第十三章：沥青路面ppt课件

1、第十三章 沥青路面,13-1 概述 13-2 沥青路面材料的结构与力学特性、 13-3 沥青路面的稳定性和耐久性 13-4 沥青路面原材料（自学） 13-5 沥青混合料组合设计（自学） 13-6 沥青路面的施工与质量控制,目 录（contents）,13-1 概 述,13 沥青路面,沥青砼面层 15cm,二灰碎石基层25cm,石灰土或固化剂处理（垫层） 20cm,冲击压实处理路床（影响深度80cm ）,封层1cm,防水联接层1.5cm,拟定的沥青路面结构,一般面层分为两层或三层,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概

2、述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13 沥青路面,纵向裂缝,13 沥青路面,横向裂缝,13 沥青路面,块裂及网裂,13-1 概 述,13 沥青路面,13 沥青路面,车辙,13-1 概 述,13 沥青路面,13 沥青路面,松散剥落,13-1 概 述,13 沥青路面,13 沥青路面,表面抗滑不足及泛油,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1

3、 概 述,13 沥青路面,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,（1）沥青表面处治：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成厚度不超过3cm的沥青路面。,（2）沥青贯入式：用沥青贯入碎（砾）石而成的。结构层厚度不同，分为深贯入(厚6-8cm)和浅贯入(厚4-6cm) 。为了克服沥青贯入式路面的缺点，可采用上拌下贯沥青路面。,13 沥青路面,（3）沥青碎石(AM)：是指碎石同沥青相拌和后构成的一种沥青面层或基层。按最大粒径的尺寸分为：粗粒式、中粒式和细粒式。,（4）沥青混凝土(AC)：是由掺入矿粉、具有良好级配的集料同沥青均匀拌和后铺筑而成的一种密实型结构层。,SMA主

4、要功能： 1)抗滑性能好； 2)有很好的高温稳定性和耐久性（寿命长20%以上）； 3)对带钉轮胎的磨耗抗力好； 4)可用于铺筑底面层，也可以铺筑表面层，特别用于铺薄面层； 5)摊铺和压实性能好。,13 沥青路面,（5）沥青玛碲脂碎石(SMA)由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛碲脂填充间断级配的沥青混合料。,沥青粘层：为使面层与基层或上下面层粘结更好而撒铺的粘结薄层。,沥青透层 ：液体沥青洒铺而成的，稳定和粘结基层或旧路顶面松散颗粒的结构薄层；,沥青封层：液体沥青洒铺或沥青砂（石屑）铺筑而成的防水结构薄层；,13-1 概 述,13 沥青路面,13-1 概 述,13 沥青路面,13

5、-2 沥青路面材料的结构与力学特性,13 沥青路面,一、 沥青路面材料三相体系与压实功能,沥青混合科的组成结构 a.悬浮密实结构 连续密级配的沥青混合料 力学特点 粗集料少，不能形成骨架 粘聚力C大，内摩擦角小； b.骨架空隙结构 连续开级配的沥青混合料 细集料少，不能填充集料间空隙 C小，大 c.骨架密实结构 间断密级配的沥青混合料， 中间集料少，既有足够的粗集料 形 成骨架，又有细集料填充其间的空隙 C大，大,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,13 沥青路面,一、 沥青路面材料三相体系与压实功能,沥青混合料压实的影响因素,(a:油石比),13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,13

6、沥青路面,沥青混合料的强度来源为沥青的粘结力c和集料的内摩阻力如何求沥青混合料的粘结力C和内摩擦角 呢？（三种试验方法）,13 沥青路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青

7、路面,13-2 沥青路面材料的结构与力学特性,二、沥青混合料的强度,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路

8、面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,沥青的老化过程,13 沥青路面,13-3 沥青路面的稳定性与耐久性,13-3 沥青路面原材料

9、,一、对原材料的要求 1.沥青材料沥青标号选择应考虑道路所在地区的气候条件、交通量以及混合料的类型。 （1）石油沥青 沥青路面一般采用道路石油沥青，或经过乳化、稀释、调和、改性等工艺加工处理的石油沥青产品作为结合料，有时也采用煤沥青，但是由于煤沥青对人体健康有害，已很少采用。我国道路石油沥青以针人度为指标分为7个标号。每种标号的沥青分为A、B、C三个等级,13 沥青路面,（1）石油沥青,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,（2）乳化石油沥青,乳化沥青（英:Emulsified bitumen，美:Asphalt emulsion， Emulsified asphalt ）是由石油沥青与水

10、在乳化剂、稳定剂等作用下经过乳化加工制的的沥青产品，也称沥青乳液。由于它能在常温条件下施工，并且具有节约能源、保护环境、简化施工等方面的优点，使用范围逐步扩大。乳化沥青的种类有阳离子乳化沥青、阴离子乳化沥青和非离子乳化沥青；按其破乳速度的快慢，又可分为快裂、中裂、慢裂。,乳化沥青适用于沥青表面处治、沥青贯入式、冷拌沥青混合料等各类路面，也可用于修补裂缝，用作透层油、粘层油和沥青封层。,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,（3）改性沥青,改性沥青是掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂)，或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥

11、青结合料。改性沥青其机理有两种，一是改变沥青化学组成，二是使改性剂均匀分布于沥青中形成一定的空间网络结构。 对于气候条件恶劣，交通特别繁重的路段，使用普通道路石油沥青不能满足使用要求时，可以使用改性沥青。使用改性沥青通常对改善沥青路面高温及低温稳定性有明显效果。改性沥青一般采用聚合物、天然沥青或其他改性剂对基质石油沥青进行改性。,1)热塑性橡胶类，如苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物SBS； 2)橡胶类，如丁苯橡胶(SBR)； 3)热塑性树脂类，如乙烯一醋酸乙烯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE)等。,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,目前改性道路沥青主要用于机场跑道、防水桥面、停车场、运动

12、场、重交通路面、交叉路口和路面转弯处等特殊场合的铺装应用。近来欧洲将改性沥青应用到公路网的养护和补强，较大地推动了改性道路沥青的普遍应用。改性沥青防水卷材和涂料主要用于高档建筑物的防水工程。,（3）改性沥青,但鉴于改性后的材料价格通常比普通石油沥青高27倍，用户对材料工程性能尚未能充分把握，改性沥青产量增长缓慢。,改性沥青属高分子聚合物，一般常用观察检验工具为荧光显微.,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,2.粗集料指集料中粒径大于4.75mm的那部分材料，包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等。粗集料应洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、无杂质，并具有足够的强度和耐磨性

13、能。,3.细集料指集料中粒径小于4.75mm的那部分材料。沥青混合科中的细集料可用天然砂、人工砂及石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质、并有适当的颗粒级配。,4.填料填料的粒径小于0.6mm，填料必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等橧水性石料经磨细的矿粉。矿粉要求洁净、干燥、能自由地从矿粉仓流出。有时为提高沥青混合料的粘结力，也可掺加部分消石灰或水泥作为填料，其用量一般为矿料总量的1%-3%。,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,二、沥青混合料的组成设计 1.沥青混合料的分类,热拌沥青混合料适用于各种等级公路沥青路面的面层或基层。沥青混合料按集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率大小可

14、分为以下几类：,(1)密级配沥青混凝土混合料(AC)，适用于各级公路沥青面层的任何层次 (2)沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。适用于表面层、中间层或加铺磨耗层。 (3)半开级配沥青碎石混合料，设计空隙率为612(AM)。适用于三级及三级以下公路，表面应设防水上封层。 (4)密级配沥青稳定碎石混合料，设计空隙率为36(ATB)。也称为大粒秤沥台碎石混合料、适用于基层。 (5)排水式沥青稳定碎石混合料，设计空隙牟大于18(ATPB)。适用于排水基层。 (6)排水式好级配磨耗层，设计空隙率大于18(OGFC)。适用于高速公路排水式沥青路面磨耗层。,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,2.沥青混

15、合料配合比设计阶段包括： 1)目标配合比设计阶段 2)生产设计配合比设计阶段 3)生产配合比验证阶段 3.沥青混合料配合比设计内容： 确定沥青混合料的材料品种、矿料级配和沥青用量 4.配合比设计的目标： 1)高温稳定性 2)低温抗裂性 3)耐久性 4)抗滑性 5)抗疲劳性 6)工作度（施工的和易性）,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,5.配合比的设计方法与步骤： 1)材料准备： 2)矿质混合料的配合比组成设计： (1)确定沥青混合料类型； (2)确定矿料的最大粒径D（根据层厚h）； (3)确定矿质混合料的级配范围； (4)矿质混合料配比计算。 3)通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青

16、用量,13 沥青路面,13-3 沥青路面原材料,13 沥青路面,13-4 沥青路面的施工与质量控制,一、洒铺法沥青路面面层的施工,层铺法沥青表处和沥青贯入式。分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑面层。 优点：工艺设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低； 缺点：路面成型期较长，需要经过炎热季节行车碾压才能成型；,1沥青表面处治,1）备料； 2）清理基层及放样； 3）浇洒透层沥青； 4）洒布第一次沥青； 5）铺撒第一层矿料； 6）碾压； 7）洒布第二次沥青； 8）铺撒第二层矿料； 9）碾压； 10）初期养护。,所用的矿料，其最大粒径应与所处治的层次厚度相当。矿料的最大与最小粒径比例应不大于

17、2，介于两个筛孔之间颗粒的含量应不少于70%80%,13 沥青路面,13-4 沥青路面的施工与质量控制,一、洒铺法沥青路面面层的施工,2沥青贯入式路面,1）整修和清扫基层； 2）浇洒透层或粘层沥青； 3）铺撒主层矿料； 4）第一次碾压； 5）洒布第一次沥青； 6）铺撒第一次嵌缝料; 7）第二次碾压; 8）洒布第二次沥青; 9）铺撒第二次嵌缝料; 10）第三次碾压； 11）洒布第三次沥青; 12）铺撒封面矿料; 13）最后碾压; 14）初期养护。,沥青贯入式的主层矿料约为层厚的1/22/3，第一遍嵌缝料与主层矿料差34个粒级（最大粒径差2倍以上），第二遍嵌缝料再小23个粒级,13 沥青路面,13

18、-4 沥青路面的施工与质量控制,二、路拌法沥青路面面层的施工,路拌法采用移动式拌和机械(或人工)在现场施工，将矿料和沥青材料就地拌和，摊铺并碾压密实成型。可采用热油冷料或冷油冷料拌和摊铺。 优点：沥青材料分布相对均匀，成型期短； 缺点：冷料拌和强度低,路拌沥青碎石路面的施工程序：,1.清扫基层； 2.铺撒矿料； 3.洒布沥青材料； 4.拌和； 5.整形； 6.碾压； 7.初期养护； 8.封层。,二、路拌沥青碎石路面的施工,厂拌法沥青碎石和沥青混凝土。一定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，送到工地摊铺碾压成型。分热拌热铺、热拌冷铺，区别在于摊铺时混合料温度。 优点：矿料精选、除水彻底

19、、沥青稳定、热拌均匀、混合料质量高。,13 沥青路面,13-4 沥青路面的施工与质量控制,三、摊铺法施工,13-4 沥青路面的施工与质量控制,13 沥青路面,三、摊铺法施工,13-4 沥青路面的施工与质量控制,13 沥青路面,三、摊铺法施工,13-4 沥青路面的施工与质量控制,13 沥青路面,三、摊铺法施工,13-4 沥青路面的施工与质量控制,13 沥青路面,三、摊铺法施工,1）安装路缘石,2）清扫基层,13 沥青路面,13-4 沥青路面的施工与质量控制,2、施工程序,3）浇洒粘层或透层沥青,13 沥青路面,13-4 沥青路面的施工与质量控制,2、施工程序,4）拌合与运输,4）拌合与运输,5）沥青混合料摊铺,6）碾压,碾压的方向和顺序,7）接缝处理,接缝施工,1）纵缝施工,对当日先后修筑的两个车道，摊铺宽度应与已铺车道重叠35cm，所摊铺的混合料应高出相邻已压实的路面，以便压实到相同的厚度,对不在同一天铺筑的相邻车道，或与旧沥青路面连接的纵缝，在摊铺新料之前，应对原路面边缘加以修理，要求边缘凿齐，塌落松动部分应刨除，露出坚硬的边缘。缝边应保持垂直，并需在涂刷