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1、2010届毕业设计（论文）题目： 浅析沥青路面的使用性能与耐久性 专 业： 交通土建 助学站点：湖南高速铁路职院考 籍 号： 姓 名： 指导教师： 贺常元 2012 年 4 月附件（封首）： 提高沥青路面使用性能和耐久性的主要因素 学 生 姓 名： 彭晔清 考 籍 号： 站 点：湖南高速铁路职院指 导 教 师： 贺常元 完 成 日 期： 2012年 4月 目 录摘要4关键词4引言4一、问题的提出4二、国内外研究现状 5（一）国外研究现状 5（二）国内研究现状 4（三）主要研究内容 6三、沥青路面耐久性影响的因素 6（一）影响沥青路面耐久性的内部因素 9（二）影响沥青路面耐久性的外部因素 9四、
2、沥青路面耐久性能改善措施 11（一）沥青混合料的改性 11（二）优化混合料的配合比设计12（三）其他工艺13五、结束语 14参考文献14致谢15提高沥青路面使用性能和耐久性的主要因素交通土建（专升本） 彭晔清摘 要沥青路面使用性能与耐久性受多方面因素的影响，本文对影响路面使用性能与耐久性的相关因素进行归类与分析。重点从沥青混合料类型、沥青混合料配比设计、沥青路面的结构形式、沥青质量、施工工艺以及实际交通条件等内部因素和外部因素两方面分析，防治沥青路面早期病害的对策，以提高沥青路面使用性能与耐久性，同时针对影响沥青路面耐久性的相关因素列举一些对提高沥青路面使用寿命较为有效的措施，如：对沥青混合料
3、进行改性处理，优化沥青混合料的配合比设计等等。关键词：路面使用性能 耐久性 疲劳破坏 沥青改性 引 言沥青路面以其连续性好，行车平稳舒适，开放交通早及维修方便等优点在我国得到广泛应用，但随着交通流量的增大，车辆的大型以及重载、超载等情况的出现，传统的路面已难以重任，许多原路沥青路面建成不久，各种病害也随之而来，同时道路建设投资规模巨大，可用材料和土地数量多，废弃的道路短时间内很难恢复或改变，我国尚不够发达，从节约成本，提高经济效益方面考虑，对沥青路面的设计就尤为重要，而提高沥青路面使用性能与耐久性的研究有着重要意义。一、问题的提出在公路的路面结构中，沥青路面以其行车平稳舒适、连续性好、噪音小、
4、抗震性好，开放交通早及维修方便等优点在我国得到广泛应用。虽然我国沥青路面修筑水平取得了长足的提高，但不少公路的沥青路面使用不久就出现了各种早期病害。如：炎热夏季在重载作用下形成推挤、车辙、波浪等永久性变形，在雨季及春融季节形成松散、坑槽麻面、剥落等水损坏，路表抗滑性能迅速下降及局部龟裂等路面病害在一些公路中陆续出现。随着公路建设的发展，交通量及交通荷载的增加，沥青路面在车辆荷载作用下的疲劳破坏也 成为沥青路面的主要破坏形式之一，沥青混合料的疲劳寿命直接影响沥青路面的使用寿命及使用性能，是决定沥青路面工程寿命周期成本的关键因素。沥青路面应用有抵抗温度、阳光、空气和水等各种因素综合作用的能力，即在
5、这些因素作用下路面使用性能不至于很快恶化，当沥青路面抵抗温度、阳光、空气作的的能力较差时，沥青路面易失去粘性、变脆，在车荷载和其他因素的作用下混合内聚力消失，乃至于沥青与矿料脱离，使路面松散破坏，因此沥青路面抵抗各种人为或天然因素作用的能力，也足影响沥青路面使用寿命的重要方面。沥青路面的使用寿命取决于沥青混合料的耐久性，沥青混合料的耐久性包括在各种因素互时作用的抗老化性质，混合料的抗水损害能力和汽车荷载及温度变化反复作用下的耐疲劳性能。二、国内外研究现状（一）国外研究现状第一条用沥青铺装的路面约在公元前600年在巴比伦出现，但这种技艺不久失传了，一直到19世纪，人们采用沥青修路，1835年在巴
6、黎首先用沥青铺筑人行道路面，约20年后巴黎出现沥青碾压路，并在全世界获得广泛推广，上海在20世纪20年代开始铺设沥青路面，1949年以后随着中国自产路用沥青材料工业的发展，沥青路面已广泛应用于城市道路和公路干线，成为目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。对沥青混合料沥青路面耐久性的研究始于上世纪半个世纪以来，对沥青路面耐久性研究中最要关注，研究投入最多的课题之一。（二）国内研究现状国内与国外相比，对沥青混合料改性技术的研究起步较晚。对半刚性沥青路面而言，基层刚度大，在车辆荷载作用下半刚性材料层是不可压缩的，因此，通过厚的半刚性材料层作用在土基顶面的 压应力很小，不会引起土基的压应变并反应到路表面
7、上，当然其前提条件是基层质量好，所以半刚性路面的抗破损能力主要取决面层结构与材料的合理设计，然而目前我国对沥青路面的抗破损研究的成效不是很大，这主要是因为大量研究主要集中在面层混合料这方面，因为我国现行路面结构设计理论是建立在弹性层状体系理论基础上，以设计弯沉值为路面整体刚性的设计指标，利用疲劳破坏的模式设计结构层厚度，对沥青混凝土面层和整体性材料的基层，底基层应进行底层拉应力验算，针对我国半刚性沥青路面出现的这些问题并对比国外高速公路路面结构和实际使用情况，应从路面受力特点、路面结构等深层次思考如何从路面设计来认识和解决破损问题，在结构分析和设计的基础上，配合合理的混合料配合比设计，才是合理
8、解决路面破损的必经之路。（三）主要研究内容1、内容随着经济交通运输的的快速发展，车辆大型化、重载超载、交通流通量及渠化交通等逐渐成为现代交通的必然超势，许多公路沥青路面建成不久，各种病害随之面来传统路面已难堪重任，开裂、车辙、坑槽及温缩等早期破坏情况也时有发生，沥青路面的耐久性直接影响沥青路面的使用寿命及使用性能，是决定沥青路面工程寿命周期成本的关键因素，下面主要从影响沥青结构耐久性的内部及外部分两方面因素进行分析。2、技术路线对这一课题的研究主要通过查阅资料，调研以及试验等手段对沥青路面结构的耐久性进行研究，分析沥青路面结构设计、材料、混合料配合比以及施工过程对路面结构耐久性能的影响。三、沥
9、青路面耐久性影响的因素（一）影响沥青路面耐久性的内部因素材料是影响路面使用性能的重要因素，沥青路面是由沥青混合料铺筑而成的，而沥青混合料是由沥青、集料和矿粉以及其他外加剂按一定比例组成的，材料质量不理想达不到要求，沥青混合料的质量也不可能达到要求，沥青混合粉的性能、骨料的质量与结合料粘结效果都对混合料的性质产生极大的影响。1、沥青质量沥青是由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态成固态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料，沥青质量的优劣直接影响着沥青的使用性能，随着国民经济和交通运输的快速发展、交通大流量、车辆大型化、重载超载及渠化交通与逐级成为现代交通的
10、必然超势，全球气候持续变暖，公路使用条件变得日益苛刻，一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要，从大量路面结构损坏原因的调查分析看，路面沥青品质不良是其主要原因之一，路用沥青要求做到夏天不软化，冬天不发脆，能抵抗水、冰、盐类的侵蚀和行车的破坏作用，大多数沥青道路往往路面表层结构远小于使用寿命的年限内便出现损坏，其原因由于国内石油品质及沥青炼制工艺流程的特点，含蜡量度、延度小，温度敏感性强，沥青粘度低，劲度低，抗车辙能力弱，沥青含蜡量高，会出现横向裂缝，温度敏感性高的沥青路面开裂。2、矿料质量在考虑材料对沥青混合料的影响时，往往比较重视对沥青的影响，而对集料的影响都重视的不够，而
11、矿料质量的好坏是沥青路面早期破损的重要因素，要研究沥青混合料的性能，矿料质量差必然结果是混合料的质量也差，故必要条件是保证集料的质量，并结合考虑对矿料级配的控制。集料质量差是目前公路建设中特别严重的问题，突出的表现是粉尘多、材料脏、级配不规格及针片状颗粒含量高等，经常不能达到规范要求，使用质量差的集料，导致实际级配和级配比设计很大的差距离析严重，路面容易出现早期病害，故集料要符合下面要求：一是尽量采用粒径较大，接近立方形，有尖锐棱角和粒糙表面的碎石且碎石含量较多的矿料，以加大沥青合料的内摩阻力，增强矿料颗粒间的嵌锁作用，阻止颗粒间的相互移动，从而提高沥青混合料的抗变形能力。二是尽量使用人工砂，
12、控制圆形颗粒天然砂的使用量，石屑的质量必须符合要求，减少含泥量，人工砂具有尖锐棱角，粗糙表面和良好的级配，能增加内摩阻力，减少车辙，尽管人工砂有可能是酸性石料，但含粉量少，与天然砂相比仍具有独特的优势。三是一定量的矿粉可减少起润滑作用的游离沥青，减少沥青膜的厚度，调整矿料的级配，尤其是满足0.075mm筛孔的良好级配可改善沥青混凝土剥落能力，增强沥青胶砂的强度，但矿料也具有增强混合粉的比表面积，增加沥青用量，减少表面构造深度，减少摩擦系数等缺点，沥青混合粉的稳定性偏低，沥青路面早期的剥落这一现象与碎石的压碎值、磨艳值不符合规范要求有较大联，故实际生产中应控制好矿粉与沥青的用量。3、混合料的配合
13、比沥青混合料配合比设计结果对路面性能、材料用量及工程造价有很大影响，是一项非常重要的技术工作，混合料配合比设计主要是考虑两方面内容：一是稳定性，二是耐久性，目前高级公路的沥青混合料组成的设计通常以马歇尔试验作为主要测试手段，并通过车辙试验对抗车辙能力进行辅助试验，由此来决定矿料级配和沥青用量，以确保混合料有良好的性质，我国技术规范规定高速公路，一级公路的热拌沥青混合料配合比设计，应为分目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段（试拌试铺阶段），室内配合比必须根据材料变异情况，施工控制精度及拌和设备性能进行试拌后，做进一步的调整，使得拌和设备生产出的混合料指标达到规范要求，这样才
14、能作为最终配合比使用。这样设计出的生产配合比才更为合理且更有依据可言，优良的沥青混合料配合比设计必须严格控制各个环节，才能得出可靠的配合比。4、施工质量（1）严把原材料质量关材料是工程结构的物质基础，原材料质量的严格控制对保证沥青路面工程质量起着尤为重要的作用，应根据设计要选定沥青品种，并对沥青延度、针入度、软化度等三大指标进行检测，购进材料时要求厂家示厂报告单，并提交试验室进行抽样检查，符合要求方可进场，使用期间严格按照规范要求的频率，进行随机抽样检查，加热过程中应当做好温度的控制，沥青加热温度根据沥青标号不同而有所不同，当遇到沥青需保温时，要及时打开沥青循环泵，使加热温度保持一致，防止沥青老化。沥青路面的结构使用材料，
