第五章瀝青路面

主講教師：劉延金主要內容第一節概述第二節瀝青路面材料的結構與力學特性第三節瀝青路面的穩定性與耐久性第四節瀝青路面的材料要求第五節瀝青混合料的組成設計第六節瀝青路面施工與質量控制1）瀝青路面

由瀝青作為結合料，粘結礦料修筑面層，并和基層（底基層）、路基（墊層）共同組成的路面結構。2）瀝青路面結構組合①松散粒料做基層（面層薄時易疲勞破壞，可有效控制松散料下半剛性層裂縫反射）

②無機結合料穩定材料做基層（易出現基層及面層的收縮裂縫，及基層裂縫的反射裂縫）

③瀝青類材料做基層（耐久性好，但對裂縫的防治效果很好）

④水泥砼板做基層（新建水泥路面+瀝青面層，易出現反射裂縫，舊路面則舊板的病害很容易反映到面層）

◆1、瀝青路面及結構組合形式第一節概述第一節概述根據不同基層材料結構可組合成三種典型路面結構類型。1半剛性基層瀝青路面──半剛性基層或底基層的瀝青路面結構。2柔性路面──各結構層由瀝青混合料，或瀝青貫入碎石、或冷拌瀝青混合料、級配碎石、砂礫等柔性材料組成的結構。3復合式路面──采用貧混凝土、混凝土等剛性基層的瀝青路面結構。第一節概述路面各結構層的功能2、瀝青路面的工程特點

①優良的力學性能－變形性能與強度

②良好的抗滑性－雨天的行駛安全性

③施工方便－強度形成速度和維修

④經濟耐久－使用壽命

⑤有利于分期修建（1）表面平整無接縫、行車較舒適；（2）結構較柔，振動小，行車穩定性好；（3）車輛與路面的視覺效果好；（4）施工期短、施工成型快，能夠迅速交付使用（在機場跑道、高速公路上尤其需要）；（5）易于維修，可再利用；（6）強度和穩定性受基層、土基影響較大；（7）瀝青混合料力學性能受溫度影響大；（8）瀝青會老化，瀝青結構層易出現老化破壞。◆3、瀝青路面的優缺點（與普通水泥路面相比）1）裂縫◆4、瀝青路面的損壞類型及成因表觀形態分有：橫裂、縱裂、網裂、塊裂、不規則裂鋒等產生原因：橫向裂縫：分荷載型和非荷載型，非荷載型又分為瀝青面層縮裂和基層反射裂縫。荷載型因拉應力超過材料疲勞極限引起，從下向上發展；非荷載型瀝青面層縮裂因冬季瀝青材料收縮產生的應力大于材料強度引起，反射裂縫因基層收縮開裂向面層延伸引起。縱向裂縫：路面分幅攤鋪時，接縫未處理好；路基原因等引起失穩。網裂：上述裂縫未及時處理，水滲入所致；結構強度不足；瀝青老化等1）裂縫crackings◆4、瀝青路面的損壞類型及成因縱向裂縫longitudinalcracking1）裂縫橫向裂縫Transversecracking1）裂縫塊裂及網裂NetCracking1）裂縫2）車轍rut定義：路面結構及路基在行車荷載作用下的補充壓實，或結構層及路基中材料的側向位移產生的累積永久變形。車轍還包括輪胎磨耗引起的材料缺省。

車轍是高級瀝青路面的主要破壞型式，對于半剛性基層瀝青路面，車轍主要發生在中上面層或瀝青層表。原因：

1）瀝青混合料高溫穩定性不足，塑性變形累積；

2）路面結構及路基材料的變形累積；

3）車輛渠化交通的荷載磨耗－磨耗型車轍。

車轍圖片3）松散剝落RavellingandStripping定義：瀝青從礦料表面脫落，在荷載作用下面層呈現的松散現象。瀝青層出現松散剝落將會繼而出現坑槽破壞。原因：

1）瀝青與礦料黏附性差（瀝青粘性差、集料粘附等級低、集料潮濕、瀝青老化后性能下降、凍融等）；

2）水的作用；

3）瀝青在施工中的過度加熱老化松散剝落圖片4）表面抗滑不足surfaceskidresistance定義：瀝青路面在使用過程中，表面集料被逐漸磨光，或者出現瀝青層泛油，使得瀝青層表出現光滑。原因：

1）集料軟弱，宏觀紋理和微觀構造小；

2）粗集料抵抗磨光的能力差（由磨光值、棱角性、壓碎值等表征）；

3）級配不當，粗料少、細料多；

4）用油量偏大，或出現水損害；

5）瀝青稠度太低；

6）車輪磨耗太嚴重表面抗滑不足及泛油圖片5）其它病害包括泛油、坑洞、波浪、擁包、啃邊等。5、瀝青路面的基本要求

①強度與剛度(開裂、變形)

②穩定性(高、低溫、水穩定性)

③耐久性(疲勞、老化)

④平整性(舒適、動荷)

⑤抗滑性(安全)

⑥少塵性(環保)TransportationCollege,SoutheastUniversity高溫穩定性-高溫下抵抗永久變形的能力；低溫抗裂性-抵抗低溫抗裂的能力；水穩定性-抵抗水損害的能力，密級配路面抗滲和排水路面透水；耐久性—抵抗老化與荷載重復作用的能力；抗滑能力—保證不利情況下車輛安全形勢的能力。◆5、瀝青路面的基本要求①分區目的：

全國各地區氣候條件差異很大，對瀝青提出的要求也不盡相同，為保證瀝青路面對氣候的適應性，提出了瀝青及瀝青路面的氣候分區。②分區方法：

根據高溫-低溫-雨量三個主要因素的30年氣象統計資料來劃分。即：

（1）瀝青路面分區：高、低溫指標及降雨指標

（2）瀝青及瀝青混合料分區：高、低溫及降雨指標◆6、瀝青路面使用性能的氣候分區高溫指標：

最近30年設計周期的最熱月的平均日最高溫度的平均值。低溫指標：最近30年的極端最低氣溫的最小值③分區指標：降雨指標：最近30年的年平均降雨量的平均值

氣候型型號溫度(C)七月平均最高氣溫年極端最低氣溫1-11-21-31-4夏炎熱，冬寒夏炎熱，冬寒夏炎熱，冬冷夏炎熱，冬溫>30<-37-37～-21.5-21.5～-9>-92-12-22-32-4夏熱，冬寒夏熱，冬寒夏熱，冬冷夏熱，冬溫20～30<-37-37～-21.5-21.5～-9>-93-2夏涼，冬寒<20-37～-21.5瀝青路面氣候分區（P308-309）1）按強度構成原理：密實類瀝青路面這類瀝青路面的礦料按最大密實原則設計，路面的強度和穩定性取決于混合料的凝聚力和內摩阻力。其面層結構的特點是空隙率小，細料含量多，高溫時易產生推擠變形。常用的類型有瀝青混凝土、密級配瀝青穩定碎石混合料等。◆7、瀝青路面的分類嵌擠類瀝青路面這類瀝青路面的強度和穩定性主要依靠骨料顆粒間相互嵌擠產生的內摩阻力，凝聚力僅起次要作用。其主要特點是熱穩定性好。部分類型的空隙率大，易滲水，耐久性較差。常用的主要結構有PorousAsphaltPavement（PA）或OpenGradedAsphaltFrictionCourse（OGFC）、SMA、Superpave、瀝青貫人、瀝青表面處治等。各自優缺點：密實類：耐久性好，熱穩定性差；嵌擠類：熱穩定性好。層鋪法——瀝青表處和瀝青貫入式 分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑面層。

優點：工藝設備簡便、功效較高、施工進度快、造價較低；

缺點：路面成型期較長，需要經過炎熱季節行車碾壓才能成型；路拌法——采用移動式拌和機械(或人工)在現場施工，將礦料和瀝青材料就地拌和，攤鋪并碾壓密實成型。可采用熱油冷料或冷油冷料拌和攤鋪。

優點：瀝青材料分布相對均勻，成型期短；缺點：冷料拌和強度低廠拌法——瀝青碎石和瀝青混凝土 一定級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設備加熱拌和，送到工地攤鋪碾壓成型。分熱拌熱鋪、熱拌冷鋪，區別在于攤鋪時混合料溫度

優點：礦料精選、除水徹底、瀝青穩定、熱拌均勻、混合料質量高。2）按施工工藝：瀝青混凝土（AsphaltConcrete）熱拌瀝青碎石（AsphaltMacadam）乳化瀝青碎石（EmulsionAsphaltMacadam)瀝青貫入式瀝青表面處治瀝青瑪碲脂碎石SMA（StoneMasticAsphalt）排水性瀝青混凝土（PorousAsphaltConcrete）開級配抗滑磨耗層（OpenGradedFrictionCourse）

3）按瀝青路面材料的技術特點：一方面要根據任務要求（道路的等級、交通量、使用年限、修建費用、環境狀況等）和工程特點（施工季節、施工期限、路基及基層狀況等）；另一方面還應考慮材料供應情況、施工機具、勞力和施工技術條件等因素。

8、瀝青路面類型選擇1、瀝青混合料的體積參數關系瀝青混合料是一種由集料、瀝青和空氣組成的三相空間體系。第二節瀝青路面材料的結構與力學特性1、瀝青混合料的體積參數關系1、瀝青混合料的體積參數關系1、瀝青混合料的體積參數關系1）瀝青混合料壓實度及其控制：瀝青混合料的壓實度直接決定著其成型后的強度，在一定范圍之內（沒有出現過壓時），壓實度越大越好。壓實度表征的三種方式與實際控制方法：（1）理論密度的壓實度；（2）馬歇爾密度的壓實度；（3）試驗段密度的壓實度。區別：分母不一樣，分別是：真密度、馬歇爾試件密度和試驗段取芯試件密度。控制標準：93%、97%、99%

2、瀝青混合料的壓實性能

2）瀝青混合料壓實影響因素：

壓實溫度、壓實速度、壓實應力（功）、瀝青用量等。瀝青混合料壓實可行性區域3、瀝青混合料的結構力學特性瀝青混合料是一種由集料、瀝青和空氣組成的三相空間體系。強度取決于集料顆粒間的摩擦力和嵌擠力、瀝青膠結料的粘結性以及瀝青與集料之間的粘附性。影響：集料的類型、空間布型以及膠結料的類型、用量、與集料的粘附程度影響著瀝青混合料的力學特性。類型：按密實原則和嵌擠原則構成的瀝青混合料的典型結構類型有三種：密實懸浮結構、骨架空隙結構、骨架密實結構瀝青混合料力學參數試驗——1）三軸試驗（摩爾庫侖理論）如何求瀝青混合料的粘結力C和內摩擦角？建立極限平衡條件1）三軸試驗

采用圓柱形試件，試件直徑應大于礦料最大粒徑的4倍，試件高與直徑比大于2；礦料最大粒徑小于25mm時，試件直徑10cm，高20cm；將一組試件分別在不同側壓力下以一定加載速度施加垂直壓力到試件破壞，此時該垂直壓力為最大主應力，側壓力為最小主應力。三軸壓縮試驗原理2）無側限抗壓試驗及抗拉強度（間接抗拉）試驗采用圓柱形試件；無側限抗壓試驗試件直徑應大于礦料最大粒徑的4倍，試件高徑比大于2，礦料最大粒徑小于25mm時試件直徑10cm高20cm；劈裂試驗試件直徑101.60.25mm、高63.51.3mm（馬歇爾試件），或輪碾機成型板塊試件，或從道路現場鉆取直徑1002或1502.5mm、高為405mm的圓柱體試件。

4）直剪試驗確定：

通過不同壓力的直接剪切試驗確定3）簡單拉壓試驗確定：

通過簡單抗拉強度試驗和間接抗拉試驗確定

1）粘彈性材料的基本性質應力應變關系的曲線性及不可逆性；對加載速度（時間效應）和試驗溫度（溫度效應）的依賴性，服從時間溫度換算法則；具有十分明顯的蠕變與應力松弛特性；線粘彈性材料服從Boltzmann線性疊加原理和復數模量原理；4、瀝青混合料粘彈性性質與力學模型＊參考瀝青混合料是一種彈-粘-塑性材料，不同外部（溫度與荷載）條件下，表現出不同的性質:低溫小變形時：線彈性性質高溫大變形時：粘塑性性質在過渡范圍內：粘彈性性質瀝青混凝土常溫下加載并反向加載的典型曲線瀝青混凝土溫度恒定時間變化、時間恒定溫度變化的典型曲線

試驗溫度的升高相當于慢速加載、加載時間的延長：時間溫度轉化法則①蠕變

蠕變是應力不變，變形隨時間而增加的現象。這一過程在應力不變情況下，取決于其作用時間。瀝青材料在不同應力及時間下表現：應力小，時間短：

主要表現為彈性性質，在應力施加后變形瞬時出現，應力撤除后變形迅速恢復。這種變形叫做純彈性變形（瞬時彈性變形），在該范疇內，應力應變呈直線關系；應力較大，時間較才：

主要表現為粘彈性性質，應力施加后瞬時出現變形，然后變形仍逐漸增加，當應力撤除后，一部分變形瞬時恢復（彈性變形部分），另一部分變形隨時間緩慢恢復，這部分變形是粘彈性變形（滯后彈性變形）。應力大，時間長：

主要表現為塑性性質，除包含粘彈性性質外，還有較大一部分變形無法恢復，稱為塑性變形。 注意：瀝青混合料的實際變形彈性、粘性、塑性三種都包含，不過根據應力大小和作用時間不同而表現出以上各種不同性質為主的特點。

2）蠕變與松弛特性creepandrelaxation②應力松弛

應力松弛是恒定不變，應力隨時間減小的現象。應力降低到初始數值（初始應力值的1/n）的時間，稱為松弛時間。

瀝青混合料主要呈現為彈性或粘塑性，與應力作用時間與松弛時間的比值有關：作用時間<<松弛時間，以彈性為主；

作用時間>>松弛時間，以粘塑性為主；

作用時間與松弛時間相近，為彈-粘-塑性。冬季氣溫低，瀝青混合料粘滯度高，松弛時間長，顯示彈性性質；夏季粘滯度低，松弛時間大大降低，則為彈、粘、塑性，取決于作用時間；③綜合④瀝青路面蠕變規律第一階段：遷移期，蠕變（永久）變形在瞬間迅速增大，但應變速率隨時間迅速減小；第二階段：穩定期，蠕變（永久）變形呈直線形穩定增長，應變速率保持穩定，該過程占總過程的主要部分；第三階段：破壞期，蠕變（永久）變形和應變速率均急劇增大，直至破壞。

1）基本流變模型及其組合5、瀝青混合料的流變學模型＊參考瀝青混合料是一種彈-粘-塑性材料，彈、粘、塑性是其力學特性的基本單元，需要用一定的力學模型及本構關系來表達，并進一步實現串聯或并聯的組合形成復雜的組合模型來模擬材料真實的力學特性。彈簧、粘壺及滑塊及其組合彈簧元件黏性元件塑性元件VanDerPool模型及其蠕變曲線

2）基本力學元件的組合通過對基本元件的串連或并聯組合，可形成新的力學模型來表征不同的粘彈塑性材料。元件串連：總應力等于各分應力，總應變等于各分應變之和；元件并聯：總應力等于各分應力之和，總應變等于各分應變。常用的簡單組合模型有下列幾種6、瀝青混合料的模量1）勁度（勁度模量）Stiffnessmodulus

反映瀝青和瀝青混合料在給定溫度和加荷時間條件下的應力-應變關系的參數，稱作勁度S。應力作用時間、溫度、應力大小都會對瀝青和瀝青混合料的應力應變特性造成影響，因此，勁度（模量）表達式中必須考慮這些因素。

C.范德甫（VanderPoel）提出了表征彈-粘塑材料勁度（模量）的表達式：—施加的應力，MPa；—總應變；t—荷載作用時間，s；T—材料的溫度，℃。

問：與彈性模量的區別？2）瀝青的勁度由圖中曲線可以看出：（1）加荷時間短時，曲線接近水平，表明材料處于彈性性狀；加荷時間很長時，便表現為粘滯性性狀；處于二者之間時則兼有彈-粘性性狀。（2）各種溫度下的S-t關系曲線具有相似的形狀，如果將曲線作水平向移動，則將可將它們近似重合在一起。這意味著溫度對勁度的影響同一定量的加載時間對勁度的影響效果相當。（3）溫度和加載時間對勁度的影響具有互換性，是瀝青材料的一個重要性質。利用這一性質，可以通過采用變換試驗溫度的方法，把在有限時間范圍內得到的試驗結果擴大到很長的時段。2）瀝青的勁度范得保瀝青勁度確定諾模圖3）瀝青混合料的勁度C．范德甫對一系列密級配瀝青混合料進行試驗后確認，瀝青混合料的勁度模量是瀝青的勁度模量和混合料中集料數量的函數。—瀝青混合料的勁度模量，MPa；

—瀝青的勁度模量，MPa；

—混合料中集料的集中系數適用于瀝青混合料的空隙率等于0.7～0.9的情況，若空隙率大于3，修正為：為3，3）瀝青混合料的勁度7、瀝青混合料的強度強度是指材料達到極限狀態或出現破壞時所能承受的最大荷載（或應力）。構成公路路面各結構層的材料，一般都具有較高的抗壓強度，而抗拉或抗剪強度較弱（這在顆粒材料中或結合料粘結力較低的結構中尤為突出）。控制路面材料極限破壞狀態的往往不是抗壓強度，可能出現的強度破壞通常為：（1）因剪切應力過大而在材料層內部出現沿某一滑動面的滑移或相對變位；（2）因拉應力或彎拉應力過大而引起的斷裂。

1）抗剪強度礦料特性酸堿性：（如：石灰巖為堿性，玄武石為酸性）決定了石料與瀝青的粘附性，由差到好：花崗巖、片麻巖、玄武巖、安山巖、砂巖、石英巖、石灰巖的粘結力由小到大。比表面積：（單位：cm2/g），能與瀝青相互作用的面積，越大則粘結力越大。顆粒越小，比表面積越大，所以決定于混合料的礦粉含量。

級配、顆粒形狀：決定內摩阻力大小。瀝青特性

用油量：決定瀝青膜厚度及自由瀝青含量，存在最佳含量。

粘滯度：越大，粘結力也越大。影響瀝青混合料抗剪強度的因素：2）抗拉強度在氣候寒冷地區，冬季氣溫下降，特別是急驟降溫時，瀝青混合料發生收縮，如果收縮受阻，就會產生拉應力；車輛緊急制動后輪下混合料表面出現拉應力；瀝青混合料底面由于車輛荷載、基層裂縫導致的拉應力。當拉應力超過瀝青混合料的抗拉強度時，路面就會產生抗拉不足開裂。抗拉強度主要由混合料中結合料的粘結力提供，其大小可采用直接拉伸或間接拉伸試驗確定。劈裂試驗傳遞荷載的兩端墊條，對試件中的應力分布和極限強度有顯著影響，通常墊條寬為12.7mm，大試件為19mm。直接拉伸間接拉伸試驗2）抗拉強度瀝青混合料的抗拉強度同瀝青的性質、瀝青含量、礦質混合料的級配、測試時的溫度、加載速度等因素有關。試驗表明：1）瀝青的粘滯度大，或瀝青含量較大，瀝青混合料具有較高的抗拉強度；2）密級配混合料的抗拉強度較開級配混合料高；3）隨施荷速率增大而增加，隨溫度的增加而下降；

3）影響瀝青混合料抗拉強度的因素4）抗彎拉強度瀝青路面在行車重復荷載作用下，往往因路面彎曲而產生開裂破壞，必須驗算瀝青混合料的抗彎拉強度；試驗方法：小梁彎曲試驗：梁式試件的高和寬應不小于礦料最大粒徑的四倍，梁的跨徑為高的三倍。最大粒徑達3.5cm的粗粒式瀝青混合料、穩定類材料和水泥混凝土的試驗：150×150×550mm的大梁，跨徑為450mm；最大粒徑為2.5cm的穩定類材料或者中、細粒式瀝青混合料：100×100×400mm的中梁，跨徑為300mm；石灰(或水泥)穩定土或者砂質瀝青混合料：50×50×240mm的小梁，跨徑為150mm；影響瀝青混合料抗彎拉強度的因素：

瀝青的性質、瀝青的用量、礦料的性質、混合料的均勻性、荷載重復次數、

加載速度、溫度狀況等。我國《瀝青及瀝青混合料試驗規程》（JTJ053-2000）中標準彎曲實驗試件為250mm×30mm×35mm的棱柱體小梁，跨徑2000.5mm。試驗溫度采用150.5℃，評價低溫拉伸性能時，宜采用-100.5℃。

4）抗彎拉強度彎曲實驗有切口的彎曲實驗1、瀝青路面的高溫穩定性高溫穩定性不足：有車轍、推移、擁包、搓板、泛油等病害（1）車轍的類型失穩性車轍結構性車轍磨耗性車轍（2）車轍的形成過程初始階段的壓密過程瀝青混合料的側向流動集料的重新分布及集料骨架的破壞（3）影響車轍的主要因素瀝青路面結構層在車輪荷載作用下，內部材料流動，產生橫向位移，在輪跡處出現變形路面結構在交通荷載作用下產生整體永久變形主要是由于路基變形傳遞到面層引起路面結構頂層材料在車輪磨耗和自然環境因素作用下不斷損失而形成的永久變形第三節瀝青路面的穩定性與耐久性（4）瀝青混合料高溫評價方法①現場試驗路試驗：AASHTO試驗路，WestTrack環道試驗②大型足尺試驗：室內環道、室內直道、重復加載試驗（ALF）、重車加載試驗等；③室內小型試驗：單軸壓縮試驗：測定高溫抗壓強度及軟化系數；馬歇爾試驗：馬歇爾穩定度、流值；蠕變試驗：單軸三軸靜載重復加載（動載）連續動態加載間歇重復加載靜載重復加載（動載）連續動態加載間歇重復加載簡單剪切試驗：輪轍試驗：

④輪轍試驗

模擬實際車輪荷載在路面上行走而形成車轍的試驗方法，室內代表性試驗為車轍試驗。車轍試驗是在規定尺寸的板塊狀壓實瀝青混合料試件上，用固定荷載的橡膠輪反復行走后，測定其在變形穩定期每增加變形1mm的碾壓次數，即動穩定度，以次/mm表示。我國規范規定，一般情況下，試驗溫度為60℃，輪壓為0.7MPa；計算動穩定度的時間原則上為試驗開始后45—60min之間；板試件尺寸為300mm，寬300mm，厚50mm。試驗可以三大指標：任意時刻總變形即車轍深度；動穩定度DS；變形速率RD；輪轍試驗動穩定度標準

⑤簡單剪切試驗：試件尺寸根據混合料最大粒徑選定；試驗溫度為4℃，20℃，40℃。（5）瀝青路面高溫穩定性技術標準瀝青路面容許車轍深度：發展歷程：路基頂面容許豎向壓應變瀝青層容許永久變形路面容許車轍深度i)從集料方面：集料破碎面多，石質堅硬，具有良好的表面紋理和粗糙度；

集料級配良好，有足夠數量粗集料形成空間骨架結構；

配合比設計合理，注重壓實；ii)從瀝青方面：使用黏度高的改性瀝青或添加纖維；

提高瀝青材料的粘稠度；

控制瀝青與礦粉的比值，嚴格控制瀝青用量。（6）提高瀝青路面高溫穩定性措施我國瀝青路面一般采用半剛性基層瀝青面層，基層強度高，因此一般不會出現結構性車轍；由于面層集料一般采用玄武巖，因此磨耗性車轍也少見；所以一般為失穩性車轍，因此必須提高瀝青混合料的高溫穩定性，即提高粘結力和內摩阻力。即：2、瀝青路面的低溫抗裂性

瀝青路面低溫時強度增大，但變形能力降低。急驟降溫產生溫度梯度，面層受到下部約束產生拉應力，降溫也使得瀝青混合料勁度增加，導致混合料拉應力大于抗拉強度而開裂。瀝青路面存在兩類低溫開裂形式：（1）低溫縮裂：

降溫時瀝青混合料的體積收縮，溫度應力超過混合料極限抗拉強度，裂縫由上而下發展；（2）溫度疲勞裂縫：

路面在低于極限抗拉強度的溫度應力反復作用下開裂，發生在溫度頻繁變化的地區；把瀝青混合料假設為一根彈性梁，由于降溫而產生的累計應力為：

累計溫度應力與極限抗拉強度相等時的溫度，即為開裂溫度。1）低溫開裂機理2）瀝青混合料低溫抗裂評價①間接拉伸試驗——低溫劈裂試驗：標準馬歇爾試件（101.60.25mm、高63.51.3mm），0℃或更低，加載速率1mm/min；②直接拉伸試驗：試件38.1mm×38.1mm×101.6mm，T可變，緩慢拉伸速率；彎曲實驗③約束試件應力試驗儀（TSRST）試驗：50mm×50mm×250mm試件，降溫速率10℃/h，是SHRP推薦的評價瀝青混合料低溫抗裂性能的方法④應力松弛試驗：直接應力松弛試驗；彎曲應力松弛試驗等影響因素：瀝青的性質、氣溫狀況、瀝青老化程度、路基的種類和路面層次的厚度、面層與基層的粘結狀況、基層所用材料的特性、行車的狀況等

可采取的預防措施：

1）使用稠度較低、溫度敏感性低的瀝青；

2）使用含臘量低的瀝青，使用應力松弛性能好的改性瀝青，摻加纖維；

3）使用較細的混合料類型，設置應力吸收層。3）瀝青路面低溫開裂的預防措施3、瀝青路面的水穩定性

水損害是瀝青路面在水或凍融循環的作用下，由于汽車車輪動態荷載的作用，進入路面空隙中的水不斷產生動水壓力或真空負壓抽吸的反復循環作用，水份逐漸進入瀝青與集料界面上，使瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘結力，瀝青膜從集料表面剝離，瀝青混合料松散導致路面松散、剝落、坑槽病害。1）水穩定性作用機理水降低了瀝青的粘附性、對瀝青形成沖刷，水進入瀝青與集料間、隔離了瀝青與集料的粘結；粘附理論瀝青與集料剝離示意圖2）瀝青路面水穩定性評價方法①煮沸試驗：

評價瀝青與粗集料的粘附性；②浸水馬歇爾試驗：

兩組馬歇爾試件，一組在60℃恒溫水槽中保養30min～40min，另一組在60℃恒溫水槽中保溫48h，測馬歇爾穩定度的比值。③凍融劈裂試驗：

將馬歇爾試件以標準的飽水試驗方法真空飽水，放入塑料袋中加入約10ml水，扎緊袋口，將試件放入-18℃的冰箱保持16h，后撤去塑料袋，放入60℃的恒溫水槽中保持24h，再將試件浸入溫度25℃的恒溫水槽中至少2h，測試劈裂強度比。（年最低氣溫低于-21.5℃的寒冷地區）④浸水車轍試驗：4、瀝青路面的抗疲勞性能瀝青路面的變形和破壞，不僅與荷載應力的大小有關，而且同荷載作用次數有很大關系。1）瀝青混合料疲勞力學模型

材料在低于極限抗拉強度下經受重復拉應力或拉應變而最終導致破壞，稱為疲勞破壞。導致路面材料最終破壞（即開始疲勞開裂）的荷載作用次數，稱為疲勞壽命。①現象學模型：重復荷載作用下瀝青混合料強度衰減累積引起的破壞（傳統疲勞 理論）；可建立瀝青路面層底拉應力與重復荷載作用次數的關系；②斷裂力學模型：認為疲勞是材料初始裂縫在荷載作用下擴展至破壞的過程；

研究了材料開裂機理及擴散規律；③能耗模型：混合料在應力應變作用下吸收能量引起的疲勞損傷；可建立能量與

重復荷載作用次數的關系；2）瀝青混合料疲勞試驗方法①現場疲勞破壞試驗：AASHTO、WESTTRACK試驗路；②足尺結構模擬破壞試驗：大型環道、直道試驗；③試板試驗法：④室內小型試件試驗：三分點小梁試驗、中點加載小梁試驗、懸臂梯形梁試驗等①應力控制：每次對試件施加的荷載為常量，隨著荷載作用次數增多，試件不斷受到損傷，勁度隨之而降低，實際的彎曲應變則不斷增大；②應變控制：測試過程中保持每次荷載下應變值不變，則應力隨施加荷載次數的增加而不斷減小。—取決于瀝青混合料組成和特性的系數；

—坡度因素。通常，對大多數瀝青混合料=5～63）瀝青混合料疲勞方程英國諾丁漢大學疲勞方程

SHRP疲勞方程

瀝青混合料疲勞方程圖4）瀝青路面疲勞性能影響因素1）加載條件：加載大小、加載方式、加載速度、加載間隔試件、加載波形；2）材料性質：影響瀝青混合料勁度的因素（瀝青種類、用量，集料級配類型、性質），混合料的孔隙率、壓實度等；3）環境溫度：5、瀝青路面的耐老化性能

瀝青老化是指瀝青在儲存、運輸、加工、施工及使用過程中在空氣、熱、光照和碾壓作用下產生性能下降的現象

。分施工中的短期老化和使用中的長期老化。老化原因：

膠質、芳香分和飽和分（揮發）含量減小，瀝青質含量增加；空氣的氧化作用，使瀝青組分發生變化；瀝青分子結構的硬化（聚合作用）。導致瀝青使用性能變壞，從而影響了路面的耐久性。2）瀝青的老化過程1）主要影響因素瀝青性能、環境情況（光，氧，水，荷載）、混合料形態（空隙率等）3）老化試驗及評價①瀝青：

旋轉薄膜烘箱試驗(RTFOT)（短期）、壓力容器老化試驗(PAV)（長期）②瀝青混合料短期老化：

針對松散混合料，采取烘箱老化法、延時拌和法、微波加熱法③瀝青混合料長期老化：

針對壓實成型試件，采取加壓氧化法、延時烘箱法、紅外/紫外線處理第四節瀝青路面的材料要求－氣候分區第四節瀝青路面的材料要求－氣候分區第四節瀝青路面的材料要求－氣候分區第四節瀝青路面的材料要求－氣候分區第四節瀝青路面的材料要求第四節瀝青路面的材料要求第四節瀝青路面的材料要求第四節瀝青路面的材料要求第四節瀝青路面的材料要求第四節瀝青路面的材料要求第四節瀝青路面的材料要求乳化瀝青

第四節瀝青路面的材料要求乳化瀝青

第四節瀝青路面的材料要求改性乳化瀝青

第四節瀝青路面的材料要求粗集料

第四節瀝青路面的材料要求粗集料

第四節瀝青路面的材料要求粗集料

第四節瀝青路面的材料要求細集料

第四節瀝青路面的材料要求填料

第四節瀝青路面的材料要求熱拌瀝青混合料第四節瀝青路面的材料要求第五節瀝青混合料的組成設計工程最大粒徑與厚度的關系瀝青面層集料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大，并應與壓實層厚度相匹配。對熱拌熱鋪密級配瀝青混合料，瀝青層一層的壓實厚度不宜小于集料公稱最大粒徑的2.5～3倍，對SMA和OGFC等嵌擠型混合料不宜小于公稱最大粒徑的2～2.5倍，以減少離析，便于壓實。第五節瀝青混合料的組成設計Superpave提出瀝青層厚度宜為公稱最大粒徑的3倍。對SMA、OGFC等以嵌擠為主的瀝青混合料，由于相對來說容易碾壓，且不容易造成離析，此標準都作了放寬。澳大利亞規定瀝青層厚度宜為公稱最大粒徑的2.5倍。對SMA，公稱最大粒徑為7、10、14mm的適宜層厚分別定為20～30、25～35、35～50mm。第五節瀝青混合料的組成設計-級配當地經驗：充分同類公路配合比設計借鑒成功的經驗，選用符合要求的材料，進行配合比設計。密級配瀝青混合料的“規范級配范圍”（表5.3.2-2）；工程設計級配范圍（通常情況下不宜超出規范級配范圍的要求）；其他類型的混合料宜直接以表5.3.2-3～表5.3.2-7作為工程設計級配范圍。

第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計級配第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計-級配對高速公路和一級公路，宜在工程設計級配范圍內計算3組粗細不同的配比，繪制設計級配曲線，分別位于工程設計級配范圍的上方、中值及下方。設計合成級配不得有太多的鋸齒形交錯，且在0.3mm～0.6mm范圍內不出現“駝峰”。根據當地的實踐經驗選擇適宜的瀝青用量，分別制作幾組級配的馬歇爾試件，測定VMA，初選一組滿足或接近設計要求的級配作為設計級配。第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計-級配第五節瀝青混合料的組成設計-標準采用馬歇爾試驗配合比設計方法瀝青混合料技術要求應符合表5.3.3－1～5.3.3-4的規定，并有良好的施工性能。當采用其他方法設計瀝青混合料時，應按本規范規定進行馬歇爾試驗及各項配合比設計檢驗，并報告不同設計方法各自的試驗結果。長大坡度的路段按重載交通路段考慮。第五節瀝青混合料的組成設計-標準馬歇爾試驗的標準方法，它適用于公稱最大粒徑不大于26.5mm的混合料；ATB30及比此更粗的混合料使用大尺寸馬歇爾試件；大型馬歇爾試驗擊實錘重10.2kg，直徑149.4mm，擊實時落高457mm；試件直徑152.4mm，高95.2mm；擊實次數為75次和112次。第五節瀝青混合料的組成設計-標準第五節瀝青混合料的組成設計-標準第五節瀝青混合料的組成設計-標準第五節瀝青混合料的組成設計-標準第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗檢驗范圍：（1）用于高速公路和一級公路；

（2）公稱最大粒徑等于或小于19mm的密級配瀝青混合料(AC)及SMA、OGFC結果：符合要求，不符要求的瀝青混合料，必須更換材料或重新進行配合比設計。第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗車轍試驗：符合表5.3.4-1的要求。浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗：同時符合表5.3.4-2中的兩個要求。達不到要求時必須按4.8.6的要求采取抗剝落措施，調整最佳瀝青用量后再次試驗。

彎曲試驗：密級配瀝青混合料在溫度-10℃、加載速率50mm/min的條件下進行，測定破壞強度、破壞應變、破壞勁度模量，并根據應力應變曲線的形狀，綜合評價瀝青混合料的低溫抗裂性能。破壞應變宜不小于表5.3.4-3的要求。

第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗輪碾機成型試件的滲水試驗：符合表5.3.4-4的要求。

活性和膨脹性試驗：鋼渣作為集料的瀝青混合料，符合鋼渣瀝青混凝土的膨脹量不得超過1.5％。改性瀝青混合料的性能檢驗：

（1）以提高高溫抗車轍性能為主要目的時，低溫性能可按普通瀝青混合料的要求執行；

（2）以提高低溫抗裂性能為主要目的時，高溫穩定性可按普通瀝青混合料的要求執行。

第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗第五節瀝青混合料的組成設計-檢驗第五節瀝青混合料的組成設計油石比的確定高速公路、一級公路瀝青混合料的配合比設計應在調查以往類同材料的配合比設計經驗和使用效果的基礎上，按以下步驟進行。

目標配合比設計階段。生產配合比設計階段（OAC、OAC±0.3％，結果不宜大于±0.2％）；生產配合比驗證階段；確定施工級配允許波動范圍第五節瀝青混合料的組成設計油石比的確定第五節瀝青混合料的組成設計油石比的確定制作溫度，與施工實際溫度相一致。普通瀝青混合料如缺乏粘溫曲線時可參照表B.5.2執行，改性瀝青混合料的成型溫度在此基礎上再提高10℃～20℃。第五節瀝青混合料的組成設計油石比的確定1）檢查與清理基層：保證基層堅實、平整、潔凈和干燥；2）準備和檢查施工機具；3）落實材料：施工前應對各種材料進行調查試驗，經選擇確定的材料在施工過程中應保持穩定，不得隨意變更；4）備齊儀器用具，制定施工計劃，安排好勞動力，進行施工放樣等各項工作。5)確定施工溫度,并進行混合料組成設計第六節瀝青路面施工與質量控制1、準備工作第六節瀝青