浅谈几种公路沥青面层的结构特点
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沥青路面结构组成的特点沥青路面结构组成特点一、结构构成(一)基本原则(二)基层与材料3、常用的基层材料(无机结合料稳定粒料、嵌锁型和级配型材料)(1)无机结合料稳定粒料特点:其强度高,整体性好,适用于交通量大、轴载重的道路。
(2)嵌锁型和级配型材料级配砂砾及级配砾石基层属于柔性基层,可用作城市次干路及其以下道路基层。
为了防止冻胀和湿软,天然沙砾应质地坚硬,含泥量不应大于砂质量(粒径小于5mm)的10%2、沥青路面面层类型①热拌沥青混合料面层③温拌沥青混合料面层适用于各种等级道路的面层②冷拌沥青混合料面层冷拌沥青混合料适用于支路及其以下道路的路面、支路的表面层,以及各级沥青路面的基层、连接层或整平层;冷拌改性沥青混合料可用于沥青路面的坑槽冷补。
④沥青贯入式面层沥青贯入式面层宜做城市次干路以下路面层使用,其主石料层厚度应当依据碎石的粒径确定,厚度不宜超过100mm。
⑤沥青表面处治面层主要起防水层、磨耗层、防滑层或改善碎(砾)石路面的作用。
沥青表处面层的集料最大粒径与处治层厚度相匹配。
二、结构层与性能要求(二)基层(2)性能主要指标:1)应满足结构强度,扩散荷载的能力以及水稳性和抗冻性的要求2)不透水性好,底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物;为了防止地下渗水影响路基,排水基层下应当设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层。
(三)面层3)面层使用指标承载能力(强度和刚度)、平整度、温度稳定性、抗滑能力、透水性(不)、低噪声量降噪排水路面的面层结构组合一般为:上面(磨耗层)层采用OGFC沥青混合料,中面层,下(底)面层等采用密级配沥青混合料,这种组合既满足沥青路面强度高、高低温性能好和平整密实等路用功能,又实现了城市道路排水降噪功能。
高等级公路沥青面层结构类型及特点
面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层,应具有足够的结构强度,良好的温度稳定性,耐磨、抗滑、平整和不透水性。
高等级公路沥青面层可分上、中、下3层或上、下2层。
较少的裂缝,较轻的车辙,良好的平整度,较强的抗滑能力及经久耐用,是高等级公路对沥青面层的基本要求。
能否达到这些使用要求,则与面层所使用的沥青材料,沥青混合料的类型和性质以及沥青面层的厚度有较大的关系。
在实际工程中应根据当地的交通状况、气候条件、降雨量、材料情况、施工工艺、经济造价等因素选择合适的沥青面层类型。
从我国目前高等级公路沥青路面来看,主要有以下几种结构形式:
(1)传统的沥青混凝土面层(AC);
(2)多碎石沥青混凝土面层(SAC);
(3)沥青玛蹄脂碎石混合料面层(SMA)。
1传统的沥青混凝土面层(AC)《公路沥青路面设计规范》JTJ01497,根据七五国家科技攻关研究及修订该规范的专题研究,统一将沥青混合料中集料粒径标准由圆孔筛标准改为方孔筛标准。
其主要原因为:①计量标准向ISO国际标准靠近;②便于参考国外同类结构形式的级配标准;③世行项目增多,便于国际招标、监理及质量检验;④许多国外拌和设备均以方孔筛为标准。
沥青混凝土的符号由原LH改为AC.
1.1按沥青混合料集料的粒径分类。
新建沥青路面结构组成特点研究了这么久新建沥青路面结构组成特点,总算发现了一些门道。
首先呢,新建沥青路面它有好几层,最上面的那层沥青混合料层特别重要。
你看啊,就像我们穿的衣服,最外面那件是直接接触外界的,这最上面的沥青层也是直接承受车辆荷载和风吹日晒的。
这层啊,它得有很好的抗滑性才行,不然汽车开在上面就容易打滑。
就好比我们走在结冰的路面上,如果那路面不防滑,是不是很危险?这层沥青混合料的颗粒大小也是有讲究的,太小了,可能就不够耐磨,太大了,路面就不平坦。
我就挺疑惑这个比例到底是咋确定的呢?然后啊,下面还有基层,基层就像一个大力士,它要承受从上面传递下来的力。
基层一般是那种颗粒比较大的材料,比如说用碎石什么的,就像是房子的地基一样。
我有一次看到一个路边在修路面,把基层挖开了一部分,才发现那些碎石之间还有填充料。
我就想啊,这填充料肯定是让这些碎石更好地结合在一起,就像我们包饺子,馅里面有各种调料,就是为了让馅口感更好,这些填充料也是为了让基层更稳固。
再往下还有底基层呢,底基层感觉像是基层的后盾。
有时候它会用一些比较便宜的材料,但是也是不可或缺的一部分。
我就琢磨这底基层要是薄了或者厚了会有啥影响呢?按我的理解,如果太薄了,可能就不能很好地支撑上面的基层,就像桌子腿下面的垫片如果太薄了,桌子就容易晃一样;要是太厚了,是不是有点浪费材料了?防水也是新建沥青路面结构的一个特点,沥青本身就有点防水的能力,但是还得有防水层之类的设置。
这防水就像我们的雨伞一样,要是漏雨就麻烦了。
要是防水层没做好,水渗到下面,就会让下面的土层变得松软,那对整个路面的支撑就会出问题。
我看过一个老路面的病害,路面变形了,就是因为水渗进去了,从那时候我就知道防水多重要。
整个新建沥青路面结构的各层之间的粘结也特别重要。
就像一片片拼图,要是贴合不好,就容易松动,路面的各层之间也是这样。
这个粘结我就不太清楚具体是用啥来保证这么强的粘结力的,得再研究研究。
论述公路沥青路面特点及施工技术1 公路沥青路面的特点随着我国公路交通运输事业的不断进步与发展,公路路面施工不仅要满足其中的平整度以及耐磨、抗压,而且还要兼顾高温的抗裂性、低温的防冻性以及使用永久性等要求。
在此过程中,为了有效满足现代交通运输发展的需要,各种新型的施工材料、结构以及工艺也是层出不穷。
而目前,我国应用得最为广泛的结构形式就是沥青路面。
对于公路沥青路面来说,它主要有以下几个方面的特点:第一,公路沥青路面具有良好的平整性,而且路面形式也比较坚实、稳固,可以实现无接缝的有效连接;第二,公路沥青路面具有良好的耐久行,并且能够给行车人带来一种舒适的感觉;第三,公路沥青路面的力学性能也比较突出,能够满足实际行车的需要;第四,公路沥青路面具有良好的耐磨、抗压以及防渗性能,而且对高温、低温都有比较突出的抵抗能力;第五,公路沥青路面相比其它形式的路面来说,其施工的工期比较短,同时,维修方式与手段也比较简便。
2 沥青路面常用的施工方式沥青路面指的是由多种体积不同的集料、矿粉和沥青所组成的搅拌料,采取加热措施使其温度上升到一定的高度,再采用摊铺工艺压实而形成的路面。
在沥青路面施工过程中,常用的有以下几种方式:2.1 碾压式在沥青路面施工过程中,使用的混凝土材料大多是经过热铺法进行生产的,所以其本身具有较为优质的路用性能,因此对于材料的制备工艺和设备体通常也有着较高的要求。
当路面成型之后,通常都需要通过碾压进行压实,这样便是其具有较好的行车舒适性和安全性,同时在耐磨能力方面也较强,通常沥青路面的使用寿命都较长,这也是沥青路面受欢迎的一个主要因素。
2.2 冷铺式沥青混凝土热拌冷铺,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。
2.3 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性,能通过轻度的捣实和墁平可密实,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。
简述沥青路面分类及其特点沥青路面分类及其特点如下:
1.沥青混凝土路面。
强度是按嵌挤密实原则构成,采用优质沥青,对稠度要求高,也最粘稠;采用相当数量的矿粉,是沥青混凝土的一显著特点;具有较高的粘结力,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,会产生规则横向裂缝,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;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;适用于高速公路及一、二级公路面层。
2.热拌沥青碎石路面。
强度与稳定性主要由石料相互嵌挤作用构成;适用于二、三级公路,也可作为沥青混凝土面层的联结层。
3.沥青贯入式路面。
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;适用于二、三级公路,也可作为沥青混凝土面层的联结层。
4.沥青表面处治路面。
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。
高等级公路沥青面层结构类型及特点沥青面层是高等级公路中的重要组成部分,它承担着保护基层结构、提供舒适行车条件以及增强路面耐久性的功能。
随着路面工程技术的不断发展,不同类型的沥青面层被广泛应用于不同的道路条件和交通负荷。
本文将介绍几种常见的高等级公路沥青面层结构类型及其特点。
一、石料骨料级配密实型沥青混合料(AC-BC)石料骨料级配密实型沥青混合料是一种常见的沥青面层结构类型,它由骨料、矿料和沥青混合而成。
该类型的面层具有以下特点:1. 耐久性强:密实的骨料级配可以提高面层的耐久性,延长使用寿命。
2. 舒适行车:由于石料密实,能够提供较平滑的行车表面,减少车辆震动和噪音。
3. 抗水抗滑:面层的密实性能使其能更好地抵抗水分浸泡和抑制滑移现象。
二、连续级配沥青混合料(CA)连续级配沥青混合料是一种由不同粒径骨料按一定比例混合而成的沥青面层结构,其特点如下:1. 声吸收效果好:由于骨料的连续级配,面层具有良好的声吸收性能,能够有效减少噪音污染。
2. 耐久性高:面层的连续级配能够均匀分散荷载,减少应力集中,提高耐久性。
3. 施工方便:连续级配沥青混合料施工简单,成本较低,适用于各种道路条件。
三、开粘结料沥青混合料(SM)开粘结料沥青混合料由特殊添加剂以及沥青、骨料混合而成,其特点如下:1. 极佳粘结性:开粘结料沥青混合料与基层结构粘结良好,能有效提高面层与基层之间的粘结强度。
2. 密实性好:具有较高的沥青含量,面层密实性好,能够提供良好的防水、防滑性能。
3. 耐久性优异:开粘结料沥青混合料耐水性、耐磨性和耐老化性能优秀,使用寿命长。
四、微表面沥青混合料(MMA)微表面沥青混合料属于一种微细骨料型短时化沥青混合料,其特点如下:1. 细腻表面:微表面沥青混合料施工后形成的路面表面光滑平整,提供良好的行车舒适性。
2. 快速施工:施工简单、快速,可以在较短时间内完成路面整修和防护。
3. 耐水防滑:微表面沥青混合料具有良好的防水、防滑性能,提升路面的安全性。
面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层,应具有足够的结构强度,良好的温度稳定性,耐磨、抗滑、平整和不透水性。
高等级公路沥青面层可分上、中、下3层或上、下2层。
较少的裂缝,较轻的车辙,良好的平整度,较强的抗滑能力及经久耐用,是高等级公路对沥青面层的基本要求。
能否达到这些使用要求,则与面层所使用的沥青材料,沥青混合料的类型和性质以及沥青面层的厚度有较大的关系。
在实际工程中应根据当地的交通状况、气候条件、降雨量、材料情况、施工工艺、经济造价等因素选择合适的沥青面层类型。
从我国目前高等级公路沥青路面来看,主要有以下几种结构形式:(1)传统的沥青混凝土面层(AC);(2)多碎石沥青混凝土面层(SAC);(3)沥青玛蹄脂碎石混合料面层(SMA)。
1传统的沥青混凝土面层(AC)《公路沥青路面设计规范》JTJ014—97,根据“七五”国家科技攻关研究及修订该规范的专题研究,统一将沥青混合料中集料粒径标准由圆孔筛标准改为方孔筛标准。
其主要原因为:①计量标准向ISO国际标准靠近;②便于参考国外同类结构形式的级配标准;③世行项目增多,便于国际招标、监理及质量检验;④许多国外拌和设备均以方孔筛为标准。
沥青混凝土的符号由原LH改为AC.1.1按沥青混合料集料的粒径分类a、细粒式沥青混凝土:AC—9.5mm或AC—13.2mm.b、中粒式沥青混凝土:AC—16mm或AC—19mm.c、粗粒式沥青混凝土:AC —26.5mm或AC—31.5mm.其组合原则是:沥青面层集料的最大粒径宜从上层至下层逐渐增大。
上层宜使用中粒式及细粒式,且上面层沥青混合料集料的最大粒径不宜超过层厚1/2,中、下面层集料的最大粒径不宜超过层厚的2/3. 1.2按沥青混合料压实后的孔隙率大小分类a、Ⅰ型密级配沥青混凝土:孔隙率为(3%~6%)b、Ⅱ型密级配沥青混凝土:孔隙率为(4%~10%)c、AM型开级配热拌沥青碎石:孔隙率为(大于10%)其组合原则是:沥青面层至少有一层是Ⅰ型密级配沥青混凝土,以防水下渗。
沥青路构造是指使用沥青作为主要结构材料来铺设道路的一种技术。
沥青路构造具有较好的承载力、防水性以及耐久性,广泛应用于各种道路交通建设中。
下面将介绍沥青路构造的相关内容。
一、沥青路面结构1.硬表层:硬表层是道路上的最外层,主要承担车辆荷载和交通载荷,具有很好的承载能力和抗损伤能力。
硬表层的厚度一般为3-5厘米,常见的材料有矿物粒料混合沥青、改性沥青等。
2.粗骨料层:粗骨料层位于硬表层下方,主要作用是承受车辆荷载的分布,使其均匀传递到下方的基层上。
粗骨料层的厚度一般为5-10厘米,常用的材料有碎石、沙砾等。
3.砼基层:砼基层是整个路面结构的基础,是承载沥青路面的主要部分。
砼基层的厚度一般为10-15厘米,材料为水泥混凝土,其强度应满足承担车辆荷载的要求。
二、沥青路施工工艺1.基层处理:在施工道路的基层上进行平整、压实和修复,保证基层的平整度和强度,为上层材料提供良好的基础。
2.沥青混合料配合比的确定:根据工程要求和使用条件,确定沥青混合料中的沥青含量、集料含量以及不同粒径的比例关系,保证混合料的强度和稳定性。
3.沥青路面施工机械的选择:根据施工规模和工期要求,选择合适的施工机械设备,如沥青摊铺机、压路机等,保证施工进度和质量。
4.沥青路面施工过程:沥青路面施工一般包括底层施工、中间层施工和面层施工。
底层施工主要是进行砼基层的施工和硬表层的初期施工;中间层施工是进行粗骨料层的施工;面层施工是进行沥青混合料的摊铺和压实。
5.沥青路面养护:在施工完成后,及时进行路面养护工作,包括补漏、修复裂缝、清理杂物等,保持沥青路面的平整度和安全性。
三、沥青路面的优势和应用1.较好的承载力和耐久性:沥青路面具有较好的承载能力和耐久性,能够承受大型车辆的荷载和经久不衰。
2.良好的防水性能:沥青路面能够有效防止水分渗透,保护基层材料不受水分侵蚀,延长路面使用寿命。
3.良好的环保性能:沥青路面的施工过程中不会产生大量粉尘和废弃物,对环境污染较小。
沥青路面结构组成的特点沥青路面结构组成的特点沥青路面是公路工程中常见的路面结构,由于其使用方便、维护成本低、安全性高、舒适性好等特点,被广泛应用于城市道路、高速公路、桥梁和隧道等场所。
由于其特有的组成结构,沥青路面具有以下几个特点。
一、路基结构沥青路面需要建立于合适的路基之上,而路基的承载能力和稳定性,是决定路面寿命和使用性能的关键。
路基主要由上盖层、底基层和路基土工材料构成。
其中,上盖层通常由粉土、碎石、砂砾、混凝土等材料组成,底基层通常由粉土、乱石、碎石等材料构成。
而路基土工材料则包括路基填土、砂土和黏土等土壤。
二、基层结构沥青路面的基层结构通常由水泥砂浆或沥青混凝土构成,它是路面结构的支撑层,承受着交通载荷和气候荷载,主要起到保护路基的作用。
基层的主要作用是保证路面的平整度、均匀分布荷载、配合面层构造防止龟裂和裂缝的产生,以及对于路基土方体积收缩下沉等问题的调节作用。
三、面层结构沥青路面的面层结构是沥青路面最外面的一层,它直接承受车辆的负荷,带着车流量和气候条件的各种变化,具有着较高的弹性和塑性。
而面层的组成结构主要由底胶层、中间层和表面层构成。
底胶层通常由聚合物改性沥青混合料构成,具有较高的抗裂性和抗老化性。
中间层通常由高强度、低收缩率的矿物骨料混合沥青混合料构成,具有较高的稳定性和耐久性。
表面层通常由高粘合力、抗滑性能和透水性的沥青混合料构成,具有良好的防滑性能和排水性能。
四、路面结构的黏结性沥青路面结构的黏结性是指路面各层结构之间的黏结性能够承受外部荷载作用下的相互变形。
在施工中,可以采用加温加压、冷拌等方式来提高其黏结性能,从而增强其性能和寿命。
五、路面结构的维修性沥青路面结构的维修性是指路面结构在使用过程中能够快速响应并补救路面出现的问题,如路面坑洞、水损、裂缝等,需要采用合适的维修方法和材料来处理。
综上所述,沥青路面结构组成的特点包括路基结构、基层结构、面层结构,以及结构的黏结性和维修性等方面。
动画图文:沥青路面结构组成特点(下)二、结构层与性能要求沥青路面结构自上而下分为面层、基层、路基。
各层具体的位置与组成见下图:沥青路面结构示意图(一)路基1、路基既为车辆在道路上行驶提供基础条件,也是道路的支撑结构物。
路基应稳定、密实、均质,对路面结构提供均匀的支承,即路基在环境和荷载作用下不产生不均匀变形。
2、性能主要指标①整体稳定性路基在车辆、路堤自重作用下受到附加荷载,当荷载超过土体承载力的时候,路基会发生剪切破坏,也就是失稳。
整体稳定性由路基结构的强度决定。
路基失稳与路基沉降形式②变形量控制路基及其下承的地基,在自重和车辆荷载作用下会产生变形,当变形过大时会促使路面过早破坏并影响汽车行驶舒适性。
因此,必须尽量控制路基、地基的变形量,才能给路面以坚实的支承。
变形量由路基结构的刚度决定。
(二)基层1、基层是路面结构中的承重层,主要承受车辆荷载的竖向力,并把面层下传的应力扩散到土基。
且为面层施工提供稳定而坚实的工作面,控制或减少路基不均匀冻胀或沉降变形对面层产生的不利影响。
基层受自然因素的影响虽不如面层强烈,但面层下的基层应有足够的水稳定性,以防基层湿软后变形大,导致面层损坏。
2、性能主要指标①基层应具有足够的、均匀一致的承载力和较大的刚度;有足够的抗冲刷能力和抗变形能力,坚实、平整、整体性好。
基层顶面存水在车辆荷载作用下反复高速冲刷基层表面,极易将基层表面的细颗粒成分冲走,导致基层出现坑槽,久而久之破坏,下面是路面水对于基层的冲刷效应原理图:水冲刷基层效应原理图②不透水性好。
底基层顶面宜铺设沥青封层或防水土工织物;为防止地下渗水影响路基,排水基层下应设置由水泥稳定粒料或密级配粒料组成的不透水底基层。
(三)面层1、面层直接承受行车荷载的作用,荷载包括竖向力、水平力和冲击力。
2、面层是直接同大气相接触的层位,受降水的侵蚀作用和温度变化的影响。
因此面层应具有较高的强度、刚度、耐磨、不透水和高低温稳定性,并且其表面层还应具有良好的平整度和粗糙度。
沥青路面组成结构分类
沥青路面组成结构分类是指将沥青路面按照其结构层组成进行分类。
沥青路面由多个结构层组成,每个结构层都有其特定的功能和作用。
根据结构层的组成和功能,可以将沥青路面分为以下几种类型:
1.表面层:表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。
表面层应根据使用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层。
2.下面层:下面层是位于表面层之下的结构层,其功能是承受车轮荷载的反
复作用,并将这些荷载传递到底基层和垫层。
根据公路等级和具体情况,下面层可分为中面层和下面层。
中面层应选择适当的沥青结构层,而下面层则可采用与中面层相同的材料或更粗的沥青结构层。
3.基层: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、土基的结构层。
基层材料的强度指标应有较高的要求,以保证其承重作用。
基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。
4.底基层:底基层是位于基层之下的结构层,其功能是将车轮荷载的反复作
用传递到底基层、垫层和土基。
底基层材料的强度指标也应有一定要求,可根据公路等级和具体情况选择适当材料。
5.垫层:垫层是设置在底基层和土基之间的结构层,其功能是排水、隔水、
防冻、防污等。
垫层的材料应根据具体情况选择,如砂砾、碎石、煤渣等。
综上所述,沥青路面组成结构分类是根据其结构层的组成和功能进行的分类。
不同类型的沥青路面具有不同的结构组成和功能特点,适用于不同的道路条件和使用要求。
沥青面层种类咱就说这沥青面层啊,那种类还真不少呢。
(一)热拌沥青混合料面层这可是最常见的一种呢。
它是把沥青和矿料在热态下拌制、摊铺、压实成型的。
热拌沥青混合料具有很高的强度和稳定性,就像一个很靠谱的小伙伴,能承受住车辆的反复碾压。
在高速公路、城市主干道这些车流量大、对路面要求高的地方经常能看到它的身影。
它的种类也挺多的,根据矿料的级配类型不同,又可以分为密级配、半开级配、开级配等。
密级配的热拌沥青混合料,就像一个严实的包裹,空隙率比较小,这样就不容易透水,对路面的耐久性很有好处。
(二)冷拌沥青混合料面层这个和热拌就不一样啦。
冷拌是在常温下进行拌制的。
它的优点是施工方便,不需要像热拌那样有复杂的加热设备。
不过呢,它的强度形成比较慢,而且初期强度也相对较低。
一般用在一些交通量比较小的道路或者是一些维修工程里。
比如说一些小区内部的道路,或者是道路上一些小面积的修补,冷拌沥青混合料就可以派上用场啦。
(三)沥青贯入式面层这种面层啊,施工的时候是先把主层石料铺好,然后再把沥青贯入进去。
它的强度也是很不错的,而且具有较好的抗滑性能。
不过它的表面不够平整,所以常常会在上面再铺一层封层或者磨耗层,让路面看起来更平整,也能更好地保护路面。
这种面层在一些低等级的公路或者是一些停车场之类的地方比较常见。
(四)沥青表面处治面层这是一种比较薄的面层,主要是对路面进行预防性养护或者是改善路面的抗滑性能。
就像是给路面穿了一件薄薄的防护衣。
它的施工工艺相对简单,成本也比较低。
比如说一些乡村道路,或者是一些旧路面需要简单维护的时候,就可以采用沥青表面处治面层。
概括来说呢,不同的沥青面层种类都有它们自己的特点和适用范围,在道路建设和维护的时候,就得根据具体的情况来选择合适的沥青面层种类啦。
浅谈几种公路沥青面层的结构特点
作者:冯彦龙
来源:《中小企业管理与科技·上旬刊》2011年第03期
摘要:沥青面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层,应具有足够的结构强度,良好的温度稳定性,耐磨、抗滑、平整和不透水性。
现已得到广泛的应用,所以质量已成为今后研究的重点。
本文针对公路沥青面层的结构类型及其各自的特点进行了分析,在实际工程中应根据当地的交通状况、气候条件、降雨量、材料情况、施工工艺、经济造价等因素选择合适的沥青面层类型。
关键词:沥青路面面层结构类型特点
从我国目前高等级公路沥青路面来看,主要有以下几种结构形式:①传统的沥青混凝土面层(AC);②多碎石沥青混凝土面层(SAC);③沥青玛蹄脂碎石混合料面层(SMA)。
1 传统的沥青混凝土面层(AC)
《公路沥青路面设计规范》JTJ014—97,根据“七五”国家科技攻关研究及修订该规范的专题研究,统一将沥青混合料中集料粒径标准由圆孔筛标准改为方孔筛标准。
其主要原因为:①计量标准向ISO国际标准靠近;②便于参考国外同类结构形式的级配标准;③世行项目增多,便于国际招标、监理及质量检验;④许多国外拌和设备均以方孔筛为标准。
沥青混凝土的符号由原LH改为AC。
1.1 按沥青混合料集料的粒径分类
①细粒式沥青混凝土:AC—9.5mm或AC—13.2mm。
②中粒式沥青混凝土:AC—16mm 或AC—19mm。
③粗粒式沥青混凝土:AC—26.5mm或AC—31.5mm。
其组合原则是:沥青面层集料的最大粒径宜从上层至下层逐渐增大。
上层宜使用中粒式及细粒式,且上面层沥青混合料集料的最大粒径不宜超过层厚1/2,中、下面层集料的最大粒径不宜超过层厚的2/3。
1.2 按沥青混合料压实后的孔隙率大小分类
①Ⅰ型密级配沥青混凝土:孔隙率为(3%~6%)。
②Ⅱ型密级配沥青混凝土:孔隙率为(4%~10%)。
③AM型开级配热拌沥青碎石:孔隙率为(大于10%)。
其组合原则是:沥青面层至少有一层是Ⅰ型密级配沥青混凝土,以防水下渗。
若上面层采用Ⅱ型沥青混凝土,中面层须采用Ⅰ型沥青混凝土,AM型开级配沥青碎石不宜作面层,仅可做联结层。
2 多碎石沥青混凝土面层(SAC)
2.1 产生背景
较大流量的车辆在高速公路上安全、舒适高速地通行,沥青面层必须具有良好的抗滑性能。
这就要求沥青面层不但要有较大的磨擦系数,而且要有较深的表面构造深度(构造深度是高速行车减低噪音和减少水漂、溅水影响司机视线的主要因素)。
近年来的研究成果表明:“沥青面层的抗滑性能是由面层结构的微观构造和宏观构造两部分形成。
其中宏观构造来源于沥青混合料的配合比,主要由骨料的粗细、级配形式决定”。
80年代中期我国开始修筑高等级公路,从沥青面层的结构形式来看:Ⅰ型沥青混凝土,空隙率3%~6%,透水性小,耐久性好,表面层的摩擦系数能达到要求,但表面构造深度较小,远不能达到要求。
Ⅱ型沥青混凝土空隙率6%~10%,表面构造深,抗变形能力较强,但其透水性、耐久性较差。
为了解决沥青面层的抗滑性能(特别是表面层在构造深度较大的情况下,又具有良好的防水性的结构形式),多碎石沥青混凝土面层被加以研究和使用。
2.2 多碎石沥青混凝土面层的特点
多碎石沥青混合料是采用较多的粗碎石形成骨架,沥青砂胶填充骨架中的孔隙并使骨架胶合在一起而形成的沥青混合料形式。
具体组成为:粗集料含量69%~78%,矿粉6%~10%,油石比5%左右。
经几条高等公路的实践证明,多碎石沥青混凝土面层既能提供较深的表面构造,又具有传统Ⅰ型沥青混凝土那样的较小空隙及较小透水性,同时又具有较好的抗形变能力(动稳定度较高)。
换言之,“多碎石沥青混凝土既具有传统Ⅰ型沥青混凝土的优点,又具有Ⅱ型沥青混凝土的优点,同时又避免了两种传统沥青混凝土结构形式的不足。
”
3 沥青玛蹄脂碎石混合料面层(SMA)
3.1 形成背景
60年代的德国交通十分发达,根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右,冬季不太冷),习惯修筑“浇筑式沥青混凝土”路面。
这种结构中沥青含量12%左右,矿粉含量高。
使用中发现路面的车辙十分严重,另外当时该国家的汽车为了防滑的需要,经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此),其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。
为了克服日益严重的车辙,减少路面的磨耗,公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整,增大粗集料的比例,添加纤维稳定剂,形成了SMA结构的初形。
1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范,SMA路面结构形式基本得以完善。
这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。
90年代初,美国公路界认为其公路路面质量不如欧洲国家的路面
质量好。
经考察发现存在两个方面的差距:①在改性沥青的运用上;②在路面的结构形式上(即SMA)。
1991、1992年开始加以研究、推广SMA这种结构形式,最典型的是:1995年亚特兰大市为举办奥运会对公路网进行改建和新建,全部采用了SMA这种结构形式做路面。
3.2 沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的组成原理及特点
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料,填充于间断级配的矿料骨架中,所形成的混合料。
其组成特征主要包括两个方面:①含量较多的粗集料互相嵌锁组成高稳定性(抗变形能力强)的结构骨架;②细集料矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将骨架胶结一起,并填充骨架空隙,使混合料有较好的柔性及耐久性。
SMA的结构组成可概括为“三多一少,即:粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。
具体讲:①SMA是一种间断级配的沥青混合料,5mm以上的粗集料比例高达70%~80%,矿粉的用量达7%~13%,(“粉胶比”超出通常值1.2的限制)。
由此形成的间断级配,很少使用细集料;②为加入较多的沥青,一方面增加矿粉用量,同时使用纤维作为稳定剂;③沥青用量较多,高达6.5%~7%,粘结性要求高,并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青(最好采用改性沥青)。
SMA的特点:沥青玛蹄脂碎石混合料是当前国际上公认(使用较多)的一种抗变形能力强,耐久性较好的沥青面层混合料。
由于粗集料的良好嵌挤,混合料有非常好的高温抗车辙能力,同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用,低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。
添加纤维稳定剂,使沥青结合料保持高粘度,其摊铺和压实效果较好。
间断级配在表面形成大孔隙,构造深度大,抗滑性能好。
同时混合料的空隙又很小,耐老化性能及耐久性都很好,从而全面提高了沥青混合料的路面性能。