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1、第十三章第十三章沥青路面沥青路面School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科主要内容主要内容p第一节第一节 概述概述p第二节第二节 沥青路面材料的结构与力学特性沥青路面材料的结构与力学特性p第三节第三节 沥青路面的稳定性与耐久性沥青路面的稳定性与耐久性p第四节第四节 沥青路面施工与质量控制沥青路面施工与质量控制p第五节第五节 沥青路面的材料要求（自学）沥青路面的材料要求（自学）p第六节第六节 沥青混合料的组成设计（自学）沥青混合料的组成设计（自学）School of
2、Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1）沥青路面）沥青路面 由沥青作为结合料，粘结矿料修筑面层，并和基层（底基由沥青作为结合料，粘结矿料修筑面层，并和基层（底基层）、路基（垫层）共同组成的路面结构。层）、路基（垫层）共同组成的路面结构。2 2）沥青路面结构组合）沥青路面结构组合 松散粒料做基层松散粒料做基层（面层薄时易疲劳破坏，可有效控制松散料（面层薄时易疲劳破坏，可有效控制松散料下半刚性层裂缝反射）下半刚性层裂缝反射） 无机结合料稳定材料做基层无机结合料稳定材料做基层（易出
3、现基层及面层的收缩裂缝，（易出现基层及面层的收缩裂缝，及基层裂缝的反射裂缝）及基层裂缝的反射裂缝） 沥青类材料做基层沥青类材料做基层（耐久性好，对裂缝的防治效果很好）（耐久性好，对裂缝的防治效果很好） 水泥砼板做基层水泥砼板做基层（新建水泥路面（新建水泥路面+沥青面层，易出现反射裂沥青面层，易出现反射裂缝，旧路面则旧板的病害很容易反映到面层）缝，旧路面则旧板的病害很容易反映到面层）1 1、沥青路面及结构组合形式、沥青路面及结构组合形式第一节第一节 概述概述School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东
4、南大学道路与铁道工程国家重点学科p根据不同基层材料结构可组合成三种典型路面结构类型。根据不同基层材料结构可组合成三种典型路面结构类型。1 1 半刚性基层沥青路面半刚性基层沥青路面半刚性基层或底基层、面层。半刚性基层或底基层、面层。2 2 柔性路面柔性路面各结构层由沥青混合料，或沥青贯入碎石、或各结构层由沥青混合料，或沥青贯入碎石、或冷拌沥青混合料、级配碎石、砂砾等柔性材料组成。冷拌沥青混合料、级配碎石、砂砾等柔性材料组成。3 3复合式路面复合式路面采用贫混凝土、混凝土等刚性材料做基层、沥采用贫混凝土、混凝土等刚性材料做基层、沥青混合料做面层的沥青路面结构。青混合料做面层的沥青路面结构。Scho
5、ol of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科路面各结构层的功能路面各结构层的功能School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u2 2、沥青路面的工程特点、沥青路面的工程特点优良的力学性能变形性能与强度优良的力学性能变形性能与强度良好的抗滑性雨天的行驶安全性良好的抗滑性雨天的行驶安全性施工方便强度形成速度和维修快施工方便强度形成速度和维修快经济耐久使用
6、寿命经济耐久使用寿命有利于分期修建有利于分期修建School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（1 1）表面平整无接缝、行车较舒适；）表面平整无接缝、行车较舒适；（2 2）结构较柔，振动小，行车稳定性好；）结构较柔，振动小，行车稳定性好；（3 3）车辆与路面的视觉效果好；）车辆与路面的视觉效果好；（4 4）施工期短、施工成型快，）施工期短、施工成型快，能够迅速交付使用能够迅速交付使用（在机（在机场跑道、高速公路上尤其需要）场跑道、高速公路上尤其需要） ；（5 5）易于维
7、修，可再利用；）易于维修，可再利用；（6 6）强度和稳定性受基层、土基影响较大；）强度和稳定性受基层、土基影响较大；（7 7）沥青混合料力学性能受温度影响大；）沥青混合料力学性能受温度影响大；（8 8）沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。）沥青会老化，沥青结构层易出现老化破坏。 3 3、沥青路面的优缺点（与普通水泥路面相比）、沥青路面的优缺点（与普通水泥路面相比）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）裂缝）裂缝4 4、沥青路面的损坏类型及成因、沥青路面的损
8、坏类型及成因School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科表观形态表观形态分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂锋等分有：横裂、纵裂、网裂、块裂、不规则裂锋等产生原因产生原因：横向裂缝：横向裂缝：分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层分荷载型和非荷载型，非荷载型又分为沥青面层缩裂和基层反射裂缝。缩裂和基层反射裂缝。荷载型荷载型因拉应力超过材料疲劳极限引因拉应力超过材料疲劳极限引起，从下向上发展；非荷载型起，从下向上发展；非荷载型沥青面层缩裂沥青面层缩裂因冬季沥青材料
9、因冬季沥青材料收缩产生的应力大于材料强度引起，收缩产生的应力大于材料强度引起，反射裂缝反射裂缝因基层收缩开因基层收缩开裂向面层延伸引起。裂向面层延伸引起。纵向裂缝：纵向裂缝：路面分幅摊铺时，接缝未处理好；路基原因等引路面分幅摊铺时，接缝未处理好；路基原因等引起失稳。起失稳。网裂：网裂：上述裂缝未及时处理，水渗入所致；结构强度不足；上述裂缝未及时处理，水渗入所致；结构强度不足；沥青老化等沥青老化等School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科纵向裂缝纵向裂缝 longit
10、udinal crackingSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科横向裂缝横向裂缝Transverse crackingSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科块裂及网裂块裂及网裂Net CrackingSchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国
11、家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2）车辙）车辙 ruting定义：定义： 路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，或结构层路面结构及路基在行车荷载作用下的补充压实，或结构层及路基中材料的侧向位移产生的及路基中材料的侧向位移产生的累积永久变形累积永久变形。车辙还包括车辙还包括轮胎磨耗引起的材料缺省。轮胎磨耗引起的材料缺省。 车辙是高级沥青路面的主要破坏型式车辙是高级沥青路面的主要破坏型式 ，对于半刚性基层，对于半刚性基层沥青路面，车辙主要发生在中上面层或沥青层表。沥青路面，车辙主要发生在中上面层或沥青层表。原因：原因： 1）沥青混合料高温）沥青混合料高温稳定性不足，稳定性不足，塑性
12、变形累积；塑性变形累积； 2）路面结构及路基材料的变形累积；）路面结构及路基材料的变形累积； 3）车辆车辆渠化交通的荷载磨耗磨耗型车辙。渠化交通的荷载磨耗磨耗型车辙。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科车辙图片车辙图片School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3）松散剥落）松散剥落 Ravelling and Stripping定
13、义：定义： 沥青从矿料表面脱落，在荷载作用下面层呈现的松散现象。沥青从矿料表面脱落，在荷载作用下面层呈现的松散现象。沥青层出现松散剥落将会继而出现坑槽破坏。沥青层出现松散剥落将会继而出现坑槽破坏。原因：原因： 1）沥青与矿料黏附性差（沥青粘性差、集料粘附等级低、集料）沥青与矿料黏附性差（沥青粘性差、集料粘附等级低、集料潮湿、沥青老化后性能下降、冻融等）；潮湿、沥青老化后性能下降、冻融等）； 2）水的作用；）水的作用； 3）沥青在施工中的过度加热老化）沥青在施工中的过度加热老化School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁
14、道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科松散剥落图片松散剥落图片School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4）表面抗滑不足）表面抗滑不足 surface skid resistance定义：定义： 沥青路面在使用过程中，表面集料被逐渐磨光，或者出现沥青路面在使用过程中，表面集料被逐渐磨
15、光，或者出现沥青层泛油，使得沥青层表出现光滑。沥青层泛油，使得沥青层表出现光滑。原因：原因： 1）集料软弱，宏观纹理和微观构造小；）集料软弱，宏观纹理和微观构造小； 2）粗集料抵抗磨光的能力差（由磨光值、棱角性、压碎值等粗集料抵抗磨光的能力差（由磨光值、棱角性、压碎值等表征）；表征）； 3）级配不当，粗料少、细料多；）级配不当，粗料少、细料多； 4）用油量偏大，或出现水损害；）用油量偏大，或出现水损害； 5）沥青稠度太低；）沥青稠度太低； 6）车轮磨耗太严重车轮磨耗太严重School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工
16、程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科表面抗滑不足及泛油图片表面抗滑不足及泛油图片School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科5）其它病害）其它病害包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。包括泛油、坑洞、波浪、拥包、啃边等。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u5 5、沥青路面的基本要求、沥青路面的基本要求强度与刚度强度与刚度(
17、 (开裂、变形开裂、变形) )稳定性稳定性( (高、低温、高、低温、水稳定性水稳定性) )耐久性耐久性( (疲劳、老化疲劳、老化) )平整性平整性( (舒适、动荷舒适、动荷) )抗滑性抗滑性( (安全安全) )少尘性少尘性( (环保环保) )Transportation College, Southeast UniversitySchool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科高温稳定性高温稳定性- -高温下抵抗永久变形的能力；高温下抵抗永久变形的能力；低温抗裂性低温抗裂性
18、- -抵抗低温开裂的能力；抵抗低温开裂的能力；水稳定性水稳定性- -抵抗水损害的能力，密级配路面抗渗和排水路抵抗水损害的能力，密级配路面抗渗和排水路面透水；面透水；耐久性耐久性抵抗老化与荷载重复作用的能力；抵抗老化与荷载重复作用的能力；抗滑能力抗滑能力保证不利情况下车辆安全行驶的能力。保证不利情况下车辆安全行驶的能力。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科分区目的：分区目的： 全国各地区气候条件差异很大，对沥青提出的要求也不尽相全国各地区气候条件差异很大，对沥青
19、提出的要求也不尽相同，为保证沥青路面对气候的适应性，提出了沥青及沥青路同，为保证沥青路面对气候的适应性，提出了沥青及沥青路面的气候分区。面的气候分区。分区方法：分区方法： 根据根据高温高温- -低温低温- -雨量雨量三个主要因素的三个主要因素的30年气象统计资料来划年气象统计资料来划分。即：分。即： （1 1）沥青路面分区：高、低温指标及降雨指标沥青路面分区：高、低温指标及降雨指标 （2 2）沥青）沥青及沥青混合料分区：高、低温及降雨指标及沥青混合料分区：高、低温及降雨指标 6 6、沥青路面使用性能的气候分区、沥青路面使用性能的气候分区School of Transportation Sout
20、heast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科高温指标高温指标： 最近最近30年设计周期的最热月的平均年设计周期的最热月的平均日最高温度的平均值。日最高温度的平均值。低温指标：低温指标：最近最近30年的极端最低气温的最小值年的极端最低气温的最小值 分区指标：分区指标：降雨指标：降雨指标：最近最近30年的年平均降雨量的平年的年平均降雨量的平均值均值 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科Schoo
21、l of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科气候型气候型型型 号号温度温度(C)七月平均最高气温七月平均最高气温年极端最低气温年极端最低气温1-11-21-31-4夏炎热，冬寒夏炎热，冬寒夏炎热，冬寒夏炎热，冬寒夏炎热，冬冷夏炎热，冬冷夏炎热，冬温夏炎热，冬温30-92-12-22-32-4夏热，冬寒夏热，冬寒夏热，冬寒夏热，冬寒夏热，冬冷夏热，冬冷夏热，冬温夏热，冬温2030-93-2夏凉，冬寒夏凉，冬寒20-37-21.5沥青路面气候分区（沥青路面气候分区（P308-309
22、）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）按强度构成原理：）按强度构成原理：密实类沥青路面密实类沥青路面 这类沥青路面的
23、矿料按最大密实原则设计，路面的强度和这类沥青路面的矿料按最大密实原则设计，路面的强度和稳定性稳定性取决于取决于混合料的混合料的凝聚力和内摩阻力凝聚力和内摩阻力。其面层结构的。其面层结构的特点是空隙率小，细料含量多，高温时易产生推挤变形。特点是空隙率小，细料含量多，高温时易产生推挤变形。常用类型有常用类型有沥青混凝土、密级配沥青稳定碎石混合料沥青混凝土、密级配沥青稳定碎石混合料等。等。7 7、沥青路面的分类、沥青路面的分类School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科嵌挤
24、类沥青路面嵌挤类沥青路面这类沥青路面的强度和稳定性这类沥青路面的强度和稳定性主要主要依靠骨料颗粒间相互嵌挤依靠骨料颗粒间相互嵌挤产生的产生的内摩阻力内摩阻力，凝聚力仅起次要作用。其主要特点是热稳，凝聚力仅起次要作用。其主要特点是热稳定性好。部分类型的空隙率大，易渗水，耐久性较差。定性好。部分类型的空隙率大，易渗水，耐久性较差。常用的主要结构有常用的主要结构有Porous Asphalt PavementPorous Asphalt Pavement（PAPA）或）或Open Open Graded Asphalt Friction CourseGraded Asphalt Friction C
25、ourse（OGFCOGFC）、）、 SMASMA、SuperpaveSuperpave、沥青贯人、沥青表面处治沥青贯人、沥青表面处治等。等。各自优缺点：各自优缺点：密实类：密实类：耐久性耐久性好，热稳定性差；好，热稳定性差；嵌挤类：热稳定性好嵌挤类：热稳定性好。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科层铺法层铺法沥青表处和沥青贯入式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。分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑面层。优点：优点：工
26、艺设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低；工艺设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低；缺点：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；路面成型期较长，需要经过炎热季节行车碾压才能成型； 路拌法路拌法采用移动式拌和机械采用移动式拌和机械(或人工或人工)在现场施工，将矿料和沥青材在现场施工，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。可采用热油冷料或冷油冷料拌和摊铺。 优点：优点：沥青材料分布相对均匀，成型期短；沥青材料分布相对均匀，成型期短；缺点：缺点：冷料拌和强度低冷料拌和强度低厂拌法厂拌法沥青碎石和沥青混凝土
27、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：优点：矿料精选、除水彻底、沥青稳定、热拌均匀、混合料质量高。矿料精选、除水彻底、沥青稳定、热拌均匀、混合料质量高。2）按施工工艺：）按施工工艺：School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混凝土（沥青混凝
28、土（Asphalt ConcreteAsphalt Concrete）热拌沥青碎石（热拌沥青碎石（Asphalt MacadamAsphalt Macadam）乳化沥青碎石（乳化沥青碎石（Emulsion Asphalt Macadam)Emulsion Asphalt Macadam)沥青贯入式沥青贯入式沥青表面处治沥青表面处治沥青玛碲脂碎石沥青玛碲脂碎石SMA SMA （Stone Mastic AsphaltStone Mastic Asphalt）排水性沥青混凝土（排水性沥青混凝土（Porous Asphalt ConcretePorous Asphalt Concrete）开级配抗滑
29、磨耗层（开级配抗滑磨耗层（ Open Graded Friction Course Open Graded Friction Course ） 3）按沥青路面材料的技术特点：）按沥青路面材料的技术特点：School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科一方面一方面要根据任务要求（道路的等级、交通量、使用年
30、限、修建费用、环境要根据任务要求（道路的等级、交通量、使用年限、修建费用、环境状况等）和工程特点（施工季节、施工期限、路基及基层状况等）；状况等）和工程特点（施工季节、施工期限、路基及基层状况等）；另一方面另一方面还应考虑材料供应情况、施工机具、劳力和施工技术条件等因素。还应考虑材料供应情况、施工机具、劳力和施工技术条件等因素。 u8 8、沥青路面类型选择、沥青路面类型选择School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u1 1、沥青混合料的体积参数关系、沥青混合料的体积
31、参数关系沥青混合料是一种由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。沥青混合料是一种由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。第二节第二节 沥青路面材料的结构与力学特性沥青路面材料的结构与力学特性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast
32、University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1） 沥青混合料压实度及其控制：沥青混合料压实度及其控制：F沥青混合料的压实度直接决定着其成型后的强度，在一定范围沥青混合料的压实度直接决定着其成型后的强度，在一定范围之内（没有出现过压时），压实度越大越好。之内（没有出现过压时），压实度越大越好。F压实度表征的三种方式与实际控制方法：压实度表征的三种方式与实际控制方法：（1
33、 1）理论密度的压实度）理论密度的压实度；（2 2）马歇尔密度的压实度；）马歇尔密度的压实度；（3 3）试验段密度的压实度。）试验段密度的压实度。F区别：区别：分母不一样，分别是：真密度、马歇尔试件密度和试验分母不一样，分别是：真密度、马歇尔试件密度和试验段取芯试件密度。段取芯试件密度。F控制标准：控制标准：93%、97%、99% u2 2、沥青混合料的压实性能、沥青混合料的压实性能School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 2）沥青混合料压实影响因素：）沥青混合料
34、压实影响因素： 压实温度、压实速度、压实应力（功）、沥青用量等。压实温度、压实速度、压实应力（功）、沥青用量等。沥青混合料压实可行性区域沥青混合料压实可行性区域School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u3 3、沥青混合料的结构力学特性、沥青混合料的结构力学特性沥青混合料沥青混合料是一种由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。是一种由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。强度强度取决于集料颗粒间的取决于集料颗粒间的摩擦力摩擦力和和嵌挤力嵌挤力、沥青胶结料的粘结性沥青胶结
35、料的粘结性以及以及沥青与集料之间的粘附性沥青与集料之间的粘附性。影响：影响：集料的类型、空间布型以及胶结料的类型、用量、与集料集料的类型、空间布型以及胶结料的类型、用量、与集料的粘附程度影响着沥青混合料的力学特性。的粘附程度影响着沥青混合料的力学特性。类型：类型：按按密实原则密实原则和和嵌挤原则嵌挤原则构成的沥青混合料的典型结构类型构成的沥青混合料的典型结构类型有三种：有三种：密实悬浮结构、骨架空隙结构、骨架密实结构密实悬浮结构、骨架空隙结构、骨架密实结构School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东
36、南大学道路与铁道工程国家重点学科p沥青混合料力学参数试验沥青混合料力学参数试验1）三轴试验三轴试验（摩尔库仑理论）摩尔库仑理论）如何求沥青混合料的粘结力如何求沥青混合料的粘结力C和内摩擦角？和内摩擦角？建立极限平衡条件建立极限平衡条件School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 采用圆柱形试件，试件直径应大于矿料最大粒径的采用圆柱形试件，试件直径应大于矿料最大粒径的4倍，试件高与直径比大于倍，试件高与直径比大于2；矿料最大粒径小于；矿料最大粒径小于25mm时，试件直径
37、时，试件直径10cm，高，高20cm；将一组试件分别在不同；将一组试件分别在不同侧压力下以一定加载速度施加垂直压力到试件破坏，此时该垂直压力为最大主应侧压力下以一定加载速度施加垂直压力到试件破坏，此时该垂直压力为最大主应力，侧压力为最小主应力。力，侧压力为最小主应力。三轴压缩试验原理三轴压缩试验原理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2）无侧限抗压试验及抗拉强度（间接抗拉）试验）无侧限抗压试验及抗拉强度（间接抗拉）试验采用圆柱形试件；无侧限抗压试验试件直径应大
38、于矿料最大粒径的采用圆柱形试件；无侧限抗压试验试件直径应大于矿料最大粒径的4倍，试件高径比倍，试件高径比大于大于2，矿料最大粒径小于，矿料最大粒径小于25mm时试件直径时试件直径10cm高高20cm；劈裂试验试件直径；劈裂试验试件直径101.6 0.25mm、高、高63.5 1.3mm（马歇尔试件），或轮碾机成型板块试件，或从道（马歇尔试件），或轮碾机成型板块试件，或从道路现场钻取直径路现场钻取直径100 2或或150 2.5mm、高为、高为40 5mm的圆柱体试件。的圆柱体试件。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学
39、道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4）直剪试验确定：）直剪试验确定： 通过不同压力的直接剪切通过不同压力的直接剪切试验确定试验确定3）简单拉压试验确定）简单拉压试验确定： 通过简单抗拉强度试验和间接抗通过简单抗拉强度试验和间接抗拉试验确定拉试验确定School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 1）粘弹性材料的基本性质）粘弹性材料的基本性质应力应变关系的应力应变关系的曲线性曲线性及及不可逆性不可逆性；对加载速度（时间效应）和试验温度（温度效应）
40、的对加载速度（时间效应）和试验温度（温度效应）的依赖性依赖性，服，服从时间温度换算法则；从时间温度换算法则；具有十分明显的蠕变与应力松弛特性；具有十分明显的蠕变与应力松弛特性；线粘弹性材料服从线粘弹性材料服从Boltzmann线性叠加原理和复数模量原理；线性叠加原理和复数模量原理；u4 4、沥青混合料粘弹性性质与力学模型、沥青混合料粘弹性性质与力学模型参考参考沥青混合料是一种沥青混合料是一种弹弹- -粘粘- -塑性材料塑性材料，不同外部（温度与荷载），不同外部（温度与荷载）条件下，表现出不同的性质条件下，表现出不同的性质:低温小变形时：低温小变形时：线弹性性质线弹性性质高温大变形时：高温大变形
41、时：粘塑性性质粘塑性性质在过渡范围内：在过渡范围内：粘弹性性质粘弹性性质School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混凝土常温下加载并反向加载的典型曲线沥青混凝土常温下加载并反向加载的典型曲线School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混凝土沥青混凝土温度恒定温度恒定时间变化、时间变化、时间恒定时间恒定温度变化的典型曲线温度变化的典型
42、曲线试验温度的升高相当于慢速加载、加载时间的延长：试验温度的升高相当于慢速加载、加载时间的延长：时间温度转化法则时间温度转化法则School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科蠕变蠕变 蠕变是应力不变，变形随时间而增加的现象蠕变是应力不变，变形随时间而增加的现象。这一过程在应力不变情况下，取决于其作用时。这一过程在应力不变情况下，取决于其作用时间。沥青材料在不同应力及时间下表现：间。沥青材料在不同应力及时间下表现：应力小，时间短：应力小，时间短： 主要表现为弹性性质主要表
43、现为弹性性质，在应力施加后变形瞬时出现，应力撤除后变形迅速恢复。这种变形叫，在应力施加后变形瞬时出现，应力撤除后变形迅速恢复。这种变形叫做纯弹性变形（瞬时弹性变形），在该范畴内，应力应变呈直线关系；做纯弹性变形（瞬时弹性变形），在该范畴内，应力应变呈直线关系；应力较大，时间较长：应力较大，时间较长： 主要表现为粘弹性性质主要表现为粘弹性性质，应力施加后瞬时出现变形，然后变形仍逐渐增加，当应力撤除后，应力施加后瞬时出现变形，然后变形仍逐渐增加，当应力撤除后，一部分变形瞬时恢复（弹性变形部分），另一部分变形随时间缓慢恢复，这部分变形是粘弹性一部分变形瞬时恢复（弹性变形部分），另一部分变形随时间缓慢
44、恢复，这部分变形是粘弹性变形（滞后弹性变形）。变形（滞后弹性变形）。应力大，时间长：应力大，时间长： 主要表现为塑性性质主要表现为塑性性质，除包含粘弹性性质外，还有较大部分变形无法恢复，称为塑性变形。，除包含粘弹性性质外，还有较大部分变形无法恢复，称为塑性变形。 注意：沥青混合料的实际变形弹性、粘性、塑性三种都包含，不过根据应力大小和作用时间注意：沥青混合料的实际变形弹性、粘性、塑性三种都包含，不过根据应力大小和作用时间不同而表现出以上各种不同性质为主的特点。不同而表现出以上各种不同性质为主的特点。 2）蠕变与松弛特性）蠕变与松弛特性 creep and relaxationSchool of
45、 Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科应力松弛应力松弛 应力松弛是恒定不变，应力随时间减小的现象应力松弛是恒定不变，应力随时间减小的现象。应力降低到初始数。应力降低到初始数值（初始应力值的值（初始应力值的1/n1/n）的时间，称为松弛时间。）的时间，称为松弛时间。 沥青混合料主要呈现为弹性或粘塑性，与应力作用时间与松弛时间的比沥青混合料主要呈现为弹性或粘塑性，与应力作用时间与松弛时间的比值有关：作用时间值有关：作用时间松弛时间，以松弛时间，以粘塑性为主粘塑性为主； 作用时间与松弛
46、时间相近，作用时间与松弛时间相近，为弹为弹- -粘粘- -塑性塑性。 冬季气温低，沥青混合料粘滞度高，松弛时间长，显示弹性性质；夏季冬季气温低，沥青混合料粘滞度高，松弛时间长，显示弹性性质；夏季粘滞度低，松弛时间大大降低，则为弹、粘、塑性，取决于作用时间；粘滞度低，松弛时间大大降低，则为弹、粘、塑性，取决于作用时间；综合综合School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青路面蠕变规律沥青路面蠕变规律第一阶段：第一阶段：迁移期迁移期，蠕变（永久）变形在瞬间迅速增大，但应
47、变速率随时间迅速减小；，蠕变（永久）变形在瞬间迅速增大，但应变速率随时间迅速减小；第二阶段：第二阶段：稳定期稳定期，蠕变（永久）变形呈直线形稳定增长，应变速率保持稳定，该过程，蠕变（永久）变形呈直线形稳定增长，应变速率保持稳定，该过程占总过程的主要部分；占总过程的主要部分；第三阶段：第三阶段：破坏期破坏期，蠕变（永久）变形和应变速率均急剧增大，直至破坏。，蠕变（永久）变形和应变速率均急剧增大，直至破坏。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）基本流变模型及其
48、组合）基本流变模型及其组合u5 5、沥青混合料的流变学模型、沥青混合料的流变学模型参考参考 沥青混合料是一种沥青混合料是一种弹弹- -粘粘- -塑性材料，弹、粘、塑性是其力塑性材料，弹、粘、塑性是其力学特性的基本单元，需要用一定的力学模型及本构关系来表达，学特性的基本单元，需要用一定的力学模型及本构关系来表达，并进一步实现串联或并联的组合形成复杂的组合模型来模拟材并进一步实现串联或并联的组合形成复杂的组合模型来模拟材料真实的力学特性料真实的力学特性。弹簧、粘壶及滑块及其组合弹簧、粘壶及滑块及其组合弹簧元件弹簧元件黏性元件黏性元件塑性元件塑性元件School of Transportation
49、Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科Van Der Pool模型及其蠕变曲线模型及其蠕变曲线 2）基本力学元件的组合）基本力学元件的组合 通过对基本元件的串连或并联组合，可形成新的力学模型来表征不同的粘通过对基本元件的串连或并联组合，可形成新的力学模型来表征不同的粘弹塑性材料。元件串连：总应力等于各分应力，总应变等于各分应变之和；弹塑性材料。元件串连：总应力等于各分应力，总应变等于各分应变之和；元件并联：总应力等于各分应力之和，总应变等于各分应变。常用的简单组元件并联：总应力等于各分应力之和，总应变等于各分应
50、变。常用的简单组合模型有下列几种合模型有下列几种School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u6 6、沥青混合料的模量、沥青混合料的模量1）劲度（劲度模量）劲度（劲度模量）Stiffness modulus 反映沥青和沥青混合料在反映沥青和沥青混合料在给定温度和加荷时间条件给定温度和加荷时间条件下的下的应力应力- -应变关系的参应变关系的参数，称作劲度数，称作劲度S S。应力作用时间、温度、应力大小都会对沥青和沥青混合料的应力作用时间、温度、应力大小都会对沥青和沥青混
51、合料的应力应变特性造成影响，因此，劲度（模量）表达式中必须考虑这些因素。应力应变特性造成影响，因此，劲度（模量）表达式中必须考虑这些因素。 C.范德甫（范德甫（Vander Poel）提出了表征弹）提出了表征弹- -粘塑材料劲度（模量）的表达式：粘塑材料劲度（模量）的表达式： 施加的应力，施加的应力，MPaMPa； 总应变；总应变； t t荷载作用时间，荷载作用时间，s s；T T材料的温度，材料的温度，。问：与弹性模量的区别？问：与弹性模量的区别？School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学
52、道路与铁道工程国家重点学科2）沥青的劲度）沥青的劲度School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科由图中曲线可以看出：由图中曲线可以看出：（1 1）加荷时间短时，曲线接近水平）加荷时间短时，曲线接近水平，表明材料处于弹性性状；加荷时间很，表明材料处于弹性性状；加荷时间很长时，便表现为粘滞性性状；处于二者之间时则兼有弹长时，便表现为粘滞性性状；处于二者之间时则兼有弹-粘性性状。粘性性状。（2 2）各种温度下的）各种温度下的S-tS-t关系曲线具有相似的形状关系曲线具有相似
53、的形状，如果将曲线作水平向移，如果将曲线作水平向移动，则将可将它们近似重合在一起。这意味着温度对劲度的影响同一定量动，则将可将它们近似重合在一起。这意味着温度对劲度的影响同一定量的加载时间对劲度的影响效果相当。的加载时间对劲度的影响效果相当。（3 3）温度和加载时间对劲度的影响具有互换性）温度和加载时间对劲度的影响具有互换性，是沥青材料的一个重要性，是沥青材料的一个重要性质。利用这一性质，可以通过采用变换试验温度的方法，把在有限时间范质。利用这一性质，可以通过采用变换试验温度的方法，把在有限时间范围内得到的试验结果扩大到很长的时段。围内得到的试验结果扩大到很长的时段。School of Tra
54、nsportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科范得保范得保沥青劲度沥青劲度确定诺模图确定诺模图School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 C范德甫对一系列密级配沥青混合料进行试验后确认，沥青混合料范德甫对一系列密级配沥青混合料进行试验后确认，沥青混合料的劲度模量是沥青的劲度模量和混合料中集料数量的函数。的劲度模量是沥青的劲度模量和混合料中集料数量的函数。 沥青混合料的
55、劲度模量，MPa； 沥青的劲度模量，MPa； 混合料中集料的集中系数适用于适用于沥沥青混合料的空隙率青混合料的空隙率等于等于0.70.70.90.9的情况，若空隙率大于的情况，若空隙率大于3 3，修正修正为为：为为3，School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u7、沥青混合料的强度沥青混合料的强度
56、 强度强度是指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大是指材料达到极限状态或出现破坏时所能承受的最大荷载（或应力）。构成公路路面各结构层的材料，一般都具有荷载（或应力）。构成公路路面各结构层的材料，一般都具有较高的抗压强度，而抗拉或抗剪强度较弱（这在颗粒材料中或较高的抗压强度，而抗拉或抗剪强度较弱（这在颗粒材料中或结合料粘结力较低的结构中尤为突出）。控制路面材料极限破结合料粘结力较低的结构中尤为突出）。控制路面材料极限破坏状态的往往不是抗压强度，可能出现的强度破坏通常为：坏状态的往往不是抗压强度，可能出现的强度破坏通常为： （1） 因因剪切应力剪切应力过大而在材料层内部出现沿某一滑动面的滑过
57、大而在材料层内部出现沿某一滑动面的滑移或相对变位；移或相对变位； （2） 因因拉应力拉应力或或弯拉应力弯拉应力过大而引起的断裂。过大而引起的断裂。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1）抗剪强度）抗剪强度矿料特性矿料特性 酸碱性：酸碱性：（如：石灰岩为碱性，玄武石为酸性）决定了石料与沥青的粘附性，由差（如：石灰岩为碱性，玄武石为酸性）决定了石料与沥青的粘附性，由差到好：花岗岩、片麻岩、玄武岩、安山岩、砂岩、石英岩、石灰岩的粘结力由小到好：花岗岩、片麻岩、玄武
58、岩、安山岩、砂岩、石英岩、石灰岩的粘结力由小到大。到大。 比表面积：比表面积：（单位：（单位：cmcm2 2/g/g），），能与沥青相互作用的面积，越大则粘结力越大。颗能与沥青相互作用的面积，越大则粘结力越大。颗粒越小，比表面积越大，所以决定于混合料的矿粉含量。粒越小，比表面积越大，所以决定于混合料的矿粉含量。 级配、颗粒形状：级配、颗粒形状：决定内摩阻力大小。决定内摩阻力大小。沥青特性沥青特性 用油量：用油量：决定沥青膜厚度及自由沥青含量，存在最佳含量。决定沥青膜厚度及自由沥青含量，存在最佳含量。 粘滞度：粘滞度：越大，粘结力也越大。越大，粘结力也越大。影响沥青混合料抗剪强度的因素：影响沥青
59、混合料抗剪强度的因素：School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2）抗拉强度）抗拉强度 在气候寒冷地区，冬季气温下降，特别是急骤降温时，沥青混合料发生收在气候寒冷地区，冬季气温下降，特别是急骤降温时，沥青混合料发生收缩，如果收缩受阻，就会产生拉应力；车辆紧急制动后轮下混合料表面出现缩，如果收缩受阻，就会产生拉应力；车辆紧急制动后轮下混合料表面出现拉应力；沥青混合料底面由于车辆荷载、基层裂缝导致的拉应力。当拉应力拉应力；沥青混合料底面由于车辆荷载、基层裂缝导致的拉应力
60、。当拉应力超过沥青混合料的抗拉强度时，路面就会产生抗拉不足开裂。超过沥青混合料的抗拉强度时，路面就会产生抗拉不足开裂。 抗拉强度主要由混合料中结合料的粘结力提供，其大小可采用抗拉强度主要由混合料中结合料的粘结力提供，其大小可采用直接拉伸或直接拉伸或间接拉伸试验间接拉伸试验确定。确定。 劈裂试验传递荷载的两端垫条，对试件中的应力分布和劈裂试验传递荷载的两端垫条，对试件中的应力分布和极限强度有显著影响，通常垫条宽为极限强度有显著影响，通常垫条宽为12.7mm，大试件为，大试件为19mm。School of Transportation Southeast University，China 东南大学
61、道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科直接拉伸直接拉伸间接拉伸试验间接拉伸试验School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混合料的抗拉强度沥青混合料的抗拉强度同沥青的性质、沥青含量、矿质混合料的同沥青的性质、沥青含量、矿质混合料的级配、测试时的温度、加载速度等因素有关。试验表明：级配、测试时的温度、加载速度等因素有关。试验表明：p1 1）沥青的粘滞度大）沥青的粘滞度大，或沥青含量较大，沥青混合料具有较高的抗，或沥青含量较大，沥青混合料具有较高
62、的抗拉强度；拉强度；p2）密级配混合料的）密级配混合料的抗拉强度抗拉强度较开级配混合料高；较开级配混合料高；p3）随）随施荷速率施荷速率增大而增加，随温度的增加而下降；增大而增加，随温度的增加而下降； 3）影响沥青混合料抗拉强度的因素）影响沥青混合料抗拉强度的因素School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4）抗弯拉强度）抗弯拉强度 沥青路面在行车重复荷载作用下，往往因路面弯曲而产生开裂破坏，沥青路面在行车重复荷载作用下，往往因路面弯曲而产生开裂破坏，必须验算沥青混合
63、料的抗弯拉强度；必须验算沥青混合料的抗弯拉强度； u试验方法：试验方法：小梁弯曲试验：小梁弯曲试验：梁式试件的高和宽应不小于矿料最大粒径的四倍，梁的跨径为高梁式试件的高和宽应不小于矿料最大粒径的四倍，梁的跨径为高的三倍。的三倍。最大粒径达最大粒径达3.5cm3.5cm的粗粒式沥青混合料、稳定类材料和水泥混凝土的试验的粗粒式沥青混合料、稳定类材料和水泥混凝土的试验 ：150150550mm的大梁，跨径为的大梁，跨径为450mm；最大粒径为最大粒径为2.5cm2.5cm的稳定类材料或者中、细粒式沥青混合料：的稳定类材料或者中、细粒式沥青混合料：100100400mm的中梁，跨径为的中梁，跨径为30
64、0mm；石灰石灰( (或水泥或水泥) )稳定土稳定土或者或者砂质沥青混合料砂质沥青混合料：5050240mm的小梁，跨径为的小梁，跨径为150mm；School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科影响沥青混合料抗弯拉强度的因素：影响沥青混合料抗弯拉强度的因素： 沥青的性质、沥青的用量、矿料的性质、混合料的均匀性、荷载重复次数、沥青的性质、沥青的用量、矿料的性质、混合料的均匀性、荷载重复次数、加载速度、温度状况等。加载速度、温度状况等。 我国我国沥青及沥青混合料试验规程沥青
65、及沥青混合料试验规程（JTJ053-2000JTJ053-2000）中标准弯曲实验试件为）中标准弯曲实验试件为250mm250mm30mm30mm35mm35mm的棱柱体小梁，跨径的棱柱体小梁，跨径200200 0.5mm0.5mm。试验温度采用。试验温度采用1515 0.50.5，评价，评价低温拉伸性能时，宜采用低温拉伸性能时，宜采用-10-10 0.50.5。 弯曲实验弯曲实验有切口的弯曲实验有切口的弯曲实验School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u1 1、沥
66、青路面的高温稳定性、沥青路面的高温稳定性高温稳定性不足：有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害高温稳定性不足：有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害（1 1）车辙的类型）车辙的类型失稳性车辙失稳性车辙结构性车辙结构性车辙磨耗性车辙磨耗性车辙（2 2）车辙的形成过程）车辙的形成过程初始阶段的压密过程初始阶段的压密过程沥青混合料的侧向流动沥青混合料的侧向流动集料的重新分布及集料骨架的破坏集料的重新分布及集料骨架的破坏（3 3）影响车辙的主要因素）影响车辙的主要因素沥青路面结构层在车轮荷载作用下，沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移，在轮迹处出现变形内部材料流动，产生横向位移，在轮
67、迹处出现变形路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形主要是由于路基变形传递到面层引起主要是由于路基变形传递到面层引起路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然环境因素路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下不断损失而形成的永久变形作用下不断损失而形成的永久变形第三节第三节 沥青路面的稳定性与耐久性沥青路面的稳定性与耐久性School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（4 4）沥青混合料高温评价方法）沥青混合料高温评价方法现场试验路试验
68、：现场试验路试验：AASHTOAASHTO试验路，试验路，WestTrack环道试验环道试验大型足尺试验：大型足尺试验：室内环道、室内直道、重复加载试验（室内环道、室内直道、重复加载试验（ALFALF）、重）、重车车 加载试验等；加载试验等；室内小型试验：室内小型试验：单轴压缩试验：单轴压缩试验：测定高温抗压强度及软化系数；测定高温抗压强度及软化系数；马歇尔试验：马歇尔试验：马歇尔稳定度、流值；马歇尔稳定度、流值；蠕变试验蠕变试验：单轴单轴三轴三轴静载静载重复加载（动载重复加载（动载）连续动态加载连续动态加载间歇重复加载间歇重复加载静载静载重复加载（动载）重复加载（动载）连续动态加载连续动态加
69、载间歇重复加载间歇重复加载简单剪切试验简单剪切试验：轮辙试验轮辙试验：School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 轮辙试验轮辙试验 模拟实际车轮荷载在路面上行走而形成车辙的试验方法，室内代表性试验为车辙模拟实际车轮荷载在路面上行走而形成车辙的试验方法，室内代表性试验为车辙试验。车辙试验是在规定尺寸的板块状压实沥青混合料试件上，用固定荷载的橡胶轮试验。车辙试验是在规定尺寸的板块状压实沥青混合料试件上，用固定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反复行走后
70、，测定其在变形稳定期每增加变形1mm的碾压次数，即动稳定度，以次的碾压次数，即动稳定度，以次/mm表示。我国规范规定，一般情况下，试验温度为表示。我国规范规定，一般情况下，试验温度为60，轮压为，轮压为0.7MPa；计算动稳定度；计算动稳定度的时间原则上为试验开始后的时间原则上为试验开始后4560min之间；板试件尺寸为之间；板试件尺寸为300mm，宽，宽300mm，厚，厚50mm。试验可以三大指标试验可以三大指标：任意时刻总变形即车辙深度；：任意时刻总变形即车辙深度；动稳定度动稳定度DSDS；变形速率变形速率RD；School of Transportation Southeast Univ
71、ersity，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 简单剪切试验：简单剪切试验：试件尺寸根据混合料最大粒径选定；试验温度为试件尺寸根据混合料最大粒径选定；试验温度为4 ，20 ，40。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（5 5）沥青路面高温稳定性技术标准）沥青路面高温稳定性技术标准沥青路面容许车辙深度：沥青路面容许车辙深度：发展历程：发展历程：路基顶面容许竖向压应变路基顶面容许竖向压应变沥青层容许永久变形沥青层容许
72、永久变形路面容许车辙深度路面容许车辙深度School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科轮辙试验动稳定度标准轮辙试验动稳定度标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科i)i)从集料方面：从集料方面：集料破碎面多，石质坚硬，具有良好的表面纹理和粗糙度；集料破碎面多，石质坚硬，具有良好的表面纹理和粗糙度； 集料级配良好，有足够数量粗集料形成空间
73、骨架结构；集料级配良好，有足够数量粗集料形成空间骨架结构； 配合比设计合理，注重压实；配合比设计合理，注重压实；ii)ii)从沥青方面：从沥青方面：使用黏度高的改性沥青或添加纤维；使用黏度高的改性沥青或添加纤维； 提高沥青材料的粘稠度；提高沥青材料的粘稠度； 控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量。控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量。（6 6）提高沥青路面高温稳定性措施）提高沥青路面高温稳定性措施 我国沥青路面一般采用半刚性基层沥青面层，基层强度高，因此一般不会出现结我国沥青路面一般采用半刚性基层沥青面层，基层强度高，因此一般不会出现结构性车辙；由于面层集料一般采用玄武岩，因此磨耗性车辙也
74、少见；所以一般为失构性车辙；由于面层集料一般采用玄武岩，因此磨耗性车辙也少见；所以一般为失稳性车辙，因此必须提高沥青混合料的高温稳定性，即提高粘结力和内摩阻力。即：稳性车辙，因此必须提高沥青混合料的高温稳定性，即提高粘结力和内摩阻力。即：School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of
75、 Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u2 2、沥青路面的低温抗裂性、沥青路面的低温抗裂性 沥青路面低温时强度增大，但变形能力降低。急骤降温产生温沥青路面低温时强度增大，但变形能力降低。急骤降温产生温度梯度，面层受到下部约束产生拉应力，降温也使得沥青混合料度梯度，面层受到下部约束产生拉应力，降温也使得沥青混合料劲度增加，导致混合料拉应力大于抗拉强度而开裂。沥青路面存劲度增加，导致混合料拉应力大于抗拉强度而开裂。沥青路面存在两类低温开裂形式：在两类低温开裂形式：（1 1）低温缩裂：
76、）低温缩裂： 降温时沥青混合料的体积收缩，温度应力超过混合料极限抗拉降温时沥青混合料的体积收缩，温度应力超过混合料极限抗拉强度，裂缝由上而下发展；强度，裂缝由上而下发展；（2 2）温度疲劳裂缝：）温度疲劳裂缝： 路面在低于极限抗拉强度的温度应力反复作用下开裂，发生在路面在低于极限抗拉强度的温度应力反复作用下开裂，发生在温度频繁变化的地区；温度频繁变化的地区；School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科把沥青混合料假设为一根弹性梁，由于降温而产生的累计应力为：把沥青混合
77、料假设为一根弹性梁，由于降温而产生的累计应力为： 累计温度应力与极限抗拉强度相累计温度应力与极限抗拉强度相等时的温度，即为开裂温度。等时的温度，即为开裂温度。1 1）低温开裂机理）低温开裂机理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2 2）沥青混合料低温抗裂评价）沥青混合料低温抗裂评价间接拉伸试验间接拉伸试验低温劈裂试验：标准马歇尔试件（低温劈裂试验：标准马歇尔试件（ 101.6 0.25mm、高、高63.5 1.3mm），）， 0 或更低，加载速率或更低，加载速
78、率1mm/min； 直接拉伸试验：直接拉伸试验：试件试件38.1mm38.1mm101.6mm，T可变，缓慢拉伸速率；可变，缓慢拉伸速率；弯曲实验弯曲实验School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科约束试件应力试验仪（约束试件应力试验仪（TSRST）试验：）试验：50mm50mm250mm试件，降温速率试件，降温速率10 /h，是，是SHRP推荐的评价沥青混合料低温抗推荐的评价沥青混合料低温抗裂性能的方法裂性能的方法 应力松弛试验：应力松弛试验：直接应力松弛试验；弯曲
79、应力松弛试验等直接应力松弛试验；弯曲应力松弛试验等School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科影响因素：影响因素：沥青的性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层沥青的性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层次的厚度、面层与基层的粘结状况、基层所用材料的特性、行车的状况等次的厚度、面层与基层的粘结状况、基层所用材料的特性、行车的状况等 可采取的预防措施：可采取的预防措施： 1）使用稠度较低、温度敏感性低的沥青；）使用稠度较低、温度敏感性低的沥青； 2）使
80、用含腊量低的沥青，使用应力松弛性能好的改性沥青，掺加纤维；）使用含腊量低的沥青，使用应力松弛性能好的改性沥青，掺加纤维； 3）使用较细的混合料类型，设置应力吸收层。）使用较细的混合料类型，设置应力吸收层。3 3）沥青路面低温开裂的预防措施）沥青路面低温开裂的预防措施School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国
81、家重点学科低温弯曲试验破坏应变标准低温弯曲试验破坏应变标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u3 3、沥青路面的水稳定性、沥青路面的水稳定性 水损害是沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的水损害是沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水份逐渐进入沥青与集料界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘作用
82、，水份逐渐进入沥青与集料界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面剥离，沥青混合料松散导致路面松散、剥落、坑结力，沥青膜从集料表面剥离，沥青混合料松散导致路面松散、剥落、坑槽病害。槽病害。1 1）水稳定性作用机理）水稳定性作用机理 水降低了沥青的粘附性、对沥青形成冲刷，水进入沥青与集料间、隔离水降低了沥青的粘附性、对沥青形成冲刷，水进入沥青与集料间、隔离了沥青与集料的粘结；了沥青与集料的粘结；粘附理论粘附理论School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科
83、沥青与集料剥离示意图沥青与集料剥离示意图School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2 2）沥青路面水稳定性评价方法）沥青路面水稳定性评价方法煮沸试验：煮沸试验： 评价沥青与粗集料的粘附性；评价沥青与粗集料的粘附性；浸水马歇尔试验：浸水马歇尔试验： 两组马歇尔试件，一组在两组马歇尔试件，一组在60恒温水槽中保养恒温水槽中保养30min40min，另一组在，另一组在60恒温水槽中保温恒温水槽中保温48h，测马歇尔稳定度的比值。，测马歇尔稳定度的比值。冻融劈裂试验：冻融劈
84、裂试验： 将马歇尔试件以标准的饱水试验方法真空饱水，放入塑料袋中加入约将马歇尔试件以标准的饱水试验方法真空饱水，放入塑料袋中加入约10ml水，扎紧袋口，将试件放入水，扎紧袋口，将试件放入-18的冰箱保持的冰箱保持16h，后撤去塑料袋，放，后撤去塑料袋，放入入60的恒温水槽中保持的恒温水槽中保持24h，再将试件浸入温度，再将试件浸入温度25的恒温水槽中至少的恒温水槽中至少2h，测试劈裂强度比。（年最低气温低于，测试劈裂强度比。（年最低气温低于-21.5的寒冷地区）的寒冷地区）浸水车辙试验：浸水车辙试验：School of Transportation Southeast University，C
85、hina 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的水稳定性标准浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验的水稳定性标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科轮辙板的渗水试验标准轮辙板的渗水试验标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u4 4、沥青路面的抗疲劳性能、沥青路面的抗疲劳性能
86、沥青路面的变形和破坏，不仅与荷载应力的大小有关，而且同荷载作用次数有很大沥青路面的变形和破坏，不仅与荷载应力的大小有关，而且同荷载作用次数有很大关系。关系。1 1）沥青混合料疲劳力学模型）沥青混合料疲劳力学模型 材料在低于极限抗拉强度下经受重复拉应力或拉应变而最终导致破坏，称为疲劳破材料在低于极限抗拉强度下经受重复拉应力或拉应变而最终导致破坏，称为疲劳破坏。导致路面材料最终破坏（即开始疲劳开裂）的荷载作用次数，称为疲劳寿命。坏。导致路面材料最终破坏（即开始疲劳开裂）的荷载作用次数，称为疲劳寿命。现象学模型：现象学模型：重复荷载作用下沥青混合料强度衰减累积引起的破坏（传统疲劳重复荷载作用下沥青混
87、合料强度衰减累积引起的破坏（传统疲劳 理论）；可建立沥青路面层底拉应力与重复荷载作用次数的关系；理论）；可建立沥青路面层底拉应力与重复荷载作用次数的关系；断裂力学模型：断裂力学模型：认为疲劳是材料初始裂缝在荷载作用下扩展至破坏的过程；认为疲劳是材料初始裂缝在荷载作用下扩展至破坏的过程； 研究了材料开裂机理及扩散规律；研究了材料开裂机理及扩散规律；能耗模型：能耗模型：混合料在应力应变作用下吸收能量引起的疲劳损伤；可建立能量与混合料在应力应变作用下吸收能量引起的疲劳损伤；可建立能量与 重复荷载作用次数的关系；重复荷载作用次数的关系；School of Transportation Southeas
88、t University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2 2）沥青混合料疲劳试验方法）沥青混合料疲劳试验方法现场疲劳破坏试验：现场疲劳破坏试验：AASHTO、WESTTRACK试验路；试验路；足尺结构模拟破坏试验：足尺结构模拟破坏试验：大型环道、直道试验；大型环道、直道试验；试板试验法：试板试验法：室内小型试件试验：室内小型试件试验：三分点小梁试验、中点加载小梁试验、悬臂梯形梁试验等三分点小梁试验、中点加载小梁试验、悬臂梯形梁试验等应力控制：应力控制：每次对试件施加的荷载为常量，随着荷载作用次数增多，试件不断受每次对试件施加的荷载为常量，随着
89、荷载作用次数增多，试件不断受到损伤，劲度随之而降低，实际的弯曲应变则不断增大；到损伤，劲度随之而降低，实际的弯曲应变则不断增大；应变控制：应变控制：测试过程中保持每次荷载下应变值不变，则应力随施加荷载次数的增测试过程中保持每次荷载下应变值不变，则应力随施加荷载次数的增加而不断减小加而不断减小。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 取决于沥青混合料组成和特性的系数； 坡度因素。通常 ，对大多数沥青混合料 =56 3 3）沥青混合料疲劳方程）沥青混合料疲劳方程英国
90、诺丁汉大学疲劳方程英国诺丁汉大学疲劳方程 SHRP疲劳方程疲劳方程 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混合料疲劳方程图沥青混合料疲劳方程图School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4 4）沥青路面疲劳性能影响因素）沥青路面疲劳性能影响因素1）加载条件：）加载条件：加载大小、加载方式、加载速度、加载间隔试件、加载大小、加载方式、
91、加载速度、加载间隔试件、加载波形；加载波形；2）材料性质：）材料性质： 影响沥青混合料劲度的因素（沥青种类、用量，影响沥青混合料劲度的因素（沥青种类、用量，集料级配类型、性质），混合料的孔隙率、压实度等；集料级配类型、性质），混合料的孔隙率、压实度等；3）环境温度：）环境温度：School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科u5 5、沥青路面的耐老化性能、沥青路面的耐老化性能 沥青老化是指沥青在储存、运输、加工、施工及使用过程中在空气、热、沥青老化是指沥青在储存、运输、加
92、工、施工及使用过程中在空气、热、光照和碾压作用下产生性能下降的现象光照和碾压作用下产生性能下降的现象。分施工中的。分施工中的短期老化短期老化和使用中的和使用中的长长期老化。期老化。老化原因：老化原因： 胶质、芳香分和饱和分（挥发）含量减小，沥青质含量增加；空气的氧化作胶质、芳香分和饱和分（挥发）含量减小，沥青质含量增加；空气的氧化作用，使沥青组分发生变化；沥青分子结构的硬化（聚合作用）。导致沥青使用用，使沥青组分发生变化；沥青分子结构的硬化（聚合作用）。导致沥青使用性能变坏，从而影响了路面的耐久性。性能变坏，从而影响了路面的耐久性。2 2）沥青的老化过程）沥青的老化过程1 1）主要影响因素）主
93、要影响因素 沥青性能、环境情况（光，氧，水，荷载）、混合料形态（空隙率等）沥青性能、环境情况（光，氧，水，荷载）、混合料形态（空隙率等）School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3 3）老化试验及评价）老化试验及评价沥青：沥青：旋转薄膜烘箱试验旋转薄膜烘箱试验(RTFOT) （短期）、压力容器老化
94、试验（短期）、压力容器老化试验(PAV)（长期）（长期）沥青混合料短期老化：沥青混合料短期老化：针对松散混合料，采取烘箱老化法、延时拌和法、微波加热法针对松散混合料，采取烘箱老化法、延时拌和法、微波加热法沥青混合料长期老化：沥青混合料长期老化：针对压实成型试件，采取加压氧化法、延时烘箱法、红外针对压实成型试件，采取加压氧化法、延时烘箱法、红外/紫外线处理紫外线处理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1 1）检查与清理基层：）检查与清理基层：保证基层坚实、平整、
95、洁净和干燥；保证基层坚实、平整、洁净和干燥；2 2）准备和检查施工机具）准备和检查施工机具；3 3）落实材料：）落实材料：施工前应对各种材料进行调查试验，经选择确定的材料在施工施工前应对各种材料进行调查试验，经选择确定的材料在施工过程中应保持稳定，不得随意变更；过程中应保持稳定，不得随意变更；4 4）备齐仪器用具，）备齐仪器用具，制定施工计划，安排好劳动力，进行施工放样等各项工作。制定施工计划，安排好劳动力，进行施工放样等各项工作。5)5)确定施工温度确定施工温度, ,并进行混合料组成设计并进行混合料组成设计 第四节第四节 沥青路面施工与质量控制沥青路面施工与质量控制u1 1、准备工作、准备工
96、作School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科普通沥青热拌混合料的施工温度普通沥青热拌混合料的施工温度School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科改性沥青热拌混合料的施工温度改性沥青热拌混合料的施工温度School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南
97、大学道路与铁道工程国家重点学科1 1）安装路缘石：）安装路缘石：沥沥青路面的路青路面的路缘缘石可根据要求和条件石可根据要求和条件选选用用沥沥青混凝青混凝土或水泥混凝土土或水泥混凝土预预制制块块、条石、条石、砖砖等。等。2 2）清清扫扫基基层层：基基层层必必须须坚坚实实、平平整整、洁洁净净和和干干燥燥，对对有有坑坑槽槽、不不平平整的路段应先修补和整平。整体强度不足时，应给以补强。整的路段应先修补和整平。整体强度不足时，应给以补强。3 3）浇洒粘层或透层沥青。）浇洒粘层或透层沥青。4 4）拌合与运输）拌合与运输5 5）摊摊铺铺：沥沥青青混混合合料料可可用用人人工工或或机机械械摊摊铺铺，热热拌拌沥沥
98、青青混混合合料料应应采采用用机械摊铺，摊铺必须均匀、缓慢、连续不断地进行。机械摊铺，摊铺必须均匀、缓慢、连续不断地进行。u2 2、施工程序、施工程序School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青路面的摊铺温度沥青路面的摊铺温度School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科6 6）碾压：）碾压：沥青混合料的碾压应按初压、复压、终压（包括成型）三
99、个阶段沥青混合料的碾压应按初压、复压、终压（包括成型）三个阶段进行。碾压时应将驱动轮面向摊铺机。在整个压实过程，压路机应以慢进行。碾压时应将驱动轮面向摊铺机。在整个压实过程，压路机应以慢而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度应符合下表要求。而均匀的速度碾压，压路机的碾压速度应符合下表要求。 初压初压：使混合料初步稳定成型，使用较轻型光轮压路机；使混合料初步稳定成型，使用较轻型光轮压路机； 复压复压：主要压实阶段，使初步密实的混合料逐步压密到要求的密实度，一主要压实阶段，使初步密实的混合料逐步压密到要求的密实度，一般采用胶轮压路机或吨位较大的压路机；般采用胶轮压路机或吨位较大的压路机； 终压终压：消
100、除碾压轮迹阶段，保证表面平整，采用轻型压路机。消除碾压轮迹阶段，保证表面平整，采用轻型压路机。 * *碾压组合各阶段遍数根据压实度调整。碾压组合各阶段遍数根据压实度调整。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青路面的碾压速度要求沥青路面的碾压速度要求School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科7 7）接缝处理：）接缝处理：沥青路面的
101、各种施工缝沥青路面的各种施工缝( (包括纵缝及横缝包括纵缝及横缝) )都必须密实、平顺。都必须密实、平顺。 纵纵向向接接缝缝施施工工：摊摊铺铺时时采采用用梯梯队队作作业业的的纵纵缝缝应应采采用用热热接接缝缝；半半幅幅施施工工不不能能采采用用热热接接缝缝时时，宜宜加加设设挡挡板板或或采采用用切切刀刀切切齐齐，铺铺另另半半幅幅前前必必须须将将缝缝边边缘缘清清扫扫干干净净，并并涂涂洒洒少少量量粘粘层层沥沥青青。摊摊铺铺时时应应重重叠叠在在已已铺铺层层上上5 510cm10cm，碾碾压压时时应应下下图图的的方方式进行。式进行。 横横向向接接缝缝的的施施工工：对对高高速速公公路路和和一一级级公公路路，中
102、中下下层层的的横横向向接接缝缝时时可可采采用用斜斜接接缝缝，在在上上面面层层应应采采用用垂垂直直的的平平接接缝缝。其其他他等等级级公公路路的的各各层层均均可可采采用用斜斜接接缝缝。平平接接缝应做到紧密粘结，充分压实，连接平顺。（覆盖预热缝应做到紧密粘结，充分压实，连接平顺。（覆盖预热摊铺碾压摊铺碾压）7 7）开开放放交交通通：热热拌拌沥沥青青混混合合料料路路面面应应待待摊摊铺铺层层完完全全自自然然冷冷却却，混混合合料料表表面面温温度度低于低于50(50(石油沥青石油沥青) )或或45(45(煤沥青煤沥青) )后开放交通。后开放交通。 School of Transportation South
103、east University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科2）清扫基层）清扫基层1）安装路缘石）安装路缘石School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科3）浇洒粘层或透层沥青）浇洒粘层或透层沥青School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科4）拌和与运输）拌和与运输观看录像观看录像School
104、 of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科5）沥青混合料摊铺）沥青混合料摊铺School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科6）碾压）碾压：School of Transportatio
105、n Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青摊铺机School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科几种不同类型的振动式压路机School of Transportation Southeast University，C
106、hina 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科 静力作用压实机械是利用机械自身重力产生的静滚压力作用，静力作用压实机械是利用机械自身重力产生的静滚压力作用，迫使被压实材料产生永久性变形而达到压实的目的。迫使被压实材料产生永久性变形而达到压实的目的。静力式光面滚压路机School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科轮胎式压路机是利用充气轮胎的特性来进行压实的机械。它除有垂直压实轮胎式压路机是利用充气轮胎的特性来进行压实的机械。它除有垂直压实力
107、外，还有水平压实力，这些水平压实力，不但沿行驶方有压实力的作用，力外，还有水平压实力，这些水平压实力，不但沿行驶方有压实力的作用，而且沿机械的横向也有压实力的作用。由于这些压实力能沿各个方向移动而且沿机械的横向也有压实力的作用。由于这些压实力能沿各个方向移动材料粒子，所以可得到最大的密实度。材料粒子，所以可得到最大的密实度。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科碾压的方向和顺序碾压的方向和顺序School of Transportation Southeast
108、 University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科（从动轮面向摊铺机）推力错误作法从动轮摊铺及碾压方向（驱动轮面向摊铺机）转动力驱动轮正确作法摊铺及碾压方向压路机的碾压方向压路机的碾压方向School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科已压实路面已压实路面新铺部分新铺部分1015cm已压实路面已压实路面1015cm新铺部分新铺部分(a)（b） 纵缝冷接缝的碾压纵缝冷接缝的碾压新铺部分新铺部分已压实路面已压实路面已压实路
109、面已压实路面新铺部分新铺部分 斜接缝斜接缝 平接缝平接缝 横向接缝的两种型式横向接缝的两种型式7）接缝处理）接缝处理School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科1、名词解释：劲度模量；结构性破坏；功能性破坏；、名词解释：劲度模量；结构性破坏；功能性破坏；“啃边啃边”；旧沥青路面材料再生；旧沥青路面材料再生；“拥包拥包”；蠕变；应力松驰。；蠕变；应力松驰。2、为什么道路交叉口处易出现波浪或搓板？在沥青路面结构、为什么道路交叉口处易出现波浪或搓板？在沥青路面结构设计中如何
110、对其进行考虑？设计中如何对其进行考虑？3、试用沥青混合料的、试用沥青混合料的“高温稳定性高温稳定性”解释沥青路面上重复停解释沥青路面上重复停车地段出现的波浪、推挤等现象。车地段出现的波浪、推挤等现象。4、为什么整体性材料结构层的低温缩裂多呈横向间隔性裂缝，、为什么整体性材料结构层的低温缩裂多呈横向间隔性裂缝，如何区分路面裂缝是沥青层缩裂还是反射裂缝？如何区分路面裂缝是沥青层缩裂还是反射裂缝？5、沥青混合料的疲劳试验采用何种试件加载方式？其控制应、沥青混合料的疲劳试验采用何种试件加载方式？其控制应力或应变指标的选择取决于什么？力或应变指标的选择取决于什么？6、如何确定沥青混合料的沥青最佳用量？、
111、如何确定沥青混合料的沥青最佳用量？7、如何控制沥青混合料的耐久性能？、如何控制沥青混合料的耐久性能？8、为什么沥青路面的摩擦系数应在潮湿状态下测定？、为什么沥青路面的摩擦系数应在潮湿状态下测定？复习思考题复习思考题School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科课外任务三：课外任务三： 在进行沥青混合料试验设计过程中在进行沥青混合料试验设计过程中考虑了不同气候区的技术指标内容的考虑了不同气候区的技术指标内容的要求差异，但在稳定耐久性方面并没要求差异，但在稳定耐久性方面并没
112、有明确的要求差异，请问你如何认识有明确的要求差异，请问你如何认识该问题？该问题？ 课外任务课外任务School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求气候分区气候分区School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求气候分区气候分区School of Tra
113、nsportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求气候分区气候分区School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求气候分区气候分区School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路
114、与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求-江苏标准江苏标准School of Transportation Southeas
115、t University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求
116、School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求- -江苏标准江苏标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点
117、学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求乳化沥青乳化沥青 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求乳化沥青乳化沥青 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求改性乳化沥青改性乳化沥青 Sch
118、ool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求粗集料粗集料 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求粗集料粗集料 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点
119、学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求粗集料粗集料 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求-江苏标准江苏标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求细集料细集料 School of T
120、ransportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求-江苏标准江苏标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求填料填料 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路
121、与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求-江苏标准江苏标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求热拌沥青混合料热拌沥青混合料School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第五节第五节 沥青路面的材料要求沥青路面的材料要求School of Transport
122、ation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科第六节第六节 沥青混合料的组成设计沥青混合料的组成设计p最大公称粒径与厚度的关系最大公称粒径与厚度的关系沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并应与压实层厚度相匹配。应与压实层厚度相匹配。对热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实对热拌热铺密级配沥青混合料，沥青层一层的压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的厚度不宜小于集料公称最大粒径的2.52.53 3倍倍，对，对SMASMA和和OGFCOGFC等嵌挤型混合料不宜小
123、于公称最大粒径等嵌挤型混合料不宜小于公称最大粒径的的2 22.52.5倍倍，以减少离析，便于压实。，以减少离析，便于压实。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科SuperpaveSuperpave提出提出沥沥青青层层厚度宜厚度宜为为公称最大粒径的公称最大粒径的3 3倍。倍。对对SMASMA、OGFCOGFC等以嵌等以嵌挤为挤为主的主的沥沥青混合料，由于相青混合料，由于相对对来来说说容容易碾易碾压压，且不容易造成离析，此，且不容易造成离析，此标标准都作了放准都作了
124、放宽宽。澳大利澳大利亚规亚规定定沥沥青青层层厚度宜厚度宜为为公称最大粒径的公称最大粒径的2.52.5倍。倍。对对SMASMA，公称最大粒径公称最大粒径为为7 7、1010、14mm14mm的适宜的适宜层层厚分厚分别别定定为为20203030、25253535、353550mm50mm。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p当当地地经经验验：充充分分借借鉴鉴同同类类公公路路配配合合比比设设计计的的成成功功经经验，选用符合要求的材料，进行配合比设计。验，选用符合
125、要求的材料，进行配合比设计。p密级配沥青混合料的密级配沥青混合料的“规范级配范围规范级配范围”（ 表表5.3.2-2）；）；p工程设计级配范围工程设计级配范围（通常情况下（通常情况下不宜超出不宜超出规范级配规范级配范围的要求）；范围的要求）；p其他类型的混合料宜直接以表其他类型的混合料宜直接以表5.3.2-3表表5.3.2-7作作为工程设计级配范围。为工程设计级配范围。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation So
126、utheast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科
127、东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation
128、Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p对对高高速速公公路路和和一一级级公公路路，宜宜在在工工程程设设计计级级配配范范围围内内计计算算3 3组组粗粗细细不不同同的的配配比比，绘绘制制设设计计级级配配曲曲线线，分分别别位位于于工工程程设设计计级级配配范范围围的的上上方方、中中值值及及下下方方。设设计计合合成成级级配配不不得得有有太太多多的的锯锯
129、齿齿形形交交错错，且且在在0.3mm0.3mm0.6mm0.6mm范范围围内不出内不出现现“驼驼峰峰”。p根根据据当当地地的的实实践践经经验验选选择择适适宜宜的的沥沥青青用用量量，分分别别制制作作几几组组级级配配的的马马歇歇尔尔试试件件，测测定定VMA，初初选选一一组组满满足足或接近设计要求的级配作为设计级配。或接近设计要求的级配作为设计级配。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast Unive
130、rsity，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p配合比采用配合比采用马歇尔试验设计方法马歇尔试验设计方法p沥青混合料技术要求应符合表沥青混合料技术要求应符合表5.3.35.3.31 15.3.3-45.3.3-4的的规定，并有良好的施工性能。规定，并有良好的施工性能。p当采用其他方法设计沥青混合料时当采用其他方法设计沥青混合料时，应按本规范规，应按本规范规定进行马歇尔试验及各项配
131、合比设计检验，并报告定进行马歇尔试验及各项配合比设计检验，并报告不同设计方法各自的试验结果。不同设计方法各自的试验结果。p长大坡度的路段按重载交通路段考虑。长大坡度的路段按重载交通路段考虑。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p马歇尔试验的标准方法，它适用于公称最大粒径不马歇尔试验的标准方法，它适用于公称最大粒径不大于大于26.5mm26.5mm的混合料；的混合料；pATB30ATB30及比此更粗的混合料使用大尺寸马歇尔试件；及比此更粗的混合料使用大尺寸马歇尔
132、试件；大型马歇尔试验击实锤重大型马歇尔试验击实锤重10.2kg10.2kg，直径直径149.4mm149.4mm，击实时击实时落高落高457mm457mm；试件直径试件直径152.4mm152.4mm，高高95.2mm95.2mm；击实次数为击实次数为7575次和次和112112次。次。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东
133、南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混合料组成设计沥青混合料组成设计-江苏标准江苏标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学
134、科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混合料的组成设计沥青混合料的组成设计-标准标准School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transp
135、ortation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p检检验验范范围围：（1）用用于于高高速速公公路路和和一一级级公公路路； （ 2） 公公 称称 最最 大大 粒粒 径径 等等 于于 或或 小小 于于19mm的密级配沥青混合料的密级配沥青混合料(AC)及及SMA、OGFCp结结果果：符符合合要要求求，不不符符要要求求的的沥沥青青混混合合料料，必必须须更换材料或重新进行配合比设计。更换材料或重新进行配合比设计。School of Transportation Southeast University，Chin
136、a 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p车辙试验：车辙试验：符合表符合表5.3.4-1的要求。的要求。p浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验：浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验：同时符合表同时符合表5.3.4-25.3.4-2中的中的两个要求。达不到要求时必须按两个要求。达不到要求时必须按4.8.64.8.6的要求采取抗剥落措的要求采取抗剥落措施，调整最佳沥青用量后再次试验。施，调整最佳沥青用量后再次试验。 p弯曲试验：弯曲试验：密级配沥青混合料在温度密级配沥青混合料在温度-10-10、加载速率、加载速率50mm/min50mm/min的条件下进行，测定破坏强度、破坏应变、
137、破坏劲的条件下进行，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。的低温抗裂性能。破坏应变宜不小于表破坏应变宜不小于表5.3.4-35.3.4-3的要求。的要求。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p轮碾机成型试件渗水试验：轮碾机成型试件渗水试验：符合表符合表5.3.4-45.3.4-4的要求。的要求。 p活活性性和和膨膨胀胀性性试试验验：钢钢渣渣作作为为
138、集集料料的的沥沥青青混混合合料料，符符合合钢渣沥青混凝土的膨胀量不得超过钢渣沥青混凝土的膨胀量不得超过1.51.5。p改性沥青混合料的性能检验：改性沥青混合料的性能检验： （1 1）以提高高温抗车辙性能为主要目的时，低温以提高高温抗车辙性能为主要目的时，低温性能可按普通沥青混合料的要求执行；性能可按普通沥青混合料的要求执行； （2 2）以提高低温抗裂性能为主要目的时，高温稳以提高低温抗裂性能为主要目的时，高温稳定性可按普通沥青混合料的要求执行。定性可按普通沥青混合料的要求执行。 School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路
139、与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Tran
140、sportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p高速公路、一级公路沥青混合料的配合比设计应在高速公路、一级公路沥青混合料的配合比设计应在调查以往类同材料的配合比设计经验和使用效果的调查以往类同材料的配合比设计经验和使用效果的基础上，按以下步骤进行。基础上，按以下步骤进行。 目标配合比设计阶段目标配合比设计阶段。生生产产配配合合比比设设计计阶阶段段（ OAC、OAC0.3，结结果果不不宜宜大大于于0.2 ）；）；生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段；确定施工级配允许波动范围确定施工级配允许波动范围S
141、chool of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科p制作温度，与施工制作温度，与施工实际实际温度相一致温度相一致。普普通通沥沥青青混混合合料料如如缺缺乏乏粘粘温温曲曲线线时时可可参参照照表表B.5.2B.5.2执执行行，改改性性沥沥青青混混合合料料的的成成型型温温度度在在此此基基础础上上再再提提高高10102020。School of Transportation Southeast University，China 东南大学道路与铁道工程国家重点学科东南大学道路与铁道工程国家重点学科沥青混合料的组成设计沥青混合料的组成设计油石比的确定油石比的确定
