PPT高性能AC路面讲稿

高性能能AC路面美国SHRP的高性性能沥沥青路路面-----SUP,仅是商商标名名称我们的的高性性能沥沥青混混凝土土路面面…….公路发发展新新时期期1984年4月国家家批准准实施施京津津塘高高速路路，从从此公公路建建设进进入以以高速速路为为代表表的发发展时时期。。7.5期间建建成约约500km高速路路，到到2000年共建建成约约2.5万km高速路路，居居世界界第二二。高等级级公路路路面面以半半刚性性路面面为主主。高高速路路带动动了各各种大大型桥桥大发发展。。半刚性性路面面.....公路建建设的的成就就被选选为20世纪我我国26项重大大工程程技术术成就就之一一。2005年末公公路里里程达达180多万km,高速路路4.1万km，规划划将建建成8.5万km高速路路。创新是是一个个民族族兴旺旺发达达的灵灵魂国外的的路面面技术术发展展有其其本身身的土土壤、、地质质、材材料、、气候候和交交通条条件以以及现现有路路面的的特点点。不不一定定适应应我国国的高高等级级公路路。我我国路路面技技术问问题要要靠自已已解决决。SMA,SUP我国的的气候候和交交通条条件有有显著著差别别，既既有大大量新新建高高等级级公路路，又又有大大量进进入中中修、、大修修期的的高速速路。。到处处是建建设工工地，，有各各种各各样的的技术术问题题要解解决，，是科技人人员发发挥才才能，，煅炼炼自已已，实实现科科技创创新的的大好好舞台台。传统柔性路面ＡＣ无结合料基层无结合料底基层压实的土基天然地基高强度柔性路面厚ＡＣ无结合料基层压实的土基天然地基全厚式Ｆ·PＡＣ面层ＡＣ联结层ＡＣ基层压实的土基天然地基美1873开始铺铺AC路面AASHTO2002年前柔柔性路路面用ＡＴＢ的半刚性路面ＡＣ面层ＡＴＢ无结合料底基层压实的土基天然地基倒装式结构ＡＣ面层无结合料基层沥青处治或水泥处治层压实的土基天然地基用ＣＴＢ的半刚性路面ＡＣ面层ＣＴＢ无结合料底基层压实的土基天然地基AASHTO2002年设计计指南南的路路面面结构构类型型某高速速公路路的试试验路路1.半刚性性4、6、8PmB，38CS，20LFS共76cm2.长寿性性4、6、8PmB，2×9ATB（AH-70)，9PmBFDAC，16ＧCR，15LFS(ACH45cm,PmB=27cm)3.26CRCC,4、6、8PmB，20CS，20LFS4.厚AC(25cm)倒装式式4、6、8PmB，7ATB，15GCR,16CS，20LFS××高速04.8.16通车lr(mm)(FWD)04.1205.1006.121.半刚性0.0190.0380.0642.长寿命0.0350.0670.0823.连续配筋0.0110.0220.0494.厚AC倒装式0.0720.1100.1312006.12试验路面maxRD1.半刚性左左3.1右3.8mm2.长寿命左左7.8右6.5mm3.连续配筋左左6.3右5.3mm4.厚AC倒装式左左6.7右8.1mm上述试验路路的弯沉值值尝然总的的都相当小小,但通车一年年后,路面的弯沉沉值普遍增增大为刚通通车3月时的1.5~2.0倍;通车两年后后,又增大为刚刚通车3月时的1.8~4.45倍。路面的的承载能力力在减小。。该路土基和和路基的特特点……RD由通车两年年后的RD(左右两轮下下的均值)看：1.AC厚18cm的S-R路面RD=3.45mm，最小；2.LL.P的RD=7.15mm最大；3.CRCC+10cmAC的RD=5.8mm。试验路交通通状况交通量20000辆/天，客货各各一半。2006年5月超超载载30％以下11.87％超载30％～50％2.0％超载50％～100%0.07％不超载85.23％澳重载交通通沥青路面面土CBR约2%土基上0/10PmBOGA3cm磨耗层0/14AC(320沥青)4cm联结层0/20AC(600沥青)6cm荷载传布和和高温抗永永久形变层层(2function)同上，6.5cm荷载传布和和高温抗形形变层0/20FAC(加1%沥青)7.5cm抗疲劳层0/20水泥碎石(3%水泥)15cm土基厚度(cm)选料CBR>8%25选料CBR>5%33粗集料断级级配CAGG和多碎石沥青青混凝土SAC系列的矿料级配配设计筛孔52.30.150.075级配范围%90~10058~7230~4024~3418~2814~2110~176~134~8级配A957041.53022.516.512.58.56B9060352821141186C中值9565352923181496D10072352923181496

E下限9058302418141064岩石类型的的影响SAC-131、例如:马歇尔试验验结果OAC之差在0.3%~0.9%之间，空气率之差差在1.6%~3.7%之间，饱和度之差差在4.1%~17.7%之间，稳定度之差差在1.0~5.2kN之间。3、如果要求求AC的Va为3%~4.5%和VFA为65%~75%，则1号碎石仅级配配A、C、D，3号碎石仅级配配A、B、D，4号碎石仅级配配A、D以及5号碎石仅级配A、C能满足要求求。结果说明，虽然规定定的级配范范围仅9.5mm的通过量为为14%，另有4个筛孔的通过过量为10%，其余筛孔的通过过量仅4%~7%，对于同一一种碎石，，即使其颗颗粒组成在在范围内变变化，也会会导致有的的AC的性质满足足要求，有有的则不满满足要求。。何况规范的的更大范围围。级配1号料2号料3号料4号料5号料A10198117711121661B86675411861016822C914877849778843D1030496817895792E550363609460580轮辙试验结结果因此，（1）级配范围不不应过宽。。同时要明明确，级配配范围仅供供选挥合适适的生产级级配曲线用用。（2）对某一品种种碎石合适适的级配曲曲线，对另另一品种的的碎石就不不一定合适适。生产中中应遵循已已定的级配配曲线，只允许不影响AC性能的很小误差。NEWSAC:研究新理念念：将面层的的主要功能和和早期损坏坏结合在一起起解决。新方法：为为1988年自主研究究成功的SAC系列提出了了矿料级配设设计方法。。新理论：建立了规定级配是是否适合某某岩石碎石石的两阶段段检验理论论和检验方方法。新材料：完善了SAC系列的三种种不同结构构，紧密骨骨架密实结结构、一般般骨架密实实结构和悬悬浮式密实实结构。分分别用于不不同场合。。新材料有六个优点点。矿料质量和和级配最关关键。沥青是必要要成分，但但不是关键键。PmB能大幅度提提高AC的抗形变能能力，但矿料质量量和级配不不好同样产产生严重辙槽。SMA级配不密实实，靠多用用沥青。2.高温抗永久久形变能力力1)只要水进入入面层，都都会产生不不同类型的的水破坏。。2)不让降水透透过表面层层进入下卧卧结构层，，就可减少少水破坏。。3)及时架桥封封闭裂。3.水破坏4)最关键是矿矿料质量和和级配。密密实式AC透水性小，，只要提高高其均匀性性和加强碾碾压，就可可基本解决决水破坏。。沥青不是是关键因素素，ACII型或半开开级配抗抗滑层、、最易易水破坏坏。近几几年PmBSMA也产生较多多水破坏坏。矿料级配配最重要要。如SAC横裂进水水水自由进进入直达达基层顶顶面，轮轮压冲刷刷并将浆浆通过裂裂缝自由由唧出表表面，对对缝两侧侧冲刷破破坏作用用小，仅仅引起裂裂缝下陷陷，出浆浆处为条条形。以以往石灰灰土基层层(3~5mm)缝口两侧侧碎裂，，面层破破坏是渐渐进过程程。两种机理理的水破破坏动水压力进水水下雨期间，表表面水在大动动水压力下，，由Va较大处压入表表层;或压过中、下下面层到基层层顶面，动力力水冲刷基层层表面细料，，并从原进水水通道将浆压压出表面。动动力水反复压压入水和吸出出浆，对沿途途AC造成很大破坏坏：沥青剥落落，AC松散、产生圆圆形坑洞。提提高AC的均匀性。视交通量大小小和重车多少少，这个过程程发展很快，，下雨期间及及雨后一二天天就能产生。。不少高速公公路在产生圆圆坑洞之前，，一条缝都没没有，但一场场雨后，却能能产生很多坑坑洞。XX路某段20km，未到一年，一一场大雨后产产生180多个坑洞。XX路北京段8年后1315横缝，共补路路面桥面坑洞洞213个。天津段共共有横缝3204条，共补圆坑坑洞504个，基本与裂裂缝无关。河河北段6km200多条横缝，补补坑洞很少。。XX高速东侧93年底抢通车，，94年初夏一场雨雨后就产生很很多水破坏圆圆坑洞，那时时路面上尚无横缝。几条PmBSMA路面，通车不不到一年，尚尚无裂缝，就就产生严重水水破坏。4.AC的疲劳寿命1)对半刚性基层层沥青面层不不是问题，2)对AC厚<18cm的柔性路面是是个问题。80年代开始至今今有两类四种AC：一类密实式，有三种:连续式、CAGG、FAGG；另一类多孔隙CAGG，常用做磨耗耗层。定义：CAGG、FAGG，不能用一个个幂函数描述述矿料级配，，需要用两个幂函数描述。。1982年法国BBM，1984德SMA；1988我国SAC，1993美国SUP。从此CAGG成为发展方向向。1、100多年来国内外外不少学者都都在研究级配配对AC性能的关键作作用。2、至今仅连续续级配有设计计方法。Fuller公式，1964年FHWA改为0.45，级配较细，，矿料级配设计计国内外的CAGG都是经验性的的，一直没有有矿料级配的的设计方法。。直到2005年笔者发表专专著”粗集料断级配配沥青混凝土土SAC系列的设计与与施午”才首首次提出了CAGG的矿料级配的的设计方法。。1988年我国自主研研究成SAC-16，4.75mm粗集料含量59%，它不是一个个幂函数所能能描述，是CAGG。至今已在十多多条高速路上上成功应用。。是水破坏最最少的一种级级配。SAC用CA形成骨架，用用FA和FI和沥青填充骨架中中的孔隙，使使Va小，高温抗RD能力强,抗滑性好。可可设计成紧密密骨架密实结构构，一般骨架架密实结构和和悬浮式密实实结构。SAC矿料级配设计计原则SAC系列含SAC30~SAC10共六个级配。。分别适用于于基层、底面面层、中面层层和表面层。。粗细集料的分分界筛孔为4.75mm，<0.075mm为填料。B/M表示沥青用量量，Va为空气率。SAC矿料级配设计计方法设计CA级配，用两个点：Dmax.n通过量一个点点，100%，4.75mm通过量一个点点，如30%~40%设计FA级配用两个点：4.75mm通过量(与CA相同)，0.075mm一个点，如6%。例.SAC20设计CA级配的基本方程为为：Dmax.n为19mm，为得到系数A和B。建立两个联立立方程：(1)解此联立方程：(1)÷(2)得

B=0.85021，可取0.85，A=100(2)将B值代入(2)得得到计算粗集集料级配的方方程式为：(CA)用方程C计算得的粗集集料级配见下下表1916510084.271.554.130FA级配计算的公公式型式与CA级配计算公式式相同，右侧侧的分母Dmax.n改为4.75。可以是一根根级配曲线，，也可以是两两根级配曲线线。细集料的级配配计算由于4.75mm筛孔通过量应应与计算粗集集料级配时的的相同，已定定为30%。在此确定0.075mm筛孔的通过量量为5%，可以建立两两个联立方程程计算细集料级级配的例为：：SAC20-1为得系数A和B的值，建立两两个联立方程程(1)(2)得B=0.43,A=304.752.30.150.0753022.216.45用FA方程计算得的的FA级配为：基本原理:以烘干CA的孔隙率VCADR为基础，减预预留Va后的可用孔隙率（（VCADRU）为标准；对于于骨架密实结结构，FA、FI和沥青的体积积率之和（简简称沥青砂胶的体积，VOLma.B）恰好能填满VCADRU。将粗、细集料料的级配连接接一起就得到到SAC20的矿料级配。。粗集料是一个个幂函数0.85、具有较大孔孔隙细集料是是另一个幂函函数0.48、是密实的，，连接在一起起成一个中断断级配的SAC20。粗集料断级配配多碎石石沥青青混凝凝土SAC系列的的矿料料级配配检验验紧密骨骨架密密实结结构检检验方方法——VCADRF方法做烘干CA的密度度和VCA试验时时，可可以得得到两两种密密度及及相应应的VCA。一是是干捣捣实密密度GCADRC和干捣捣实孔孔隙率率VCADRC，二是是松装装或疏疏松密密度GCADRL和疏松松孔隙隙率VCADRL。玄武岩岩粗集集料SAC-13和SAC-20的VCADRC较VCADRL小6%。如SAC13的VCADRC为40%，其VCADRL为46%石灰岩岩粗集集料VCADRC为40%，其VCADRL为45.9%。两者者差别别很小小。如对SAC-13进行矿矿料级级配检检验时，用用VCADRC=40%为标准准，则则检验结果果SAC-13为紧密密骨架架密实实结构构。如用VCADRL=46%为标准准，检检验结果SAC-13为疏松松骨架架密实实结构构。如用VCADR=43%为标准准，则则检验结果果SAC-13为一般般骨架架密实实结构构。如用VCADR<VCADRL+1%做标准准，则则检验验结果果SAC-13为悬浮浮式密密实结构构。VCADRF方法对对SAC的原材材料（含沥沥青））进行行级配配检验验、调调整及及重新取取得符符合要要求的的配合合比和和相应应的级配配，供供做配配合比比。VCADRF方法几个基基本公公式如如下：：Pca+Pfa+Pfi=100%矿料级级配检检验的的基本本方程程为等号左左侧可可称为为可用用可用用孔隙隙VCADRU，等号右右侧是是VolFA+VolFI+VolB之和，，即沥青胶胶砂VolMA.B。如VolMA.B>VCADRU，则实际际Va<预定值值，甚甚至将将CA的骨架架撑开开，影影响AC的高温温抗永永久形形变能能力。。如VolMA.B<VCADRU，则实际际Va>预定值值，容易引引起水水破坏坏。作为骨骨架密密实结结构，，在规定定Va后，等等号右右侧的的值应应等于左侧的的值。。如果果右侧侧的值值明显大大于左侧的的值，，则会会使CA的骨架架被沥沥青砂砂胶撑撑开甚甚至CA悬浮在在沥青青砂胶胶中，，直接接影响响AC的高温温抗RD能力。。上述这这三种代代表性性状态态的CAGG都可以以是Va仅在3%左右的密实实式，，也都都具有有表面面TD大的特特点。。其差差别仅仅在CA多少以以及B/M和高温温抗RD能力的的大小小。多种性性能在气温温高的的地区区，在在ESAL大，特特别在在重载载交通通EXPWY上，AC面层既既要抗抗水破破坏，，又要要抗高高温永永久形形变，，还要要有优优良的的抗滑滑性能能。即即要求求AC的透水性性小、、水稳稳性好，高高温抗RD能力强强；对对表面面层，，还要要抗滑性性能好。。在ESAL不大，特别别重载载车辆辆少的的高等等级公公路和和一般般公路路上，，面层层的高高温抗抗RD能力不不是主主要矛矛盾，，可只只考虑虑或只只检验验AC的密实实性，，使其其Va小，表表面层层抗滑性性好。级配检检验的的目的的是：：制成成的AC要满足上上述性性能要要求。。用AC中CA的孔隙隙率VCAAC检验，，简称称VCAAC法。不同试试验方方法制制成的的AC试件进进行矿矿料级级配检检验、、调整整以及及最终终取得得符合合要求求的配配合比比和相相应的的矿料料级配配，供供生产产使用用。VCAAC法基本原原理是是，对于于骨架架密实实结构构，AC中CA骨架间间的孔孔隙率率，恰恰好被被FA、FI、沥青的的体积积率之之和(VOLma.B)以及需需预留留的Va所填满满。用VCAAC方法检检验的的准确性性，除原原材料料的密密度外外，还还取决决于试试件体体积测测定的的准确确性，，以及及如何何考虑虑集料料对沥沥青的的吸收收量和和正确确确定定Ge以及Gmm的计算方方法。mm有效密度度的计算算计算Gmm时，CA和FA的密度都都采用Gb和Gsd组成的有有效密度度Ge。Ge=Gb+C(Gsd-Gb)C—与集料吸吸水率有有关的系系数。Ge的值应>Gb和<Gsd沥青混凝凝土的分分解和计计算AC含粗集料料、细集集料和填填料，沥沥青和空空气。以以下将AC的各组成成的质量量进行分分解和计计算（需需采用五五位小数数）。毛体积密密度Gb.s=2.58213g/cm3，B/M=4.41306%。全部矿料料的质量量VMA=1-2.4730÷÷2.90024=14.7(%)Pca占70%，Pfa占24%，Pfi占6%。AC中粗集料料的质量量为：MCAAC=0.7×2.4730=1.73110(g/cm3)AC中粗集料料的孔隙隙率AC中细集料料的质量量MFAAC=0.24××2.4730=0.59352(g/cm3)AC中填料的的质量MFIAC=0.6×2.4730=0.14838(g/cm3)AC中沥青的的质量MBAC=2.58213-2.4730=0.10913(g/cm3)VCAAC方法检验验AC的基本方方程VCAAC=VOLFAAC+VOLFIAC+VOLBAC+Va填料的体积百分率

沥青的体积百分率

AC中细集料的体积百分率

同是紧密密骨架密密实结构构SAC20，用AH-70的DS平均值2980次/mm。用AH-30时，DS平均值B/M=3.4%为4227，B/M=3.8%为5011。一般骨骨架密实实结构的的SAC20，用AH-30时的DS=4716。AC20，用AH-70时DS平均2980用SBS改性沥青青时，DS值平均为为9098次/毫米，虽虽大于AH-30沥青，但但平均相相对永久久形变却却为2.16%，不如AH-30沥青(2.03%)。1、骨架密密实结构构AC的物理-力学性质质对级配配的变化化较敏感感。SAC系列只提提供了一一根级配配曲线。。为了适适应不同同岩石品品种的特特性，需需要对所所用级配配进行检检验，确确定其是是否符合合。如不不符合，，就进行行粗、细细集料配配合比调调整，然然后计算算新的矿矿料级配配。结论论2、VCADRF方法，是是针对AC所用级配配和沥青青等原材材料进行行检验。。它既可可用于骨骨架密实实结构，，也可用用于悬浮浮式密实实结构的的检验。。3、SAC系列的紧紧密骨架架密实结结构，随随岩石品品种而异异，要求求粗集料料的含量量为70%左右。一一般骨架架密实结结构，要要求粗集集料的含含量为65%左右。当当粗集料料含量少少于60%时，沥青青混凝土土将是悬悬浮式密密实结构构。4、VCAAC方法，是是针对已已用马歇歇尔试验验或其他他试验方方法制成成的AC试件，进进行矿料料级配检检验。5、只提供供一根级级配曲线线，也提提供了能能保证AC性质稳定定的各个个筛孔通通过量的的允许误误差。提提供了确确定允许许误差的的方法。。当前先先进的拌拌和楼可可将沥青青的误差差控制在在±0.2%以内，满满足要求求。6、已有的GTM试验和轮轮辙试验验结果都都证明，，凡符合合紧密骨骨架密实实结构的的SAC，其高温抗抗永久形形变能力力都很好好。厂号31.526.519165厂11000.300厂21001.80.20厂310085.800厂410096.635.50厂510083.616.32.6000厂61000.800厂710079.530.614.94.400极差33.526.312.7S790~100—————0~510~30mm碎石筛分分表（%）10~20mm碎石筛分分表（%）厂号31.526.519165厂110097.077.947.317.70厂210010097.40厂310010010086.955.90厂410010085.969.743.63.50厂510010088.064.938.30厂610010010072.046.10厂710010087.570.345.50极差322.139.638.23.5S910090~100——0~150~5玄武岩碎碎石筛分分表（%）规格1652.30.150.075S9:10~20厂196.157.01.21.2厂278.535.43.10000000S12:5~10厂11001.01.01.01.01.0厂210026.60.803.室内试验验采用的的方法试验表明明，AC的抗压强强度的变变异系数数高达18%~23%，抗压模模量的变变异系数数高达29%~40%。常将粗集集料和细细集料都都先筛分分成一个个一个单单一粒级级