂強(qiáng)度比。(年最低氣溫低于-21.5℃的寒冷地區(qū))④浸水車(chē)轍試驗(yàn):三、瀝青路面的水穩(wěn)定性①浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)的水穩(wěn)定性標(biāo)準(zhǔn)3.瀝青路面水穩(wěn)定性評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)三、瀝青路面的水穩(wěn)定性②輪轍板的滲水試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)三、瀝青路面的水穩(wěn)定性抗疲勞性能是瀝青路面在循環(huán)加載下抵抗疲勞破壞的能力1.瀝青路面的受力特性四、瀝青路面的抗疲勞性能2.瀝青混合料疲勞力學(xué)模型疲勞破壞是指在低于材料強(qiáng)度極限的循環(huán)加載作用下,材料發(fā)生破壞的現(xiàn)象。疲勞壽命材料在疲勞破壞時(shí)所作用的應(yīng)力(應(yīng)變)循環(huán)次數(shù)。①現(xiàn)象學(xué)模型:重復(fù)荷載作用下瀝青混合料強(qiáng)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(yīng)力與重復(fù)荷載作用次數(shù)的關(guān)系;②斷裂力學(xué)模型:認(rèn)為疲勞是材料初始裂縫在荷載作用下擴(kuò)展至破壞的過(guò)程;

研究了材料開(kāi)裂機(jī)理及擴(kuò)散規(guī)律;③能耗模型:混合料在應(yīng)力應(yīng)變作用下吸收能量引起的疲勞損傷;可建立能量與

重復(fù)荷載作用次數(shù)的關(guān)系;四、瀝青路面的抗疲勞性能3.瀝青混合料疲勞試驗(yàn)方法①現(xiàn)場(chǎng)疲勞破壞試驗(yàn):AASHTO、WESTRACK試驗(yàn)路;②足尺結(jié)構(gòu)模擬破壞試驗(yàn):大型環(huán)道、直道試驗(yàn);③試板試驗(yàn)法:④室內(nèi)小型試件試驗(yàn):三分點(diǎn)小梁試驗(yàn)、中點(diǎn)加載小梁試驗(yàn)、懸臂梯形梁試驗(yàn)等i)應(yīng)力控制:每次對(duì)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(shí)際的彎曲應(yīng)變則不斷增大;ii)應(yīng)變控制:測(cè)試過(guò)程中保持每次荷載下應(yīng)變值不變,則應(yīng)力隨施加荷載次數(shù)的增加而不斷減小。四、瀝青路面的抗疲勞性能4.瀝青路面疲勞性能影響因素1)加載條件:加載大小、加載方式、加載速度、加載間隔試件、加載波形;2)材料性質(zhì):影響瀝青混合料勁度的因素(瀝青種類(lèi)、用量,集料級(jí)配類(lèi)型、性質(zhì)),混合料的孔隙率、壓實(shí)度等;3)環(huán)境溫度:四、瀝青路面的抗疲勞性能

瀝青老化是指瀝青在儲(chǔ)存、運(yùn)輸、加工、施工及使用過(guò)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(zhǎng)期老化。①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,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(dǎo)致瀝青使用性能變壞,從而影響了路面的耐久性。2.瀝青的老化1.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)五、瀝青路面的耐老化性能抗老化特性是瀝青路面在環(huán)境因素作用下保持其原有特性能力②瀝青的老化過(guò)程瀝青生產(chǎn)到路面攤鋪的過(guò)程五、瀝青路面的耐老化性能③瀝青的老化特性瀝青針入度隨時(shí)間變化五、瀝青路面的耐老化性能3.老化試驗(yàn)及評(píng)價(jià)①瀝青:

旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)(RTFOT)(短期)、壓力容器老化試驗(yàn)(PAV)(長(zhǎng)期)五、瀝青路面的耐老化性能3.老化試驗(yàn)及評(píng)價(jià)①瀝青:

五、瀝青路面的耐老化性能

改性瀝青原樣二維形貌圖及改性瀝青RTFOT老化后二維形貌圖改性瀝青原樣三維形貌圖

及改性瀝青RTFOT老化后三維形貌圖3.老化試驗(yàn)及評(píng)價(jià)②瀝青混合料短期老化:

針對(duì)松散混合料,采取烘箱老化法、延時(shí)拌和法、微波加熱法③瀝青混合料長(zhǎng)期老化:

針對(duì)壓實(shí)成型試件,采取加壓氧化法、延時(shí)烘箱法、紅外/紫外線(xiàn)處理五、瀝青路面的耐老化性能1.分區(qū)目的六、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)

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)瀝青路面特性與高、低溫指標(biāo)及降雨有關(guān);

(2)瀝青及瀝青混合料分區(qū):高、低溫及降雨指標(biāo)。3.分區(qū)指標(biāo)六、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)高溫指標(biāo):

最近30年設(shè)計(jì)周期的最熱月的平均日最高溫度的平均值。低溫指標(biāo):最近30年的極端最低氣溫的最小值降雨指標(biāo):最近30年的年平均降雨量的平均值

六、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)氣候型型號(hào)溫度(C)七月平均最高氣溫年極端最低氣溫1-11-21-31-4夏炎熱,冬寒夏炎熱,冬寒夏炎熱,冬冷夏炎熱,冬溫>30<-37-37~-21.5-21.5~-9>-92-12-22-32-4夏熱,冬寒夏熱,冬寒夏熱,冬冷夏熱,冬溫20~30<-37-37~-21.5-21.5~-9>-93-2夏涼,冬寒<20-37~-21.5瀝青路面氣候分區(qū)六、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)六、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)第五節(jié)瀝青路面的破壞狀態(tài)、

設(shè)計(jì)指標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)核心內(nèi)容瀝青路面的破壞路面破壞與設(shè)計(jì)指標(biāo)主要的設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求我國(guó)瀝青路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求路面彎沉設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)一、瀝青路面的破壞沉陷疲勞開(kāi)裂車(chē)轍推擠低溫縮裂二、路面破壞與設(shè)計(jì)指標(biāo)控制沉陷:應(yīng)力、應(yīng)變控制疲勞開(kāi)裂的指標(biāo)應(yīng)變應(yīng)力控制車(chē)轍的指標(biāo)RD,土基頂面壓應(yīng)變控制推擠的指標(biāo)剪切應(yīng)力或剪切應(yīng)變控制低溫縮裂:應(yīng)力三、主要的技術(shù)指標(biāo)及要求

1.路基表面的垂直壓應(yīng)變或垂直壓應(yīng)力反映路基在重復(fù)荷載作用下的永久變形,主要原因是路面結(jié)構(gòu)土基承載能力低引起土基的較大垂直塑性變形。要求:σz0≤[σz0]或εz0≤[εz0]2.結(jié)構(gòu)殘余變形的累積(車(chē)轍):要求:RDre≤[RDre]

三、主要的技術(shù)指標(biāo)及要求3.結(jié)構(gòu)疲勞開(kāi)裂(整體性材料結(jié)構(gòu)層的疲勞開(kāi)裂):要求:εr≤[εR

]或σr≤[σR]4.面層抗剪切推移:要求:τmax≤[τR](應(yīng)使用高溫時(shí)的彈模)5.結(jié)構(gòu)低溫縮裂:要求:σrt≤[σtR

](應(yīng)使用低溫時(shí)的彈模)6.路面彎沉:要求:ls≤ld

四、我國(guó)瀝青路面的設(shè)計(jì)指標(biāo)與要求

我國(guó)公路瀝青路面設(shè)計(jì)采用雙圓垂直均布荷載作用下的多層彈性層狀體系理論,以設(shè)計(jì)彎沉值為路面整體剛度的設(shè)計(jì)指標(biāo)。對(duì)瀝青混凝土面層和整體性材料的基層、底基層應(yīng)進(jìn)行層底拉應(yīng)力的驗(yàn)算,城市道路尚須進(jìn)行瀝青面層的剪應(yīng)力驗(yàn)算。設(shè)計(jì)指標(biāo)及驗(yàn)算指標(biāo)必須小于其極限標(biāo)準(zhǔn)。τmax≤τR①

路面總變形表征路面各結(jié)構(gòu)層的變形與路基頂面變形之和,反映了路面整體剛度的強(qiáng)弱。當(dāng)路面在車(chē)輛荷載反復(fù)作用下不斷地彎曲使變形積累、增大到某種程度時(shí),路面結(jié)構(gòu)即產(chǎn)生疲勞開(kāi)裂,從而可在一定程度上建立起路面損壞與彎沉、彎沉與軸載作用次數(shù)間的關(guān)系。②路表彎沉值可以簡(jiǎn)單地量測(cè),操作簡(jiǎn)便;壓應(yīng)變、拉應(yīng)變指標(biāo)測(cè)試較困難。彎沉指標(biāo)既可作為設(shè)計(jì)指標(biāo),又可以作為質(zhì)量檢驗(yàn)、路面養(yǎng)護(hù)的評(píng)價(jià)手段。五、以彎沉作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的原因第六節(jié)路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)一.瀝青路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則1.總原則:面層耐久、基層堅(jiān)實(shí)、土基穩(wěn)定

2.具體要求:1)適應(yīng)行車(chē)荷載作用的要求從上至下,從壓到拉,從抗車(chē)轍到抗疲勞,表層抗滑、抗磨耗2)在各種自然因素作用下穩(wěn)定性好具有很好的水穩(wěn)定性和溫度穩(wěn)定性3)考慮結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)上下層匹配,總體上強(qiáng)度足夠而不過(guò)多浪費(fèi)4)考慮防凍、防水要求一.瀝青路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則表面壓應(yīng)力

表面層抗滑與抗車(chē)轍層中間聯(lián)結(jié)層中間高壓應(yīng)力和高溫區(qū)中層壓拉應(yīng)力過(guò)渡層拉壓過(guò)渡層

下層抗疲勞層下層拉應(yīng)力區(qū)路基層受壓區(qū)受拉區(qū)一.瀝青路面結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)原則穩(wěn)定基層穩(wěn)定底基層面層

路基

StructureⅠ路面類(lèi)型瀝青穩(wěn)定基層

穩(wěn)定類(lèi)底基層面層路基級(jí)配碎石StructureⅢ穩(wěn)定底基層面層路基StructureⅡ?yàn)r青穩(wěn)定基層

瀝青層厚度=16-20cm瀝青層厚度=20-22cm瀝青層厚度=28-30cm二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法(1)面層1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次①功能

直接承受輪荷載反復(fù)作用和各種自然因素影響,并將荷載傳遞到基層以下的結(jié)構(gòu)層。②要求

高強(qiáng)、平整密實(shí)、抗滑耐磨、穩(wěn)定耐久,高溫抗車(chē)轍、低溫抗開(kāi)裂、抗老化。二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法(1)面層1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次③結(jié)構(gòu)一般為雙層、三層④類(lèi)型

熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、瀝青貫入式、瀝青表面處治與稀漿封層二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法(2)基層與底基層1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次①主要作用承受并傳遞荷載;增加道路整體剛度和面層的疲勞抗力,防止或減輕面層裂縫出現(xiàn);緩解土基不均勻凍脹或不均勻體積變形對(duì)面層的不利影響

;為面層施工機(jī)械提供穩(wěn)定的工作面。二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法(2)基層與底基層1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次②要求

足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性;一定的抗凍性;較小的收縮變形和較強(qiáng)的抗沖刷能力;平整密實(shí);拱度與面層一致。③類(lèi)型

無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定類(lèi)和瀝青混合料、粒料、貧混凝土等。

(3)墊層1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次①主要作用

排水、隔水、防凍、防污染及減小層間模量比、降低半剛性基層拉應(yīng)力②材料

粗砂、砂礫、碎石、煤渣、礦渣等粒料,以及水泥或石灰煤渣穩(wěn)定粗粒土,石灰粉煤灰穩(wěn)定粗粒土等。③寬度與厚度與路基同寬,最小厚度15cm三.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法④.墊層與防凍設(shè)計(jì)潮濕、過(guò)濕路段,應(yīng)設(shè)置排水墊層;冰凍地區(qū)應(yīng)加設(shè)防凍層,并進(jìn)行防凍層驗(yàn)算。防凍墊層應(yīng)采用透水性好的粒料類(lèi)材料。采用碎石和砂礫墊層時(shí),最大粒徑與結(jié)構(gòu)層厚度相協(xié)調(diào)

。三.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法為防路基污染粒料墊層或?yàn)楦魯嗟叵滤绊懀稍诼坊斆嬖O(shè)土工合成材料的隔離層。根據(jù)交通量計(jì)算結(jié)構(gòu)層總厚度應(yīng)不小于最小防凍厚度的規(guī)定

。④.墊層與防凍設(shè)計(jì)(4)路(土)基1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次①基本要求密實(shí)、均勻和水穩(wěn)定②減少土基不均勻變形的措施:加固軟土地基;對(duì)潮濕、過(guò)濕路基或軟弱路基上部,采用低劑量無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定或換填砂、碎石等粒料;(4)路(土)基1.按各結(jié)構(gòu)層位功能及其使用要求選擇結(jié)構(gòu)層次②減少土基不均勻變形的措施:選用優(yōu)質(zhì)填料,合理安排填筑順序;適當(dāng)控制壓實(shí)時(shí)的含水量;充分考慮路基地表和地下排水

。二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法2.按各結(jié)構(gòu)層的應(yīng)力分布特性

輪載作用于路面,其應(yīng)力和應(yīng)變隨深度的增大而遞減。因此對(duì)各層材料的強(qiáng)度和剛度的要求也可隨深度的增大而相應(yīng)降低,即路面各結(jié)構(gòu)層可按強(qiáng)度剛度自上而下遞減的方式組合。采用上述遞減規(guī)律組合路面結(jié)構(gòu)層次時(shí),還須注意相鄰結(jié)構(gòu)層之間的剛度不能相差過(guò)大。上下兩層的相對(duì)剛度比過(guò)大時(shí),上層底面將出現(xiàn)較大底彎拉應(yīng)力。此值一旦超過(guò)上層材料底抗拉強(qiáng)度,上層將產(chǎn)生開(kāi)裂。二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法3.選用適當(dāng)?shù)膶雍窈蛯訑?shù)

各類(lèi)結(jié)構(gòu)層,按所用材料的規(guī)格和施工工藝的要求,有最小厚度的規(guī)定,而且還有還有最小總厚度的規(guī)定。為方便施工,路面結(jié)構(gòu)層的層數(shù)不宜過(guò)多。二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法4.要考慮各類(lèi)結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)與相鄰層次之間的互相聯(lián)系

設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)采取一些技術(shù)措施限制或消除相鄰層次之間的不利影響,加強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)各層之間的緊密結(jié)合,提高路面結(jié)構(gòu)整體性,應(yīng)使各結(jié)構(gòu)層之間不產(chǎn)生層間滑移。二.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法4.要考慮各類(lèi)結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)與相鄰層次之間的互相聯(lián)系(1)減少低溫縮裂,防止反射裂縫措施①選用骨架密實(shí)型半剛性基層②采用混合式瀝青路面結(jié)構(gòu)③剛性基層上設(shè)改性瀝青應(yīng)力吸收膜三.結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)方法4.要考慮各類(lèi)結(jié)構(gòu)層的特點(diǎn)與相鄰層次之間的互相聯(lián)系(2)保證結(jié)構(gòu)整體性和應(yīng)力分布連續(xù)性措施①基層上灑透層瀝青②半剛性基層上設(shè)下封層③瀝青層間設(shè)粘層④新舊瀝青層間、瀝青層與舊混凝土板、新舊路面接茬處設(shè)粘層瀝青第七節(jié)我國(guó)瀝青路面厚度計(jì)算一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(一).彎沉指標(biāo)路面結(jié)構(gòu)表層在雙輪荷載作用下輪隙中心處的彎沉值不大于設(shè)計(jì)彎沉值;(1)力學(xué)體系:多層彈性體系(2)荷載:相當(dāng)于雙

輪組的雙圓均布荷載(3)層間接觸條件:

完全連續(xù)

1.彎沉計(jì)算圖示一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(一).彎沉指標(biāo)

2.彎沉的幾個(gè)概念①回彈彎沉:路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生垂直變形,卸載后能恢復(fù)的那一部分變形。②殘余彎沉:路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的卸載后不能恢復(fù)的那一部分變形。③總彎沉:路基或路面在規(guī)定荷載作用下產(chǎn)生的總垂直變形(回彈彎沉+殘余彎沉)。④容許彎沉:路面設(shè)計(jì)使用期末不利季節(jié),標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下雙輪輪隙中間容許出現(xiàn)的最大回彈彎沉值。⑤設(shè)計(jì)彎沉:是指路面竣工驗(yàn)收時(shí)、不利季節(jié)、在標(biāo)準(zhǔn)軸載作用下,標(biāo)準(zhǔn)軸載雙輪輪隙中間的最大彎沉值。一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(一).彎沉指標(biāo)

3.設(shè)計(jì)彎沉通過(guò)測(cè)試和分析,得到路面設(shè)計(jì)彎沉值計(jì)算公式:一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(二).結(jié)構(gòu)層底應(yīng)力指標(biāo)瀝青混合料層底面的最大拉應(yīng)力不大于該層混合料的容許拉應(yīng)力;半剛性基層或底基層底面的拉應(yīng)力不大于該層材料的容許拉應(yīng)力。一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(二).結(jié)構(gòu)層底應(yīng)力指標(biāo)

1.拉應(yīng)力分布層位較高的剛性基層和半剛性基層,極限拉應(yīng)力一般出現(xiàn)在剛性或半剛性基層板底部;對(duì)設(shè)置半剛性底基層的路面結(jié)構(gòu),通常在下基層底部出現(xiàn)初始裂縫;柔性基層的瀝青路面,瀝青面層會(huì)承受較大的拉應(yīng)力;彎拉應(yīng)力分布不同結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)彎拉應(yīng)力分布不同結(jié)構(gòu)不同結(jié)構(gòu)組合的彎拉應(yīng)力分布一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(二).結(jié)構(gòu)層底應(yīng)力指標(biāo)

2.容許拉應(yīng)力式中:σR——路面結(jié)構(gòu)層材料的容許拉應(yīng)力,MPa;

σs——結(jié)構(gòu)層材料的極限抗拉強(qiáng)度,極限劈裂強(qiáng)度MPa

Ks——抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)。瀝青混凝土面層:無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定集料:無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定土:貧混凝土:一.瀝青路面設(shè)計(jì)指標(biāo)與設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)(二).結(jié)構(gòu)層底應(yīng)力指標(biāo)

抗拉強(qiáng)度結(jié)構(gòu)系數(shù)Ks二.路面厚度設(shè)計(jì)要求二.路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)要求1.路面實(shí)際彎沉值計(jì)算由于力學(xué)計(jì)算模型,土基模量、材料特性和參數(shù)等方面在理論假設(shè)和實(shí)際狀態(tài)之間存在一定的差異,理論彎沉值和實(shí)測(cè)彎沉值之間存在一定誤差,因此需要對(duì)理論彎沉值進(jìn)行修正,目前在設(shè)計(jì)規(guī)范中引入一個(gè)綜合系數(shù)F,F(xiàn)=ls/le,設(shè)計(jì)時(shí),實(shí)際彎沉取設(shè)計(jì)彎沉,即

ls=ld。F同實(shí)際彎沉ls的關(guān)系密切,其回歸方程為:(11-7)由此,路表回彈彎沉的計(jì)算公式為:(11-8)式中:ls——路面實(shí)測(cè)彎沉值,0.01mm;

p、δ——標(biāo)準(zhǔn)軸的輪胎接觸壓力(MPa)和當(dāng)量圓半徑(cm);

αc——理論彎沉系數(shù);二.路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)要求1.路面實(shí)際彎沉值計(jì)算二.路面結(jié)構(gòu)厚度設(shè)計(jì)要求2.計(jì)算結(jié)構(gòu)層底拉應(yīng)力式中:

——理論最大拉應(yīng)力系數(shù),按下式計(jì)算:簡(jiǎn)化公式、查圖法1.簡(jiǎn)化公式方法結(jié)構(gòu)計(jì)算:采用彈性層狀體系理論的計(jì)算機(jī)程序進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)的計(jì)算。補(bǔ)充:簡(jiǎn)化公式、查圖法1.簡(jiǎn)化公式方法典型的三層路面結(jié)構(gòu)的路表輪隙彎沉計(jì)算公式:

簡(jiǎn)化公式、查圖法1.簡(jiǎn)化公式方法簡(jiǎn)化公式、查圖法2.查圖法查彎沉和彎拉應(yīng)力的諾謨圖進(jìn)行路表彎沉和結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力的計(jì)算。簡(jiǎn)化公式、查圖法2.查圖法新建瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算最大彎拉應(yīng)力簡(jiǎn)化公式、查圖法2.查圖法新建瀝青路面結(jié)構(gòu)層厚度計(jì)算最大彎拉應(yīng)力計(jì)算位置圖多層路面的等效換算采用簡(jiǎn)化方法進(jìn)行計(jì)算時(shí),需要將多層路面結(jié)構(gòu)按照彎沉或結(jié)構(gòu)層底部拉應(yīng)力等效的原則換算為雙層或三層體系。多層路面的等效換算1.彎沉等效換算法多層路面的等效換算2.彎拉應(yīng)力等效換算法1~i層:i+1~n-1層:4八.新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)步驟1.根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù),按設(shè)計(jì)回彈彎沉和容許彎拉應(yīng)力兩個(gè)設(shè)計(jì)指標(biāo),計(jì)算設(shè)計(jì)年限內(nèi)一個(gè)車(chē)道的累計(jì)當(dāng)量軸次,確定交通量等級(jí)、面層類(lèi)型,并計(jì)算設(shè)計(jì)彎沉值ld和容許彎拉應(yīng)力σR。2.按路基土類(lèi)與干濕類(lèi)型,將路基劃分為若干路段,確定各路段土基回彈模量值。3.擬定幾種可能的路面結(jié)構(gòu)組合與厚度方案,確定各結(jié)構(gòu)層材料設(shè)計(jì)參數(shù)。八.新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)步驟4.計(jì)算路面結(jié)構(gòu)表面彎沉值ls及結(jié)構(gòu)層底彎拉應(yīng)力σm。5.根據(jù)設(shè)計(jì)指標(biāo),采用多層彈性體系理論設(shè)計(jì)程序計(jì)算路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層的厚度,即:

ls

≤ld

σm

≤σR

八.新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)步驟設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定,不同路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型的設(shè)計(jì)指標(biāo)按表11-20選擇:路面結(jié)構(gòu)類(lèi)型設(shè)計(jì)指標(biāo)檢驗(yàn)指標(biāo)路表設(shè)計(jì)彎沉瀝青層彎拉應(yīng)力半剛性層彎拉應(yīng)力路表彎沉計(jì)算值半剛性基層路面x√√√組合式基層路面√√√√柔性基層路面√√√√八.新建瀝青路面厚度設(shè)計(jì)步驟6.對(duì)于季節(jié)性冰凍地區(qū)驗(yàn)算防凍厚度。7.進(jìn)行技術(shù)比較,選定最佳路面結(jié)構(gòu)方案。第八節(jié)瀝青路面結(jié)構(gòu)排水設(shè)計(jì)一.路面表面排水分散漫流式:縱坡平緩、匯水量不大,路堤較低且邊坡坡面不會(huì)受沖刷時(shí)集中截流式:在路堤較高,邊坡坡面在未做防護(hù)而易遭受路面表面水流沖刷,或者坡面雖已采取防護(hù)措施但仍有可能受到?jīng)_刷時(shí)橫向漫流、分散排放攔水帶或路肩排水溝——泄水口和急流槽排離路面的雨水——路面橫向坡度一.路面表面排水1.

攔水帶的設(shè)置主要形式:瀝青混凝土現(xiàn)場(chǎng)澆筑水泥混凝土預(yù)制塊鋪砌一.路面表面排水1.

攔水帶的設(shè)置設(shè)置原則:高速公路、一級(jí)公路:過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面只能覆蓋路肩寬度,以保證左側(cè)行車(chē)道無(wú)積水;二級(jí)及以下公路:過(guò)水?dāng)嗝鎯?nèi)的水面不能漫過(guò)毗鄰車(chē)道的一半寬度,——半個(gè)車(chē)道可以積水;中央分隔帶設(shè)緣石的高速、一級(jí)公路:同二級(jí)公路攔水帶的頂面:應(yīng)略高于過(guò)水?dāng)嗝娴脑O(shè)計(jì)水位高設(shè)計(jì)水位高:水面不漫過(guò)右側(cè)車(chē)道邊緣或中心線(xiàn)的要求

攔水帶高度:一般不超過(guò)15cm。一.路面表面排水

2路肩排水溝設(shè)置情況:

在硬路肩寬度較窄、爬坡車(chē)道占用了過(guò)水?dāng)嗝嬖O(shè)置作用:

路面的匯水量較大,攔水帶的流水?dāng)嗝娌蛔銜r(shí),可在路肩上設(shè)置由U型水泥混凝土預(yù)制件鋪筑的路肩排水溝。一.路面表面排水

2路肩排水溝一.路面表面排水主要形式:3泄水口開(kāi)口式格柵式組合式攔水帶泄水口設(shè)置:不對(duì)稱(chēng)的喇叭口,并在硬路肩邊緣的外側(cè)設(shè)置逐漸變寬的低凹區(qū)。(補(bǔ)充圖)一.路面表面排水3泄水口攔水帶泄水口設(shè)置:一.路面表面排水3泄水口

泄水口構(gòu)造:間距:20-50m,干旱少雨地區(qū)可達(dá)100m;長(zhǎng)度:2-4m位置:凹曲線(xiàn)底部、道路交叉口、匝道口、與橋梁等構(gòu)造物連接處、超高與一般路段的橫坡轉(zhuǎn)換處。二.中央分隔帶排水(1)寬度小于3m且表面采用鋪面封閉的中央分隔帶排水,降落在分隔帶上的表面水排向兩側(cè)行車(chē)道,其坡度與路面的橫坡度相同;在超高路段上,可在分隔帶上側(cè)邊緣處設(shè)置緣石或泄水口,或者在分隔帶內(nèi)設(shè)置縫隙式圓形集水管或碟形混凝土淺溝和泄水口(圖8-50),以攔截和排泄上側(cè)半幅路面的表面水。緣石過(guò)水?dāng)嗝娴男顾诳刹捎瞄_(kāi)口式,格柵式或組合式;碟

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