路基路面教案但10章沥青路面.doc
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1、内科大 建工学院 道路与交通工程系 路基路面工程教案 邓学钧(第三版)教材第十章 沥青路面 10-1 概述一、 沥青路面的基本特性 沥青路面(Asphlat pavement)是通过各种方式将沥青材料用作矿料的结合料,经铺筑后形成路面面层并与其他各类基层和垫层共同组成的路面结构的统称。1、优点(与水泥砼路面相比):表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜分期修建等。2、良好性能 足够的力学强度 一定的弹性和塑性变形能力 与汽车轮胎附着性较好 有高度减振性 不扬尘,易清扫、冲洗 维修简便,沥青可再生利用3、缺点:温度稳定性差、施工污染等二、沥青路面的损坏类型
2、及其成因1、裂缝:横向、纵向、网状三种类型。最主要的破坏形式 横向,垂直于行车方向的裂缝按成因 荷载型:车辆严重超载,使拉应力疲劳强度 而断裂 路面底面发生向上扩展至表面 非荷载型:沥青面层缩裂,多发生在冬季,气温骤降 (主要形式)平均温度断裂温度,使拉应力抗拉强度 基层反射裂缝,半刚性基层开裂面层底开裂面层全厚开裂 次种裂缝比较规则,每隔一定距离产生一道,裂缝间距取决于当地气温和材料抗裂性能 纵向 承载力不足沥青面层分路幅摊铺时接茬处未处理好,在车、大气因素影响下开裂 压实不均匀或路基边缘受水浸蚀产生不均匀沉陷而引起 车辙裂缝 网状 由于路面整体强度不足而引起 沥青老化2、车辙:车辆渠化交通
3、引起 成因:温度较高的季节,车辆反复碾压下产生塑性流动而逐渐形成 半刚性路面:主要由于沥青面层高温稳定性不足引起 车辙的三种类型: 失稳型车辙:最严重 内部材料流动,面层压缩,侧向隆起,成W形 结构型车辙(软土地区、路基路面整体承载力不足) 整体永久变形,由于路基及基层变形传递到面层而产生。车辙宽度大,两侧无隆起,成V型 磨耗型车辙:次严重 顶层材料持续不断的损失,尤其汽车使用了防滑链、突钉轮胎后更容易发生。 影响车辙的因素:集料、结合料、混合料类型、荷载、环境条件、压实方法车辙的防治措施: 失稳型车辙:集料多、破碎;多粗集料、纹理、粗糙;矿粉多;沥青粘结好 结构型车辙:基层设计、材料、压实尽
4、量满足规定,矿粉足够 磨耗型车辙:改善混合料级配,交通管制。因空隙大,沥青薄膜薄。3、松散剥落:沥青从矿料表面脱落 沥青与矿料之间粘附性较差,在水或冰冻作用下沥青从矿料表面剥离;施工中混合料加热温度过高,致使沥青老化失去粘性。网裂后期,碎块被车吸力带离路面,导致坑槽。4、表面磨光:集料表面被磨光,拌有沥青不断上翻 外因:车轮反复滚动摩擦 内因: 集料质地软弱,缺少棱角 矿料级配不当,粗集料尺寸小,细料偏多 沥青用量偏多三、对沥青路面的基本要求1、 高温稳定性:高温时期强度、刚度足够。不足,车辙2、 低温抗裂性:低温时劲度较小、抗变形能力强,耐久不开裂。不足,开裂3、 耐久性:抵抗温度、阳光、空
5、气、水等气候作用的能力4、 抗滑能力:在最不利情况下车辆高速安全行使且在外界因素作用下抗滑能力不致很快降低。5、 防渗能力:取决于沥青路面的空隙率。设计指标:,设计荷载:BZZ-100;从材料、层位安排、施工全过程、结构层厚度安排、防水排水五大方面避免或延缓病害出现。四、沥青路面使用性能的气候分区 沥青路面的使用性能,受温度(高温、低温)、水分(雨量)影响很大。1、 关于高温指标(第一个数字)p308表13-1用最热月平均最高气温作为高温指标,将全国划分为: 30,夏炎热 1三个区 3020,夏热 2 20,夏凉 32、低温指标(第二个数字) 用年极端最低气温(30年一遇预期最低气温)为指标,
6、将全国分为四个区: -9,冬温 1 -21.5-9,冬冷 2 -37-21.5,冬寒 3 -37,冬严寒 43、关于雨量指标(第三个数字)使用年降雨量为指标,将全国分为四个区: 1000mm,潮湿区 1 5001000mm,湿润区 2 250500mm,半干区 3 250mm,干旱区 4见p342表15-2:沥青路面气候分区,将全国分为三大区,九种气候型见p342表15-3:沥青及沥青混合料气候分区,在以上分区基础上增加雨量;表中每个因素的数字越小,表示气候因素的影响越严重。 全国共有26种气候类型。五、沥青路面的分类 1、按混合料强度构成原理:密实级配型和嵌挤锁结型。 沥青混合料强度 = 集
7、料颗粒间的摩阻力和嵌挤力+沥青胶结料的粘结性+沥青与集料间的粘附性 嵌挤原理结构:集料较粗,尺寸均匀,相互嵌挤产生的内摩阻力形成主要强度。对沥青粘结作用依赖小,路面受温度影响相对较小。沥青贯入、沥青表处等属此类结构。 密实级配结构:沥青与集料的粘结力为主,矿料间的嵌挤力、内摩阻力为辅。路面受温度影响较大。沥青砼、沥青碎石路面属此类结构。 根据嵌挤、密实所占比例不同,分为如下三种典型类型:p316图13-5 密实悬浮结构:连续型密级配 粗颗粒悬浮于细颗粒,粘结力较高,内摩阻力较小;因受沥青影响大,路面稳定性较差。 骨架空隙结构:连续开级配 粗料多于细料,形成骨架,残余空隙较大;粘结力较小,内摩阻
8、力较高;因受沥青影响小,路面稳定性较好。 密实骨架结构:间断级配(d大、d小) 粗细料数量适中,密实度高。粘结力、内摩阻力都较高。2、按施工工艺分为:层铺法、路拌法、厂拌法。 层铺法:分层撒布沥青、矿料、碾压 优点:工艺、设备简单;功效高,进度快;造价低 缺点:成型期长,需经炎热季节行车碾压后路面才成型 路面:沥青表处、沥青贯入 路拌法:路上用机械将沥青和矿料拌和、摊铺、碾压成型 优点:沥青在矿料中分布比层铺法均匀,缩短成型期 缺点:矿料为冷料,所用沥青粘稠度低,混合料强度低 路面:路拌沥青碎(砾)石、路拌沥青稳定土 厂拌法:规定级配的矿料+沥青工厂用专用设备加热拌和送工地摊铺碾压而成 优点:
9、沥青粘稠、矿料精选,混合料质量高、寿命长 缺点:费用高(材料、运输、设备等) 路面 厂拌沥青碎石:矿料中细粒少,不含或含少量矿粉,开级配(n=10-15%) 沥青砼:混合料密实,含有矿粉(n10% 温度 热拌热铺,加热拌和后趁热运到路上摊铺压实 热拌冷铺,加热后,存储,再在常温下运到路上摊铺3、跟据沥青路面的技术特性 沥青表面处治:沥青+集料,采用层铺或拌和法 单层 1.01.5cm 层铺法 双层 1.52.5cm 三层 2.53.0cm 适用:三、四级公路的面层;旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等 作用: 不作为结构层 防水、防滑 改善砂石路使用性能 施工:先铺油,后铺料 沥青贯入式:沥
10、青贯入碎砾石作面层,厚48cm 上拌下贯:上部拌和层厚34cm,下部贯入,总厚710cm 适用:二级及以下公路的面层 类型: 浅贯入 46cm 三料二油 深贯入 68cm 三料四油 施工:先铺石料,适当碾压洒沥青再铺小一级的集料,质量取决于操作人员技术水平 沥青碎石路面:配比根据经验、马歇尔实验、试拌、试铺定;有时也用作联结层 沥青砼和沥青碎石的区别: 沥青碎石比沥青砼孔隙率大;碎石粒径大 沥青砼掺矿粉,沥青碎石不掺或很少掺 场合:沥青碎石用下面层时多,若作上面层要用沥青表处封层 沥青砼:粗集料(碎石、砾石等)+细集料(砂)+矿粉+沥青 面层:单层、双层、三层 适用:高等级公路 乳化沥青碎石混
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