浅谈如何提高沥青路面的使用性能和耐久性

湖南城市学院全日制本科自考助学班毕业论文

题目浅谈如何提高沥青路面的

使用性能和耐久性

学院湖南城市学院

专业交通土建

年级2009

学习形式自考助学

层次本科

学号9121102 (8)

姓名·····

指导教师·····

2012 年 4 月15 日

湖南城市学院全日制自学本科助学教育

毕业论文指导签

专业交通土建层次本科年级2009

学生姓名····学号9121102···48 站点·····

通讯地址湖南省长沙市····

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论文题目浅谈如何提高沥青路面的使用性能和耐久性

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浅谈如何提高沥青路面使用性能和耐久性

（湖南城市学院交通土建专业谭·· 413000）

[摘要]：沥青路面使用性能和耐久性受多方面因素的影响,与沥青混合料类型、配合比设计、沥青质量、矿料质量与级配、施工工艺与材料的均匀性、气候环境、交通条件等有较大的关系。该文通过分析得出集料的岩石类型和质量以及矿料级配对沥青混凝土的物理-力学性质是最关键的影响因素,因此,应重视矿料质量与级配,以提高沥青路面使用性能。

[关键词]：沥青路面使用性能耐久性

一、引言

由于沥青路面具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点，我国近年来建设的城市道路大多采用半刚性基层沥青路面。但是，随着城市人口和各种客运车辆的日益增长，城市道路所承受的交通压力不断加大，许多新修的沥青路面使用时间不长就出现了各种病害。这一方面是由沥青路面抗弯拉强度低、面层的温度稳定性较差，另一方面则与城市道路的特点、施工质量、组织管理等有密切的关系。因此，深入分析影响城市道路沥青路面质量的各种因素，寻求提高城市道路沥青路面质量的各种对策，对延长城市道路沥青路面的使用寿命、降低城市道路建设成本、方便城市居民的出行等都具有重要的意义。

二、影响沥青路面使用性能和耐久性的因素

影响沥青混凝土路面耐久性的主要因素是车辙、裂缝和半刚性基层的质量．道路交通量大、气温高、路面结构及材料组成配比不当等导致车辙的形成；裂缝因成因不同而分为疲劳裂缝、温度裂缝和反射裂缝，分别探讨了其影响因素；半刚性材料的强度和抗冲刷能力以及施工质量均会影响半刚性基层的质量．应从合理设计路面结构层次及混和料配合比，采取正确的施工方法和养护方法，选择抗冲刷性好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料，提高基层质量等来提高沥青路面的耐久性．

下面主要是从沥青路面所处的结构和环境特点对沥青路面上面层材料组成进行分析，参考国内的成功经验和国外相关规范及研究成果，分析适合我国沥青路面上面层用的集料和沥青的相关指标。

(1)沥青路面中，粗集料所占比较大，对混合料整体性能影响显著，因而对透水性沥青混合料上面层粗集料质量的尤其是对磨耗损失、压碎值、磨光值和针片状含量等关键指标的控制应当严格。

(2)对沥青路面用细集料和矿粉的技术标准主要参考《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40--2004)中相应的规定指标。为了改善沥青与集料的粘附性，提高混合料高温稳定性和抗飞散性能，可采用干燥的磨细部分消石灰粉或生石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1％--2％。

三、影响沥青路面使用性能分析

1、沥青路面的高温稳定性

高温稳定性不足：有车辙、推移、拥包、搓板、泛油等病害

（1）车辙的类型

①失稳性车辙：沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移，在轮迹处出现变形。

②结构性车辙：路面结构在交通荷载作用下产生整体永久变形主要是由于路基变形传递到面层引起。

③磨耗性车辙：路面结构顶层材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下不断损失而形成的永久变形。

（2）车辙的形成过程

①初始阶段的压密过程

②沥青混合料的侧向流动

③集料的重新分布及集料骨架的破坏

（3）沥青混合料高温评价方法

①现场试验路试验：AASHTO试验路，WestTrack环道试验

②大型足尺试验：室内环道、室内直道、重复加载试验（ALF）、重车加载试验等；

③室内小型试验：单轴压缩试验、马歇尔试验、蠕变试验、轮辙试验、简单剪切试验。

④轮辙试验：模拟实际车轮荷载在路面上行走而形成车辙的试验方法，室内代表性试验为车辙试验。车辙试验是在规定尺寸的板块状压实沥青混合料试件上，用固定荷载的橡胶轮反复行走后，测定其在变形稳定期每增加变形1mm的碾压次数，即动稳定度，以次/mm表示。我国规范规定，一般情况下，试验温度为60℃，轮压为0.7MPa；计算动稳定度的时间原则上为试验开始后45—60min之间；板试件尺寸为300mm，宽300mm，厚50mm。

试验可以三大指标：任意时刻总变形即车辙深度；动稳定度DS；变形速率RD；

⑤简单剪切试验：试件尺寸根据混合料最大粒径选定；试验温度为4 ℃，20 ℃，40℃。

（4）沥青路面高温稳定性技术标准

沥青路面容许车辙深度发展历程：路基顶面容许竖向压应变→沥青层容许永久变形→路面容许车辙深度。(如表1：容许车辙深度标准)

表1：容许车辙深度标准（mm）

容许车辙深度标准（mm）美国地沥青学会（AI）13 英国20

壳牌石油公司（shell）高速公路10 一般公路30

比利时

干线公路12

次级道路18

中国高速公路10-15

其他等

级道路

交叉口25-30

非交叉口15-20

（5）提高沥青路面高温稳定性措

我国沥青路面一般采用半刚性基层沥青面层，基层强度高，因此一般不会出现结构性车辙；由于面层集料一般采用玄武岩，因此磨耗性车辙也少见；所以一般为失稳性车辙，因此必须提高沥青混合料的高温稳定性，即提高粘结力和内摩阻力。即：

①从集料方面：集料破碎面多，石质坚硬，具有良好的表面纹理和粗糙度；集料级配良好，有足够数量粗集料形成空间骨架结构；配合比设计合理，注重压实；

②从沥青方面：使用黏度高的改性沥青或添加纤维；提高沥青材料的粘稠度；控制沥青与矿粉的比值，严格控制沥青用量。

2、沥青路面的低温抗裂性

沥青路面低温时强度增大，但变形能力降低。急骤降温产生温度梯度，面层受到下部约束产生拉应力，降温也使得沥青混合料劲度增加，导致混合料拉应力大于抗拉强度而开裂。沥青路面存在两类低温开裂形式：

①低温缩裂：

降温时沥青混合料的体积收缩，温度应力超过混合料极限抗拉强度，裂缝由上而下发展；

②温度疲劳裂缝：

路面在低于极限抗拉强度的温度应力反复作用下开裂，发生在温度频繁变化的地区；

（1）低温开裂机理（图1）