第十講瀝青路面設(shè)計與施工-2003

第十講瀝青路面設(shè)計與施工-2003第一頁，共41頁。瀝青路面的設(shè)計與施工一、概述二、瀝青路面設(shè)計三、瀝青路面材料要求四、瀝青路面的施工與質(zhì)量控制2第二頁，共41頁。1、瀝青路面的基本特性力學性質(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、振動噪音低

施工養(yǎng)護簡便一、概述整體強度與穩(wěn)定性3第三頁，共41頁。2、瀝青路面的分類按強度構(gòu)成分：密實類、嵌鎖類/按級配類型分區(qū)別：空隙率、細顆粒含量、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第四頁，共41頁。一、概述5第五頁，共41頁。一、概述6第六頁，共41頁。二、瀝青路面設(shè)計1、彈性層狀體系理論概述2、瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計標準3、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計4、新建瀝青路面厚度設(shè)計7第七頁，共41頁?；炯僭O(shè)理論前提:線彈性體（實際）非線形/彈-粘-塑性綜合體

（考慮）荷載瞬時性、高等級路面強度高模型：彈性層狀體系基本假設(shè)：1、彈性層狀體系理論0σε8第八頁，共41頁。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??；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；不計自重1、彈性層狀體系理論9第九頁，共41頁。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：車載重復作用下材料累積變形現(xiàn)象：縱向帶狀凹陷疲勞開裂——

原因：車載重復作用下彎曲變形現(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)計標準10第十頁，共41頁。設(shè)計標準：防車轍破壞——

控制路基表面豎向應變/路面

塑性變形防疲勞開裂破壞——

控制面層底面拉應變、

拉應力防推移破壞——

控制面層剪應力防收縮開裂破壞——

控制溫度應力/路面拉應力防沉陷、車轍——道路整體回彈彎沉2、瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計標準11第十一頁，共41頁。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)計指標規(guī)定：對高等級道路——道路整體回彈彎沉/路面結(jié)

構(gòu)層層底拉應力其他——道路整體回彈彎沉2、瀝青路面破壞狀態(tài)與設(shè)計標準12第十二頁，共41頁。設(shè)計內(nèi)容根據(jù)——

道路作用、環(huán)境條件、交通要求、材料施工條件進行——

方案設(shè)計：確定路面等級、各層類型、結(jié)構(gòu)組合結(jié)構(gòu)計算分析

材料組合設(shè)計

施工工藝設(shè)計確定——

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13第十三頁，共41頁。設(shè)計程序

3、瀝青路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計14第十四頁，共41頁。設(shè)計流程結(jié)構(gòu)設(shè)計步驟設(shè)計實例4、新建瀝青路面厚度設(shè)計15第十五頁，共41頁。設(shè)計流程4、新建瀝青路面厚度設(shè)計16第十六頁，共41頁。1）標準軸載（BZZ-100）4、新建瀝青路面厚度設(shè)計P=100KNp=0.7Mpad=21.5cm兩輪中心距=1.5d17第十七頁，共41頁。2）軸載換算以設(shè)計彎沉值、瀝青層底拉應力為設(shè)計指標

以半剛性材料層底拉應力為設(shè)計指標累積軸載作用次數(shù)Ne4、新建瀝青路面厚度設(shè)計式中：C1-輪組系數(shù)；C2-軸數(shù)系數(shù)η—車道系數(shù)18第十八頁，共41頁。3）設(shè)計指標路表回彈彎沉瀝青層底拉應力（應變）—僅高速、一、二級公路半剛性基層層底拉應力—僅高速、一、二級公路4、新建瀝青路面厚度設(shè)計19第十九頁，共41頁。4）設(shè)計要求A點處：B點或C點處：4、新建瀝青路面厚度設(shè)計20第二十頁，共41頁。5）設(shè)計彎沉的計算—ld4、新建瀝青路面厚度設(shè)計Ac—公路等級系數(shù)；As—面層類型系數(shù)；Ab—基層類型系數(shù)；21第二十一頁，共41頁。6）材料容許拉應力的計算—σR瀝青混凝土面層:無機結(jié)合料穩(wěn)定集料：無機結(jié)合料細粒土：4、新建瀝青路面厚度設(shè)計σs—材料極限抗拉強度；Ks—抗拉強度結(jié)構(gòu)系數(shù)；22第二十二頁，共41頁。7）路表回彈彎沉的計算—ls4、新建瀝青路面厚度設(shè)計αc—理論彎沉系數(shù)；F—彎沉綜合修正系數(shù)；23第二十三頁，共41頁。8）層底拉應力計算—σm4、新建瀝青路面厚度設(shè)計24第二十四頁，共41頁。設(shè)計實例：（教材P151）4、新建瀝青路面厚度設(shè)計25第二十五頁，共41頁。對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、礦渣等細集料天然砂、機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第二十六頁，共41頁。級配的概念級配：集料各級粒徑顆粒的分配情況二、瀝青路面材料要求27第二十七頁，共41頁。瀝青混合料的組成設(shè)計三階段目標配合比設(shè)計確定各種規(guī)格集料的配合比，使得礦料級配接近規(guī)范規(guī)定的中值，利用馬歇爾設(shè)計方法確定最佳瀝青用量。生產(chǎn)配合比設(shè)計集料在拌合時，需要對冷料進行二次篩分，篩分后的集料的顆粒組成已經(jīng)不同于原冷料，需要重新進行配合比設(shè)計，確定最佳瀝青用量。生產(chǎn)配合比驗證正式鋪筑之前試拌試鋪，為正式鋪筑提供經(jīng)驗和數(shù)據(jù)。二、瀝青路面材料要求28第二十八頁，共41頁。目標配合比設(shè)計1、礦料配合比設(shè)計選定混合料類型與級配組成——根據(jù)道路、路面等級確定滿足級配組成范圍的礦料配合比例——圖解法、計算法對試配結(jié)果試驗分析，調(diào)整二、瀝青路面材料要求29第二十九頁，共41頁。目標配合比設(shè)計2.馬歇爾方法確定瀝青最佳含量確定瀝青用量經(jīng)驗值——根據(jù)道路、路面等級分組混合料制件、試驗（馬歇爾穩(wěn)定度、密度、空隙率、流值—車轍指標、飽和度）確定關(guān)系曲線（瀝青含量——各指標）二、瀝青路面材料要求30第三十頁，共41頁。a1—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＝（a1＋a2＋a3＋a4）/4根據(jù)技術(shù)標準，確定各關(guān)系曲線上瀝青用量范圍，取共同區(qū)間OACmin～OACmax

OAC2＝(OACmin＋OACmax)/2OAC＝(OAC1＋OAC2)/2目標配合比設(shè)計31第三十一頁，共41頁。瀝青路面施工與質(zhì)量控制瀝青表面處治特點：改善行車條件、延長壽命、強度不計分類：單（1~1.5cm）雙（1.5~2.5cm）三（2.5~3cm）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第三十二頁，共41頁。瀝青路面施工與質(zhì)量控制瀝青貫入式特點：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第三十三頁，共41頁。瀝青路面施工與質(zhì)量控制瀝青混凝土特點：原料加工選配、熱拌、瀝青膠泥—高粘性、均布、密實、耐久性、水穩(wěn)定性分類：粗、中、細粒式、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、用量拌合運輸攤鋪：氣候、溫度、機械、工藝；碾壓：溫度，階段：初、復、終（重量、速度、方式）34第三十四頁，共41頁。瀝青混凝土的施工拌合（間歇式、連續(xù)式）35第三十五頁，共41頁。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155-165℃160-165℃礦料溫度比瀝青溫度高10～30℃190~220℃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℃者廢棄混合料運輸?shù)浆F(xiàn)場溫度不低于150℃不低于165℃瀝青混合料拌合時材料溫度瀝青混合料出廠溫度36第三十六頁，共41頁。瀝青混凝土的施工混合料的運輸拌和樓向運料車放料時，汽車應前后移動，分幾堆裝料，以減少粗集料的分離現(xiàn)象。運料車應有蓬布覆蓋設(shè)施，以確保溫度或避免污染環(huán)境。瀝青混合料運輸車的運量應較拌和能力和攤鋪速度有所富余