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1、沥青路面 试验检测技术铜合高速总监办中心试验室 2013年3月主要内容 一、沥青路面简介 1、概述 2、沥青路面基本特性 二、新建沥青路面试验检测技术 1、沥青 2、集料（矿料） 3、纤维稳定剂 4、沥青混合料 5、沥青混合料的质量检验 6、沥青路面现场检测 三、营运沥青路面养护检测技术一、沥青路面简介 1、概述 2、沥青路面基本特性 （1）力学特性 （2）温度特性 （3）水稳定性 （4）抗滑性能1、概述沥青路面具有行车平稳、舒适、噪音低、养护维修方便、可以再生利用等特点，在各类公路和城市道路，尤其是高速公路中得到广泛应用。沥青路面应满足行车安全、舒适、使用寿命长等要求，需具备足够承载能力、良
2、好抗疲劳性、高温稳定性、低温抗裂性、表面抗滑性等特点。沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。由于沥青路面使用沥青结合料，因而增强了矿料间的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到提高。1、概述与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪音低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点，因而获得越来越广泛的应用。沥青路面属柔性路面，其强度与稳定性在很大程度上取决于土基和基层的特性。沥青路面的抗弯强度较低，因而要求路面的基础应具有足够的强度和稳定性，所以，在施工时必须掌握路基土的特性进行充分的压实
3、。1、概述在低温时，沥青路面的抗变形能力很低，在寒冷地区为了防止土基的不均匀冻胀而使沥青路面开裂，需设置防冻层。沥青路面修筑后，由于它的透水性小，从而土基和基层内的水分难以排出，在潮湿路段易发生土基和基层变软，导致路面破坏。因此，必须提高基层的水稳性，尽可能采用结合料处治的整体性基层。对交通量较大的路段，为使沥青路面具有一定的抗弯拉和抗疲劳开裂的能力，宜在沥青面层下设置沥青混合料的联结层。采用较薄的沥青面层时，特别是在旧路面上加铺面层时，要采取措施加强面层与基层之间的粘结，以防止水平力作用而引起沥青面层的剥落、推挤、拥包等破坏。2、沥青路面基本特性 （1）力学特性-抗剪强度采用三轴剪切试验来确
4、定其粘结力c和内摩阻角。沥青混合料的抗剪强度主要取决于沥青与矿料相互作用而产生的粘结力，以及矿料在沥青混合料中相互嵌挤而产生的内摩阻角。粘结力取决于许多因素，重要是沥青的粘滞度，沥青含量与矿粉含量的比值，以及沥青与矿料相互作用的特性。矿料的级配、颗粒的形状和表面特性都会对沥青混合料的内摩阻力产生影响。2、沥青路面基本特性 （1）力学特性-抗拉强度沥青混合料的抗拉强度可采用直接拉伸试验或间接劈裂试验拉伸试验，目前大多采用后者进行试验，以检验其性能。沥青混合料在低温下的抗拉强度同沥青的性质、沥青含量、矿质混合料的级配、测试时的温度等因素有关。2、沥青路面基本特性 （1）力学特性-抗弯拉强度在行车重
5、复荷载的作用下，往往因路面弯曲而产生开裂破坏，因此，必须验算沥青混合料的抗弯拉强度。其抗弯拉强度取决于所用材料的性质（沥青的性质、沥青的用量、矿料的性质、混合料的均匀性）及结构破坏过程的加荷状况（重复次数、应力增长速度等），此外，温度状况对抗弯拉强度也有较大的影响。2、沥青路面基本特性 （1）力学特性-应力、应变特性沥青路面的承载能力，主要用以平衡车辆荷载反复作用下在路面结构层所产生的过量应力而引起的路面破坏。沥青混合料是一种弹性粘塑性材料，在应力应变关系中呈现出不同的性质。有时仅呈现弹性性质，有时则主要呈现粘塑性性质。在大多数情况下，几乎同时综合呈现上述性质。蠕变、松弛。2、沥青路面基本特性
6、 （1）力学特性-沥青混合料的疲劳特性 沥青路面在其设计使用年限内，应能承受大量行车荷载的反复作用而不致过早地产生疲劳破坏。影响沥青混合料疲劳寿命的主要因素：沥青混合料的压实度、劲度、沥青含量、集料特性（矿料级配、矿料表面、纹理和形状）、温度、（指确定沥青混合料劲度模量时的温度）和进行 疲劳试验的加荷速度。2、沥青路面基本特性 （2）温度特性-高温稳定性高温稳定性是指沥青混合料抵抗车辆反复压缩变形及侧向流动的能力。a：取决于矿料骨架，尤其是粗集料的相互嵌挤作用及集料的级配；b：沥青结合料的性质与用量也起到阻碍混合料发生剪切变形的牵制作用。影响因素：沥青和矿料的性质及其相互作用的特性，矿料的级配
7、组成等。一般是通过车辙试验来表征其高温稳定性动稳定度。2、沥青路面基本特性 （2）温度特性-低温抗裂性沥青混合料的低温抗裂性主要取决于：（1）沥青结合料的低温拉伸变形能力；（2）沥青混合料的温度收缩系数、抗拉强度、劲度模量等。影响因素：路面所用沥青材料的性质，当地的气温状况、沥青的老化程度、路基的种类、路面层次的厚度、沥青面层与基层的粘着状况、基层所用材料的特性、行车的状况等。2、沥青路面基本特性 （3） 沥青路面的水稳定性 一般采用沥青混合料的残留稳定度和沥青与矿料的粘结力试验来判定，对于寒冷地区还应进行冻融劈裂残留强度试验来检验其水稳定性。 （4）沥青路面的抗滑性能影响抗滑性能的主要因素有
8、：微观构造、宏观构造、防止滑溜性污染。微观构造与沥青混合料中矿料的磨光值PSV有关，与表面层的级配及结构类型有关。宏观构造与沥青路面表面层的结构、平整度、空隙率等有关。二、新建沥青路面试验检测技术 1、沥青 2、集料（矿料） 3、纤维稳定剂 4、沥青混合料 5、沥青混合料的质量检验 6、沥青路面现场检测1、沥青1.1 沥青的基本概念1.2 沥青取样方法1.3 沥青检验频率1.4 沥青试验指标1.5 沥青试验技术指标的定义及含义1.6 石油沥青八大指标1.7 沥青粘度1.8 沥青试验中的常见问题1.1 沥青的基本概念 沥青概述 沥青材料是以沥青为主要成分的一种有机结合料。沥青是由天然出产或各种有
9、机物经热加工后得到的产品，它是由多种化学成分极其复杂的烃类所组成。这些烃类为一些带有不同长短侧链的高度缩合的环烷烃和芳环烃以及这些烃类的非金属元素（氧、氮、硫）的衍生物，有时还含有带有一些微量金属元素（钒、镍、锰、铁）的烃类等。它们几乎完全能溶于二硫化碳等有机溶剂。外观颜色呈黑色以至黑褐色。在常温时可为液态、半固态或固态1.1 沥青的基本概念 沥青：黑色到暗褐色的固态或半固态粘稠状物质，由自然形成或人工制造而得，主要为高分子的烃类和非烃类所组成。 沥青结合料：在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料（含添加的外掺剂、改性剂等）的总称。 乳化沥青：石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工值得
10、的均匀沥青产品，也称沥青乳液。 液体沥青：用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品，也称轻制沥青或稀释沥青。1.1 沥青的基本概念 改性沥青：掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉，或者其他材料等外掺剂（改性剂）制成的沥青结合料，从而使沥青或沥青混合料的性能得以改善。 改性乳化沥青：在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物乳胶，或将聚合物乳胶与乳化沥青成品混合，或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。 天然沥青：石油在自然界长期受地壳挤压、变化，并与空气、水接触逐渐变化而形成的，以天然状态存在的石油沥青，其中常混有一定比例的矿物质。按形成的环境可以分为湖沥青、岩
11、沥青、海底沥青、油页岩等。1.1 沥青的基本概念 沥青的主要类型 沥青按其在自然界中获得的方式，可分为地沥青和焦油沥青 两大类 地沥青：是由天然产状或石油精制加工得到，以“沥青”占 绝对优势成分的沥青材料。按其产源又可分为s 石油沥青：是弥散于石油胶体中的沥青，经各种石油 精制加工而得到的产品。最常得到的有直溜沥青、氧 化沥青、裂化沥青、溶剂脱沥青、调和沥青等。还可 加工而得到控制沥青、乳化沥青等。s 天然沥青：是石油在自然条件下，长时间受各种自然 因素作用，形成以纯粹沥青成分存在（如地沥青砂、 地沥青岩）。前者可直接使用，后者可作为混合料使 用，也可用水熬煮或溶剂抽提得纯地沥青后使用。1.1
12、 沥青的基本概念 焦油沥青（Tar）（煤沥青）：是各种有机物（煤、泥炭 、木材等）干馏加工得到的焦油经再加工所得的沥青，故 称为焦油沥青。焦油沥青（Tar）（煤沥青）按其加工的有机 物名称而命名，如由煤干馏所得的煤焦油，经再加工所得的 沥青即称为煤沥青 以上各类沥青，可以归纳如下天然地沥青 地沥青 石油地沥青 煤沥青 沥青 木沥青焦油沥青 页岩沥青1.1 沥青的基本概念页岩沥青按其技术性质接近石油沥青，按其生产工艺则接近焦油 沥青，目前分类暂属焦油沥青类；以上这些类型的沥青中，在道路建筑中最常用的主要是石油沥青 和煤沥青两类，其次是天然沥青，我国也有较大储量。乳化沥青：将粘稠沥青加热至流动状态
13、，经机械力的作用而形成 微滴（粒径约为 2m 5m）分散在有乳化剂稳定剂的水中， 由于乳化剂稳定剂的作用而形成均匀稳定的乳状液。又称沥青乳液，简称乳液。改性沥青：是采用各种措施使沥青的性能得到改善的沥青。这些 措施主要为掺加改性剂，改性剂主要为高聚物，其它材料如硫磺 、碳黑等材料也可作为沥青改性剂使用。1.1 沥青的基本概念建筑石油沥青 适用于建筑屋面和地下防水的胶结材料及制造涂料、油毡和防腐材料等。按针入度不同分为10号、30号二个牌号。道路石油沥青 用于铺筑道路，也可用于屋面防水及制造油毡纸和绝缘材料。按针入度分为160号、130号、110号、90号、 70号、 50号、 30号等七个牌号
14、。1.2 沥青的取样方法取样数量 粘稠沥青和固体沥青不少于1.5kg，液体沥青不少于1L，乳化沥青不少于4L。从贮油罐中取样注意事项 无搅拌设备的贮油罐：将液面高度三等分取样，也可在流出口按不同流出深度分3次取样。可将3各样品混匀试验，也可分3次试验。 有搅拌设备的贮油罐：从中部取样。1.2 沥青的取样方法 从槽车、罐车、沥青洒布车中取样注意事项 有取样阀时：待流出4kg或4L后再取样 只有放料阀时：待放出一半沥青后再取样 从顶盖处取样：用取样器从中部取样 在装料或卸料过程中取样注意事项 按时间间隔均匀地分3次取样，可以混匀进行试验，也可分别进行试验 从沥青贮存池中取样注意事项 经管道或沥青泵
15、流至加热锅之后取样，分间隔至少取3各样品，可以混匀进行试验，也可分别进行试验1.2 沥青的取样方法 从沥青运输船取样 到港后，从每个仓3个不同部位取样，混匀后作为1个仓的样品进行试验 卸油过程中，根据卸油量，大体均匀分3次间隔取样，混匀后 作为1个的样品进行试验 从沥青桶中取样 确认为一批产品时，可随机取样。不能确认是同一批产品时 ，按下表规定或总桶数的立方根数随机选出沥青桶数 将桶加热至所有沥青熔化成流体后，按罐车取样方法取样 若沥青桶不便加热熔化，亦可在桶高的中部距桶壁5cm以上的内部凿取1.2 沥青的取样方法沥青桶总数选取桶数沥青桶总数选取桶数28221734379273344512828644513729965125573010001012621661001133111选取沥青样品桶数1.2 沥青的取样方法 固体沥青取样 从桶、袋、箱装或散装整块中取样，应在表面以下及容器侧 面以内至少5cm处取样 能够打碎的沥青，打碎后取中间部分 软塑沥青，用干净热工具切割 试样的保护与存放 液体沥青、乳化沥青可用塑料桶或金属桶存放，但要加盖密 封 其他沥青必须存放在密封的金属容器中 样品应在阴凉干净处保存 冬季，乳化沥青取样要注意保温 沥青加热次数应尽可能少，一般不应超过2次1.3 沥青检验频率在施工过程
