沥青路面三层结构

是指在矿质材料中掺入路用沥青材料铺筑的各种类型的路面。沥青结合料提高了铺路用粒料抵抗行车和自然因素对路面损害的能力，使路面平整少尘、不透水、经久耐用。因此，沥青路面是道路建设中一种被最广泛采用的高级路面。

沥青路面的沥青类结构层本身，属于柔性路面范畴，但其基层除柔性材料外，也可采用刚性的水泥混凝土，或半刚性的水硬性材料。

02

发展历程

据考古资料，印加帝国在15世纪已采用天然沥青修筑沥青碎石路。英国在1832～1838年之间，用煤沥青在格洛斯特郡修筑了第一段煤沥青碎石路；法国于1858年在巴黎用天然岩沥青修筑了第一条地沥青碎石路；到20世纪，使用量最大的铺路材料为石油沥青。中国上海在1920年代开始铺设沥青路面。1949年以后随着中国自产路用沥青材料工业的发展，沥青路面已广泛应用于城市道路和公路干线，成为目前中国铺筑面积最多的一种高级路面。

03

施工原料

沥青路面是将沥青混凝土加以摊铺、碾压成型而形成的各种类型的路面。沥青混凝土是用具有一定黏度和适当用量的沥青材料与一定级配的矿物集料，经过充分拌合形成的混合物。沥青混凝土作为沥青路面材料，在使用过程中要承受行使车辆荷载的反复作用，以及环境因素的长期影响。所以沥青混凝土在具备一定的承受能力的同时，还必须具备良好的抵抗自然因素作用的耐久性。也就是说，要能表现出足够的高温环境下的稳定性、低温状况下的抗裂性、良好的水稳定性、持久的抗老化性和利于安全的抗滑性等特点，以保证沥青路面良好的服务功能。

沥青混凝土适合修筑路面的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青，此外，还有天然沥青。有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。沥青的性质和标号要求，随沥青路面种类、地区的气候和路段的交通情况不同而异；热拌或热法浇洒以及在炎热地区和重交通道路上宜选用较稠的沥青；冷拌或冷法浇洒以及在寒冷地区和轻交通道路上宜选用较稀的沥青。按混合料最大颗粒尺寸不同，可分为粗粒（35－40毫米以下）、中粒（20－25毫米以下）、细粒（10－15毫米以下）、砂粒 （5－7毫米以下）等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。

20世纪60年代的德国交通十分发达，根据德国的气候特点，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，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。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。

04

路面结构

沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。沥青路面的沥青类结构层本身，属于柔性路面范畴，但其基层除柔性材料外，也可采用刚性的水泥混凝土，或半刚性的水硬性材料。

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;中面层、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。

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，起主要承重作用的层次。基层材料的强度指标应有较高的要求。基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层、下基层。

底基层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次。底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低。底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上底基层、下底基层。垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。

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性能

沥青路面通常用于铺筑路面的面层，它直接受车辆荷载作用和大气因素的影响，同时沥青混合料的物理、力学性质受气候因素与时间因素影响较大，因此为了能使路面给车辆提供稳定、耐久的服务。必须要求沥青路面具有以下几个重要的特征：

1.沥青路面具有高温稳定性

高温稳定性即沥青路面抵抗流动变形的能力。由于沥青路面的强度与刚度随温度升高而显著下降，为了能够更好地保证沥青路面在高温季节行车荷载反复作用下不致产生诸如波浪、推移、车辙、拥包等病害，沥青路面应具有良好的高温稳定性。

2.沥青路面具有低温抗裂性。

低温抗裂性指的是沥青路面抵抗低温收缩裂缝的能力。由于沥青路面随温度下降，劲度增大，变膨能力降低。在外界荷载作用下，使得—部分应力来不及松弛，应力逐渐累积下来，这些累计应力超过材料抗拉强度时即发生开裂，从而会导致路面的破坏，所以沥青路面在低温时应具有较低劲度和较大的抗变形能力来满足低温抗裂性能。

3.沥青路面具有水稳定性

水稳定性指的是沥青路面抵抗受水的侵蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力。这是由于水分的存在一方面降低了沥青本身的粘结力，同时也破坏了沥青路面中沥青与矿料间的粘聚力，从而加速了剥落现象发生，造成了道路的水损害。所以说，沥青路面一定要具有水稳定性，这样才能够保证路面的耐用。

4.沥青路面要具有耐疲劳性

耐疲劳性指的是沥青路面在反复荷载作用下抵抗破坏的能力。它是由于沥青路面在使用期间经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使路面结构强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次数以后，在荷载作用下路面内产生的应力就会超过强度下降后的结构抗力，使路面出现裂纹，产生疲劳断裂破坏，所以，沥青路面应该具有耐疲劳性。

06

维护保养

改良缺陷

1、沥青混合料高温稳定性

影响沥青混合料高温稳定性的因素可归纳为内在因素和外部条件。内在因素主要反映在材料本身的质量上，如沥青的用量，沥青的黏度，矿料的级配，矿料的尺寸、形态以及沥青混合料摊铺面积等；而外部条件则主要包括气候条件和交通条件，当外部条件与材料本身的内在因素结合在一起时就会对沥青路面产生综合影响。沥青混合料高温稳定性的改善措施 由于沥青路面高温稳定性不足出现的车辙不仅影响行车的舒适性和快速性，而且影响行车的安全性。改善沥青混合料的高温稳定性应针对下面这些因素采取相应的措施。

材料方面：

①集料：集料应首选高质量的集料，特别是表面两层沥青混合料，应采用坚硬、表面粗糙、破催、颗粒接近立方体的集料。

②沥青结合料：有关研究认为，就沥青对沥青混合料高温性能的影响来说，沥青含量的影响可能比沥青本身特性的影响更重要，对于细粒式或中粒式密级配沥青混合料，适当减少沥青用量有利于抗车辙，在考虑抗车辙因素时应综合考虑级配、集料对沥青的吸收性、集料与沥青间的粘聚力、混合料的空隙率等。

设计方面：

①级配：集料级配对沥青混合料的高温行能也是一个非常重要的影响因素，较粗的级配有较好的抗车辙能力，但不容易控制，而且级配过粗反而影响其高温稳定性，相比之下，密级配的沥青混合料抗车辙性能较开级配混合料更加稳定一些。

②混合料：在进行混合料设计时，可有意识地按较多的重载车辆、较大的轴载、较高的轮胎气压进行沥青混合料的设计于试验室验证。

③施工：沥青路面施工应针对不同的混合料采用不同的施工方法，除了把握好材料质量关以外，最重要的还有两点：一是施工温度，包括拌和、摊铺温度等；二是压实，碾压次数不能过多或过少，适当的碾压能获得最满意的效果。

2、沥青混合料的低温抗裂性
低温抗裂性是指沥青混合料不出现低温脆化、低温缩裂、温度疲劳等现象，从而导致出现低温裂缝的性能。影响沥青混合料低温抗裂性的因素 影响沥青混合料低温抗裂性的主要因素有：材料特性如沥青的感温性、感时性、老化性能等，路面结构几何尺寸如面层的厚度等，气温等环境因素如温差等。

沥青混合料低温抗裂性的改善措施 混凝土的低温变形能力在很大程度上取决于沥青材料的低温性质、沥青与矿料的粘结强度、级配类型以及沥青混合料的均匀性。应从设计与施工两个方面来进行考虑。

设计方面 ：

1、在进行半刚性路面设计时，首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。

2、选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在缺少优质沥青的情况下，应采取改善沥青性质的措施。

3、为进一步提高表面层抗温度裂缝性能，可采用橡胶沥青或聚合物沥青在沥青混凝土表面做一封层。

4、设置应力消减的中间层。

施工方面：

1、严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量，其不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。

2、半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。

3、透层或粘层完成后，应尽快铺筑沥青面层。

路面再生

沥青路面的再生工艺主要有：

①在老化的沥青路面上喷洒软化剂，使老化发脆的沥青重新变软，多用于贯入式和表面处治路面的再生；

②将老化了的旧沥青层挖出，重新轧碎，必要时加入“再生剂”使沥青质量改进，并加入部分新的集料和沥青，重新加工回用；该法可以就地粉碎拌和，也可以集中到工厂拌和，以厂拌热法加工者质量较好。旧沥青路面材料的再生和回用可节约沥青、集料和能耗，减少环境污染，已引起各国筑路部门的注意和推广使用。

07

水泥路与沥青路，各有什么优缺点？

1：柏油路也叫沥青路。其基层构造与水泥路（也叫钢筋混凝土路）一致，沥青路的不同在于面层加一层细石混合沥青。

2：沥青路面相对于混凝土路的好处：
A.面层比较软，所以汽车走在上面会觉得很舒服，具有一定程度的弹性。但混凝土硬度大，汽车走在上面会觉得硬邦邦的，一些路面比较细小的缺陷都会给人以比较强烈的震动感觉。

B.景观性。沥青路面一般为黑色，给人为深沉稳重的感觉，开车时人会觉得比较塌实。但混凝土路却是颜色的灰白色，给人以浮气不足的感觉，无景观性可言。所以在进行小区或市政的主干道、次干道设计时，想上点档次的话，就选择沥青路面。

3：不足之处。

沥青容易老化，路面深色容易吸收热量，并且产生一定程度的溶解。不过你可以采用改性沥青，这些问题可以得到一定程度的解决。

素材来源：公路工程技术

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