道路工程概论.第2-7章

第2-7章 沥青路面

§7-1 沥青路面的特点和分类

1．概念

沥青路面是用沥青作粘结料修筑面层并与各类基层组成的路面。因路面呈黑色，又称为黑色路面。

2．特点 （1）优点

沥青路面使用了沥青粘结料，增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性。与水泥混凝土路面相比，沥青路面表面平整无接缝，行车舒适，振动小，噪音低，开放交通陕，养护简便，适宜于路面分期改建，是我国路面结构的重要形式。

（2）缺点

温度敏感性高。夏季强度下降，若控制不好会使路面发软或泛油、推挤剪切破坏。低温时沥青变脆或由于土基冻胀引起路面开裂。此外，履带式车辆行驶会损坏沥青路面。在低温和雨季，除乳化沥青外，沥青路面不能施工。

3．沥青路面按强度构成原理分类

沥青路面按强度构成原理分为嵌挤式和密实式两类。 （1）嵌挤式沥青路面

嵌挤式沥青路面要求大小尺寸较均匀的石料，经压实后主要靠颗料集料的嵌锁压挤构成强度，粘结力只起次要作用。

这种结构热稳性较好，但空隙率较大，易透水，耐久性较差。宜作基层或面层的下层。 这类路面有各类表面处治、贯入式和沥青碎石，属于次高级路面。 （2）密实式

密实式沥青路面按最大密实度和最小孔隙率的原则设计。

这类路面的强度取决于沥青粘结力和混合料的内摩阻力。这种路面结构致密，孔隙率小，强度高和耐外性好。

沥青混凝土、沥青玛蹄脂碎石和沥青稳定碎石混合料属于此类。是沥青路面中最好的结构，路面等级为高级路面。

§7-2 沥青路面使用的材料

一、路面沥青材料的性质及分类

（一）道路沥青的路用性质

沥青路面使用的沥青材料必须满足路用要求、符合技术标准，才能适应汽车交通长年的反复作用。反映道路沥青路用性质的主要指标有：

1．粘性

沥青的粘性用针入度表示，即质量为l00g的测针在25％温度下插人沥青达5s时的深度，单位以0．1mm计。

如沥青90号，其针入度范围为80～100(0.1mm)。显然，沥青的针入度越小，其粘性越大。沥青粘陛亦可用布洛克菲尔德粘度仪直接测定，用60℃运动粘度表示，单位以Pa·S计。

2．塑性

沥青的塑性表示其变形能力，用延度表示。沥青试件在15℃水槽中以每分钟5cm的变形速度直至拉断时的长度即为延度，单位以厘米计。

如沥青90号，其延度大于50cm。沥青在冬季塑性较差，就要测10℃的延度。 3．温度稳定性

玻璃烧杯内的水从5℃开始加温，升温速度为每分钟5℃。当浸于水中的两颗钢球从装满沥青样品的两个小铜环中下落至板底时的温度即为软化点。试验使用了钢球和铜环，又称为环与球软化点，以℃计。

90A号沥青软化点为45℃。针入度指数PI表示三种温度下沥青粘塑性的变化，它也是温度稳定性的一个指标。

4．脆性

沥青的脆性用脆点表示。它是涂于金属片的沥青薄膜在特定条件下因冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以℃计。

5．耐老化性

耐老化性用沥青薄膜加热试验(163℃，5h)后的质量损失和粘塑性变化来表示。 如90A号沥青要求质量损失小于0.8％，针人度比大于55％，15℃残留延度不小于20cm。 6．对沥青的一般物理性能亦有所要求。

如90号沥青的闪火点应大于245℃，为的是保证和控制施工的安全生产；含腊量小于2.2％，是为了保证沥青的粘性和温度稳定性；溶解度大于99.5％是为了限制沥青的杂质含量，保证沥青的纯度。

（二）道路沥青的分类

1．道路石油沥青的分级和技术要求，表2-7-1。 2．道路用液体石油沥青的技术要求，表2-7-2。

3．道路石油沥青标号的选择与路面类型、当地的交通和气候条件有关。

（1）对高速公路和一级公路、夏季温度高、持续时间长、重交通和山丘上坡路段、停车站和汽车荷载剪应力大的层次，宜用稠度大的沥青。

（2）冬寒地区和交通量小的公路宜用稠度小和低温延度大的沥青。

（3）温度日温差和年温差大的地区宜用针入度指数较大的沥青。道路石油沥青的适用范围列于表2-7-3。

道路石油沥青的适用范围 表2-7-3

4．道路用液体石油沥青的分类

液体石油沥青分快凝AL(R)、中凝AL(M)和慢凝AL(S)三种，视施工需要来选用。 液体石油沥青适用于透层、粘层和拌制冷拌混合料。

二、乳化沥青的性质和分类

乳化沥青是由沥青、乳化剂和水拌制而成。施工时被喷洒于路上，涂覆于矿料表面。不久后破乳脱水，沥青逐渐凝结，把矿料粘结在一起。

1．乳化沥青的分类

（1）由破乳裂化速度的快慢分为：快裂、中裂和慢裂三种。 （2）按离子类型分为：阳离子C、阴离子A和非离子N三种。 （3）按拌制方法分为：喷洒型P和拌和型B)。 2．乳化沥青的性质

各类乳化沥青的技术要求列于表2-7-4。

乳化沥青适用于沥青表处、沥青贯入式和冷拌沥青混合料路面，修补裂缝、喷洒透层、粘层和封层等。

改性乳化沥青的技术要求较高，列于表2-7-5。喷洒型改性乳化沥青PCR适用于粘层、封层和桥面防水层，拌和改性乳化沥青适用于稀浆封层和微表处。

三、改性沥青的性能和分类

对沥青掺加改性材料可以大大提高其路用性质。

1．改性剂的分类 改性剂分为三类：

（1）热塑性橡胶类 SBS类。

改性剂主要有苯乙烯类嵌段共聚物如苯乙烯—二丁烯—苯乙烯(BSB)等。

SBS具有良好的弹性和裂缝自愈性，其高温、低温、抗车辙和抗疲劳性能都有突出的优点。

（2）橡胶类改性沥青SBR类。

改性剂如天然橡胶(NR)和丁苯橡胶SBR等，可以改善抗车辙和低温稳定性。 （3）热塑性树脂类改性沥青EVA，PE类。

改性剂有乙酸乙烯酯共聚物(EVA)和聚乙烯塑料(PE)等，它可以改善高温稳定性和抗车辙性能，但延性较差，低温性能不佳，生产上可与SBS掺和使用。

2．改性沥青试验

改性沥青除应进行一般性沥青试验外，还要测定其粘度、粘性、弹性恢复率和温度敏感性，还要测定改性沥青的离析效果，以保证其储存稳定性。

改性沥青的几个试验如下： (1)粘度

布洛克菲尔德粘度仪测定沥青在60℃和l35℃时的粘度，单位为Pa·S。60％运动粘度反映路面高温时对改性沥青的粘度要求。135℃反映施工和易性要求，135℃运动粘度应大于3Pa·S，否则粘性过高难于拌和压实。

(2)粘韧性

试验是将拉伸半球圆头浸入容器内的热试样中，静置和在恒温水浴中(25℃)保温l～1．5h后，取出试件嵌入拉力仪中，试验可记录出拉力(N)-变形(m)曲线。曲线与变形轴包围的面积m1+m2即为粘韧性，单位为N·m。m1是拉伸时曲线包围的面积， m2是塑性变形至拉断后的面积，表示为韧性。

(3)弹性恢复率

试验是将试件在延度仪水槽中按5cm／min的速度拉伸，拉长至10cm时将试样剪断，并在水槽中泡lh。弹性恢复率e为：

e

100 x100

100%

式中，x为试样剪断lh后恢复的长度。 (4)温度敏感性

试验是对试样进行5℃、l5℃和25℃的针人度测定，从而计算针入度指数PI值。此值越大，改性沥青温度敏感性越大。

(5)离析

试验是将试件置人涂有甘油滑石粉隔离液的试管中，在163％±5℃烘箱中静置(48±1)h后插入铁丝，再放入冰柜中冷凝成固体。取出试件连同铁丝截成3段，取顶部和底部的两段做软化点试验，两个软化点的差值即为离析试验所得的贮存稳定性。差值越大，贮存稳定性越差。聚合物改性沥青的技术要求列于表2-7-6。

四、集料的质量和规格

沥青层用的集料包括粗集料和细集料。

1．粗集料

粗集料包括碎石、破碎砾石、钢渣、矿渣等。高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。

粗集料应洁净、干燥，表面粗糙，质量应符合表2-7-7的规定。 粗集料的粒径规格见表2-7-8所列。

高速公路和一级公路对粗集料磨光值和集料与沥青的粘附性有所要求，以确保路面不出现磨光和剥落。

若粘附性不符合要求时，可对集料掺入消石灰、水泥或石灰水处理或掺加耐水耐热和长期性能好的抗剥落剂。

2．细集料

沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂和石屑。 它应洁净干燥、无杂质并有适当颗粒级配。

五、填料和纤维稳定剂

1．填料 （1）矿粉

沥青混合料的矿粉必须用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料磨细得到的矿料。

矿粉应干燥洁净，其质量应符合表2-7-12的要求。 （2）粉煤灰

粉煤灰不宜在高速公路和一级公路上使用；在其他公路上使用时，粉煤灰用量不得超过填料总重量的50％。

粉煤灰的烧失量应小于12％，与矿粉拌合后的塑性指数应小于4％，其它质量要求与矿粉相同。

2．纤维稳定剂

沥青混合料中掺加的纤维稳定剂有木质素纤维、矿物纤维、合成纤维等。 纤维应在250℃的干拌温度不变质、不发脆，在混合拌和中能充分地均匀分散。 使用纤维必须符合环保规定，不危害身体健康。矿物纤维宜用玄武岩等矿石制造，石棉纤维易影响环境及造成人体伤害，不宜使用。纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，对于SMA路面的木质纤维不宜低于0.3％，矿物纤维不宜低于0.4％，其用量由配合比设计加以确定。

木质素纤维质量技术要求见表2-7-13。

木质素纤维质量要求 表2-7-13

§7-3 热拌沥青混合料路面

沥青混合料由集料和沥青结合料混合拌和而成。

（1）按材料组成及结构分为：连续级配、间断级配混合料。

（2）按矿料级配组成及空隙率大小分为：密级配、半开级配和开级配混合料。 （3）按公称最大粒径大小Dmax分为：

特粗式(Dmax≥31.5mm) 粗粒式(Dmax =26．5mm) 中粒式(Dmax =16mm或19mm) 细粒式(Dmax =9.5mm或13.2mm) 砂粒式(Dmax <9．5rm)沥青混合料。

（4）按制造工艺分为：热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。

一、沥青混合料的矿料级配

（一）密实沥青混合料

密实沥青混合料是由连续级配的不同尺寸的集料按最佳级配原理配合的混合料。最常见的有沥青混凝土(AC)，还有一种为沥青稳定碎石混合料。

1．沥青混凝土 （1）特点

沥青混凝土的密实度大，强度高，整体性好，并富有弹性，是一种适合现代快速汽车交通的高级路面。但它的温度稳定性稍差，若处理不当，在高温季节可能产生推挤和剪裂变形。

（2）分类

密级配沥青混凝土又可分为粗型和细型两种：

①以关键性筛孔通过率来区分，如AC-20的关键性筛孔4．75mm，通过率小于40％为粗

型，标记为AC-20C；

②通过率大于40％为细型，标记为AC-20F。 密级配沥青混凝土矿料级配范围列于表2-7-16。 2．沥青稳定碎石

（1）密实连续级配的沥青稳定碎石

密实连续级配的沥青稳定碎石ATB(Asphalf treated Base Course)是粗碎石混合料用沥青加以稳定。

由于矿料较粗且用量较大，细料和沥青用量较少。混合料的孔隙率比沥青混凝土稍大。但热稳性较好，故作为沥青层的下层使用。工程上使用有特粗式ATB-40、ATB-30和粗粒式ATB-25。

密级配沥青稳定碎石混合料矿料级配范围列于表2-7-17。

（2）密实型间断级配沥青混合料

密实型间断级配沥青混合料SMA(Stont Mastic Asphalt)是近十多年来国内外推广应用

的一种高级路面。

其结构是用较多较粗的矿料构成主骨架，其空隙用沥青胶泥来填充。沥青胶泥由沥青、细集料、矿粉和少量纤维稳定剂组成——故称为沥青玛蹄脂碎石。

这种混合料孔隙率小(3％～4％)，强度高、弹性大，热稳性和水稳性好，是一种优秀的高级路面。

工程上使用的有中粒式 SMA-20．SMA-16和细粒式SMA-13、SMA-10。 沥青玛蹄脂碎石混合料的矿料级配范围列于表2-7-18。

（二）开级配沥青混合料

开级配沥青混合料主要由粗集料嵌挤而成，细集料及填料较少，孔隙率较大(18％)。 此类混合料有两类：

1．开级配排水式磨耗层0GFC(Open．Graded Fricti。n Course)

2．开级配排水式沥青碎石基层ATPB(Asphalt．treated pemeable base)。OGFC用作表面层排水和抗磨耗，ATPB用作基层排水。

（三）半开级配沥青碎石混合料

半开级配沥青碎石混合料（简称为沥青碎石）。

它以粗集料为主，配合适当细集料和少量填料(或不加填料)与沥青拌合而成。它的孔隙率为6％～l2％，比密级配沥青混合料大，但比开级配沥青碎石混合料小。一般用作联结层或应力吸收层。

半开式沥青碎石混合料级配范围列于表2-7-21。 （四）沥青混合料配合比阶段划分

有了上述各项矿料级配范围标准，还必须进行沥青混合料的配合比设计，以便确定能满足沥青混合料质量技术标准的矿料配合比和最佳沥青用量。设计分以下3个阶段：

1．目标配合比

在矿料级配标准范围内拟定一个矿料配合比，再选定几个沥青用量，在试验室制备马歇尔试件进行试验，从中确定一个能满足技术要求的最佳配合比。如未达到标准要求，则需调整配合比，重新试验至达标为止。

2．生产配合比

目标配合比是室内小试件试验确定的。在生产中，沥青拌和厂分料仓的设备条件有时不能提供各种粒径有足够设计数量的矿料，无法达到目标配合比的要求，此时就要根据生产条件调整配合比，在沥青拌和厂通过沥青拌和机设备进行拌和制备试件，进行试验从而确定生产配合比。

3．生产配合比验证

拌和机按生产配合比试拌沥青混合料，铺筑试验路段。路段长度应大于200m。此时取样

制备马歇尔试件，同时从路上钻芯取样进行对比试验，最后确定生产上使用的配合比。

二、沥青混合料的质量技术要求

1．沥青混合料的质量要求

沥青混合料必须要有足够的强度和稳定性。 （1）用马歇尔稳定度MS来表征高温强度 （2）用流值反映变形能力

（3）用车辙动稳定度DS反映抗车辙能力

（4）用浸水马歇尔残留稳定度和冻融劈裂残留强度评定水稳定性 （5）用低温破坏强度和破坏应变来评价低温抗裂性能。 2．沥青混合料的技术标准

（1）密级配沥青混合料马歇尔试验标准列于表2-7-22， （2）沥青稳定碎石混合料马歇尔试验标准列于表2-7-23， （3）沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求列于表2-7-24。 （4）SMA混合料马歇尔试验标准列于表2-7-25， （5）沥青混合料水稳定性检验技术要求列于表2-7-26， （6）OGFC混合料技术要求列于表2-7-27。

（7）沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求列于表2-7-28。

三、施 工

1． 备料与施工机具准备

热拌沥青混合料的施工必须充分备料，并对各种施工机具进行配套和作全面检查，认真调试使其处于良好状态。

2．拌料

（1）路用沥青应在沥青拌和厂的沥青加温池中加热至140～l70℃(石油沥青)经管道输送至沥青拌和机。

沥青拌和厂的设备如图2-7-1所示。

（2）矿料应在沥青拌和厂的加热滚筒(干燥筒)中加热至l50℃～170℃。 （3）矿粉填料不加热。

加热后的矿料与沥青及矿粉按比例装入沥青搅拌机中搅拌，一般搅拌时间为30～50s。 拌好的混合料应均匀一致，无花白料，无结团成块或严重的粗细料分离现象。混合料控制出厂温度为125℃～l65℃。

3．运输

拌制好的沥青混合料装入自卸汽车运到工地，运料车必须覆盖保温。 4．摊铺

沥青路面基层必须清扫干净，按规定洒透层油或粘层油。

自卸汽车把沥青混合料倾卸于摊铺机料斗上，立即用沥青摊铺机进行摊铺，其操作如图2-7-2所示。

沥青混合料控制的松铺系数为1.15～1.35。 5．压实

路面压实可用双轮或三轮钢筒压路机、振动压路机和轮胎压路机。 压实按初压、复压和终压三阶段进行。

（1）初压可用60～80kN双筒压路机碾压两遍。

（2）复压则用100～120kN三轮压路机和l00kN振动压路机或相应的轮胎压路机碾压4～6遍，轮迹重叠l／2～1／3轮宽。碾压速度为2．5～4km／h。

（3）终压则用60～80kN双轮压路机碾压2～4遍，至无轮迹和表面平整为止。碾压时为防止粘轮，可向压轮洒少量水。

图2-7-2沥青混合料摊铺机操作示意

1-供料器；2-螺旋摊铺器；3-振捣板；4-整平板；5-调解螺旋

6．沥青路面施工注意事项：

（1）沥青路面施工必须十分注意掌握控制施工温度。沥青和改性沥青混合料的施工温度见表2-7-29和表2-7-30所列。

热拌沥青混合料的施工温度(℃) 表2-7-29

（2）沥青路面施工必须做好安全防火工作。开工前组织施工人员学习安全操作规定。施工时认真穿戴劳保用品，防止发生烫伤、中毒或火灾事故。

公路热拌沥青混合料路面验收质量标准列于表2-7-31。

公路热拌沥青混合料路面交工检查与验收质量标准 表2-7-31

§7-4 沥青表面处治路面

一、材料和施工

沥青表面处治是在路面表面分层浇洒沥青、撒铺矿料并压实而成的路面薄层。 1．特点

由于厚度较薄(h<3cm)，故其作用不是承重而是构成磨耗层，保护路面免受车辆磨损破坏。它又作为表面封层，防止地面水下浸，提高路面平整度，改善行车条件，延长路面使用寿命。

2．施工方法

沥青表面处治可用层铺法或拌和法施工。 （1）拌和法

拌和法是将矿料与沥青按比例拌合摊铺压实而成。 （2）层铺法

层铺法是用沥青和矿料分层铺筑而成。

层铺法施工按浇洒沥青和摊铺矿料的次数分为单层式、双层式和三层式。单层式厚度l～1.5cm，双层式厚度l.5～2.5cm，三层式厚度2.5～3.0cm。

3．施工要求

沥青表处路面按嵌挤原则进行设计与修建。

为保证石料间的良好嵌挤作用，同一层石料尺寸要均匀，矿料紧密排列无重叠；为了防止石料松散，沥青要有必要的稠度和用量。

沥青表面处治材料规格和用量列于表2-7-32 。 4． 层铺法表处的施工程序如下： (1)清理基层

清扫路面基层，并保持干燥。不平整路段应修补整平或补强。 (2)洒布透层沥青

施工前仔细检查洒油设备，包括沥青洒布车、油泵系统、输油管道，油量表及保温设备等。

洒布透层沥青，一般用液体石油沥青，AL(M)-1.2或AL(S)-1.2，用量为0.9～1.2kg／m2(粒料基层)或0.6～1.0kg／m2。封闭交通4～8 h。

(3)浇洒第一层沥青

用洒油车按规定用量浇洒，不应有空白和沥青重迭积聚现象。 (4)撒铺矿料

沥青洒布后应趁热迅速均匀撒铺规定的石料。 (5)碾压

用60～80kN压路机及时碾压，由边至中，每次轮迹重迭1／3，碾压3～4遍。压路机行速为2～4km／h。

双层和三层沥青表处的二、三层施工步骤则重复上述(3)、(4)和(5)项工序。 (6)养护

碾压结束后即可开放交通。乳化沥青表处应待破乳、水分蒸发并基本成型后方可通车。应控制行车速度不超过20km／h，并控制行车使全幅宽度得到均匀压实，加速处治层的反油和成型稳定。

二、微表处和稀浆封层

1．微表处

微表处主要用于高速公路和一级公路的预防性养护及修补轻微损坏(如轻度车辙和裂缝等)，也适用于新建抗滑磨耗层或修筑沥青层的下封层。

2．稀浆封层

稀浆封层主要用于二级和二级以下公路的预防性养护和新建公路的下封层。

另外，在潮湿地区沥青面层有严重渗水可能时或铺设基层后不能及时铺筑沥青面层而需通行车辆时，可在洒透层油后铺设微表处或稀浆封层下封层。

3．施工注意事项

（1）微表处必须采用改性乳化沥青；稀浆封层可用普通乳化沥青或改性乳化沥青。 其品种和质量必须符合规范要求。

（2）微表处和稀浆封层应选用干净、坚硬、粗糙和耐磨的集料，其矿料级配和混合料技术要求分列于表2-7-33和表2-7-34。

注：微表处和稀浆封层的施工可参见沥青表面处治。

三、透层和粘层

1．透层

沥青路面各类基层都必须喷洒透层油。

透层油应选择渗透性好的液体沥青、乳化沥青或煤沥青，喷洒后透入基层至少5mm(无机结合料稳定基层) ～10mm(无结合料基层)。

透层油的规格和用量应符合表2-7-35的规定。 2．粘层

粘层油一般使用在热铺沥青混合料的各层之间。

水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层或旧沥青路面上加铺沥青层以及路缘石、雨水井等构造物与新铺沥青混合料接触的侧面。

粘层油宜采用快裂或中裂乳化沥青，也可采用快、中凝液体石油沥青，其规格和用量应符合表2-7-36的规定。

§7-5 沥青贯入式路面

沥青贯入式路面是将沥青灌入基本压实成型的碎石层后再撒铺嵌缝料逐层压实的路面。

它的施工程序与沥青表处路面相反，先石后油而不是先油后石。 1．贯入式路面施工方法分类

贯入式路面按其贯入深度不同可分为浅贯入(厚度4～5cm)和深贯入(6～8cm)。 2．结构特点及材料要求

贯入式路面使用的石料尺寸较大，结构强度较高，热稳性好。但混合料孔隙率较大，易透水影响路面强度。因此在表面应作沥青封面层。表面加铺拌和层的称为上拌下贯式路面。

贯入式沥青路面集料应采用有棱角、嵌挤性好的坚硬石料，材料规格和用量见表2-7-37。 上拌下贯式路面材料规格用量见表2-7-38。 3．贯入式沥青路面的施工程序 (1)放样和安装路缘石 (2)清扫基层 (3)浇洒透层油

沥青贯入式路面层厚度小于5cm时，应洒透层沥青，AL(M)-1.2或AL(S)-1.2的用量为0.8～1.Okg／m2。若底层为旧沥青路面或水泥混凝土路面，则浇洒上述液体沥青作粘层油。用量为0.4～0.6kg／m2。

(4)撒铺主层矿料

矿料撒铺应尽量均匀，避免大小颗粒集中，并检查其松铺厚度。 (5)碾压

用60～80kN压路机压2～3遍，再用100～120kN压路机压6～8遍，轮迹重叠二分之一，碾压速度为3～4km／h，使主层矿料嵌挤紧密、并有一定孔隙，以便沥青灌入。

(6)洒布沥青

按规定洒布第一层沥青。 (7)撒铺第一层嵌缝料

主层沥青洒布后应立即撒铺第一层嵌缝料，嵌缝料撒铺应均匀并应扫匀，不足处应找补。 (8)碾压

用8～12t钢筒式压路机压4～6遍，碾压轮迹重迭二分之一，直至稳定为止。 以后的工序为洒第二遍沥青，撒铺第二遍嵌缝料，碾压后再按规定进行后续工序，最后撒铺封层料，用6～8t压路机碾压2～4遍后开放交通。

沥青贯入式和沥青表处路面交工验收质量标准列于表2-7-39。

§7-6 沥青路面结构评定指标

路面质量的好坏以路面结构检验结果来作出评价。评定路面质量的标准主要有下列各项指标：

1．弯沉

路面弯沉是路面在车轮荷载作用下的弹性变形。

弯沉测定使用贝克曼弯沉仪，亦可用自动弯沉仪。梁式弯沉仪全长3.6m，测量时测头置于标准车BZZ-100的后轴一侧的双轮轮隙中心，如图2-7-3所示。

（1）前进卸荷法

用前进卸荷法测出卸荷前后的百分表读数l0和l1(单位以0．Olmm计)，则回弹弯沉为： l 2(l1 l0) （2）后退加荷前进卸荷法

若用后退加荷前进卸荷法，则测出加荷前和加荷卸荷时的百分表读数l0、l1和l2，则回弹弯沉：le 2(l2

l1)

永久弯沉：lp 2(l2 l0) 总弯沉：lt 2(l1 l0)

2．弹性模量

土基和路面的弹性模量影响路面的整体强度和结构应力。

土基弹性模量可用承载板测定。钢承载板直径为31.5cm，厚度为2～3cm，支鼎于载重货车的后轴钢梁上。试验时记录测点上板的各级荷载Pi作用下的弯沉li，取li=1mm以前的Pi、li值，则土基弹性模量为：

E0

4

(1 0)

2

P l

i

i

式中μ为土基泊松比，可取为0．35。

路面材料的弹性模量El的测定是在整试槽上进行。土基上铺设大于lm厚度的路面材料，

其长度和宽度为5～7m。用汽车测出试槽内各点弯沉，计算取其设计值l，路面材料泊松比为μl=0.22～0.25。路面材料弹性模量El为：

E1 (1 1)

2

Pdl

式中：P、d——分别为轮胎压力和双圆接触面积的直径。

柔性路面材料的抗压强度试验采用圆柱体试件。尺寸为Φ7×7cm或Φ10×10cm。水泥混凝土则用l5cm×15cm×15cm试件。

半刚性和刚性路面材料的测试温度为20℃，沥青混合料的测试温度为20℃和60℃。 将试件在压力机上测出破坏荷载P，与其试件承载面积F的比值，即为抗压强度R。 4．抗拉强度

路面抗拉强度可用弯拉强度或劈裂抗拉强度表示。

半刚性混合料和水泥混凝土采用弯拉试件，尺寸为5cm×5cm×24cm、1Ocm×1Ocm×40cm或15cm×15cm×55cm。

试验用三分点加载(图2-7-4所示)，测出破坏荷载P，则弯拉强度为： S

plbh

2

式中：b、h——分别为试件宽度和高度；

l——试件的试验跨度。小、中、大梁的跨度分别为l5cm，30cm，45cm。

若分级测出荷载pi时的应变εi

l0.5p l0

l0

li l0

，则一半破坏荷载下的应力为 0.5p，应变为 l0

0.5p

，则弯拉弹性模量Es为：Es=σ0.5p／ε0.5p

图2-7-4弯拉试验图

式中：l0——梁底中部的标距，小、中、大梁的标距分别为4cm、8cm和1Ocm；

li——Pi荷载下标距变形后的长度。

路面沥青混合料采用圆柱形试件，尺寸为Φ7×7cm和Φl0×10cm。劈裂试验如图2-7-5所示。测出试件破坏时的荷载为P，则劈裂抗拉强度r为：

R=2P/πtD

式中：t、D——分别为试件高度和直径。 5．抗剪强度

沥青混合料试件在三轴剪力仪中测出在不同侧向压力σ2下的垂直破坏压力σ1，画出试验的τ-σ图。图中应力圆的包络线的倾角即为摩擦角φ，其与纵坐标轴的截距，即为粘聚力c。

已知c和φ值，沥青混合料的抗剪强为： c+ tan

耐疲劳强度是路面在预定的使用期限能承受标准轴载的重复作用而不致疲劳破坏的强度。

在路面材料的疲劳试验中，若重复作用应力为σ，材料一次(静)破坏荷载时的强度为s，达到疲劳破坏的重复荷载作用次数为N。此时应力比为σ／s。若用结构强度安全系数k= s／σ表示，按试验数据的数理统计结果，其疲劳规律可表示为：

K=ANβ 式中：A、β为与路面材料和结构有关的系数。 7．粘附性

粘附性反映沥青与矿料的粘结能力。

试验取用l3～19mm碎石，在加热至170℃的沥青中浸透后取出吊干，再置入水中煮沸3min，取出风干后观察沥青在石料表面的剥落情况，评定其粘附等级。沥青与矿料的粘附性用于评定沥青混合料的水稳性。

粘附性的等级评定 表2-7-40

8．马歇尔稳定度

马歇尔试验仪试验的尺寸为Φl01.6mm×63.5mm。将拌好的沥青混合料(温度为160℃。170℃)装入试模中夯击75次，反边再击75次，冷却脱模后在60℃水中浸泡30～40min，立即在马歇尔试验仪中测出其破坏荷载，即为马歇尔稳定度MS(kN)。破坏时试件直径的变化值即为流值FL(0.1mm)。

评定试件的水稳性可用浸水残留稳定度试验。此时试件浸水48h后，测出马歇尔稳定度 MS1，试件的残留稳定度为：

MS0

MS1MS

100%

马歇尔模数： T

MSFL

10 (kN／mm)

9．动稳定度

温度为170℃的沥青混合料在车辙成型机上压制成30cm×30cm×5cm试板，在温度(60℃)控制的车辙试验机中保温2h后再用压轮横向摆压lh，以模拟车辆的均匀碾压。然后进行往复车辙试验，计算出动稳定度：

DS

(t2 t1) 42d2 d1

式中：dl、d2分别为时间tl(45min)和t2(60min)的变形值，(mm)。

试板在60℃浸水48h再作车辙试验，测出饱水动稳定度。它反映沥青混合料在高温下的抗车辙能力。

10．压实度

路面层的压实度是该层材料的现场密度与室内试验的最大密度的比值。

试件的最大密度一般用圆柱试件进行试验，沥青混合料以马歇尔试件试验为准。 现场路面的密度可用挖坑灌沙法或用钻孔法测定，也可用经标定过的核子密度仪检测。 11．平整度

路面平整度的测定是用3m直尺测量直尺与路表面间的最大间隙，单位为mm。 使用3m平整度仪可在全线进行连续测量，用计算标准差(mm)来反映平整度。 12．摩擦系数

我国目前使用摆式仪测定路面摩擦系数。试验时将摆式仪置于路上测点，下装有橡胶块的测摆杆平置后自由下落，测出摆杆(橡胶块)擦过路面后的摆幅大小即为摆值。

分别在路面干燥和洒水潮湿状态下的摆值。显然摆幅越小，摆值越大，摩擦系数便越大。 摩擦系数取为： F=摆值/100

如用摩擦系数测定车则可自动连续记录测量拖车车轮的摩擦力(或牵引力)，被除于车轮重量，即可得出全线的路面摩擦系数。

13．构造深度

路面构造深度是路面表面构造的密致粗糙的程度，它影响路面上行车的舒适和安全。 试验时在路面上倒下体积为50CC的标准砂，用软橡皮刮按紧路面表面将砂推刮呈圆形，量出其平均直径D(cm)，则构造深度为：

TD

4V

D

2

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