长寿命沥青路面报告(申爱琴)资料.ppt

长寿命沥青路面关键技术研究changshouming liqinglumian guanjian jishuyanjiu 报告人：申爱琴（教授 博士生导师） 长安大学 公路学院 长寿命沥青路面关键技术研究主要内容 1 长寿命沥青路面发展及研究现状 2 长寿命沥青路面设计理论及设计指标 3 长寿命沥青路面结构设计 4 长寿命沥青路面结构层材料设计 5 长寿命沥青路面层间处治技术 6 长寿命沥青路面经济效益分析 1 长寿命沥青路面发展及研究现状 1.1 前言 - 近年来我国高速公路里程增长迅速。 1.1 前言 我国所建高速公路中90%以上为半刚性沥青路面结构。 存在一系列问题： 1.2 长寿命路面的设计理念 （1）传统路面存在的问题 - 采用半刚性基层结构(结构单一) ; - 面层厚度比国外的薄(总厚度相当); - 路面的破坏形式与设计指标不一致 - 易出现结构性破坏，修复困难. （2）长寿命路面的特点 - 沥青面层厚度大; - 服务周期长(超过50年); - 维修方便且费用低 （3）长寿命沥青路面设计理念 按功能合理设计结构层 基本前提: - HMA 路面足够厚,以消除自下而上的路面破坏。 结构 - 路面必须有合适的厚度和刚度以抵抗变形, - 具有足够厚度和良好性能以抵抗自基层底的疲劳开裂。 功能 - 上面层设计主要考虑抗车辙能力和抗磨耗能力; - 中间层设计主要考虑抗车辙能力; - 基层设计主要考虑抗疲劳能力. 1.3 国外长寿命路面的发展及现状 1.3.1 欧洲永久性路面 （1）使用寿命40年 （2）裂缝 - 裂缝产生于沥青面层表面并由上向下发展； - 绝大多数为纵向裂缝,位置在轮迹两侧,也有横向表面裂缝,但很少见。 （3）车辙 1997 年Nunn等人发现,厚沥青路面存在一个厚度上限,超过这个 限值自下而上的疲劳开裂和结构性车辙都不会发生。 1.3.1 欧洲永久性路面 （4）疲劳寿命 - 数据统计分析表明,90%多的残余寿命差别是由沥青用量和沥青硬度的不同而引起的,沥青的老化则是疲劳寿命差异的主要影响因素。 （5）沥青的养生 - 主要结构层的逐渐硬化对道路有利, - 确切地说,沥青的老化是一种养生过程。 - 不希望磨耗层过度老化, 会导致路面从表层开裂。 - 基层使用的沥青针入度为100,20年后其针入度会降至20甚至更低。TRL对AC养生研究表明:道路在使用期间沥青碎石基层劲度会逐渐增长至原来的4倍或者更高,这种变化对长寿命路面的设计有重大意义。 1.3.1 欧洲永久性路面 （6）路面强度 - 沥青在养生作用下道路劲度随时间增加，路段弯沉随时间而减小； - 施工良好的厚沥青路面荷载扩散能力提高，沥青基层不会出现因交通诱发的破坏。 （7）材料选择 - 英国硬质沥青的使用是与长寿命路面结构的使用相结合； - 采用刚度更大的基层材料，如HMB15、HMB25、HMB35三种高模量沥青混合料。 1.3.2 美国永久性路面 （1）欧洲设计理念的延续和发展 （2）使用寿命50年，罩面层15~20年以后进行修复 （3）结构形式 - 全厚式沥青混凝土路面和高强度厚沥青路面的发展。 1.3.2 美国永久性路面 （4） 疲劳裂缝 实例：新泽西州建于1968年的州际公路I-287,面层厚度是10in.(25.4cm)。1993 年的路面调查发现,路表出现很多裂缝,但现场取芯表明裂缝深度大都在3英寸(7. 62 cm)之内,没有由下向上发展的疲劳裂缝。 （5）提出疲劳极限的概念 - 沥青面层或沥青碎石基层在层底拉应变很小时,可以承受相当多数量的荷载作用而不发生疲劳破坏, - 沥青混合料的疲劳应变小于“应变下限”时,材料内部将不发生疲劳损坏的累积。 （6）路面设计方法 力学经验路面设计方法 特点： - 把路面结构设计同材料的选择和施工结合起来考虑； 　- 考虑到路面损坏分析是材料性能、温度、水和荷载的相互作用结果； 　- 提供更精确的设计、提高路面寿命、提供费用-效益合理的设计， 　- 具有特殊的分析能力，如不同的损坏、特殊荷载、路面损