《長(zhǎng)壽命瀝青路面報(bào)告申愛(ài)琴非常重要》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《長(zhǎng)壽命瀝青路面報(bào)告申愛(ài)琴非常重要（140頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 關(guān) 鍵 技 術(shù) 研 究changshouming liqinglumian guanjian jishuyanjiu報(bào) 告 人 ： 申 愛(ài) 琴 （ 教 授 博 士 生 導(dǎo) 師 ）長(zhǎng) 安 大 學(xué) 公 路 學(xué) 院 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 關(guān) 鍵 技 術(shù) 研 究 主 要 內(nèi) 容1 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 發(fā) 展 及 研 究 現(xiàn) 狀2 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 理 論 及 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo)3 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)4 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 設(shè) 計(jì)5 長(zhǎng) 壽

2、 命 瀝 青 路 面 層 間 處 治 技 術(shù)6 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 經(jīng) 濟(jì) 效 益 分 析 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 發(fā) 展 及 研 究 現(xiàn) 狀 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.1 前 言- 近 年 來(lái) 我 國(guó) 高 速 公 路 里 程 增 長(zhǎng) 迅 速 。 2000年 底 ， 高 速 公 路 通 車總 里 程 已 達(dá) 到 1.6萬(wàn) 公 里 ，我 國(guó) 高 速 公 路 總 里 程 躍 居世 界 第 三 位 ；2002年 底 ， 我 國(guó) 高 速 公 路通 車 總 里 程 已 達(dá) 到 2.52萬(wàn)公 里 ,躍 居 世 界 第 二 位 ； 截 止 到 2004年 底

3、 ， 我 國(guó) 高速 公 路 通 車 里 程 已 超 過(guò) 3.4萬(wàn) 公 里 ， 保 持 世 界 第 二 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.1 前 言- 我 國(guó) 所 建 高 速 公 路 中 90%以 上 為 半 剛 性 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 。 存 在 一 系 列 問(wèn) 題 ： 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.2 長(zhǎng) 壽 命 路 面 的 設(shè) 計(jì) 理 念（ 1） 傳 統(tǒng) 路 面 存 在 的 問(wèn) 題 - 采 用 半 剛 性 基 層 結(jié) 構(gòu) (結(jié) 構(gòu) 單 一 ) ; - 面 層 厚 度 比 國(guó) 外 的 薄 (總 厚 度 相 當(dāng) ); - 路 面 的 破 壞 形 式 與 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 不 一 致 -

4、易 出 現(xiàn) 結(jié) 構(gòu) 性 破 壞 ， 修 復(fù) 困 難 .（ 2） 長(zhǎng) 壽 命 路 面 的 特 點(diǎn) - 瀝 青 面 層 厚 度 大 ; - 服 務(wù) 周 期 長(zhǎng) (超 過(guò) 50年 ); - 維 修 方 便 且 費(fèi) 用 低 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 3） 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 理 念 按 功 能 合 理 設(shè) 計(jì) 結(jié) 構(gòu) 層 基 本 前 提 : - HMA 路 面 足 夠 厚 ,以 消 除 自 下 而 上 的 路 面 破 壞 。 結(jié) 構(gòu) - 路 面 必 須 有 合 適 的 厚 度 和 剛 度 以 抵 抗 變 形 , - 具 有 足 夠 厚 度 和 良 好 性 能 以 抵 抗 自 基

5、層 底 的 疲 勞 開 裂 。 功 能 - 上 面 層 設(shè) 計(jì) 主 要 考 慮 抗 車 轍 能 力 和 抗 磨 耗 能 力 ; - 中 間 層 設(shè) 計(jì) 主 要 考 慮 抗 車 轍 能 力 ; - 基 層 設(shè) 計(jì) 主 要 考 慮 抗 疲 勞 能 力 . 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.3 國(guó) 外 長(zhǎng) 壽 命 路 面 的 發(fā) 展 及 現(xiàn) 狀1.3.1 歐 洲 永 久 性 路 面（ 1） 使 用 壽 命 40年（ 2） 裂 縫 - 裂 縫 產(chǎn) 生 于 瀝 青 面 層 表 面 并 由 上 向 下 發(fā) 展 ； - 絕 大 多 數(shù) 為 縱 向 裂 縫 ,位 置 在 輪 跡 兩 側(cè) ,也 有 橫 向 表面

6、裂 縫 ,但 很 少 見 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 3） 車 轍 1997 年 Nunn等 人 發(fā) 現(xiàn) ,厚 瀝 青 路 面 存 在 一 個(gè) 厚 度上 限 ,超 過(guò) 這 個(gè) 限 值 自 下 而 上 的 疲 勞 開 裂 和 結(jié) 構(gòu)性 車 轍 都 不 會(huì) 發(fā) 生 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.3.1 歐 洲 永 久 性 路 面（ 4） 疲 勞 壽 命 - 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) 分 析 表 明 ,90%多 的 殘 余 壽 命 差 別 是 由 瀝 青 用 量 和 瀝 青 硬 度 的 不同 而 引 起 的 ,瀝 青 的 老 化 則 是 疲 勞 壽 命 差 異 的 主 要 影 響 因 素 。（

7、5） 瀝 青 的 養(yǎng) 生 - 主 要 結(jié) 構(gòu) 層 的 逐 漸 硬 化 對(duì) 道 路 有 利 , - 確 切 地 說(shuō) ,瀝 青 的 老 化 是 一 種 養(yǎng) 生 過(guò) 程 。 - 不 希 望 磨 耗 層 過(guò) 度 老 化 , 會(huì) 導(dǎo) 致 路 面 從 表 層 開 裂 。 - 基 層 使 用 的 瀝 青 針 入 度 為 100,20年 后 其 針 入 度 會(huì) 降 至 20甚 至 更 低 。 TRL 對(duì) AC養(yǎng) 生 研 究 表 明 :道 路 在 使 用 期 間 瀝 青 碎 石 基 層 勁 度 會(huì) 逐 漸 增 長(zhǎng) 至 原 來(lái)的 4倍 或 者 更 高 ,這 種 變 化 對(duì) 長(zhǎng) 壽 命 路 面 的 設(shè) 計(jì) 有 重

8、大 意 義 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.3.1 歐 洲 永 久 性 路 面（ 6） 路 面 強(qiáng) 度 - 瀝 青 在 養(yǎng) 生 作 用 下 道 路 勁 度 隨 時(shí) 間 增 加 ， 路 段 彎 沉 隨 時(shí) 間 而 減 小 ； - 施 工 良 好 的 厚 瀝 青 路 面 荷 載 擴(kuò) 散 能 力 提 高 ， 瀝 青 基 層 不 會(huì) 出 現(xiàn) 因 交 通誘 發(fā) 的 破 壞 。（ 7） 材 料 選 擇 - 英 國(guó) 硬 質(zhì) 瀝 青 的 使 用 是 與 長(zhǎng) 壽 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 的 使 用 相 結(jié) 合 ； - 采 用 剛 度 更 大 的 基 層 材 料 ， 如 HMB15、 HMB25、 HMB35三

9、種 高 模 量 瀝 青 混 合 料 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.3.2 美 國(guó) 永 久 性 路 面（ 1） 歐 洲 設(shè) 計(jì) 理 念 的 延 續(xù) 和 發(fā) 展（ 2） 使 用 壽 命 50年 ， 罩 面 層 1520年 以 后 進(jìn) 行 修 復(fù)（ 3） 結(jié) 構(gòu) 形 式 - 全 厚 式 瀝 青 混 凝 土 路 面 和 高 強(qiáng) 度 厚 瀝 青 路 面 的 發(fā) 展 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.3.2 美 國(guó) 永 久 性 路 面（ 4） 疲 勞 裂 縫 實(shí) 例 ： 新 澤 西 州 建 于 1968年 的 州 際 公 路 I-287,面 層 厚 度 是10in.(25.4cm)。 1993 年

10、 的 路 面 調(diào) 查 發(fā) 現(xiàn) ,路 表 出 現(xiàn) 很 多 裂 縫 ,但 現(xiàn)場(chǎng) 取 芯 表 明 裂 縫 深 度 大 都 在 3英 寸 (7. 62 cm)之 內(nèi) ,沒(méi) 有 由 下 向 上 發(fā)展 的 疲 勞 裂 縫 。 （ 5） 提 出 疲 勞 極 限 的 概 念 - 瀝 青 面 層 或 瀝 青 碎 石 基 層 在 層 底 拉 應(yīng) 變 很 小 時(shí) ,可 以 承 受 相 當(dāng) 多 數(shù)量 的 荷 載 作 用 而 不 發(fā) 生 疲 勞 破 壞 , - 瀝 青 混 合 料 的 疲 勞 應(yīng) 變 小 于 “ 應(yīng) 變 下 限 ” 時(shí) ,材 料 內(nèi) 部 將 不 發(fā) 生 疲 勞 損 壞 的 累 積 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青

11、 路 面 （ 6） 路 面 設(shè) 計(jì) 方 法力 學(xué) 經(jīng) 驗(yàn) 路 面 設(shè) 計(jì) 方 法 特 點(diǎn) ： - 把 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 同 材 料 的 選 擇 和 施 工 結(jié) 合 起 來(lái) 考 慮 ； - 考 慮 到 路 面 損 壞 分 析 是 材 料 性 能 、 溫 度 、 水 和 荷 載 的 相 互 作 用 結(jié) 果 ； - 提 供 更 精 確 的 設(shè) 計(jì) 、 提 高 路 面 壽 命 、 提 供 費(fèi) 用 -效 益 合 理 的 設(shè) 計(jì) ， - 具 有 特 殊 的 分 析 能 力 ， 如 不 同 的 損 壞 、 特 殊 荷 載 、 路 面 損 壞 調(diào) 查 評(píng)價(jià) 等 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.3.3

12、 其 它 國(guó) 家 長(zhǎng) 壽 命 路 面 - 除 了 美 國(guó) 和 歐 洲 ， 加 拿 大 、 澳 大 利 亞 甚 至 南 非 等 許 多 國(guó)家 都 在 對(duì) 長(zhǎng) 壽 命 路 面 進(jìn) 行 廣 泛 的 研 究 ， 并 取 得 了 一 定 成 果 。 - 到 目 前 為 止 ,永 久 性 路 面 設(shè) 計(jì) 方 法 在 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 、 設(shè) 計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn)上 還 沒(méi) 有 一 個(gè) 統(tǒng) 一 的 標(biāo) 準(zhǔn) ,仍 處 在 發(fā) 展 完 善 階 段 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 1.4 國(guó) 內(nèi) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 研 究 及 發(fā) 展 現(xiàn) 狀1.4.1 研 究 現(xiàn) 狀 - 處 于 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu)

13、研 究 的 初 級(jí) 探 索 階 段 。 國(guó) 內(nèi) 相 關(guān) 研 究 與 實(shí) 踐 - 西 部 交 通 科 技 建 設(shè) 項(xiàng) 目 “重 載 交 通 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 關(guān) 鍵 技 術(shù)研 究 項(xiàng) 目 ” - 河 南 尉 許 高 速 公 路 是 一 種 “ 剛 柔 并 濟(jì) 、 優(yōu) 勢(shì) 互 補(bǔ) ” 的 水 泥 混 凝 土與 瀝 青 混 凝 土 （ PCC+AC） 復(fù) 合 式 路 面 結(jié) 構(gòu) ， 結(jié) 構(gòu) 如 圖 1-1。 開 封 至鄭 州 高 速 公 路 、 廈 門 環(huán) 島 高 速 公 路 、 合 肥 至 全 椒 高 速 公 路 、 天 津 市 道路 、 國(guó) 道 323宜 州 -都 街 段 都 修 建

14、有 復(fù) 合 式 路 面 結(jié) 構(gòu) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 圖 1-1 河 南 尉 許 高 速 公 路 復(fù) 合 式 長(zhǎng) 壽 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 簡(jiǎn) 圖路 基18cm厚 的 二 灰 碎 石 基 層 2cm厚 的 應(yīng) 力 吸 收 層 4cm 改 性 瀝 青 混 凝 土 28cm厚 的 水 泥 混 凝 土 面 板 1.5cm厚 的 防 水 聯(lián) 接 層 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2. 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 理 論 及 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.1 國(guó) 內(nèi) 外 的 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 體 系2.1.1 基 于 經(jīng) 驗(yàn) 的 設(shè) 計(jì) 方 法（ 1） CBR法 -

15、 以 CBR值 作 為 路 基 土 和 路 面 材 料 （ 主 要 是 粒 料 ） 的 性 質(zhì) 指 標(biāo) 。 - 通 過(guò) 對(duì) 已 損 壞 或 使 用 良 好 的 路 面 的 調(diào) 查 和 CBR的 測(cè) 定 ， 建 立 起 路 基土 CBR-輪 載 -路 面 結(jié) 構(gòu) 層 厚 度 （ 以 粒 料 層 總 厚 度 表 征 ） 三 者 間 的 經(jīng) 驗(yàn)關(guān) 系 。 2. 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 理 論 及 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 2） AASHTO法 在 AASHTO試 驗(yàn) 路 的 基 礎(chǔ) 上 建 立 。 - 整 理 試 驗(yàn) 路 的 試 驗(yàn) 觀 測(cè) 數(shù) 據(jù) ， 得 到 路

16、面 結(jié) 構(gòu) -軸 載 -使 用 性 能 三 者 間 的 經(jīng) 驗(yàn) 關(guān) 系 式 。 特 點(diǎn) ： - 采 用 現(xiàn) 時(shí) 服 務(wù) 能 力 指 數(shù) （ PSI） 作 為 路 面 使 用 性 能 的 度 量 指 標(biāo) 。 - 路 面 使 用 性 能 指 標(biāo) PSI,主 要 受 平 整 度 的 影 響 ， 與 裂 縫 、 車 轍 、 修 補(bǔ)等 損 壞 的 關(guān) 系 很 小 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.1.2 基 于 力 學(xué) 的 力 學(xué) -經(jīng) 驗(yàn) 設(shè) 計(jì) 方 法 殼 牌 （ Shell） 公 司 的 Peattie和 Dormon提 出 力 學(xué) -經(jīng) 驗(yàn) 法設(shè) 計(jì) 瀝 青 路 面 的 框 架 ：a 以 彈

17、性 層 狀 體 系 （ 三 層 ） 代 表 路 面 結(jié) 構(gòu) ， 計(jì) 算 分 析 圓 形 均 布 輪 載作 用 下 結(jié) 構(gòu) 內(nèi) 各 特 征 點(diǎn) 的 應(yīng) 力 、 應(yīng) 變 和 位 移 值 ;b 以 瀝 青 面 層 的 疲 勞 開 裂 以 及 路 基 土 和 粒 料 層 的 過(guò) 量 永 久 性 變 形 作為 瀝 青 路 面 的 主 要 損 壞 模 式 ，c 選 用 面 層 底 面 在 荷 載 重 復(fù) 作 用 下 的 拉 應(yīng) 變 以 及 路 基 頂 面 的 壓 應(yīng) 力或 壓 應(yīng) 變 作 為 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 Shell法 采 用 的 三 層 彈 性 體 系 路 面 模 型

18、在 第 四 屆 (1977)和 第 五 屆 (1982) 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 國(guó) 際 會(huì) 議 上 ， 各 國(guó) 分 別 提 出 了 十 余 種 以 力 學(xué) 經(jīng) 驗(yàn) 法 為 基 礎(chǔ) 的 設(shè) 計(jì) 方 法 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 力 學(xué) 經(jīng) 驗(yàn) 法 設(shè) 計(jì) 方 法 示 例 結(jié) 構(gòu) 路 面 模 型 損 壞 模 型 環(huán) 境 路 面 材 料Shell 多 層 彈 性 疲 勞 （ 瀝 青 、 水 泥 穩(wěn) 定 層 ）車 轍 （ 路 基 應(yīng) 變 、 瀝 青 層 ） 溫 度 瀝 青 混 凝 土 、水 泥 穩(wěn) 定 基 層 、 粒 料美 國(guó)AI 多 層 彈 性 疲 勞 （ 瀝 青 層 ）車 轍 （

19、路 基 應(yīng) 變 ） 溫 度凍 融 瀝 青 混 凝 土 、乳 化 瀝 青 基 層 、 粒 料南 非NITRR 多 層 彈 性或 粘 彈 性 疲 勞 （ 瀝 青 、 水 泥 穩(wěn) 定 層 ）車 轍 （ 路 基 應(yīng) 變 、 粒 料 層 剪 切 ） 溫 度 斷 級(jí) 配 瀝 青 混 合 料 、 瀝 青 混 凝土 、 水 泥 穩(wěn) 定 粒 料 、 粒 料美 國(guó) 聯(lián) 邦公 路 局 多 層 彈 性 疲 勞 （ 瀝 青 、 水 泥 穩(wěn) 定 層 ）車 轍 （ 路 表 PSI） 溫 度 瀝 青 混 凝 土 、 水 泥 穩(wěn) 定 粒 料 、粒 料 、 硫 化 處 治 材 料 英 國(guó) 諾 丁漢 大 學(xué) 多 層 彈 性 疲 勞

20、 （ 瀝 青 、 水 泥 穩(wěn) 定 層 ）車 轍 （ 路 基 應(yīng) 變 ） 溫 度 熱 碾 瀝 青 層 、瀝 青 混 凝 土 、 粒 料法 國(guó)LPC 多 層 彈 性 疲 勞 （ 瀝 青 、 水 泥 穩(wěn) 定 層 ）車 轍 溫 度 瀝 青 混 凝 土 、 瀝 青 穩(wěn) 定 基 層 、水 泥 穩(wěn) 定 粒 料 、 粒 料比 利 時(shí) 多 層 彈 性 疲 勞 （ 瀝 青 、 水 泥 穩(wěn) 定 層 ）車 轍 溫 度 瀝 青 混 凝 土 、瀝 青 穩(wěn) 定 基 層 、 粒 料 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 框 圖 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.2 目 前 的 瀝 青 路 面 的 早 期

21、損 壞 類 型 及 結(jié) 構(gòu) 損 壞 模 式2.2.1 瀝 青 路 面 的 早 期 損 壞 類 型 （ 1） 第 一 類 早 期 損 壞 往 往 發(fā) 生 在 通 車 后 不 久 ， 有 的 是 當(dāng)年 ， 有 的 在 1 3年 內(nèi) 發(fā) 生 。 特 點(diǎn) ： a、 局 部 性 ； b、 通 常 行 車 道 首 先 發(fā) 生 ； c、 強(qiáng) 烈 的 時(shí) 間 特 性 ； d、 通 過(guò) 及 時(shí) 的 局 部 性 的 維 修 和 銑 刨 加 鋪 可 以 得 到 緩 解 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 2） 第 二 類 早 期 損 壞 由 深 層 次 原 因 導(dǎo) 致 的 早 期 損 壞 ， 與 我 國(guó) 采 用 較

22、 薄 瀝 青層 的 半 剛 性 基 層 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 有 關(guān) 。 - 薄 瀝 青 層 從 長(zhǎng) 遠(yuǎn) 來(lái) 說(shuō) ， 無(wú) 法 防 止 開 裂 ， 無(wú) 法 防 止 各 種 途 徑 地 水地 進(jìn) 入 ， 又 不 能 迅 速 地 排 除 水 ， 尤 其 是 在 嚴(yán) 重 的 超 限 超 載 車 輛 通行 的 路 段 ， 超 載 和 水 的 共 同 作 用 使 瀝 青 路 面 在 短 時(shí) 間 內(nèi) 發(fā) 生 較 嚴(yán)重 的 損 壞 ， 且 導(dǎo) 致 基 層 結(jié) 構(gòu) 的 損 壞 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.2.2 路 面 結(jié) 構(gòu) 損 壞 模 式 傳 統(tǒng) 瀝 青 混 凝 土 路 面 結(jié) 構(gòu) 損 壞 模 式

23、 傳 統(tǒng) 的 瀝 青 混 凝 土路 面 損 壞 類 型 最 主 要 的 是 疲 勞 開 裂 和 永 久 變 形 這 兩 類 , 傳 統(tǒng) 瀝 青 混 凝 土 路 面 結(jié) 構(gòu) 損 壞 模 式 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.2.2 路 面 結(jié) 構(gòu) 損 壞 模 式（ 1） 車 轍 - 一 種 是 車 轍 只 發(fā) 生 在 瀝 青 面 層 ,為 表 面 車 轍 ; - 另 一 種 車 轍 產(chǎn) 生 于 土 基 ,為 結(jié) 構(gòu) 性 變 形 。 對(duì) 道 路 的 車 轍 產(chǎn) 生 速 率 的 調(diào) 查 結(jié) 果 ： - 瀝 青 層 厚 小 于 180mm時(shí) ， 車 轍 率 較 大 ； - 瀝 青 其 厚 度 大 于 1

24、80mm時(shí) , 車 轍 速 率 會(huì) 迅 速 降 低 。 對(duì) 厚 瀝 青 面 層 道 路 ,調(diào) 查 表 明 ： - 車 轍 的 大 部 分 主 要 發(fā) 生 在 瀝 青 層 表 面 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 車 轍 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 2） 疲 勞 開 裂 定 義 ： - 疲 勞 開 裂 是 指 在 荷 載 重 復(fù) 作 用 下 瀝 青 混 凝 土 面 層 底 面 彎 拉 應(yīng) 變 引 起 的開 裂 ,并 且 由 下 而 上 發(fā) 展 直 至 貫 穿 整 個(gè) 瀝 青 混 凝 土 面 層 ,造 成 路 面 損 壞 。如 圖 2-5。 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計(jì) 分 析 表 明 ： - 90 %多 的

25、 殘 余 壽 命 差 別 是 由 瀝 青 用 量 和 瀝 青 硬 度 的 不 同 而 引 起 的 ， 瀝青 的 老 化 則 是 疲 勞 壽 命 差 異 的 主 要 影 響 因 素 。 計(jì) 算 表 明 ： - 基 層 彈 性 勁 度 隨 瀝 青 的 老 化 增 加 ， 擴(kuò) 散 荷 載 的 能 力 也 逐 漸 提 高 ， 從 而 減 小 了 車 輛 荷 載 引 起 的 、 導(dǎo) 致 路 面 疲 勞 的 基 層 拉 應(yīng) 變 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 瀝 青 路 面 疲 勞 開 裂 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 3） 永 久 變 形 定 義 ： - 在 荷 載 重 復(fù) 作 用 下 路 基 頂 面

26、 壓 應(yīng) 變 產(chǎn) 生 的 不 可 恢 復(fù) 的 變 形 量 的 積 累 。 包 括 ： - 固 結(jié) 和 剪 切 兩 部 分 ,通 常 在 路 面 設(shè) 計(jì) 中 處 理 。 永 久 變 形 與 材 料 的 屬 性 有 關(guān) ： - 瀝 青 混 凝 土 -累 積 永 久 變 形 與 彈 性 變 形 的 比 率 與 重 復(fù) 荷 載 數(shù) N和 溫 度 T及應(yīng) 力 值 有 關(guān) ； - 粒 狀 材 料 累 積 變 形 與 彈 性 變 形 的 比 率 是 體 積 和 八 面 體 剪 切 應(yīng) 力 的 函 數(shù) ； 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 軟 土 地 基 累 積 永 久 變 形 與 彈 性 變 形 的 比 率 為

27、： log(p/r)= a0 + b0 logN 其 中 , a0和 b0為 常 數(shù) 。 永 久 變 形 與 車 輛 荷 載 作 用 軸 次 關(guān) 系 最 初 是 由 Monismith等 人 于1975 年 提 出 的 ， 如 下 式 所 示 :p= ANb , 其 中 ,p為 累 積 永 久 應(yīng) 變 ； r 為 彈 性 變 形 ； N為 作 用 軸 次 ； A、 b為回 歸 參 數(shù) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 永 久 變 形 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.3 各 國(guó) 提 出 的 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 理 念 、 方 法 、 指 標(biāo) 隨 著 社 會(huì) 發(fā) 展 ,交 通 量 和

28、 軸 載 的 增 加 ,瀝 青 路 面 的 諸 多 設(shè) 計(jì) 方法 的 局 限 性 也 愈 加 顯 化 針 對(duì) 與 解 決 此 類 問(wèn) 題 誕 生 了 基 于 力 學(xué) 的 長(zhǎng) 壽 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 方 法 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.3.1 基 于 力 學(xué) 的 長(zhǎng) 壽 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 方 法實(shí) 質(zhì) ：-運(yùn) 用 力 學(xué) 方 法 來(lái) 分 析 路 面 結(jié) 構(gòu) 對(duì) 氣 候 和 荷 載 的 響 應(yīng) 。 （ 1） Monismth1992年 在 TRB會(huì) 議 上 提 出 了 這 種 設(shè) 計(jì) 方 法 , Monismth和 Long建 議 控 制 瀝 青 層 底 的 彎 拉 應(yīng) 變

29、60， 基 頂 壓 應(yīng) 變200。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 基 于 力 學(xué) 的 路 面 設(shè) 計(jì) 流 程 (Monismith,1992) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 Monismith和 Long建 議 各 層 應(yīng) 變 控 制 指 標(biāo) 行 車 荷 載瀝 青 層 底彎 拉 應(yīng) 變 60me 基 頂 壓 應(yīng) 變 200me 路 基 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.3.2 基 于 力 學(xué) 的 長(zhǎng) 壽 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 方 法（ 2） 伊 利 諾 斯 州 的 基 于 力 學(xué) 的 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 方 法 - 以 ILLI_PAVE程 序 的 有 限 元 分 析 結(jié) 果 為 基 礎(chǔ)

30、,采 用 了 一 個(gè) 控 制 應(yīng) 變的 疲 勞 方 程 ,這 個(gè) 疲 勞 方 程 可 以 用 來(lái) 控 制 HMA層 的 配 合 比 、 拉 應(yīng) 力 和路 用 性 能 。 - 這 種 設(shè) 計(jì) 方 法 已 經(jīng) 被 伊 利 諾 斯 州 交 通 運(yùn) 輸 部 (IDOT)所 采 納 。（ 3） 以 明 尼 蘇 達(dá) 公 路 研 究 課 題 采 集 的 數(shù) 據(jù) 為 基 礎(chǔ) ,明 尼 蘇達(dá) 州 制 定 了 一 種 力 學(xué) 設(shè) 計(jì) 方 法 。 用 層 狀 彈 性 理 論 程 序 WESLEA計(jì) 算 路 面 結(jié) 構(gòu) 在 荷 載 下 的 響 應(yīng) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 2.3.2 基 于 力 學(xué) 的 長(zhǎng) 壽

31、 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 方 法（ 4） 英 國(guó) 的 設(shè) 計(jì) 方 法 - 以 計(jì) 算 結(jié) 構(gòu) 層 中 臨 界 位 置 的 響 應(yīng) 為 理 論 基 礎(chǔ) 。 Nunn 等 人 認(rèn) 為 ， - Nunn 等 人 在 1997年 發(fā) 現(xiàn) ， 瀝 青 路 面 面 層 存 在 一 個(gè) 厚 度 極 限 ， 在 施工 良 好 的 道 路 中 ， 超 過(guò) 這 個(gè) 厚 度 限 值 ， 由 下 到 上 的 疲 勞 開 裂 和 結(jié) 構(gòu) 性的 車 轍 都 可 避 免 。 - 當(dāng) 累 計(jì) 標(biāo) 準(zhǔn) 軸 載 作 用 次 數(shù) (ESAL)超 過(guò) 8000萬(wàn) 次 時(shí) ， 瀝 青 面 層 厚 度不 再 需 要 增 加 。 -

32、在 瀝 青 面 層 層 底 存 在 一 個(gè) 極 限 彎 拉 應(yīng) 變 水 平 ， 當(dāng) 層 底 應(yīng) 變 處 于 這個(gè) 水 平 以 下 時(shí) 疲 勞 損 壞 就 不 會(huì) 發(fā) 生 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 混 凝 土 路 面 設(shè) 計(jì) 原 理 考 慮 國(guó) 內(nèi) 提 出 的 抗 剪 概 念 的 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 混 凝 土 路 面 設(shè) 計(jì) 原 理 圖 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3. 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.1 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 分 層 以 及 各 層 功 能 特 點(diǎn) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)

33、要 達(dá) 到 三 個(gè) 目 標(biāo) ：（ 1） 不 出 現(xiàn) 結(jié) 構(gòu) 性 破 壞 ， 包 括 結(jié) 構(gòu) 性 裂 縫 和 結(jié) 構(gòu) 性 車 轍 ；（ 2） 路 面 破 壞 僅 發(fā) 生 在 路 面 表 層 ， 且 能 迅 速 修 復(fù) ；（ 3） 定 期 的 路 面 表 層 養(yǎng) 護(hù) 、 檢 修 和 更 換 能 使 路 面 結(jié) 構(gòu) 達(dá) 到長(zhǎng) 壽 命 （ 超 過(guò) 50年 ） 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.1 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 分 層 以 及 各 層 功 能 特 點(diǎn) - 長(zhǎng) 壽 命 路 面 的 破 壞 主 要 是 磨 耗 層 自 上 而 下 的 功 能 性 破 壞 。 - 路 面 設(shè) 計(jì) 時(shí) ，

34、 將 上 面 層 設(shè) 計(jì) 成 功 能 層 ， 將 中 下 面 層 、 基 層 設(shè) 計(jì) 為 結(jié)構(gòu) 的 承 重 層 。 - 結(jié) 構(gòu) 具 體 分 層 ： 由 路 基 頂 面 向 上 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 由 HMA基 層 、 HMA中 間 層 和 磨 耗 層三 部 分 組 成 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 示 意 圖 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.1.1 結(jié) 構(gòu) 要 點(diǎn) (1) 輪 載 下 100 150mm區(qū) 域 是 高 受 力 區(qū) 域 ,也 是 各 種 損 壞 (主 要 是車 轍 )易 發(fā) 區(qū) 域 ;(2) 磨 耗 層 （ 面 層 ） ： 40 75

35、mm高 性 能 瀝 青 混 凝 土 ， 為 車 輛 提 供良 好 的 行 駛 界 面 , 應(yīng) 具 有 足 夠 的 表 面 構(gòu) 造 深 度 ， 抗 車 轍 、 水 穩(wěn)定 性 好 ;(3) HMA中 間 層 ： 100 175mm高 模 量 抗 車 轍 瀝 青 混 凝 土 ， 起 到連 接 和 擴(kuò) 散 荷 載 的 作 用 , 應(yīng) 具 有 高 模 量 (剛 度 )、 抗 車 轍 特 性 ; 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.1.1 結(jié) 構(gòu) 要 點(diǎn)(4) HMA基 層 ： 75 100mm高 柔 性 抗 疲 勞 瀝 青 混 凝 土 ， 起 到 消 除 疲 勞 破壞 的 作 用 , 最 大 拉 應(yīng) 變 產(chǎn)

36、 生 在 HMA基 層 底 部 , 該 區(qū) 域 最 易 發(fā) 生 疲 勞 破壞 ， 所 以 該 層 應(yīng) 具 備 柔 性 高 、 抗 疲 勞 能 力 強(qiáng) 、 水 穩(wěn) 定 性 好 等 優(yōu) 點(diǎn) ;(5) 路 面 基 礎(chǔ) 不 僅 為 瀝 青 面 層 的 鋪 筑 提 供 良 好 的 界 面 , 而 且 對(duì) 于 路 面 的 變形 、 抗 凍 都 是 至 關(guān) 重 要 的 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.1.2 HMA基 層 受 力 特 性 取 兩 個(gè) 結(jié) 構(gòu) 作 為 研 究 對(duì) 象 分 析 結(jié) 構(gòu) 二結(jié) 構(gòu) 一 路 面 厚 度 ： 60cm瀝 青 層 厚 ： 40cm 路 面 厚 度 ： 78cm瀝 青

37、層 厚 ： 37cm 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2 國(guó) 外 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì)3.2.1 各 國(guó) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 年 限單 位 西 費(fèi) 吉 尼 亞 堪 薩 斯 州 俄 亥 俄 州 華 盛 頓 威 斯 康 星州 猶 他 州 加 利 福 尼 亞年 限 40 30 35 40 50 3050 35單 位 科 羅 拉 多 州 伊 利 諾 斯 州 夏 威 夷 AASHTO（ 1993） 俄 勒 岡 州 FHWA 西 班 牙 年 限 40 40 3050 3050 3035 不 小 于 35 30單 位 德 國(guó) 英 國(guó) 法 國(guó) 南 非 日 本 加

38、拿 大 澳 大 利 亞年 限 3040 40 3040 2040 2040 3040 2040 各 國(guó) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 年 限 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.2 美 國(guó) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 設(shè) 計(jì) 實(shí) 例 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.2 密 歇 根 州 永 久 性 路 面 設(shè) 計(jì) 推 薦 結(jié) 構(gòu)20年 設(shè) 計(jì) 交 通 量 ，SAL 106 3 10 20 30總 瀝 青 層 厚 度 290 345 370 405SMA厚 度 （ mm） 35 65Supempave厚 度（ mm） 50 50 聯(lián) 結(jié) 層 厚 度 （ mm） 115 90 14

39、0 115 140 125 150HMA基 層 厚 度 （ mm） 125 150 155 180 165 180 190集 料 基 層 厚 度 （ mm） 330 430集 料 底 基 層 厚 度 （ mm） 380 250 非 冰 凍 敏 感 路 基 土 厚（ mm） 345 315 220 200維修 1 年 20 15 15 15銑 刨 一 罩 面厚 度 50 50100 65115 65115維修 2 年 32 30 30 30銑 刨 一 罩 面厚 度 （ mm） 50 50 50 5075 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.3 俄 亥 俄 州 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 實(shí) 例臨 界 拉 應(yīng)

40、 變 =70， 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 如 表 。材 料 模 量 泊 松 比 厚 度SMA PG76-22M（ 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 3.5%） E=3450MPa =0.35 4cmSuperpave 19 PG7622M（ 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 4%） E=3450MPa =0.35 4.5cm聯(lián) 結(jié) 層 PG64-22 （ 302， 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 4.5%） E=3450MPa =0.35 設(shè) 計(jì) 層抗 疲 勞 層 PG64-22（ 302， 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 3%） E=3450MPa =0.35 10cm集 料 基 層 E=140MPa =0.4 15cm路 基 CBR=4,5,

41、6 =0.45Wayne US 30道 路 永 久 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 StarkI-77結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 參 數(shù)材 料 厚 度 （ 英 寸 ）Superpave12.5 PG76-22M（ 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 3.5%） 4cmSuperpave 19 PG76-22M(設(shè) 計(jì) 空 隙 率 4.0%) 4.5cm聯(lián) 結(jié) 層 PG58-28（ 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 4.0%， 30%再 生 料 ） 25cm抗 疲 勞 層 PG58-28（ 302， 設(shè) 計(jì) 空 隙 率 3.0%） 10 cm集 料 基 層 15cm路 基 層 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.

42、2 國(guó) 內(nèi) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 探 索 - 全 厚 式 瀝 青 路 面 建 設(shè) 費(fèi) 用 高 ， 短 期 內(nèi) 在 我 國(guó) 推 廣 不 現(xiàn) 實(shí) 。 - 如 何 研 究 設(shè) 計(jì) 適 合 我 國(guó) 經(jīng) 濟(jì) 技 術(shù) 條 件 、 自 然 條 件 、 資 源 條 件 的 長(zhǎng) 壽 命瀝 青 路 面 是 我 們 要 解 決 的 主 要 問(wèn) 題 。 - 我 國(guó) 在 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 方 面 的 研 究 正 逐 步 深 入 ， 國(guó) 內(nèi) 一 些 科 研 機(jī) 構(gòu) 如長(zhǎng) 安 大 學(xué) 、 東 南 大 學(xué) 、 交 通 部 公 路 科 學(xué) 研 究 所 、 江 蘇 交 通 科 學(xué) 研 究 院等 都

43、 對(duì) 此 進(jìn) 行 了 研 究 ， 鋪 筑 了 試 驗(yàn) 路 ， 也 取 得 了 不 少 成 就 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.2 江 蘇 省 沿 江 高 速 公 路 長(zhǎng) 壽 命 路 面 試 驗(yàn) 路 結(jié) 構(gòu) 方 案 K57 229耿 涇 河 中 橋 K58 240 K59+481 K61+231趙 市 線 中 橋 K62+850常 熟 一 標(biāo) 終 點(diǎn) 圖 中 ： CS 水 泥 穩(wěn) 定 碎 石 ， ATB 瀝 青 穩(wěn) 定 碎 石 ， GRH 級(jí) 配 碎 石 ， 紅 色 采 用 改 性 瀝 青 。 C/FDAC粗 /細(xì) 型 密 級(jí) 配 瀝 青 混 凝 土 混 合 料 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路

44、面 江 蘇 省 沿 江 高 速 公 路 長(zhǎng) 壽 命 路 面 試 驗(yàn) 路 結(jié) 構(gòu)D長(zhǎng) 壽 命 結(jié) 構(gòu) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.2 長(zhǎng) 安 大 學(xué) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 課 題（ 1） 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 特 點(diǎn) ： A 根 據(jù) 國(guó) 情 ， 混 合 式 基 層 瀝 青 路 面 與 半 剛 性 基 層 瀝 青 路 面 是 研 究 重 點(diǎn) 。 B 結(jié) 合 HPDS軟 件 、 東 南 大 學(xué) 設(shè) 計(jì) 軟 件 、 SHELL BISAR 3.0對(duì) 結(jié) 構(gòu) 分 別計(jì) 算 與 驗(yàn) 算 的 結(jié) 果 C 結(jié) 構(gòu) 層 總 厚 度 及 瀝 青 層 厚 度 均 有 所 增 加 ， 以 減 小 由 荷 載

45、產(chǎn) 生 的 瀝 青 層底 拉 應(yīng) 變 ， 達(dá) 到 長(zhǎng) 壽 命 路 面 的 設(shè) 計(jì) 要 求 （ 2） 長(zhǎng) 安 大 學(xué) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 課 題 試 驗(yàn) 路 結(jié) 構(gòu) 課 題 組 提 出 了 三 種 結(jié) 構(gòu) 方 案 ， 并 于 鋪 筑 了 試 驗(yàn) 路 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 三 種 方 案 對(duì) 照 ATB-25 12cm路 基 SMA-13 4cmHMAC-20 6cmFAC-25 8cmATB-30 12cm 二 灰 穩(wěn) 定 碎 石 20cm 二 灰 穩(wěn) 定 碎 石 18cm路 面 厚 度 ： 68cm瀝 青 層 厚 ： 30cm 方 案 一路 基 二 灰 穩(wěn) 定 碎 石 20c

46、m 改 性 瀝 青 AC-5 2cm SMA-13 4cmHMAC-20 8cm FAC-25 12cm 水 泥 粉 煤 灰 碎 石 20cm 方 案 二路 面 厚 度 ： 66cm瀝 青 層 厚 ： 26cm SMA-13 4cm HMAC-20 6cm FAC-25 8cm路 基ATB-30 12cm二 灰 穩(wěn) 定 碎 石 16cm二 灰 穩(wěn) 定 碎 石 16cm 玻 璃 隔 柵 應(yīng) 力 吸 收 層 水 泥 粉 煤 灰 碎 石 18cm 方 案 三路 面 厚 度 ： 68cm瀝 青 層 厚 ： 18cm 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.3 滬 寧 高 速 公 路 拓 寬 段 工 程 試

47、 驗(yàn) 段 結(jié) 構(gòu) 路 面 厚 度 :79cm瀝 青 層 厚 :39cm路 面 厚 度 :79cm瀝 青 層 厚 :37cm路 面 厚 度 :79cm瀝 青 層 厚 :28cm 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 3.2.4 山 東 長(zhǎng) 壽 命 路 面 結(jié) 構(gòu) 匯 總 （ 單 位 ： cm) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 設(shè) 計(jì) 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.1 概 述 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 各 結(jié) 構(gòu) 層 材 料 設(shè) 計(jì) 是 保 證 路 面 良 好 路 用 性能 的 關(guān) 鍵 ， 根 據(jù) 各 結(jié) 構(gòu) 層 功 能 進(jìn) 行 路 面 材 料 設(shè) 計(jì) ,

48、提 出 材 料 指 標(biāo) 要 求 磨 耗 層 ： 抵 御 車 轍 、 老 化 、 溫 度 開 裂 和 磨 耗 ； 中 間 層 ： 抵 御 車 轍 ， 傳 遞 、 分 散 荷 載 ； 基 層 ： 承 重 層 ， 抵 抗 層 底 彎 拉 應(yīng) 變 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2 磨 耗 層 材 料 設(shè) 計(jì) 4.2.1 影 響 因 素 和 性 能 要 求 影 響 因 素 磨 耗 層 的 具 體 要 求 依 賴 于 交 通 條 件 、 環(huán) 境 因 素 、 當(dāng) 地 的 經(jīng) 驗(yàn) 和 經(jīng) 濟(jì)條 件 。 面 層 受 到 自 然 條 件 (雨 水 、 氣 溫 、 日 照 ) 和 行 車 荷 載 的 作 用

49、最頻 繁 , 處 于 壓 應(yīng) 力 、 剪 切 應(yīng) 力 集 中 的 區(qū) 域 。 性 能 要 求 包 括 抗 車 轍 性 能 、 抗 表 面 開 裂 性 能 、 良 好 的 抗 滑 性 能 、 緩 解 水 霧 的影 響 并 能 減 小 噪 聲 等 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2.2 磨 耗 層 材 料 設(shè) 計(jì) 方 法 磨 耗 層 材 料 應(yīng) 選 擇 SMA、 密 級(jí) 配 混 合 料 或 OGFC等 。 - 在 一 些 對(duì) 抗 車 轍 性 能 、 耐 久 性 、 抗 滲 性 、 抗 磨 損 性 要 求 高 的 地 區(qū) , 可 以 選 擇 SMA, 這 在 交 通 量 大 且 載 重 車 多

50、的 城 市 區(qū) 域 尤 為 適 用 。 - 在 交 通 量 小 且 載 重 車 比 例 較 少 的 情 況 下 , 使 用 密 級(jí) 配 混 合 料 更 為 適合 。 與 SMA一 樣 , 它 也 必 須 滿 足 抗 車 轍 、 抗 滲 、 抗 磨 耗 及 氣 候 狀 況 的要 求 。 - OGFC具 有 優(yōu) 良 的 抗 滑 性 能 、 排 水 性 能 以 及 減 少 噪 聲 等 優(yōu) 點(diǎn) 。 可 用于 對(duì) 排 水 有 特 殊 要 求 的 的 情 況 以 SMA和 OGFC配 合 比 設(shè) 計(jì) 方 法 為 例 介 紹 磨 耗 層 材 料 設(shè) 計(jì) 方 法 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2.2.1

51、 磨 耗 層 材 料 SMA配 合 比 設(shè) 計(jì) SMA配 合 比 設(shè) 計(jì) 包 括 ： （ 1） 材 料 選 擇 （ 2） 確 定 初 試 級(jí) 配 ； （ 3） 測(cè) 定 粗 集 料 骨 架 間 隙 率 VCADRC； （ 4） 選 擇 初 試 瀝 青 用 量 ； （ 5） 根 據(jù) VMA和 VCA確 定 設(shè) 計(jì) 級(jí) 配 ； （ 6） 馬 歇 爾 試 驗(yàn) 并 根 據(jù) 空 隙 率 VV確 定 最 佳 瀝 青 用 量 。 SMA 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 配合比設(shè)計(jì)流程SMA 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 1） 材 料 選 擇A 粗 集 料 - 采 用 堅(jiān) 硬 、 粗 糙 的 、 有 棱 角 的

52、優(yōu) 質(zhì) 石 料 . - 粗 集 料 性 質(zhì) 必 須 在 公 路 瀝 青 路 面 施 工 技 術(shù) 規(guī) 范 (JTJ032) 規(guī) 定 的抗 滑 表 層 的 基 礎(chǔ) 上 ,對(duì) 石 料 壓 碎 值 提 高 到 不 大 于 25 % ,針 片 狀 顆 粒 含 量指 標(biāo) 要 求 不 大 于 15 % 。B 細(xì) 集 料 - 最 好 使 用 堅(jiān) 硬 的 人 工 砂 - 細(xì) 集 料 的 視 密 度 、 堅(jiān) 固 性 、 砂 當(dāng) 量 和 棱 角 性 指 標(biāo) 必 須 滿 足 公 路 瀝青 路 面 施 工 技 術(shù) 規(guī) 范 (JTJ032) 規(guī) 定 的 質(zhì) 量 技 術(shù) 要 求 . 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 1） 材

53、 料 選 擇 C 填 料 - 粉 膠 比 一 般 達(dá) 到 1. 8 2. 0 - 必 須 使 用 磨 細(xì) 的 石 灰 石 礦 粉 , 應(yīng) 滿 足 公 路 瀝 青 路 面 施 工 技 術(shù) 規(guī) 范 (JTJ032)的 要 求 . 采 用 石 灰 石 礦 粉 的 親 水 系 數(shù) 必 須 小 于 1 ,與 瀝 青 應(yīng) 有良 好 的 粘 附 性 ,小 于 0.075 mm的 含 量 應(yīng) 大 于 75%. D 纖 維 穩(wěn) 定 劑 采 用 木 質(zhì) 素 纖 維 、 礦 物 纖 維 ,聚 合 物 纖 維 等 各 種 正 式 纖 維 產(chǎn) 品 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 E 瀝 青 結(jié) 合 料 - 瀝 青 結(jié) 合

54、料 的 質(zhì) 量 必 須 滿 足 瀝 青 瑪 蹄 脂 的 需 要 ,要 有 較 高 的 粘 度 ,符 合一 定 的 要 求 ,以 保 證 有 足 夠 的 高 溫 穩(wěn) 定 性 和 低 溫 韌 性 . - 必 須 采 用 符 合 “ 重 交 通 道 路 瀝 青 技 術(shù) 要 求 ” 的 瀝 青 ,在 大 多 數(shù) 地 區(qū) 要 使用 比 通 常 較 硬 一 級(jí) 的 瀝 青 ,最 好 采 用 改 性 瀝 青 . - SMA和 改 性 瀝 青 是 從 礦 料 級(jí) 配 和 瀝 青 結(jié) 合 料 兩 個(gè) 方 面 改 善 瀝 青 路 面 質(zhì)量 . 是 采 用 SMA一 個(gè) 途 徑 ,還 是 改 性 瀝 青 一 個(gè) 途

55、 徑 ,或 者 同 時(shí) 采 用 改 性瀝 青 和 SMA兩 個(gè) 途 徑 ,主 要 取 決 于 使 用 者 的 目 的 以 及 經(jīng) 濟(jì) 實(shí) 力 . 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 2） 確 定 初 試 級(jí) 配 根 據(jù) 國(guó) 內(nèi) 外 經(jīng) 驗(yàn) 及 有 關(guān) 部 門規(guī) 范 ,推 薦 的 SMA 的 間 斷 級(jí) 配如 表 . -選 擇 初 試 級(jí) 配 時(shí) 必 須 以 該 表為 基 礎(chǔ) , 以 4.75 mm 通 過(guò) 率 為 變 化 點(diǎn) , 改 變 3 個(gè) 不 同 的 通 過(guò) 率 : 22%、25%、 28% , 或 者 采 用 20%、25%、 30% ,3個(gè) 級(jí) 配 均 固 定 礦 粉 數(shù) 量 ,0.07

56、5 mm 通 過(guò) 率為 10%左 右 . 瀝 青 瑪 蹄 脂 碎 石 混 合 料 (SMA) 礦 料 級(jí) 配 建 議 范 圍 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2.2.1 磨 耗 層 材 料 SMA配 合 比 設(shè) 計(jì) （ 3） 測(cè) 定 粗 集 料 骨 架 間 隙 率 VCADRC - 在 壓 實(shí) 狀 態(tài) 下 瀝 青 混 合 料 中 的 粗 集 料 骨 架 間 隙 率 VCAmin必 須等 于 或 小 于 沒(méi) 有 其 他 集 料 、 結(jié) 合 料 存 在 時(shí) 的 粗 集 料 集 合 體 在 搗 實(shí)狀 態(tài) 下 的 間 隙 率 VCADRC （ 4） 選 擇 初 試 瀝 青 用 量 - 首 先 考 慮

57、最 小 瀝 青 用 量 的 規(guī) 定 - 在 選 擇 初 試 瀝 青 用 量 時(shí) ,一 般 可 根 據(jù) 粗 集 料 毛 體 積 相 對(duì) 密 度 選 擇 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 AASHTO 的 SMA 規(guī) 范 關(guān) 于 瀝 青 用 量 的 規(guī) 定 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 5） 根 據(jù) VMA和 VCA確 定 設(shè) 計(jì) 級(jí) 配 A 按 照 確 定 初 試 的 瀝 青 用 量 ,用 3組 初 試 級(jí) 配 拌 和 制 作 馬 歇 爾 試 件 , 試 件 數(shù) 量 為 每 組 4個(gè) ,3組 試 件 共 計(jì) 12個(gè) ， B 將 三 組 初 試 級(jí) 配 的 試 驗(yàn) 結(jié) 果 VCAmin和 VCADRC

58、比 較 ,繪 制 成 圖 。 C 從 中 選 擇 符 合 VCAmin VCADRC要 求 的 級(jí) 配 ,以 4. 75 mm的 通 過(guò) 率最 大 的 一 組 級(jí) 配 為 設(shè) 計(jì) 級(jí) 配 . D 注 意 ,盡 量 選 擇 VMA稍 大 于 17 %的 級(jí) 配 為 設(shè) 計(jì) 級(jí) 配 ,以 防 在 施 工 過(guò)程 中 VMA可 能 會(huì) 有 所 降 低 . 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 根 據(jù) VCA確 定 級(jí) 配 中 4. 75mm 的 通 過(guò) 率 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 6） 馬 歇 爾 試 驗(yàn) 并 根 據(jù) 空 隙 率 VV確 定 最 佳 瀝 青 用 量 - 在 設(shè) 計(jì) 級(jí) 配 確 定 以 后

59、 ,可 以 變 化 3 個(gè) 不 同 的 瀝 青 用 量 ,每 組 4個(gè) 試 件 . 1個(gè) 用 于 測(cè) 定 理 論 最 大 相 對(duì) 密 度 ,3個(gè) 壓 實(shí) 成 型 進(jìn) 行 馬 歇 爾 試 驗(yàn) 。 - 由 此 可 以 根 據(jù) 空 隙 率 要 求 確 定 最 佳 瀝 青 用 量 . 馬 歇 爾 試 驗(yàn) 的 結(jié) 果 必 須 符 合 SMA混 合 料 的 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 要 求 ,如 表 . 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 我 國(guó) SMA馬 歇 爾 試 驗(yàn) 配 合 比 設(shè) 計(jì) 技 術(shù) 要 求 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2.2.2 磨 耗 層 材 料 OGFC配 合 比 設(shè) 計(jì)OGFC設(shè) 計(jì) 包 括 ：

60、 （ 1） 目 標(biāo) 空 隙 率 ； （ 2） 材 料 選 擇 ； （ 3） 試 驗(yàn) 級(jí) 配 的 選 擇 ； （ 4） 瀝 青 用 量 的 初 選 和 試 件 成 型 ； （ 5） 空 隙 率 的 確 認(rèn) ； （ 6） 瀝 青 析 漏 試 驗(yàn) ； （ 7） 最 佳 瀝 青 用 量 的 確 定 ； （ 8） 混 合 料 配 合 比 設(shè) 計(jì) 檢 驗(yàn) 。 OGFC 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2.2.2 磨 耗 層 材 料 OGFC配 合 比 設(shè) 計(jì)（ 1） 目 標(biāo) 空 隙 率 - 空 隙 率 以 20%為 基 準(zhǔn) , 在 18% 25%范 圍 內(nèi) 決 定 。（ 2） 材 料 選 擇 A 瀝 青

61、和 纖 維 - 使 用 高 勁 度 結(jié) 合 料 改 性 瀝 青 ， 如 表 。 - 使 用 基 質(zhì) 瀝 青 通 常 要 比 當(dāng) 地 氣 候 條 件 使 用 的 瀝 青 高 2個(gè) 等 級(jí) 。 - 添 加 劑 使 用 木 質(zhì) 纖 維 或 礦 物 纖 維 OGFC 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 改 性 瀝 青 技 術(shù) 要 求 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 2） 材 料 選 擇 B 集 料 - 粗 集 料 形 狀 以 方 形 石 為 佳 - 細(xì) 集 料 可 以 使 用 少 量 人 工 砂 , 但 不 能 混 入 粘 土 、 灰 塵 等 有 害 物 質(zhì) 。 C 填 料 - 要 求 使 用 石 灰 石 粉

62、 , 也 可 使 用 質(zhì) 量 通 過(guò) 驗(yàn) 證 的 熔 渣 粉 末 等 材 料 。 - 臺(tái) 灣 地 區(qū) 提 出 的 OGFC材 料 試 驗(yàn) 方 法 及 指 標(biāo) 要 求 見 表 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 臺(tái) 灣 地 區(qū) OGFC 材 料 試 驗(yàn) 方 法 及 指 標(biāo) 要 求 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 3） 試 驗(yàn) 級(jí) 配 的 選 擇 - 應(yīng) 用 已 推 薦 級(jí) 配 范 圍 , 但 必 須 按 給 定 方 法 檢 查 粗 集 料 石 -石 接 觸 的 骨架 結(jié) 構(gòu) 。 現(xiàn) 行 規(guī) 范 尚 未 提 出 OGFC級(jí) 配 范 圍 , - 試 驗(yàn) 時(shí) , 以 規(guī) 格 級(jí) 配 的 中 間 值 為 目

63、 標(biāo) 的 集 料 配 合 比 作 為 1號(hào) , 在 1號(hào) 配合 比 外 , 把 2.36mm 篩 通 過(guò) 質(zhì) 量 百 分 率 各 調(diào) 整 3% 的 集 料 配 合 比 定為 2號(hào) 和 3號(hào) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 幾 個(gè) 最 新 OGFC 推 薦 級(jí) 配 范 圍 表 中 級(jí) 配 是 美 國(guó) 、 日 本 、 韓 國(guó) 和 我 國(guó) 臺(tái) 灣 地 區(qū) 的 最新 OGFC推 薦 級(jí) 配 范 圍 , 供 設(shè) 計(jì) 時(shí) 參 考 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 4） 瀝 青 用 量 的 初 選 和 試 件 成 型 - 為 了 測(cè) 量 壓 實(shí) 試 件 的 空 隙 率 ,可 以 根 據(jù) 經(jīng) 驗(yàn) 初 選 瀝 青

64、 用 量 為 4.5%。 對(duì) 于 1、 2、 3號(hào) 配 合 比 , 各 制 作 4個(gè) 馬 歇 爾 試 件 ; - OGFC混 合 料 是 開 級(jí) 配 , 細(xì) 集 料 少 , 溫 度 下 降 非 常 快 , 因 此 在 試 件 制 作過(guò) 程 中 需 要 特 別 注 意 溫 度 的 控 制 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 5） 空 隙 率 的 確 認(rèn) A 利 用 制 作 的 試 件 , 按 照 體 積 法 測(cè) 量 試 件 的 毛 體 積 密 度 , 按 照 真 空 法 測(cè)量 分 散 OGFC混 合 料 的 理 論 最 大 密 度 , 從 而 計(jì) 算 其 空 隙 率 。 B 將 計(jì) 算 空 隙

65、率 與 目 標(biāo) 空 隙 率 比 較 , 調(diào) 整 2.36mm篩 通 過(guò) 率 , 再 算 出 各檔 集 料 配 合 比 , 并 把 它 作 為 最 終 集 料 配 合 比 。（ 6） 瀝 青 析 漏 試 驗(yàn) 以 最 終 集 料 配 合 比 , 按 照 瀝 青 用 量 4.0% 6.0% 的 范 圍 , 以 0.5%為 單位 按 照 “ 瀝 青 混 合 料 謝 倫 堡 瀝 青 析 漏 試 驗(yàn) ” (T0732-2000) 進(jìn) 行 瀝 青析 漏 試 驗(yàn) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 （ 7） 最 佳 瀝 青 用 量 的 確 定 根 據(jù) 瀝 青 析 漏 試 驗(yàn) 和 試 件 飛 散 損 失 試 驗(yàn) 結(jié)

66、 果 , 以 瀝 青 析 漏 試 驗(yàn) 的 反 彎點(diǎn) 作 為 最 大 瀝 青 用 量 , 以 試 件 飛 散 試 驗(yàn) 的 反 彎 點(diǎn) 作 為 最 少 瀝 青 用 量 , 在該 范 圍 內(nèi) , 考 慮 現(xiàn) 場(chǎng) 條 件 等 因 素 后 , 決 定 最 佳 瀝 青 用 量 。 （ 8） 混 合 料 配 合 比 設(shè) 計(jì) 檢 驗(yàn) 用 試 驗(yàn) 確 定 的 最 佳 瀝 青 用 量 , 進(jìn) 行 馬 歇 爾 穩(wěn) 定 度 、 滲 水 試 驗(yàn) 、 動(dòng) 穩(wěn) 定度 試 驗(yàn) 、 水 穩(wěn) 定 性 試 驗(yàn) 等 瀝 青 混 合 料 配 合 比 檢 驗(yàn) 試 驗(yàn) 。 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 美 國(guó) OGFC馬 歇 爾 配 合 設(shè) 計(jì) 指 標(biāo) 及 要 求 長(zhǎng) 壽 命 瀝 青 路 面 4.2.2.3 OGFC路 面 排 水 設(shè) 計(jì) 排 水 瀝 青 路 面 的 上 面 層 采 用 OGFC， 下 面 采 用 不 透 水 的 瀝青 混 合 料 結(jié) 構(gòu) 層 ， 以 防 止 雨 水 下 滲 進(jìn) 入 基 層 。 為 確 保 OGFC鋪 裝 層 以 下 結(jié) 構(gòu) 的 不 透 水 性 ， 設(shè) 計(jì) 中 主 要 采 用 以 下 方 法 ： -