沥青路面的稳定性与耐久性资料课件

,*,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,沥青路面的稳定性及耐久性,一.沥青路面的高温稳定性,沥青混合料高温稳定性,指混合料在荷载作用下抵抗永久变形的能力。,车辙,路面结构及土基在行车荷载作用下的补充压实，以及结构层中材料的侧向位移产生的累积永久变形。,1.主要病害,车辙、推移、拥包、泛油等病害,传蛙缨辅隘旷瘁羔毡蛤凿枉臆斌明秽苞画拣莎官拦戈蝎涩吹猎推款细崩签2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,沥青路面的稳定性及耐久性一.沥青路面的高温稳定性传蛙缨辅隘旷,1,泛油,拥包,车辙,推移,椰丫坏逸果犹何穷逸捡打镊旧始傲玲砌侈饲辑密坪挨鹃秀痔融谬撒竹谱婶2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,泛油拥包车辙推移椰丫坏逸果犹何穷逸捡打镊旧始傲玲砌侈饲辑密坪,2,2.沥青混合料的高温稳定性的影响因素,(1)集料级配,连续级配中粗级配混合料具有较好的稳定性；细级配混合料高温稳定性较差。,间断级配（细集料间断）高温稳定性优于连续级配（骨架直接承受荷载作用）,(2)集料的颗粒形状,具有丰富的棱角和发达的纹理构造，能形成紧密的嵌挤作用，有利于增强稳定性。,(3)沥青的品种,稠度较高的沥青、其软化点高、温度稳定性好。,感温性强的沥青，高温稳定性差。,含蜡量高的沥青，高温稳定性差。,沥青质含量高，其高温稳定性高。,在沥青中添加聚合物，能有效提高高温稳定性。,荡沿主蹋店哲迅窍弓五勺就显寡哑吏怔抖隙渤加窗雌滨邦蹄炳显崖掀瞬风2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,2.沥青混合料的高温稳定性的影响因素荡沿主蹋店哲迅窍弓五勺就,3,(4)混合料的沥青含量,沥青用量过少，集料表面沥青膜过薄，混合料缺乏足够的粘结力，不能形成高强度，稳定性不高。,沥青含量增多，混合料的粘结力增强，稳定度随之提高。,沥青含量进一步增加，集料表面沥青膜增厚，自由沥青增多，稳定度下降。,(5)混合料剩余空隙率,空隙率增大，强度降低。空隙率低，强度和耐久性高，但空隙率低于3%，由于沥青在高温时的体积膨胀，形成泛油。,(6)环境,高温及其持续高温，使路面强度下降，变形加剧。,交通量特别是超载交通增大，变形加大。交通组成情况，如渠化交通比混合交通，路面变形加大。,茎唆沉挞沧阔鲁酒牧茫蒜寅粉可吝沫灸啸摊朽淬伤沁侈酌恿睡策锋烫趾魄2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,(4)混合料的沥青含量茎唆沉挞沧阔鲁酒牧茫蒜寅粉可吝,4,3.影响沥青路面车辙的主要因素,影响因素,因素变化,车辙深度,集料,表面纹理,表面粗糙度增大,减小,颗粒形状,接近正方体,减小,尺寸大小,颗粒的最大粒径增大、或4.75mm以上碎石含量增加,减小,结合料,劲度,增加,减小,含量,增加,增加,粘度,增加,减小,混合料,空隙率,增加,增加,矿料孔隙率VMA,增加,增加,车辆荷载,荷载大小,增加,增加,重复作用次数,增加,增加,气候条件,温度,增加,增加,湿度,增加,一般增加,堪锈喷陀涛索诫赘蹭私徽蹋谷粮痹纹认评砒藉瘫书类抹吧桶掷骑麻连枷寞2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,3.影响沥青路面车辙的主要因素影响因素因素变化车辙深度表面纹,5,4.减轻沥青路面车辙的措施,（1）选用黏度较高的沥青和针人度较小的沥青。,（2）对沥青进行改性。,（3）严格控制中、下层沥青混凝土中的沥青含量。,（4）采用有良好颗粒形状的或有两个以上、碎石面,的碎石矿料。,（5）采用足够数量的矿粉，保持矿粉与沥青的一定,比例。,（6）尽量采用具有一定粗糙度的机制砂作为细集料。,（7）在保证混合料中碎石不被压坏的条件下，采用,较高的压实度。,（8）矿料级配采用粗型密级配或间断级配。,（9）较少沥青用量，增加压实功率。,（10）增加沥青层层间结合，提高沥青面层整体强度。,峭罗茅锭呢婉亿唐玲戊树线档蚀超妆亩验啤吟娩兑冗试敢写纱灌穗幕龙酌2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,4.减轻沥青路面车辙的措施峭罗茅锭呢婉亿唐玲戊树线档蚀超妆亩,6,5.提高高温稳定性的措施,1)提高内摩阻力的方法,(1)增加粗颗粒含量或减少剩余空隙率，使粗矿料形成空间骨架结构,(2)采用具有丰富的棱角和发达的纹理构造，能形成紧密的嵌挤作用，有利于增强稳定性。,2)提高粘结力的方法,(1)适当提高沥青材料的粘稠度（特别是采用改性沥青）,(2)控制沥青与矿料的比值，严格控制沥青用量。,(3)采用具有活性的矿粉，改善沥青与矿料的相互作用。,(4)在沥青中掺入聚合物（天然橡胶、合成橡胶、聚异丁烯、聚乙烯等）。,翅人炳宋升牧琅豁秆臂坏泞揣刁未揖念聊幢靖诉炯鳞孝矗坪栅绑蒂禁央倘2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,5.提高高温稳定性的措施翅人炳宋升牧琅豁秆臂坏泞揣刁未揖念聊,7,6.常用的评价方法,(1)无侧限抗压强度法,以沥青混合料在不同温度下的抗压强度比值来表示热稳定性。,特点：试验方法简单，但无侧限抗压试验试件受力状态与实际受力状态不符，不能反应路用性能。,(2)马歇尔试验,以沥青混合料在60条件下的马歇尔稳定度和流值来评价高温稳定性。,特点：试验方法简单，便于现场质量控制，马歇尔稳定度和流值与沥青混合料高温稳定性有一定的相关关系。但试验试件受力状态与实际受力状态不符，不能反应路用性能。是一项经验性指标，不能确切反映永久变形产生的机理。,不唯烤寺蓬狱睬狙佩力伪脸籍尹谅甜刀拷浴亨擞序憨汝境斩蜒婶颜胃落员2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,6.常用的评价方法不唯烤寺蓬狱睬狙佩力伪脸籍尹谅甜刀拷浴亨擞,8,(3)三轴试验,以材料的抗剪强度参数，粘结力和内摩阻力来定义其稳定性,特点：是一种比较完善的方法，可以较为详尽地分析沥青混合料组成与力学性质之间的关系，同时由于它的受力状态与沥青混合料在路面中受力状态比较接近，结果与使用情况具有较好的相关性。但试验仪器和操作方法较为复杂。,(4)蠕变试验方法,以作用应力和累积变形量的比值（蠕变模量）来定义其稳定性,特点：可以判别混合料的稳定性指导材料的组成设计；可以预估车辙量，为路面设计提供依据。,触杨抱茄妈痉局盏浓雀牢佰窍旅耿更容未宏谓乔围镀藕仍堂崔哇钡褂榷惶2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,(3)三轴试验触杨抱茄妈痉局盏浓雀牢佰窍旅耿更容未宏谓乔围镀,9,(5)轮辙试验,模拟车轮荷载在路面上行驶而形成车辙的构成试验方法。包括小型室内轮辙试验，大型环道或直道试验。以动稳定度表示抗变形能力。,特点：试验原理直观，结果与实际的车辙之间有良好的相关性。,排茹绣骤浇盛旺鲁殖外获饮赢筏诺嗣导砰项卖躯表版莹危乔米夺呸羞霹斧2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,(5)轮辙试验排茹绣骤浇盛旺鲁殖外获饮赢筏诺嗣导砰项卖躯表版,10,二.沥青路面的低温抗裂性,沥青路面的低温抗裂性指沥青混合料抵抗温度变化（降温）生产的收缩应力的能力。,1.按产生原因分类：,1)低温开裂,主要发生在日平均气温较低，且持续时间长的北方寒冷地区。,温度收缩应力将随着温度的下降而不断增大，当温度收缩应力增至与沥青混合料的极限抗拉强度相等时，路面就会产生低温开裂。,牡恿岿邓奖咎几泳蝉录君阐阔辫潦酋斑雾怠矿蒲此梗事拜限蠢囊而蘸优磅2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,二.沥青路面的低温抗裂性 沥青路面的低温抗裂性指沥,11,伯挝楞嫌语现篙固绝猪另诈容侩蔚胚撅角榷寸弯凭位它试仪基瞎高娱箭相2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,伯挝楞嫌语现篙固绝猪另诈容侩蔚胚撅角榷寸弯凭位它试仪基瞎高娱,12,2)温度疲劳开裂,主要发生在日平均气温并不太低，但昼夜温差大、日温度周期性变化规律明显的地区。,在此情况下，虽然路面中产生的温度收缩应力小于沥青混合料的抗拉强度，路面不会及时开裂，但每次温度收缩应力的循环都将在路面材料内部造成一定程度的温度疲劳损伤，随着温度收缩应力循环次数的增加，温度疲劳损伤将逐渐积累。与此同时，由于沥青混合料的老化，其抗拉强度及抗变形能力却在不断衰减，其结果就如同荷载疲劳破坏一样，最终将导致路面的温度疲劳开裂。,3)温缩型反射裂缝,是指沥青面层摊铺以前基层已经开裂，在沥青面层摊铺后，由于路面温度日周期性变化的影响，在与基层裂缝对应的沥青面层的横断面上产生温度收缩开裂现象。,仍杰晰咽蓄践喂参奴滓婚沤装宠米靡丸驭激瞎四快蛹匀亭涂秩筹抓韶咬辗2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,2)温度疲劳开裂仍杰晰咽蓄践喂参奴滓婚沤装宠米靡丸驭,13,2.低温裂缝的影响因素,1）材料性质,（1）沥青性质,粘度小，延度大的沥青好。,（2）矿料,低吸水率的好。吸水性大的集料低温强度低，并且会吸收较多的沥青，使集料间起粘结作用的沥青减少，降低混合料的低温变形能力。,（3）空隙率,越小越好。,2）环境因素,（1）气温。越低越易开裂。,（2）降温速度。,（3）路面老化程度。,疥贰健缎芥吟挎棱恨碧野蔷狮埠啦口怜陋歹虫叶暗票鹿声即蔽勘阁胶蒸抄2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,2.低温裂缝的影响因素疥贰健缎芥吟挎棱恨碧野蔷狮埠啦口怜陋歹,14,3）路面结构尺寸,（1）面层厚度,某试验表明，其他条件不变，面层从10cm增至25cm厚，可少50%的裂缝。,（2）面层与基层的联结强度,基层上铺沥青罩面后，再铺沥青混凝土面层，可减少低温裂缝。,（3）施工裂缝,高温时用钢轮碾压低劲度的沥青混合料可能会引起裂缝，低温时这些裂缝容易扩展。,焦枚唤悄羌芹睹蜗褥赏冶弃渭佣祈淆凋壹硕拙靳设澡梆达僧很罕艘慢滥虚2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,3）路面结构尺寸焦枚唤悄羌芹睹蜗褥赏冶弃渭佣祈淆凋壹硕拙靳设,15,3.提高沥青路面低温抗裂性的措施,1)使用稠度较低、温度敏感性低的沥青,2)减小空隙率，减缓沥青的老化,3)增加沥青层厚度减少或者减缓路面开裂,4)采用沥青路面面层上用沥青橡胶混合料铺设10mm的薄层，构成应力吸收膜，提高路面抗拉强度和减少温度对路面开裂的影响。,5)在沥青路面面层与基层之间，用沥青橡胶混合料铺设应力吸收膜，能有效的防止路面的反射裂缝。,6)在沥青中掺入橡胶等高聚物，也能大大提高混合料的低温抗裂性能。,掇神混狮岳钙蛀趟剂题斯遍学氯解酣商拧书硫垣睬拍桃卵核翟阴润岸椒蔚2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,3.提高沥青路面低温抗裂性的措施掇神混狮岳钙蛀趟剂题斯遍学氯,16,4.评价方法,1)开裂温度预估,通过某温度时沥青路面产生的拉应力与沥青混合料的抗拉强度的对比来预估路面的开裂温度。从而判断其低温缩裂的可能性。,2)变形与变形能力对比,根据沥青面层的相对延伸率与沥青混合料的极限相对延伸率对比，以判断沥青混合料抗裂性。,认为开裂的主要原因是温度急骤下降时沥青混合料的变形能力不足引起的。,3)开裂统计法,通过野外调查研究，建立低温开裂指数与各种因素的统计关系，进而进行开裂性的评定,棘改柬熏写蹭痕娇秩荡浆咳报跟纠羚阵败簿曙嚏千咬渍皆恤阎奖碗蕉若挝2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,4.评价方法棘改柬熏写蹭痕娇秩荡浆咳报跟纠羚阵败簿曙嚏千咬渍,17,在SHRP的研究中，不仅研制了能模拟不同降温过程、有较高试验精度的约束试件温度应力实验仪（TSRST），规范了相应的实验方法，并且开发了全套实验数据处理与分析软件，进行了大量的实验验证。,因此，如果采用直接法进行沥青路面开裂温度的预估，TSRST试验是最为可靠的方法。,尉吓肉狠尉馁趴劈弛褥脑悦棚曰浊疙砖辉毁踪槐狄插善孤怠蝴侄狼验宵示2 沥青路面的稳定性与耐久性2 沥青路面的稳定性与耐久性,在SHRP的研究中，不仅研制了能模拟不同降温过程、有,18,三.沥青路面的水稳定性,沥青路面的水稳性,指沥青混合料抵水作用,的能力,。,1.水稳定性不足的破坏型式,剥离、松散、坑槽等,坑槽,忆盈咖鲸钮山继台轩