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沥青路面筑路技术指南

沥青路面筑路技术研究报告

（新技术指南）

黑龙江省交通运输厅

目　　　录

一．前言1

二．寒区沥青路面材料的选用与设计2

（一）沥青与沥青混合料2

1．黑龙江省的气候特点与沥青的气候分区2

⑴．沥青气候分区的意义2

⑶．黑龙江省的气候分区情况：

2．道路沥青路用性能关键性技术指标5

⑴．沥青粘度的测定方法5

⑵．针入度的粘温关系与特征值5

⑶．沥青路用性能的评价方法6

3．沥青混合料的路用性能与评价指标7

⑴．高温抗车辙性能与评价指标7

⑵．低温性能与评价指标8

⑶．水稳定性能与评价指标9

4．沥青混合料的设计9

⑴．沥青混合料的常规设计9

⑵．SMA混合料的设计方法10

（二）改性沥青技术13

1．概述13

2．沥青改性剂的分类14

3．常用改性剂的性质14

4．SBS改性沥青及其混合料的路用性评价15

5．改性沥青的生产与施工20

（三）沥青路面基层类型的选择22

1．存在的主要问题22

2．水泥稳定类24

3．二灰稳定类25

三、黑龙江省沥青路面结构组合的探讨26

（一）寒区沥青路面结构的破坏形式26

1．沥青路面的横向裂缝26

2．疲劳破坏26

3．冰水稳定性破坏26

4．高温稳定性27

5．冻胀问题27

（二）按抗疲劳强度设计27

1．计算标准轴载P的当量作用次数N27

2．累计当量轴次Ne28

3．路面设计弯沉值28

4．容许拉应力28

（三）按表面功能设计28

1．抗车辙设计29

2．抗低温缩裂设计29

3．抗冻胀设计30

四、结束语31

一．前言

我省位于我国的东北边陲，冬季漫长而寒冷，在恶劣的气候因素与车量荷载的共同作用下，我省沥青路面结构常常达不到设计使用寿命而出现早期破坏。

为了提高沥青路面的使用品质，多年来，道路科技工作者针对寒区沥青路面存在的问题做了大量的科学研究工作，积累了很多经验，取得了一批使用价值很高的研究成果。

为了更好地将这些科研成果在我省转化为现实生产力，系统总结近年来国内外沥青路面的最新科研成果，特别是“七五”．“八五”期间我国针对高等级公路沥青路面建设所开展的一系列科学研究以及我省在“八五”期间为了全面提高沥青路面的质量所开展的一系列科学研究，将这些科研成果全面系统地归纳总结、消化吸收、补充提高及推广应用，必将对我省公路建设水平的提高起到积极作用。

为此，黑龙江省交通厅于1996年下达了“寒区沥青路面筑路技术成果系统总结与应用”的研究课题。

旨在总结近十年来国内外沥青路面最新技术与研究成果，形成我省沥青路面的技术指南，以提高我省沥青路面的建设水平。

黑龙江省交通科研所承担了此项课题，经过三年多的搜集与整理，已基本完成合同规定的有关研究内容。

本研究报告主要总结下列内容：

1．黑龙江省的气候特点与沥青的气候分区；

2．沥青的路用性能与评价指标；

3．沥青混合料的高温抗车辙性能与指标；

4．沥青混合料的低温抗裂性能与指标；

5．沥青混合料水稳定性与指标；

6．沥青混合料的常规设计；

7．ＳＭＡ沥青混合料设计方法；

8．改性沥青技术

9．沥青路面基层类型的选择；

10．寒区沥青路面结构的破坏型式；

11．寒区沥青路面的结构组合。

二．寒区沥青路面材料的选用与设计

（一）沥青与沥青混合料

1．黑龙江省的气候特点与沥青的气候分区

⑴．沥青气候分区的意义

沥青作为沥青路面的结合料，对沥青路面的使用性能起着决定性的作用，特别是沥青具有较大的温度敏感性，当气候温度变化时，将引起沥青路面物理力学性能的较大的改变，同时水份对沥青路面的性能也有显著的影响。

因此，在不同的气候条件下，沥青及沥青混合料具有不同的使用性能。

或者说，气候条件不同的地区，应对沥青及沥青混合料有不同的技术要求。

因此，沥青的气候分区对沥青的选用和沥青混合料的设计有着十分重要的意义。

⑵．沥青的气候分区指标

沥青路用性能的气候分区（图1-2，图1-3），是根据全国600多个气象台站30年的气象数据资料，经过大量的统计分析，从众多的指标中优选出:

七月份平均最高气温作为高温气候分区指标，用年最低气温作为低温气候分区指标，用年降雨量作为路面受水损害的分区指标。

全国分区指标是：

①以７月份平均最高气温为高温气候分区指标，并以３０℃、２０℃为界限，将高温气候分为三级：

其中:

>30℃为1区；30～20℃为2区；<20℃为3区。

②以年极端最低气温为低温气候分区指标，并以-37.0℃，-21.5℃，-9.0℃为界限将低温气候区分为四个等级：

其中:

<-37.0℃为1区；-37.0℃～-21.5℃为2区，-21.5℃～-9℃为3区，>-9.0℃为4区。

③年降水量为雨量指标，并以250mm，500mm，1000mm为界限，分雨量区为四级：

其中:

>1000mm为雨量1区；1000～500mm为雨量2区；500～250mm为雨量3区；<250mm为雨量4区。

分区指标的计算方法：

①月份平均最高温度：

先求每年七月份每一天下午2时的温度（一天的最高温度）

的平均值作为一年的七月份平均最高温度，再求取30年的七月份平均最高温度的平均值，将其作为设计的七月份平均最高温度。

即相当于以30年作为设计周期。

根率为50%。

②据最低气温：

先求每一年的极端最低气温，再求取30年的极端最低气温的最小值，将其作为设计的极端最低气温。

即相当于30年一遇的概率。

③年降水量是指30年的年降水量的平均值，将其作为设计的年降水量，即相当于作为设计周期，根率为50%。

⑶．黑龙江省的气候分区情况：

根据全国气候分区指标，黑龙江省按高温、低温及降雨量可分为如下四个区：

①.2-1-2区（高温：

20-30℃、低温：

<-37.0℃、降雨.500-1000mm）

②.2-2-3区（高温：

20-30℃、低温：

<-37.0℃、降雨.250-500mm）

③.2-2-2区（高温：

20-30℃、低温：

<-37.0~-21.5℃、降雨.500-1000mm）

④.2-2-3区（高温：

20-30℃、低温：

<-37.0~-21.5℃、降雨.250-500mm）

根据上述指标和方法可将黑龙江省进行较细致的分区，以指导沥青路面的设计，也可将指标进一步细划、分成几个亚区。

2．道路沥青路用性能关键性技术指标

沥青路用性指标的核心——沥青粘度随温度的变化，即：

温度敏感性

⑴．沥青粘度的测定方法

沥青的粘度很多，有运动粘度、动力粘度这是沥青的绝对粘度，其不同的温度条件使用不同的粘度计进行测定，如：

滑板粘度计、旋转粘度计以及毛细管粘度计等。

另外，为了方便试验，还有很多反映粘度的试验方法：

如：

针入度、流量粘度等，这些都是条件粘度。

其中：

针入度是我们道路上最常用的测定沥青粘度的方法。

⑵．针入度的粘温关系与特征值

针入度作为一种最常用的条件粘度（针入深度，用1/10mm表示），它具有以下特征：

①.在单对数坐标上，针入度p与温度t存在直线关系：

式中：

A—针入度-温度感应系数

K—常数

②.沥青的软化点

是一个等粘温度，软化点温度时，沥青的针入度值约等于800（1/10mm），用T800表示针入度为800（1/10mm）时的温度，叫名义软化点.

③.沥青的脆点同样是一个等粘温度，脆点时的针入度值约等于1.25（1/10mm），用T1.2表示针入度为1.25（1/10mm）时的温度，叫名义脆化点.

⑶．沥青路用性能的评价方法

①.沥青的高温性能的评价;

由于沥青路面的使用温度一般在-40~70℃之间，所以，沥青的高温路用性能可以用名义T800来评价，一般来说:

T800越高，沥青的高温稳定性越好.

②.沥青的低温性能的评价:

沥青的低温路用性能可以用名义脆化点T1.2来评价，一般来说:

T1.2越低，沥青的低温抗裂性越好.

③.沥青的感温性评价:

A、用针入度—温度感应性系数A、反映沥青的感温性，A值是

直线的斜率，A值越小，说明针入度P随温度的变化越小，即，沥青的感温性越小。

B、用针入度指数P.I.值反映沥青的感温性

当P.I.<-2时.为溶胶型沥青，感温性很大。

当P.I.>+2时.为凝胶型沥青，感温性很小。

当P.I.在－2~+2之间时.为溶凝胶型沥青，感温性介于两者之间。

总之，P.I.值越大，沥青的感温性越小，P.I.值越小，沥青的感温性越大，

C、用针入度指数PVN反映沥青的感温性

PVN按MCLEOD的方法，由25℃针入度及135℃粘度求算:

另外，还有一些评价方法如粘温指数VTS及沥青等级指数CL等，这里不再介绍。

由于上述各种温度敏感性指标反映的是不同温区的感温性，故计算结果不近相同。

PI是由0～40℃针入度变化决定的，VTS是60～135℃粘度变化决定的，PVN是25℃针入度及60℃或135℃粘度决定的。

而路面使用期间的温度一般在-40～70℃之间。

所以用PI更能说明这一实用温度区间的温度敏感性。

而且测定方法最为简单。

采用三个以上温度的针入度值经回归计算求得P.I.

一般用5℃、15℃、25℃、35℃（或30℃）均可。