探讨刚性基层沥青路面结构
长寿命沥青路面结构的探讨

长寿命沥青路面结构的探讨近年来,随着公路上的交通量以及汽车荷载的不断增加,有些公路通常达不到甚至远低于设计寿命就出现了损坏,需要进行大规模的养护维修或重建。
对于高速公路、城市间的重要道路,公路的维修必然造成用户的出行不便,延长用户的驾车时间,增加燃油消耗,造成大量的维修费用、用户费用的浪费等问题,同时对社会也带来巨大的经济损失,从寿命周期费用分析的角度看,这无疑是不经济的。
如何延长公路的使用年限,这已成为目前我国公路建设者最为关心的问题之一。
1 长寿命路面结构设计理念长寿命路面结构设计理念是为了提高沥青路面的使用寿命,采用较厚的沥青层柔性路面,以降低传统的沥青层底开裂和避免结构性车辙,使路面的损坏仅限于顶部(25~100mm),因此只需要定期的表面铣刨、罩面修复,在使用年限内不需要大的结构性重建。
长寿命路面结构设计要求考虑设计标准轴次、荷载以及轮胎压力及容易维修、施工适应性及施工速度、安全、耐久及可再生性能,并最大限度降低对环境的影响。
长寿命路面是指路面设计寿命超过40年的路面结构。
2 长寿命路面设计要求2.1较高的路基稳定性对于长寿命路面结构来讲,在设计时应尽可能地提高路基的承载能力,以便在环境和荷载作用下产生尽可能小的不均匀变形,从而为其上结构层提供稳定均匀的支承。
2.2良好的材料性能对于长寿命路面结构而言,其面层材料首先应具有较高的强度和温度、水稳定性,以抵抗大规模车辆荷载的重复作用引起的车辙,同时避免水损坏,确保行车安全性。
除此之外,长寿命路面结构对主要承重层材料的要求也很高,以确保结构层在使用寿命期内不发生疲劳破坏。
2.3合理的路面结构组成设计长寿命路面结构设计时要考虑路面各结构层的功能,充分发挥其整体性能,避免在长的寿命期内发生早期性损坏。
对于表面层,因其承受荷载、温度应力最大,又直接暴露在空气中,所以必须选择抗车辙、抗裂缝、抗磨耗、稳定、耐久、密水、粗糙抗滑的混合料和结构。
在表面层不能满足使用性能后,只需要铣刨表面层重新加铺。
浅谈透层和封层的施工在沥青路面的半刚性基层的应用

浅谈透层和封层的施工在沥青路面的半刚性基层的应用迅猛发展的高等级公路在我国技术不断的得到完善,尤其是沥青路面的应用,沥青材料以其高适应性以及养护方便的优良性能等得到了公路建设工程界的认可和青睐。
沥青公路的基层在形变上较之其他路面的适应性要更强并且若是出现了病害容易修复,行车舒适度高,摩擦系数大,且噪音小、干净。
但是我国在有关无机结合料的基层以及沥青的混合料的各个面层之间的工艺处理的规定却很少,因此施工方在下封层等功能层也没有给予相应的重视。
因此文章通以提高公路的多面层的结构承载力以及抗水性能和耐久性为目的,对透层以及封层的结构型做了具体的论述,有针对的对施工工艺以及技术水平做了论述,以期公路建设可以达到其应有的效果。
标签:透层;封层;公路;刚性基层公路的路面在结构上都是多层结构,由面层以及半刚性的基层和垫层组成,面层通常使用沥青混凝土,基层则是由无机结合料构成。
这种结构再设计施工以及最初的设计中各层次之间的结合是最重要的。
而目前很多公路存在的病害的根本原因主要是两种:一种是水破坏,另一种则是不连续的面层造成的。
因此,基层的质量以及功能层的质量好坏与否都会直接对路面的使用寿命以及路面的质量造成影响。
1 透层所谓的透层就是一种透入基层表面的一种薄层,主要是煤沥青或者是乳化沥青和石油沥青在基层上的洒布所形成的。
并且从字面定义就可以看出,洒布的材料要渗透入基层,在基层的表面是不能残留有油膜的。
由于材料以及结构位置特点,透层既具有表面面层的水密性以及粘韧性,又具有基层的抗变形性和强度。
因此,从另一个角度看,透层也是可以作为无机结合材料过渡到有机结合料的一个耦合层。
1.1 机理。
透层在实质上是一种渗透层,位于无机结合料的表层,广泛应用于处理下面层以及基层之间结构。
主要的作用有以下几点:第一,对基层以及沥青面层的粘结性进行了增强,主要是由于材料深入了基层的空隙;第二,增强了基层表面对于细集料的结核性能;第三,基层在铺装后应当做养护,透层的处理工艺可以也是对基层养生的一种方式,不但保证了养生质量,同时也降低了养生费用;第四,形成了一个防水层,这是由于在透层渗透后基层的一些空隙被填满的缘故;最后,若是突发情况出现,而无法及时的对面层进行铺筑则可以对基层进行一定的防护,以防降雨以及临时行车对透层的破坏。
提高沥青路面面层与半刚性基层层间联结的施工方法

提高沥青路面面层与半刚性基层层间联结的施工方法泗洪县交通工程处江苏泗洪 211900一、背景技术1.我国的沥青路面结构包括:面层、联结层、基层。
现有的沥青路面施工基本满足目前交通荷载及交通增长需求,但大多在设计年限内就已出现不同程度的破坏,即层间抗剪强度不能够满足设计寿命要求。
由于沥青面层与基层的弹性模量相差很大,如层间不能进行适当的粘结处治,则往往会导致沥青路面过早的出现滑移、反射裂缝等多种路面层间病害。
2.沥青路面各结构层层间结合质量的好坏是影响沥青路面寿命的主要因素之一。
沥青面层与基层之间的联结对于路面结构的应力分布有很大的影响,目前多以碎石封层加透层油作为联结层进行层间处理。
当路面层间处治质量不好时,在车轮荷载的反复作用下,路面层间极易发生层间滑移破坏,产生月芽形推挤裂缝,再加上雨水的作用,导致沥青路面发生唧泥、坑洞等多种水损坏现象。
因此,为了保证沥青路面各结构层的整体性与耐久性,提高路面抗水损坏能力,必须加强沥青路面层间处治技术的研究。
3.现有沥青路面的施工方法,其施工步骤如下:步骤一:基层准备。
对基层的厚度、密实度、平整度、路拱等进行检查。
基层若有松散、坑槽等,必须先进行整修,并将基层清扫干净;步骤二:在基层表面洒布透层油;步骤三:洒布封层油,并立即均匀撒布预拌碎石;步骤四:摊铺沥青面层并按要求进行碾压。
4.现有沥青路面施工方法存在的问题:(1)摊铺时层间温差大,基层温度低,新铺设沥青温度高,两者之间不能很好的结合,易造成弱结合面。
(2)由于沥青面层与基层采用不同的混合料,弹性模量相差很大,则温度收缩或膨胀率也不同,容易出现滑移。
二、技术方案针对现有施工技术存在的缺陷,提供一种提高沥青路面层间联结的施工方法,目的在于增强沥青面层与基层之间的结合度,使层间联结状态更好,抗剪强度更高,层间的抗滑性能显著提升,以延长路面使用寿命。
图1为发明路面结构示意图图2试件剪切应力随剪切位移的变化示意图提高沥青路面层间联结的施工方法,其施工工艺步骤如下:步骤一:基层准备。
沥青路面结构层_图文

二级、三级公路
其他应用
用于柔性基层、调 平层
沥青贯入式 (含上拌下贯沥青碎石)
二级、三级公路
用于柔性基层、调 平层
沥青表面处治与稀浆封 层
三级、四级公路
各级公路的上、下 封层
2012-冷2-29拌沥青混合料 11三级、四级公路 旧路修补工程
(1)沥青表面处治
• 定义:用沥青和集料按层铺 • 作用:抵抗车轮磨耗,增 强抗滑和防水能力,提高
3.查浸水马歇尔试验残留稳定度
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1.3沥青面层类型
沥青表面处治 沥青贯入碎石 沥青碎石混合料 沥青混凝土
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详见表1.10
沥青面层类型
表1.10 各类路面面层适用公路的等级
沥青面层类型 沥 高速公路、 一、二、三、四
悬浮一密实结构
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特点:含细集料多,粗集料少,粗集 料彼此互相不接触,悬浮在细集料中。 密级配沥青混合料通常采用此种结构, 强度形成原理:沥青材料的粘结力为 主,骨料的内摩阻力为辅。 使用特点: ➢矿料级配密实、不透水性好、耐久性 好; ➢由于粗骨料形成骨架不稳定,受沥青 材料性质影响较大,它的热稳定性差。
沥青贯入式路面的厚度宜为40~80㎜;采用上拌下贯 式沥青路面时,拌和层的厚度宜为25~40㎜,其总厚 度宜为70~100mm。沥青贯入式路面的结合料宜用石油 沥青。
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(3)沥青混合料
1.按材料组成与结构分类 连续级配 间断级配
2.按矿料组成与空隙率 密级配:3%~6% 开级配:>18% 半开级配:6%~12%
沥青路面结构层_图文.ppt
沥青路面结构组成(详细解读)

沥青路面结构组成(详细解读)一、组织结构(一)基本结构1.城镇沥青路面结构由面层、基层和路基(水泥路面多垫层)组成,层间结合必须紧密稳定,以保证结构的整体性和应力传递的连续性。
大部分道路结构组成是多层次的,但层数不宜过多。
2.行车载荷和自然因素对路面的影响随深度的增加而逐渐减弱;对路面材料的强度、刚度和稳定性的要求也随深度的增加而逐渐降低。
各结构层的材料回弹模量应自上而下递减,基层材料与面层材料的回弹模量比应≥0.3;土基与基层(或底基层)的回弹模量比宜为0.08~0.4。
3.按使用要求、受力状况、土基支承条件和自然因素影响程度的不同,在路基顶面采用不同规格和要求的材料分别铺设基层和面层等结构层。
4.面层、基层的结构类型及厚度应与交通量相适应。
交通量大、轴载重时,应采用高等级面层与强度较高的结合料稳定类材料基层。
5.基层的结构类型可分为柔性基层、半刚性基层;在半刚性基层上铺筑面层时,城市主干路、快速路应适当加厚面层或(+土工布)采取其他措施以减轻反射裂缝。
(判定刚性非刚性的指标:弯沉值)柔性基层:带沥青的、级配形式的——弯沉大,主控项目测弯沉半刚性基层:水泥、石灰稳定形式的——弯沉大,主控项目测弯沉刚性基层:水泥混凝土、钢筋混凝土——弯沉很小,主控项目不测弯沉(二)路基与填料1.路基分类从材料上,路基可分为土方路基、石方路基、特殊土路基。
路基断面形式有:路堤——路基顶面高于原地面的填方路基;路堑——全部由地面开挖出的路基(又分全路堑、半路堑、半山峒三种形式);半填、半挖——横断面一侧为挖方,另一侧为填方的路基。
土方路基 石方路基特殊土路基(湿陷性腹胀土冻土等)半填半挖2.路基填料高液限黏土、高液限粉土及含有机质细粒土,不适用做路基填料。
因条件限制而必须采用上述土做填料时,应掺加石灰或水泥等结合料进行改善。
地下水位高时,宜提高路基顶面标高。
在设计标高受限制,未能达到中湿状态的路基临界高度时,应选用粗粒土或低剂量石灰或水泥稳定细粒土做路基填料。
对半刚性基层沥青路面结构的分析

严重损坏 ( 见图 1 , 面病害 以块状裂缝 、 )路 龟裂为主 , 其他类病害 有车辙、 推移和拥包 、 沉陷、 松散、 坑槽等。所使用的路面结构为 l o Om 沥青混凝土 + 0c 2 m水稳碎石 + 0 m水稳砂砾 。 2 c
围 1 霍 候 一级 公 路 龟 裂 和块 状 裂缝 损 害
科 之 学 友
Fn f i eme rd e a r i S n A ts e oc c u
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对半刚性基层 沥青路面结构 的分析
赵 江
晋中 ooo) 3 9 4 ( 山西省祁临高速公路有限责任公司 ,山西
摘 要 : 以 霍侯一 级公 路 为例 对我 国半刚 性基层 沥 青路 面结 构的缺 陷和不足 作 了分析 ,并 依据 “ 长寿命 路面”提 出合理 的路 面结构 。 关键词 :半刚性基层沥青路 面; 裂缝 ; 长寿命路 面 中 图分 类 号 :U4 6 文 献 标识 码 :A t. 2 文章 编 号 :00 83 ( 0)8 0 3 — 2 10 — 162 91— 02 0 0
见 图 3和图 4 。
3 霍侯 一级公 路损坏 成 因的分 析
“ 强基薄面” 导思 想是我 国公路发 展的历史性 产物 , 指 这种 思想认为 , 沥青路面的承重层在半 刚性基层 , 沥青面层只起 到表 面功能的作用 , 厚度一般都不超过 1 m。半 刚性基层沥青路面 7c 的优点在于 : ①水硬性结合料稳 定层具有较 高的强度 , 能够提供 较高的路面承载能力 , 有利 于荷载 的分布 , 极大降低了路基土的 垂直压应力 和其上沥青层层底 的弯 曲应力 ;②半刚性路面往往 较 经 济 , 于 中 、 交 通 量 路 段 , 以采 用 一 般 性 能 的材 料 , 对 低 可 凼采 用水硬性结 合料 能够充分利用 当地材料 ;同时对于一定的交通 量, 与全厚式 沥青路 面相 比, 以采用薄一些的 沥青 层 , 可 因此降 低 了沥青材料的用量 。但半刚性基层 沥青路 面有着本身难 以克 服 的缺 陷 和 不 足 : 方 面 由 于强 度较 高 必 然 会 导致 较 大 的千 缩 、 一
刚性路面与柔性路面的差异

对于路表弯沉,在半径2m左右的 范围内柔性路面和刚性路面存在差异; 对于土基顶面压应变,在半径2.3m左
右的范围内柔性路面和刚性路面存在差 异,而在此范围之外,两种路面结构的 两种指标差别很小。这说明刚性路面结 构的分布荷载能力强于柔性路面结构, 但在某一作用范围之外,二者的路表弯 沉和土基应变相近,由于刚性路面具有 良好的板体作用和较高的分布荷载能 力,刚性路面下的土基相对于柔性基层 下的土基而言,承受了较小的土基压应 力和压应变,同时路表弯沉也较小,因 此具有较强的承载能力。
路面病害
裂缝
沥青混凝土面层温度开裂是路面 破坏的主要形式之一。裂缝的出现往往 是路面损坏急剧增加的开始。路面裂缝 的危害在于从裂缝中不断进入水分使基 层甚至路基软化,导致路面承载力下 降,产生唧浆、台阶、网裂,加速路面 破坏。因此,提高路面的抗裂性能也是 沥青路面的重要课题。
沥青路面上出现的裂缝按其成因 的不同分为横向裂缝、纵向裂缝和网状 裂缝。其中非荷载性的横向裂缝是裂缝 的主要形式。
作者单位:邢台路桥建设总公司
188 TRANSPOWORLD 2011 No.10 (May)
高速公路上出现的裂缝主要是非 荷载因素引起的横向裂缝。沥青材料在 较高温度条件下,具有良好的应力松弛 性能,温度升降产生的变形不致于产生 过高的温度应力。但在冬季气温骤降 时,沥青混合料的应力松弛赶不上温度 应力的增长,同时劲度急剧增大,超过 混合料的极限强度或极限拉伸应变,便 会产生开裂。这是一次性降温造成的温 度收缩裂缝。另一种情况是,温度反复 升降导致温度应力疲劳使混合料的极限 拉伸应变(或劲度模量)变小,又加上沥 青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性
沥青路面与半刚性基层施工工艺的探讨

由于 运输 过 程 中料 堆 表 面 与 空 气接 触 , 度 下 降较 快 , 料 堆 中 心温 温 而 0 引 言 度 下 降较 慢 , 因此 形成 温度 离 析 。所 以在 为 搅 拌场 地 选址 时 , 要尽 量 基层 刚度 的提 高 ,ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ沥 青 路 面 结 构 发 生 了重 大 变革 。 这 些 年 在 使 使搅 拌 场 地 与摊 铺 现 场 距 离 不要 太 远 。 同时 应适 当平 整 运输 通 道 、 降 沥 青 路面 结构 设 计 和 施 工 控 制 水 平 上 都 取 得 了很 大 的进 步 , 别 是 低 行 驶 速 度 , 运 输过 程 中尽 量减 少颠 簸 i 料 堆 要采 取 保 温 措施 。 特 使 对
其 控 制技 术 是 否 科 学合 理 有 密 切 关 系。 现 从 几 个具 体 的施 工 工 艺 方
混合 料卸 向摊 铺 机 时 , 大骨 料 易滚 落 在 料 斗 两 侧 , 将 车厢 大 角度 、 应 面 探讨 一 下 如何 保证 半刚 性 沥 青 混凝 土 路 面 质量 。 快速升起 , 使混合料整体下滑 , 以避免大骨料 向外侧滚动和堆积。 1半 刚性 基 层 裂 缝 的处 理 3 沥 青 混 合料 摊 铺 中的 处 理 半刚性基层是沥青混凝土路面 的承载结构 , 基层的质量是否达 31两种摊铺 方法的比较分析 J GF 0 2 0 《 . T 4 — O 4 公路沥青路面 到规范与设计要求直接决定 了沥青混凝土路面的质量。 施工技术规范》 中规定 : 铺筑高速公路、 一级公路 沥青混合料时 , 台 一 半刚性材料、 沥青材料对温度和湿度变化比较敏感 , 在其强度形 摊 铺 机 的 铺 筑 宽度 不 宜 超 过 60 双 车 道 ) .m( .m( ~75 3车 道 以上 ) , 成 过 程 中 以及 运 营 期 间 会 产 生 干 缩 裂 缝 g ' 温 收缩 裂缝 , 路 面 交 通 常 宜 采 用 两 台 或 更 多 台 数 的摊 铺 机 前 后 错 开 1 m ~2 m 呈 梯 队 nF f  ̄ 在 0 0 通 荷 载 重 复作 用 下 , 刚性 基层 的 这 种 干 缩 裂 缝 和 收 缩 裂 缝 会 扩 展 方式 同步 摊铺 。 往施 工 单 位 从 工程 成 本 因素考 虑 , 直 采 用 单机 宽 半 以 一 到沥青路面形成反射裂缝而具有弱点。 路面裂缝不仅影响路面美观 、 幅摊 铺 作 业 方 式 , 这 种施 工 方 式 有很 大 的缺 点 : 但 降 低 平整 度 , 而且 在 路 面 开 裂后 水 分 通 过 裂 缝渗 到 路 面基 层 、 底基 层 311 螺 旋 布 料器 运送 混合 料 距 离 过 长 ,不 可 避 免地 会造 成 粗 .. 甚 至 土基 , 弱基 层 、 基 的强 度 , 而 加剧 路 面 的破 坏 。 削 土 从 细集 料 的离 析 , 往 边 上温 度 下 降越 多 , 越 导致 温 度 不均 和 实 际 压 实度 因此 , 防止基层开裂 , 为沥青路面提供 良好的承载结构将有效地 不一 样 。 保 证 沥青 路面 的质 量 。 可 采 取 以下 措 施 防 止 基 层 开 裂 : 是 在 基 层 一 31 摊 铺 机 的 质量 和 功 率 是 一 定 的 , 铺 宽度 越 大 , 均振 捣 ._ 2 摊 平 施工中注意湿治养护并及 时做封层处理 以防止基层初期破坏和干缩 力越 小 , 铺筑 后 的初 始压 实度 越 小 , 供碾 压 的时 间 也 就越 短 。 可 裂 缝 : 是 在 基 层 采 用 预 留 缝 : 隔 1 m 或 2 m 切 缝 , 铺 设 土 工 二 每 0 0 并 而采用双机或多机并行梯队摊铺作业方式后 ,对沥青混合料在 织 物 , 工 织 物 应 与 封 层 同 时 施 工 。 在 横 向施 工 缝 处可 铺 设 土 工 织 施 工 现场 进 行 抽 提 试 验 抽检 , 幅 左 、 、 小 于 等 于 47 mm 筛 孔 土 路 中 右 .5 物或将横缝 两侧各 2 c 的基层切除 , 0m 深度 5 m, c 用沥青 混合料填 的通 过率基本相 同, 小于等于 47 mm 的集料未发生施工离析。但 5 补 压 实 。 施 工 中应 注 意 清 除 基 层 顶 面 的杂 物 , 设 牢 固 、 直 、 接 大于等于 95 铺 顺 搭 .mm 以上筛 孔的通过率有一定差异 , 发生 了施工离析 , 合 理 , 层 油 温度 符 合 规 范 或设 计 要 求 , 免 人 为 或施 工 机 具 对其 损 黏 避 但 各 点级 配 仍 符合 规范 要 求 。 双机 或 多 机 并 行梯 队摊 铺作 业 方 式 可 坏 而 达 不 到预 期 效 果 。对 于 沥 青 橡胶 , 施 工 中应 重 视 沥青 的稠 度 , 以有效 降低沥青混合料 的施工离析 , 在 路面防水性能好 , 有效防止 了沥 橡 胶 粉 的 品种 、 度 和 含 量 , 拌 温 度 和 时 间 , 与 施 工 方法 密 切 结 青 混凝 土 路 面 的水 损 坏 发 生 ;由于 控 制 了离 析 ,提 高 了路 面 热 稳定 细 搅 并 合 , 忌 在 潮 湿 的半 剐 性 基层 上 直 接 铺 沥 青 橡胶 应 力 吸 收 薄膜 。 切 性 , 效 降低 和 防 止 了沥青 混凝 土 路面 变形 类 损 坏 的 发生 。 有 2 沥 青 混合 料 防 止 离 析 的处 理 32摊铺中应注 意的事项 摊铺过程 中, . 摊铺机 必须缓慢、 均匀 、 沥 青 混合 料 的 各种 原 材 料 试 验 、 目标 配 合 比、 产 配 合 比 、 产 连续不间断地摊铺 , 生 生 为提高平整度 , 少混合料 的离析 , 减 不得随意变 配 合 比验 证 阶段 对 保 证 沥青 路 面 质 量 是 同 等 重 要 的 , 是 需 要 引起 换 速 度 或 中途 停 顿 。 量 采 用具 有 大 直径 、 转速 螺 旋 布 料器 的摊 铺 也 尽 低 重视的。 国 J G 4 —2 。 《 我 T F 0 0 4 公路沥青路面施工技术规范》 规定 : 各 机 , 降低螺旋 布料器 的高度 , 并使混合料 的高度超过螺旋布料器。这 层沥青 混合 料应满足所在层位 的功能性要 求, 便于施 工 , 不容易离 样 , 以提 高 螺 旋 布 料 器 的 输 送 率 , 可 降低 转 速 , 少 不 同物 料 颗 粒 之 减 析。这是因为沥青路面施工 中的离析现象是影响路面质量 的关键 因 间的惯性差异 的同时 , 因为布料器埋于混合料内, 可以对物料实现二 素。在施工中 , 通过对供料 方式、 摊铺 技术等进行科学合理的控制 , 次搅拌 , 降低前期离析程度 , 位于混合料中的布料器向两侧沿整个断 可以有效减 少离析现象的发生 , 从而保证沥青混凝土路面的质量。 面挤 出物料, 而不是向上或 向下倾推物料 , 这样可以减少不同宽度位 21沥青混合 料拌和 中的处理 随着 沥青拌 和设备 的 自动化 程 置上的横 向离析和物料上下滚动产生的纵 向离析 ,螺旋面料器上部 _ 度 的逐步提高 , 制合格的沥青混和 料不再是难 点, 拌 但应在拌和过程 不暴 露 在 空 间 , 不会 由于 上 抛 而产 生 面 层 离 析。 也 中还 要 注 意 以下 问题 。 4 沥 青 混 合料 碾 压 中需 注意 的 问题 211沥青拌和设备通过试拌确定拌和机的上料速度 ,对各部 .. 沥 青 混合 料 摊 铺 后 , 路 机 应 紧跟 摊 铺 机 确保 高 温 碾压 , 压 缩短 碾
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探讨刚性基层沥青路面结构
0 前言
超薄沥青混凝土是21世纪90年代发源于法国的一种新型路面材料。
超薄沥青路面结构
是指在强基薄面理论指导下,采用较厚的"高强度的半刚性基层和超薄沥青混凝土面层组成的沥青路面结构。
厚度一般为5~10cm。
具有如下特点:延长路面的使用寿命,改善行驶质量,修正道路表面缺陷,改善安全性能,增加路面的抗滑能力,改善表面排水性能,降低路面轮胎噪声,大大降低工程造价。
1 UTAC的组成结构及强度形成机理
1.1 组成结构
沥青混合料的结构特性与材料组成、材料力学性能及各部分组成之间的相对位置密切相关。
压实成型的沥青混合料是由集料、沥青胶浆和残余空隙所组成具有空间网络结构的多相分散体系,其力学强度主要取决于集料颗粒间的内摩擦力和嵌挤力、沥青胶结材料的粘结性以及沥青与集料之间的粘附性等方面,沥青混合料主要有悬浮-密实结构、骨架-空隙结构和骨架-密实结构三种典型结构类型。
1.2 强度形成机理
沥青混合料的强度由矿质集料骨架的强度和沥青的胶结强度两部分构成。
其一表现为颗粒材料的摩擦阻力;另一部分则表现了沥青材料的粘结、凝聚和抗拉能力。
作为影响沥青混合料粘弹性性质的根本因素.要求沥青胶浆具有合适的组成,即合适的粉胶比。
我国的沥青路面中总存在因粉胶比控制不当而产生的病害,为此应将粉胶比作为考虑因素。
2 UTAC混和料配合比设计正交试验分析
超薄沥青混凝土面层的厚度薄,沥青混合料中集料的粒径比较小。
同时要求具有较好的构造深度、抗滑性能和密实性能。
因此有必要对超薄沥青混凝土的级配组成、集料、沥青、填料及它们之间的合理组合进行专门研究。
2.1 原材料性能
为改善混合料中石料与沥青的粘附性,提高混合料的水稳定性.采用水泥和消石灰来代替矿粉。
超薄沥青混凝土配合比对路用性能及力学性能有多种影响因素,由沥青混合料的结构特点和强度形成的分析可以看出,沥青类型、集料类型、填料类型、粗集料含量、粉胶比等作为重要影响因素,对其强度和使用性能有较为复杂的影响.排列组合起来,试验量就非常之大,而且数据处理起来也非常麻烦。
2.2 超薄沥青混合料性能的优化
由各因素对考核指标的影响程度对比分析,可以得出如下结论:
(1)为提高混合料的高温性能而过多地加大粉胶比,将导致低温性能、强度及其他使用性能的下降。
(2)辉绿岩同样具有较好的路用性能,完全能满足高等级沥青路面对于表面抗滑、水稳定性、高温稳定性及低温抗裂性能的要求,用于沥青混凝土路面的上面层,能取得可观的经济效益。
(3)使用改性沥青在沥青混凝土中的不可替代优势。
(4)对于混合料使用性能的其他方而,使用水泥或石灰作为填料对结果的影响相差不大。
(5)在粗集料形成了骨架而细集料又正好填满骨架空隙时,混合料的动稳定度应当有极大值。
3 超薄沥青路面参数影响分析及合理化取值
3.1 超薄面层总厚度及组合的影响
通过实验可以看出.路表弯沉随面层总厚度增大而减小,在上、下面层厚度分别相同的情况下,路表弯沉随另一面层厚度增大而减小:在面层总厚度不变的情况下,增加表面层厚度可减小总弯沉值。
其次是不同厚度上下面层组合情况。
上面层厚度分别相同时.基层及底基层底面的最大主应力值随面层总厚度的增大而减小。
影响基层及底基层底面的最大主应力值的主要是面层总厚度.上下面层的组合影响不大厚度组合不同.不同深度处最大剪应力峰值变化也不同。
在路表面,最大剪应力峰值随超薄面层厚度的增大而减小;在超薄表面层及基层内.最大剪应力峰值随超薄面层厚度的增大而减小;而在下面层内.最大剪应力峰值无明显规律。
在所有组合中,最大剪应力峰值的极值均出现在超薄面层结构内。
3.2 基层底基层总厚度的影响
从不同基层底基层厚度组合作用下的路表的弯沉变化曲线可以看出.基层厚度相同,底基层厚度增大弯沉值减小,底基层厚度相同.基层厚度增大弯沉也减小。
也就是说基层底基层不同厚度组合对路表弯沉没有明显的影响,其总厚度才是影响路表弯沉值主要因素。
底基层厚度相同,基层厚度增大,基层及底基层底面最大主应力减小;基层厚度相同,底基层厚度增大。
底基层底面的最大主应力值减小,基层底面的最大主应力值则随底基层厚度而变化,基层厚度较小时,最大主应力值随底基层厚度增加而加大.至底基层厚度20cm时达最大值.而后又随底基层厚度的增加而减小。
可见基层及底基层总厚度是影响基层及底基层底面最大主应力值的主要因素,另外,底基层厚度有一个最佳值,在本文所拟定的基层厚度组合中,基层厚度一定,底基层的最佳厚度为20cm。
3.3 剪应力的影响
在路表面最大剪应力峰值随基层底基层厚度的增减较小。
在超薄表面层内,最大剪应力峰值最大,最大剪应力峰值随基层底基层厚度的增大而增大。
在下面层内,最大剪应力峰值有增有减.但增减较小。
在基层内,最大剪应力峰值有增有减.但增减较小。
在底基层内,当底基层厚度不变时,最大剪应力峰值随基层厚度的增大而减小。
最大剪应力的峰值都发生在超薄面层内.因此,超薄面层的抗剪强度应较高。
4 超薄沥青路面结构和材料统一设计的方法
我国现行的路面设计规范.以弹性层状体系为基础,设计时先假定各层材料并根据材料的力学特性进行厚度计算,而后进行抗疲劳、抗车辙、抗低温开裂等方面的验算。
该设计过程对于路面结构、材料力学性质和环境交通条件等因素的考虑,多为相对独立的计算或验算过程。
难以解决路面结构与材料的力学性质和环境交通等因素之间相互影响甚至相互制约的矛盾。
5.结语
由于超薄沥青混凝土路面的相关研究尚处于起步阶段,许多内容尚不成熟,难免受多种因素的制约,如技术条件、计算手段、数据采集及自身水平等的限制。
本文只在静载条件下对沥青路面结构进行了分析,进一步的研究还需亟待。
参考文献
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