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1、第8章 沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 8.1 概述 刚性路面:水泥混凝土路面（水泥混凝土） 道路路面 柔性路面:沥青路面（沥青混合料) 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 Ten Year Old SMA 10年的SMA路面 土 木 工 程 系 PAVED WITH REGULAR MIX, AGE 2 YEAR 使用一般混合料铺面 土 木 工 程 系 8.1.1 基本概念 （1）沥青混合料: 矿质混合料 + 粘结材料 沥青混合料 (粗集料+细集料+填料）（沥青） （适当比例拌和） 通常定义: 沥青混合料为沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称 第8章 沥沥青混合
2、料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 沥沥青混凝土混合料（Asphalt concrete mixture) : 由适当比例的粗集料、细细集料及填料与沥沥青在严严格控制条 件下拌和而成的沥沥青混合料,简简称AC。 沥沥青碎石混合料（Asphalt macadan mixture）： 由适当比例的粗集料、细细集料及填料（或不加填料）与沥沥 青拌和而成的沥沥青混合料,简简称AM 。 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 l 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 8.1.2 分类
3、（1）按结合料分类：石油沥青混合料 煤沥青混合料 （2）按沥青混合料施工的拌制和摊铺温度分类： 热拌热铺沥青混合料 常温沥青混合料 （3）按矿质集料级配类型分类： 连续级配沥青混合料 间断级配沥青混合料 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 (4)按混合料密实度分类： 开级级配沥沥青混凝土混合料：连续连续 型级级配混合料，粒径递递减 系 数较较大，空隙率大于15% 密级级配沥沥青混凝土混合料：连续连续 型密级级配沥沥青混合料，粒径 递递减系数较较小，空隙率小于10% 半开级级配沥沥青混合料：空隙率介于密级级配和开级级配之间间， 为为 10%15%。 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系
4、 第8章 沥沥青混合料 100 0 50 0.08 0.31.184.7519 间断级配 开级配 密级配 三种类型矿料级配曲线 土 木 工 程 系 （5）按最大粒径分类 粗粒式沥青混合料：集料最大粒径等于或大于26.5mm 中粒式沥青混合料：集料最大粒径为16mm或19mm 细粒式沥青混合料：集料最大粒径为9.5mm或13.2mm 砂粒式沥青混合料（沥青石屑或沥青砂）：集料最大粒径 等于或小于4.75mm 特粗式沥沥青碎石混合料：集料最大粒径37.5mm以上。 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 Pavement Structure路面结构 40 mm Surfac
5、e / PG 88-10 75 mm Open Graded PG 82-16 75 mm Base PG 64-22 150 mm drain 400 mm Lime modified Soil 土 木 工 程 系 8.2 热拌沥青混合料 8.2.1 沥青混合料的组成结构和强度形成原理 1.沥青混合料的组成结构 沥青混合料的组成结构通常按其矿质混合料的组成分为三种结构类型 （1）悬浮-密实结构:连续型密级配 （2）骨架-空隙结构:连续型开级配 （3）密实-骨架结构:间断型密级配 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 100 0 三种类型矿料级配曲线 50 0.08
6、0.31.184.7519 间断级配 开级配 密级配 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 图8.1 沥青混合料结构组成示意图 a) 悬浮-密实结构；b) 骨架-空隙结构；c) 密实-骨架结构 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 l沥青混合料的结构 Active Particles 颗粒 Voids 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 l沥青混合料的结构 Voids 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 2.沥青混合料的强度形成原理 第8章 沥沥青混合料 （1）沥青路面的主要破坏形式 高温产生车辙高温时由于抗剪强
7、度不足或塑性变形 过大而产生推挤等现象 低温出现现裂缝缝由于低温时抗拉强度不足或变形能 力 较差而产生裂缝现象 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 （2）强度理论：要求沥青混合料在高温时必须具有一定的 抗剪强度和抵抗变形的能力。 沥青混合料的抗剪强度主要取决于: 粘聚力和内摩擦角两个参数 第8章 沥沥青混合料 式中：沥青混合料的抗剪强度，MPa； c 沥青混合料的粘聚力， MPa； 沥沥青混合料的内摩擦角，rad。 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 摩尔库仑包络线： =c+tg c 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 悬浮-密实结构:较高的粘聚力C，较低
8、的内摩擦角， 骨架-空隙结构:较低的粘聚力C，较高的内摩擦角， 密实-骨架结构:较高的粘聚力C，较高的内摩擦角， 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 l TRUCKING OPERATIONS Begin with One Truck on September 2, 2003 Phase in All Trucks by October 1, 2003 Target Completion by September 30, 2005 汽车载荷试验 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 l2003 RESEARCH PLAN2003 Struct
9、ural Experiment结构试验 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 STRUCTURAL SECTION LAYOUT 6英寸厚的密级配碎石基 层 最佳沥青含量下的改性 沥青混合料 最佳沥青含量+05%情况下 的改性沥青混合料 土 木 工 程 系 Strain Gauges Between HMA Layers 在HMA层面之间安装应变仪 土 木 工 程 系 Layout of Gauges仪器布置 Pressure Cells压力盒 Strain Gauges应变仪 土 木 工 程 系 Completed Instrumentation 完工的仪器站 Gauge Locatio
10、ns 仪器位置 Data Collection Box 数据采集器 Solar Power太阳能 土 木 工 程 系 （3）影响沥青混合料抗剪强度的因素 1）影响沥青混合料抗剪强度的内因 沥青粘度的影响： 沥青混合料的粘聚力随沥青粘度的增加而增加， 同时内摩擦角稍有提高。 沥青与矿料化学性质的影响： 沥青与矿料相互作用与沥青的化学性质和矿粉性质 有关。 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 图8.2 沥青在矿粉表面重排结构示意图 土 木 工 程 系 第8章 沥沥青混合料 当矿矿粉颗颗粒之间间由结结构沥沥青膜所联结联结 时： 可以获获得更大的粘聚力。 若颗颗粒之间间是自
11、由沥沥青所联结联结 时： 则则具有较较小的粘聚力。 沥青用量的影响： 土 木 工 程 系 不同沥青用量时的沥青混合料结构和C，值变化示意图 a) 沥沥青用量不足；b) 沥沥青用量适中；c) 沥沥青用量过过量 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 矿料比表面积的影响： 矿料的比表面积越大，形成的沥青 膜越薄，结构沥青所占的比例越大，凝 聚力越大。 第8章 沥沥青混合料 土 木 工 程 系 矿质集料的级配类型、粒度、表面性质的影响 lSurface (5 to 8 cm) renewed every 15 to 20 years 每15年更新58cm的面层 lStructure designed to last 50 years 使用寿命期为50年的路面结构设计 第8章
