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1、第六章 沥青混合料,概 述 沥青混合料的概念与定义 第一节 热拌沥青混合料 第二节 其它沥青混合料,主要内容：沥青混合料组成结构、强度理论 重点内容：组成结构类型影响抗剪强度因素 难 点：结构沥青的形成及对沥青混合料抗剪强度的影响 要 求：掌握组成结构类型结构沥青的形成及对沥青混合料抗剪强度的影响沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响对其他影响因素有一定的了解 参考资料：道路建筑材料严家伋沥青及沥青混合料张南鹭,本课纲要,概述 沥青混合料的概念与定义,按我国现行国家标准沥青路面施工及验收规范（GB92-93）对沥青混合料定义和分类如下： （一）定义沥青混合料是沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称
2、。 （1）沥青混凝土混合料（简称AC）由适当比例的粗集料、细集料及填料与沥青在严格控制条件下拌和的沥青混合料。（2）沥青碎石混合料（简称AM）由适当比例的粗集料、细集料、及填料（或不加填料）与沥青拌和的沥青混合料。,（二）沥青混合料的分类1按结合料分类（1）石油沥青混合料 （2）煤沥青混合料以煤沥青为结合料的沥青混合料。2按施工温度分类（沥青混合料拌制和摊铺温度）（1）热拌热铺沥青混合料（2）常温沥青混合料3按矿质混合料级配类型分类（1）连续级配沥青混合料（2）间断级配沥青混合料,4按混合料密实度分类（1）密级配沥青混凝土混合料 型沥青混凝土混合料： 剩余空隙率36；型沥青混凝土混合料： 剩余
3、空隙率410。（2）开级配沥青混凝土混合料 剩余空隙率大于15。（3）亦有将剩余空隙率介于密级配和开级配之间的（即剩余空隙率1015）混合料称为半开级配沥青混合料。,5按最大粒径分类沥青混凝土混合料的集料最大粒径可分为下列 4 类：（1）粗粒式沥青混合料（2）中粒式沥青混合料（3）细粒式沥青混合料（4）砂粒式沥青混合料,第一节 热拌沥青混合料,一、沥青混合料的组成结构和强度理论 二、沥青混合料的技术性质 三、沥青混合料的技术标准 四、沥青混合料组成材料 五、沥青混合料配合比设计,定义： 热拌沥青混合料人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成，用保温运输工具运送至施工现场，并在热态
4、下进行摊铺和压实的混合料。,一、沥青混合料的组成结构和强度理论,（一）沥青混合科的组成结构 （二）沥青混合料的强度理论,（一）沥青混合科的组成结构1.悬浮密实结构连续密级配的沥青混合料 力学特点粗集料少，不能形成骨架 粘聚力C大，内摩擦角小；2.骨架空隙结构 连续开级配的沥青混合料 细集料少，不能填充集料间空隙 C小，大3.骨架密实结构 间断密级配的沥青混合料， 中间集料少，既有足够的粗集料 形成骨架，又有细集料填充其间的空隙 C大，大,T,（二）沥青混合料的强度理论 用沥青混合料铺筑的路面产生破坏的主要原因 夏季高温时的抗剪强度不足和塑性变形过剩 冬季低温时的抗拉强度不好和抵抗变形能力过差引
5、起 试验表明：沥青混合料的抗剪强度决定于沥青混合料的内摩擦角和粘聚力C。,1.影响沥青混合料内摩擦角的因素 （1）沥青的粘度对沥青混合料抗剪强度的影响 通常情况下，沥青的粘度越大，沥青混合料抗剪强度越高 （2）沥青与矿料化学性质对沥青混合料抗剪强度的影响 结构沥青：沥青与矿粉交互作用后，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，沥青在矿粉表面形成一层扩散溶剂化膜，此膜以内的沥青为结构沥青。 自由沥青 沥青在沥青混合料中以两种形式存在，一种为结构沥青，一种为自由沥青。 （3）矿料比表面对沥青混合料抗剪强度的影响 比表面越大，一定沥青用量条件下，沥青在矿料表面膜层薄，矿料间以结构沥青联结的机会就大，沥
6、青混合料抗剪强度高。,（4）沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响沥青用量过少，沥青不足以包裹矿粉表面，矿粉间不能完全地靠沥青薄膜联结，因而沥青混合料的粘聚力很差。随着沥青用量的增加，结构沥青的数量不断增多，混合料的粘聚力也不断提高，当沥青用量达到一定程度时，形成的结构沥青数量最多，混合料的粘聚力达到最大。此时沥青用量为最佳用量。随着沥青用量的继续增加，多余的沥青，将矿粉颗粒推开，在颗粒间形成未与矿粉作用的自由沥青，混合料的粘聚力开始逐渐降低。当然，少量自由沥青的存在也是必要的，它可以增加沥青混合料的塑性，减少沥青路面的开裂。 （5）矿料的级配、表面性质、粒度等对沥青混合料抗剪强度的影响 表面粗糙
7、有棱角且接近正立方体时，沥青混合料抗剪强度高。,注： （1）沥青在沥青混合料中以两种形式存在：自由沥青结构沥青 （2）碱性矿粉更容易形成结构沥青,思考题：1. 沥青混合料有哪三种结构类型？主要表现出来的力学特性是什么？ 2. 结构沥青是如何形成的？结构沥青是如何影响沥青混合料抗剪强度的？ 3. 沥青在沥青混合料中以哪两种形式存在？ 4. 什么是沥青最佳用量？,END THANK YOU！,沥青混合料的三种结构类型,结构沥青的形成,R,沥青与矿料的性质对沥青混合料抗剪强度的影响,R,沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响,R,主要内容：沥青混合料技术性质与技术标准组成材料技术要求 重点内容：高温稳定
8、性施工中对沥青材料的选择 难 点：高温稳定性的影响因素及评定 要 求：掌握五大技术性质掌握高温稳定性的评定指标及提高措施掌握施工中对沥青材料的选择对组成材料对沥青混合料的影响有一定的了解 参考资料：道路建筑材料严家伋沥青及沥青混合料张南鹭,二、沥青混合料的技术性质 （一）高温稳定性沥青混合料的高温稳定性是指混合料在高温情况下，承受外力不断作用，抵抗永久变形的能力。 评定指标：马歇尔试验：稳定度，流值车辙试验：动稳定度 影响沥青混合料高温稳定性的主要因素： 沥青的用量， 沥青的粘度， 矿料的级配， 矿料的尺寸、形状等。,提高措施： （1）提高粘聚力：采用高稠度沥青；控制沥青最佳用量采用碱性矿粉；
9、掺外掺剂 （2）提高内摩擦角：增加粗集料用量采用表面粗糙有棱角的集料等,（二）低温抗裂性沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降，路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用，因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。 沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。混合料的低温脆化是指其在低温条件下，变形能力降低。一般通过不同温度下小梁弯拉破坏试验来反映。低温缩裂通常是由于材料本身的抗拉强度不足而造成的。目前，比较科学的方法是采用能量法来评定。对于温度疲劳，可以模拟温度循环进行疲劳破坏，但由于其试验条件要求较高，故改用低频疲劳试验代替。,
10、（三）耐久性沥青混合科的耐久性是指其在外界各种因素（如阳光、空气、水、车辆荷载等）的长期作用下，仍能基本保持原有的性能。 影响沥青混合料耐久性的主要因素有：沥青与骨料的性质、沥青的用量、沥青混合料的压实度与空隙率等。目前，一般采用马歇尔试验来评价沥青混合料的耐久性。测定沥青混合料试件的空隙率、饱和度、残留稳定度等，这些指标均应达到规范的要求，才能说明沥青混合料的耐久性合格。,（四）抗滑性随着车辆行驶速度的增加，路面的抗滑性显得尤为重要，为了提高路面的抗滑性，必须增加路面的粗糙度，因而对于面层集料应选用质地坚硬，具有棱角的碎石。骨料的颗粒适当大些，沥青用量少些，并对沥青中含蜡量进行严格控制，都可
11、以提高路面的抗滑性。测定路面抗滑性的指标有路面摩擦系数和构造深度。摩擦系数和构造深度越大，说明路面的抗滑性越好。,（五）施工和易性沥青混合料除了具备上述技术性质外，还应具备施工和易性才能顺利地进行施工作业。影响混合料施工和易性的主要因素是矿料级配和沥青用量。合理的矿料级配，使沥青混合料之间拌和均匀，不致产生离析现象，适量的沥青用量，可以避免混合料疏松或结团现象，另外，气候情况，机械性能，施工能力等外部条件也会不同程度地影响施工和易性。目前，评价施工和易性还没有一个定量的指标，只能凭经验来目估。,三、沥青混合料的技术标准（一）稳定度 马歇尔稳定度是评价沥青混合料高温稳定性的指标。 将沥青混合料按
12、一定的比例混合并拌匀，采用人工或机械击实的方法制成圆柱形试件（直径101.60.25mm，高63.51.3mm），再将试件置于601的恒温水槽中保温3040min（对粘稠石油沥青），然后，把试件置于马歇尔试验仪上，以505mmmin的速度加荷，至试验荷载达到最大值，此时的最大荷载即为稳定度（MS），以N计。残留稳定度是反映沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力。浸水马歇尔稳定度试验方法与马歇尔试验基本相同，只是将试件在601恒温水槽中保温48h，然后，再测定其稳定度，浸水后的稳定度与标准马歇尔稳定度的百分比即为残留稳定度。,（二）流值流值是评价沥青混合料抗塑性变形能力的指标。在马歇尔稳定度试验时，
13、当试件达到最大荷载时，其压缩变形值，也就是此时流值表上的读数，即为流值（FL），以0.1mm计。,（三）空隙率空隙率是评价沥青混合料压实程度的指标。空隙率的大小，直接影响沥青混合料的技术性质，空隙率大的沥青混合料，其抗滑性和高温稳定性都比较好，但其抗渗性和耐久性明显降低，而且对强度也有影响。沥青混合料的空隙率是指空隙的体积占沥青混合料总体积的百分率，它是由理论密度和实测密度求得。,1.沥青混合料试件的实测密度对于密实的沥青混凝土试件，其集料的吸水率不大时，采用水中重法测定。式中： 试件实测密度，g/cm3;干燥试件的空气中质量；g；试件的水中质量，g；常温水的密度（1g/cm3）。,对于表面较
14、粗但较密实的沥青混凝土试件，其吸水率小于2时，采用表干法测定。式中： 试件的表干质量，g；意义同前。,对于吸水率大于2的沥青混凝土试件，采用蜡封法测定。式中： 蜡封试件的空气中质量，g；蜡封试件的水中质量，g；常温下石蜡与水的相对密度；意义同前。,2.沥青混合料试件的理论密度假定沥青混合料压至绝对密实，而不考虑其内部空隙时试件的密度为理论密度。 （1）油石比（沥青与矿料的质量比）计算时，试件理论密度为式中： 理论密度，g/cm3;各种矿料的配合比（）（矿料总和为）；各种矿料相对密度；油石比，；沥青的相对密度；常温水的密度，g/cm3。,（2）采用沥青含量（沥青质量占沥青混合料总质量的百分率）计
15、算时，试件理论密度为：式中： 各种矿料的配合比（）（矿料与沥青之和为）；沥青含量，；意义同前。,沥青混合料试件的空隙率式中： 试件的空隙率，；试件的理论密度，g/cm3;试件的实测密度，g/cm3。,（四）沥青混合料试件的饱和度沥青混合料试件的饱和度也称沥青填隙率，即沥青体积与矿料空隙体积的百分率。饱和度过小，沥青难以充分裹覆矿料，影响沥青混合料的粘聚性，降低沥青混凝土耐久性；饱和度过大，减少了沥青混凝土的空隙率，防碍夏季沥青体积膨胀，引起路面泛油，降低沥青混凝土的高温稳定性，因此，沥青混合料要有适当的饱和度。式中： 试件的沥青饱和度，；矿料间隙率，；试件的沥青体积百分率，；试件空隙率，。,沥青体积百分率是指沥青体积占试件体积的百分率。（1）当试件采用油石比计算时，沥青体积百分率式中： 意义同前。（2）当试件采用沥青含量计算时，沥青体积百分率式中： 意义同前。,我国的现行标准沥青路面施工与验收规范（GBJ92-93）对热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准有规定，见教材。,
