课 题:
沥青路面
目的要求:
掌握沥青路面的特点、分类;沥青表面处治、沥青贯入式路面、沥青混凝土路面、沥青碎石路面的定义、特点、强度构成原理;掌握沥青路面结构层的强度与稳定性(热稳性、低温抗裂,改善提高途径);熟悉沥青类路面的病害与防治。沥青类路面的质量控制与检测。
教学重点:
沥青路面的特点、分类;沥青表面处治、沥青贯入式路面、沥青混凝土路面、沥青碎石路面的定义、特点、强度构成原理;沥青路面结构层的强度与稳定性(热稳性、低温抗裂,改善提高途径)。 教学难点:
沥青路面的特点、分类;沥青表面处治、沥青贯入式路面、沥青混凝土路面、沥青碎石路面的定义、特点、强度构成原理;沥青路面
结构层的强度与稳定性(热稳性、低温抗裂,改善提高途径)。 教学课时:
4h 教学方法:
理论教学
教学内容和步骤
§15.1 概述
一、沥青路面的基本特性 1.沥青路面:
是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。
2.优点:
与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便,适宜于分期修建等优点。
3.要求:
①.土基和基层具有足够的强度和稳定性; ②.沥青面层下设置沥青混合料的联结层。 二、沥青路面的分类 1、按强度构成原理分:
①密实类:按最大密实原则设计,其强度和稳定性主要取块于混合料的粘聚力和内摩阻力。
闭式:空隙率小于6%,混合料致密而耐久,热稳定性差; 开式:空隙率大于6%,热稳定性较好。
②嵌挤类:尺寸较为均一,热稳性较好,但易渗水,耐久性较差。 2.按施工工艺分:
①层铺法:工艺和设备简便,功效较高,施工进度快,造价较低,但路面成型期较长。
②路拌法:路拌沥青碎(砾)石、路拌沥青混凝土。 矿料分布均匀,缩短路面成型期,但混合料的强度较低 ③厂拌法:厂拌沥青碎石,沥青混凝土 热拌热铺
热拌冷铺
3.根据沥青路面的技术特性分:
沥青混凝土,热拌沥青碎石,乳化沥青碎石混合料,沥青贯入式,沥青表面处治
①沥青表面处治
在沥青表面洒布一层沥青,随后撒布一层集料,经碾压后形成的薄面层,称作单层沥青表面处治(1.0~1.5cm);这一过程重复二遍或三遍,从而形成双层(1.5~2.5cm)或三层(2.5~3.0cm)式表面处治。
表面处治层主要起到防水层,磨耗层,防滑层或改善碎(砾)石路面使用品质的作用。
适用场合:
a.中等交通的碎(砾)石面层上加铺表面处治层。(投资不多而较大地提高路面使用品质及降低养护费用和工作量的作用。)这是目前国内公路上使用最广泛的一种面层型式。
b.沥青面层因磨损较多或因年久而沥青老化,逐渐出现松散及开裂预兆时,加铺沥青表面处治层以恢复路面的使用品质。
C.沥青路面表面因集料磨耗而过于光滑时,可铺筑由带棱角的硬质集料做成的表面处治层,以恢复和提高路面的抗滑能力。
d.面层由空隙较多的沥青混合料组成时,可采用沥青表面处治层作为封层,以防止地表水的侵入。
②沥青贯入碎石
a.先摊铺一层尺寸均匀的集料,适当碾压后贯入沥青,再撒布
尺寸小一级的集料作嵌缝后进行碾压;然后重复贯入沥青,撒嵌尺寸再小一级的嵌缝料和碾压,形成一类似表面处治的层次。
分浅贯入(4~5cm)和深贯入(6~8cm)。对于深贯入,上述过程需重复三遍,即撒四次集料和洒三次沥青。
b.贯入碎石层的强度主要靠碎石间的嵌挤作用,受温度变化的影响小,温度稳定性较好。
c.贯入碎石层可作面层(适应变通量100~300辆/昼夜,后轴重100KN),也可作基层,(消除或缓和来自下方半刚性基层的反射裂缝)
③沥青混凝土
a.沥青混凝土面层是由掺入矿粉,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。若基层坚强,路面结构合理,可以承受繁重交通,且使用寿命长,可达15年。
b.分类:按混合料中最大颗粒的尺寸分:
粗粒式:dmax≥25mm 摩阻力大,适于用作双层式面层的下层;
中粒式:dmax为16或19mm, 细粒式:dmax为10、13或5mm,
细料多,沥青用量也多,粘结力大,透水性小,整体性, 平整性均较好,大多用作沥青面层的上层。 c.易出现热季时强度大幅度下降的情况。(粘结力受温度影响很大)
④沥青碎石
a.碎石同沥青相拌和后构成的一种沥青面层或基层。因目前大
多数采用具有一定级配的碎石,故又可称为沥青碎石混合料;
b.大多数用于基层和一般道路上双层式沥青混凝土路面的下层,单层(4~7cm)双层式(可达10cm);
c.按混合料中最大粒径尺寸分为粗粒式,中粒式和细粒式。 d.特点:
优:属于嵌锁型结构,热稳定性较好,低温不易开裂,作基层时可减缓反射裂缝。
缺:透水性大,强度和耐久性均不如沥青混凝土。 5.乳化沥青碎石混合料:
适用于做三、四级公路的沥青面层、二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。
6.沥青玛蹄脂碎石路面
是指用沥青玛蹄脂碎石混合料作面层或抗滑层的路面。具有抗滑耐磨(TD=0.8~1.1mm),孔隙率小(I=2%~4%),抗疲劳,高温抗车辙,低温抗开裂的优点。适于高速、一级公路和其他重要公路的表面层。(抗滑表层,厚度宜为3.5cm~4.0cm)
三、沥青路面类型的选择: 1.根据任务要求和工程特点
2.考虑材料供应情况,施工机具,劳力和施工技术条件等因素,参照表13-1选定。
沥青路面一般不宜铺筑在纵坡大于6%的路段上,纵坡大于3%的路段,宜采用粗粒式的沥青碎石或粗粒式的沥青表面处治。
§13.2 沥青路面材料的温度稳定性
一、沥青路面的高温稳定性
沥青混合料的强度和抗变形能力随温度的升降而产生变化。温度升高时,强度降低,夏季高温时,在停车地点和行车变速的路段上,由于行车的起动与制动,路面可能受到很大的水平作用力,若沥青混合料的高温稳定性不足,路面就会产生较大的剪切变形,提高沥青混合料在高温下的抗剪切能力,就是提高其温度稳定性。如在混合料中增加粗矿料含量,或剩余空隙率,提高沥青的粘度等。
二、沥青路面的低温开裂性
沥青路面在低温时强度增大,但其变形能力却降低,沥青路面的低温开裂,大致可分为两类:一类是温度下降而造成的路面开裂(由表面开始开裂而逐渐发展成为裂缝);
另一类是由于路基或基层收缩与冰冻共同作用而产生的裂缝(从基层开始逐渐反映到沥青面层开裂),低温产生的裂缝大多是横向的。
影响低温开裂的主要因素有:
沥青的性质,当地的气温状况,沥青老化程度,路基的种类和路面层次的厚度等。
使用稠度较低,温度敏感性低的沥青,增加沥青面层的厚度可以减少或者延缓路面的开裂。在路面面层与基层之间,用沥青—橡胶混合料铺设一层应力吸收薄膜夹层,也能有效地防止路面的反射开裂。
三、沥青路面的水稳性
通常采用马歇尔试验,沥青与矿料的吸附试验确定。
§13.3 对沥青路面材料的要求
一、对原材料的要求; 1.沥青材料:
石油沥青,煤沥青,液体石油沥青,沥青乳液等,参照表15.3.1选用。对酸性石料、潮湿的石料、以及低温季节施工,宜选用阳离子乳化沥青;对碱性石料,以及在与水泥、石灰,粉煤灰共同使用时,宜选用阴离子乳化沥青。为提高使用性能,可选用改性乳化沥青。
煤沥青不宜用于沥青面层,一般仅作为透层沥青使用。 2.集料
各种沥青面层的粗集料、细集料、填料应《符合公路沥青路面施工技术技术规范》(JTJ032)的有关规定。
二、对沥青混合料的要求: 1.抗滑性能指标
①摩擦系数:高速、一级公路宜在竣工后第一个夏季采用摩擦系数测定车,以(501)KM/h的车速测定横向力系数SFC;在试验车上装有与运行方向成垂直的横向力,此力与车轮荷载之比为横向力系数,它是路面纵、横向摩擦系数的综合反映。
②路面宏观构造深度:在竣工后第一个夏季用铺砂法或激光构造深度仪测定。
抗 滑 标 准 公路等级 高速公路 一级公路
SFC ≥54 Fb ≥45 TD(mm) ≥0.55 2.沥青混合料的压实度
沥青混凝土、沥青碎石的压实度当以马歇尔试验密度为标准密度时,高速、一级公路压实度应达到95%,其他等级公路应达到94%;当以试验段的密度为标准密度时,均应达到98%的压实度。