美国长寿命路面(4)课件

1、山西省交通运输厅科研项目美国德州长寿命沥青路面技术体系 汇报人：张 翛黄土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室 2011年3月黄土地区公路建设与养护技术汇报内容1长寿命沥青路面概念2长寿命路面结构设计长寿命路面材料设计3长寿命路面实验室测试方法5施工质量监控67主要存在的问题总结42黄土地区公路建设与养护技术1、现代重载交通特点一、长寿命沥青路面概念交通量增大行车速度提高车辆荷载激增超载现象严重 黄土地区公路建设与养护技术2、沥青路面早期损坏严重一、长寿命沥青路面概念新泛油内部松散新沉陷剥落反射裂缝、唧泥Top-Down开裂黄土地区公路建设与养护技术3、长寿命沥青路面的提出一、长寿命沥青路

2、面概念由全厚式沥青混凝土路面发展而来美国APA2000年正式提出路面的损坏仅发生在路面的上层维修时不需要进行结构性的处理追求50年寿命，实际多为30年黄土地区公路建设与养护技术4、美国长寿命沥青路面使用现状一、长寿命沥青路面概念美国APA授予69项长寿命路面奖项(2001-2009)德克萨斯州修筑了8条(2001-2007)阿肯色州肯塔基州黄土地区公路建设与养护技术5、美国长寿命沥青路面M-E设计方法一、长寿命沥青路面概念黄土地区公路建设与养护技术6、美国长寿命沥青路面提高疲劳寿命概念一、长寿命沥青路面概念增加沥青含量以提高基层疲劳寿命增加基层厚度以提高基层疲劳寿命黄土地区公路建设与养护技术7

3、、长寿命沥青路面的结构设计理念一、长寿命沥青路面概念强基薄面临界使用年数服务水平强基厚面路面结构组合与性能衰变的关系弱基厚面长寿命路面黄土地区公路建设与养护技术8、长寿命沥青路面的设计理念（APA）一、长寿命沥青路面概念面层中间层HMA 基层路面基础10到15cm高受力区域高质量沥青混凝土或OGFC 3-7cm 高模量抗车辙沥青混凝土10-17cm高柔性抗疲劳沥青混凝土 7-10cm最大拉应变（小于等于70）顶部最大压应变（小于等于200）黄土地区公路建设与养护技术汇报内容1长寿命沥青路面概念2长寿命路面结构设计长寿命路面材料设计3长寿命路面实验室测试方法5施工质量监控67主要存在的问题总结4

4、2黄土地区公路建设与养护技术1、长寿命沥青路面典型结构（德克萨斯州）二、长寿命路面结构设计第1层PFCPorous Friction Course Sacrificial layer Sacrificial layer 2.53.8第2层HDHMACHeavy-Duty SMA1/2 Aggregate + PG 76-XXImpermeable load carrying layer5.07.6第3层SFHMACStone-Filled HMAC3/4 Aggregate + PG 76-XXTransitional layer5.07.6第4层SFHMACStone-Filled HMAC

5、1.0-1.5Aggregate + PG 76-XXStiff load carrying layer20.0-Variable第5层SuperpaveSuperpave (RBL)1/2 Aggregate + PG 64-XX (Target lab density=98%) Stress relieving impermeable layer5 10第6层Stiff base or stabilized subgrade15 20基础厚度(cm)黄土地区公路建设与养护技术2、TX-SH114长寿命沥青路面典型结构二、长寿命路面结构设计SH114地理位置黄土地区公路建设与养护技术二、长寿

6、命路面结构设计3、TX-SH114长寿命沥青路面结构FPS 19W 软件30年寿命95%可靠度63,307,000 ESAL27.3%卡车高质量沥青层、过渡层、抗车辙层、抗疲劳层、石灰稳定基层黄土地区公路建设与养护技术二、长寿命路面结构设计4、SH114 长寿命沥青路面应力分析结构图弹性模量(MPa) 泊松比沥青面层（12cm)3447 0.35 抗车辙层 (33cm) 5171 0.35 抗疲劳层 (10cm)117 0.35 石灰处置基层 (20cm)117 0.45 土基 ()62 0.45 黄土地区公路建设与养护技术二、长寿命路面结构设计5、设计软件（1）FPS 软件黄土地区公路建设与

7、养护技术二、长寿命路面结构设计5、设计软件（2）-Perroad APA资助开发 Auburn University / NCAT开发 基于力学经验设计方法黄土地区公路建设与养护技术二、长寿命路面结构设计5、设计软件（3）-MEPDG 1.100 （2009年）力学经验设计方法的典型代表AASHTO 2002 指南配套软件可设计大于5层路面100年分析周期输出IRI，Rutting, Cracking黄土地区公路建设与养护技术二、长寿命路面结构设计5、设计软件（4）：KB-VESYS基于各项同性弹性层状体系和粘弹性理论开发FHWA开发可分析7层路面可计算路面损坏（IRI，Rutting, Cr

8、acking）采用FHWA、 AASHTO、TX、LA等足尺路面试验标定 黄土地区公路建设与养护技术二、长寿命路面结构设计6、土基处治土基进行加强处理SH114项目在土基塑限小于39的路段采用了 6%石灰浆处置的办法处置的土基厚度为20CM 黄土地区公路建设与养护技术二、长寿命路面结构设计7、排（阻）水抗车辙层容易进水而难以碾压安装了排水、阻水系统采用了碎石封层防水黄土地区公路建设与养护技术汇报内容1长寿命沥青路面概念2长寿命路面结构设计长寿命路面材料设计3长寿命路面实验室测试方法5施工质量监控67主要存在的问题总结42黄土地区公路建设与养护技术三、长寿命路面材料设计1、SH114 长寿命沥青

9、路面级配设计抗车辙层粗集料级配，形成“石石”接触抗车辙层级配穿过“限制区”下方黄土地区公路建设与养护技术三、长寿命路面材料设计2、Superpave 设计 Texas Gyratory 设计 黄土地区公路建设与养护技术三、长寿命路面材料设计3、SH114 长寿命沥青路面沥青用量沥青用量 Layer 1 ( HDSMA) 6.8% Layer 2 （过渡层） 4.2% Layer 3 (Rut-resistant) 4.0% Layer 4 (RBL: fatigue-resistant) 4.2% 黄土地区公路建设与养护技术汇报内容1长寿命沥青路面概念2长寿命路面结构设计长寿命路面材料设计3长

10、寿命路面实验室测试方法5施工质量监控67主要存在的问题总结42黄土地区公路建设与养护技术四、长寿命路面实验室测试方法1、沥青路用性能的检测评价 SHRP设备动态剪切流变仪 DSR弯曲梁流变仪 BBR DT 。黄土地区公路建设与养护技术四、长寿命路面实验室测试方法2、车辙-Infratest 汉堡车辙仪，也称HWTD（Hamburg Wheel Tracking Device）黄土地区公路建设与养护技术四、长寿命路面实验室测试方法2、车辙-APAAPA在美国广泛使用满足AASHTO T324汉堡车辙测试方法的要求满足AASHTOTP63-06确定热拌沥青混合料车辙敏感 性测试方法的要求轮载和接触

11、压力都是可控制 凹形轮充气软管 圆柱形试样：旋转压实、马歇尔、维姆法、道路取芯梁形试样：振动压实；轮碾压实；板形试样 黄土地区公路建设与养护技术四、长寿命路面实验室测试方法3、沥青混合料抗反射裂缝性能评价 （Overlay Tester）TTI产品测试HMA抗疲劳开裂性能反射裂缝和Top-Down裂缝黄土地区公路建设与养护技术四、长寿命路面实验室测试方法4、Overlay Tester 测试结果Layer 1与Layer 4的沥青混合料有着良好的抗裂性能Layer 2与Layer 3的抗裂性能较差黄土地区公路建设与养护技术四、长寿命路面实验室测试方法5、动态模量测试表征混合料粘弹性特性为路面设

12、计输入参数Universal Testing MachineAASHTO TP 62/79-10SPT黄土地区公路建设与养护技术五、施工质量监控1、摊铺温度控制红外线摊铺温度控制系统监控摊铺温度黄土地区公路建设与养护技术汇报内容1长寿命沥青路面概念2长寿命路面结构设计长寿命路面材料设计3长寿命路面实验室测试方法5施工质量监控67主要存在的问题总结42黄土地区公路建设与养护技术五、施工质量监控1、探地雷达（GPR）无损检测、实时评价评价施工质量：压实效果检测路面各层密度、厚度、含水情况 针对性的改进黄土地区公路建设与养护技术2、钻芯取样Universal Testing Machine检验摊铺后沥青层的模量五、施工质量监控黄土地区公路建设与养护技术3、落锤式弯沉仪（FWD） 无损检测施工后路面结构综合评价模量反算（Modulus 6.0）五、施工质量监控黄土地区公路建设与养护技术六、存在的主要问题 分层现象严重，大大降低了其使用寿命 混合料设计和施工压实造成黄土地区公路建设与养护技术七、总