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1、第九章第九章 基本要求 9.1 概述 9.2 沥青混合料的组成结构及强度理论 9.3 沥青混合料的技术性质 9.4 沥青混合料的组成材料 9.5 沥青混合料的技术标准 9.6 沥青混合料的配合比设计 目目 录录 基基 本本 要要 求求 课时: 讲课 4, 试验 1 (1/2 hour) 主要内容 沥青混合料的概念、分类及应用。热拌热 铺沥青混合料的组成结构及强度理论，组成 材料，技术性质及标准，配合比设计。 重点： 热拌热铺沥青混合料的强度影响因素，技 术性质 BackBack 9.1 9.1 概概 述述 v什么是“沥青混凝土” v沥青混合料定义 v沥青混合料的分类 v沥青混合料的特点 Bac
2、kBack BackBack 什么是什么是“ “沥青混凝土沥青混凝土” ” 沥青混凝土 沥青胶 矿质集料 沥青混合料 压实 摊铺 沥青混合料由矿质混合料和沥青胶组成沥青混合料由矿质混合料和沥青胶组成 的混合体系。的混合体系。 矿料矿料 ( (矿质集料矿质集料, , 矿质混合料矿质混合料) + ) + 沥青沥青 沥青混合料沥青混合料 摊铺，压实摊铺，压实 沥青混凝沥青混凝 土土 (AC) (AC) 或或 沥青碎石沥青碎石 ( (AMAM) ) MineralMineral BituminousBituminous Bituminous mixtureBituminous mixture Back
3、Back 沥青混合料的定义沥青混合料的定义 经人工合理选择级配组成的矿料与适量经人工合理选择级配组成的矿料与适量 沥青结合料，经拌合组成的优质路面材沥青结合料，经拌合组成的优质路面材 料。料。 沥青混合料示意图沥青混合料示意图 Bituminous MixtureBituminous Mixture Coal bituminous Coal bituminous mixturemixture Petroleum bituminous Petroleum bituminous mixturemixture BituminousBituminous 按照沥青种类分为： 石油沥青混合料和煤沥青混合料
4、 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 Bituminous MixtureBituminous Mixture Hot-mixed and cool-spreadHot-mixed and cool-spread Hot-mixed and hot-spreadHot-mixed and hot-spread Construction Temperature Cool-mixed and cool-spreadCool-mixed and cool-spread 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 Fig.9.1.1 Fig.9.1.1 铺设现场施工铺设现场施工 按施工温度分为热拌热铺、热拌冷铺
5、按施工温度分为热拌热铺、热拌冷铺 和冷拌冷铺和冷拌冷铺 Bituminous Mixture Maximum Particle Diameter Coarse grade Dmax=37.5 ,31.5mm Special coarse grade Dmax=53mm Medium grade Dmax=26.5,19mm Fine grade Dmax=16, 13.2, 4.75mm 图9.1.2 颗粒筛 按最大粒径分为：特粗式，粗按最大粒径分为：特粗式，粗 粒式，中粒式和粒式，中粒式和 细粒式细粒式 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 Bituminous Mixture Disconti
6、nuous Continuous Mineral Gradation 按矿料级配分为：连续式和间断式按矿料级配分为：连续式和间断式 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 Bituminous Mixture Admixture material compactness or the residual porosity after pressure Dense gradation (p10%) Half open-gradation (p10%) Open-gradation p15% Density type 3%6% Density type 4%10% 按混合料密实度或压实后剩余孔隙率按混合料
7、密实度或压实后剩余孔隙率p p 分为三类：密级配，半开级配和开级配分为三类：密级配，半开级配和开级配 BackBack 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 沥青混合料的特点沥青混合料的特点 粘粘- -弹弹- -塑性好，力学性质优良，塑性好，力学性质优良， 有高温稳定性和低温柔性。有高温稳定性和低温柔性。 安全性好安全性好 施工方便施工方便 经济耐久经济耐久 可再生利用可再生利用 热拌热铺沥青混合料热拌热铺沥青混合料 它是沥青混合料中使用最广泛、它是沥青混合料中使用最广泛、 最典型的材料最典型的材料 工程应用广泛工程应用广泛 我们将详细地学习这种沥青混合我们将详细地学习这种沥青混合 料的内容料的内
8、容 BackBack v组成结构 v强度理论 v影响和C的因 素 BackBack 第九章第九章 9.2 沥青混合料的组成结构 及强度理论 理论理论 表面理论表面理论：( (传统理论传统理论) ) 组成结构组成结构 粗、细骨料及填料粗、细骨料及填料密实级配的矿质骨架密实级配的矿质骨架较稀较稀 沥青分布其间沥青分布其间沥青混合料沥青混合料 特点特点: : 高稠度沥青 高稠度沥青 / /沥青用量大沥青用量大/ / 间断级配间断级配 胶浆理论：胶浆理论：( (现代理论现代理论) ) 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆微分散体将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆微分散体 系系 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆细
9、分散将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆细分散 体系体系 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料 粗分散体系粗分散体系 Coarse dispersion system Fine dispersion system Micro dispersion system Bituminous mixtureBituminous mortarAdhesive cementHigh consistent bitumen Breeze Fine aggregate Coarse aggregate 沥青混合料的类型沥青混合料的类型 图 9.2.1 沥青混合料的类型沥青混合料
10、的类型 a- a- 密实悬浮结构密实悬浮结构 b- b- 骨架孔隙结构 骨架孔隙结构 c- c- 密实骨架结构密实骨架结构 沥青混合料的类型和特点如下图沥青混合料的类型和特点如下图9.2.1 9.2.1 和表和表9.2.19.2.1所示。所示。 表 9.2.1 沥青混合料的类型和特点 类类型示意图图特点 混合料 名称 密实悬实悬 浮型aVV中、小连续连续 型密级级配 骨架空隙型bC小、VV大、中 连续连续 型开级级配 密实实骨架型cC大、VV小、大间间断型密级级配 注：VV试件空隙率 内摩阻角 C-粘聚力 BackBack 沥青混合料在路面结构中有二种破坏性沥青混合料在路面结构中有二种破坏性
11、式：式： 1.1.库仑理论：在常温或较高温度下，粘结力库仑理论：在常温或较高温度下，粘结力 不足引起变形，抗剪强度不足引起的破坏。不足引起变形，抗剪强度不足引起的破坏。 2.2.在低温下，在低温下， 抗拉强度不足导致破坏。抗拉强度不足导致破坏。 强度理论强度理论 DestructionDestruction DistortionDistortion DestructionDestruction Normal and higherNormal and higher temperature temperature Low Low temperaturetemperature Insufficien
12、t Insufficient cohesioncohesion Insufficient Insufficient shear resistanceshear resistance InsufficientInsufficient tensile strength tensile strength Coulomb Coulomb TheoryTheory 方法方法: :三轴剪切试三轴剪切试 验验 抗剪强度 C C 粘聚力 剪切法向压应力 内摩擦角 结论结论 ： 沥沥青混合料抗剪强度取决于粘聚力C 和内摩擦阻角 强度理论强度理论 BackBack 沥青性质对粘结力的影响： 沥沥青粘结结性（粘度）
13、粘聚力C抗 剪强度 沥沥青与矿矿料相互作用 矿矿粉对对涂敷于周围围的沥沥青分子有吸附作用 靠近界面处处粘度 扩扩散溶剂剂化膜(10um) (图图 9.2.2) 膜内结构沥青：粘度高 C大 膜外自由沥青：粘度小 C小 影响影响 和和C C的因素的因素 图图9.2.2 9.2.2 沥青和矿粉相互作用的结构示意图沥青和矿粉相互作用的结构示意图 矿料比面及沥青用量的影响矿料比面及沥青用量的影响 l矿料比面（单位质量矿料的表面积）影响: 沥沥青用量一定，矿矿料比面结结构沥沥青多C l沥沥青用量的影响： 当沥沥青/矿矿料一定时时，沥沥青用量（q）= 沥青用量(q)(%) C 图图 9.2.3 9.2.3
14、沥青用量沥青用量q q -C-C及及q-q-关系图关系图 矿料化学性质的影响矿料化学性质的影响 矿料矿料化学性质不同 碱 性 SiO252% 中 性 SiO2 =52%-65% 酸 性 SiO2 65% 矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质 起重要的作用起重要的作用( (表表9.2.2)9.2.2) 矿质矿质 混合料 名称 干燥抗压压强 度 (KN) 浸水后抗压压 强度（KN） 浸水后强度 降低（%） 石灰石质质205818938.01 石英石质质117691722.08 表9.2.2 矿料化学性质的影响矿料化学性质的影响 原因分析：原因分析： 碱性石料
15、与沥青酸酐产生化学吸附碱性石料与沥青酸酐产生化学吸附形成的吸形成的吸 附溶剂化膜发育完善附溶剂化膜发育完善C C大大混合料强度高；混合料强度高； 酸性石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完酸性石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完 善善C C小小混合料强度低。混合料强度低。 矿料级配、粒径、表面性形状特征的影矿料级配、粒径、表面性形状特征的影 响响 级配： 连续级配 粘聚力C及内摩阻角均小 间断级配 粘聚力C及内摩阻角均大 粒径: 粒径D内摩阻角 粒形及粗糙度: 近似正方形且粗糙有棱角C及大大 结论结论 : 应选应选 用粗大、均匀、粗糙集料 其他：其他：温度C vv高温稳定高温稳定 性性 vv低温抗裂低温抗裂 性性 vv耐久性耐久性 vv抗滑性抗滑性 vv施工和易施工和易 性性 第第 九九 章章 BackBack 9.3 9.3 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质 定义：定义： 沥青混合料在高温条件下 ，承受多次重复荷载不产 生过大的累积塑性变形的 性质。经长期荷载作用不 产生车辙、波浪等现象的 性质。 影响因素影响因素： 沥沥青粘度、沥沥青与石料 相互作用特征、矿矿料性质质 。 高高 温温 稳稳 定定 性性 试验 方法 辙试验 三轴试验法 维姆稳定度法 马歇尔试验 低低 温温 抗抗 裂裂 性性 定义定义： 温度较低时沥青混合
