瀝青路面技術(shù)講義

1、 瀝青路面面技術(shù)講講義張志祥祥 研究究員江蘇中中路工程程技術(shù)研研究院二一五年年五月內(nèi)容容提綱1.概述2.瀝青路路面技術(shù)術(shù)現(xiàn)狀3.瀝青路路面的技技術(shù)挑戰(zhàn)戰(zhàn)44.行業(yè)業(yè)規(guī)范新新趨勢路面面定義路面面是指用用筑路材材料鋪在在路基頂頂面，供供車輛直直接在其其表面行行駛的一一層或多多層的道道路結(jié)構(gòu)構(gòu)層路面功功能支撐、擴擴散荷載載、保護護路基舒適適的行駛駛環(huán)境和和條件排水水和環(huán)保保路面的的作用路面分分類路面結(jié)結(jié)構(gòu)層常用的的典型路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)現(xiàn)現(xiàn)階段高高速公路路采用的的典型瀝瀝青路面面結(jié)構(gòu)層位早期結(jié)構(gòu)現(xiàn)階段結(jié)構(gòu)上面層4cmAK-13（普通瀝青）4cmSMA-13（改性瀝青）中面層5cmAK-16（普通瀝青）6c

2、mAC-20（改性瀝青）下面層6cmAK-25（普通瀝青）8cmAC-25（普通瀝青）基層20cm二灰碎石36cm水泥穩(wěn)定碎石底基層20cm石灰土20cm二灰土典型路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)沿革結(jié)構(gòu)構(gòu)方面瀝青青層厚度度由早期期的155cm過過渡到現(xiàn)現(xiàn)階段的的1822ccm，同同時基層層厚度由由20ccm增加加到366400cm。厚厚度的增增加對于于路面結(jié)結(jié)構(gòu)整體體的抗疲疲勞、防防治早期期損壞起起到了重重要作用用，同時時也可顯顯著降低低半剛性性基層的的層底彎彎拉應(yīng)力力，減少少開裂的的幾率材料料方面上中中面層均均采用SSBS改改性瀝青青替代普普通瀝青青，改性性瀝青相相比于普普通瀝青青來說對對于結(jié)構(gòu)構(gòu)整體的的抗推

3、移移、抗老老化、防防治早期期損壞起起到了至至關(guān)重要要的作用用面面層SMMA、AAC、SSupeerpaave等等材料推推廣基層水水泥穩(wěn)定定碎石替替代二灰灰碎石瀝青路路面技術(shù)術(shù)現(xiàn)狀2.11瀝青路路面設(shè)計計設(shè)設(shè)計指標(biāo)標(biāo)我我國公公路瀝青青路面設(shè)設(shè)計規(guī)范范（JJTG D500-20006）中中規(guī)定：高高速、一一級、二二級公路路的路面面結(jié)構(gòu)設(shè)設(shè)計，應(yīng)應(yīng)以路表表面回彈彈彎沉值值、瀝青青混凝土土層層底底拉應(yīng)力力（或拉拉應(yīng)變）及及半剛性性材料層層的層底底拉應(yīng)力力為設(shè)計計指標(biāo)。路表設(shè)計彎沉即根據(jù)設(shè)計年限內(nèi)一個車道上預(yù)測通過的累計當(dāng)量軸次、公路等級、面層和基層類型而確定，是路面厚度計算的主要依據(jù)。 層底容許拉應(yīng)力

4、層底彎拉應(yīng)力指標(biāo)是為了控制疲勞裂縫的產(chǎn)生和擴展。對半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)半剛性基層、底基層的拉應(yīng)力起主要控制作用具具體設(shè)計計流程（11）設(shè)計計彎沉值值計算：根據(jù)預(yù)預(yù)測交通通量計算算在155年使用用壽命期期間路面面所承擔(dān)擔(dān)的累積積當(dāng)量軸軸次，并并據(jù)此根根據(jù)經(jīng)驗驗公式折折算設(shè)計計彎沉值值；（2）路路面結(jié)構(gòu)構(gòu)方案初初擬：根根據(jù)工程程經(jīng)驗初初擬路面面組合結(jié)結(jié)構(gòu)形式式，包括括路面結(jié)結(jié)構(gòu)材料料形式、厚厚度、設(shè)設(shè)計層位位；（3）材材料參數(shù)數(shù)擬定：選擇抗抗壓回彈彈模量、泊泊松比、容容許應(yīng)力力等材料料力學(xué)參參數(shù)；（44）設(shè)計計指標(biāo)計計算：計計算初擬擬路面結(jié)結(jié)構(gòu)方案案的路表表計算彎彎沉值和和基層層層底彎拉拉應(yīng)力，

5、并并校驗其其是否符符合設(shè)計計彎沉和和容許應(yīng)應(yīng)力要求求；（5）設(shè)設(shè)計層位位調(diào)整：如以上上指標(biāo)不不滿足要要求，則則需調(diào)整整增加設(shè)設(shè)計層位位的厚度度，重新新進行以以上環(huán)節(jié)節(jié)的計算算；如以以上指標(biāo)標(biāo)滿足要要求，可可重點結(jié)結(jié)合經(jīng)濟濟性要求求適當(dāng)減減薄設(shè)計計層位厚厚度；如如計算指指標(biāo)始終終無法滿滿足要求求，則需需重新擬擬定路面面結(jié)構(gòu)方方案。層位代表材料類型模量取值（20，Mpa）容許應(yīng)力（Mpa）泊松比上面層改性瀝青AC50.80.35中面層普通瀝青AC-20100014005下面層普通瀝青AC-2580012005基層水泥穩(wěn)定碎石120018

6、005底基層二灰土50010005路基土基301200.42.22瀝青路路面材料料（11）原材材料性能能指標(biāo)控控制 瀝瀝青、集集料（2）瀝瀝青混合合料 SSMA、SSupeerpaave（33）基層層混合料料 水泥泥穩(wěn)定碎碎石2.22瀝青路路面材料料原原材料質(zhì)質(zhì)量控制制瀝瀝青：三三大指標(biāo)標(biāo)針入度度、軟化化點、延延度改性瀝瀝青、普普通瀝青青、低標(biāo)標(biāo)號瀝青青等70號普通瀝青試驗項目施工規(guī)范試驗方法A級B級針入度（,5s） 60806080T0604-2000延度（，/min） cm 不小于2015T0605-1993延度（，/min） cm 不小于100100T

7、0605-1993針入度指數(shù)PI -1.51.0-1.81.0T0604-2000軟化點TR&B 不小于4644T0606-2000動力粘度 Pa.s 不小于180-T0625-2000密度 g/cm3 不小于實測實測T0603-1993閃點 不小于260260T0611-1993溶解度 % 不小于99.599.5T0607-1993含蠟量 % 不大于2.23.0T0615-2000RTFOT后殘留物T0610-1993質(zhì)量變化 % 不大于0.80.8T0610-1993針入度比 % 不小于6158T0604-2000延度（ ,/min ） cm 不小于64T0605-1993延度（ ,/mi

8、n ） cm 不小于-T0605-1993集料：吸水率率、壓碎碎值、磨磨耗值、針針片狀含含量等粗集集料、細細集料、玄玄武巖、石石灰?guī)r上面層粗集料檢 驗 項 目技術(shù)要求石料壓碎值 不大于（%）20石料高溫壓碎值 不大于（%）24洛杉磯磨耗損失 不大于（%）30磨光值 不小于（BPN）42與瀝青的粘附性（摻抗剝落劑后） 不小于（級）5視密度 不小于（t /m3）2.60吸水率 不大于（%）2.5（宜不大于2.2）軟石含量 不大于（%）3抗壓強度 不小于（Mpa）120堅固性 不大于（%）12細長扁平顆粒含量 不大于（%）13水洗法顆粒含量 不大于（%）1號料 0.62號料 0.83號料 1.0SM

9、AASSMA（SStonne MMasttic Aspphallt）即即瀝青瑪瑪蹄脂碎碎石混合合料，它它是按照照內(nèi)摩擦擦角最大大的原則則，以間間斷級配配的粗集集料形成成相互嵌嵌擠的礦礦料骨架架按按照空隙隙率較小小的原則則，以瀝瀝青瑪蹄蹄脂填充充骨架的的空隙，形形成一種種骨架密密實結(jié)構(gòu)構(gòu)的瀝青青混合料料。 Supperppavee原原規(guī)范的的AC-I結(jié)構(gòu)構(gòu)為懸浮浮密實結(jié)結(jié)構(gòu)，粗粗集料在在混合料料中呈懸懸浮狀態(tài)態(tài)，施工工時容易易于壓實實，現(xiàn)場場空隙度度小，且且易于離離析。該該結(jié)構(gòu)高高溫穩(wěn)定定性欠佳佳，在高高溫、重重載交通通、渠化化交通的的作用下下路面出出現(xiàn)車轍轍的幾率率很大。Superpave：骨

10、架嵌擠，提高抗車轍性能抗裂水水泥穩(wěn)定定碎石一種種骨架密密實型混混合料，以以連續(xù)級級配粗集集料形成成相互嵌嵌擠的骨骨架，以以水泥及及細料填填充骨架架的空隙隙，形成成一種骨骨架嵌擠擠密實結(jié)結(jié)構(gòu)的無無機結(jié)合合料振動成成型水泥劑劑量少，抗抗裂性能能優(yōu)越2.33施工工工藝拌拌合拌合是是指將瀝瀝青混合合料所需需的原材材料按照照特定的的工藝和和技術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)進行行拌合生生產(chǎn)，拌拌合工序序需在后后場瀝青青拌合站站完成。在在拌合過過程中需需根據(jù)混混合料目目標(biāo)配合合比和生生產(chǎn)配合合比設(shè)計計結(jié)果進進行生產(chǎn)產(chǎn)，同時時還需重重點控制制拌合溫溫度、時時間、拌拌合順序序等關(guān)鍵鍵參數(shù)間歇歇式、連連續(xù)式拌拌合樓運輸輸運運輸是指指將

11、拌合合生產(chǎn)的的成品瀝瀝青混合合料通過過裝卸汽汽車運輸輸至施工工現(xiàn)場。在在運輸環(huán)環(huán)節(jié)中，一一方面需需通過篷篷布覆蓋蓋等設(shè)施施保證瀝瀝青混合合料到場場溫度，防防治污染染，另一一方面在在卸料放放料過程程中，采采用適宜宜的工藝藝控制級級配的離離析；攤鋪攤鋪鋪是指通通過攤鋪鋪機將裝裝卸車運運輸?shù)臑r瀝青混合合料均勻勻松鋪至至路面，以以備壓實實。在攤攤鋪過程程中，首首先需控控制攤鋪鋪速度，保保證連續(xù)續(xù)穩(wěn)定的的攤鋪，以以提高路路面平整整度，同同時應(yīng)通通過工藝藝調(diào)整確確保松鋪鋪鋪面的的均勻性性，包括括溫度離離析、級級配離析析等。碾壓碾壓壓是指通通過壓實實機械將將松鋪瀝瀝青混合合料壓實實至設(shè)計計空隙率率狀態(tài)。根根

12、據(jù)不同同瀝青混混合料選選擇不同同的壓實實機械組組合，常常用的包包括鋼輪輪和膠輪輪，在壓壓實過程程中，一一方面要要保證合合理的壓壓實遍數(shù)數(shù)，確保保瀝青路路面的密密實性，另另一方面面還需重重點控制制壓路機機的速度度，保證證整體鋪鋪面的實實施質(zhì)量量。2.44瀝青路路面使用用狀況由于于瀝青路路面設(shè)計計、施工工等技術(shù)術(shù)的進步步，現(xiàn)階階段在局局部省份份范圍內(nèi)內(nèi)基本上上已經(jīng)解解決了瀝瀝青路面面早期水水損壞問問題，但但從整體體來說，仍仍有部分分地區(qū)由由于相應(yīng)應(yīng)的技術(shù)術(shù)、工藝藝等發(fā)展展條件制制約，早早期水損損壞依舊舊是困擾擾廣大公公路建設(shè)設(shè)者的難難題公公路技術(shù)術(shù)狀況評評定標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（JJTGHH20-20007）評

13、價指標(biāo)計算參數(shù)單位水平范圍備注路面損壞狀況PCI破損率DR%9298裂縫、修補行駛舒適性RQI國際平整度指數(shù)IRIm/km1.01.5不均勻沉降車轍狀況RDI車轍深度RDmm510壓密型車轍抗滑狀況SRI橫向力技術(shù)SFC5258SMA表面粗糙路面結(jié)構(gòu)強度PSSI彎沉0.01mm510基層強度高以江蘇省為為例，由由于瀝青青路面原原材料、混混合料組組成、施施工工藝藝等環(huán)節(jié)節(jié)的技術(shù)術(shù)進步，在在十年前前基本已已經(jīng)徹底底解決了了路面早早期損壞壞，路面面使用性性能得到到了全面面提升，但但與此同同時仍然然面臨著著反射裂裂縫、車車轍等問問題，仍仍需通過過材料優(yōu)優(yōu)化等措措施來進進一步提提升瀝青青路面的的整體質(zhì)質(zhì)

14、量3.1瀝瀝青混合合料離析析防治從控控制離析析的角度度來說，一一方面可可以通過過工藝的的進一步步優(yōu)化來來實現(xiàn)，另另一方面面需要通通過管理理角度，提提升施工工質(zhì)量精精細化和和標(biāo)準(zhǔn)化化。設(shè)設(shè)計：一一般的要要求是路路面層厚厚應(yīng)大于于混合料料最大公公稱粒徑徑的三倍倍。正確確的配合合比設(shè)計計對防治治離析也也很重要要。料堆：不同規(guī)規(guī)格的材材料應(yīng)分分開堆放放，堆料料方式應(yīng)應(yīng)保證材材料的均均勻性。料料堆轉(zhuǎn)移移的方法法對減少少堆料離離析很重重要，裝裝載機的的裝卸方方式對料料堆的離離析和料料堆級配配的變化化很關(guān)鍵鍵。拌和廠廠：可采采用自卸卸式底板板冷料倉倉，進料料將比較較均勻，減減少離析析現(xiàn)象。運料車裝料和卸料：

15、當(dāng)卸料車卸載時，將料一次性卸到攤鋪機中是很重要的，盡量減少停頓，能防止粗集料滾到攤鋪機料斗的兩邊。攤鋪機：a）任何時候攤鋪機中的混合料都不應(yīng)少于其裝載量的30%；b）施工中盡可能不隆料；c）盡可能將料一次性卸到攤鋪機的料斗；d）攤鋪機料斗的倉門要盡量開大；e）連續(xù)攤鋪；f）保證螺旋布料器連續(xù)旋轉(zhuǎn)；g）安裝擋板以防止粗料滾到螺旋變速箱的前面而引起中線離析；h）保證螺旋的外側(cè)不缺料；j）調(diào)節(jié)攤鋪機熨平板的伸縮，讓攤鋪機能從料斗的每邊均勻地進料。傳料車（MTV）：傳料車能保證攤鋪機連續(xù)攤鋪，傳料車能保證從混合料卡車卸料、輸送到攤鋪機料斗的過程中不發(fā)生離析，同時也能消除由于拌和時間短而產(chǎn)生的離析。3.

16、22施工質(zhì)質(zhì)量精細細化管理理體系（1）原原材料的的質(zhì)量管管理要求求加強瀝瀝青路面面用木質(zhì)質(zhì)素纖維維和抗剝剝落劑質(zhì)質(zhì)量要求求明明確木質(zhì)質(zhì)素纖維維和抗剝剝落劑的的檢測項項目、方方法、頻頻率和技技術(shù)要求求統(tǒng)一瀝瀝青路面面粗集料料高溫壓壓碎值試試驗方法法在在規(guī)范基基礎(chǔ)上提提高要求求，粗集集料壓碎碎值要求求為常溫溫為200%，高高溫為224%加加強瀝青青路面原原材料控控制在明確確告訴公公路瀝青青路面低低基層、路路面基層層、路面面下封層層、路面面面層原原材料的的檢測項項目和檢檢測頻率率（2）施施工前后后場質(zhì)量量管理要要求加強強瀝青混混合料施施工溫度度檢測施工工溫度的的檢測項項目包括括出廠溫溫度、到到場溫度

17、度、攤鋪鋪溫度、初初壓溫度度、復(fù)壓壓溫度、終終壓溫度度，以及及檢測溫溫度的位位置和頻頻率加強強高速公公路瀝青青路面面面層縱向向接縫施施工質(zhì)量量規(guī)規(guī)定兩臺臺攤鋪機機重疊寬寬度不小小于 220cmm，上下下層接縫縫位置錯錯開距離離不小于于15ccm，注注重接縫縫位置碾碾壓，增增加接縫縫位置的的壓實度度和滲水水系數(shù)測測定等措措施統(tǒng)一一高速公公路瀝青青上面層層壓實度度檢測方方法瀝青上上面層壓壓實質(zhì)量量采用取取芯和核核子密度度儀兩種種檢測方方法控制制，核子子密度儀儀檢測結(jié)結(jié)果不作作為評定定標(biāo)準(zhǔn)加加強橋面面防水層層施工質(zhì)質(zhì)量管理理加加強到場場原材料料的抽檢檢，對防防水粘結(jié)結(jié)層的噴噴涂數(shù)量量和均勻勻性進行行

18、檢測，達達到齡期期后，對對橋面防防水層的的外觀和和粘結(jié)強強度做檢檢驗加強強高速公公路瀝青青面層施施工后場場管理及時時清掃料料堆場地地，對料料堆和廢廢棄礦料料等明確確的標(biāo)識識包括：集料、名名稱、規(guī)規(guī)格、產(chǎn)產(chǎn)地、責(zé)責(zé)任人等等加強橋橋面水泥泥混凝土土鋪裝層層施工質(zhì)質(zhì)量管理理需需在橋面面處理、鋪鋪裝層施施工準(zhǔn)備備、施工工、養(yǎng)護護、評定定等幾個個方面提提出了明明確的要要求（3）特特殊季節(jié)節(jié)施工質(zhì)質(zhì)量管理理要求加加強高溫溫多余期期間施工工現(xiàn)場管管理密切關(guān)關(guān)注天氣氣變化；加強結(jié)結(jié)構(gòu)物附附近的柴柴草等易易燃物進進行全面面清理；水穩(wěn)施施工時注注意合理理混合料料運輸車車的速度度與攤鋪鋪速度匹匹配加強強高速公公路雨

19、季季施工質(zhì)質(zhì)量管理理加加強雨季季施工前前準(zhǔn)備，對對材料倉倉庫提前前檢查。加加強原材材料的防防護工作作，加強強底基層層、基層層的施工工管理加加強高速速公路冬冬期施工工質(zhì)量管管理合理安安排施工工進度，制制定詳實實，可操操作的冬冬季施工工技術(shù)方方案；施施工前備備足冬期期施工的的物質(zhì)和和設(shè)備，并并排專人人負責(zé)氣氣象信息息的收集集與監(jiān)測測4.11路面設(shè)設(shè)計規(guī)范范既既有設(shè)計計規(guī)范不不足設(shè)計指指標(biāo)不完完善路表彎彎沉不能能真實反反映瀝青青路面結(jié)結(jié)構(gòu)實際際使用性性能和損損壞狀況況設(shè)設(shè)計參數(shù)數(shù)與實際際狀況對對應(yīng)性差差現(xiàn)現(xiàn)有瀝青青路面材材料設(shè)計計參數(shù)均均為靜態(tài)態(tài)參數(shù)，與與實際行行車荷載載作用下下材料的的動態(tài)響響應(yīng)不

20、符符，且沒沒有充分分考慮溫溫度、濕濕度和應(yīng)應(yīng)力狀態(tài)態(tài)等對材材料性能能的影響響設(shè)設(shè)計理論論與實際際工況不不符國際上上瀝青路路面設(shè)計計方法趨趨向于采采用力學(xué)學(xué)-經(jīng)驗驗法，以以彎沉為為主要指指標(biāo)的經(jīng)經(jīng)驗法使使設(shè)計結(jié)結(jié)果不能能真實反反映瀝青青路面結(jié)結(jié)構(gòu)的實實際使用用性能和和損壞狀狀況。采用用力學(xué)經(jīng)經(jīng)驗法，重重點針對對路面疲疲勞開裂裂受力特特征進行行了設(shè)計計方法的的梳理力學(xué)-經(jīng)驗設(shè)設(shè)計指南南 Avaailaablee att:wwww.trrb.oorg/meppdg/結(jié)構(gòu)分分析軟件件采采用針對對具體損損壞的設(shè)設(shè)計指標(biāo)標(biāo)體系。增增加了路路基永久久變形、瀝瀝青層永永久變形形和路面面低溫開開裂設(shè)計計指標(biāo)，改改進了瀝瀝青層和和無機結(jié)結(jié)合料層層疲勞開開裂預(yù)估估模型，路路表彎沉沉不再作作為設(shè)計計指標(biāo)瀝青青層疲勞勞開裂無機機結(jié)合料料層疲勞勞開裂路基永永久變形形瀝瀝青層永永久變形形低低溫開裂裂改改變了路路面材料料和路基基的設(shè)計