中南大學路基路面工程課件_10.瀝青路面

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1、路基路面工程2011.03主講周建普10.瀝青路面10.1瀝青路面概述10.2瀝青路面材料的結(jié)構(gòu)與力學特性10.3瀝青路面的穩(wěn)定性和耐久性10.4瀝青路面的原材料10.5瀝青混合料組成設計10.1瀝青路面概述10.1.1瀝青路面的基本特性瀝青路面是用瀝青材料作結(jié)合料粘結(jié)礦料修筑面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、開放交通快、適宜于分期修建等優(yōu)點。瀝青路面面層屬柔性結(jié)構(gòu)層，瀝青路面的強度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于土基和基層的特性。10.1.2對瀝青路面的基本要求瀝青路面面層直接承受車輛和

2、環(huán)境因素的作用,而瀝青材料物理力學性質(zhì)受氣候、時間、溫度、濕度等因素影響很大，這是瀝青路面使用中的一個重要特點。因此，瀝青路面必須滿足以下基本要求。（1）高溫穩(wěn)定性；（2）低溫抗裂性；（3）耐久性；（4）抗滑能力；（5）防滲能力10.1.3瀝青路面的分類（1）按強度構(gòu)成原理嵌擠類：礦料的顆粒尺寸相對較為均一，路面的強度和穩(wěn)定性主要依靠集料顆粒之間相互嵌擠所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。熱穩(wěn)定性好，但空隙率大，易滲水，因而耐久性較差。密實類:礦料級配按最大密實原則設計，路面的強度和穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力和內(nèi)摩擦力。開式：小于0.5mm的細粒較少，剩余空隙率大于6%，熱穩(wěn)定性較好。閉式：小于0.5mm的

3、細粒較多，剩余空隙率小于6%，密實而耐久，但熱穩(wěn)定性較差。10.1瀝青路面概述圖10-1最大粒徑16mm的兩種不同的瀝青混合料層鋪法：分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑。路拌法：在路上用將礦料和瀝青材料就地拌和攤鋪和碾壓而成。廠拌法：一定級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設備加熱拌和，然后送到工地攤鋪碾壓而成。（2）按施工工藝10.1瀝青路面概述圖10-2層鋪法施工灑布瀝青土10-3廠拌法施工機械攤鋪（3）按瀝青路面的技術(shù)特性瀝青表處路面：用瀝青和集料按層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青面層。瀝青貫入式（上拌下貫）路面：用瀝青和集料按層鋪法鋪筑而成，厚度一般為4～8cm的瀝青

4、路面。瀝青貫入式之上加鋪拌和的瀝青混合料，稱上拌下貫。瀝青碎石路面：以瀝青和嵌擠結(jié)構(gòu)集料冷拌或熱拌鋪筑面層的路面，有時用作聯(lián)結(jié)層。瀝青混凝土路面：以瀝青和密實結(jié)構(gòu)集料經(jīng)熱拌鋪筑面層的路面，可由單層、雙層、三層瀝青混合料組成。瀝青馬蹄脂碎石（SMA）路面：以間斷級配的集料為骨架，用改性瀝青、礦粉及纖維素組成的瀝青馬蹄脂為結(jié)合料，經(jīng)拌和、攤鋪、壓實而成的一種構(gòu)造深度較大的面層。具有抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲勞、高溫抗軟化、低溫抗開裂等優(yōu)點。瀝青封層：液體瀝青澆灑或瀝青砂（石屑）鋪筑而成的防水結(jié)構(gòu)薄層。瀝青透層：液體瀝青澆灑而成的為穩(wěn)定和粘結(jié)基層或舊路頂面松散顆粒的結(jié)構(gòu)薄層。瀝青粘層：為使面層與基層或

5、上下面層粘結(jié)更好而澆灑的粘結(jié)薄層。10.1瀝青路面概述10.2.1瀝青混合料的結(jié)構(gòu)力學特性（1）瀝青混合料結(jié)構(gòu)組成的膠漿理論瀝青混合料（粗分散系）分散相—粗集料分散介質(zhì)—砂漿（細分散系）分散介質(zhì)—瀝青膠結(jié)物（微分散系）分散相—細集料分散相—填料分散介質(zhì)—瀝青10.2瀝青路面材料的結(jié)構(gòu)與力學特性自由瀝青結(jié)構(gòu)瀝青礦粒圖10-4瀝青混合料分散系示意圖（2）瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)狀態(tài)瀝青混合料的力學強度主要取決于集料顆粒間的摩擦力和嵌擠力、瀝青膠結(jié)料的粘結(jié)性以及瀝青與集料之間的粘附性等。不同級配組成的瀝青混合料，具有不同的空間結(jié)構(gòu)類型，也就具有不同的內(nèi)摩擦力和粘結(jié)力。瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)類型有：①密實懸

6、浮結(jié)構(gòu)；②骨架空隙結(jié)構(gòu)；③密實骨架結(jié)構(gòu)。懸浮密實結(jié)構(gòu)骨架空隙結(jié)構(gòu)密實骨架結(jié)構(gòu)圖10-5瀝青混合料的典型組成結(jié)構(gòu)10.2瀝青路面材料的結(jié)構(gòu)與力學特性10.2.2瀝青混合料的粘彈性質(zhì)與模量（1）瀝青混合料粘彈性質(zhì)瀝青混合料是一種典型的粘、彈、塑性綜合體，在低溫小變形范圍內(nèi)接近線彈性體，在高溫大變形范圍內(nèi)表現(xiàn)為粘塑性體，而在常溫下為一般的粘彈性體。用粘彈性理論研究瀝青混合料的模量須以下原則：瀝青混合料兼具虎克彈性與牛頓粘性的雙重性質(zhì)；瀝青混合料的力學性質(zhì)應作為溫度與時間的函數(shù)表示；宜將瀝青混合料的性質(zhì)描述為僅在某一條件下才具有的性質(zhì)。（2）瀝青的勁度模量瀝青的勁度模量：指在一定時間()和溫度()條件

7、下，應力與總應變的比值。（10-2-1）瀝青的勁度是溫度和時間的函數(shù)。當溫度較低、在短時間荷載作用下，其勁度模量趨近彈性模量；在高溫和長期荷載作用時，其勁度模量隨時間急劇下降，線性條件再次得到滿足；而在中等溫度和加荷時間會出現(xiàn)非線性。10.2瀝青路面材料的結(jié)構(gòu)與力學特性（3）瀝青混合料的勁度模量瀝青混合料的勁度模量是瀝青勁度模量和混合料中集料數(shù)量的函數(shù)。（9-2-2）式中：式中：—瀝青混合料的勁度