整理第十章沥青路面文档格式.docx
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1）层铺法：
定义：
用分层洒布沥青，分层铺撒矿料和碾压的方法修筑。
工艺和设备简便、功效较高、施工进度快、造价较低；
路面成型期较长。
类型：
沥青表面处治和沥青贯入式。
3）厂拌法：
将规定级配的矿料和沥青材料在工厂用专用设备加热拌和，然后到工地摊铺碾压而成的沥青路面。
厂拌沥青碎石和沥青混凝土。
分类：
按铺筑温度不同分为热拌热铺和热拌冷铺。
较粘稠的沥青材料，矿料精选，混合料质量高，使用寿命长。
修建费用较高。
3.按沥青路面的技术特性
1）沥青表面处治路面
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。
厚度：
1.5-3.0cm。
层铺法可分为单层、双层、三层。
用途：
适用于三级、四级公路的面层、旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。
2）沥青贯入式路面
用沥青贯入碎（砾）石作面层的路面。
4-8cm。
二级及二级以下公路的沥青面层。
3）沥青碎石路面
沥青碎石也可用作联结层。
4）沥青混凝土路面
分层：
单层或双层或三层沥青混合料组成。
作高等级公路的面层。
5）乳化沥青碎石
三级、四级公路的沥青面层、二级公路养护罩面以及各级公路的调平层。
6）沥青玛蹄脂碎石路面
沥青玛蹄脂碎石混合料（简称SMA）是以间断级配为骨架，用改性沥青、矿粉及木质纤维素组成的沥青玛蹄脂为结合料，经拌和、摊铺、压实而形成的一种构造深度较大的抗滑面层。
抗滑耐磨、孔隙率小、抗疲劳、高温抗车辙、低温抗开裂的优点。
高速公路、一级公路和其他重要公路的表面层。
三、沥青路面类型的选择
任务要求（道路的等级、交通量、使用年限、修建费用等）；
工程特点（施工季节、施工期限、基层状况等）；
材料供应情况、施工机具、劳力和施工技术条件等因素。
[答疑编号502334050102]§
10-2沥青路面材料的力学特性与温度稳定性
2.量化环境影响后果一、沥青混合料的强度特性
参数：
抗压强度高、抗减强度低、抗弯拉强度低—抗裂滑移。
1.抗剪强度
沥青混合料的剪切破坏：
按摩尔——库仑原理进行分析。
沥青混合料抗剪强度：
粘结力和内摩阻角。
2.抗拉强度
在气候较寒冷地区，冬季气温下降，沥青混合料发生收缩产生的拉应力超过沥青混合料的抗拉强度，路面就会产生开裂。
影响因素：
沥青性质、沥青含量、矿料级配、测试温度。
3.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。
1.材料性质：
沥青性质、沥青含量、矿料性质、混合料均匀性。
2.加荷状况：
重复次数、应力增长速度。
3.温度状况。
二、沥青混合料的应力——应变特性
沥青混合料是一种弹性一粘塑性材料，在应力一应变关系中呈现出不同的性质。
三、沥青混合料的疲劳特性
沥青混合料的变形和破坏：
荷载应力的大小有关，荷载作用次数。
影响因素包括：
材料性质、环境因素、加荷方式、劲度。
四、沥青路面的温度状况
沥青混合料的强度随温度而变化，温度降低时强度提高，温度升高时强度降低。
路面表面温度周期性起伏与气温的变化基本上是一致的。
五、沥青路面的高温稳定性
沥青混合料的特点：
强度和抗变形能力随温度的升降而产生变化。
温度升高时，沥青的粘滞度降低，矿料之间的粘结力削弱，导致强度降低。
温度降低时恰好相反，沥青的粘滞度增加，因而强度增大。
沥青性质、矿料性质、矿料级配。
六、沥青路面的低温抗裂性
1.温度下降而造成路面开裂，与沥青混合料的体积收缩有关，这种裂缝是由表面发裂而逐渐发展成为裂缝；
2.路基或基层收缩与冰冻共同作用而产生的裂缝，裂缝是从基层开始逐渐反映到沥青面层开裂。
低温的裂缝大多是横向的。
七、沥青路面的水稳定性
沥青混凝土的水稳性指标测定：
浸水马歇尔试验和沥青与矿料的粘附性试验，以检验沥青混合料受水损害时的抗剥落性能；
年气温较低的寒冷地区：
增加沥青混合料冻融劈裂残留强度试验。
10-3对沥青路面材料的要求
一、对原材料的要求
1.沥青材料
种类：
石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等。
沥青材料的标号：
路面的类型、施工条件、地区气候条件、施工季节和矿料性质尺寸等因素而定。
热拌热铺沥青路面：
可采用稠度较高的沥青材料。
热拌冷铺类沥青路面：
所用沥青材料的稠度较低。
浇贯类沥青路面：
宜采用中等稠度的沥青材料。
当地气候寒冷、施工气温较低、矿料粒径偏细时：
宜采用稠度较低的沥青材料。
炎热季节施工时：
可用稠度较高的沥青材料。
路拌类沥青路面：
采用稠度较低的沥青材料。
2.粗集料
粗集料：
碎石、筛选砾石、破碎砾石、矿渣等。
碎石具有足够的强度和耐磨性能。
碎石匀质、洁净、坚硬、无风化的。
颗粒形状接近立方体并有多棱角，细长或扁平的颗粒含量应小于15％。
优先选用碱性碎石
筛选砾石：
适用于交通量较小的路面面层下层、基层或联结层的沥青混合料中使用，不宜用于防滑面层。
在交通量大的沥青路面面层，若使用砾石拌制沥青混合料，则在砾石中至少应掺有50％（按重量计算）大于5mm的碎石或经轧制的砾石。
路面抗滑表层粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。
3.细集料
粗细集料以2.36mm作为分界。
沥青面层的细集料可采用天然砂、机制砂及石屑。
细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒组成。
细集料应与沥青有良好的粘结能力。
4.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。
矿粉要求干燥、洁净。
二、沥青混合料的组成设计
热拌沥青混合料的配合比设计包括目标（试验室）配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段。
通过配合比设计决定沥青混合料的材料品种、矿料级配及沥青用量。
沥青混合料的配合比设计采用马歇尔试验设计方法，并对设计的沥青混合料进行浸水马歇尔试验、水稳定性检验及车辙试验进行抗车辙能力检验。
（一）试验室配合比设计阶段：
矿质混合料组成设计、沥青用量。
1.矿质混合料组成设计：
选配具有足够密实并且具有较高内摩阻力，根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。
矿质混合料组成设计步骤：
1）确定沥青混合料类型
道路等级、路面类型、所处结构层位，按下表选用。
2）确定矿料的最大粒径
Dmax/h（厚度）≤0.5
3）矿质混合料级配范围（见表13-11）
4）矿质混合料配合比计算
a.组成材料的原始数据测定。
根据现场取样，对粗集料、细集料和矿粉进行筛分试验，按筛分结果分别给出各组成材料的筛分曲线。
b.计算组成材料的配合比。
采用图解法或电算法，计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。
c.调整配合比。
计算得的合成级配应根据要求作必要的配合比调整。
2.确定沥青混合料的最佳沥青用量
①制备试样
a.按确定的矿质混合料配合比，计算各种矿质材料的用量。
估计适宜的沥青用量（或油石比）。
②测定物理、力学指标
以估计沥青用量为中值，以0.5％间隔上下变化沥青用量制备5组马歇尔试件，在规定的试验温度及试验时间内用马歇尔仪测定稳定度和流值，同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率。
③马歇尔试验结果分析
a.绘制沥青用量与物理、力学指标关系图。
沥青用量——视密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值。
b.求取相应于稳定度最大值的沥青用量a1，密度最大的沥青用量a2及规定空隙率范围中值的沥青用量a3，求平均值作为最佳沥青用量的初始值沥青用量OAC1。
c.各项指标均符合沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin-OACmax，其中值为OAC2。
d.根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量（OAC），按最佳沥青用量的初始值OAC1在图中求取相应的各项指标值，检查其是否符合表13-10规定的马歇尔设计配合比技术标准。
同时检验VMA是否符合要求。
e.根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量，由OAC1和OAC2综合决定最佳沥青用量OAC时，还应根据实践经验和道路等级、气候条件考虑下属情况进行调整。
f.水稳定性检验
按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验（或真空饱水马歇尔试验），检验其残留稳定度是否合格。
g.抗车辙能力检验
按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，按试验规程，在60℃条件下用车辙试验机对设计的沥青用量检验其动稳定度。
（二）生产配合比设计阶段：
在目标配合比确定之后，应利用实际施工的拌和机进行试拌以确定施工配合比。
试验时，按试验室配合设计的冷料比例上料、烘干、筛分，然后取样筛分，与试验室配合比设计一样进行矿料级配计算。
得出不同料仓及矿料用量比例，按此比例进行马歇尔试验，规范规定试验油石比可取试验室配合比得出的最佳油石比及其±
0.3％三档试验，从而得出最佳油石比，供试拌试铺使用。
（三）生产配合比验证阶段：
试拌试铺阶段
施工单位进行试拌试铺时，应报告监理部门及业主，工程指挥部会同设计、监理、施工人员一起进行鉴别。
拌和机按照生产配合比结果进行试拌，首先由在场人员对混合料级配及油石比发表意见，然后用此混合料在试验段上试铺，进一步观察摊铺、碾压过程和成型混合料的表面状况，判断混合料的级配和油石比。
实验室密切配合现场指挥在拌和厂或摊铺机房采集沥青混合料试样，进行马歇尔试验，检验是否符合标准要求。
同时还应进行车辙试验及浸水马歇尔试验，进行高温稳定性及水稳定性验证。
在试铺试验时，实验室还应在现场取样进行抽提试验，再次检验实际级配和油石比是否合格。
同时按照规范规定的试验段铺设的要求，进行各种试验。
当全部满足要求时，便可进入正常生产阶段。
（二）安全预评价范围§
10-4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
1.沥青表面处治
作用：
抵抗行车的磨耗，增强防水性，提高平整度，改善路面的行车条件。
沥青表面处治施工方法：
拌和法或层铺法。
沥青表面处治沥青：
道路石油沥青、煤沥青或乳化沥青铺筑，沥青用量按规范选用。
层铺法施工工序：
1）清理基层
2）洒布沥青要均匀，不应有空白或积聚现象。
浇撒温度应根据施工气温及沥青标号选择，石油沥青的洒布温度宜为130-170℃，煤沥青的洒布温度宜为80-120℃，乳化沥青可在常温下洒布。
3）铺撤矿料洒布沥青后应趁热铺撒矿料，按规定用量一次撤足。
4）碾压铺撤矿料后及时碾压。
5）初期养护碾压结束后即可开放交通。
2.沥青贯入式路面
沥青贯入式路面是一种多孔隙结构，为了防止水的浸入和增强路面的水稳定性，其面层的最上层必须加铺封层。
沥青贯入式路面所用的集料应选择有棱角、嵌挤性好的坚硬石料。
2.沥青贯入式路面的施工程序：
1）整修和清扫基层；
2）浇洒透层或粘层沥青；
3）铺撤主层矿料；
4）第一次碾压；
5）洒布第一次沥青；
6）铺撒第一次嵌缝料；
7）第二次碾压；
8）洒布第二次沥青；
9）铺撤第二次嵌缝料；
10）第三次碾压；
11）洒布第三次沥青；
12）铺撒封面矿料；
13）最后碾压；
14）初期养护。
二、路拌沥青碎石路面的施工
概念：
是在路上用机械将热的或冷的沥青材料与冷的矿料拌和，并摊铺、压实而成。
路拌沥青碎石路面的施工程序：
1）清扫基层；
2）铺撒矿料；
3）洒布沥青材料；
4）拌和；
5）整形；
6）碾压；
7）初期养护；
8）封层。
三、热拌沥青混合料路面的施工
1.沥青混合料的拌制与运输
在工厂拌制混合料所用的固定式拌和设备有间歇式和连续式两种。
高速公路和一级公路的沥青混凝土宜采用间歇式拌和机拌和。
2.铺筑
（1）基层准备和放样
为使面层与基层粘结好，在面层铺筑前4-8h，在粒料类的基层洒布透层沥青。
若基层为旧沥青路面或水泥混凝土路面，则在面层铺筑之前，在旧路面上洒布一层粘层沥青。
若基层为灰土类基层，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。
（2）摊铺
高等级公路沥青路面应采用机械摊铺。
①人工摊铺
②机械摊铺
沥青混合料摊铺机有履带式和轮胎式两种。
沥青摊铺机的主要组成部分为料斗、链式传送器、螺旋摊铺器、振捣板、摊子板、行驶部分和发动机等。
（3）碾压
沥青混合料摊铺平整之后，应趁热及时进行碾压。
碾压的温度应符合的规定。
沥青混合料碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段。
初压使混合料得以初步稳定。
复压是碾压过程最重要的阶段，混合料能否达到规定的密实度，关键全在于这阶段的碾压。
终压是消除碾压过程中产生的轮迹，并确保路面表面的平整。
（4）接缝施工
沥青路面的各种施工缝（包括纵缝、横缝、新旧路面的接缝等）处，往往由于压实不足，容易产生台阶、裂缝、松散等病害，影响路面的平整度和耐久性。
①纵缝施工纵缝应与路中线平行。
②横缝施工横缝应与路中线垂直。
四、沥青路面施工质量管理和检查
施工质量管理与检查验收应：
施工前、施工过程中、各施工工序间。
高速公路和一级公路在施工前应铺筑试验段。
①确定合理的施工机械、机械数量及组合方式。
②确定拌和机的上料速度、拌和数量与时间、拌和温度等操作工艺。
③透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度；
摊铺机的摊铺温度、速度、宽度、自动找平方式等操作工艺；
压路机的压实顺序、碾压温度、速度及遍数、工艺；
确定松铺系数、接缝方法等。
④验证沥青混合料配合比设计结果，提出生产用的矿料配比和沥青用量。
⑤建立钻孔法及核子密度仪法测定密度的对比关系。
⑥确定施工产量及作业段长度，制订施工进度计划。
⑦全面检查材料及施工质量。
⑧确定施工组织及管理体系、人员、通讯联络及指挥方式。
五、沥青路面交工质量检查与验收
一个评定路段：
全线以1-3km（公路）或100-500m（城市道路），对沥青面层进行全线自检，申请交工验收。
全线测定路面平整度、宽度、纵断面高程、横坡度等，并提出竣工图。
工程建设单位或监理、工程质量监督部门在接到施工单位的交工验收报告，应立即对施工质量进行交工检查与验收。
六、工程施工总结
工程结束后，形成完整的施工资料档案。
施工总结报告包括：
工程概况（包括设计及变更情况）、工程基础资料、材料、施工组织、机械及人员配备、施工方法、施工进度、试验研究、工程质量评价、工程决算、工程使用服务计划等。
10-5弹性层状体系理论概述
一、基本假设与解题方法
假设：
（1）各层：
连续的、完全弹性的、均匀的、各向同性的，以及位移和形变是微小的；
2.早期介入原则；
（2）最下一层在水平方向和垂直向下方向为无限大，其上各层厚度为有限、水平方向为无限大；
（3）各层：
水平方向无限远处及最下一层向下无限深处，其应力、形变和位移为零；
（4）层间接触：
称连续体系、称滑动体系；
（5）不计自重。
平衡方程
物理方程：
3.评估环境影响的价值（最重要的一步）：
采用环境经济学的环境经济损益分析方法，对量化后的环境功能损害后果进行货币化估价，即对建设项目的环境费用或环境效益进行估价。
几何方程：
变形连续方程：
双层体系圆形均布荷载：
二、主应力计算
（1）非煤矿矿山的建设项目（注：
对煤矿建设项目有单独特别规定）；
10-6沥青路面的破坏状态与设计标准
2.环境影响报告表的内容一、沉陷
在车轮作用下表面产生的较大凹陷变形。
危害：
沉陷超过了结构的变形能力，在结构层受拉区产生开裂而形成纵裂，逐渐发展成网裂。
原因：
路基土的压缩。
设计标准：
σz0≤[σz0]
二、车辙
路面的结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以及结构层材料的侧向位移产生的累积永久变形。
荷载应力大小，重复作用次数以及结构层和土基的性质。
控制指标：
路面各结构层包括土基的残余变形总和、路基表面的垂直变形。
三、疲劳开裂
路面无显著的永久变形，细而短的横向开裂，继而逐渐扩展成网状。
结构层受车轮荷载的反复弯曲作用，使结构层底面产生的拉应变（或拉应力）值超过材料的疲劳强度，底面便开裂，并逐渐向表面发展。
疲劳寿命：
结构层达到临界疲劳状态时所承受的荷载重复次数。
取决于：
重复应变（或应力）大小，路面的环境因素有关。
结构层底面的拉应变或拉应力不超过相应的容许值，
εr≤εR
四、推移
当沥青路面受到较大的车轮水平荷载作用时，路面表面可能出现推移和拥起。
车轮荷载引起的垂直力和水平力的综合作用，使结构层内产生的剪应力超过材料的抗剪强度。
在车轮的垂直力和水平力的共同作用下，面层中可能产生的最大剪应力，应不超过材料的容许剪应力：
τmax≤τR
五、低温缩裂
路面结构中某些整体性结构层在低温时由于材料收缩受限制而产生较大的拉应力，当它超过材料相应条件下的抗拉强度时便产生开裂。
设计指标：
即低温时结构层材料因收缩受约束而产生的温度应力应不大于该温度时材料的容许拉应力：
σrt≤σTR
六、路面弯沉设计标准
是路面在垂直荷载作用下，产生的垂直变形。
路面设计弯沉值：
表征路面整体刚度大小的指标，是根据设计年限内一个车道上预测通过的累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路面弯沉设计值，是路面厚度计算的主要依据。
10-7沥青路面结构组合设计
（三）环境影响评价的原则
1.适应行车荷载作用的要求
各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，以使各结构层材料的效能得到充分发挥。
基层与面层的模量比应不小于0.3，土基与基层或底基层的模量比宜为0.08-0.40。
2.在各种自然因素作用下稳定性好
基层一般应选择水稳性好的材料。
在季节性冰冻地区，设置防止冻胀和翻浆的垫层。
路面总厚度满足防冻厚度的要求。
3.考虑结构层的特点
面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求，
因地制宜、合理选材、方便施工、利于养护。
10-8新建沥青路面的结构厚度计算
设计理论：
双圆垂直均布荷载作用下的多层弹性层状体系
设计弯沉值。
对沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层应进行层底拉应力的验算。
城市道路：
增加一项剪应力指标。
一、计算图式
路面弯沉的计算图式：
A是路表弯沉的计算点，位于双圆均布荷载的轮隙中间。
路面拉应力的计算图式：
分别计算图中点B、D、C、E的应力，然后确定最大应力。
剪应力计算图式：
注意：
弯沉计算或验算层底拉应力时，层间接触条件设定为完全连续体系。
二、路面容许弯沉值和设计弯沉值
路面容许弯沉值：
路面在使用期末的不利季节，在设计标准轴载作用下容许出现的最大回弹弯沉值。
我国对公路沥青路面：
按外观特征分为五个等级，以第四级路面的弯沉值的低限作为临界状态的划界标准。
设计弯沉值：
Ld=600Ne-0.2AcAsAb
Ld=Ls
理论弯沉值进行修正
路面实测弯沉和理论弯沉关系式
三、标准轴载和轴载
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