沥青路面用沥青混合料的分类
第七章沥青混合料的组成设计
沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。
沥青混凝土与碎石的主要区别如下：
●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很
少量的中等大小的集料组成。
●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆
要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。
●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹
覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。
●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐
久；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。
图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线
§7．1道路沥青混合料的种类与性质
7．1．1沥青混凝土
用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。
由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。
沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。
传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图：
图7－2 三种典型混凝土级配比较
上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％
时，水能顺利地从孔隙中排走，也不会对混凝土结构造成水害；只有当孔隙率介于这两者之间时，混凝土为半开半闭结构，这种情况十分不利于路面的耐久性。
7．1．1．1碎石沥青玛蹄脂（SMA）
我国现有主要道路大都按连续级配进行组成设计。我国《规范》规定，Ⅰ型沥青混凝土混合料的制余空隙率对于公路为3%～6%，对于城市道路为2%～6%；Ⅱ型为4%～10%。
由于我国大多数道路的沥青混合料是悬浮密实结构，因此密实度和强度都较大。但受沥青材料的性质和物理状态的影响较大，所以稳定性较差。加之我国国产沥青中含蜡量较高，高温稳定性更加受到影响，所以在现代重型汽车交通荷载作用下，路面容易因热稳性不足而产生车辙、波浪、推移等变形，从而影响其正常使用。而且由于沥青的温感性，又会产生低温裂缝、泛油的不易克服的病害问题。
SMA沥青混合料由于其自身的特定而与我国现行的密级配沥青混合料在集料配比和沥青含量有所不同。SMA沥青混合料与密级配沥青混合料相比，具有高粗集料含量、高沥青含量、高矿粉含量以及低的空隙率等特点。粗集料含量高，增加集料与集料的接触，提高了抵抗永久变形的能力；沥青含量高和矿粉用量多，增加沥青的粘结能力，提高了路面的耐久性；低空隙率减少水的渗入和混合料老化硬化。
表7-1是德国《沥青路面工程补充技术规范及准则》中有关SMA的有关指标。
(一)集料的材质
在欧洲，SMA混合料中的粗集料和细集料一般要求100%轧制，德国规范要求至少90%粗集料轧制，圆集料需两次破碎，即要求有两个或两个以上破碎面，对于SMA混合料集料，理想形状应为立方体颗粒。
SMA混合料因为是骨架密实结构，所以要求集料要有足够的硬度耐久性，因此不得使用易磨光或相对较纯的碳酸盐集料。在我国可采用玄武岩、耀长岩、片麻岩等。在德国SMA混合料中,不重视酸性石料对混合料抗水损害的影响,认为SMA混合料中沥青和矿粉含量高，加之一定量的纤维加筋作用，致使沥青与石料间有足够的粒结力，完全能够抗水损害的影响。因此，即使石料为酸性，也不加抗剥落剂。
矿物填料应由石灰石粉或其它合适材料组成，使用时要求足够干燥，不得成团，能自由流动。
(二)沥青
沥青等级可使用本地区普通沥青混合料所用的沥青等级，也可使用略稠硬的沥青。沥青拌和温度要求粘度为170±20mm/S。
(三)纤维稳定添加剂
SMA混合料因沥青含量高和矿料用量大，在贮存、运输和摊铺过程中，沥青和矿粉会产生滴漏和离析，所以纤维稳定剂的作用是防止沥青离析，并且纤维，沥青和填料共同组成高强度的玛碲脂填充在集料之间，使路面结构十分稳定，不易变形。
纤维稳定剂最早曾用石棉纤维和聚合物纤维，但后来发现石绵纤维是直线体，而植物纤维则是曲线体。用植物纤维作为SMA混合料中的稳定剂，其性能明显优于矿物纤维，且使用植物纤维素，不仅能更好地保证SMA的质量，而且有利于保护环境，更可大幅度节省工程费用。因此，在德国95%的稳定剂为纤维素纤维。早期的植物纤维为松散絮状型，这种纤维不易添加，容易受潮，拌合不均匀。为便于贮存、运输和SMA混合料的生产，纤维素与沥青按质量比2:1混合后，经特殊加工成粒状产品。在SMA中粒状纤维的用量为混合料总重的
0.45%，即相当于加入0.3%植物纤维素。
7．1．1．2热压式沥青混凝土
英国于1895年首先在切而西(Chelsea)的国王街和肯辛顿(Kensington)的佩勒姆街使用热拌沥青混凝土(hot rolled asphalt，简称HRA)，不幸，当时对砂的级配和填料含量的重要性没有足够的认识，材料在几个月内就损坏了。美国工程师克利福德．理查森(CIinbrd Richardson)是HRA的倡导者之一。他在对美国和欧洲的沥青混凝土路面调查的阶段，在1896年访问了英国。基于他本人的经验介绍了和沥青砂磨耗层非常相似的一种沥青混凝土，经过多年使用性能还很良好。
如前所述，HRA的重要特性之一是它的集料为“间断级配”。也就是说，粒径2．36mm-9.5mm的集料的含量很少，它是由砂、细的矿质填料和沥青组成的结合料搀入14mm中值粒径的粗集料。尽管搀入粗集料成分能增加材料硬度，但主要作用还是在于增大砂浆体积使这种材料更为经济化。间断级配为HRA磨耗层提供了抗风化性能和耐久的表面，使道路能够承受重型荷载而不开裂。
1985年版的BS594刊载了不同粗集料含量的HRA路面主层：基层和磨耗层混合料的规格。路面主层和基层混合料一般含有60％的粗集料。在这样的水平上应力是通过集料的接触和沥青砂浆分布的。细集料和填料含量比较低的路面主层和基层混合料，其沥青含量一般较磨耗层材料为少。在这两种混合料中，粗集料的中值粒径一般较磨耗层的为大，级配也较粗，以便与材料的摊铺厚度相匹配，以摊铺路面基层为例它的厚度可达15Omm。
磨耗层混合料可含有0%、15%、30%、4O%或55%不同比例的粗集料。尽管以粗集料4O％含量厚为50mm的磨耗层混合料的使用日渐普遍，但一般认为，粗集料含量为30%摊铺厚度为40mm的磨耗层混合料已适宜作绝大多数的用途。
增加摊铺厚度可以大幅延长材料的适宜碾压时间，这也是改善冬季气候施工性能的一个方法。粗集料含量高达40％的材料所铺筑的面层表面较为光滑，如在热拌沥青混凝土表面压入14mm或20mm粒径的涂层石屑，就可使表面粗糙。对石屑性质的要求诸如磨光值、磨耗值，一般均在规格书内根据现场的要求予以分别列明。磨耗层混合料含有55％的粗集并无规定必须要在表面压入石屑构成粗的纹理，因为当粗集料含量高于45％已难以将石屑埋人在沥青混凝土内。
HRA的材料四种成分的材料功能可以概述如下：
●粗集料：增大砂浆体积使混合料更为经济并增加它的稳定性。
●细集料：它是砂浆的主要成分，可能也是影响施工操作和路用性能的最主要
的组成部份。
●填料：这成分可以从两方面发挥作用。首先，它可以改善细集料的级配，从
而构成较密实的混合料并使集料之间的接触点增加。其次，也许是发挥它更重要的作用，就是填料与沥青共同组成了粘结料，它既起润滑作用，又可将细集料粘结在一起构成砂浆；砂浆的性质与细集料的性质以及粘结料的量和粘度有关。沥青在压实时起润滑作用。
●路面使用时则是具高粘度的粘／弹性粘结料；共有五个不同等级的沥青可供
使用：针入度35、50、70、100和 HD40号。35号和HD40号沥青只用于交通量最繁重的地点，70号和100号的用于交通量较轻的地点，50号的则适合于大多数用途。
HRA是一种高质素的材料，主要用于交通繁重的道路，亦即高速公路、干线道路和少数的城市街道。传统上对混合料成分配比的规格是根据气候和交通载荷去规定集料和沥青的质量和比例。另一种办法是用马歇尔试验方法去“设计”HRA磨耗层混合料的成分。
1989年在英国铺筑超过6万平方米的HRA磨耗层。如果都经严格规定、设计、施工和压实，绝大部分的材料到下个世纪将仍然保持良好使用性能。
7．1．1．3沥青混凝土
沥青混凝土(asphaltic concrete)混合料与沥青碎石同为连续级配，但它含粗集料较少，细集料和填料较多，并由大量稍硬的沥青裹覆。
沥青混凝土的强度和稳定度主要是因为集料的互锁作用，其次是赖予砂／填料沥青砂浆。沥青混凝土的成分是按美国沥青学会的马歇尔混合料设计程序制
定，其目的是获得最适当的沥青含量而有最大稳定度与密度。最终得到经济的集料与沥青混合料并在交通载荷下有高稳定度和使用耐久性，同时也有良好的施工性能方便铺筑，压实达到3％一5％标准的空隙率。它的沥青含量与密实型和密级配沥青碎石相类似，但一般使用较硬的70号和100号针入沥青。在铺筑时，材料的压实必须小心地加以操作以保证最佳的压实密度。
一般来说，沥青混凝土是指常规的普通沥青混凝土，它按不同的标准可分成不同的种类：
(1)根据所用沥青的稠度和沥青混凝土混合料摊铺时的温度，沥青混凝土可分为热铺、温铺和冷铺三种。
(2)根据沥青混凝土的密实度或孔隙率，热铺和温铺沥青混凝土可分为两种：密实沥青混凝土，孔隙率为2％－5％；孔隙沥青混凝土，孔隙率为5％－10％，它一般用作面层的下层或调平层。
(3)根据骨料的最大粒径，沥青混凝土可分为四种：粗粒式，含有最大公称粒径为25mm或30mm的骨料；中粒式，含有最大公称粒径为20mm或16mm的骨料；细粒式，含有含有最大公称粒径为10mm或13mm的骨料；砂粒式，含有最大公称粒径为5mm的天然砂或破碎砂。我国“公路沥青路面设计规范”就将沥青混凝土分为这四类，前面冠以字母AC表示沥青混凝土(Asphalt Concrete)，前三种再可分为Ⅰ型（孔隙率3％－6％）和Ⅱ型（孔隙率6％－10％）。
粗粒式沥青混凝土通常用作面层的下层，其粗糙表面有利于层间连接，且作为下面层它的抗弯拉疲劳能力明显强于沥青碎石。中粒式沥青混凝土主要用于修筑路面的上层，或用于铺筑单层面层；由于它的表明具有较大的粗糙度，因而能产生良好的摩擦性能，有利于汽车行驶；但Ⅰ型的构造深度通常难达到要求，Ⅱ型的孔隙率偏大而耐久性不理想，而且它们都易产生离析。细粒式沥青混凝土是比较理想的上面层材料，它在城市道路中使用十分广泛；它的特点是，孔隙率小、密实性好、均有性好、表面摩擦性能不够好。砂粒式沥青混凝土的特点是塑性大，易产生波浪和剪切变形，因此使用时一般要求将沥青用量减少到最低限度，且要求设计时严格遵循最佳密实度的原则；为增强其抗滑功能，通常在砂粒式沥青混凝土面层表面撒布预拌沥青碎石。
7．1．2 预拌式沥青碎石
预拌式沥青碎石(coated macadam)是用煤焦油(tar)预先把沥青碎石涂层，是英国最古老的预拌制造方法。它的记载是始于1832年用在格洛斯特郡(Gloucester·shire)和1884年在诺丁汉郡(Nottingham shire)。本世纪初有了石油沥青供应，沥青碎石才得以开始使用。沥青碎石混合料，即麦克当(macadam)这个词是为了永远纪念著名的苏格兰道路工程师约翰．劳顿．麦克亚当（ LIohn Loudon McAdam)的。他深信碎石集料层要获得最佳的强度必须用不同粒径的集料，即是有级配的集料。麦克亚当利用这技术把粗集料间的空隙用细集料填充，制造了较稀松组织(开式级配)的嵌锁式集料层。开式级配的石油沥青和煤沥青碎石混合料的生产也是麦克亚当原理的发展。给二十世纪中叶涂层材料工业的发展奠定了基础。
预拌的沥青碎石混合料由三种集料成分和沥青组成。分别的功能可以概括如下：
●粗集料：构成嵌锁碎石的主要构架以分布交通载荷；
●细集料：填充或部分填充粗集料构架的空隙；
●填料：增加粘结料的粘度因而减少沥青从集料中渗泄的危险，与沥青一起填
塞细微的空隙。
●沥青：压实时起润滑作用及在使用中它是防水和粘结材料。对密实的沥青碎
石，它也参与填充空隙并增加混合料强度，对以下多种类型的预拌沥青碎石成分调配规格，也就是指沥青含量和集料级配等，例如：
密实型沥青碎石路面主层；
密实型沥青碎石表面基层；
开式级配沥青碎石表面基层；
单层沥青碎石；
开式级配磨耗层；
密级配磨耗层；
密实型磨耗层；
中等级配磨耗层；
细级配磨耗层；
透水性磨耗层
7．1．2．1开式级配和中等级配沥青碎石
这两种沥青碎石适用作表面基层和磨耗层混合料。它们主要的特征是细集料含量低因而摊铺施工性能好，压实后的空隙率在15%－25%之间。为了防止水分渗入道路结构而需要有一层防渗护面，例如表面处治材料的强度主要依靠集料的互锁作用，只有小部分来自沥青。沥青的主要功能之一是为道路表面提供抗拉强度，在承受密集的交通应力时防止细集料从表面失散。混合料通常使用200号或30O号的针入沥青或稀释沥青，选用沥青的级别取决于交通密度和材料的摊铺季节。
磨耗层的表面纹理在抗滑方面起着重要作用。开式级配和中等级配的沥青碎石作为私用车道、停车场及游戏场等轻便和普通的交通路面，它提供了适宜的表面纹理。这类材料对整个道路结构强度并无很大作用。这类混合料因具渗透性故有利于作机场跑道和繁重交通道路以防止漂滑和减少溅水现象。当用于机场时称为抗滑层而用于公路则称为透水沥青碎石。
7．1．2．2密实型和密级配沥青碎石
密实型沥青碎石的路面主层和表面基层在过去25年内被大量用在道路修建而且它适合于最繁重的交通情况。由于细料含量高使它成为密实型材料，标准的
空隙量为5％－10%。它有良好的载荷分布能力及抗变形力很强并有足够的柔韧性可以抵抗由重复载荷引起的裂化。
密实型和密级配磨耗层混合料只适用于轻便或普通的交通道路，因为这两种混合料既不具有长期耐久性，也不具有繁重交通要求的高速行车的抗滑行能力。7．1．2．3重型的沥青碎石
密实型沥青碎石被用在最繁重的交通道路已有四分之一个世纪之久，它的高强度路面主层和表面基层性能都很良好。然而，为了配合预测的交通载荷增长，要求更强的路面主层材料和比沿用的更强而具永久抗变形的表面基层。重型的沥青碎石(heavy duty macadam，简称HDM)正是这种材料。它是在密实型沥青碎石的基础上用较硬的沥青(针入度50号)和较高的填料含量(8％)配制而成的。
这两种成分变化使动态劲度增大近3倍。就可以使表面基层的厚度比一般的密实型沥青碎石路面基层薄10％一15％而性能相同。既减少了厚度又具有同样性能这对于改建工程很有吸引力，这类工程往往由于原有的标高、埋得不深的公共设施管道或者桥梁下净空高度限制而只能用比一般薄的结构。另一种做法是维持厚度不变，而使用寿命更长。
7．1．2．4细级配沥青碎石
多数细级配沥青碎石用200号或3O0号针入沥青或1O0号的稀释沥青拌制，需要在80－100℃温度下摊铺和压实。稀释度高的沥青则可冷铺和仓贮。
细级配沥青碎石刚铺好后它的空隙率很高，因此对水的作用很敏感。所以须注意选用集料。在使用下空隙量逐渐减小，混合料最终变为不透水。这种材料的摊铺厚度一般为15mm一25mm，因此当用作加铺的覆盖层可以消除路面上的一些不平整之处。这种材料增强对道路结构的作用很小。鉴于这些原因而要求有一个坚固和较好的不透水的基层结构。此外，在这材料下面要求有很均匀的底层，因为若是它的铺筑厚度不匀就容易出现问题。
7．1．3透水沥青碎石
透水沥青碎石，或透水沥青混凝土，一般用作路面的磨耗层，因此在许多文献或资料中被称作多孔隙沥青混凝土磨耗层（PAWC）、开级配磨耗层（OGFC）活排水沥青混凝土磨耗层。
五十年代在英国的道路上，据估计l0％的雨天道路事故主要是由于车辆(特别是卡车)快速行驶溅起的水雾而引起的。水雾造成事故的损失价值可达潮湿道路滑溜事故的1／3。因此运输与道路研究试验所(TRRL)将机场使用得十分成功的10mm防滑层改为道路上用的20mm透水沥青碎石是一项合乎逻辑的改善。
7．1．3．1透水沥青碎石路面的发展
1967年开始进行许多大规模试验，以确定透水沥青碎石对繁重交通道路的适用性。查特科斯基(Szatkowski)和布朗(Brown)的研究报告指出，在试验中以较大粒径集料拌制的沥青碎石，一般具有最大的空隙量、渗透性和纹理深度，但是同时用两种粒径的集料，上述数值在铺筑后最初几年内都大幅下降。不过使用20mm集料拌制的材料在减少行车引起的水雾效果保持良好，例如在繁重交通道路(＞7，000货车辆／天／车道)至少可持续3年，一般流量的交通道路(2，500货车辆／天／车道)可持续达6年之久。即使在奏效的防水雾性能减弱之后，路面仍保持良好，使用寿命甚至达15年之久。报告还进一步指出，用20mm集料的防滑效果与使用同一种集料的其他类型路面相似。20mm集料的防滑性随不同车速的变化与纹理的深度有关系，这与HRA和表面处治所观察的情况相似。
从结构方面看，以100号或200号针入沥青铺筑40mm厚的透水沥青碎石与16mm的HRA或20mm的密实型沥青碎石等效。然而，如果以环氧沥青取代针入沥青，透水沥青碎石的动态劲度将明显地增强，它的结构所起的作用等于或大于HRA 。凡沥青含有乙烯一乙酸乙烯共聚物(EVA)和苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SBS)等聚合物，其效果在上述两者之间。
7．1．3．2透水沥青碎石路面的优点
7．1．3．2．1减少行车引起的水雾及避免水漂
在潮湿的道路上，特别是高速行车由轮胎溅起飞扬的水雾所带来的危害已久为人所共知。水雾阻碍了视线特别使超车变得非常危险。广泛的道路试验明确地证实，透水沥青碎石道路在相当的程度上减少由交通引起的水雾现象，它的空隙率可高达25％之多，从而在层内形成一个水道网，所以像海绵似地把雨水吸收。40mm厚的透水性沥青碎石层足以吸收8mm的雨量才趋于饱和状态。减少了大量水雾也就可以消除路表面的反光现象，从而使道路标志保持较高的可见度，有利于交通安全。同时，当降雨时，落到透水沥青碎石表面的雨水可通过表面层内部的孔隙流出路面，这样它也就起了排水层的作用，使雨水能够渗透出面层而不是被集积于路表面形成水膜或径流，从而避免在降雨过程中在一般路面上高速行驶时产生的水漂现象。
7．1．3．2．2降低噪音
由于道路表面有粗糙的宏观纹理，在雨天高速时轮胎面加强与路面的接触，有助于保持良好的防滑能力。TRRL曾对噪音与路面摩擦性能间的关系进行研究。用铺砂法由路面纹理的深度去推断摩擦性能，以及用同一辆测试车分别在130km/h和50km／h刹车时测得的刹车力系数变化的百分率来评定的。以这方面的总结看出从轻型到重型车辆的最高噪音是纹理深度的函数，也是制动力系数变化的百分率对数的函数。实际上就是说不可期望在一般的道路面层具高度的抗滑性能而又不产生高噪音水平。
幸而这关系并不适用于透水性沥青碎石，因为它的路面水份的消散方式不同。根据多处的现场试验，又进一步提出了关于车辆行驶在多孔隙的路面所产生噪音的报告。这项工作明确地证实，车辆行驶在透水沥青碎石表面所产生的噪音比有同等防滑程度的普通沥青路面要低得多：在干燥时要低3—4分贝(A)而潮湿情况下更低7一8分贝(A)之多。最近在荷兰的调查也指出透水沥青碎石的结构能够吸收相当部分的车辆引擎噪音。
透水沥青碎石路面特性另外的好处是减少车辆轮胎的滚动阻力。根据计算在高速公路和干线上，如用透水沥青碎石多孔隙稀松路面去取代HRA或刷毛水泥混凝土的表面纹理，每年可节省大量的燃料。
7．1．3．3透水沥青碎石路面的不足及改进方法
尽管透水沥青碎石路面具有很多明显的优点，但也有一些或大或小的缺点必须加以克服。
透水沥青碎石混合料的沥青含量的允许变化范围较小。如果沥青含量过低则集料裹覆不够或是沥青膜太薄而很快地被氧化导致路面提早损坏。另一方面，如果沥青含量过高(或是混合温度过高)，沥青将在运送过程中从集料中泄出令摊铺时材料的沥青含量不均匀。曾有极罕见的例子看到有沥青从运输车尾板处流出。
在1984年以前，英国在透水沥青碎石混合料的沥青含量方面，基本上是在不断摸索的基础上规定的。然而，TRRL对这种拌和型混合料研制了沥青泄流模拟定量试验。试验是将透水沥青碎石混合料放在烘箱内的一个带孔金属篮中，篮下有一个事先称过重量的浅盘用以收集泄出的沥青。以同样的方法对一系列沥青含量的样品进行试验。把余留的沥青量作为韧始沥青含量的函数作图，如固7-2所示。继续试验直到没有沥青泄出的“极限”含量。超过这个含量，沥青流出显著增加，最后达到一个峰值。超过峰值后混合料中留下的沥青含量反而下降，这就是所知的“雪崩”效应。这个泄流试验使沥青含量的规定有了理性的基础。然而全面的沥青泄流试验显示了实验室结果与实际操作相比有可能低估了沥青的泄流量，其理由正由TRBL作调查。
图7-3 沥青试验结果
加入消石灰作为填料可以将沥青粘度大幅提高如图7-3所示，因此可减少沥青的泄出。同时又可改善沥青的粘附性，这显然对在水中浸泡了相当时间的多孔
材料有利。
从定义上看，透水沥青碎石和防滑层均是透水的，因此压实材料里的沥青膜经常与氧气接触，结果是在现场的沥青被加速氧化。图7-4显示了有1至9年路龄的机场防滑层现场的针入沥青。9年后的沥青针入度变为20，有人认为这达到了“临界”针入度，也就是说当针入度低于20时，该材料很容易被磨损。
全面试验的初步结果认为消石灰和某些聚合物可以降低现场沥青的氧化率。实验室试验(36)也说明，假如加入0．5%一1．0%的消石灰，沥青的氧化就会减轻。这是假设消石灰吸收了极性氧化物质，使它不能参予进一步的氧化反应。
处理透水沥青碎石路面的积雪和融冰所需要的盐要比处理常规HRA的路面多2—3倍，其原因是有两方面的。首先，如果雪已被压入透水沥青碎石的空隙里，盐分有先驱除其他部位的雪的倾向而使压实的积雪留在车辙里。其次，雪融化产生的含盐污水会从路面以下泄去而盐就起不了作用。然而，尽管额外的盐处理是件讨厌的事而无疑增加了冬季的养护成本，但是给驾驶者带来的莫大方便以及大幅降低了扰人的交通噪音，远远超过了用多些盐的价值。
由于孔隙率较大，透水沥青碎石的孔隙容易被细小尘土颗粒堵塞，这使得表面构造深度减小及其水传导性随时间而降低，因此必须采取相应的措施以保证路面维持其有效的使用功能。1995年第20次世界道路会议关于多孔隙沥青混凝土的专题报告给出了解决孔隙堵塞问题的两种方法：
Ⅰ. 预防堵塞；
Ⅱ. 除去堵塞材料。
1．减少孔隙堵塞的方法为：
（1）采用集料最大粒径大于11mm和孔隙率至少20％的沥青混合料，这样可较长时间维持高水平水传导性；
（2）避免用形状特殊的集料，当使用纤维和聚合物改性沥青时，纤维量应限制在不超过沥青用量的0.3%，宜用矿质纤维；
（3）用沥青砂浆封闭无交通的车道和硬路肩；
（4）在与无沥青面层或无水泥混凝土道路的交叉处或交通量小的路段建议不采用多孔沥青混凝土。
2．清孔隙：硬路肩、履带车行驶道和其它使用不多的车道应每年用专门开发的设备清洗一次。
图7-4 填料含量对沥青软化点的影响
图7-5 防滑层沥青的硬化
7．1．4 沥青稳定基层
现我国修筑的高等级公路的基层大多为半刚性基层，它们一般是用无机结合料（如水泥、石灰等）作为稳定材料，除这种基层之外，有时也采用沥青稳定基层。
将土粉碎，用沥青（液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青、沥青膏胶等）为结合料，将其与土拌和均有，摊铺整平，碾压密实成形的基层称为沥青稳定土基层。理论上说，各种土都可用液体沥青来稳定以形成一定强度的基层。沥青土的强度和水稳性在沥青和水位最佳含量时达最大，沥青和水的最佳含量总和略高于素土压实时的最佳含水量。最佳含量的沥青包括吸附沥青和自由沥青两部分，吸附沥青是受土的分子力作用下的沥青，其量仅约0.5％－01％，自由沥青填充土的孔隙，约为7％－8％。吸附沥青的形成是土对沥青中所含表面活性物质复杂多样的选择性的物理吸附的结果，使沥青具有憎水性；同时当土中含有某些重金属的盐类时，由于与沥青酸等一些沥青中的活性物质的相互作用，产生了化学吸附过程，这使得沥青膜具有不可逆性，因此具有很高的水稳性。在土或沥青中掺加活性物质，都可以提高沥青土地水稳性，各国比较成功的经验是在土中掺入微量的石灰，或采用阳离子乳液处治低塑性土，用阴离子乳液处治粘性土。自由沥青在压实时起润滑和填充作用，使沥青土具有较小的毛细吸水作用，保护吸附沥青膜免受水的浸蚀，这对可逆的吸附沥青膜的水稳性特别重要。
用沥青稳定粘性土时，土中的适量水分对稳定土的强度和水稳性起着十分有利的作用，它在沥青土结构的形成中与沥青一起起着结合料的作用。有关研究资料认为，当土中含有与其结合最坚固的水（相当于土地最大分子吸湿量），而且沥青掺加量能使土粒表面上形成填充其孔隙的足够的膜时，沥青土能达到最大的水稳性。因此用沥青稳定粘土时，最宜的水分应多于沥青含量，一般是，水的数量为素土含水量的0.3－0.4倍，沥青含量为0.25－0.35倍。用沥青稳定砂土时，水主要起有利于压实的润滑作用，对提高水稳性的作用不大。国外有些国家用沥青乳液稳定砂土已取得了良好的效果。
但沥青稳定土的基层也有一些缺点，如结合料与土粒表面粘着力不够、内聚力不大，因此，沥青稳定土的特征是强度形成较慢、并且随着含水量的增加强度会显著下降。
除以上的沥青稳定土基层外，另一种沥青稳定基层是构筑于高等级公路和城市主干道面层下面的排水基层，即多孔隙沥青稳定碎石排水基层，一般跟纵向边缘集水沟结合使用，形成完整的排水系统，具体布置形式在新版的《公路排水设计规范（JTJ018-97）》中作了详细叙述。
沥青碎石排水基层由含少量细料的开级配碎石集料和沥青（2.5%－3.5%）组成。粗集料应选用洁净、坚硬、未风化的碎石，最后为碱性，以确保与沥青的良好粘结性，细集料采用人工轧制石料或天然砂，沥青采用较稠的标号，AH-50或AH-70；混合料的孔隙率一般不小于20％；排水基层的厚度视孔隙率、路表渗入量和基层渗流量而定，一般为8－12cm。
排水基层在面层下，一方面迅速疏干路表面渗入水，另一方面作为基层，起承重作用。采用沥青稳定碎石排水基层后，其下原有的半刚性基层厚度可作相应的减少，或可减薄沥青面层中连接层的厚度，如把中面层下面层改成一层铺筑；
同时，面层底面的应力随沥青稳定碎石的模量的变化而变化，由此可通过控制其模量而使沥青面层都处于受压状态，有关资料介绍，在15℃时，沥青稳定碎石的模量超过1100MPa即可达到目的。顺便说一下，排水基层的下层基层应为不透水层，并应做好层间连接。
多孔沥青稳定碎石作为排水基层，在使用性能上应符合三项要求－透水性、抗变形能力及水稳性（为减少水的侵蚀，一般要求沥青用量不低于2.5%）。
7．1．5 浇注式沥青混凝土
浇注式沥青混合料起源于德国，英文名字为Guss Asphalt，由于该混合料在施工时（高温，200℃左右）呈流动状态（从下面施工图中可以明显看出），故被称为浇注式沥青混合料。
图 7-6 浇注式沥青混凝土摊铺施工图
就工程应用而言，浇注式沥青混合料在发源地德国使用最多，德国的高速公路在一个时期（七八十年代）大部分是浇注式，成本大概比HMA高90％；它
们的实践表明，浇注式沥青混合料的使用情况一般比较好，使用年限可达12到18年。但有些路段有不同程度的车辙和裂缝。在世界各国其它地方，浇注式沥青混合料由于其自身的一些优点，在桥面铺装上用的也比较多。下表列出了具有代表性的浇注式沥青混合料的工程实例：
国家工程名称说明
德国
莱茵桥钢桥面浇注式
高速公路和重交通街道浇注式，七八十年代
瑞士国道 N6号线浇注式
奥地利干线道路浇注式
瑞典斯的哥尔摩街道浇注式
日本本四联络桥浇注式，铺装下层
中国香港青马大桥浇注式，一层，4cm 江阴长江大桥浇注式，一层，5cm
附带指出，浇注式沥青混合料在亚洲国家的使用则刚刚开始，所以许多科研机构和相关建筑、商业公司都比较重视。日本专门修订了有关使用方法，韩国则在1998年申请了浇注式沥青混合料的专利（Darin Corp Co., Ltd.），在我国也仅仅在以上两个大桥桥面铺装中开始使用。
从制备过程来看，浇注式沥青混合料由两部分组成，一部分为细料和沥青组成的基质沥青玛碲脂（Mastic Epure，简称ME）；另一部分为粗骨料，这两部分在温度为200℃左右的拌和车中混合即成为浇注式沥青混合料。浇注式沥青混合料与一般的沥青沥青混凝土相比，其在材料使用与组成结构上的特点为：（1）胶结料一般采用特立尼达湖沥青和直馏沥青混合而成的掺配沥青，一般湖沥青和直馏沥青的掺配比例从20:80到50:50不等，有时根据需要，湖沥青所占比例可更多。因湖沥青的显著优点之一是它的高粘性，这使得沥青与矿料之间的粘结度十分高，抗剥落能力远远高于一般要求。同时，由于浇注式混凝土流动的特点，用油量较AC型沥青混凝土多，以提供足够的自由沥青，但由于湖沥青软化点较高，一般不会出现泛油。
工程上使用得较多的湖沥青通常是指南美洲岛国特立尼达-多巴哥的特立尼达湖所出产的天然沥青，英文名称为Trinidad Lake Asphalt，简称TLA，该沥青的特性在前面有关沥青材料的内容中已介绍，它在路面气候环境中性能相当稳定，是理想的沥青路面材料。将高粘度的湖沥青和普通直馏沥青掺配，可有效地改善沥青结合料的温度敏感性，从而提高整个混合料的使用性能。
（2）集料部分：与一般沥青混凝土的组成相比，矿粉和细集料占的比例较多，约占整个混合料的一半左右，它们和沥青混合形成的基质沥青玛碲脂在拌和高温时具有良好的流动性，常温下则非常坚硬，且可以加工成块状半成品，用塑料薄膜包装或木桶装好，便于运输。其余部分为粗骨料，它们在混合料中起一定的骨架作用，但由于混合料为明显的悬浮密实结构，粗骨料的骨架作用不是十分突出。
浇注式沥青混合料的路面使用性能特点为：
（a）由于湖沥青较强的抗老化能力这一特点，浇注式沥青混凝土路面的的使用寿命比一般沥青混凝土路面长，从综合的角度考虑，这有利于提高工程的经济使用效率；
（b）路面在高温时或渠化交通处的抗车辙能力还有待于进一步提高；
（c）常温下具有较强的抗压能力，以及抵抗重复荷载疲劳作用的能力；
（d）低温时具有很高的抗劈裂强度以及一定的变形能力；
（e）空隙率几乎为0，这一特性使得浇注式沥青混凝土具有十分强的抵抗水害的能力，有利于提高路面的服务周期；
（f）若用作钢桥面铺装，它具有良好的适合于钢板变形的随从性；
（g）维修方便，只需采用小型维修工具，两三个工作人员，操作简单；
从以上各条可以看出，由于浇注式沥青混合料具有一些传统沥青混凝土难以达到的适合于路用性能的优点，因此它在某些场合有着广泛的应用前景，如用作钢桥面铺装等；但从工程建设投资来看，采用湖沥青的浇注式沥青混合料的费用会高于一般的沥青混凝土，所以，因统筹兼顾，从工程的投入、效益等的综合角度考虑是否采用该种混合料。
7．1．6 环氧沥青混凝土
环氧沥青混凝土，即Epoxy Asphalt，顾名思义，它是在一般的沥青混凝土中加入环氧配置而成。环氧的作用主要是在沥青混凝土中充当固化剂，待其发生固化效用后，由于环氧本身的高粘度，沥青以及整个混合料便组成了一个高强度整体。从严格意义上讲，环氧沥青混凝土不属于一般的改性沥混凝土，它是近年来出现的一种新型的沥青混合料，在美国和日本的桥面铺装以及特殊要求的路段上进行过这方面的应用和科学研究；我国正在建设的南京长江二桥的桥面铺装也将在国内首次采用这项技术。
在材料使用和混合料级配组成上，环氧沥青混凝土与一般沥青混凝土相比，没有什么大的差别：先按一般密级配沥青混凝土（AC型）的级配设计，然后再加入3％左右（或沥青用量的一半）的环氧。
在实验室制作环氧沥青混凝土时，集料部分按一般沥青混凝土的制作要求预先加热好，然后放入搅拌炉，再加入所需沥青，同时放入预热好的环氧（注意，环氧预热时温度不能过高，一般60℃左右，否则，环氧预先发生固化，失去其自身的作用，且不会均匀分布于沥青混合料中），然后搅拌成均匀的沥青混合料，成型。由于环氧自身易固化这一特性，整个过程应该在半小时内完成。
环氧沥青混凝土最显著的力学特性是其十分高的强度－抗压强度、抗劈裂强度等，它的力学强度值是一般沥青混凝土难以达到的。在实验室进行相关的力学破坏性试验时，在不同温度下试验均成明显的脆性破坏。
有关资料给出的环氧沥青混凝土的主要使用性能的优点是：
（a）良好的抗车辙性能；
（b）良好的抗剥落性能；
（这两项性能从下图7-7、7-8中可以明显地看出）
（c）具有一定的弹性，能在表面处产生适当的变形，且不易产生裂缝；
（d）良好的耐久性，因为结合料受温度和气候的影响很小；
图7-7 抗剥落试验结果比较图7-8 车辙试验结果比较
环氧沥青混凝土通常被使用的场合为：
（1）车辙十分严重之处，一般的改性沥青混凝土不能满足要求；
（2）路面沥青混凝土发生严重塑性流动的地方；
（3）下雪寒冷地区以抗剥落；
（4）桥面铺装；
值得注意的是，尽管环氧沥青混凝土有其许多优越性，但它对施工的要求十分苛刻，如天气、工艺等，这些因素是这项技术能成功的关键。
沥青路面车辙病害原因与处治方案
沥青路面车辙病害原因与处治方案 一、什么是车辙： 车辙是车辆在路面上行驶后留下的车轮永 久压痕。过去，人类广泛应用马车，在泥土路 上走，由于土路较软，车过后路面就有压痕， 雨后，路面有泥水压痕更深。古人云：“前面 有车，后面有辙。”车走多了，路上留下两条 平行的很深的车辙。现代路面车辙是路面周期 性评价及路面养护中的一个重要指标。路面车 辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的 安全性和使用期限。路面车辙深度的检测能为 决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的 维修、养护及翻修等作出优化决策。 二、沥青路面车辙的类型和产生原因： 沥青路面的车辙分为磨耗磨损型车辙、结构性车辙、失稳型车辙、压密型车辙四种类型1、磨耗型车辙 产生原因：在交通车辆轮胎磨耗和环境条件的综合作用下，路面磨损，面层内集料颗粒逐渐脱落；在冬季路面铺撒防滑料(如：砂)时，磨损型车辙会加速发展。 2、结构型车辙 产生原因：这类车辙主要是基层等路面结构层或路基强度不足，在交通荷载反复作用下产生向下的永久变形，作用或反射于路面。 3、失稳型车辙 产生原因：绝大多数车辙是由于在交通荷载产生的剪切应力的作用下，路面层材料失稳，凹陷和横向位移形成的。此类车辙的外观特点是沿车辙两侧可见混合料失稳横向蠕变位移形成的凸缘。一般出现在车辆轮迹的区域内，当经碾压的路面材料的强度不足以抵抗交通荷载作用于它上面的应力、特别是重载车辆高频率通过，路面反复承受高频重载时，极易产生此类车辙。
此外，在高速公路的进、出口，交费站或一般公路的交叉路口等减速或缓行区，这类车辙也较为严重。因为这些地区车速较低，交通荷载对路面的作用时间较长，易于引起路面材料失稳，横向位移和永久变形。 4、压密型车辙 在施工中碾压不足，开放交通后被车辆压密而形成车辙。不过这类车辙如果是由于路面施工质量控制不严造成的非正常病害，一般在讨论车辙时，多不考虑。 从车辙的形成过程来看，车辙主要是高温下沥青面层因沥青软化而进一步密实，以及沥青变软对矿质骨架的约束作用降低而使得骨架失稳，表明沥青对混合料的高温性能十分重要。当然骨架的稳定性和细集料的多少也会影响车辙形成的进程。在道路的交叉口或变坡路段，此类高温变形更易发生，这主要与较大的水平荷载作用下抗剪强度相对不足有关。 三、影响沥青路面车辙形成及其深度的主要因素： 1、沥青混合料 现行的沥青路面设计的主要依据指标是沥青混合料的强度，其取决于混合料的粘结力和内摩擦角，受集料物理化学性质的影响；粘结力又取决于沥青材料的化学结构、胶体结构、物理化学性质、稠度、沥青膜的厚度、沥青矿料比、沥青与矿粉系的分散结构特征以及沥青与矿料的相互作用，增加内摩擦角和矿料等颗粒间的嵌挤作用可以提高沥青混合料的抗剪稳定性。 ①材料性质。沥青的粘度和沥青与矿料之间的粘附性是影响沥青混合料高温稳定性的两个因素；沥青粘度越大，沥青与矿料之间的粘附越好，那么混合料的高温稳定性越好，因此要选用粘度大的沥青和非酸性矿料以提高混合料的高温稳定性和强度，以便产生较高的抗车辙能力；沥青改性是一种提高沥青高温稳定性的有效手段，据佐治亚洲的加载车轮检测结果证明，改性沥青混合料同标准混合料相比车辙深度有明显减少。 ②矿物集料的表面纹理、料颗粒大小、形状、级配、颗粒相互位置、矿料数量、可以影响混合料的孔隙结构，即孔隙的大小、形状与连通闭合情况、沥青用量状况以及沥青的用量和沥青同集料的互相作用情况，因而可以对车辙的大小表现出不同的影响。采用洁净坚硬的碎石，硬度大、棱角尖锐的砂以及高质量的矿粉对于抵抗永久性变形十分有利。在整个矿料混合料中对沥青温度稳定性影响最大的是矿粉，用石灰岩和冶金矿渣制成的矿粉掺拌的沥青混合料有较高的高温稳定性能。 ③矿料级配。为探讨集料级配对车辙大小的影响，有关研究人员将集料分为过细级配组、细级配组和粗级配组三种，环道试验结果表明:热拌沥青混合料在最佳沥青含量、8%空隙率时粗级配有较大的车辙深度，过细级配次之，细级配组车辙深度最小。另有单轴荷载试验资料:在最佳沥青含量时中粒式沥青混合料车辙最小，细粒式次之，粗粒式大于细粒式，沥青碎石车辙最大。可见，单纯增大矿料粒径并不能提高路面抗车辙能力，而良好的级配和最大的密实度因增加了矿料之间的嵌挤力，而提高了混合料的高温抗车辙能力。 ④空隙率。在进行沥青混合料配合比设计时，对空隙率的选择一般都是根据当地材料和经验进行的，当取值过高时，提高密实度可增加骨料间的接触压力，从而提高路面的抗车辙能力，相应地沥青和矿粉用量也要增加，从而又削弱其抗车辙能力。当空隙率小于某一临界值后，继续减小空隙率，使得混合料内部没有足够的空隙来吸收材料的流动部分，造成混合料外部的整体变形，由此而形成车辙。大量试验表明:各种级配的混合料在最佳沥青含量时，随空隙率的增大车辙有所增加。 2、路面结构组成 沥青路面的抗车辙能力除了受所用材料及其性能影响外，还与路基类型和路面厚度有关。沥青路面厚度与车辙的关系较为复杂，同样的材料在不同的路面结构中会表现出不同的性能，有关室内环道试验表明:当其路基为砂土材料时，面层厚度对车辙影响很大，面层沥青混合料较薄时车辙较深，而且较大部分来自路基的形变；而当面层较厚时，路基基本上不产生车
沥青路面结构及类型
沥青路面结构及类型 一、沥青路面结构组成 1.沥青路面结构层可由面层、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1~3层组成。表面层应根据适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，并对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。基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层、下基层。 4.底基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。底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上底基层、下底基层。 5.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。 二、沥青路面分类 （一）按技术品质和使用情况分类 1.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。沥青混凝土路面适用于各级公路面层。 2.沥青碎石路面：用沥青碎石作面层的路面 3.沥青贯入式：用沥青贯入碎（砾）石作面层的路面，即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。 4.沥青表面处治：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青面层，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。 （二）按组成结构分类 1、密实—悬浮结构 2、骨架—空隙结构 3、密实—骨架结构 （三）按矿料级别分类 1.密级配沥青混凝土混合料 2.半开级配沥青混合料 3.开级配沥青混合料 4.间断级配沥青混合料 （四）按矿料粒径分类 1.砂砾式沥青混合料：矿料最大粒径等于或小于4.75mm（圆孔筛5mm）的沥青混合料。也称为沥青石屑或沥青砂。 2.细粒式沥青混合料：矿料最大粒径为9.5mm或1 3.2mm（圆孔筛10mm或15mm）的沥青混合料。 3.中粒式沥青混合料：矿料最大粒径为16mm或19mm（圆孔筛20mm或25mm）的沥青混合料。 4.粗粒式沥青混合料：矿料最大粒径为26.5mm或31.5mm（圆孔筛30~40mm）的沥青混合料。 5.特粗粒式沥青混合料：矿料最大粒径等于或大于37.5mm（圆孔筛45mm）的沥青混合料。（五）按施工温度分类 1.热拌热铺沥青混合料：沥青与矿料经加热后拌和，并在一定的稳定下完成摊铺和碾压施工过程的混合料 2.常温沥青混合料：采用乳化沥青或稀释沥青在常温下（或者加热温度很低）与矿料拌和，并在常温下完成摊铺和碾压过程的混合料。
沥青混凝土详细分类
沥青混凝土中文名称： 沥青混凝土英文名称： asphalt concrete定义1： 经过加热的骨料、填料和沥青、按适当的配合比所拌和成的均匀混合物，经压实后为沥青混凝土。定义2： 由沥青、填料和粗细骨料按适当比例配制而成。 拼音:liqing hunningtu英文:bituminous concrete沥青混凝土俗称沥青砼（tong)经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35～40毫米以下)、中粒（20～25毫米以下）、细粒(10～15毫米以下)、砂粒(5～7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 配料情况 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。配合矿料有多种方法，可以用公式计算，也可以凭经验规定级配范围，中国目前采用经验曲线的级配范围。沥青混合料中的沥青适宜用量，应以试验室试验结果和工地实用情况来确定，一般在有关规范内均列有可资参考的沥青用量范围作为试配的指导。当矿料品种、级配范围、沥青稠度和种类、拌和设施、地区气候及交通特征较固定时，也可采用经验公式估算。 制备工艺 热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。一般选用固定式热拌厂，在线路较长时宜选用移动式热拌机。冷拌的沥青混合料可以集中拌和，也可就地路拌。沥青拌和厂的主要设备包括：沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉仓、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等，有些还有热集料的重新分筛和贮存设备(见沥青混合料拌和基地)。拌和机又可分为连续式和分批式两大类。在制备工艺上，过去多采用先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和。近来，又发展一种先
路面车辙分析
高速公路路面车辙成因及防治 摘要：最近随着高速公路的突飞猛进的发展，高速公路的各种病害也随之而来。本文主要对病害中的车辙原因进行分析，对车辙简单的分类，研究防治车辙的 各种方法，并简单的介绍几种车辙的处理方法。 关键词：高速公路车辙原因分析维修方法 1 车辙形成原因分析 1.1 路面结构不合理 现行设计规范认为粗粒径混合料比细粒径混合料的抗高温车辙性能强,仅要求层厚大于最大公称粒径的2倍。殊不知,实际施工过程中,粗粒径混合料离析 严重,粗集料“顶天立地”导致碾压难以密实,有时甚至将石料压碎。如铜黄高 速公路,查原竣工图,发现面层结构为:上面层采用4cm中粒式沥青混凝土(AC— 16I)、中面层采用4cm中粒式沥青混凝土(AC—20 I)、下面层采用5cm粗粒式 沥青混凝土(AC—25 I)。此结构存在两个缺陷:一是表层空隙率大,雨水易渗入 并聚积在结构内。二是各层集料最大粒径与层厚不匹配,导致碾压效果不佳,使 后续变形过大。 1.2 面层级配不合理 现行设计规范强调中、上面层主要功能是封水,其次是抗高温车辙性能,导 致中上面层都采用Ⅰ型结构,有的甚至提出中面层的空隙率应降低为2%~4%.实 际上Ⅰ型级配属于悬浮密实结构,内摩阻力小,抗高温车辙性能差,如再将空隙率降低为2%~4%,则高温情况下自由沥青膨胀之后无处去,就会加剧高温形变。另 一方面,中下面层设计虽为中粒式沥青混凝土(AC—20 I)和粗粒式沥青混凝土(AC—25 I),但从对中下面层混合料抽提试验结果看施工配合比级配偏细。 1.3 层间结合处理不当 从多条高速公路取芯发现,基层与面层间没有透层油渗入的痕迹,在取芯过程中,很难取出基层和面层连在一起的整体芯,而是两者分开的,这反映了基层与面层的粘结强度很低,故在陡坡地段发生推移现象是必然的。 1.4 交通荷载考虑不周 在高速公路的交通构成中,重载卡车数量较多,而且行车速度慢。调查发现,大型货车中轴载超过我国标准轴载10t的比例为37%~46%,平均为40.6%,超过国际上最大标准轴载13t的比例为24%~28%,平均为25.7%,有2~4%的甚至超过了 18t,可见超重载现象非常严重。经分析,轴载从10t依次增加到13t、15t、18t,剪应力高值的分布范围从面层下3~6cm依次增加到3~7cm、3~8cm、3~9cm,剪应 力的最大值位置从4cm依次增加到4cm、5cm、5cm。说明随着轴载的增加,剪应 力高值的分布范围由表面层向中面层转移,使产生失稳性车辙的深度增加。因此,承受重载慢速交通要求沥青混凝土有较好的抗车辙能力。但是,目前高速公路设计中没有详细考虑此因素。
沥青路面车辙测试
实训九沥青路面车辙测试 车辙是路面经汽车反复行驶产生流动变形、磨损、沉陷后，在车行道行车轨迹上产生的纵向带状辙槽，车辙深度以mm计，车辙面积以2 m计。车辙的控制指标，国内没有统一指标，国外以车辙深度作为评价指标。 一、仪器与材料 可选用下列仪具与材料： （1）路面横断面仪，如图9.1所示。其长度不小于一个车道宽度，横梁上有一个位移传感器，可自动记录横断面形状，测试间距小于20cm，测试精度1mm。 图 9.1 路面横断面仪 （二）激光或超声波车辙仪，包括多点激光或超声波车辙仪等类型。通过激光测距技术或激光成像和数字图像分析技术得到车道横断面相对高程数据，并按规定模式计算车辙深度。 要求激光或超声波车辙仪有效测试宽度不小于3.2m，测点不小于13点，测试精度1mm。 （3）路面横断面尺，如图9.2所示。横断面尺为硬木或金属制直尺，刻度间距5cm，长度不小于一个车道宽度。顶面平直，最大弯曲不超过1mm。两端有把
手及高度为10～20cm的支脚，两支脚的高度相同。 图 9.2 路面横断面尺 （4）量尺:钢板尺、卡尺、塞尺，量程大于车辙深度，刻度至1mm。 （5）其他：皮尺、粉笔等。 二、方法步骤 （一）确定车辙测定的基准测量宽度 （1）对高速公路及一级公路，以发生车辙的一个车道两侧标线宽度中点到中点的距离为基准测量宽度。 （2）对二级及二级以下公路，有车道去划线时，以发生车辙的一个车道两侧标线宽度中点到中点的距离为基准测量宽度；无车道区划线时，以形成车辙部位的一个设计车道宽度作为基准测量宽度。 （二）确定车辙测定的间距 以一个评定路段为单位，用激光车辙仪连续检测时，测定断面间隔不大于10m。用其他方法非连续测定时，在车道上每隔50m作为一测定断面，用粉笔画上标记进行测定。根据需要也可按《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60—2008）中随机选点方法在车道上随机选取测定断面，在特殊需要的路段如交叉路口前后壳予以加密。 （三）各种仪器的测定方法
沥青路面种类
沥青路面种类 沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。 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。 ①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。 ②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。
③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。为了使摊铺地沥青混合料在摊铺时有适当流动。 厂拌沥青碎石路面 也称黑色碎石路面或开级配沥青混凝土路面。其加工工艺和铺筑工艺接近沥青混凝土路面，但其孔隙较大（两者的分界线并不严格，中国以孔隙率10%为分界）。沥青碎石混合料可以热拌热铺，也可热拌冷铺；热铺质量较好，用得较普遍。集料的颗粒有同颗粒及有级配之分，多采用有级配者。和沥青混凝土相比，沥青碎石的细集料和矿粉含量较少，粗集料的比例较大，沥青用量相应也较少。沥青碎石混合料的热稳定性主要依靠集料颗粒间的锁结力，故对沥青用量、稠度、混合料的配合比和集料级配的变动范围可比沥青混凝土为宽，而仍能保持其热稳定性。但因多孔之故，路面容易渗水和老化，故沥青碎石常用于面层的下层、联结层、整平层和基层。若用于路面的上层时，须加沥青封层或嵌撒细粒沥青混合料。但也有把它铺在密实的沥青面层之上，作透水的防滑层用的。沥青碎石路面的使用寿命一般短于沥青混凝土路面，但其工程造价常较廉。 沥青贯入式路面 是浇洒成型的一类沥青路面。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
2路面结构及其层次划分
§2路面结构及其层次划分 一.路面断面 路拱平均坡度: 沥青或水泥混凝土路面:1.5% 厂拌沥青碎石等:1.5-2.5% 石砌路面:2-3% 碎石,砾石路面:2.5-3.5% 土路:3-4% 二.层次划分和作用 1．面层: 面层是直接同行车和大气接触的表面层次，它承受较大的行车荷载的垂直力、水平力和冲击力的作用，同时还受到降水的浸蚀和气温变化的影响。因此，同其它层次相比，面层应具备较高的结构强度，抗变形能力，较好的水稳定性和温度稳定性，而且应当耐磨，不透水；其表面还应有良好的抗滑性和平整度。 修筑面层所用的材料主要有：水泥混凝土、沥青很凝土、沥青碎(砾)石混合料、砂砾或碎石掺上或不掺土的混合料以及块料等。
2．基层: 基层主要承受由面层传来的车辆荷载的垂直力，并扩散到下面的垫层和土基中去,上基层是路画结构中的承重层，它应具有足够的强度和刚度，并具有良好的扩散应力的能力.基层遭受大气因素的影响虽然比面层小，但是仍然有可能经受地下水和通过面层渗入雨水，所以基层结构应具有足够的水稳定性。基层表面虽不直接供车辆行驶，但仍然要求有较好的平整度，这是保证面层平整性的基本条件。 修筑基层的材料主要有各种结合料(如石灰、水泥或沥青等)稳定土或稳定碎(砾)石、贫水泥混凝土、天然砂砾、各种碎石或砾石、片石、块石或圆石，各种工业废渣(如煤渣、粉煤灰、矿渣、石灰渣等)和土、砂、石所组成的混合料等。 3．垫层: 垫层介于路基与基层之间，它的功能是改善土基的湿度和温度状况，以保证面层和基层的强度、刚度和稳定性不受土基水温状况变化所造成的不良影响。另一方面的功能是将车辆荷载应力加以扩散，以减小土基产生的应力和变形.同时也能阻止路基土挤入基层中，影响基层结构的性能。 修筑垫层的材料，强度要求不一定高，但水稳定性利隔温性能要好。常用的垫层材料分为两类，一类是由松散粒料，如砂、砾石、炉渣等组成的透水性垫层；另一类是用水泥或石灰稳定土等修筑的稳定类垫层。
道路沥青混合料种类与性质
第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐久 ；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线
§7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％时，
沥青路面破损分类分级
公路沥青路面破损分类分级及换算系数
注：路面综合破损率（DR ）100/100/??=?=∑∑A K D A D DR ij ij 路面状况指数（PCI ）412.015100DR PCI -=（水泥混凝土路面10.66，0.461;砂石 路面10.10，0.487） 平整度、抗滑性能及破损状况的养护质量标准表4-1
注：（1）对于其他等级公路的平整度方差б：沥青碎石、贯入式应取低值4.5，沥青表面处治取中值5.5，碎砾石及其它粒料类路面取高值7.0; （2）对于其他等级公路的平整度三米直尺指标：沥青碎石、贯入式应取低值10，沥 注：对于其他等级公路不对车辙深度作要求。 （4）沥青路面应保持横坡适度，以利排水，各种路面类型的路拱坡度宜 符合表4-4的规定。 沥青路面横坡度表4-4
注：对于高速、一级公路路拱横坡的养护标准可视情况比表列值低0.5%， 其他等级公路的路拱横坡可视公路等级的情况比《公路工程技术标准》 （1 （2 材料必须具有足够的强度、耐久性和稳定性，以承受车辆的作用和抵抗自然环境的影响。各种维修养护材料都应进行必要的试验，不符合要求的， 不得使用。 2.技术要求 沥青路面养护维修材料的技术要求符合《公路沥青路面设计规范》
（JTJ014），《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032）。这些材料的试验应遵照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052），《公路工程石料试验规程》（JTJ054），《公路工程集料试验规程》（JTJ058）的规定执行。 三、路面使用质量评价指标与评价方法 1.路面现有使用质量评价的内容 2.路面状况指数（PCI） 路面破损状况的评价标准 根据路面破损情况，可将路面质量分为优、良、中、次、差五个等级。评价标准宜符合表4-9的规定，各地可根据当地的使用要求、经济条件、 自然条件对此标准作适当的调整。
沥青路面破损分类分级
公路沥青路面破损分类分级及换算系数 注：路面综合破损率（DR ）100/100/??= ?=∑∑A K D A D DR ij ij 路面状况指数（PCI ） 412 .015100DR PCI -=（水泥混凝土路面，;砂石路面，） 路面破损状况评价标准
一、公路沥青路面养护质量标准 1.沥青路面养护质量标准 （1）沥青路面平整度、抗滑性能及路面状况的养护质量标准应符合表4-1 的规定。 平整度、抗滑性能及破损状况的养护质量标准表4-1 注：（1）对于其他等级公路的平整度方差б：沥青碎石、贯入式应取低值，沥青表面处治取中值，碎砾石及其它粒料类路面取高值; （2）对于其他等级公路的平整度三米直尺指标：沥青碎石、贯入式应取低值10，沥青表面处治取中值12，碎砾石及其它粒料类路面取高值15; （3）二级公路沥青混凝土路面可参照高速，一级公路的质量标准。 （2）沥青路面强度的养护质量标准应符合表4-2 的规定。 沥青路面强度的养护质量标准表4-2 （3）沥青路面车辙养护质量标准应符合表4-3 的规定。 沥青路面车辙养护质量标准表4-3 注：对于其他等级公路不对车辙深度作要求。 （4）沥青路面应保持横坡适度，以利排水，各种路面类型的路拱坡度宜符合表4-4 的规定。 沥青路面横坡度表4-4 注：对于高速、一级公路路拱横坡的养护标准可视情况比表列值低% ，其他等级公路的路拱横坡可视公路等级的情况比《公路工程技术标准》（JTJ001）中相应得设计值低% 作为养护标准。 2.大修、中修、改建、专项工程的质量标准 （1）对沥青路面采取大修补强、中修罩面、改建及实施专项养护工程时，除参照本技术规定外，还应参照《公路工程质量检查评定标准》（JTJ071）规定执行。
沥青路面车辙产生的原因及处理措施
沥青路面车辙产生的原因及处理措施 【摘要】沥青路面一旦产生车辙，其交通安全就会受到影响。因此，对沥青路面车辙产生的原因及相应处理措施进行研究具有非常大的意义。本文根据沥青路面车辙产生的原因对其提出相应的处理措施，以供同仁参考。 【关键词】水泥；混凝土；道路；质量通病；防治措施 随着近年经济的快速发展，车流量在不断的增加，其沥青路面就出现了各种各样的病害，比如车辙、裂缝、泛油等病害，这些病害的出现将严重影响到了交通安全。因此，就需要对其产生的原因进行研究，并提出科学合理的改善措施。本文主要研究的是车辙产生的原因及相应的处理措施。车辙的出现将会对通行的车辆和路面产生影响，其主要的影响表现在以下几个方面：①车辙的产生会使沥青路面产生变形，其路面平整度受到影响；②车辙会使轮迹处沥青层厚度变得更加薄，其路面的结构和面层的整体强度将会变弱，其他病害很容易就诱发出来了； ③车辙的产生会使雨天的排水变得更加不畅，路面的抗滑能力大大的下降，其交通安全就会受到严重的影响；④车辙的出现会使车辆在更换车道或超车时方向失控，其交通的安全就会受到影响。综上可知，车辙的出现将会严重影响到路面的服务质量和使用状况。 1、车辙产生的原因分析 根据相关研究资料发现，车辙产生的原因有很多种，大致可以分为两个方面：内部影响因素和外部影响因素。内部影响因素主要是指路面施工技术及沥青混凝料性质，外部因素则是指气候、车流量、荷载以及路面坡度等影响因素。其中内部影响因素是可以进行控制的，外部因素就很难控制。 1.1路面结构及材料组成 我国路面大部分采用的材料是沥青混合料。沥青层材料是会发生变形的，其变形量会随着路面结构中厚度的增大而变大。此外，沥青路面中级配碎石也是随之发生一定程度的永久变形。沥青路面采用的材料是半刚性基层或刚性基层，这两种材料具有比较高的高温抗剪变形和稳定性能力，因此，沥青层是产生车辙主要部位，其中土基和刚性基层产生车辙的概率是非常小的。 1.2施工因素 施工质量是造成沥青路面出现车辙病害的内部原因之一，在沥青路面施工过程中如果没有做好以下几个方面的施工工作，那么就很容易导致路面产生车辙病害。其主要的施工因素有：①沥青混合料的离析比较严重时就会造成级配偏差，使得配成的混合料偏软，未达到一定强度；②片面的看重路面的平整度，没有对压实度进行严格要求；③油石比控制不准确等因素；④沥青路面的施工技术和施工过程，在对沥青路面施工时需要做好中间的施工，防止路面层间出现滑动现象。
沥青路面的分类和材料要求
山东交通职业学院案首 子学习情境3.1 沥青路面材料要求 任务一沥青路面常用材料选择 一、沥青路面材料要求 1.沥青材料 种类：石油沥青、煤沥青、液体石油沥青和沥青乳液等。 沥青材料的标号：路面的类型、施工条件、地区气候条件、施工季节和矿料性质尺寸等因素而定。 热拌热铺沥青路面：可采用稠度较高的沥青材料。 热拌冷铺类沥青路面：所用沥青材料的稠度较低。
浇贯类沥青路面：宜采用中等稠度的沥青材料。 当地气候寒冷、施工气温较低、矿料粒径偏细时：宜采用稠度较低的沥青材料。 炎热季节施工时：可用稠度较高的沥青材料。 路拌类沥青路面：采用稠度较低的沥青材料。 (1)一般规定 1)沥青到货时应附有炼油厂的沥青质量检验单。合格后方可使用。 2)沥青路面集料的粒径应以方孔筛为准。 3)任何材料进入施工场地时都应登记，签发材料验收单。 (2)道路石油沥青 1)道路石油沥青适用于各类沥青面层。 2)高速公路、一级公路铺筑沥青路面时，应采用符合规范要求的“重交通道路石油沥青技术要求”规定的沥青。 3)各层可采用相同标号的沥青，也可采用不同标号的沥青。面层的上层宜用较稠的沥青，下层或联接层宜采用较稀的沥青。对渠化交通的道路，宜采用较稠的沥青。 (3)乳化石油沥青 1)乳化石油沥青的质量应符合“道路用乳化石油沥青技术要求”的规定。 2)乳化沥青适用于沥青表面处治、沥青贯人工路面、常温沥青混合料路面，以及透层、粘层与封层。 3)乳化沥青的类型应根据使用目的、矿料种类、气候条件选用。对酸性石料，或当石料处于潮湿状态或在低温下施工时，宜采用阳离子乳化沥青；对碱性石料(石料处于干燥状态)或与水泥、石灰、粉煤灰共同使用时，宜采用阴离子乳化沥青。 (4)液体石油沥青 1)液体石油沥青适用于透层、粘层及拌制常温沥青混合料。 (5)煤沥青 1)道路用煤沥青适用于透层、粘层，也中用于三级及三级以下的公路铺筑沥青面层，但热拌沥青混合料路面的表面层不宜采用煤沥青。
沥青路面车辙测试方法探讨
龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/6e9761598.html, 沥青路面车辙测试方法探讨 作者：耿晓栋 来源：《城市建设理论研究》2013年第04期 摘要：车辙检测是我国公路养护的重要课题。本文首先阐述了沥青路面车辙产生的原因，进而说明沥青路面的测试方法，并提出了相关的预防及处理措施，对道路工作者施工应用可以提供一些合理的参考。 关键词：沥青路面；车辙；测试方法；防治措施 Abstract: the rut detection is an important subject of our country highway maintenance. This article discussed the causes of asphalt pavement rutting, then explain the asphalt test methods, and puts forward some prevention and treatment measures of road construction workers can be used to provide some reasonable reference. Keywords: asphalt pavement; Rutting; Test methods; Prevention and control measures 中图分类号：U416.217文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2013） 引言 随着我国公路系统的发展，沥青公路占总公路里程的比例日益增加。但是，由于我国高速公路的建设起步比较晚，优质的道路沥青比较缺乏，而且在铺设高速公路时路面结构也存在种种问题，因此路面破损的情况也经常出现，公路养护就成为建后公路最主要的问题。车辙是道路破损的最常见的病害，对道路的危害最大。 一、沥青路面车辙的产生原因 沥青路面在缓慢移动或重交通作用下会产生变形并留下永久性的微变形。随着时间的推移，这些微变形会积累并产生车辙现象。车辙随交通荷载的增大而增加。车辙是沥青混凝土路面沿轮迹纵向方向的凹陷。 1.半刚性基层路面的车辙主要产生于沥青混凝土面层，而产生车辙的主要原因是沥青混合料的高温稳定性不足，在车辆的重复荷载作用下产生变形累积。影响沥青混合料高温稳定性主要是沥青混合料的高温抗剪切能力及内摩阻力，沥青混合料产生塑性流动变形，最终骨架结构破坏失稳。 2.由于荷载作用超过路面各层的强度。发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久性变形。成为结构性车辙。这种车辙的宽度较大，两侧没有隆起现象。横断面成v字形。
沥青路面分类
按技术品质和使用情况，常用的沥青类路面可分为沥青混凝土、热拌沥青碎石、沥青贯入式、沥青表面处治四种类型。各类路面的特点和适应范围是： 1沥青混凝土路面：强度是按嵌挤密实原则构成的。采用优质沥青，它是沥青路面中对稠度要求高，也是取粘稠的。另外采用相当数量的矿粉是沥青混凝土的一显著特点。较高的粘结力使路面具有甚高的强度，可以承受比较繁重的车辆交通。但沥青混凝土路面的允许拉应变值较小，会产业规则横向裂缝，因而要求坚强的基层。对高温稳定性与低温稳定性均有要求。较小的空隙率使沥青混凝土路面具有透水性小，水稳性好，耐久性高，有较大的抵抗自然因素的能力，使用年限达15-20年以上。沥青混凝土路面适用于高速公路及一、二级公路面层。 2热拌沥青碎石路面：高温稳定性好，路面不易产生波浪，冬季不易产生冻缩裂缝，行车荷载作用下裂缝少；路面较易保持粗糙，有利于高速行车；对石料级配和沥青规格要求较宽，材料组成设计比较容易满足要求；沥青用量少，且不用矿粉，造价低。热拌沥青碎石适宜用于一般公路，不宜用于高等级公路。中粒式、粗粒式沥青碎石宜用作沥青混凝土面层下层、联结层或整平层。 3沥青贯入式：贯入式路面的强度与稳定性主要由石料相互嵌挤作用构成。贯入式路面需要2-3周的成型期，在行车碾压与重力作用下，沥青逐渐下渗包裹石料，填充空隙，形成整体的稳定结构层，温度稳定性好，热天不宜出现推移、拥包，冷天不宜出现低温裂缝，贯入式路面的最上层应撒布封层料或加铺拌和层。沥青贯入式适用于二、三级公路，也可作为沥青混凝土面层的联结层。 4沥青表面处治：沥青表面处治可改善路面行车条件，承担行车磨耗及大气作用，延长路面使用年限。所铺筑的沥青路面，其厚度可大于3厘米。在计算路面厚度时，其强度一般不计。沥青表面处治，一般用于三级公路，也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层
沥青混合料分类代号
类别 ?沥青混合料的规格?性能及用途 普通沥青及改性沥青密级配沥青混合料?AC-25、AC-20、 AC-16、 ?AC-13、AC-10、 ATB-40、 ?ATB-30、ATB-25 ?密级配沥青混合料是按密实级配原理设计组成 的各种粒径颗粒的矿料与沥青结 ?合料拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及 气候情况、层位可作适当调整 ?）的密实式沥青混凝土混合料（以AC表示）和 密实式沥青稳定碎石混合料（以 ?ATB表示）。按关键性筛孔通过率的不同又可分 为细型、粗型密级配沥青混合 ?料。该类产品可以广泛应用于公路、城市道路、 桥面、隧道、机场、停车场等 ?诸多方面及沥青路面结构的各个层次，是沥青混 凝土中最常用的混合料。 沥青马蹄脂碎石混合料?SMA-16、SMA-13、 SMA-10 ?沥青玛蹄脂碎石混合料，是一种由沥青、纤维稳 定剂、矿粉及少量的细集料组 ?成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间 隙组成一体的沥青混合料，具 ?有空隙率小，良好的高、低温性能及耐久性能等 特点。由于其良好的路用性 ?能，该类混合料主要应用于高等级公路和城市主 干道沥青路面的表面层。
厂拌热再生沥青混合料?AC-25、AC-20、 AC-16、 ?AC-13 ?再生沥青混合料是将回收的旧料，掺加部分再生 剂或新料充分拌和而成，具有 ?节能环保等特点。通过优选再生剂和矿料级配热 再生沥青混合料的路用性能与 ?普通热拌沥青混合料相同，在沥青路面结构中可 同等使用。 密级配及开级配橡胶沥青混合料?ARAC-25、 ARAC-20、 ?RAC-16、ARAC-13、 ARAC-10 ?橡胶粉用于沥青混合料中，有利于改善沥青混合 料的高温稳定性、抗疲劳性能 ?、水稳定性和低温性能等路用性能。橡胶沥青混 合料适用于各种等级的道路沥 ?青路面结构层，尤其对降低城市道路的行车噪音 有明显效果。 抗车辙沥青混合料?KAC-25、KAC-20、 KAC-16、 ?KAC-13 ?抗车辙沥青混合料是通过调整矿料级配、优选沥 青结合料、选用适宜的外掺剂 ?等手段，提高沥青混合料的高温稳定性，同时保 证混合料的低温性能、水稳定 ?性以及耐久性的沥青混合料。由于其具有非常好 的高温抗车辙性能，主要应用 ?于不同等级公路、城市道路的路口、停车港湾、 收费站、重载交通及长上坡路 ?段。
沥青路面车辙病害的类型及防治措施
浅析沥青路面车辙病害的类型及防治措施 摘要：沥青路面车辙已经成为我国沥青路面主要病害形式之一，严重影响了道路的使用性能，对道路行车安全十分不利，必须采取合理的处理措施。本文首先简要介绍了沥青路面车辙的形成理论，进而分析了沥青路面的车辙类型，并提出了相关的预防及扯着处理措施，对道路工作者施工应用可以提供合理的参考。 关键词：路面车辙；类型；防治措施 0引言 随着我国社会经济发展水平的不断提高，公路交通量增长迅速，交通荷载往往超过设计预期值，导致路面产生了一系列病害。车辙是我国沥青路面的主要病害之一，不仅严重影响公路行车舒适以及安全性，也降低了公路的使用寿命。车辙主要是由于交通荷载长时间持续作用，导致沥青路面产生的永久性变形。车辙作为评价沥青路面平整度的重要指标，直接关系到道路的路用性能，因此，研究沥青路面车辙类型及其成因，并提出合理的防治措施，对于保证交通运输事业的顺利发展具有重要的意义。 1路面车辙形成理论分析 沥青路面作为一种柔性路面，造成路面车辙的主要原因交通荷载或者高温条件下荷载持续作用，沥青混合料产生塑性流动变形，最终骨架结构破坏失稳。根沥青混合料强度公式如下所示： ?σσσσσsin )(21)(213131--+=?σστcos )(2 131-=
材料的内摩阻角 外荷产生的正应力 材料粘聚力应力 外荷作用时某一面的剪----?στC 沥青混合料的抗剪强度主要取决于沥青与矿料相互作用产生的粘聚力以及矿料嵌挤而产生的内磨阻角，当活动剪应力等于粘聚力C 时，材料处于极限平衡状态。当活动剪应力大于C 时，则产生塑性变形，从而产生车辙破坏。 2沥青路面车辙分类 根据形成机理的不同，车辙可以分为以下几种类型： （1）流动型车辙。沥青路面的流动性车辙是指高温季节在交通荷载的反复碾压作用下，荷载应力超过沥青混合料所能承受的稳定性应力极限，产生的永久变形和塑性流动而逐渐形成的沥青混凝土侧向流动变形。流动型车辙一般出现在车辆轮迹区域内，如果沥青混合料的强度不足以承受交通荷载所产生的应力，导致路面内部长期反复承受重载时，则容易导致流动型车辙。流动型车辙的横断面一般呈W 型，车辙深度一般较大，行车道轮迹带部位下凹，车轮两侧混合料隆起变形。 （2）结构性车辙。结构型车辙主要是由于交通荷载在路表形成的剪应力仍超过路面各层的抗剪强度，沥青混合料产生剪切变形破? στtg C +≤
沥青路面几种类型车辙的成因分析与防治
沥青路面几种类型车辙的成因分析与防治 摘要旨在对几种类型车辙的原因进行深入分析,并提出具体防治措施。 关键词沥青路面；车辙；原因；防治 沥青路面车辙对路面的使用品质和使用寿命造成了严重危害，从而造成了巨大的经济损失，甚至危及人员生命安全，所以控制路面车辙是设计和施工人员迫切关心的问题，如何切实减轻和消除沥青路面的车辙问题，下面结合车辙的几种类型简单谈谈个人的拙见。 1 车辙分类 1）失稳型车辙。是由于沥青混合料高温稳定性不足引起的，因路面结构层在车轮荷载作用下内部材料的横向流动引起位移而形成的。当沥青混合料的高温稳定性不足时，在外力作用下沥青路面常会产生这种车辙。 2）结构型车辙。是由于路面结构整体刚性不足，由荷载作用下产生的永久变形积累造成的，这种变形主要是由于路面基层、垫层的竖向永久压缩变形和土基的固结造成的。 3）磨耗型车辙。是由于沥青路面表面层的材料受车轮磨擦和自然环境因素作用下持续不断损耗而造成的。在路面车辙中，一般以失稳型车辙为主。当土基和基层垫层的承载力明显不足或压实不足时，结构型车辙比较明显；当沥青结合料明显偏少或者粘附性明显不足或寒冷地区沥青发硬变脆，造成沥青混合料松散时，磨耗型车辙比较明显。 2 几种类型车辙成因及防治措施 2.1 失稳型车辙成因与防治措施 失稳型车辙主要是由于沥青混合料高温稳定性不足而造成的，常出现在沥青面层10cm以内，在高速公路沥青面层中，中面层容易出现这种车辙。高温时的车辙，主要是抗剪强度不足或塑性变形过剩造成的。沥青混合料的强度取决于混合料的内摩擦角和粘聚力，可以用摩尔方程τ=c+σtanΦ来说明矿料和沥青对沥青混合料抗剪强度τ的影响，其中，c是沥青与矿料之间产生的粘聚力，Φ是矿料与矿料之间产生的内摩擦角，σ是沥青混合料所受的正应力。基于以上分析，可从以下角度进行探讨。 1）内摩擦角的影响因素。①集料的颗粒形状和表面纹理。沥青混合料的内摩擦角是由于集料与集料之间的嵌挤作用产生的。因此，集料颗粒形状接近立方体，有多棱角易破碎，常会产生较大的内摩擦角。集料表面纹理的构造深度和集料种类，对混合料的内摩擦角也有明显影响。表面粗糙、构造深度大的集料具有
沥青路面车辙测试方法探讨
沥青路面车辙测试方法探讨 摘要：车辙检测是我国公路养护的重要课题。本文首先阐述了沥青路面车辙产生的原因，进而说明沥青路面的测试方法，并提出了相关的预防及处理措施，对道路工作者施工应用可以提供一些合理的参考。 关键词：沥青路面；车辙；测试方法；防治措施 abstract: the rut detection is an important subject of our country highway maintenance. this article discussed the causes of asphalt pavement rutting, then explain the asphalt test methods, and puts forward some prevention and treatment measures of road construction workers can be used to provide some reasonable reference. keywords: asphalt pavement; rutting; test methods; prevention and control measures 中图分类号：u416.217文献标识码：a 文章编号：2095-2104（2013） 引言 随着我国公路系统的发展，沥青公路占总公路里程的比例日益增加。但是，由于我国高速公路的建设起步比较晚，优质的道路沥青比较缺乏，而且在铺设高速公路时路面结构也存在种种问题，因此路面破损的情况也经常出现，公路养护就成为建后公路最主要的问题。车辙是道路破损的最常见的病害，对道路的危害最大。