沥青路面及绿色施工新技术.ppt

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沥青路面新技术及绿色施工技术沥青路面新技术及绿色施工技术山东建筑大学山东建筑大学山东建筑大学山东建筑大学任瑞波任瑞波任瑞波任瑞波教授教授教授教授2012201220122012年年年年06060606月月月月24242424日日日日我国公路与城市道路沥青路面主要存在的问题我国公路与城市道路沥青路面主要存在的问题对沥青路面的使用要求对沥青路面的使用要求公路与城市道路沥青路面结构及材料公路与城市道路沥青路面结构及材料沥青路面施工技术沥青路面施工技术-沥青混合料设计方法和施工沥青混合料设计方法和施工质量控制质量控制沥青路面预防性养护技术沥青路面预防性养护技术新的稳定型橡胶改性沥青及混合料技术新的稳定型橡胶改性沥青及混合料技术高模量沥青混合料设计及施工控制技术高模量沥青混合料设计及施工控制技术温拌沥青混合料设计及施工控制技术温拌沥青混合料设计及施工控制技术一、一、我国公路与城市道路沥青路面我国公路与城市道路沥青路面主要存在的问题主要存在的问题11、高温性能不足、高温性能不足、高温性能不足、高温性能不足（悬浮密实结构悬浮密实结构悬浮密实结构悬浮密实结构）骨架-密实型SMA悬浮-密实型AC骨架-空隙型PFC（OGFC）22、沥青路面裂缝（路基不均匀沉降、疲劳裂缝、沥青路面裂缝（路基不均匀沉降、疲劳裂缝、沥青路面裂缝（路基不均匀沉降、疲劳裂缝、沥青路面裂缝（路基不均匀沉降、疲劳裂缝、低低低低温裂缝、反射裂缝等）温裂缝、反射裂缝等）温裂缝、反射裂缝等）温裂缝、反射裂缝等）33、水、水稳定性差44、沥青抗老化性能差、沥青抗老化性能差55、表面特性差、表面特性差（抗滑性能差抗滑性能差）车辙低温和反射开裂疲劳松散滑溜水损害二、对沥青路面的使用要求二、对沥青路面的使用要求11、路面有足够的承载能力、路面有足够的承载能力、路面有足够的承载能力、路面有足够的承载能力22、路面结构的抗永久变形能力（抗车辙能力）强。

、路面结构的抗永久变形能力（抗车辙能力）强。

、路面结构的抗永久变形能力（抗车辙能力）强。

、路面结构的抗永久变形能力（抗车辙能力）强。

33、面层表面无明显泛油现象、面层表面无明显泛油现象、面层表面无明显泛油现象、面层表面无明显泛油现象44、表面平整、密实、微观要粗糙。

、表面平整、密实、微观要粗糙。

、表面平整、密实、微观要粗糙。

、表面平整、密实、微观要粗糙。

55、无明显水损坏现象、无明显水损坏现象、无明显水损坏现象、无明显水损坏现象66、无明显台背沉陷和路基沉陷、无明显台背沉陷和路基沉陷、无明显台背沉陷和路基沉陷、无明显台背沉陷和路基沉陷77、基层质量好，路面结构形成完整的整体、基层质量好，路面结构形成完整的整体、基层质量好，路面结构形成完整的整体、基层质量好，路面结构形成完整的整体88、避免或减少裂缝的出现、避免或减少裂缝的出现、避免或减少裂缝的出现、避免或减少裂缝的出现三、公路与城市道路沥青路面结三、公路与城市道路沥青路面结构及材料构及材料我国公路与城市道路上的沥青路面结构具有以我国公路与城市道路上的沥青路面结构具有以我国公路与城市道路上的沥青路面结构具有以我国公路与城市道路上的沥青路面结构具有以下几类：

下几类：

下几类：

下几类：

半刚性沥青路面结构、刚性基层沥青路面结构、半刚性沥青路面结构、刚性基层沥青路面结构、半刚性沥青路面结构、刚性基层沥青路面结构、半刚性沥青路面结构、刚性基层沥青路面结构、全柔性沥青路面结构、具有柔性基层的半刚性沥青全柔性沥青路面结构、具有柔性基层的半刚性沥青全柔性沥青路面结构、具有柔性基层的半刚性沥青全柔性沥青路面结构、具有柔性基层的半刚性沥青路面结构，大部分公路采用半刚性沥青路面结构：

路面结构，大部分公路采用半刚性沥青路面结构：

路面结构，大部分公路采用半刚性沥青路面结构：

路面结构，大部分公路采用半刚性沥青路面结构：

11、半刚性沥青路面结构、半刚性沥青路面结构、半刚性沥青路面结构、半刚性沥青路面结构面层面层半刚性基层半刚性基层垫层垫层沥青上面层沥青上面层沥青中面层沥青中面层沥青底面层沥青底面层上基层上基层底基层底基层垫层垫层面层材料：

沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料（面层材料：

沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料（面层材料：

沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料（面层材料：

沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMASMASMASMA）、沥青）、沥青）、沥青）、沥青碎石、碎石、碎石、碎石、OGFCOGFCOGFCOGFC、沥青贯入碎石、沥青表面处治等、沥青贯入碎石、沥青表面处治等、沥青贯入碎石、沥青表面处治等、沥青贯入碎石、沥青表面处治等。

半刚性基层（底基层）材料：

水泥稳定材料、石灰稳定材料、二半刚性基层（底基层）材料：

水泥稳定材料、石灰稳定材料、二半刚性基层（底基层）材料：

水泥稳定材料、石灰稳定材料、二半刚性基层（底基层）材料：

水泥稳定材料、石灰稳定材料、二灰稳定材料、综合稳定材料等。

灰稳定材料、综合稳定材料等。

灰稳定材料、综合稳定材料等。

灰稳定材料、综合稳定材料等。

垫层材料：

粒料材料、半刚性材料等。

垫层材料：

粒料材料、半刚性材料等。

垫层材料：

粒料材料、半刚性材料等。

垫层材料：

粒料材料、半刚性材料等。

2、刚性基层沥青路面采用普通混凝土、碾压式混凝土、贫混凝土、钢筋混凝土、连续配筋混凝土等材料做的基层。

面层面层刚性基层刚性基层垫层垫层沥青上面层沥青上面层沥青中面层沥青中面层沥青底面层沥青底面层上基层上基层底基层底基层垫层垫层交通部交通部20052005年文件年文件关于防治高速公路沥青路面早期损坏的指导意见关于防治高速公路沥青路面早期损坏的指导意见中明确指出中明确指出“要树立全寿命成本理念，降低沥青路面产生早期损坏的返修要树立全寿命成本理念，降低沥青路面产生早期损坏的返修成本成本”，结合国外沥青路面的发展动态，针对半刚性沥青路面的种种弊端，结合国外沥青路面的发展动态，针对半刚性沥青路面的种种弊端，我国未来沥青路面结构可能朝着以下主流发展：

我国未来沥青路面结构可能朝着以下主流发展：

3、全柔性沥青路面结构、全柔性沥青路面结构面层面层柔性基层柔性基层垫层垫层柔性基层材料：

大碎石沥青混合料（柔性基层材料：

大碎石沥青混合料（LSMLSM、ATBATB、ATPBATPB等）沥青贯入碎石、级配碎（砾）石等粒等）沥青贯入碎石、级配碎（砾）石等粒料材料。

料材料。

沥青上面层沥青上面层沥青中面层沥青中面层沥青底面层沥青底面层上基层上基层底基层底基层垫层垫层44、具有柔性基层的半刚性沥青路面结构具有柔性基层的半刚性沥青路面结构具有柔性基层的半刚性沥青路面结构具有柔性基层的半刚性沥青路面结构面层面层柔性基层柔性基层半刚性基层半刚性基层垫层垫层15cmLSPM55、永久性沥青路面结构（、永久性沥青路面结构（PERPETUALPAVEMENTPERPETUALPAVEMENT）永久性沥青路面的理念：

设计的沥青路面能够使用永久性沥青路面的理念：

设计的沥青路面能够使用5050年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低了传统的年以上、采用较厚的沥青层柔性路面，降低了传统的沥青层底疲劳开裂和避免结构性车辙，由于此路面的损沥青层底疲劳开裂和避免结构性车辙，由于此路面的损坏仅限于路面顶部（坏仅限于路面顶部（2.510cm2.510cm），因此只需要定期的表），因此只需要定期的表面洗刨、罩面修复，使得沥青路面在使用年限内不需要面洗刨、罩面修复，使得沥青路面在使用年限内不需要大的结构性重建。

大的结构性重建。

高性能高性能PG胶结料胶结料3.757.5cm高质量高质量HMA或或OGFC胶结料高温性能同面层胶结料高温性能同面层低温性能较面层降一级低温性能较面层降一级1017.5cm高模量抗车辙高模量抗车辙HMA胶结料高温性能同面层胶结料高温性能同面层低温性能较面层降一级低温性能较面层降一级7.510cm柔性，抗疲劳柔性，抗疲劳HMA路路基基永久式路面轮载下轮载下100150mm100150mm区域为高受力区域，也是各种损坏（主要是轮辙）区域为高受力区域，也是各种损坏（主要是轮辙）的发生区域。

的发生区域。

表面层表面层（4075mm）（4075mm），为高性能沥青混凝土，为车辆提供良好的行驶界面，为高性能沥青混凝土，为车辆提供良好的行驶界面，应具有足够的抗滑性、高温稳定性、水稳定性。

应具有足够的抗滑性、高温稳定性、水稳定性。

中间层中间层（100175mm）（100175mm），为高模量青混凝土，起扩散荷载的作用，应具，为高模量青混凝土，起扩散荷载的作用，应具有高模量（刚度）、抗车辙。

有高模量（刚度）、抗车辙。

基层基层（75（75100mm）100mm），为高柔性沥青混凝土，起抵抗疲劳的作用，应具备，为高柔性沥青混凝土，起抵抗疲劳的作用，应具备高柔性、抗疲劳、密水性能好。

高柔性、抗疲劳、密水性能好。

试验路段结构层厚度（mm）沥青PG分级孔隙率（%）长寿命路段（Illinois大学）磨耗层5058-286中间层9064-226HMA基层9064-224沥青层总厚230长寿命路段（WisDOT）磨耗层5064-286中间层9058-286HMA基层9058-284沥青层总厚230长寿命路段（WAPA）磨耗层5058-286中间层9070-226HMA基层9070-224沥青层总厚230传统路段磨耗层5058-28中间层9058-28HMA基层9058-28沥青层总厚230传统路段磨耗层4058-28中间层7058-28HMA基层7058-28沥青层总厚1801磨耗层5076-28研究决定中间层13070-22HMA基层10058-28沥青层总厚2302磨耗层5070-28中间层13070-22HMA基层10064-22沥青层总厚230美国威斯康辛州的长寿命试验路段的结构组合美国威斯康辛州的长寿命试验路段的结构组合疲劳寿命疲劳寿命lgN应变应变lg高高沥沥青青含含量混合料量混合料低低沥沥青青含含量混合料量混合料永永久久疲疲劳劳寿寿命命用用油油量量与与抗抗疲疲劳劳性性能能的的关系关系永久性沥青路面结构设计一般不考虑交通量永久性沥青路面结构设计一般不考虑交通量,设计标准为控制沥青层层底弯拉设计标准为控制沥青层层底弯拉应变小于极限应变值应变小于极限应变值,设计时所采用的荷载为在道路上行驶所能预测的最大荷载的设计时所采用的荷载为在道路上行驶所能预测的最大荷载的实际车辆荷载实际车辆荷载,并考虑一定量的超载下的荷载并考虑一定量的超载下的荷载;极限应变值现在还没统一极限应变值现在还没统一,一般非改性一般非改性沥青为沥青为60-70u60-70u,改性沥青可提高到100uu。

路基土垂直压应变小于200uu。

对目前沥青路面结构容易出现早期损坏的思考对目前沥青路面结构容易出现早期损坏的思考高度重视半刚性基层沥青路面的层间处理问题高度重视半刚性基层沥青路面的层间处理问题高度重视半刚性基层沥青路面的层间处理问题高度重视半刚性基层沥青路面的层间处理问题关注重载条件下的反射裂缝问题关注重载条件下的反射裂缝问题关注重载条件下的反射裂缝问题关注重载条件下的反射裂缝问题高度重视沥青路面内部的排水问题高度重视沥青路面内部的排水问题高度重视沥青路面内部的排水问题高度重视沥青路面内部的排水问题重载交通条件下，沥青路面结构形式多样化重载交通条件下，沥青路面结构形式多样化重载交通条件下，沥青路面结构形式多样化重载交通条件下，沥青路面结构形式多样化四、沥青路面施工技术沥青路面施工技术-沥青混合料沥青混合料配合比设计方法及施工质量控制配合比设计方法及施工质量控制

（一）、沥青混合料对原材料具体要求11、道路石油沥青技术要求、道路石油沥青技术要求关于针入度指数关于针入度指数PIPI的确定的确定我我我我国国国国的的的的规规规规范范范范规规规规定定定定，PIPIPIPI值值值值按按按按照照照照3333个个个个以以以以上上上上温温温温度度度度的的的的针针针针入入入入度度度度计计计计算算算算得得得得到到到到，仲仲仲仲裁裁裁裁时时时时以以以以55