Download
slide1 n.
Skip this Video
Loading SlideShow in 5 Seconds..
第 1 章 沥青路面 PowerPoint Presentation
Download Presentation
第 1 章 沥青路面

第 1 章 沥青路面

229 Views Download Presentation
Download Presentation

第 1 章 沥青路面

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript

  1. 第1章 沥青路面

  2. 1.1 概述 一、沥青路面的基本特征 平整无接缝,行车舒适,震动小,噪声低,施工期段,开放交通早,养护维修简便,适宜于分期修筑。 但沥青路面也有可能发生以下病害:

  3. 疲劳裂缝(龟裂) • 块状裂缝

  4. 反射裂缝 • 低温开裂 • 纵向裂缝

  5. 路面材料离析

  6. 沉陷 • 车辙

  7. 波浪、拥包

  8. 坑 槽

  9. 泛油 • 松散

  10. 油斑泛油处发生的内部松散 沥青层的层间脱开

  11. 沥青层 基 层 泛浆原理 传统的泛浆现象(唧浆) 新型泛浆

  12. 芯样截面显示的离析 离析 离析引起的日后修补

  13. 路面上部分开口空隙久晒不干 取样孔内重新积聚大量的水

  14. 芯样厚度统计

  15. 二、沥青路面的分类 1 . 按强度构成原理分类 a .密实类:按最大密实原则设计,取决于混合料的粘聚 力和内摩阻力 按空隙率大小 剩 余 空 隙 率 b.嵌挤类:采用颗粒尺寸均一的矿料,强度依靠骨料颗 粒之间的相互嵌挤而产生的内摩阻力,粘聚力 起次要作用。

  16. 2按施工工艺的不同分类 a.层铺法:沥青表面处治和沥青贯入式 b.路拌法:路拌沥青碎石和路拌沥青稳定土 c.厂拌法:厂拌沥青碎石(空隙率10%~15%)和沥青混凝土 (空隙率10%以下)可分为热拌热铺和热拌冷铺

  17. 3按沥青路面的技术特性 沥青砼,沥青玛蹄脂碎石:适用于高速公路,一级公路 和其他各级公路路面 乳化沥青碎石:适用于三、四级公路沥青面层,二级公路罩 面和其他各级公路调平层 泡沫沥青混合料:适用于低等级路面面层及高等级路面基层、 底基层或下面层。 热拌沥青碎石:适用于二级以下公路路面面层 沥青贯入式:适用于二级及二级以下的公路路面面层 沥青表面处治:适用于三、四级公路面层和抗滑,磨耗层

  18. 三、沥青路面类型的选择 道路等级,交通量,使用年限,施工地点,施工季节, 施工期限,材料供应,基层状况,施工机械,综合权衡, 设计

  19. 1.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性 一、沥青混合料的强度特性 抗剪强度 根据摩尔—库伦原理: 在外力作用下不产生剪切破坏,则 : ① ② ③

  20. 将②,③代入①式 沥青路面材料强度与稳定性的判别式 左端称为活动剪应力,其值等于c, 材料处于极限平衡大于c,出现塑性 变形c,Φ值通过三轴剪切试验取得。

  21. 沥青混合料的抗剪强度主要取决于沥青与矿料相互作用而 产生的粘结力,以及矿料在沥青混合料中的相互嵌挤二产 生的内摩阻角 粘结力:取决于沥青粘滞度,沥青含量,矿料比面积 (颗粒大小),与沥青的结合特性(碱性矿料粘结力高。) 内摩阻角:取决于矿料级配,颗粒形状,表面特性及沥青含量

  22. 2 抗拉强度 直接拉伸试验 规范采用:间接拉伸 —劈裂试验 抗拉强度取决于 湿度 沥青含量 粘滞度 矿料级配 沥青特质

  23. 3 抗弯拉强度 小梁三分点加荷试验 规范规定试件尺寸,湿度15±0.5oC, 长250±2.0mm,宽30±2.0mm, 高35±2.0mm 跨径200±0.5mm 粗粒式沥青混合料 150mm×150mm×550mm 跨径450mm 中,细粒式沥青混合料 100mm×100mm×400mm 跨径300mm 砂质沥青混合料 50mm×50mm×240mm 跨径150mm 美国SHRP采用6.35cm×5.0cm×38.1cm

  24. 抗拉强度 其中:P——最大荷载MN h——高度m b——宽度m L——跨径m 抗弯拉强度取决于材料的性质及结构破坏过程中的加荷 状况,湿度状况

  25. 二、沥青混合料的应力——应变特性 1 . 蠕变:材料在固定的应力作用下,变形随时间而发展的过程

  26. 2. 应力松弛:变形物体在恒定的应变下应力随时间而自 动降低的过程 指标——应力松弛时间t’:应变恒定,应力由初始值 (最大值σ0)降低到0.5σ0时所需的时间。 对于沥青混合料: —沥青粘滞度 E —弹性模量

  27. 3.劲度模量:材料在给定的荷载作用时间和温度条件下应力 与总应变的比值 a 沥青的劲度 b 范德普:不同荷载作用时间和温度下沥青劲度模量的诺莫图 c 沥青混合料的劲度模量

  28. 三、沥青混合料的疲劳特性 疲劳破坏 疲劳寿命 简支小梁试验 疲劳试验方法:

  29. 四、沥青路面的温度状况 温度降低,混合料强度提高,温度升高,强度降低 路面结构内温度状况预估

  30. 五、沥青路面的高温稳定性 温度升高,粘滞度降低,粘结力下降,强度降低,易发生剪切破坏 影响沥青混合料高温稳定性的因素:沥青和矿料的性质,相互作用特性,矿料级配组成,沥青砼的热稳定性,表现在夏季路面在车辆作用 下是否出现车辙。 车辙是高级沥青路面的主要破坏形式 车辙试验:在规定尺寸(300mm×300mm×50mm)的板块压实沥青混合料试件上,在固定的荷载的橡胶轮反复行走后,测定其在变形稳定期,每增加变形1mm的碾压次数,即为稳定度,以次/mm表示,试验温度60oC,轮压0.7Mpa. 97规范:高速公路沥青混合料动稳定度应大于800次/mm,一级公路大于600次/mm

  31. 六、沥青路面的低温抗裂性 温度降低,粘滞度升高,强度增大,则刚性增大,抗变形 能力降低. 低温缩裂 影响因素:沥青性质,老化程度,当地气温状况, 路面结构层次 七、沥青路面的水稳性:浸水马歇尔试验和黏附性 (沥青与矿料)试验

  32. 1.3 对沥青路面材料的要求 一、沥青材料 1、道路石油沥青质量要求: A—普通道路石油沥青 AH—重交通道路石油沥青 2、乳化石油沥青:适用于三级公路以下公路的常温沥青混 合料路面,沥青贯入式路面及沥青表面处 治,也可用于浇洒透层和粘层 PC-1~3 洒布型阳离子乳化石油沥青 PA-1~3 洒布型阴离子乳化石油沥青 BC-1~3 拌合型阳离子乳化石油沥青 BA-1~3 拌合型阴离子乳化石油沥青

  33. 3、液体石油沥青:用轻质油将沥青稀释后得到,通常用 于浇洒透层和粘层 AL(R)—1.2快凝 AL(M)—1~6中凝 AL(S)—2~6慢凝 4、煤沥青:煤经过干馏后得到的焦油再经过加工后得 到的产品,适宜于浇洒沥青路面的透层及 粘层,也可以用于三级及三级以下公路的 面层T-1~9

  34. 二、矿料 1.粗集料:碎石,筛选砾石,破碎砾石,矿渣等 应洁净,干燥,无风化,无杂质,有强度, 耐磨耗,与沥青黏附性能好(碱性佳),颗粒 形状以近于立方体为佳 2.细集料:粒径小于5mm的天然砂,机制砂和石屑 应洁净,干燥,无风化,无杂质,并有适当的 颗粒组成,热拌沥青混合料的细集料,宜采用 优质的天然砂或机制砂 3.填料:石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经 磨细得到的矿粉

  35. 三、沥青混合料的组成设计 (一)试验室配合比设计(目标配合比) 1、矿质混合料配合比组成设计:级配范围 (1)确定沥青混合料类型:AC-13,20,30…AM-25… (2)确定矿料的最大粒径:结构层厚度h/d≥3 (3)确定沥青混合料的级配范围:查阅规范推荐表 (4)矿质混合料配合比计算 a、组成材料的原始数据测定:筛分曲线,相对密度 b、计算组成材料的配合比:计算3种符合规定要求 级配范围的各组成材料用量比例 c、调整配合比:合成级配根据下列要求调整,3种级 配有一定层次

  36. 2、确定沥青混合料的最佳沥青用量:马歇尔法和维姆法 (1)、制备试样 a、按确定的矿质混合料配合比,计算各种矿质材料的用量 b、根据规范推荐的沥青用量范围,估计适宜的用量 (2)、测定物理,力学指标 以估计沥青用量为中值,以0.5%间隔上下变化沥青用量制备马歇尔试件不少于五组,在规定的实验温度及试验时间内用马歇尔仪测定稳定度和流值,同时计算空隙率,饱和度,矿料间隙率

  37. (3)马歇尔试验结果分析 a、绘制沥青用量与物理,力学指标关系图 b、从图中求取相应于稳定度最大值的沥青用量a1,相应 于密度最大值的沥青用量a2,相应于规定空隙率范围 中值的沥青用量a3,求取三者平均值作为最佳沥青用 量的初始值OAC1 OAC1=( a1+ a2+ a3)/3 c、求出各项指标均符合沥青混合料技术标准(表13-10) 的沥青范围OACmin~OACmax其中值为OAC2即为 OAC2=(OACmin+ OACmax)/2

  38. d、根据OAC1和OAC2综合确定沥青的最佳用量OAC e、根据气候与交通特性调整最佳沥青用量 f、 水稳定性检验:制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验, 检验其残留稳定度是否合格,I型沥青砼不低于75%,II 型70%;否则重新进行配合比设计或加抗剥离剂 g、抗车辙能力检验:在60 oC条件下,用车辙试验机检验其 动稳定度。用于中,上层面沥青砼,60oC时,高速公路, 城市快速路不小于800次/min,一级公路及主干道不小于 600次/mm,否则调整级配和沥青用量.

  39. (二)生产配合比设计:利用实际施工的拌和机进行试拌以确 定施工配合比。取实验室配合比设计的 最佳沥青用量前上下浮动0.3%,三个沥 青用量进行马歇尔实验确定生产配合比 沥青用量。 (三)生产配合比验证阶段:试拌试铺 铺筑实验段,钻芯取样进行马歇尔实验检验,由此确定 生产用的标准配合比。