《土木工程材料 教学课件 ppt 作者 张思梅第6章 沥青、防水材料与沥青混合料6.3 沥青混合料》由会员分享，可在线阅读，更多相关《土木工程材料 教学课件 ppt 作者 张思梅第6章 沥青、防水材料与沥青混合料6.3 沥青混合料（28页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、6.3 沥青混合料 沥青混合料是由沥青和矿质材料(砂、石子、填充料等)在加热或常温时按适当比例配制而成的混合料的总称。 沥青混合料中矿质混合料（简称矿料）起骨架作用，沥青与填料起胶结与填充作用。沥青混合料经摊铺、压实成型后成为沥青路面，是现代道路路面结构的主要材料之一。它具有良好的力学性能和路用性能。,（1）良好的力学性能沥青混合料是弹塑性体，无须设置施工缝、伸缩缝，路面平整且有弹性、减震吸声，行车舒适。 （2）良好的抗滑性能平整且有一定的粗糙度，不反光，行车安全。 （3）施工方便，速度快可全部采用机械化施工，有利于施工质量控制，施工后即可开放交通；便于分期修建和再生利用（对原先的沥青混合料，
2、可以运用现代技术再生利用，节约原材料）。 （4）高温稳定性和低温抗裂性不足。,6.3.1 沥青混合料的分类 沥青混合料常以集料的最大粒径、压实后的密实度及施工方法分成不同种类。 1按集料最大粒径分：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式。 2按压实后的密实度分：密级配沥青混凝土混合料、半开级配沥青混合料、开级配沥青混合料,3按使用方法分 （1）热拌热铺沥青混合料 采用粘稠沥青作为结合料，需要将沥青与矿料在热态下拌合、热态下铺筑施工的沥青混合料。这种沥青混合料的质量较高，道路路面及水工建筑的防水结构多采用这种沥青混合料。 （2）常温沥青混合料 采用乳化沥青或液体沥青与矿料在常温状态下拌和、铺筑的
3、沥青混合料。此法施工方便，但要消耗大量的有机稀释剂，土木工程中应用较少，常用于维修工程。,6.3.2 沥青混凝土的技术性质 1施工的和易性 （1）定义：沥青混合料应具备良好的施工和易性，使混合料在拌和、摊铺与碾压过程中，集料颗粒保持分布均匀，表面被沥青膜完整的裹覆，并能被压实到规定的密度。 （2）影响因素：混合料的级配情况 ；沥青用量 ；矿粉质量；施工条件。,2高温稳定性 （1）定义：是指沥青混合料在夏季高温（一般指温度60）条件下，经车辆荷载的长期重复作用后，而不产生车辙和波浪等病害的性能。 （2）检测方法与评价指标： 1）马歇尔稳定度试验（包括稳定度、流值、马歇尔模数）来评价沥青混合料的高
4、温稳定性 2）车辙试验：动稳定度,马歇尔稳定度试验方法用于测定沥青混合料试件的破坏荷载和抗变形能力。稳定度（MS）是指试件受压至破坏时承受的最大荷载，以KN计，准确至0.01KN。流值（FL）是达到最大破坏荷载时试件的垂直变形，以计，准确至0.1mm计。,车辙试验是一种模拟车辆轮胎在路面上滚动形成车辙的工程试验方法，测定的是动稳定度，沥青混合料的动稳定度是指标准试件在规定温度下，一定荷载的试验车轮在同一轨迹上，在一定时间内反复行走（形成一定的车辙深度）产生1mm变形所需的行走次数。 对高速公路和城市快速路不应小于800次/mm，对一级公路及城市主干路不应小于600次/mm。,3低温抗裂性 沥青
5、路面在高温时变形能力较强，低温时较差，主要是温度应力作用的结果。当温度应力超过沥青混合料的允许应力值时，沥青混合料被拉裂，导致沥青路面出现裂缝造成路面的损坏。为提高沥青低温抗裂性能，使用稠度较低、温度敏感性较低的沥青，可提高沥青路面的低温抗裂性能。沥青材料的老化使其低温性能恶化，故为了提高沥青路面的低温抗裂性能，应选用抗老化较强的沥青。,4耐久性 （1）定义：是指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力，它包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性、抗疲劳性等综合性质。 （2）影响因素：沥青的化学性质、矿料的矿物成分、沥青混合料的组成结构等,5抗滑性 （1）定义：沥青路面的抗滑性能是
6、一项重要的路用性能。在高等级公路行车速度高的情况下，保证路面有足够的粗糙度，增强抗滑性是非常重要的。 （2）影响因素：矿质混合料的质量、沥青用量等,6.3.3 沥青混合料的技术标准 1热拌沥青马歇尔试验技术标准（见表6-13、表6-14） 2沥青混合料的高温稳定性指标（见表6-15） 3沥青混合料的水稳定性指标 （见表6-17）,6.3.4 沥青混合料组成材料的技术要求 沥青混合料的技术性质决定于组成材料的性质、组成配合的比例和混合料的制备工艺等因素。为保证沥青混合料的技术性质，首先应正确选择符合质量要求的组成材料。沥青混合料主要组成材料有沥青、粗集料、细集料、填料。,1沥青 通常较热的气候区
7、、较繁重的交通、细粒式或砂砾式沥青混合料，则应采用稠度较高的沥青；反之，则应采用稠度较低的沥青。在其他配料条件相同的情况下，较粘稠的沥青配制的混合料，具有较高的力学强度和稳定性，但如果稠度过高，则沥青混合料的低温变形能力较差，沥青路面容易产生裂缝。,2粗集料 沥青混合料所用粗集料，可以采用碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等。粗集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并具有足够的强度和耐磨耗性 3细集料 用于拌制沥青混合料的细集料，可以采用优质的天然砂、机制砂或石屑。 4填料 沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强碱性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。,6.3.5 沥青混合料配合比设计 热拌沥青混合
8、料的配合比设计包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段及生产配合比验证阶段，通过配合比设计决定沥青混合料的材料品种、矿料级配和沥青用量。而目标配合比设计又分为矿质混合料组成设计和沥青最佳用量确定两个部分，是沥青配合比设计的重点。,1矿质混合料的配合组成设计 （1）确定沥青混合料类型 沥青混合料的类型，根据道路等级、路面类型、所处的结构层位，按表6-21选定。 （2）确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料，查阅规范推荐的矿质混合料工程设计级配范围表，即可确定所需的级配范围。,（3）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 根据现场取样，对粗集料、细集料和矿粉进行筛分试验，按筛
9、分结果分别绘出各组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的相对密度，以供计算物理常数备用。 2）计算组成材料的配合比 根据各组成材料的筛分试验资料，采用图解法或试算法，计算符合要求级配范围组成材料用量比例。 3）调整配合比 计算的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。,2确定沥青混合料的最佳沥青用量 沥青混合料的沥青最佳用量，可以通过各种理论计算的方法求得。 （1）制备试样 1）按确定的矿质混合料配合比，计算各种矿质材料的用量。 2）根据推荐的沥青用量范围（或经验的沥青用量范围），估计适宜的沥青用量。,（2）测定物理指标 为了确定沥青混合料的沥青最佳用量，需按规定的试验方法测定试件的毛体积密
10、度、理论最大密度等，并计算其空隙率及沥青饱和度等。 （3）测定力学指标 为了确定沥青混合料的沥青最佳用量，常运用马歇尔稳定度仪测定沥青混合料的力学指标，如马歇尔稳定度、流值等。,（4）马歇尔试验结果分析 1）绘制沥青用量与物理力学指标关系图。以沥青用量为横坐标，以视密度、空隙率、饱和度、稳定度和流值为纵坐标，将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。,2）根据稳定度、密度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1（OAC1），从图中取相应于稳定度最大值的沥青用量a1，相应于密度最大值的沥青用量a2，和相应于规定空隙范围的中值的沥青用量a3，求取三者的平均值作为最佳沥青用量的初始值OAC1。,3）根据
11、符合各项技术指标的沥青用量范围确定最佳沥青用量初始值2（OAC2）按图6-8求出各项指标符合沥青混合料技术标准（表6-13）的沥青用量范围，其中值为OAC2。即,4）根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量（OAC），按最佳沥青用量的初始值OAC1在图中求取相应的各项指标值，检查其是否表6-13规定的马歇尔设计配合比技术标准。同时检验矿料间隙率VMA是否符合要求；如能符合时，由OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量OAC。,5）根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量，由OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量OAC时，还宜根据实践经验和道路等级、气候条件考虑下属情况进行调整 。,（5）水稳定性
12、检验 按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验，检验其残留稳定度是否合格。 如当最佳沥青用量OAC与两个初始值OAC1、OAC2相差甚大时，宜将OAC与OAC1或OAC2分别制作马歇尔试件，进行残留稳定度试验。如不符合要求，应重新进行配合比设计。,（6）抗车辙能力检验 按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，按试验规程，在规定条件下用车辙试验机对设计的沥青用量检验其动稳定度。如不符合要求，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。,3生产配合比设计阶段 对间歇式拌和机，应利用实际施工的拌和机进行试拌以确定施工配合比。 4生产配合比验证阶段 生产配合比确定后，还需要铺试验路段，并用拌和的沥青混合料进行马歇尔试验，同时钻取芯样，以检验生产配合比。,
