沥青路面路基路面论文.doc

1、路基路面工程论文 学院：土木与交通学院 姓名：9999 学号：2009099999沥青路面关键词:沥青路面、沥青路面的原材料、沥青路面结构设计、沥青路面的施工、沥青路面常见病害及其预防控制Keywords: asphalt pavementasphalt pavement materialsstructural design of asphalt pavementasphalt pavement constructionasphalt pavement and its prevention and control of common diseases摘要：沥青路面是用沥青材料做结合料黏结矿物修

2、筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面平整少尘、不透水、经久耐用，因此沥青路面被高级路面和次高级路面广泛应用。随着我国经济的迅猛发展，人们期待着质量更好、环保程度越高的道路的出现，我们必须从路面设计、材料设计和施工作业等方面去考虑提高沥青路面的各项性能。Abstract: Asphalt pavement is made of asphalt binder material bonded with various types of mineral construction of the surface layer composed of grass-roots level and c

3、ushion the pavement structure. Less dust and asphalt pavement, impervious, durable, asphalt pavement is so high road and the second high-level road widely used. With the rapid development of Chinas economy, people look forward to better quality, the higher the level of environmental protection of th

4、e road there, we have from the pavement design, materials, design and construction work and otheraspects to consider to improve the performance of asphalt pavement.一、沥青路面的材料1、沥青材料：沥青按产源可分为地沥青（包括石油沥青、天然沥青）和焦油沥青。沥青路面一般使用道路石油沥青，有时也使用焦油沥青，但由于没有沥青对人体有害已经很少使用。此外，乳化沥青，由于它能在常温条件下施工，并具有节约能源保护环境简化施工等方面的优点，使用范

5、围逐渐扩大。对于气候条件恶劣，交通繁重的的路段，使用普通道路石油沥青不能满足使用要求时，可以使用改性沥青。2、粗集料：粗集料是指集料中历经大于4.75mm（或2.36mm）的那部分材料，包括碎石破碎砾石筛选砾石钢渣矿渣等。高速公路和一级公路沥青路面的粗集料必须采用碎石或破碎砾石。3、细集料：细集料是指集料中粒径小于4.75mm（或2.36mm）的那部分材料。沥青面层的细集料可采用机制砂、天然砂、石砂。细集料应结晶干燥无缝化无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量也应满足一定的标准。4、填料：填料是粒径小于0.6mm，由石灰岩中或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细的矿粉。二、沥青路面的稳定性和耐久

6、性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。 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。 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）车辙的形成过程初始阶段的压密过程 沥青混合料的侧向流动 集料的重新分布及集料骨架的破坏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

7、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： 低温缩裂 温度疲劳裂缝沥青路面低温开裂的预防措施可采取的预防措施： 使用稠度较低、温度敏感性低的沥青； 使用含腊量低的沥青，使用应力松弛性能好的改性沥青，掺加纤维； 使用较细的混合料类型，设置应力吸收层。3、沥青路面的水稳定性水损害是沥青路面在水或冻融循环的作用下，由于汽车车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水份逐渐进入沥青与集料界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面剥离，沥青混合料松散导致路面松散、剥落、坑槽病害。4、沥青路面的抗疲劳性能沥青路面的变形和破坏，不仅

8、与荷载应力的大小有关，而且同荷载作用次数有很大关系。（1）沥青混合料疲劳力学模型现象学模型：重复荷载作用下沥青混合料强度衰减累积引起的破坏（传统疲劳 理论）；可建立沥青路面层底拉应力与重复荷载作用次数的关系； 断裂力学模型：认为疲劳是材料初始裂缝在荷载作用下扩展至破坏的过程；研究了材料开裂机理及扩散规律； 能耗模型：混合料在应力应变作用下吸收能量引起的疲劳损伤；可建立能量与重复荷载作用次数的关系；（2）沥青混合料疲劳试验方法现场疲劳破坏试验：AASHTO、WESTTRACK试验路； 足尺结构模拟破坏试验：大型环道、直道试验； 试板试验法 室内小型试件试验：三分点小梁试验、中点加载小梁试验、悬臂

9、梯形梁试验等主要从两个方面来着手： 应力控制：每次对试件施加的荷载为常量，随着荷载作用次数增多，试件不断受到损伤，劲度随之而降低，实际的弯曲应变则不断增大； 应变控制：测试过程中保持每次荷载下应变值不变，则应力随施加荷载次数的增加而不断减小。（3）沥青路面疲劳性能影响因素加载条件：加载大小、加载方式、加载速度、加载间隔试件、加载波形； 材料性质：影响沥青混合料劲度的因素（沥青种类、用量，集料级配类型、性质），混合料的孔隙率、压实度等； 环境温度5、沥青路面的耐老化性能沥青老化是指沥青在储存、运输、加工、施工及使用过程中在空气、热、光照和碾压作用下产生性能下降的现象。分施工中的短期老化和使用中的

10、长期老化。 老化原因：胶质、芳香分和饱和分（挥发）含量减小，沥青质含量增加；空气的氧化作用，使沥青组分发生变化；沥青分子结构的硬化（聚合作用），导致沥青使用性能变坏，从而影响了路面的耐久性。三、路面结构组成1沥青路的结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。2面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，可由一至三层组成。表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层；中面层、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。3基层是设置在面层之下，并与面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层材料的强度指标应有较高的要求。4底基

11、层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次。底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低。5基层、底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层或底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层、下基层，或上底基层、下底基层。6垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。四、沥青路面结构设计步骤1）根据设计任务书的要求，确定路面等级和面层类型，计算设计年限内一个车道的累计当量轴次和设计弯沉值。2）按路基土类与干湿类型，将路基划分为若干路段（在一般情况下路段长度不宜小于500m，若为大规模机械化施工，不宜小于1km），确定各路段土基回

12、弹模量值。3）根据已有经验和规范推荐的路面结构，拟定几种可能的路面结构组合与厚度方案，根据选用的材料进行配合比试验及测定各结构层材料的抗压回弹模量、抗拉强度，确定各结构层材料设计参数。4）根据设计弯沉值计算路面厚度。对高速公路、一级公路、二级公路沥青混凝土面层和半刚性材料的基层、底基层，应验算拉应力是否满足容许拉应力的要求。如不满足要求，或调整路面结构层厚度，或变更路面结构组合，或调整材料配合比，提高材料极限抗拉强度，再重新计算。上述计算应采用弹性多层体系理论编制的程序进行。对于季节性冰冻地区的高级和次高级路面，尚应验算防冻厚度是否满足要求。五、沥青路面的施工1.洒铺法沥青路面层的施工(1)沥

13、青表面处治路面：表面处治施工因其层厚较薄，设计时一般不考虑其承重强度，其作用主要是对非沥青承重层起保护和防磨耗作用，故不用主层集料，而是将沥青直接浇洒在洁净干燥的下层上，然后依次撒布集料和浇洒沥青，最后压实成型。表面处治按浇洒沥青和撒布集料的遍数不同，分为单层式、双层式、三层式。施工中第一次撒布的集料颗粒一般较大，然后逐层缩小粒径；但也有相反的工艺，即先逐层用较细的集料修筑一薄的表面处治层，待积累到一定厚度后，用粗集料压入，形式较厚而热稳定性较好的表面处治层；或先用细集料处治形成一层不透水的封层，然后再用较粗的集料处理，使表面粗糙。(2)沥青贯入式路面：沥青贯入式路面是浇洒成型的一类沥青路面，

14、把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青,分层压实,形成一个较致密的沥青结构层。浇洒施工的优点是设备简单，运料方便；其缺点是施工受气候的影响较大,而且最终成型需要一定时间,成型后的路面不如厂拌沥青混合料路面平整和美观，成型期又多浮动灰砂，并可能泛油。为了克服这一缺点，可把最后一层浇洒沥青和撒布石屑改为铺筑预拌细粒沥青混合料，以加速成型和减少浮动灰尘，并有利于表面排水。贯入式路面的热稳定性主要依靠粗集料间的锁结力，故对沥青用量和沥青稠度也没有沥青混凝土路面那样敏感，其路用性质和适用层位与沥青碎石路面相接近。沥青贯入式路面可热法施工，也可冷法施工。热法施工时用加热的粘稠沥青浇在冷

15、集料上,路面成型较快,适用于城市道路和交通繁忙的公路;冷法施工时用乳化沥青冷浇,但需待乳化沥青的油水分裂、水分蒸发后才能初步成型，适用于养护小修及设置加热设备有困难的长距离公路。贯入式用的集料颗粒宜为接近同粒径集料，以便沥青能充分渗入主层，并使嵌缝层厚度均匀；主层集料的最大粒径应接近面层厚度或为面层厚度的0.70.8倍；集料应洁净无灰，表面干燥。 2.拌合法沥青路面施工沥青混凝土路面：由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。碾压式。沥青混凝土混合料多用热拌热铺法制备，其路用性质比较好，故对制备工艺和原材料要求也较高，大多采用集中厂拌法。用

16、得较普遍的沥青混凝土混合料为碾压式类型，即混合料需经重型机械压实后才能成型，故有的国家称它为碾压式地沥青。成型以后路面平整、密实、少尘，有一定粗糙性，因而有较好的行车舒适性和外观；且有较好的耐老化性、耐磨性、温度稳定性和抗行车损坏的能力。使用寿命一般较长，当采用石油沥青作结合料时，大修年限常在15年以上。 冷铺式。沥青混凝土热拌冷铺,有的国家也称为冷地沥青，常用于养护小修或需远距离输送混合料的工程，所用沥青比热拌热铺者为稀，用量亦较少，以求在常温时有适当的松散度和粘性，但其使用寿命不及热拌热铺者。 摊铺式。热拌热铺的沥青混凝土混合料可以不用重型机械压实即能成型，常称作摊铺地沥青。为了使摊铺地沥

17、青混合料在摊铺时有适当流动性，能通过轻度的捣实和墁平即可密实，在混合料中要求有较多沥青和矿粉的混合物，即沥青胶泥，其强度主要依靠沥青胶泥的粘结力。因集料颗粒面已被较厚的胶泥所隔开，其锁结力和内磨阻力已减低，所以摊铺地沥青较少用于车行道，但某些欧美国家也有把它用于车行道者，此时对沥青材料的性质要求很严格，以免夏季发软，同时需要另铺防滑层或加撒防滑集料，以防表面过滑。 六、沥青路面常见病害及其预防控制1.沥青路面的裂缝 沥青路面建成后，都会产生各种形式的裂缝。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能基本上没有影响，但随着表面雨水的侵入，导致路面强度下降，在大量行车荷载作用下，使沥青路面产生结构性破坏。沥

18、青路面裂缝的形式是多种多样的，裂缝从表现形式可分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝三种。影响裂缝的主要因素有：沥青的品种和等级、沥青混合料的组成、面层的厚度、基层材料的收缩性、土基和气候条件等。 2、 沥青路面的车辙 车辙是路面结构层及土基在行车重复荷载作用下的补充压实，以致结构层材料的侧向位移所产生的累积永久变形。影响沥青路面车辙深度的主要因素是沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素，以及气候和交通量及交通组成等的外界因素。车辙产生的主要原因有：(1)沥青混合料油石比过大；(2)表面磨损过度：(3)雨水侵入沥青混凝土内部；(4)由于基层含不稳定夹层而导致路面横向推挤形成波形车辙。 3、 沥青路面

19、的松散松散是直接影响行车安全的路面病害，松散可能出现在整个路面表面。也可能在局部区域出现，但由于行车作用，一般在轮迹带比较严重。其产生的主要原因有：(1)局部路基和基层不均匀沉降引起路面破坏；(2)碎石中含有风化颗粒，水侵入后引起沥青剥离；(3)随着使用时间的增多，沥青结合料本身的粘结性能降低，促使面层与轮胎接触部分的沥青磨耗，造成沥青含量减少，细集料散失；(4)机械损害或油污染。 4、沥青路面的水损害 沥青路面在存在水分的条件下，经受交通荷载和温度涨缩的反复作用，一方面水分逐步侵入到沥青与集料的界面上，同时由于水动力的作用。沥青膜渐渐地从集料表面剥离，并导致集料之间的粘结力丧失而发生路面破坏

20、。沥青路面产生水损害的原因主要有材料、设计、施工、土基和基层、超载车辆等原因。 5、 沥青路面的冻胀和翻浆 沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期，因为水的侵入和路基土的水稳定性能差，由于冰冻的作用，路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。其中水、土、温度构成翻浆的三个自然因素，缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。 6、 沥青路面的沉陷 沉陷是路面变形中最普遍的一种，特点是面积大，涉及的结构层次深，主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是：(1)土质路堑排水不畅，路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降，引起路面局部下沉；

21、(2)路面强度不能适应日益增长的交通量，易发生疲劳破坏：(3)路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致，在车辆荷载作用下，路基或基层结构遭破坏而引起沉陷；(4)桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。 参考文献：1邓学均，路基路面工程，北京：人民交通出版社，2008。2黄晓明，沥青路面设计，北京：人民交通出版社，2002。3方福森，路面工程，北京：人民交通出版社，1987。4陆鼎中，程家驹，路基路面工程，上海：同济大学出版社，1992。5沙庆林，高等级公路半刚性基层沥青路面，北京：人民交通出版社，1989。6林锈贤，柔性路面结构设计方法，北京：人民交通出版社，1988。7.王广涛,艾孝玲,陈伟，河南水利与南水北调2011年18期 。