沥青混凝土路面施工课件.ppt

1、Page 1课题 5.1沥 青 路 面Page 2沥沥青青路路面面分分类类 沥青混凝土组成特点是：沥青混凝土组成特点是：级配要求严格、使用矿粉（填料）较多、拌和要求严格（厂拌）。其级配有连续级配、间断级配之分，近年来沥青路面中出现了许多新的结构形式：如SMA、OGFC、SUPERPAVE等。本课程主要介绍常规沥青混合料的性能、结构、强度特性和配合比设计等。沥青表处和沥青贯入式：沥青表处和沥青贯入式：属于次高级路面，矿料级配没有严格要求，一般以现场进行矿料摊铺并洒热沥青后进行碾压成型的 沥青碎石属于次高级路面沥青碎石属于次高级路面：有厂拌和路拌之分，前者质量与性能稳定。沥青碎石中矿料级配有一定要

2、求，但没有沥青混凝土的严格，其中没有或较少使用矿粉，孔隙率较大。1.1.沥青路面的分类和优缺点沥青路面的分类和优缺点沥青路面沥青路面：所有以沥青结合料来粘结矿料铺筑而成的不同路面结构，均 为沥青路面。Page 3沥青路面的优缺点沥青路面的优缺点：优良的结构力学性能和表面功能特性优良的结构力学性能和表面功能特性：一般沥青路面均具有良好的受力特性；路面平整、无裂缝或接缝、柔韧舒适、货物损失率低、噪音小等优点表面抗滑性能好表面抗滑性能好：沥青路面既平整、表面又粗糙，有一定的粗、细纹理构造，能保证车辆高速安全行驶施工方便施工方便：沥青路面可以集中拌和（厂拌）、机械化施工（摊铺、碾压等），完全可以实现大

3、面积施工，质量能够得以保障，开放交通早经济耐久性好经济耐久性好：与水泥路面相比，沥青路面一次性投资要低得多，但其使用寿命一般在高速公路和机场到面中以15年计，实际使用中只要施工质量好、养护保养及时有的可以使用20年便于再生利用便于再生利用：沥青再生利用已成为发达国家一项热门的可持续发展和能源再生利用的新型课题，我国目前也在进行这方面的研究和技术开发；可以有利于分期修建其它其它，如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天无扬尘、雨后不泥泞等Page 4：沥青易老化沥青易老化：沥青是多组分有机材料，随着使用期的延长，沥青的胶体结构和组成成分发生变化，使沥青粘性变差、塑性降低、沥青路面易表面松散、整体性

4、降低，从而导致结构破坏；一般可以添加抗老化剂，如添加碳黑可以起到抗氧化的作用，增强沥青的老化特性，还有其他材料如阻酚类、氨基甲酸酯类、钙盐、胺类等，但研究不成熟。温度敏感性较差温度敏感性较差：夏季高温易流淌，高温稳定性差；低温易发脆，抗裂性能差。可采用优质沥青或采取改性措施等。Page 5老化定义？老化定义？在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。沥青路面老化现象沥青路面老化现象Page 6夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。Page 72.沥青混合料的分类沥青混合料一般是由矿质混合料

5、（包含粗、细集料，矿粉）和沥青组成，一般是由矿质混合料（包含粗、细集料，矿粉）和沥青组成，有时还有外加剂，其性能好坏与其组成材料有关。通常根据沥青混合料中有时还有外加剂，其性能好坏与其组成材料有关。通常根据沥青混合料中材料的组成特性、施工的方式等沥青混合料有以下几种分类方法：材料的组成特性、施工的方式等沥青混合料有以下几种分类方法：（1）根据矿质混合料的级配类型进行划分 矿料由适当比例的粗集料、细集料和填料组成，根据矿料级配组成的矿料由适当比例的粗集料、细集料和填料组成，根据矿料级配组成的特点及压实后剩余空隙率的大小，可以将沥青混合料分为以下几类：特点及压实后剩余空隙率的大小，可以将沥青混合料

6、分为以下几类：连续密级配沥青混凝土混合料特点：级配为连续密级配，空隙率较低。特点：级配为连续密级配，空隙率较低。主要代表沥青混合料：主要代表沥青混合料：ACAC和和ATBATB类。前者设计空隙率通常为类。前者设计空隙率通常为3%3%6%6%，具，具体、应根据不同的交通类型、气候特点而定，可见体、应根据不同的交通类型、气候特点而定，可见P110P110页表页表3-163-16所示，可所示，可 适用于任何面层结构；后者设计空隙率也为适用于任何面层结构；后者设计空隙率也为3%3%6%6%，但粒径为粗粒式及特，但粒径为粗粒式及特粗式，一般称为密级配沥青稳定碎石混合料（粗式，一般称为密级配沥青稳定碎石混

7、合料（ATBATB），主要适用于基层。），主要适用于基层。Page 8连续半开级配沥青混合料连续半开级配沥青混合料特点：空隙率较大，一般采用10左右，粗细集料含量相对密级配要多，填料较少或不加填料主要代表混合料：沥青碎石混合料AM，适用于三级及三级以下公路、乡村公路，此时表面应设置致密的上封层。开级配沥青混合料开级配沥青混合料特点：矿料级配主要由粗集料组成，细集料和填料较少；沥青结合料粘度要求较高。主要代表混合料：排水式沥青磨耗层混合料OGFC，排水式沥青稳定碎石基层ATPB。间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料特点：采用间断级配，即矿料级配组成中缺少一个或几个档次而形成的级配，粗集料和填料含

8、量较多，中间集料含量较少。代表混合料：沥青玛蹄脂SMA。Page 9（2 2）按矿料的公称最大粒径分类）按矿料的公称最大粒径分类集料最大粒径集料最大粒径：指筛分试验中，通过百分率为100的最小标准筛孔尺寸，如AC-16，其最大粒径为19mm；集料公称最大粒径集料公称最大粒径：指全部通过或允许少量不通过的最小一级标准筛筛孔尺寸，如AC-16，其公称最大粒径为16mm，实际上沥青混合料名称中的数值即为公称最大粒径。沥青混合料一般按公称最大粒径的大小可分为特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式，与之相对应的最大粒径和公称最大粒径见表3-1所示。Page 10沥青混合料类型公称最大粒径/mm密级配半开

9、级配开级配间断级配连续密级配沥青混凝土DAC沥青稳定碎石ATB沥青碎石混合料AM排水式沥青磨耗层OGFC排水式沥青稳定碎石ATPB沥青玛蹄脂碎石混合料SMA砂粒式4.759.5DAC-5AM-5-细粒式9.513.2DAC-10AM-10OGFC-10-SMA-1013.216DAC-13AM-13OGFC-13-SMA-13中粒式1619DAC-16AM-16OGFC16-SMA-161926.5DAC-20AM-20-SMA-20粗粒式26.531.5 DAC-25ATB-25-ATPB-25-31.537.5-ATB-30-ATPB30-特粗式37.553.0-ATB-40-ATPB40

10、-设计空隙率（%）3636612181834Page 11（3 3）根据结合料的类型分类）根据结合料的类型分类 根据沥青混合料中所用沥青结合料的不同，可分为石油沥青混合料和煤沥青混合料，但煤沥青对环境污染严重，一般工程中很少采用煤沥青混合料。（4 4）根据沥青混合料拌合与铺筑温度分类）根据沥青混合料拌合与铺筑温度分类 按照这种分类方法，可以将沥青混合料分为热拌热铺沥青混合料和常温沥青混合料。前者主要采用粘稠石油沥青作为结合料，需要将沥青与矿料在热态下拌合、热态下摊铺碾压成型；后者则采用乳化沥青、改性乳化沥青或液体沥青在常温下与矿料拌合后铺筑而成的。（5 5）根据强度形成原理分类）根据强度形成原

11、理分类 沥青混合料的组成材料不同，其强度形成原理也不同，一般可以分为嵌挤原则和密实原则两大类。按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度主要是以矿料颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主，以沥青结合料的粘结力为辅形成的，如沥青贯入式、沥青表处和沥青碎石等路面结构均属于此类。按密实原则构成的沥青混合料则主要是以沥青与矿料之间的粘结力为主，矿料间的嵌挤力和内摩阻力为辅，一般的沥青混凝土都属于此类。Page 12 沥青混合料主要有沥青、粗集料、细集料、矿粉填料和外加剂（如抗剥离剂、抗老化剂、聚合物改性剂等）组成。影响混合料性能的因素：矿料颗粒的大小和不同粒径的分布；颗粒组成的空间位置关系；沥青的分布特征和矿料颗粒

12、表面沥青层的性质；沥青混合料空隙率的大小；空隙的分布与空隙间的连通情况；外加剂与其他材料的配伍相容性及外加剂对沥青与矿料性能的改善情况等。本部分主要讨论沥青混合料的组成结构类型。二、沥青混合料的组成结构二、沥青混合料的组成结构Page 13沥青混合料结构组成沥青混合料结构组成 Page 14沥青混合料结构类型沥青混合料结构类型 由于材料组成分布、矿料与矿料及矿料与沥青间的相互作用、剩余空隙率的大小等不同，混合料可分为悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三大类。（1 1）悬浮密实结构）悬浮密实结构 如图所示，该结构组成的基本特点：采用连续级配，矿料颗粒连续存在，而且细集料含量较多，将较大颗粒

13、挤开，使大颗粒不能形成骨架，而较小颗粒与沥青胶浆比较充分，将空隙填充密实，使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间，形成“悬浮-密实”结构。代表类型：按照连续密级配原理设计的AC型沥青混合料是典型的这种悬浮密实结构。力学特点：大颗粒未形成骨架，内摩阻力值较小；小颗粒与沥青胶浆含量充分，粘结力C值较大。路用性能特点：由于压实后密实度大，该类混合料水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好；但其高温性能对沥青的品质依赖性较大，由于沥青粘度降低，往往导致混合料高温稳定性变差。Page 15（2 2）骨架空隙结构）骨架空隙结构 如图所示，该结构组成的基本特点：采用连续开级配，粗集料含量高，彼此相互接触形成骨架；但细

14、集料含量很少，不能充分填充粗集料件的空隙，形成所谓的“骨架-空隙”结构。代表类型：沥青碎石AM和开级配磨耗层沥青混合料OGFC等。力学特点：大颗粒形成骨架，内摩阻力值较大；小颗粒与沥青胶浆含量不充分，粘结力C值较低。路用性能特点：粗集料的骨架作用，使之高温稳定性好；由于细集料含量少，空隙未能充分填充，耐水害、抗疲劳和耐久性能较差，所以一般要求采用高粘稠沥青，以防止沥青老化和剥落。Page 16（3 3）骨架密实结构）骨架密实结构 如图所示，其结构组成特点：采用间断级配，粗、细集料含量较高，中间料含量很少，使得粗集料能形成骨架，细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙，形成“骨架-密实”结构。代

15、表类型：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA。力学性能特点：粗集料的骨架作用，内摩阻力值较大；小颗粒与沥青胶浆含量充分，粘结力C值也较大，综合力学性能较优。路用性能特点：该类混合料高低温性能均较好，具有较强的疲劳耐久特性；但间断级配在施工拌合过程中易产生离析现象，施工质量难以保证，使得混合料很难形成“骨架-密实”结构。随着施工技术的发展，这类结构得以普遍使用，但一定防止混合料拌合生产、运输和摊铺等施工过程中防止混合料产生离析。Page 17力学特性力学特性 沥青混合料一般抗压强度较高，抗剪、抗弯拉强度较低，因此路沥青混合料一般抗压强度较高，抗剪、抗弯拉强度较低，因此路面的损坏。往往是从拉裂或滑移开始而逐

16、渐扩展。面的损坏。往往是从拉裂或滑移开始而逐渐扩展。1、抗剪强度、抗剪强度取决于两个基本参数：材料内摩阻力与粘结力。取决于两个基本参数：材料内摩阻力与粘结力。内摩阻力：内摩阻力：矿料尺寸，形状，粗糙程度，矿料组成（尺寸大，表面棱角多，颗粒均匀矿料尺寸，形状，粗糙程度，矿料组成（尺寸大，表面棱角多，颗粒均匀矿料）。矿料）。沥青含量过多，沥青裹附矿料过厚，摩阻降低。沥青含量过多，沥青裹附矿料过厚，摩阻降低。粘结力：取决于沥青与矿料相互作用粘结力：取决于沥青与矿料相互作用沥青粘滞度越高，粘结力越大。沥青粘滞度越高，粘结力越大。矿料比表面积越大，沥青膜越薄，粘结力越大。矿料比表面积越大，沥青膜越薄，粘

17、结力越大。沥青活性高，矿料对沥青亲和性好，吸附作用强。沥青活性高，矿料对沥青亲和性好，吸附作用强。碱性石料粘附作用强（酸性石料强度高，耐磨）。碱性石料粘附作用强（酸性石料强度高，耐磨）。混合料中有水份吸附在矿料表面，粘结力低。混合料中有水份吸附在矿料表面，粘结力低。温度越高，粘结力越低。温度越高，粘结力越低。Page 182抗拉强度抗拉强度 在气候较寒冷地区，冬季气温下降，特别是急骤降温时，沥青混合在气候较寒冷地区，冬季气温下降，特别是急骤降温时，沥青混合料发生收缩受阻，就会产生拉应力，该应力超过沥青混合料的抗拉强度料发生收缩受阻，就会产生拉应力，该应力超过沥青混合料的抗拉强度时，路面就会产生

18、开裂。时，路面就会产生开裂。沥青混合料的抗拉强度，可用直接拉伸试验和间接拉伸沥青混合料的抗拉强度，可用直接拉伸试验和间接拉伸劈裂试验劈裂试验来测定。来测定。Page 19 沥青混合料在低温下的抗拉强度同沥青的性质、沥青含量、矿质沥青混合料在低温下的抗拉强度同沥青的性质、沥青含量、矿质混合料的级配、测试时的温度等因素有关。试验表明，沥青的粘滞度混合料的级配、测试时的温度等因素有关。试验表明，沥青的粘滞度大，或沥青含量较大，沥青混合料就会具有较高的抗拉强度。密级配大，或沥青含量较大，沥青混合料就会具有较高的抗拉强度。密级配沥青混合料的抗拉强度较开级配混合料高，在低温下沥青混合料的抗沥青混合料的抗拉

19、强度较开级配混合料高，在低温下沥青混合料的抗拉强度随温度降低而提高。拉强度随温度降低而提高。Page 203抗弯拉强度抗弯拉强度 沥青类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。沥青类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。沥青混合料的抗弯拉强度可通过试验室内制作梁式试件，然后按简支梁沥青混合料的抗弯拉强度可通过试验室内制作梁式试件，然后按简支梁受力情况进行测定。受力情况进行测定。2tbhPL 沥青混合料的抗弯拉强度为：沥青混合料的抗弯拉强度为：沥青混合料的抗弯拉强度，取决于所用材料的性质沥青混合料的抗弯拉强度，取决于所用材料的性质(如沥青的性质、如沥青的性质、沥青的

20、用量、集料的性质、混合料的级配与拌和质量等沥青的用量、集料的性质、混合料的级配与拌和质量等)及结构破坏过及结构破坏过程的加荷状况程的加荷状况(如重复次数、应力增长速度等如重复次数、应力增长速度等)。此外，温度状况对抗。此外，温度状况对抗弯拉强度也有很大影响。弯拉强度也有很大影响。Page 21沥青混合料技术性质高温稳定性高温稳定性 车辙、拥包、推挤低温抗裂性低温抗裂性 低温开裂水稳定性水稳定性 水损坏（坑槽、松散）耐疲劳性能耐疲劳性能 疲劳裂缝（网裂）原材料性能原材料性能混合料性能混合料性能路面性能路面性能Page 22温度稳定性温度稳定性（一）高温稳定性（一）高温稳定性 随温度升高，沥青的粘

21、滞度降低，集料之间的粘结力消弱，从而导致强随温度升高，沥青的粘滞度降低，集料之间的粘结力消弱，从而导致强度成倍的降低。度成倍的降低。高等级渠化沥青路面最常见病害：车辙。高等级渠化沥青路面最常见病害：车辙。高温稳定性指夏季高温（高温稳定性指夏季高温（60）条件下行车荷载长期反复作用后不产生）条件下行车荷载长期反复作用后不产生车辙波浪的性能。车辙波浪的性能。Page 23高温稳定性破坏Page 24沥青混合料的高温稳定性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（）平均抗压强度（MPa）501.02.0202.55.008.013.01010

22、.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Page 25影响因素因素变化车辙深度集料表面纹理光滑粗糙减小形状圆角砾减小尺寸最大粒径增加减小结合料劲度增加减小用量增加增加粘度增加减小混合料空隙率增加增加VMA增加增加荷载大小增加增加作用次数增加增加环境条件温度增加增加湿度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Page 26评定高温稳定性的方法：评定高温稳定性的方法：1、马歇尔稳定度、马歇尔稳定度稳定度稳定度MS（KN）：标准试件、规定温度（）：标准试件、规定温度（60）及加荷速度在马歇尔仪）及加荷速度在马歇尔仪中最大破坏荷载。中最大

23、破坏荷载。流值流值FL（0.1mm）：达到最大破坏荷载时试件垂直变形。）：达到最大破坏荷载时试件垂直变形。2、车辙试验（动稳定度）、车辙试验（动稳定度）标准成型标准成型30030050mm沥青混合料试件。沥青混合料试件。60下以固定荷载的橡胶下以固定荷载的橡胶轮在同一轨迹上做一定次数反复行车，计算变形轮在同一轨迹上做一定次数反复行车，计算变形1mm所需车轮行走次所需车轮行走次数。数。上、中面层上、中面层 高速公路高速公路800次次/1mm 一级公路一级公路600次次/1mmPage 27高温稳定性提高方法：高温稳定性提高方法：增加粗集料含量；增加粗集料含量；沥青粘稠度高，控制沥青用量；沥青粘稠

24、度高，控制沥青用量；采用具有活性的矿粉，改善相互作用，提高粘结力；采用具有活性的矿粉，改善相互作用，提高粘结力；使用改性沥青；使用改性沥青；减薄沥青面层，以减小车辙深度。减薄沥青面层，以减小车辙深度。Page 28低温稳定性（未列入标准）低温稳定性（未列入标准）沥青路面的低温缩裂大致可分为两类：沥青路面的低温缩裂大致可分为两类：一类是温度下降而造成的路面开裂，它与沥青混合料的体积收缩一类是温度下降而造成的路面开裂，它与沥青混合料的体积收缩有关，这种裂缝是由表面开始发裂而逐渐发展成为裂缝；有关，这种裂缝是由表面开始发裂而逐渐发展成为裂缝；另一类是属于路基或基层收缩与冰冻共同作用而产生的裂缝，这另

25、一类是属于路基或基层收缩与冰冻共同作用而产生的裂缝，这类裂缝是从基层开始逐渐反映到沥青面层开裂。由于路面收缩的主类裂缝是从基层开始逐渐反映到沥青面层开裂。由于路面收缩的主轴是纵向的，因此，低温产生的裂缝大多是横向的，且几乎是轴是纵向的，因此，低温产生的裂缝大多是横向的，且几乎是6ml0m的等距离间隔，裂缝的出现往往就是沥青路面损坏的开始。随的等距离间隔，裂缝的出现往往就是沥青路面损坏的开始。随着低温循环的影响，裂缝将会进一步扩展，导致路面工作状况恶化。着低温循环的影响，裂缝将会进一步扩展，导致路面工作状况恶化。Page 29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

26、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，

27、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Page 30处理方法：处理方法：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

28、青。增加沥青面层厚度。增加沥青面层厚度。使用改性沥青。使用改性沥青。Page 31沥青混合料的水稳定性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Page 32耐久性耐久性 耐久性是指路面抵抗各种破坏因素的能力，例如沥青老化、集料散失和沥青从矿料上剥落等。这些因素可能是气候、交通或两者结合而造成的结果。沥青混合料的耐久性一般可以通过二种方法提高：一是采用最大沥青用量，由于厚的沥青膜较薄的沥青膜不容

29、易迅速地老化和硬化，所以，采用最大的沥青用量，可以使沥青较长时间地保持其原有特性，最大沥青含量还可以有效地密封面层中过多的相通孔隙。以阻止空气和水渗入；二是采用密级配抗剥落集料，密级配能使集料颗粒之间接触很紧密，防止渗透；抗剥落的集料则可以抵抗水和行车作用从集料颗粒上剥落沥青膜。目前，常使用抗剥落剂或矿物填料(如石灰等)来加强混合料的抗剥落性能。1、空隙率尽量减少，以防止水渗入和日光对沥青的老化作用。、空隙率尽量减少，以防止水渗入和日光对沥青的老化作用。一般一般36%剩余空隙以备夏季沥青膨胀。剩余空隙以备夏季沥青膨胀。2、还用残留稳定度表征沥青混合料耐久性（浸水、还用残留稳定度表征沥青混合料耐

30、久性（浸水48h）。）。Page 33第二部分第二部分 沥青路面分类与抗滑沥青路面分类与抗滑一、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

31、度构成原理（一）按强度构成原理 密实类密实类:矿料的级配按最大密实原则设计，其强度和稳定性主要取决于混合料的粘聚力和内摩阻力。混合料致密而耐久，但热稳定性较差.嵌挤类嵌挤类：矿料颗粒尺寸较为均一，路面的强度和稳定性主要依靠骨料颗粒之间内摩阻力，而粘聚力则起次要作用。热稳定性较好，但因空隙率较大、易渗水，且耐久性较差。Page 34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沥青面层;（二）按施工工艺的不同（

32、二）按施工工艺的不同厂拌法厂拌法:一定级配的矿料和沥青材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后送到工地摊铺碾压而成的沥青路面。面。Page 35（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用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过过3cm的沥青路面；的沥青路面；适用于三级及三级以下公路、各级施工便道以及在旧路适用于三级及三级以下公路、各级施工便道以及在旧路面层上加铺罩面层或磨耗层。面层上加铺罩面层或磨耗层。沥青贯入式：沥青贯入式：用沥青和集料

33、按层铺法铺筑而成，厚度一般为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；适用于二级及二级以下公路。适用于二级及二级以下公路。乳化沥青稀浆封层：乳化沥青稀浆封层：用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、用适当级配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）与乳化沥青，外加剂和水，按一定比例拌和而成的粉煤灰、石粉等）与乳化沥青，外加剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，将其均匀摊铺在路面上的沥青封层。流动状态的沥青混合料，将其均匀摊铺在路面上的沥青封层。可封闭裂缝、防水、提高表面耐磨、抗滑性及平整度。可封闭裂缝、防水、提高表面耐磨、抗滑性及平整度。Page

34、 36沥青碎石：沥青碎石：由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青拌合而制成的沥青混合料，压实后剩余孔隙率大于青拌合而制成的沥青混合料，压实后剩余孔隙率大于10%以上（以以上（以AM表示）。表示）。属嵌挤结构。属嵌挤结构。沥青混凝土：沥青混凝土：由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青拌合而制成的符合技术标准的沥青混合料（以料，与沥青拌合而制成的符合技术标准的沥青混合料（以AC表示）。压实后表示）。压实后剩余孔隙率剩余孔隙率10%以下，属密实级配结

35、构。以下，属密实级配结构。沥青混凝土与沥青碎石沥青混凝土与沥青碎石沥青碎石：沥青碎石：适用于下面层、联结层和整平层。适用于下面层、联结层和整平层。沥青混凝土：沥青混凝土：适用于高速公路和一级公路的沥青面层。适用于高速公路和一级公路的沥青面层。Page 37乳化沥青稀浆封层乳化沥青稀浆封层 乳化沥青是将在热熔状态的沥青和含有乳化剂的水溶液共同在外加的机械力乳化沥青是将在热熔状态的沥青和含有乳化剂的水溶液共同在外加的机械力作用下，使沥青以微滴状态均匀稳定的分布在水溶液之中的乳状液作用下，使沥青以微滴状态均匀稳定的分布在水溶液之中的乳状液(亦称沥青乳亦称沥青乳液液)。它的主要优点是在常温下可与冷的石

36、料，表面潮湿的石料进行拌和施工。除此它的主要优点是在常温下可与冷的石料，表面潮湿的石料进行拌和施工。除此之外，还具有节省燃料和能源，减少环境污染，减轻施工人员的劳动强度等优点。之外，还具有节省燃料和能源，减少环境污染，减轻施工人员的劳动强度等优点。乳化沥青是一种配方复杂的乳液，从路面施工和使用的要求来考虑，既希望乳乳化沥青是一种配方复杂的乳液，从路面施工和使用的要求来考虑，既希望乳液在贮存运输过程中保持稳定，又希望在路上使用之后乳液中的沥青能尽快从水液在贮存运输过程中保持稳定，又希望在路上使用之后乳液中的沥青能尽快从水中分离出来，以发挥沥青的粘结性能。中分离出来，以发挥沥青的粘结性能。通常把乳

37、化沥青中的沥青微滴从水相界面分离出来，互相结成团以至在石料表通常把乳化沥青中的沥青微滴从水相界面分离出来，互相结成团以至在石料表面粘连成沥青薄膜的过程，称为破乳。其分离出来的快慢程度，称为破乳速度。面粘连成沥青薄膜的过程，称为破乳。其分离出来的快慢程度，称为破乳速度。这是一个很重要的因素，它直接关系到路面施工方式和机具的适应性。这是一个很重要的因素，它直接关系到路面施工方式和机具的适应性。Page 38乳化沥青稀浆封层乳化沥青稀浆封层 是用适当级配的石屑或砂、填料是用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥与乳化沥青，外加剂和水，按一定比例拌和而

38、成的流动状态的沥青混合料，并将其均匀青，外加剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料，并将其均匀地摊铺在路面上的沥青封层。地摊铺在路面上的沥青封层。稀浆封层可以作为上封层、也可以可为下封层。稀浆封层可以作为上封层、也可以可为下封层。对于空隙较大、透水严重、有裂缝的旧路面或对于空隙较大、透水严重、有裂缝的旧路面或日沥青路面需要铺抗滑日沥青路面需要铺抗滑层，新建沥青路面需铺筑磨耗层或保护层时，稀浆封层可用作上封层。层，新建沥青路面需铺筑磨耗层或保护层时，稀浆封层可用作上封层。对于多雨地区沥青面层的孔隙较大，在铺筑基层后不能及时铺筑沥青对于多雨地区沥青面层的孔隙较大，在铺筑基层后不能及时铺筑

39、沥青面层面层 且需要开放交通时，可作为下封层。且需要开放交通时，可作为下封层。稀浆封层的厚度宜为稀浆封层的厚度宜为3cm一一6cm。Page 39乳化沥青稀浆封层的主要作用有如下几个方面。乳化沥青稀浆封层的主要作用有如下几个方面。1具有填充性具有填充性 稀浆中含有占集料重量稀浆中含有占集料重量1020的水和的水和10u的乳的乳液，且稀浆封层中的混合料较细，具有较好的流动性，很容易进入微裂缝和小液，且稀浆封层中的混合料较细，具有较好的流动性，很容易进入微裂缝和小坑槽中，将路面填充密实成为整体。因此具有封闭裂缝和提高路面平整度的作坑槽中，将路面填充密实成为整体。因此具有封闭裂缝和提高路面平整度的作

40、用。用。2具有很好的防水性具有很好的防水性 稀浆封层混合料中集料级配合理，能均匀，牢固、稀浆封层混合料中集料级配合理，能均匀，牢固、密实地粘附在路面上，具有较好的水稳性并防止水分渗透，保持基层稳定。密实地粘附在路面上，具有较好的水稳性并防止水分渗透，保持基层稳定。3有一定的耐磨性有一定的耐磨性 用于稀浆封层的集料其强度，压碎值、磨光值、含泥用于稀浆封层的集料其强度，压碎值、磨光值、含泥量等性能指标均达到标准要求，不论是酸性和碱性石料都能很好的粘附在路面量等性能指标均达到标准要求，不论是酸性和碱性石料都能很好的粘附在路面上，在路面上形成磨耗层。上，在路面上形成磨耗层。4具有良好的抗滑性能具有良好

41、的抗滑性能 由于选择了坚硬而有棱角的集料，沥青又能均匀由于选择了坚硬而有棱角的集料，沥青又能均匀地裹复骨料。封层后纹理深度较佳，摩擦系数显著增加。地裹复骨料。封层后纹理深度较佳，摩擦系数显著增加。沥青混凝土和沥青碎石通常作为高级路面的面层。沥青混凝土和沥青碎石通常作为高级路面的面层。Page 40SMA沥青混合料路面沥青混合料路面 SMA是一种新型沥青混合料，在欧洲被称为是一种新型沥青混合料，在欧洲被称为Split Mastic Asphalt，美国则称，美国则称之为之为Stone Mastic Asphalt，我国，我国“公路沥青路面设计规范公路沥青路面设计规范”将其正式命名为将其正式命名为

42、“沥沥青玛蹄脂碎石混合料青玛蹄脂碎石混合料”，其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。，其意义为用沥青玛蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。SMA的组成特点和基本特征的组成特点和基本特征 SMA路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、沥青改性等路面通过采用木质素纤维或矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、沥青改性等技术手段，组成沥青玛蹄脂，沥青玛蹄脂可以使沥青的感温性变小，沥青用量增加，技术手段，组成沥青玛蹄脂，沥青玛蹄脂可以使沥青的感温性变小，沥青用量增加，由它填充间断级配碎石集料中的空隙，从而使混合料既能保持间断级配沥青混合料由它填充间断级配碎石集料中的空隙，从而使混合料既能保持

43、间断级配沥青混合料表面性能好的优点，又能克服其耐久性差的缺点，尤其是能使混合料的高温抗车辙表面性能好的优点，又能克服其耐久性差的缺点，尤其是能使混合料的高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性等各种路用性能大幅度提高。能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性等各种路用性能大幅度提高。Page 41SMA的组成特点的组成特点 SMA是由沥青稳定添加剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛碲脂填充间断级是由沥青稳定添加剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛碲脂填充间断级配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎石骨架和沥配的碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，它的最基本组成是碎

44、石骨架和沥青玛蹄脂两部分青玛蹄脂两部分(图图111)，其结构组成有如下特点：，其结构组成有如下特点：SMA是一种间断级配的沥是一种间断级配的沥青混合料。图青混合料。图112示出了密级示出了密级配沥青混凝土、排水沥青混凝土配沥青混凝土、排水沥青混凝土及及SMA的剖面图，从中可以看出的剖面图，从中可以看出它们结构组成的不同之处。它们结构组成的不同之处。SMA增加了矿粉用量，使增加了矿粉用量，使其能在混合料中加入较多的沥青，其能在混合料中加入较多的沥青，同时还使用了稳定添加剂。同时还使用了稳定添加剂。SMA的沥青用量比普通沥的沥青用量比普通沥青混合料要高出青混合料要高出1以上，并要以上，并要求其具有

45、较高的粘结力，通常选求其具有较高的粘结力，通常选用针人度小、软化点高、温度稳用针人度小、软化点高、温度稳定性好的沥青，如能采用改性沥定性好的沥青，如能采用改性沥青，可进一步改善高低温变形性青，可进一步改善高低温变形性能及与矿料的粘附性。能及与矿料的粘附性。Page 42SMA的基本特征的基本特征 SMA的特征主要表现在两个方面的特征主要表现在两个方面:其一，大粒径集料互相嵌锁而形成高稳定性其一，大粒径集料互相嵌锁而形成高稳定性(抗变形能力抗变形能力)的结构骨料；的结构骨料；其二，由细集料、沥青结合料及稳定添加剂组成的具有足够数量的沥青玛蹄脂，除其二，由细集料、沥青结合料及稳定添加剂组成的具有足

46、够数量的沥青玛蹄脂，除满足将骨架胶结在一起的要求外，还使混合料具有较好的柔性和耐久性。满足将骨架胶结在一起的要求外，还使混合料具有较好的柔性和耐久性。SMA采用间断级配集料形成碎石骨架，其中有低百分率的细集料和较高比例的矿粉采用间断级配集料形成碎石骨架，其中有低百分率的细集料和较高比例的矿粉填料。由于大粒径集料的含量高，矿料间具有较高的空隙率，使其能容纳较多的沥青，填料。由于大粒径集料的含量高，矿料间具有较高的空隙率，使其能容纳较多的沥青，从而减少氧化、老化变硬和低温裂缝产生的可能性。而细集料则起着填充空隙的作用，从而减少氧化、老化变硬和低温裂缝产生的可能性。而细集料则起着填充空隙的作用，纤维

47、添加剂增加了矿料的比表面积，从而增加了沥青的稠度和沥青玛蹄脂的稳定性，并纤维添加剂增加了矿料的比表面积，从而增加了沥青的稠度和沥青玛蹄脂的稳定性，并可避免沥青混合料在运输和摊铺过程中产生离析现象，还可改善混合料的稳定性。可避免沥青混合料在运输和摊铺过程中产生离析现象，还可改善混合料的稳定性。与传统的密级配沥青混凝土相比较，与传统的密级配沥青混凝土相比较，SMA具有如下特点：具有如下特点：(1)较高的稳定性较高的稳定性 SMA具有比密级配沥青混凝土更高的抗车辙能力。采用相同的粗集料分别制成密级配沥青混具有比密级配沥青混凝土更高的抗车辙能力。采用相同的粗集料分别制成密级配沥青混凝土和凝土和SMA混

48、合料，经轮辙试验机在不同温度下分别进行混合料，经轮辙试验机在不同温度下分别进行800次加载试验后，所得试验次加载试验后，所得试验结果列于表结果列于表111。试验温度()辙槽深度(mm)试验温度()辙槽深度(mm)密级配 SMA 密级配 SMA 20 381 175 40 273 151 50 440 311 60 761 470表111 轮辙试验结果Page 43 (2)较高的疲劳寿命较高的疲劳寿命 影响沥青路面疲劳寿命的主要因素有沥青品种和含量、空影响沥青路面疲劳寿命的主要因素有沥青品种和含量、空隙率、温度、试验频率及荷载作用方式等。混合料的空隙率和沥青用量与疲劳寿命隙率、温度、试验频率及荷

49、载作用方式等。混合料的空隙率和沥青用量与疲劳寿命的关系极大，而空隙率小、沥青含量高正是的关系极大，而空隙率小、沥青含量高正是SMA混合料的显著特点。混合料的显著特点。SMA中碎石所中碎石所包裹的沥青膜较厚，有效地减小了混合料的空隙率。此外，高沥青含量的包裹的沥青膜较厚，有效地减小了混合料的空隙率。此外，高沥青含量的SMA混合混合料所产生的疲劳破坏，在夏季行车作用下具有自动愈合的能力。在以上两方面因素料所产生的疲劳破坏，在夏季行车作用下具有自动愈合的能力。在以上两方面因素的综合作用下，使得的综合作用下，使得SMA混合料的抗疲劳能力大大高于密级配沥青混凝土。混合料的抗疲劳能力大大高于密级配沥青混凝

50、土。(3)较好的耐久性较好的耐久性 实践证明实践证明SMA耐久性非常好，不易松散，抵抗温度裂缝和荷耐久性非常好，不易松散，抵抗温度裂缝和荷载裂缝的性能好。其优异的耐久性来源于沥青玛蹄脂的不透水性，由于其渗透性小，载裂缝的性能好。其优异的耐久性来源于沥青玛蹄脂的不透水性，由于其渗透性小，空气及水的渗入量小，从而减缓了沥青的氧化过程，提高了耐久性。空气及水的渗入量小，从而减缓了沥青的氧化过程，提高了耐久性。Page 44 (4)较好的抗磨耗及抗滑能力较好的抗磨耗及抗滑能力 SMA含有高比例、高品质的粗集料，使其具有较含有高比例、高品质的粗集料，使其具有较大的表面构造深度和抗磨耗能力。大的表面构造深