精講班1K411010城鎮(zhèn)道路工程結(jié)構(gòu)及材料3講義第一頁，共54頁。1K411014熟悉瀝青混合料組成與材料一、結(jié)構(gòu)組成與分類(一)材料組成1.瀝青混合料是一種復(fù)合材料，主要由瀝青、粗骨料、細(xì)骨料、礦粉組成，有的還加入聚合物和木纖維素拌合而成；這些不同質(zhì)量和數(shù)量的材料混合形成不同的結(jié)構(gòu)，并具有不同的力學(xué)性質(zhì)。第二頁，共54頁。3.瀝青混合料的力學(xué)強(qiáng)度，主要由礦物顆粒之間的內(nèi)摩阻力和嵌擠力，以及瀝青膠結(jié)料及其與礦料之間的粘結(jié)力所構(gòu)成。第三頁，共54頁。(二)基本分類1.按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級配、間斷級配。2.按礦料級配組成及空隙率大小分為密級配、半開級配、開級配。第四頁，共54頁。3.按公稱最大粒徑的大小可分為特粗式(公稱最大粒徑等于或大于37.5mm)、粗粒式(公稱最大粒徑26.5mm或31.5mm)、中粒式(公稱最大粒徑16mm或19mm)、細(xì)粒式(公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公稱最大粒徑小于等于4.75mm)。第五頁，共54頁。4.按生產(chǎn)工藝分為熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、再生瀝青混合料等。(三)結(jié)構(gòu)類型可分為按嵌擠原則構(gòu)成和按密實(shí)級配原則構(gòu)成的兩大結(jié)構(gòu)類型。第六頁，共54頁。1.按嵌擠原則構(gòu)成的瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是以礦質(zhì)顆粒之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為主、瀝青結(jié)合料的粘結(jié)作用為輔而構(gòu)成的。特點(diǎn)是以較粗的、顆粒尺寸均勻的礦物質(zhì)顆粒構(gòu)成骨架，瀝青結(jié)合料填充其空隙，粘結(jié)成整體。這類瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受自然因素(溫度)的影響較小。第七頁，共54頁。2.按密實(shí)級配原則構(gòu)成的瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是以瀝青與礦料之間的粘結(jié)力為主，礦質(zhì)顆粒間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為輔而構(gòu)成的。這類瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受溫度的影響較大。3.按級配原則構(gòu)成的瀝青混合料，其結(jié)構(gòu)組成通常有下列三種形式：第八頁，共54頁。(1)懸浮——密實(shí)結(jié)構(gòu)：由次級骨料填充前級骨料(較次級骨料粒徑稍大)空隙的瀝青混凝土具有很大的密度，但由于前級骨料被次級骨料和瀝青膠漿分隔，不能直接互相嵌鎖形成骨架，因此該結(jié)構(gòu)具有較大的黏聚力c，但內(nèi)摩擦角φ較小，高溫穩(wěn)定性較差。通常按最佳級配原理進(jìn)行設(shè)計(jì)。AC型瀝青混合料是這種結(jié)構(gòu)典型代表。第九頁，共54頁。(2)骨架空隙結(jié)構(gòu)：粗骨料所占比例大，細(xì)骨料很少甚至沒有。粗骨料可互相嵌鎖形成骨架，嵌擠能力強(qiáng)；但細(xì)骨料過少不易填充粗骨料之間形成的較大的空隙。該結(jié)構(gòu)內(nèi)摩擦角φ較高，但黏聚力c也較低。瀝青碎石混合料(AN)和OGFC排水瀝青混合料是這種結(jié)構(gòu)典型代表。（一個(gè)較高，一個(gè)較低）第十頁，共54頁。(3)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)：較多數(shù)量的斷級配粗骨料形成空間骨架，發(fā)揮嵌擠鎖結(jié)作用，同時(shí)由適當(dāng)數(shù)量的細(xì)骨料和瀝青填充骨架間的空隙形成既嵌緊又密實(shí)的結(jié)構(gòu)。第十一頁，共54頁。該結(jié)構(gòu)不僅內(nèi)摩擦角φ較高，黏聚力c也較高，是綜合以上兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)的結(jié)構(gòu)。瀝青瑪諦脂混合料(簡稱SMA)是這種結(jié)構(gòu)典型代表。（兩個(gè)較高）第十二頁，共54頁。三種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料由于密度ρ、空隙率VV、礦料間隙率VMA不同，使它們在穩(wěn)定性和路用性能上亦有顯著差別。它們的典型結(jié)構(gòu)組成示意圖見圖1K411014。第十三頁，共54頁。圖lK411014瀝青混合料的結(jié)構(gòu)組成示意圖第十四頁，共54頁。二、主要材料與性能(一)瀝青我國行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1-2008規(guī)定：城鎮(zhèn)道路面層宜優(yōu)先采用A級瀝青，不宜使用煤瀝青。其主要技術(shù)性能如下：第十五頁，共54頁。1.粘結(jié)性：瀝青材料在外力作用下，瀝青粒子產(chǎn)生相互位移的抵抗變形的能力即瀝青的黏度。對高等級道路，夏季高溫持續(xù)時(shí)間長、重載交通、停車場等行車速度慢的路段，尤其是汽車荷載剪應(yīng)力大的結(jié)構(gòu)層，宜采用稠度大(針入度小)的瀝青；第十六頁，共54頁。對冬季寒冷地區(qū)、交通量小的道路宜選用稠度小的瀝青。當(dāng)需要滿足高、低溫性能要求時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮高溫性能的要求。第十七頁，共54頁。2.感溫性感溫性是指瀝青材料的粘度隨溫度變化的感應(yīng)性。表征指標(biāo)之一是軟化點(diǎn)，即瀝青在特定試驗(yàn)條件下達(dá)到一定黏度時(shí)的條件溫度。軟化點(diǎn)高，意味著等黏溫度也高，因此軟化點(diǎn)可作為反應(yīng)感溫性的指標(biāo)。第十八頁，共54頁?！豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004規(guī)范新增了針入度指數(shù)(PI)這一指標(biāo)，它是應(yīng)用針入度和軟化點(diǎn)的試驗(yàn)結(jié)果來表征瀝青感溫性的一項(xiàng)指標(biāo)。對日溫差、年溫差大的地區(qū)宜選用針入度指數(shù)大的瀝青。高等級道路，夏季高溫持續(xù)時(shí)間長的地區(qū)、重載交通、停車站、有信號燈控制的交叉路口、車速較慢的路段或部位需選用軟化點(diǎn)高的瀝青；反之，則用軟化點(diǎn)較小的瀝青。第十九頁，共54頁。3.耐久性瀝青應(yīng)有足夠的抗老化性能即耐久性，使瀝青路面具有較長的使用年限。我國相關(guān)規(guī)范規(guī)定，采用薄膜烘箱加熱試驗(yàn)，測老化后瀝青的質(zhì)量變化、殘留針人度比、殘留延度(10℃或5℃)等來反映其抗老化性。通過水煮法試驗(yàn)，測定瀝青和骨料的黏附性，反映其抗水損害能力，等級越高，黏附性越好。第二十頁，共54頁。4.塑性瀝青材料在外力作用下發(fā)生變形而不被破壞的能力，即反映瀝青抵抗開裂的能力。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：25℃延度改為10℃延度或15℃延度，不同標(biāo)號的瀝青延度就有了明顯的區(qū)別，從而反映出它們的低溫性能，一般認(rèn)為，低溫延度越大，抗開裂性能越好。在冬季低溫或高、低溫差大的地區(qū)，要求采用低溫延度大的瀝青.——2006年選擇題第二十一頁，共54頁。(三)細(xì)骨料1.細(xì)骨料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，質(zhì)量技術(shù)要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1-2008有關(guān)規(guī)定。2.熱拌密級配瀝青混合料中天然砂用量不宜超過骨料總量的20%，SMA、OGFC不宜使用天然砂。第二十二頁，共54頁。(五)纖維穩(wěn)定劑1.木質(zhì)素纖維技術(shù)要求應(yīng)符合《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》CJJ1-2008有關(guān)規(guī)定。2.不宜使用石棉纖維。3.纖維穩(wěn)定劑應(yīng)在250℃高溫條件下不變質(zhì)。第二十三頁，共54頁。三、熱拌瀝青混合料主要類型(一)普通瀝青混合料（即AC型瀝青混合料）適用于城市次干道、輔路或人行道等場所。(二)改性瀝青(Modifiedbitumen)混合料第二十四頁，共54頁。1.改性瀝青(Modifiedbitumen)混合料是指摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑)，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改善制成的瀝青混合料。第二十五頁，共54頁。2.改性瀝青(Modifiedbitumen)混合料與AC型混合料相比具有較高的路面抗流動性即高溫下抗車轍的能力，良好的路面柔性和彈性即低溫下抗開裂的能力，較高的耐磨耗能力和延長使用壽命。3.改性瀝青(Modifiedbitumen)混合料面層適用城市主干道和城鎮(zhèn)快速路。第二十六頁，共54頁。(三)瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stonemasticasphalt，簡稱SMA)1.SMA是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級配的礦料骨架中，所形成的混合料。第二十七頁，共54頁。2.SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，5mm以上的粗骨料比例高達(dá)70%～80%。3.SMA是當(dāng)前國內(nèi)外使用較多的一種抗變形能力強(qiáng)，耐久性較好的瀝青面層混合料；適用于城市主干道和城鎮(zhèn)快速路。第二十八頁，共54頁。(四)改性瀝青瑪蹄脂混合料（或改性SMA）1.采用改性瀝青，材料配比采用SMA結(jié)構(gòu)形式。

2.具有非常好的高溫抗車轍能力、低溫變形性能和水穩(wěn)定性，且構(gòu)造深度大，抗滑性能好、耐老化性能及耐久性等路面性能都有較大提高。第二十九頁，共54頁。3.適用于交通流量和行駛頻度急劇增長，客運(yùn)車的軸重不斷增加，嚴(yán)格實(shí)行分車道單向行駛的城鎮(zhèn)主干路和城鎮(zhèn)快速路。第三十頁，共54頁。1K411015瀝青路面材科的再生應(yīng)用一、再生目的與意義(一)再生機(jī)理瀝青的再生是瀝青老化的逆過程。在已老化的舊瀝青中，加入某種組分的低黏度油料(即再生劑)，或者加入適當(dāng)稠度的瀝青材料，經(jīng)過科學(xué)合理的工藝，調(diào)配出具有適宜黏度并符合路用性能要求的再生瀝青。再生瀝青比舊瀝青復(fù)合流動度有較大提高，流變性質(zhì)大為改善。第三十一頁，共54頁。二、再生劑技術(shù)要求與選擇(二)技術(shù)要求——2010年選擇題1.具有軟化與滲透能力，即具備適當(dāng)?shù)酿ざ龋?.具有良好的流變性質(zhì)，復(fù)合流動度接近1，顯現(xiàn)牛頓液體性質(zhì)；第三十二頁，共54頁。3.具有溶解分散瀝青質(zhì)的能力，即應(yīng)富含芳香酚。4.具有較高的表面張力；5.必須具有良好的耐熱化和耐候性(以試驗(yàn)薄膜烘箱試驗(yàn)前后黏度比衡量)。第三十三頁，共54頁。三、再生材料生產(chǎn)與應(yīng)用(二)生產(chǎn)工藝1.再生瀝青混合料生產(chǎn)可根據(jù)再生方式、再生場地、使用機(jī)械設(shè)備不同而分為熱拌、冷拌再生技術(shù)，人工、機(jī)械拌合，現(xiàn)場再生、廠拌再生等。第三十四頁，共54頁。2.目前再生瀝青混合料最佳瀝青用量的確定方法采用馬歇爾試驗(yàn)方法，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)原則上參照熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。——2007年選擇題3.再生瀝青混合料性能試驗(yàn)指標(biāo)有：空隙率、礦料間隙率、飽和度、馬歇爾穩(wěn)定度、流值等。第三十五頁，共54頁。4.再生瀝青混合料的檢測項(xiàng)目有車轍試驗(yàn)動穩(wěn)定度、殘留馬歇爾穩(wěn)定度、凍融劈裂抗拉強(qiáng)度比等，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)參考熱拌瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)。(三)再生混合料用于路面下層時(shí)，在保證再生混合料質(zhì)量的基礎(chǔ)上宜盡可能多地使用舊料。第三十六頁，共54頁。1K411016不同形式擋土墻的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)一、常見擋土墻的結(jié)構(gòu)形式及特點(diǎn)在城市道路橋梁工程常見的擋土墻有現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)擋土墻、裝配式鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)擋土墻、砌體結(jié)構(gòu)擋土墻和加筋土擋土墻。第三十七頁，共54頁。按照擋土墻結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可分為重力式、衡重式、懸臂式、扶壁式、柱板式、錨桿式、自立式、加筋土等不同擋土墻；其結(jié)構(gòu)形式及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)簡述見表1K411016。第三十八頁，共54頁。擋土墻的結(jié)構(gòu)形式與分類表1k411016類型結(jié)構(gòu)示意圖結(jié)構(gòu)特點(diǎn)重力式1．依靠墻身自重抵擋土壓力作用；2．一般用漿砌片石砌筑，缺乏石料地區(qū)可用混凝土澆筑；3．形式簡單，取材容易，施工簡便重力式2012年選擇題1.依靠墻體自重抵擋土壓力作用2.在墻背設(shè)少量鋼筋，并將墻趾展寬(必要時(shí)設(shè)少量鋼筋)或基底設(shè)凸榫抵抗滑動；3.可減薄墻體厚度，節(jié)省混凝土用量衡重式1．上墻利用衡重臺上填土的下壓作用和全墻重心的后移增加墻身穩(wěn)定；2．墻胸坡陡，下墻傾斜，可降低墻高，減少基礎(chǔ)開挖第三十九頁，共54頁。鋼筋混凝土懸臂式2014年選擇題1．采用鋼筋混凝土材料，由立壁、墻趾板、墻踵板三部分組成；2．墻高時(shí)，立壁下部彎矩大，費(fèi)鋼筋，不經(jīng)濟(jì)鋼筋混凝土扶壁式1.沿墻長，隔相當(dāng)距離加筑肋板(扶壁)，使墻面與墻踵板連接；2.比懸臂式受力條件好，在高墻時(shí)較懸臂式經(jīng)濟(jì)帶卸荷板的柱板式1．由立柱、底梁、拉桿、擋板和基座組成，借卸荷板上的土重平衡全墻；2．基礎(chǔ)開挖較懸臂式少；3．可預(yù)制拼裝，快速施工第四十頁，共54頁。錨桿式1.由肋柱、擋板和錨桿組成，靠錨桿固定在巖體內(nèi)拉住肋柱；2.錨頭為楔縫式或砂漿錨桿自立式（尾桿式）1.由拉桿、擋板、立柱、錨錠塊組成，靠填土本身和拉桿、錨定塊形成整體穩(wěn)定；2.結(jié)構(gòu)輕便、工程量節(jié)省，可以預(yù)制、拼裝、快速施工，便捷；3.基礎(chǔ)處理簡單，有利于地基軟弱處進(jìn)行填土施工，但分層碾壓需慎重，土也要有一定選擇。第四十一頁，共54頁。加筋土1.加筋土擋墻是填土、拉筋和面板三者的結(jié)合體。拉筋與土之間的摩擦力及面板對填土的約束，使拉筋與填土結(jié)合成一個(gè)整體的柔性結(jié)構(gòu)，能適應(yīng)較大變形，可用于軟弱地基，耐震性能好于剛性結(jié)構(gòu)；2.可解決很高的垂直填土(國內(nèi)有3.6～12m的實(shí)例)的垂直填土，減少占地面積；3.擋土面板、加筋條定型預(yù)制，現(xiàn)場拼裝，土體分層填筑，施工簡便、快速、工期短；4.造價(jià)較低，為普通擋墻(結(jié)構(gòu))造價(jià)的40%～60%；5.立面美觀，造型輕巧、與周圍環(huán)境協(xié)調(diào)第四十二頁，共54頁。重力式擋土墻依靠墻體的自重抵抗墻后土體的側(cè)向推力(土壓力)，以維持土體穩(wěn)定，多用料石或混凝土預(yù)制塊砌筑，或用混凝土澆筑，是目前城鎮(zhèn)道路常用的一種擋土墻形式。第四十三頁，共54頁。衡重式擋土墻的墻背在上下墻間設(shè)衡重臺，利用衡重臺上的填土重量使全墻重心后移增加墻體的穩(wěn)重性。懸臂式擋土墻由底板及固定在底板上的懸臂式直墻構(gòu)成，主要依靠底板上的填土重量維持擋土構(gòu)筑物的穩(wěn)定。第四十四頁，共54頁。扶壁式擋土墻由底板及固定在底板上的直墻和扶壁構(gòu)成，主要依靠底板上的填土重量維持擋土構(gòu)筑物的穩(wěn)定。帶卸荷板的柱板式擋土墻是借卸荷板上部填土的重力平衡土體側(cè)壓力的擋土構(gòu)筑物。第四十五頁，共54頁。錨桿式擋土墻是利用板肋式、格構(gòu)式或排樁式墻身結(jié)構(gòu)擋土，依靠固定在巖石或可靠地基上的錨桿維持穩(wěn)定的擋土建筑物。第四十六頁，共54頁。自立式擋土墻是利用板樁擋土，依靠填土本身、拉桿及固定在可靠地基上的錨錠塊維持整體穩(wěn)定的擋土建筑物。加筋土擋土墻是利用較薄的墻身結(jié)構(gòu)擋土