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沥青路面施工材料

我国幅员辽阔,各地区气候相差很大,因此对沥青与沥 青混合料的使用性能要求也各不相同,各地区应根据当 地的气候特点对沥青混合料的技术指标进行分区,并以 此作为沥青混合料组成设计的控制指标。在大量的气候 要素中选择能够较好地表征我国气候特点对沥青路面使 用性能影响的指标:高温、低温和雨量指标。在此基础 上,提出了我国沥青路面使用性能气候分区指标及相应
(3)设计雨量分区指标:采用工程所在地最近30年内 的年降雨量的平均值,作为反映沥青路面受水影响的气候 因子,并作为气候分区的三级指标。雨日数可作为辅助参
考值。
2.气候分区的确定
沥青路面的适用性能气候分区由一、二、三级区划组
合而成,综合反映该地区的气候特征,见课本表15-1)
(1)沥青材料的气候分区(沥青材料的气候分区见 P342表15-2)。
1.气候分区指标
(1)设计高温分区指标:采用工程所在地最 近30年内年最热月份平均最高气温的平均值,作 为反映沥青路面在高温和重载条件下出现车辙等 流动变形的气候因子,并作为气候分区的一级指 标。全年高于30℃的积温及连续高温的持续时间 可作为辅助参考值。
(2)设计低温分区指标:采用工程所在地最 近30年内的极端最低气温,作为反映沥青路面由 于温度收缩产生裂缝的气候因子,并作为气候分 区的二级指标。降温速率、冰冻指数可作为辅助 参考值。
粘度的大小反映沥青抵抗流动的能力,粘度越大, 沥青抵抗路面抗车辙的能力越强。很多国家沥青 技术标准中,就将沥青60℃粘度作为一个高温 指标。为了满足沥青路面高温性能,要求沥青 60℃粘度不小于一定值。但为了保证沥青混合 料的正常生产,便于沥青的泵送和沥青混合料的 拌和,沥青在施工温度下(135℃)粘度不能过 大。
(2)沥青混合料的气候分区(沥青混合料的气候分区 见课本P343表15-3)。
第二节 沥青路面材料
一、沥青 沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化
合物和这些碳氢化合物的非金属(氧、硫、氮) 衍行生物所组成的有机混合物。
(一)石油沥青的技术性质 1.粘滞性:
沥青的粘滞性是指沥青材料在外力作用下,沥青粒子产 生相互位移时抵抗剪切变形的能力。它随沥青的组分和 温度而定,沥青质含量高粘性大,随温度升高粘性降低。 沥青的粘性与沥青路面的路用性能有密切的关系,在重 轴载的交通条件下,为防止高温时路面出现车辙及过大 的变形,沥青粘度是一个很重要的控制指标,该指标也 是目前我国进行沥青标号划分的依据。
各种自然因素对沥青路面的物理、力学性质有直
接的影响,尤其是温度和水这两个因素对沥青路面 具有重要的影响。
1.温度的影响
沥青的劲度(或粘度)受温度的影响极大,即随着温度 的升高,其劲度(或粘度)下降,由低温时的硬脆固体, 到常温下的粘弹性体,以及高温时软化呈流动状态。相 同的,沥青混合料的强度及刚度受温度的影响也很大。 当温度高于脆化点温度时,沥青混合料的强度随着温度 的下降而急剧增大;当温度低于脆化点温度以后,沥青 混合料的强度则随着温度的降低有所减小。虽然在低温 时沥青混合料有较高的强度,但其抵抗变形的能力却显 著降低。因而在冬季低温期间,沥青路面常由于面层本 身的收缩量超过其极限拉应变而导致开裂。
从荷载作用的方向来看,有垂直荷载和水 平荷载; 就荷载的动力性质而言,有静荷载与动荷 载。 荷载作用的时间和频率不仅有较长时间的 作用,而且有瞬时间隙的多次反复作用等。
在环境因素方面,沥青路面的使用温度可分为:
冬季低温:(大部分地区约为0~-10℃以下)在低温季 节,沥青混合料质地脆硬,抵抗变形的能力较差,沥青 混合料的降温收缩成为主要问题,温度裂缝在许多地方 发生。
由于我国沥青路面结构设计方法的基本受力模式是常温 条件下的疲劳破坏模式。对高温及低温条件下的路面破 坏,设计规范还没有规定相应的成熟的方法。目前,主 要是依靠施工中对沥青混合料配合比设计的高温性能检 验和低温抗裂性能检验来实现。
二、沥青路面的气候分区
沥青路面的物理力学性质与使用环境如气候、温度和湿 度关系密切,因此,在选择沥青材料、进行沥青混合料 配合比设计、检验沥青混合料的使用性能时,应考虑沥 青路面工程所处的环境因素,尤其是温度和湿度因素。 所以,应按照不同气候分区特点对沥青及沥青混合料的 技术性能提出相应要求。
3.使用过程中的老化
沥青路面在使用过程中,在阳光、温度、空气等大气因 素的作用下,沥青中的轻质组分逐渐挥发,并不断发生 氧化聚合反应,使沥青中的油分、树脂逐渐减少,沥青 质相对增多,且因为沥青质部分地转化为沥青碳,致使 沥青混合料粘塑性降低,路面干涩、裂缝、松散相继出 现,即发生沥青路面的“老化”。随着老化现象的发展, 沥青路面的抗变形能力降低,在行车荷载和冰冻的作用 下,极易产生裂缝,最终形成龟裂而导致路面的破坏。
2.水的影响
水对沥青路面的影响主要表现在以下两个方面:
①沥青路面在水的作用下会使沥青与矿料剥离, 还会将沥青中某些可溶性物质溶解并冲掉,尤其 是当水中含有易溶盐时会发生乳化作用,从而加 剧了溶蚀作用;
②沥青路面长时间浸水后会因含水量增加而发生 体积膨胀,强度降低。沥青路面受水影响的程度 取决于矿料品种与性质、表面粗糙度,当地的气 候、水文情况,路表的排水能力,路面的渗水性, 以及沥青路面本身的水稳定性。
第十五章 沥青路面施工
第一节 概述 第二节 沥青路面材料 第三节 沥青混合料配合比设计 第四节 沥青混凝土面层施工 第五节 其它沥青面层施工 第六节 透层、粘层与封层 第七节 施工质量管理与检查验收
第一节 概述
一、沥青路面的使用条件 沥青路面在使用中承受着各种车辆荷载和
环境因素的直接作用。 作用在路面上的行车荷载是比较复杂的。
夏季高温:(25~30℃以上)在高温季节,沥青路面 “软化”,并在车轮荷载的重复作用下,塑性变形逐步 积累,导致产生永久变形或车辙,从而使路面平整度降 低。这对于渠化交通的高等级道路尤其重要。
常温季节(中间温度域)在常温季节,沥青路面在车轮垂 直荷载的作用下,当基层的整体强度较低(这一季节常 伴随着春融或多雨)时,将产生较大的弯拉应力与弯拉 应变,在车轮荷载的反复作用下,当应力或应变超过沥 青混合料的疲劳极限时,则产生裂缝。
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