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道路桥梁工程沥青路面


道路石油沥青的性能主要取决于油源
2)煤沥青 不宜作沥青面层用,一般仅作为透层沥青使用 3)乳化沥青
酸性、潮湿的石料,以及低温季节施工宜选用阳离子乳化沥青;碱性石料 或与掺入的水泥、石灰、粉煤灰共同使用时,宜选用阴离子乳化沥青。
一、沥青混合料的强度特性
沥青混合料的强度特性随温度变化巨大,高温时,混合料的强度特性接近粒料, 低温时接近整体性材料。常温下,沥青与矿料之间粘结力(自由沥青和结构沥 青)、矿料之间的内摩阻角决定混合料的强度。 通常我们关心沥青混合料的抗剪强度和抗拉、抗弯拉强度。
(一)沥青混合料结构组成的胶浆理论
沥青混合料(粗分散系)
A—140 A—180
AH—90 AH—110 AH—130 A—100
AH—90 AH—110 A—100
温 石油 区 沥青
A—100 A—140 A—180
A—140 A—180
AH—90 AH—110 A—100
AH—70 AH—90 A—60 A—100
热 石油 区 沥青
A—60 A—100 A—140
分散相—粗集料
分散介质—砂浆(细 分散系)
自由沥青 结构沥青
分散相—细集料
分散相—填料
分散介质—沥青胶结 物(微分散系)
分散介质—沥青
矿粒
二、沥青混合料的应力-应变特性
ε εe
破坏点 加荷时间t
沥青混合料是一种弹性-粘塑性材料,有时主要呈现为弹性性质,有时 则主要呈粘塑性性质。而大多数情况下,几乎同时综合呈现上述性质。 呈现何种性质与荷载作用时间和沥青粘滞度(温度)相关。其应力—— 应变关系要考虑以上两种情况,以劲度模量表征:
嵌挤类:
密实类:
(二)按施工工艺的不同
层铺法:分层洒布沥青,分层铺撒矿料和碾压的方法修筑; 路拌法:在路上用机械将矿料和沥青材料就地拌和摊铺和碾压密实而成的沥 青面层; 厂拌法:一定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和,然后送到 工地摊铺碾压而成的沥青路面。
(三)按沥青路面的技术特性
沥青表处 :用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青路面; 沥青贯入:用沥青和集料按层铺法铺筑而成,厚度一般为4~8 cm的沥青路面 ; 热拌沥青碎石:以沥青和嵌挤结构集料热拌铺筑的路面; 乳化/溶剂沥青碎石:以常温熔融的沥青和嵌挤结构的集料冷拌或热拌,冷铺而成的路 面;
光滑→粗糙 圆角→砾 最大粒径增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加 增加
车辙深度
减小 减小 减小 减小 增加 减小 增加 增加 增加 增加 增加 一般增加
五、沥青混合料的低温抗裂性
沥青混合料的温度应力 x(t)t t0S m ix t,T T d T t
降温 30℃时,沥青面层的温度应力
基层翻浆
混合料松散
坑槽
(二)影响水稳定性的因素
1.混合料空隙率 2.混合料中矿料与沥青的黏附性 3.下层排水情况
一、材料要求 1.沥青
第三节 热拌沥青混合料的设计
1)道路石油沥青
气 沥青 候
沥青路面类型
分 种类 沥青表面处 沥青贯入式及


上拌下贯式
沥青碎石
沥青混凝土
寒 石油 区 沥青
A—140 A—180
沥青混凝土:以沥青和密实结构集料热拌铺筑而成的路面; 沥青封层:液体沥青洒铺或沥青砂(石屑)铺筑而成的防水结构薄层; 沥青透层 :液体沥青洒铺而成的,稳定和粘结基层或旧路顶面松散颗粒的结构薄层; 沥青粘层:为使面层与基层或上下面层粘结更好而撒铺的粘结薄层。
第二节 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性
影响沥青路面低温开裂的因素
1.混合料中沥青的性质
沥青低温延度及针入度越大,其开裂温度就越低,其中低温延度比针入度对 开裂温度的影响更为显著。
2.混合料的沥青含量
在马歇尔实验最佳用量-1%—+0.5%范围内,不明显影响路面的横缝产生频率
3.混合料的剩余空隙率
剩余空隙率越大,沥青混合料的劲度越小,低温收缩越小 4.混合料的级配与矿料品种
连续、密实的级配低温开例较小,矿料品种对低温开例影响不明显 5.沥青层的厚度
较厚的沥青层能限制和约束收缩裂纹的发展
6.基层情况
收缩明显的半刚性基层常常使沥青面层产生较多的低温裂缝和反射裂缝 6.基础情况
沥青面层相同情况下,在沙土路基上的沥青路面的裂缝比粘土路基上的沥青 路面的裂缝要密
六、沥青混合料的水稳定性 合料的疲劳特性
影响沥青混合料疲劳特性的因素:材料的性质(种类、组成等)、环境因 素(温度、湿度等)、加荷方式、沥青混合料的劲度(矿料级配、沥青种 类和用量、混合料的压实程度和空隙率、试验的温度、加荷速度和应力级 等)
疲劳极限:低温、常温时表现为疲劳断裂,高温时表现为塑性变形累计, 无明显疲劳极限。
50 20 0 -10 -35
平均抗压强度 (MPa) 1.0~2.0 2.5~5.0 8.0~13.0 10.0~17.0 18.0~30.0
影响因素 集料
结合料
混合料 荷载 环境 条件
影响高温稳定性的因素 因素变化
表面纹理 形状 尺寸 劲度 用量 粘度 空隙率
VMA 大小 作用次数 温度 湿度
第三章 沥青路面
第一节 概述
一、沥青路面的基本特性
(一)与水泥混凝土路面相比,沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒 适、耐磨、振动小、噪音低 、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建 等优点。 (二)沥青路面属柔性路面,强度与稳定性在很大程度上取决于土基和基 层的特性 。
二、沥青路面的分类
(一)按强度构成原理
A—60 A—100 A—140
AH—50 AH—70 AH—90
A—100 A—60
AH—50 AH—70 A—60 A—100
寒冷地区:年度内最低月平均气温(℃)低于-10°;年内月平均气温25℃的日数(天)少于215; 温和地区:年度内最低月平均气温(℃)0~-10°;年内月平均气温25℃的日数(天)215~270; 较热地区:年度内最低月平均气温(℃)高于0°;年内月平均气温25℃的日数 (天)多于270。
弯拉疲劳
剪切疲劳
典型控制应变条件的疲劳曲线 10-3
10-4 拉 应 变
10-5
104
105 作用次数 106
107
控制应力模式的疲劳方程 控制应变模式的疲劳方程
Nf
a
1
r
b
1 d
Nf
c
r
四、沥青混合料的高温稳定性
上海地区的沥青路面年变温和日变温曲线
沥青混凝土抗压强度随温度的变化
温度 (℃)
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