公路沥青路面材料的发展趋势及技术46页PPT
沥青路面新技术及绿色施工技术精品PPT课件
三、公路与城市道路沥青路面结 构及材料
我国公路与城市道路上的沥青路面结构具有以
下几类：
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
青路面结构，大部分公路采用半刚性沥青路面结构
：
1、半刚性沥青路面结构
面层
沥青上面层
沥青中面层
半刚性基层
沥青底面层 上基层
垫层
底基层 垫层
C 40 45
A 12 12 残留延度(10℃) 不小于 cm
永久性沥青路面的理念：设计的沥青路面能够使用 50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 坏仅限于路面顶部（2.5—10cm），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 大的结构性重建。
• 轮载下100~150mm区域为高受力区域，也是各种损坏（主要是轮辙）
合成级配2
合成级配3
20
中值线
10
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
• 2、刚性基层沥青路面
面层 刚性基层
垫层
沥青上面层
沥青中面层 沥青底面层
上基层 底基层
垫层
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。
交通部2005年文件《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“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”，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：
高柔性、抗疲劳、密水性能好。
试验路段 长寿命路段(Illinois大
沥青发展张玉贞PPT课件
21
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22021/5/6
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23021/5/6
1.001 0.9836 1.002
2.8
2.0
2.5
1.042 1.5
1.023 1.8
针入度 25 250+ 145
54
364 136
30
95
℃
延度 (15 3.8
59 150+ 150+ 150+
℃)
(25 ℃) (25 ℃)
150+
软化点 ℃ 35
37.4 44.3
29
38
64.7 49.0
国家标准
GB/T15180—2000（2008）
国家标准
制、修订情况
1954年制定本标准，首次发布
1956年确认
1959年确认
1962 年 修 订 ， 更 名 ， 代 替197S7Y年B修1订811-1959
1985年修订
标准编号变更，代替 S19Y9B8年1确66认1-1985
对牌号和指标极限值进 行制定调整
水分，%
不1大于9790.年2 获0.国2 家0科.2 学大0.2会奖0.2 痕迹 痕迹 15
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SYB 1661-1985道路沥青质量指标
项目
200号 180号 140号 100号甲 100号乙 60号甲 60号乙
针入度（25℃） /10-1㎜
延度（25℃）/㎝
软化点（环球法） /℃
研究对象：克拉玛依和单家寺混合油。
溶剂脱沥青－－调和工艺（1986－1990）
• 半氧化工艺改善沥青感温性能
研究对象：欢喜岭混合稠油。（1992－1996）
沥青路面新技术、新材料研究及应用进展
2
S239交叉口改造工程
成品湿法橡胶沥青SMA13+应力吸收层
3
润扬大桥钢桥面铺装工程
高性能成品湿法橡胶沥青混合料
4 沿江高速水泥砼桥面铺装工程 成品湿法橡胶沥青SMA13+防水粘结层
5
润扬大桥钢桥面铺装工程
成品湿法橡胶沥青SMA13
6
S122宁杭公路改造工程
成品湿法橡胶沥青SMA13+SUP20
实施时间 2011年 2011年 2011年 2012年 2012年 2012年
高温性能突出
注：*混合料中采用的成品湿法橡胶沥青为改进后的高性能工厂化橡胶沥青，级配为基于SMA13优化后的级 配。
成品湿法橡胶沥青SMA13（左）、SUP20（右）和高性能混合料剖面
成品湿法橡胶沥青—工程应用
成品湿法橡胶沥青工程应用
序号
工程项目
应用类型
1
S246交叉口改造工程
成品湿法橡胶沥青SMA13+应力吸收层
水泥混凝土桥梁
公路桥梁的主要结构形式
裂缝几乎不可避免
铺装层压实不严、雨水下渗、钢筋锈蚀
使用功能
结构安全性
结构耐久性
保证桥面使用功能和结构安全性、耐久性
桥面板结构主体
防水粘结层
桥面铺装层
➢沥青铺装层抗剪强度要求高
桥面铺装厚度薄，铺装层承受荷载大
“三高、一难”
➢沥青铺装层抗裂要求高
桥面水泥砼铺装局部存在微裂缝，裂缝易反射
耐久性高模量沥青混合料
连续级配 硬质沥青
15/25#沥青 50#沥青+添加剂
低空隙率
0~4%
高沥青用量 高模量、抗疲劳
阿尔及利亚东西高速公路
公路沥青路面材料的过去、现在和未来
公路沥青路面材料的过去、现在和未来过去渣油路面：高针入度、低软化点。
用于路面，则冬天低温冻裂，夏天高温流淌，路用性能差。
已经完全退出路用市场。
使用时，加热溶化。
现在普通重交沥青：和渣油相比，提高了软化点，一般45度左右。
降低了针入度。
但低温抗裂性能依然较差，高温稳定有改善，但依然不能满足路用性能要求。
使用时，加热到170度以上，使其在合适的你黏度下与集料拌合或喷洒。
改性沥青：在普通重交沥青中通过高温研磨或剪切，将改性剂（如SBS、SBR、PE、EVA等）均匀混入其中，提高了沥青材料的软化点，降低了针入度，使得沥青材料更适合道路使用。
改性沥青使用时，温度加热到170度以上，与集料拌合或喷洒。
橡胶沥青：将废旧轮胎粉碎后形成的粉状颗粒，均匀的分散到沥青中，改善了普通沥青的针入度、软化点，耐老化、抗疲劳。
大大提高了普通沥青的路用性能。
使用时，将橡胶沥青加热到190度以上，与集料拌合形成混合料，用于路面摊铺。
普通乳化沥青：普通沥青+皂液（水+乳化剂）+高速研磨=普通乳化沥青。
将常温下固态的沥青，变成常温下是可流动的液体。
使得路面部分结构层和养护作业实现全冷作业。
如稀浆封层、粘层、封层、透层等得以实现。
乳化改性沥青：将乳化沥青中加入高分子聚合物，改善乳化沥青的粘附性、提高残留物的高温性能和低温性能等。
常见的SBR乳化改性，即将SBR胶乳加入普通乳化沥青中加以搅拌。
SBS乳化改性同上。
工艺简单、制造方便。
改性乳化沥青：将改性沥青通过特殊的工艺，加工成为常温下的液态乳化沥青。
常见的SBS改性乳化沥青。
这种乳化沥青路用性能很好，有着广阔的应用空间，是许多技术的核心材料，生产这种材料，对设备、材料、工艺要求苛刻，价格较高。
目前国内能够生产这种产品的企业寥寥无几。
高浓度在65%以上的更是其中的尖端产品，目前，这种产品的最高浓度达到了68%左右。
改性乳化沥青生产设备由于有如此丰富的高性能的材料，因此发展了以下道路路面技术：改性沥青混合料（SMA、OGFC等）、超薄磨耗层等；乳化改性粘层油、透层油、封层油、雾封层、稀浆封层、微表处、同步碎石封层、改性沥青应力吸收层、橡胶沥青应力吸收层。
新型公路路面材料研究与应用前景PPT课件
长安大学对灌注式半刚性面层复合材料的高、 低温性能、水稳定性进行研究，结果表明该材 料具有优良的高温稳定性、低温性能、水稳定 性能。并对应力比小于0.5条件下不同空隙率沥 青混合料母体的复合材料疲劳性能进行研究， 研究认为，由于有水泥材料的存在因而应用时 要注意养生期温度的影响。该路面材料具有较 低的温度敏感性和良好的耐久性并通过对比分 析得出，在应力值为0.3MPa时复合材料的疲劳 寿命是沥青混凝土的3.2倍，表明灌注式半刚性 面层复合材料可以有效地提高路面的耐久性。
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谢谢！
李强.2009.4
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科威特也对此做了研究，结果表明，用水泥处 治后的集料铺筑的沥青路面的强度和稳定性大 大提高，路面泛油和抗水性能也有相当大的改 善。美国切夫隆研究公司为提高乳化沥青的早 期强度，在混合料中加入1.3%的波特兰水泥， 结果发现，在空气中养生1d后，材料的回弹 模量比未加水泥的增加了大约五倍，养生60d 后，回弹模量仍比未加水泥的试件提高两倍。 但掺加水泥后材料的疲劳性能有所降低。对冷 拌沥青混凝土的研究表明，当加入1%的水泥 时，混合料的马歇尔稳定度能提高2.5~3.0倍。
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国外的一些研究概况 ：
早在1954年，法国研制成功了“灌水泥 浆开级配沥青混凝土路面施工法”，并在科 涅克航空港喷气式飞机的跑道上进行试验铺 装，作为耐热用的道面，并以此申请了专利。 70年代初，英国、美国、前苏联等国家，也 相继对这一课题进行了研究。英国是在摊铺 后的开级配沥青碎石路面空隙中灌入树脂— 水泥砂浆，前苏联则把水泥砂浆作为第二结 合料加入沥青混凝土中进行了拌和压实，结 果证明能提高混合料的温度稳定性。
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路基路面工程第五章 沥青路面幻灯片PPT
➢ 沥青混合料高温稳定性评价方法：
• 单轴压缩试验
简单剪切试验
• 马歇尔试验
轮辙试验
• 蠕变试验
➢ 沥青路面高温稳定性技术标准
沥青路面车辙的技术指标
容许车辙深度标准
沥青混合料永久变形指标
轮辙试验标准
动稳定度建议标准
➢ 沥青路面车辙防治措施：
• 失稳型车辙：集料级配要有足够的粗颗粒；沥青结合料具有足 够的粘度；集料外表沥青膜具有足够的厚度；
➢ 提高沥青路面水稳定性的措施：
➢ 完善路面构造排水系统。 ➢ 沥青材料选择。 ➢ 集料选择。 ➢ 施工时保持集料枯燥，无杂质，拌和充分，摊铺时不
产生离析，碾压时保证到达压实要求等。
5.3.4 沥青路面疲劳性能
弹性状态的路面材料承受重复应力作用时，可能在低于静载一 次作用下的极限应力值时出现破坏，这种材料强度的降低现象 称为疲劳。
➢ 抗拉强度
直接拉伸试验
间接拉伸试验
当材料的抗拉强度缺乏以抵抗上述拉应力时，路面构造就会产 生拉伸断裂。
➢ 抗弯拉强度
1
=
Pl bh 2
5.3 沥青路面稳定性与耐久性
5.3.1 沥青路面高温稳定性
➢ 车辙的形成机理及影响因素：
• 初始阶段的压密过程
• 沥青混合料的侧向流动
• 矿料的重新排列及矿料骨架的破坏
• 间接拉伸试验 • 直接拉伸试验
➢ 沥青路面低温开裂的预防措施：
• 使用稠度较低、针入度较大的沥青，同时应满足夏季的要求； • 选用温度敏感性低的沥青有利于减小沥青路面的温度裂缝； • 采用吸水率低的集料， • 控制沥青用量在马歇尔最正确用量±5%范围内，但同时也应
保证高温稳定性； • 采用应力松弛性能良好的聚合物改性沥青等。
沥青路面新材料的应用与发展趋势
2. 低温抗裂性能，即抵抗低温收缩裂缝的 能力；
3 . 水稳定性，即抵抗沥青混合料受水的浸 蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑 槽而破坏的能力：
4. 耐疲劳性能，即抵抗路面沥青混合料在 反复荷载(包括交通和温度荷载)作用下破 坏的能力；
5. 抗老化性能，即抵抗沥青混合料受气 候影响发脆逐渐丧失粘结力等各种良好 性能的能力；
? 而且这些早期破坏往往是在远未达
到沥青路面的设计年限以前，与现在沥 青路面的设计理论是按反复荷载产生的 疲劳破坏并不相干，从而使路面设计失 去真正的价值。在我国，高速公路及一 级公路沥青路面的设计寿命为15年。美 国原来的设计寿命是20年，现在已经延 长到20年～50年。可实际上我国目前的 高速公路、一级公路短的2年-3年，长的
率小的混合料，到了夏天就很容易出 现软化、泛油、车辙。 (2)路面表面特性和耐久性的矛盾。高 速公路对表面特性的要求较高，要求 抗滑性能好，不溅水、水雾小，噪音 轻。为了达到这个目的，必须提高表 面粗糙度，采用构造深度大的开级配 或半开级配沥青混合料。但是这样的 混合料空隙率必然较大，而空隙率大 的混合料耐久性差。
(1)改善矿料级配，采用沥青玛蹄脂碎石混合 料，SMA 的粗集料多，矿粉多，细集料很少， 成为两头多、中间少的特殊的间断级配。
(2)改善沥青结合料，采用改性沥青，全面提 高沥青的路用性能。
兹举一个实例说明这两个途径对提高沥 青混合料高温稳定性能的效果。
一种途径是将密级配沥青混凝土《 DAC》 改为沥青玛蹄脂碎石混合料结构 (SMA)，
SMA-16
不同混合料的动稳定度（最大粒径16mm）
第二部分： 改性沥青与SMA沥青路面
?一. 改性沥青的分类、标准及 发展方向
沥青路面技术发展及其新技术
4～6cm 6～8cm 细粒式沥青混凝土
中粒式沥青混凝土
优点： ☻ 行车舒适性好、 噪音小
☻ 适应性强 ☻ 养护维修方便
8～12cm 粗粒式沥青混泥土
32～40cm
基
层
16～20cm
底基层
土
施工单位项目技术负责人员培训课件
基
缺点: 耐水性差 温度稳定性差 平整度的保持性差
公路沥青路面设计规范(JTJ 014-97)-交通部
公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006)-交通部
施工单位项目技术负责人员培训课件
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施工单位项目技术负责人员培训课件
施工单位项目技术负责人
施工单位项目技术负责人员培训课件
施工单位项目技术负责人员培训课件
施工单位项目技术负责人员培训课件
现状与问题
第一阶段：总体成功，主要问题是反射裂缝问 题（96年前） －交通量小、轴载轻 第二阶段：高速公路逐渐成网，运输量增加， 平整度的不恰当追求造成了压实不足以及重交 通，主要问题是“水损坏”（2001年前）
－交通量大、轴载增加、压实度小
目前，混合料普遍采用密实型、改性沥青和 SMA使用，“水损坏”减少，车辙严重
施工单位项目技术负责人员培训课件
材料要求与设计参数
■ 根据参数的重要性和参数数据获取的可行性，路基、粒料 和无机结合料类材料的设计参数，可分水平一、水平三两个 水平确定；沥青结合料类材料的设计参数，可分水平一、水 平二和水平三三个水平确定。各水平的要求如下： 水平一，直接通过室内试验实测确定。 水平二，利用已有经验关系式和性质指标试验转换确定。 水平三，参照典型数值（表值）确定。
沥青路面设计与养护技术发展PPT课件
23
通过百分率
100
最大密度线
禁区
控制点
最大 公称 尺寸
最大 尺寸
0
.075 .3
2.36
4.75 9.5 12.5 19.0
筛孔位于筛孔尺寸（mm）的0.45次方位置
NCAT
7 24
Superpave 集 料 级 配
通过百分率
(g/cm3)
溶解度（三氯乙烯） 不小于 (%)
动力粘度（60℃）不小于 (Pa.s)
质量损失 不大于 (%)
RTFOT或TFOT 针入度比 不小于（%）
后
延度（10℃）(cm)不小于
延度（15℃） (cm) 不小于
规定值 60~80
15 100 46 260 2.2 实测 99.5 180 0.8 61
沥青路面设计与养护技术发展
湖北交通工程检测中心 刘松
1
主要内容
沥青混合料结构设计 国际沥青路面新技术及新进展 沥青路面养护技术及新进展
2
一、沥青路面设计
沥青路面结构设计 材料试验与质量控制 沥青混合料配合比设计方法
3
1 沥青路面结构设计
交通量调查Ne－容许弯沉LR 地质、气候、水文调查－确定路基弯沉和沥青面层
20
试验设备
维姆搓揉压实机
维姆稳定度仪
21
维姆混合料设计
优点:
注意到空隙性质,强度和耐久性 搓揉压实类似于现场施工 稳定度参数是剪切强度内摩擦角的直接指示
缺点:
设备昂贵, 工地不易携带使用 稳定度测试范围不够宽
22
3.3 Superpave设计
美国战略公路研究计划（SHRP）重要成果 历时5年，1988~1993年 耗资1.5亿美元，1993年以后每年投入1000
沥青路面新工艺、新材料、新技术
沥青路面养护维修技术的发展与新材料、新工艺、新技术的应用沥青路面在交通载荷与气候影响的作用下，随着时间的推移，路面状况和服务能力将逐渐地恶化。
为了保持路面良好的使用性能和延长它的使用寿命，在路面寿命周期的各个不同阶段需要采用不同的养护维修措施。
沥青路面的养护维修工作对保持路面的服务能力，延长其寿命周期，以及改善噪音、振动等对周边环境的污染有着重要的作用。
在我国高速公路建设的初期，路面养护的工作量还不是很大，人们容易产生重建设、轻养护的思想，但是随着我国公路建设的重点逐步向中、西部地区推移，在东南沿海地区将迎来一个路面养护维修的高潮，因而养护维修技术正日益成为人们关注的一个热点。
1 沥青路面养护维修作业的分类我国现行的沥青路面养护技术规范通常根据工程量的规模大小、技术的难易程度将沥青路面的养护维修作业分为保养小修、中修、大修、改善（改建）等四类。
这种分类方法的核心是“修理”，它是20世纪50年代从前苏联的规范中引入的，至今已经沿用了数十年。
但是随着路面养护维修技术在材料、工艺、设备方面的不断发展和进步，这种分类方法已经很难反映出现代路面养护维修技术的特点和要求，因而也愈来愈显示出难以与现代养护维修技术的发展相适应了。
现行分类方法所反映的并不仅仅是一个分类的方法问题，其实质是反映了一种“重修理，轻预防”的观念。
更为合理的分类方法是根据病害的类型、路面损害的程度，以及所需采用养护维修措施的性质和功能来对养护维修作业进行分类。
在美国等西方国家将沥青路面的养护维修作业分为：预防性养护（Preventive Maintenance）、修复性养护（Corrective Maintenance）、路面翻修（Pavement Rehabilitation）、路面重建（Pavement Reconstruction）等四类。
这种分类方法的核心是作业的功能和目的，因而不仅在概念上是十分清晰的，而且有着很强的目的性和针对性。
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Eቤተ መጻሕፍቲ ባይዱD
16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
33、如果惧怕前面跌宕的山岩，生命 就永远 只能是 死水一 潭。 34、当你眼泪忍不住要流出来的时候 ，睁大 眼睛， 千万别 眨眼!你会看到 世界由 清晰变 模糊的 全过程 ，心会 在你泪 水落下 的那一 刻变得 清澈明 晰。盐 。注定 要融化 的，也 许是用 眼泪的 方式。
35、不要以为自己成功一次就可以了 ，也不 要以为 过去的 光荣可 以被永 远肯定 。
公路沥青路面材料的发展趋 势及技术
31、别人笑我太疯癫，我笑他人看不 穿。(名 言网) 32、我不想听失意者的哭泣，抱怨者 的牢骚 ，这是 羊群中 的瘟疫 ，我不 能被它 传染。 我要尽 量避免 绝望， 辛勤耕 耘，忍 受苦楚 。我一 试再试 ，争取 每天的 成功， 避免以 失败收 常在别 人停滞 不前时 ，我继 续拼搏 。