aA沥青路面设计课件

路基路面工程路基路面工程PavementEngineering国家精品课程国家精品课程 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的分类与特性沥青路面的分类与特性p第三节第三节沥青路面的使用性能和分区沥青路面的使用性能和分区p第四节第四节弹性层状体系理论弹性层状体系理论p第五节第五节沥青路面的破坏状态、设计指标和标准沥青路面的破坏状态、设计指标和标准p第六节第六节沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计主要内容主要内容p第七节第七节我国沥青路面厚度设计我国沥青路面厚度设计p第八节第八节沥青路面结构排水设计沥青路面结构排水设计p第九节第九节沥青路面改（扩）建设计沥青路面改（扩）建设计p第十节第十节国外主要沥青路面设计方法概述国外主要沥青路面设计方法概述第一第一节概述概述p核心内容核心内容沥青路面的基本特性沥青路面的基本特性沥青路面的损坏类型及其成因沥青路面的损坏类型及其成因对沥青路面的性能要求对沥青路面的性能要求沥青路面设计的内容与方法沥青路面设计的内容与方法1、沥青路面的基本特性青路面的基本特性p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施工方便强度形成速度和维修经济耐久使用寿命经济耐久使用寿命有利于分期修建有利于分期修建沥青路面沥青路面结构受力结构受力示意图示意图（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 （在机场跑道、高速公路上尤其需要）（在机场跑道、高速公路上尤其需要）；（5 5）易于维修，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。1、沥青路面的基本特性青路面的基本特性沥青路面的优缺点（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）1）裂缝）裂缝2、沥青路面的青路面的损坏坏类型及其成因型及其成因Top-downCrackDown-topcrack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1）裂缝）裂缝 cracking2、沥青路面的青路面的损坏坏类型及其成因型及其成因2）车辙）车辙 rut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。车辙是沥青路面的主要破坏型式车辙是沥青路面的主要破坏型式，对于半刚性基层沥青，对于半刚性基层沥青路面，路面，车辙主要发生在中面层或沥青表层车辙主要发生在中面层或沥青表层。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渠化交通的荷载磨耗 磨耗型车辙。磨耗型车辙。2、沥青路面的青路面的损坏坏类型及其成因型及其成因3）松散剥落）松散剥落 Ravelling and Stripping定义：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（沥青黏性差、集料黏附等级低、）沥青与矿料黏附性差（沥青黏性差、集料黏附等级低、集料潮湿、沥青老化后性能下降、冻融等）；集料潮湿、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。2、沥青路面的青路面的损坏坏类型及其成因型及其成因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，表面集料被逐渐磨光，或者出现沥青层泛油，使得沥青表层出现抗滑能力不足。沥青层泛油，使得沥青表层出现抗滑能力不足。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。2、沥青路面的青路面的损坏坏类型及其成因型及其成因p强度与刚度强度与刚度(开裂、变形开裂、变形)p稳定性稳定性(高、低温、高、低温、水稳定性水稳定性)p耐久性耐久性(疲劳、老化疲劳、老化)p平整性平整性(舒适、动荷舒适、动荷)p抗滑性抗滑性(安全安全)p少尘性少尘性(环保环保)Transportation College,Southeast University3、对沥青路面的基本要求青路面的基本要求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-抵抗低温抗裂的能力；抵抗低温抗裂的能力；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形势的能力。保证不利情况下车辆安全形势的能力。3、对沥青路面的基本要求青路面的基本要求沥青路面设计的内容沥青路面设计的内容 结构组合设计结构组合设计 材料组成设计材料组成设计 厚度设计验算厚度设计验算 结构方案比选结构方案比选 路肩构造设计路肩构造设计 排水系统设计排水系统设计4、沥青路面青路面设计的内容与方法的内容与方法u沥青路面结构设计方法种类沥青路面结构设计方法种类 经验法：经验法：AASHTOAASHTO法；法；CBRCBR法。法。依据调查或大型试验总结得到的设计方法，其特点是符合试验地的依据调查或大型试验总结得到的设计方法，其特点是符合试验地的实际，但是不能结合不同地方的实际。实际，但是不能结合不同地方的实际。力学经验法（力学经验法（M-EM-E）：）：AIAI法；法；SHELLSHELL法；我国设计方法。法；我国设计方法。依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是依据力学模型计算结构响应，结合实际进行参数的确定，其特点是理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。理论联系实际，是目前设计方法发展的总趋势。典型结构法：典型结构法：法国方法；中国八法国方法；中国八五研究成果。五研究成果。通过调查，总结得到的与交通量等参数有关的结构图，特点是减少通过调查，总结得到的与交通量等参数有关的结构图，特点是减少了设计的随意性，具有结构使用性能明确，结构图统一。了设计的随意性，具有结构使用性能明确，结构图统一。优化设计法优化设计法 通过目标函数优化，使其具有性能与费用的最优性，但尚不成熟。通过目标函数优化，使其具有性能与费用的最优性，但尚不成熟。4、沥青路面青路面设计的内容与方法的内容与方法第二第二节沥青路面的分青路面的分类与特性与特性p核心内容核心内容沥青路面的分类沥青路面的分类沥青混合料空间结构与压实性能沥青混合料空间结构与压实性能沥青混合料的力学特性沥青混合料的力学特性沥青混合料的黏弹性性质与力学模型沥青混合料的黏弹性性质与力学模型沥青混合料的变形特征沥青混合料的变形特征沥青混合料的强度特性沥青混合料的强度特性沥青混凝土（沥青混凝土（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：1、沥青路面的分青路面的分类级配示意图级配示意图级配示意图级配示意图1、沥青路面的分青路面的分类1、沥青路面的分青路面的分类1、沥青路面的分青路面的分类1、沥青路面的分青路面的分类u1 1）沥青混合料的体积参数关系）沥青混合料的体积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。2、沥青混合料空青混合料空间结构与构与压实性能性能2、沥青混合料空青混合料空间结构与构与压实性能性能p1）沥青混合料的体积参数关系）沥青混合料的体积参数关系2、沥青混合料空青混合料空间结构与构与压实性能性能p1）沥青混合料的体积参数关系）沥青混合料的体积参数关系2、沥青混合料空青混合料空间结构与构与压实性能性能p1）沥青混合料的体积参数关系）沥青混合料的体积参数关系 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。围之内（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 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。验段取芯试件密度。F控制标准：控制标准：93%、97%、99%。2、沥青混合料空青混合料空间结构与构与压实性能性能u2 2）沥青混合料的压实性能）沥青混合料的压实性能沥青混合料压实影响因素：沥青混合料压实影响因素：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。2、沥青混合料空青混合料空间结构与构与压实性能性能沥青混合料压实可行性区域沥青混合料压实可行性区域u沥青混合料沥青混合料是由集料、沥青和空气组成的三相空间体系是由集料、沥青和空气组成的三相空间体系。u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、沥青胶结料的黏沥青胶结料的黏结性结性以及以及沥青与集料之间的黏附性沥青与集料之间的黏附性。u影响：影响：集料的类型、空间布型以及胶结料的类型、用量、与集料的类型、空间布型以及胶结料的类型、用量、与集料的黏附程度影响着沥青混合料的力学特性。集料的黏附程度影响着沥青混合料的力学特性。u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构成的沥青混合料的典型结构类型有三种：类型有三种：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3、沥青混合料的力学特性青混合料的力学特性3、沥青混合料的力学特性青混合料的力学特性u1）沥青混合料力学参数试验）沥青混合料力学参数试验三轴试验（摩尔库仑理论）三轴试验（摩尔库仑理论）如何求沥青混合料的黏结力如何求沥青混合料的黏结力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、沥青混合料的力学特性青混合料的力学特性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蠕变蠕变蠕变是应力不变，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，时间较才：应力较大，时间较才：主要表现为黏弹性性质主要表现为黏弹性性质，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，这部分变形是黏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恢复，这部分变形是黏弹性变形（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，除包含黏弹性性质外，还有较大一部分变形无法恢复，称为塑性变形。，除包含黏弹性性质外，还有较大一部分变形无法恢复，称为塑性变形。注意：沥青混合料的实际变形弹性、黏性、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、黏性、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。u1）蠕变与松弛特性）蠕变与松弛特性 creep and relaxation4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型蠕变蠕变示意图示意图应力松弛应力松弛(relaxationtime)应力松弛是应力恒定不变，应力随时间减小的现象。应力降低到初应力松弛是应力恒定不变，应力随时间减小的现象。应力降低到初始数值（初始应力值的始数值（初始应力值的1/e1/e）(e=2.718)(e=2.718)，称为松弛时间。，称为松弛时间。沥青混合料主要呈现为弹性或黏塑性，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黏塑性，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，以黏塑性为主黏塑性为主；作用时间与松弛时间相近，作用时间与松弛时间相近，为弹为弹-黏黏-塑性塑性。冬季气温低，沥青混合料黏滞度高，松弛时间长，显示弹性性质；夏季冬季气温低，沥青混合料黏滞度高，松弛时间长，显示弹性性质；夏季黏滞度低，松弛时间大大降低，则为弹、黏、塑性，取决于作用时间；黏滞度低，松弛时间大大降低，则为弹、黏、塑性，取决于作用时间；4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型综合综合黏弹性材料的基本性质黏弹性材料的基本性质l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；l对加载速度（时间效应）和试验温度（温度效应）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，服从时间温度换算法则；服从时间温度换算法则；l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；l线黏弹性材料服从线黏弹性材料服从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；u2）沥青混合料的弹）沥青混合料的弹-黏黏-塑性塑性沥青混合料是一种弹沥青混合料是一种弹-黏黏-塑性材料，不同外部（温度与荷载）塑性材料，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：高温大变形时：黏塑性性质黏塑性性质在过渡范围内：在过渡范围内：黏弹性性质黏弹性性质4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型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4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型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沥青路面蠕变规律沥青路面蠕变规律4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型第一阶段：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。基本流变模型及其组合基本流变模型及其组合u3）沥青混合料的流变学模型）沥青混合料的流变学模型 沥青混合料是一种沥青混合料是一种弹弹-黏黏-塑性材料，弹、黏、塑性是其力塑性材料，弹、黏、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。4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型弹簧、黏壶及滑块及其组合弹簧、黏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VanDerPool模型及其蠕变曲线模型及其蠕变曲线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黏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黏弹塑性材料。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，总应变等于各分应变。常用的简单组合模型有下列几种合模型有下列几种4、沥青混合料黏弹性性质与力学模型沥青混合料黏弹性性质与力学模型u1）劲度（劲度模量）劲度（劲度模量）Stiffness 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，称劲度数，称劲度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。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）提出表征弹）提出表征弹-黏塑材料劲度（模量）的表达式：黏塑材料劲度（模量）的表达式：施加的应力，施加的应力，MPaMPa；总应变；总应变；tt荷载作用时间，荷载作用时间，s s；TT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？5、沥青混合料的青混合料的变形特性形特性沥青的劲度沥青的劲度5、沥青混合料的青混合料的变形特性形特性5、沥青混合料的青混合料的变形特性形特性范得保范得保沥青劲度沥青劲度确定诺模图确定诺模图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，便表现为黏滞性性状；处于二者之间时则兼有弹长时，便表现为黏滞性性状；处于二者之间时则兼有弹-黏性性状。黏性性状。（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。5、沥青混合料的青混合料的变形特性形特性沥青的劲度沥青的劲度沥青混合料的劲度沥青混合料的劲度 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3，5、沥青混合料的青混合料的变形特性形特性5、沥青混合料的青混合料的变形特性形特性沥青混合料的劲度沥青混合料的劲度u（1 1）概念：）概念：u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荷载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，一般都具有较高（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（这在颗粒材料中或结合的抗压强度，而抗拉或抗剪强度较弱（这在颗粒材料中或结合料黏结力较低的结构中尤为突出）。控制路面材料极限破坏状料黏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：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。6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性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黏附性，由差（如：石灰岩为碱性，玄武石为酸性）决定了石料与沥青的黏附性，由差到好：花岗岩、片麻岩、玄武岩、安山岩、砂岩、石英岩、石灰岩的黏结力由小到好：花岗岩、片麻岩、玄武岩、安山岩、砂岩、石英岩、石灰岩的黏结力由小到大。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，越大则黏结力越大。颗），能与沥青相互作用的面积，越大则黏结力越大。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。黏滞度：黏滞度：越大，黏结力也越大。越大，黏结力也越大。影响影响沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的因素：度的因素：6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性抗拉强度抗拉强度 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。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黏结力提供，其大小可采用抗拉强度主要由混合料中结合料的黏结力提供，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。6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性直接拉伸直接拉伸间接拉伸试验间接拉伸试验抗拉强度抗拉强度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）沥青的黏滞度大）沥青的黏滞度大，或沥青含量较大，沥青混合料具有较高，或沥青含量较大，沥青混合料具有较高的抗拉强度；的抗拉强度；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；6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性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300mm；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；6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性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：沥青的性青的性质、沥青的用量、青的用量、矿料的性料的性质、混合料的均匀性、荷、混合料的均匀性、荷载重复次数、重复次数、加加载速度、温度状况等。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及沥青混合料试验规程（JTJ053-2019JTJ053-2019）中标准弯曲实验试件为）中标准弯曲实验试件为250mm30mm35mm250mm30mm35mm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。6、沥青混合料的青混合料的强度特性度特性抗弯拉强度抗弯拉强度弯曲实验弯曲实验有切口的弯曲实验有切口的弯曲实验第三第三节沥青路面使用性能和分区青路面使用性能和分区p核心内容核心内容沥青路面的高温稳定性沥青路面的高温稳定性沥青路面的低温抗裂性沥青路面的低温抗裂性沥青路面的水稳定性沥青路面的水稳定性沥青路面的抗疲劳性能沥青路面的抗疲劳性能沥青路面的耐老化性能沥青路面的耐老化性能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 高温稳定性是高温下抵抗永久变形的能力。高温稳定性是高温下抵抗永久变形的能力。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1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性（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：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：1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性 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。1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性（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永久变形路面容许车辙深度路面容许车辙深度1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性轮辙试验动稳定度标准轮辙试验动稳定度标准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；提高沥青材料的黏稠度；提高沥青材料的黏稠度；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，即提高黏结力和内摩阻力。即：稳性车辙，因此必须提高沥青混合料的高温稳定性，即提高黏结力和内摩阻力。即：1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性1、沥青路面的高温青路面的高温稳定性定性 低温抗裂性是抵抗低温开裂的能力低温抗裂性是抵抗低温开裂的能力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：）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；2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性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：累计温度应力与极累计温度应力与极限抗拉强度相等时的限抗拉强度相等时的温度，即为开裂温度。温度，即为开裂温度。1 1）低温开裂机理）低温开裂机理2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性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，加载速率1mm/min；直接拉伸试验直接拉伸试验试件试件38.1mm38.1mm101.6mm，缓慢拉伸速率；，缓慢拉伸速率；2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性弯曲实验弯曲实验应力松弛试验：应力松弛试验：直接应力松弛试验；弯曲应力松弛试验等直接应力松弛试验；弯曲应力松弛试验等2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性低温弯曲试验破坏应变标准低温弯曲试验破坏应变标准影响因素：影响因素：沥青性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层沥青性质、气温状况、沥青老化程度、路基的种类和路面层次的厚度、面层与基层的黏结状况、基层所用材料的特性、行车的状况等次的厚度、面层与基层的黏结状况、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2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性2、沥青路面的低温抗裂性青路面的低温抗裂性低温弯曲试验破坏应变标准低温弯曲试验破坏应变标准水稳定性是沥青混合料在水稳定性是沥青混合料在水或冻融循环的作用下保持其原有性质的能力。水或冻融循环的作用下保持其原有性质的能力。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，使沥青黏附性降低并逐渐丧失黏作用，水份逐渐进入沥青与集料界面上，使沥青黏附性降低并逐渐丧失黏结力，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。水损害是水稳定性不足的主要表现。水损害是水稳定性不足的主要表现。1 1）水稳定性作用机理）水稳定性作用机理黏附理论：黏附理论：水降低了沥青的黏附性、对沥青形成冲刷，水进入沥青与集水降低了沥青的黏附性、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黏结；料间、隔离了沥青与集料的黏结；3、沥青路面的水青路面的水稳定性定性3、沥青路面的水青路面的水稳定性定性沥青与集料剥离示意图沥青与集料剥离示意图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黏附性；评价沥青与粗集料的黏附性；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：3、沥青路面的水青路面的水稳定性定性3、沥青路面的水青路面的水稳定性定性l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3 3）沥青路面水稳定性评价标准）沥青路面水稳定性评价标准3、沥青路面的水青路面的水稳定性定性l轮辙板的渗水试验标准轮辙板的渗水试验标准 抗疲劳性能是沥青抗疲劳性能是沥青路面在循环加载下抵抗疲劳破坏的能力路面在循环加载下抵抗疲劳破坏的能力1 1）沥青路面的受力特性）沥青路面的受力特性4、沥青路面的抗疲青路面的抗疲劳性能性能2 2）沥青混合料疲劳力学模型）沥青混合料疲劳力学模型疲劳破坏疲劳破坏是指在低于材料强度极限的循环加载作用下，材是指在低于材料强度极限的循环加载作用下，材料发生破坏的现象料发生破坏的现象。疲劳寿命疲劳寿命材料在疲劳破坏时所作用的应力（应变）循环次材料在疲劳破坏时所作用的应力（应变）循环次数数。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；4、沥青路面的抗疲青路面的抗疲劳性能性能3 3）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、WESTRACK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i）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，每次对试件施加的荷载为常量，随着荷载作用次数增多，试件不断受到损伤，劲度随之而降低，实际的弯曲应变则不断增大；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；ii）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载次数的增加而不断减小。4、沥青路面的抗疲青路面的抗疲劳性能性能 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 4、沥青路面的抗疲青路面的抗疲劳性能性能4 4）沥青混合料疲劳方程）沥青混合料疲劳方程英国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4、沥青路面的抗疲青路面的抗疲劳性能性能沥青混合料疲劳方程图沥青混合料疲劳方程图5 5）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、加载间隔加载大小、加载方式、加载速度、加载间隔试件、加载波形；试件、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；量，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：4、沥青路面的抗疲青路面的抗疲劳性能性能 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期老化长期老化。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）。导致沥青使用性能变坏，从而影响了路面的耐久性。使用性能变坏，从而影响了路面的耐久性。2 2）沥青的老化）沥青的老化1 1）主要影响因素）主要影响因素 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）5、沥青路面的耐老化性能青路面的耐老化性能 抗老化特性是沥青路面在环境因素作用下保持其原有特性能力抗老化特性是沥青路面在环境因素作用下保持其原有特性能力5、沥青路面的耐老化性能青路面的耐老化性能沥青的老化过程沥青的老化过程5、沥青路面的耐老化性能青路面的耐老化性能沥青生产到路面摊铺的过程沥青的老化特性沥青的老化特性5、沥青路面的耐老化性能青路面的耐老化性能沥青针入度随时间变化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5、沥青路面的耐老化性能青路面的耐老化性能分区目的：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年气象统计资料年气象统计资料来划来划分。即：分。即：（1 1）沥青路面特性与高、低温指标及降雨有关；沥青路面特性与高、低温指标及降雨有关；（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、沥青路面使用性能的气候分区青路面使用性能的气候分区高温指标高温指标：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 6、沥青路面使用性能的气候分区青路面使用性能的气候分区分区指标：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 6、沥青路面使用性能的气候分区青路面使用性能的气候分区气候型气候型型型 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6、沥青路面使用性能的气候分区青路面使用性能的气候分区6、沥青路面使用性能的气候分区青路面使用性能的气候分区6、沥青路面使用性能的气候分区青路面使用性能的气候分区第四第四节弹性性层状体系理状体系理论p核心内容核心内容基本假设与解题方法基本假设与解题方法主应力计算主应力计算沥青路面设计基本理论沥青路面设计基本理论层状弹性体系理论层状弹性体系理论 1 1、层状弹性体系理论的图式、层状弹性体系理论的图式第四第四节弹性性层状体系理状体系理论1）各层连续、弯曲弹性、均质、各向同性，位移、形变微小；）各层连续、弯曲弹性、均质、各向同性，位移、形变微小；2）结构层厚度有限，最下一层（路基）水平和垂直方向无限大，水平方向无限；）结构层厚度有限，最下一层（路基）水平和垂直方向无限大，水平方向无限；3）各层在水平方向无限远处，及最下层向下无限深处，应力、形变、位移为零；）各层在水平方向无限远处，及最下层向下无限深处，应力、形变、位移为零；4）层间接触情况：或完全连续（连续体系）层间接触情况：或完全连续（连续体系）或仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（滑动体系）；或仅竖向应力和位移连续而无摩阻力（滑动体系）；5）不计自重。）不计自重。轴对称课题，将车轮荷载简化为圆形均布荷载。轴对称课题，将车轮荷载简化为圆形均布荷载。第四第四节弹性性层状体系理状体系理论22、层状弹性体系理论的假定、层状弹性