道路桥梁工程沥青路面课件

第三章第三章 沥青路面沥青路面.第一节第一节 概述概述一、沥青路面的基本特性一、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（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、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点。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（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层的特性。二、沥青路面的分类二、沥青路面的分类（一）按强度构成原理（一）按强度构成原理 密实类密实类:嵌挤类嵌挤类：.层铺法层铺法:分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑;路拌法路拌法: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青面层;厂拌法厂拌法: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。工地摊铺碾压而成的沥青路面。（二）（二）按施工工艺的不同按施工工艺的不同.（三）按沥青路面的技术特性（三）按沥青路面的技术特性沥青表处沥青表处：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过：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；的沥青路面；沥青贯入：用沥青和集料按层铺法铺筑而成，厚度一般为沥青贯入：用沥青和集料按层铺法铺筑而成，厚度一般为48 cm的沥青路面的沥青路面；热拌沥青碎石：以沥青和嵌挤结构集料热拌铺筑的路面；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；面；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；：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。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。.第二节第二节 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性沥青路面材料的力学特性与温度稳定性 一、沥青混合料的强度特性一、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，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）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。、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。通常我们关心沥青混合料的抗剪强度和抗拉、抗弯拉强度。沥青混合料（粗分散系）沥青混合料（粗分散系）分散相分散相粗集料粗集料分散介质分散介质砂浆（细砂浆（细分散系）分散系）分散介质分散介质沥青胶结沥青胶结物（微分散系）物（微分散系）分散相分散相细集料细集料分散相分散相填料填料分散介质分散介质沥青沥青（一）沥青混合料结构组成的胶浆理论（一）沥青混合料结构组成的胶浆理论自由沥青自由沥青结构沥青结构沥青矿粒矿粒.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。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：应变关系要考虑以上两种情况，以劲度模量表征：二、沥青混合料的应力应变特性二、沥青混合料的应力应变特性加荷时间t 破坏点 e.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）等）三沥青混合料的疲劳特性三沥青混合料的疲劳特性疲劳极限：低温、常温时表现为疲劳断裂，高温时表现为塑性变形累计，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。无明显疲劳极限。弯拉疲劳弯拉疲劳弯拉疲劳弯拉疲劳剪切疲劳剪切疲劳剪切疲劳剪切疲劳.沥青砂胶沥青砂胶沥青混凝土沥青混凝土密级配沥青碎石密级配沥青碎石无级配沥青碎石无级配沥青碎石10-410-310-5104106107105拉拉应应变变作用次数作用次数典型控制应变条件的疲劳曲线典型控制应变条件的疲劳曲线控制应力模式的疲劳方程控制应力模式的疲劳方程控制应变模式的疲劳方程控制应变模式的疲劳方程.四、沥青混合料的高温稳定性四、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上海地区的沥青路面年变温和日变温曲线温度温度（）平均抗平均抗压强强度度（MPa）501.02.0202.55.008.013.01010.017.03518.030.0沥青混凝土抗压强度随温度的变化沥青混凝土抗压强度随温度的变化.影响因素影响因素因素因素变化化车辙深度深度集料集料表面表面纹理理光滑光滑粗糙粗糙减小减小形状形状圆角角砾减小减小尺寸尺寸最大粒径增加最大粒径增加减小减小结合料合料劲度度增加增加减小减小用量用量增加增加增加增加粘度粘度增加增加减小减小混合料混合料空隙率空隙率增加增加增加增加VMA增加增加增加增加荷荷载大小大小增加增加增加增加作用次数作用次数增加增加增加增加环境境条件条件温度温度增加增加增加增加湿度湿度增加增加一般增加一般增加影响高温稳定性的因素影响高温稳定性的因素.降温降温 30时时,沥青面层的温度应力沥青面层的温度应力 沥青混合料的温度应力沥青混合料的温度应力五、沥青混合料的低温抗裂性五、沥青混合料的低温抗裂性.影响沥青路面低温开裂的因素影响沥青路面低温开裂的因素2.混合料的沥青含量混合料的沥青含量3.混合料的剩余空隙率混合料的剩余空隙率4.混合料的级配与矿料品种混合料的级配与矿料品种1.混合料中沥青的性质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。开裂温度的影响更为显著。6.基础情况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路面的裂缝要密 5.沥青层的厚度沥青层的厚度在马歇尔实验最佳用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范围内，不明显影响路面的横缝产生频率 剩余空隙率越大，沥青混合料的劲度越小，低温收缩越小剩余空隙率越大，沥青混合料的劲度越小，低温收缩越小连续、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较厚的沥青层能限制和约束收缩裂纹的发展较厚的沥青层能限制和约束收缩裂纹的发展6.基层情况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.六、沥青混合料的水稳定性六、沥青混合料的水稳定性（一）表现（一）表现基层翻浆基层翻浆混合料松散混合料松散坑槽坑槽（二）影响水稳定性的因素（二）影响水稳定性的因素1.混合料空隙率混合料空隙率2.混合料中矿料与沥青的黏附性混合料中矿料与沥青的黏附性3.下层排水情况下层排水情况.第三节第三节 热拌沥青混合料的设计热拌沥青混合料的设计一、材料要求一、材料要求1.沥青沥青 1）道路石油沥青）道路石油沥青道路石油沥青的性能主要取决于油源道路石油沥青的性能主要取决于油源气气候候沥青青沥青路面青路面类型型分分区区种种类沥青表面青表面处治治沥青青贯入式及入式及上拌下上拌下贯式式沥青碎石青碎石沥青混凝土青混凝土寒寒区区石油石油沥青青A140A180A140A180AH90 AH110AH130 A100AH90 AH110A100温温区区石油石油沥青青 A100A140A180A140A180AH90 AH110A100AH70 AH90A60 A100热区区石油石油沥青青 A60A100A140A60A100A140AH50 AH70AH90A100 A60AH50 AH70A60 A100寒冷地区：年度内最低月平均气温（寒冷地区：年度内最低月平均气温（）低于）低于10；年内月平均气温；年内月平均气温25的日数（天）少于的日数（天）少于215；温和地区：年度内最低月平均气温（温和地区：年度内最低月平均气温（）010；年内月平均气温；年内月平均气温25的日数（天）的日数（天）215270；较热地区：年度内最低月平均气温（较热地区：年度内最低月平均气温（）高于）高于0；年内月平均气温；年内月平均气温25的日数的日数 （天）多于（天）多于270。.2）煤沥青）煤沥青酸性、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。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。不宜作沥青面层用，一般仅作为透层沥青使用不宜作沥青面层用，一般仅作为透层沥青使用3）乳化沥青）乳化沥青4）改性沥青）改性沥青 热塑性橡胶类：苯乙烯热塑性橡胶类：苯乙烯-丁二烯丁二烯-苯乙烯苯乙烯(SBS)、苯乙烯、苯乙烯-异戊二烯异戊二烯-苯乙烯苯乙烯（SIS)等等 橡胶类：天然橡胶橡胶类：天然橡胶(NR)、丁苯橡胶、丁苯橡胶(SBR)、氯丁橡胶、氯丁橡胶(CR)、丁二烯橡胶、丁二烯橡胶(BR)等等 树脂类树脂类:乙烯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯、聚乙烯(PE、无规聚丙烯、无规聚丙烯(APP),聚氧乙烯聚氧乙烯(PVC)、聚苯乙烯、聚苯乙烯(PS）等。）等。.2.粗集料（大于粗集料（大于2.36mm粒径）粒径）1）沥青路面可用的粗集料有碎石、筛选砾石、破碎砾石、矿渣等）沥青路面可用的粗集料有碎石、筛选砾石、破碎砾石、矿渣等 指指标高速公路、一高速公路、一级公公路路其它等其它等级公公路路石料石料压碎碎值 不大于不大于(%)2830洛杉洛杉矶磨耗磨耗损失失 不大于不大于(%)3040视密度密度 不小于不小于(%)2.502.45吸水率吸水率 不大于不大于(%)2.03.0对沥青的粘附性青的粘附性 不小于不小于4级3级坚固性固性 不大于不大于(%)12细长扁平扁平颗粒含量粒含量 不大于不大于(%)15202）粗集料基本技术要求）粗集料基本技术要求3）粗集料应选用基性石料）粗集料应选用基性石料4）粗集料的级配决定混合料的种类）粗集料的级配决定混合料的种类.3.细集料细集料 1）沥青面层的细集料可采用天然砂、机制砂及石屑；）沥青面层的细集料可采用天然砂、机制砂及石屑；2）细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒组成；）细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒组成；3）热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或机制砂，在缺砂地区也可以用石屑；）热拌沥青混合料的细集料宜采用优质的天然砂或机制砂，在缺砂地区也可以用石屑；4）与沥青粘结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸性石料破碎的机制砂或石）与沥青粘结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸性石料破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路、一级公路沥青面层。屑不宜用于高速公路、一级公路沥青面层。4.填料填料 采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉 指指 标高速公路、一高速公路、一级公路公路其它等其它等级公路公路 视密度密度 不小于不小于(t/m3)2.502.45 含水量含水量 不大于不大于(%)11 粒度范粒度范围 0.6mm(%)0.15mm(%)0.075mm(%)10090100751001009010070100 外外 观 无无 团 粒粒 结 块 亲水系数水系数 1为提高矿料粘附性，可掺入低于为提高矿料粘附性，可掺入低于2的消石灰粉、水泥或磨细粉煤灰的消石灰粉、水泥或磨细粉煤灰.二、混合料组成设计二、混合料组成设计1.目标配合比设计阶段目标配合比设计阶段试验室采用试验室采用体积法体积法或或功能验证功能验证法进行矿料级配调整和最佳沥青用量确定。供拌和机法进行矿料级配调整和最佳沥青用量确定。供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用 1）体积法：适用于间断级配混合料（）体积法：适用于间断级配混合料（SMA为典型）为典型）粗集料骨架粗集料骨架粗集料骨架间隙由小集料填充粗集料骨架间隙由小集料填充填充集料过大破坏填充集料过大破坏了骨架的嵌挤结构了骨架的嵌挤结构填充集料过多破坏了骨架的嵌挤结构填充集料过多破坏了骨架的嵌挤结构.2）功能法：适用于各种混合料（沥青混凝土为典型）功能法：适用于各种混合料（沥青混凝土为典型）.2.生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段从二次从二次筛分后分后进入各入各热料料仓的材料取的材料取样进行行筛分，以确定各分，以确定各热料料仓的材料比的材料比例，供拌和机控制室使用。同例，供拌和机控制室使用。同时反复反复调整冷料整冷料仓进料比例以达到供料均衡，料比例以达到供料均衡，并取目并取目标配合比配合比设计的最佳的最佳沥青用量、最佳青用量、最佳沥青用量青用量0.3%等三个沥青用量等三个沥青用量进行功能性试验（通常为马歇尔试验），确定生产配合比的最佳沥青用量。进行功能性试验（通常为马歇尔试验），确定生产配合比的最佳沥青用量。.3.生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验段，并用拌和的沥青混合料及拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验段，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验，由此确定生产用的标准配合比。路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验，由此确定生产用的标准配合比。.第四节第四节 沥青路面设计沥青路面设计一、弹性层状体系理论分析一、弹性层状体系理论分析1.多层体系一般解多层体系一般解 平衡方程平衡方程.表征各点应力、应变的物理方程表征各点应力、应变的物理方程各点应变和位移的几何方程各点应变和位移的几何方程.弹性层状路面结构弹性层状路面结构.圆柱坐标中微元应力分量圆柱坐标中微元应力分量.3个主应力：个主应力：最大剪应力最大剪应力2.弹性双层体系解弹性双层体系解竖向垂直位移竖向垂直位移.弹性双层体系弹性双层体系.双层体系表面垂直位移系数双层体系表面垂直位移系数诺谟图诺谟图.3.弹性三层体系解弹性三层体系解(1)表面弯沉表面弯沉(2)上、中层底面最大弯拉应力上、中层底面最大弯拉应力.双圆均布荷载下弹性三层体系双圆均布荷载下弹性三层体系.弹性三层体系表面弯沉系数诺谟图弹性三层体系表面弯沉系数诺谟图三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图三层连续体系上层底面拉应力系数诺谟图三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图三层连续体系中层底面拉应力系数诺谟图(3)上层表面最大剪应力上层表面最大剪应力根据摩尔根据摩尔-库伦原理，由图库伦原理，由图12-9莫尔应力圆可得莫尔应力圆可得.摩尔圆应力分析图摩尔圆应力分析图三层体系剪应力分析图三层体系剪应力分析图.最大剪应力最大剪应力 绘制诺谟图时绘制诺谟图时,取取f f=0.30.3,当计算其他当计算其他f f值的值的mm与与1时时,根据数根据数值解结果整理得如下近似计算公式值解结果整理得如下近似计算公式.4.多层体系的等效换算多层体系的等效换算(1)路表弯沉等效换算法路表弯沉等效换算法(2)弯拉应力等效换算法弯拉应力等效换算法 1）上层底面弯拉应力等效换算）上层底面弯拉应力等效换算.多层体系路表弯沉等效换算图多层体系路表弯沉等效换算图换算后上层的等效层厚度：换算后上层的等效层厚度：.上层底面弯拉应力等效换算图上层底面弯拉应力等效换算图.换算后三层体系中层的等效层厚度：换算后三层体系中层的等效层厚度：2）中层底面弯拉应力等效换算）中层底面弯拉应力等效换算上面各层按邻近中层结构层的模量进行等效厚度计算：上面各层按邻近中层结构层的模量进行等效厚度计算：.中层底面弯拉应力等效换算图中层底面弯拉应力等效换算图.（3）面层剪应力等效换算法）面层剪应力等效换算法 对于用作城市道路的沥青路面，需要验算沥青面层的抗剪对于用作城市道路的沥青路面，需要验算沥青面层的抗剪强度，因此当按三层体系诺谟图计算面层剪应力时，需将强度，因此当按三层体系诺谟图计算面层剪应力时，需将多层体系按剪应力等效的原则换算为三层体系。多层体系按剪应力等效的原则换算为三层体系。.二、二、沥青路面破坏状态与设计标准沥青路面破坏状态与设计标准1.沥青路面的主要破坏形态沥青路面的主要破坏形态(1)沉陷沉陷(2)车辙车辙(3)疲劳开裂疲劳开裂(4)低温缩裂和反射裂缝低温缩裂和反射裂缝(5)推移推移(6)松散和坑槽松散和坑槽.沉陷示意图沉陷示意图 沥青路面的车辙沥青路面的车辙.沥青路面疲劳裂缝沥青路面疲劳裂缝 沥青路面低温收缩裂缝沥青路面低温收缩裂缝.2.沥青路面设计标准沥青路面设计标准(1)疲劳开裂疲劳开裂(2)低温缩裂低温缩裂.(3)车辙车辙(4)推移推移(5)路面回弹弯沉路面回弹弯沉.三、三、沥青路面结构组合设计沥青路面结构组合设计 路面结构是由具有各自结构特性的不同层次组成。在组路面结构是由具有各自结构特性的不同层次组成。在组合时要注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层合时要注意相邻层次的相互影响，尽量避免和消除相邻层次间的不利影响。次间的不利影响。1.路面结构组合的原则与方法路面结构组合的原则与方法(1)面层类型和等级的选择面层类型和等级的选择(2)按路面受力特征选择各结构层次按路面受力特征选择各结构层次(3)考虑结构层自身结构特征考虑结构层自身结构特征.(4)考虑不利水温状况的影响考虑不利水温状况的影响.2.路面典型结构组合示例路面典型结构组合示例几种路面典型结构示例几种路面典型结构示例.四、四、新建沥青路面的结构设计新建沥青路面的结构设计 1.路面厚度计算路面厚度计算实测弯沉和理论弯沉关系：实测弯沉和理论弯沉关系：.路表弯沉计算图式路表弯沉计算图式.沥青混凝土面层和半刚性材料层层底拉应力计算图式沥青混凝土面层和半刚性材料层层底拉应力计算图式.2.路面设计弯沉值路面设计弯沉值(2)层底拉应力验算层底拉应力验算(3)面层剪应力验算面层剪应力验算.设计弯沉设计弯沉L Ld.沥青路面累计交通量同容许弯沉的关系沥青路面累计交通量同容许弯沉的关系.3.容许弯拉应力容许弯拉应力对沥青混凝土面层：对沥青混凝土面层：对无机结合料稳定集料类：对无机结合料稳定集料类：无机结合料稳定细粒土类：无机结合料稳定细粒土类：.4.容许剪应力容许剪应力沥青混合料的抗剪切结构强度系数同行车荷载作用情况有关。停车站、交叉口等缓慢制动处(f=0.2)：在紧急制动时(f=0.5)：.5.轴载换算与累计当量轴次轴载换算与累计当量轴次.轴载大于轴载大于25kN的各级轴载当量作用次数的各级轴载当量作用次数N N轴载大于轴载大于50kN的各级轴载当量作用次数的各级轴载当量作用次数N N累计作用次数累计作用次数N Ne e.(1)现场实测法现场实测法 回弹模量：回弹模量：6.路基土回弹模量值的确定路基土回弹模量值的确定.土基回弹模量值土基回弹模量值E E0 0土基回弹模量设计值土基回弹模量设计值E E0s0s：(2)查表法查表法确定临界高度确定临界高度确定土基平均稠度确定土基平均稠度预测土基回弹模量预测土基回弹模量.表表12-8续表续表1表表12-8续表续表2.7.路面材料设计参数值路面材料设计参数值.8.新建沥青路面结构设计步骤新建沥青路面结构设计步骤 根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于般情况下路段长度不宜小于500m，若为大规模机械化施，若为大规模机械化施工，不宜小于工，不宜小于1km），确定各路段土基的回弹模量值。），确定各路段土基的回弹模量值。拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。.根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，应调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。上述计算应采用多合比、提高极限抗拉强度，再重新计算。上述计算应采用多层弹性体系理论编制的专用设计程序进行。层弹性体系理论编制的专用设计程序进行。对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否符合要求。度是否符合要求。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。进行技术经济比较，确定采用的路面结构方案。.路面结构设计程序框图路面结构设计程序框图.五、五、沥青路面改建设计沥青路面改建设计(1)路面结构状况调查路面结构状况调查交通调查交通调查路基状况调查路基状况调查路面状况调查路面状况调查路面修建与养护资料调查路面修建与养护资料调查1.路面结构状况调查与评定路面结构状况调查与评定.同一路段路基的干湿类型与土质基本相同。同一路段路基的干湿类型与土质基本相同。在同一路段内，各测点的弯沉值比较接近。若局部路段在同一路段内，各测点的弯沉值比较接近。若局部路段弯沉值很大，应先进行修补处理，再进行补强。弯沉值很大，应先进行修补处理，再进行补强。各路段的最小长度应与施工方法相适应，除改建路面外，各路段的最小长度应与施工方法相适应，除改建路面外，一般不应小于一般不应小于500m，机械化施工时不应小于，机械化施工时不应小于1km。在水。在水文、土质条件复杂或需要特殊处理的路段，其分段长度可文、土质条件复杂或需要特殊处理的路段，其分段长度可视实际情况确定。视实际情况确定。(2)路面结构承载力调查路面结构承载力调查.标准轴载下的弯沉值标准轴载下的弯沉值各路段的计算弯沉值各路段的计算弯沉值L L0 0温度修正系数温度修正系数K K3 3：测定时的沥青面层平均温度测定时的沥青面层平均温度T T.当当T T20时时当当T T20时时2.原路面当量回弹模量的计算原路面当量回弹模量的计算各路段的当量回弹模量各路段的当量回弹模量.3.补强厚度的计算补强厚度的计算 在确定出原有路面的当量回弹模量以后，可采用弹在确定出原有路面的当量回弹模量以后，可采用弹性层状理论进行补强层厚度的计算。若补强层为单层时，性层状理论进行补强层厚度的计算。若补强层为单层时，以双层弹性体系为设计计算的力学模型，补强以双层弹性体系为设计计算的力学模型，补强n-1n-1层时，层时，以以n n层弹性体系为力学模型。补强设计时，仍以设计弯沉层弹性体系为力学模型。补强设计时，仍以设计弯沉值作为路面整体刚度的控制指标，对于二级和二级以上值作为路面整体刚度的控制指标，对于二级和二级以上的公路，还应验算补强层层底拉应力。设计弯沉值、各的公路，还应验算补强层层底拉应力。设计弯沉值、各补强层层底拉应力和容许拉应力的计算方法、综合弯沉补强层层底拉应力和容许拉应力的计算方法、综合弯沉修正系数及补强层材料参数的确定与新建路面时的各项修正系数及补强层材料参数的确定与新建路面时的各项规定相同，设计层的厚度采用弹性层状理论编制的设计规定相同，设计层的厚度采用弹性层状理论编制的设计程序进行计算。程序进行计算。.第五节第五节 沥青路面的施工与质量控制沥青路面的施工与质量控制 一、洒铺法沥青路面面层的施工一、洒铺法沥青路面面层的施工 1沥青表面处治沥青表面处治 1）备料；）备料；2）清理基层及放样；）清理基层及放样；3）浇洒透层沥青；）浇洒透层沥青；4）洒布第一次沥青；）洒布第一次沥青；5）铺撒第一层矿料；）铺撒第一层矿料；6）碾压；）碾压；7）洒布第二次沥青；）洒布第二次沥青；8）铺撒第二层矿料；）铺撒第二层矿料；9）碾压；）碾压；10）初期养护。）初期养护。所用的矿料，其最大粒径应与所处治的层次厚度所用的矿料，其最大粒径应与所处治的层次厚度相当。矿料的最大与最小粒径比例应不大于相当。矿料的最大与最小粒径比例应不大于2，介，介于两个筛孔之间颗粒的含量应不少于于两个筛孔之间颗粒的含量应不少于70%80%.2沥青贯入式路面沥青贯入式路面 1）整修和清扫基层；）整修和清扫基层；2）浇洒透层或粘层沥青；）浇洒透层或粘层沥青；3）铺撒主层矿料；）铺撒主层矿料；4）第一次碾压；）第一次碾压；5）洒布第一次沥青；）洒布第一次沥青；6）铺撒第一次嵌缝料）铺撒第一次嵌缝料;7）第二次碾压）第二次碾压;8）洒布第二次沥青）洒布第二次沥青;9）铺撒第二次嵌缝料）铺撒第二次嵌缝料;10）第三次碾压；）第三次碾压；11）洒布第三次沥青）洒布第三次沥青;12）铺撒封面矿料）铺撒封面矿料;13）最后碾压）最后碾压;14）初期养护。）初期养护。沥青贯入式的主层矿料约为层沥青贯入式的主层矿料约为层厚的厚的1/22/3，第一遍嵌缝料，第一遍嵌缝料与主层矿料差与主层矿料差34个粒级（最个粒级（最大粒径差大粒径差2倍以上），第二遍倍以上），第二遍嵌缝料再小嵌缝料再小23个粒级个粒级.二、路拌沥青碎石路面的施工二、路拌沥青碎石路面的施工 1.清扫基层；清扫基层；2.铺撒矿料；铺撒矿料；3.洒布沥青材料；洒布沥青材料；4.拌和；拌和；5.整形；整形；6.碾压；碾压；7.初期养护；初期养护；8.封层。封层。路拌沥青碎石路面的施工程序：路拌沥青碎石路面的施工程序：.三、热拌沥青混合料路面的施工三、热拌沥青混合料路面的施工 1.基层准备和放样基层准备和放样1）面层铺筑前，应对基层或旧路面的厚度、密实度、平整度、路拱等进行检查；）面层铺筑前，应对基层或旧路面的厚度、密实度、平整度、路拱等进行检查；2）为使面层与基层粘结好，在面层铺筑前）为使面层与基层粘结好，在面层铺筑前48h，在粒料类的基层洒布透层沥青；，在粒料类的基层洒布透层沥青；透层沥青用油透层沥青用油AL(M)1、2或油或油AL(S)1、2标号的液体石油沥青，或用标号的液体石油沥青，或用T1标号的标号的煤沥青。透层沥青的洒布量：液体石油沥青为煤沥青。透层沥青的洒布量：液体石油沥青为0.81.0kg/m2；煤沥青为；煤沥青为1.01.2kg/m2。3）若基层为旧沥青路面或水泥混凝土路面或无机结合料稳定类，则在面层铺筑之前，）若基层为旧沥青路面或水泥混凝土路面或无机结合料稳定类，则在面层铺筑之前，在旧路面上洒布一层粘层沥青；在旧路面上洒布一层粘层沥青；粘层沥青用油粘层沥青用油AL(M)3、4、5标号的液体石油沥青，或用标号的液体石油沥青，或用T4、5标号的软煤沥青。标号的软煤沥青。粘层沥青的洒布量：液体石油沥青为粘层沥青的洒布量：液体石油沥青为0.40.6 kg/m2；煤沥青为；煤沥青为0.50.8 kg/m2。4）若基层为灰土类基层或有抗冲刷要求，为加强面层与基层的粘结，减少水分浸入基）若基层为灰土类基层或有抗冲刷要求，为加强面层与基层的粘结，减少水分浸入基层，可在面层铺筑前铺下封闭层层，可在面层铺筑前铺下封闭层 在灰土基层上洒布在灰土基层上洒布0.70.9 kg/m2的液体石油沥青或的液体石油沥青或0.81.0 kg/m2的煤沥青后，随即的煤沥青后，随即撒铺撒铺38mm颗粒的石屑，用量为颗粒的石屑，用量为5m3/1000 m2，并用轻型压路机压实，并用轻型压路机压实 5）为控制摊铺厚度，沿路面中心线和四分之一路面宽处设置样桩，标出混合料的松铺厚）为控制摊铺厚度，沿路面中心线和四分之一路面宽处设置样桩，标出混合料的松铺厚度。采用自动调平摊铺机摊铺时，还应放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。度。采用自动调平摊铺机摊铺时，还应放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。.2沥青混合料的拌制沥青混合料的拌制 1）间歇式拌和设备）间歇式拌和设备.2）连续式拌和设备）连续式拌和设备.3）拌合温度的控制（）拌合温度的控制（）沥 青青 种种 类石石 油油 沥 青青煤煤 沥 青青沥 青青 标 号号AH50AH70AH90A60AH-110 AH-130A-100 A-140A-180A-200T-8T-9T-5T-6T-7 沥青加青加热温度温度15017014016013015010013080120矿料料温温度度间隙式拌和机隙式拌和机比比沥青加青加热温度高度温度高度020（填料不加（填料不加热）比比沥青加青加热温度高温度高15（填料不加（填料不加热）连续式拌和机式拌和机比比沥青加青加热温度高温度高510（填料不加（填料不加热）比比沥青加青加热温度高温度高8（填料不加（填料不加热）沥青混合料出厂青混合料出厂正常温度正常温度1401651251601201509012080110混合料混合料贮料料仓贮存温度存温度贮料料过程中温度降低不超程中温度降低不超过10贮料料过程中温度程中温度降低不超降低不超过10.3.热拌沥青混合料的摊铺热拌沥青混合料的摊铺1）人工摊铺）人工摊铺 将汽车运来的沥青混合料先卸在铁板上，随即用人工铲运，以扣铲方式均匀摊铺在路将汽车运来的沥青混合料先卸在铁板上，随即用人工铲运，以扣铲方式均匀摊铺在路上，摊铺时不得扬铲远甩，以免造成粗细粒料分离，一边摊铺一边用刮板刮平。刮平上，摊铺时不得扬铲远甩，以免造成粗细粒料分离，一边摊铺一边用刮板刮平。刮平时做到轻重一致，往返刮时做到轻重一致，往返刮23次达到平整即可，防止反复多刮使粗粒料刮出表面。摊次达到平整即可，防止反复多刮使粗粒料刮出表面。摊铺过程中要随时检查摊铺厚度、平整度和路拱，如发现有不妥之处应及时修整铺过程中要随时检查摊铺厚度、平整度和路拱，如发现有不妥之处应及时修整 沥青混合料的摊铺顺序，应从进料方向由远而近逐步后退进行。应尽可能在全幅路面沥青混合料的摊铺顺序，应从进料方向由远而近逐步后退进行。应尽可能在全幅路面上摊铺，以避免产生纵向接缝。如路面较宽不能全幅摊铺，可按车道宽度分成两幅或上摊铺，以避免产生纵向接缝。如路面较宽不能全幅摊铺，可按车道宽度分成两幅或数幅分别摊铺，但接缝必须平行路中心线，纵缝搭接要密切，以免产生凹槽。操作过数幅分别摊铺，但接缝必须平行路中心线，纵缝搭接要密切，以免产生凹槽。操作过程应满足施工规范的要求。程应满足施工规范的要求。人工摊铺时，沥青混凝土松铺系数混合料为人工摊铺时，沥青混凝土松铺系数混合料为1.251.50，沥青碎石为，沥青碎石为1.201.45.2）机械摊铺）机械摊铺 自动倾卸汽车将沥青混合料卸到摊铺机料斗后，经链式传送器将混合料往后自动倾卸汽车将沥青混合料卸到摊铺机料斗后，经链式传送器将混合料往后传到螺旋摊铺器，随着摊铺机向前行使，螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀传到螺旋摊铺器，随着摊铺机向前行使，螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料，随后由振捣板捣实，并由摊平板整平地摊铺混合料，随后由振捣板捣实，并由摊平板整平 运运输到到现场温度温度不低于不低于120150摊铺温度温度正常施工正常施工不低于不低于110130且不超且不超过165低温施工低温施工不低于不低于120140且不超且不超过175摊铺做业温度控制摊铺做业温度控制.4.热拌沥青混合料的碾压热拌沥青混合料的碾压初压（稳压）：用初压（稳压）：用6080KN双轮压路机以双轮压路机以1.52.0 km/h的速度先碾压的速度先碾压2遍，遍，使混合料得以初步稳定使混合料得以初步稳定 复压：用复压：用100120KN三轮压路机或轮胎式压路机碾压三轮压路机或轮胎式压路机碾压46遍。碾压速度：遍。碾压速度：三轮压路机为三轮压路机为3 km/h；轮胎式压路机为；轮胎式压路机为5 km/h。复压阶段碾压至稳定无显著。复压阶段碾压至稳定无显著轮迹为止轮迹为止 终压：是在复压之后用终压：是在复压之后用6080KN双轮压路机以双轮压路机以3 km/h的碾压速度横向碾压的碾压速度横向碾压24遍，以消除碾压过程中产生的轮迹，并确保路面表面的平整。遍，以消除碾压过程中产生的轮迹，并确保路面表面的平整。一般碾压时压路机开行的方向应平行于路中心线，并由一侧路边缘压向路中。用三轮一般碾压时压路机开行的方向应平行于路中心线，并由一侧路边缘压向路中。用三轮压路机碾压时，每次应重叠后轮宽的压路机碾压时，每次应重叠后轮宽的1/2；双轮压路机则每次重叠大于；双轮压路机则每次重叠大于30cm；轮胎式；轮胎式压路机亦应重叠碾压。沥青混合料的分层压实厚度不得大于压路机亦应重叠碾压。沥青混合料的分层压实厚度不得大于10cm碾碾压温度温度正常施工正常施工110140且不低于且不低于110低温施工低温施工120150且不低于且不低于110碾碾压终了了温度温度钢轮压路机路机不低于不低于70轮胎胎压路机路机不低于不低于80振振动压路机路机不低于不低于65开放交通温度开放交通温度路面冷却后路面冷却后.5.热拌沥青混合料路面的接缝施工热拌沥青混合料路面的接缝施工 1）纵缝施工）纵缝施工对当日先后修筑的两个车道，摊铺宽度应与已铺车道重叠对当日先后修筑的两个车道，摊铺宽度应与已铺车道重叠35cm，所摊铺的混合，所摊铺的混合料应高出相邻已压实的路面，以便压实到相同的厚度料应高出相邻已压实的路面，以便压实到相同的厚度对不在同一天铺筑的相邻车道，或与旧沥青路面连接的纵缝，在摊铺新料之前，应对不在同一天铺筑的相邻车道，或与旧沥青路面连接的纵缝，在摊铺新料之前，应对原路面边缘加以修理，要求边缘凿齐，塌落松动部分应刨除，露出坚硬的边缘。对原路面边缘加以修理，要求边缘凿齐，塌落松动部分应刨除，露出坚硬的边缘。缝边应保持垂直，并需在涂刷一薄层粘层沥青之后方可摊铺新料缝边应保持垂直，并需在涂刷一薄层粘层沥青之后方可摊铺新料纵缝应在摊铺之后立即碾压，压路机应大部分在已铺好的路面上，仅有纵缝应在摊铺之后立即碾压，压路机应大部分在已铺好的路面上，仅有1015cm的宽度压在新铺的车道上，然后逐渐移动跨过纵缝的宽度压在新铺的车道上，然后逐渐移动跨过纵缝2）横缝施工）横缝施工 横缝应与路中线垂直。接缝时先沿已刨齐的缝边用热沥青混合料覆盖，以资预热，横缝应与路中线垂直。接缝时先沿已刨齐的缝边用热沥青混合料覆盖，以资预热，覆盖厚度约覆盖厚度约15cm，俟接缝处沥青混合料变软之后，将所覆盖的混合料清除，换用，俟接缝处沥青混合料变软之后，将所覆盖的混合料清除，换用新的热混合料摊铺，随即用热夯沿接缝边缘夯捣，并将接缝的热料铲平，然后趁热新的热混合料摊铺，随即用热夯沿接缝边缘夯捣，并将接缝的热料铲平，然后趁热用压路机沿接缝边缘碾压密实用压路机沿接缝边缘碾压密实 双层式沥青路面上下层的接缝应相互错开双层式沥青路面上下层的接缝应相互错开2030cm，做成台阶式衔接，做成台阶式衔接.