常用建筑材料讲课稿

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1、土木工程系土木工程系常用建筑材料Stillwatersrundeep.流静水深流静水深,人静心深人静心深Wherethereislife,thereishope。有生命必有希望。有生命必有希望土木工程系土木工程系第第6章章 砌体材料砌体材料要求：要求：掌掌握握烧烧结结普普通通砖砖的的技技术术要要求求、检检测测方方法法和和评评定定方法；了解砌体材料的发展。方法；了解砌体材料的发展。砌体材料：砌体材料：在建筑中起承重、维护或分隔作用。常用的有在建筑中起承重、维护或分隔作用。常用的有砖砌块、石材和砂浆等。砌体材料用得较多的是墙砖砌块、石材和砂浆等。砌体材料用得较多的是墙体材料。目前我国烧结粘土砖仍占

2、有一定的用量。体材料。目前我国烧结粘土砖仍占有一定的用量。2土木工程系土木工程系6.1砖砖第第6章章 砌体材料砌体材料 6.1.1 6.1.1 概述概述 1 1、定义、定义 砌筑用的人造小型石材，外形皆为直角六面体，砌筑用的人造小型石材，外形皆为直角六面体， 其长度不超过其长度不超过115mm115mm。3土木工程系土木工程系 2 2、分类、分类 （1 1）按孔洞率）按孔洞率v 实心砖：孔洞率小于实心砖：孔洞率小于15%15%，尺寸为，尺寸为2401155324011553 单位：单位：mmmm。v 多孔砖：孔洞率不小于多孔砖：孔洞率不小于15%15%，孔的尺寸小而数量多，孔的尺寸小而数量多v

3、 空心砖：孔洞率不小于空心砖：孔洞率不小于15%15%，孔的尺寸大而数量少，孔的尺寸大而数量少第第6章章 砌体材料砌体材料4土木工程系土木工程系（2）按制造工艺）按制造工艺v烧结砖烧结砖：经焙烧而制成的砖。经焙烧而制成的砖。v蒸养砖蒸养砖：经常压蒸汽养护硬化而成的砖。经常压蒸汽养护硬化而成的砖。v蒸压砖蒸压砖：经高压蒸汽养护硬化而成的砖。：经高压蒸汽养护硬化而成的砖。v免烧砖免烧砖：以自然养护而成，如非烧结粘土砖。：以自然养护而成，如非烧结粘土砖。第第6章章 砌体材料砌体材料5土木工程系土木工程系6.1.2 6.1.2 烧结普通砖烧结普通砖 1. 1.概述概述 （1 1）定义）定义 以以粘粘土

4、土、页页岩岩、煤煤矸矸石石或或粉粉煤煤灰灰为为主主要要原原料料，经经焙焙烧而成的普通实心砖。烧而成的普通实心砖。 （2 2）种类）种类 粘土砖粘土砖(N)(N)、页岩砖、页岩砖(Y)(Y)、煤矸石砖、煤矸石砖(M)(M)、粉煤灰砖、粉煤灰砖(F)(F)。 （3 3）质量等级）质量等级 三个等级：优等品（三个等级：优等品（A A）、一等品（）、一等品（B B）、合格品（）、合格品（C C）。）。 第第6章章 砌体材料砌体材料6土木工程系土木工程系（1 1）尺寸偏差：）尺寸偏差：标准尺寸为标准尺寸为240mm240mm115mm115mm53mm53mm。 （2 2）外观质量：）外观质量：两条面高

5、度差、弯曲、杂质凸出高两条面高度差、弯曲、杂质凸出高 度、缺棱掉角、裂纹长度、完整面和颜色等。度、缺棱掉角、裂纹长度、完整面和颜色等。第第6章章 砌体材料砌体材料2 2、技术要求、技术要求7土木工程系土木工程系（3 3）强度等级）强度等级 烧结普通砖是通过取烧结普通砖是通过取1010块砖试样进行抗击强度试验，块砖试样进行抗击强度试验，根据抗击强度值平均值和强度标准值来划分。根据抗击强度值平均值和强度标准值来划分。 S S1010块砖试样的抗压强度标准差块砖试样的抗压强度标准差,MPa ,MPa 第第6章章 砌体材料砌体材料1 1）计算参数）计算参数 为为1010块砖试样的平均值，块砖试样的平均

6、值，MPaMPa。 fi fi单块砖的抗压强度值，单块砖的抗压强度值，MPaMPa。 f fk k烧结普通砖的抗压强度标准值，烧结普通砖的抗压强度标准值，MPaMPa 变异系数变异系数8土木工程系土木工程系0.210.21，评定方法：，评定方法：抗压强度值平均值和强度标准值抗压强度值平均值和强度标准值0.210.21，评定方法：，评定方法：抗压强度值平均值和单个测定最小值值抗压强度值平均值和单个测定最小值值 2 2）强度等级评定）强度等级评定9土木工程系土木工程系（4 4）泛霜）泛霜 原原料料中中含含有有硫硫、镁镁、等等可可溶溶性性盐盐，在在砖砖适适用用中中，盐盐类类会会随随砖砖内内水水分分蒸

7、蒸发发而而在在砖砖表表面面产产生生盐盐析析，一般为白色粉末。一般为白色粉末。 常常见见在在砖砖表表面面形形成成絮絮团团状状斑斑点点，严严重重的的会会起起粉粉、掉角或脱皮。掉角或脱皮。第第6章章 砌体材料砌体材料10土木工程系土木工程系（5 5）石灰爆裂）石灰爆裂 原原料料中中有有石石灰灰石石，烧烧成成过过程程中中生生石石灰灰留留在在砖砖内内，生生碳碳在在砖砖内内吸吸收收外外界界的的水水分分，消消化化并并产产生生体体积积膨膨胀胀，称为石灰爆裂。称为石灰爆裂。 （6 6）抗风化性能）抗风化性能 表征耐久性：根据其地区风化程度而定，常以表征耐久性：根据其地区风化程度而定，常以 抗冻性、吸水率及饱和系

8、数等指标判别。抗冻性、吸水率及饱和系数等指标判别。第第6章章 砌体材料砌体材料11土木工程系土木工程系3 3、应用、应用：墙体材料。：墙体材料。4 4、注意、注意：砖的吸水率大，应预先润湿。：砖的吸水率大，应预先润湿。第第6章章 砌体材料砌体材料12土木工程系土木工程系6.1.3 6.1.3 蒸压灰砂砖蒸压灰砂砖 硅酸盐制品，规格尺寸与普通砖相同。硅酸盐制品，规格尺寸与普通砖相同。 是用石灰和天然砂，经搅拌、陈化、松碾、加是用石灰和天然砂，经搅拌、陈化、松碾、加压成型蒸养而制成的墙体材料。压成型蒸养而制成的墙体材料。第第6章章 砌体材料砌体材料13土木工程系土木工程系第第6章章 砌体材料砌体材

9、料 6.2 6.2 天然石材天然石材 天然石材：天然石材：指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成的指从天然岩石中采得的毛石，或经加工制成的石块、石板及其定型制品等。石块、石板及其定型制品等。优点：优点：抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。抗压强度高、耐久性好、生产成本低等。 是古今土木建筑工程的主要建筑材料。是古今土木建筑工程的主要建筑材料。14土木工程系土木工程系第第6章章 砌体材料砌体材料 6.2.1 6.2.1 工程砌筑石材工程砌筑石材 1.1.工程对砌筑石材的要求工程对砌筑石材的要求 （）石材尺寸规格（）石材尺寸规格 常用的砌筑石材有毛石和料石。常用的砌筑石材有毛石和料石。 毛毛石石为

10、为不不规规则则形形，但但毛毛石石的的中中间间厚厚度度不不小小于于1515，至至少少有有一一个个方方向向的的长长度度不不小小于于3030，平平毛毛石石应应有有两两个个大大致平行的面。致平行的面。 料料石石宽宽度度和和厚厚度度均均不不宜宜小小于于2020，长长度度不不宜宜大大于于厚度的倍，形状应大致呈六面体。厚度的倍，形状应大致呈六面体。 15土木工程系土木工程系第第6章章 砌体材料砌体材料（）石材抗压强度（）石材抗压强度 根根据据边边长长7070立立方方体体试试件件的的抗抗压压强强度度，砌砌筑筑石石材材的的强强度度等等级级分分为为：1010、1515、2020、3030、4040、5050、60

11、60、8080、100100共九个等级。共九个等级。 （）石材耐水性（）石材耐水性 石石材材的的耐耐水水性性用用软软化化系系数数K K表表示示。高高耐耐水水性性石石材材，其其软软化化系系数数为为k k0.90,0.90,中中耐耐水水性性石石材材，其其软软化化系系数数为为0.70.70.9, 0.9, 低低耐耐水性石材水性石材, , 其软化系数为其软化系数为k k0.60.60.70.7。 16土木工程系土木工程系 （4 4）石材抗冻性）石材抗冻性n 试试件件在在规规定定的的冻冻融融循循环环次次数数内内无无（穿穿过过试试件件两两棱棱角角的的）贯贯穿穿裂裂纹纹，质质量量损损失失不不超超过过，强强度

12、度降降低低不不大大于于的石材方为合格。的石材方为合格。n 对对于于有有特特殊殊要要求求的的工工程程，还还可可能能要要求求石石材材的的耐耐磨磨性性、吸水性或抗冲击性。吸水性或抗冲击性。 n 决决定定石石材材上上述述技技术术性性质质的的因因素素有有：矿矿物物组组成成、结结构构特特征、构造特点、受风化作用的程度等。征、构造特点、受风化作用的程度等。n 常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。常用砌筑石材有花岗岩、石灰岩、砂岩、片麻岩等。第第6章章 砌体材料砌体材料17土木工程系土木工程系 1.1.天然大理石天然大理石 天然大理石是石灰岩或白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的天然大理石是石灰岩或

13、白云岩在地壳内经过高温高压作用形成的 变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是变质岩，多为层状结构，有明显的结晶，纹理有斑纹、条纹之分，是 一种富有装饰性的天然石材。一种富有装饰性的天然石材。成分：成分：化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。化学成分为碳酸盐，矿物成分为方解石或白云石。颜色：颜色：纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优纯大理石为白色，当含有部分其它深色矿物时，产生多种色彩与优 美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。美花纹。从色彩上来说，有纯黑、纯白、纯灰、墨绿等数种。 纹理：纹理：有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、

14、自然景观。有晚霞、云雾、山水、海浪等山水图案、自然景观。优点：优点：抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。抗压强度较高，但硬度并不太高，易于加工雕刻与抛光。 工程装饰中得以广泛应用。工程装饰中得以广泛应用。缺点：缺点：长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌长期受雨水冲刷，特别是受酸性雨水冲刷时，易被侵蚀而失去原貌 和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。和光泽，影响装饰效果。因此大理石多用于室内装饰。 6.2.2 6.2.2 装饰石材装饰石材18土木工程系土木工程系 建筑用天然花岗石是由天然花岗石加工成板材、块材用于建筑装建筑用天然花岗石是由天然花岗石加

15、工成板材、块材用于建筑装 饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。饰工程中。花岗岩是典型的火成岩，是全晶质岩石。主要成分：主要成分：石英、长石和少量的暗色矿物和云母。石英、长石和少量的暗色矿物和云母。结构：结构：按结晶颗粒大小，分为细粒、中粒和斑状等。按结晶颗粒大小，分为细粒、中粒和斑状等。颜色：颜色：呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（呈灰色、黄色、蔷薇色、红花等。优质花岗岩石英含量多（ ），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，抛），云母含量少，晶粒细而匀，结构紧密，不含其他杂质，抛 光后光泽明亮，不易风化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。光后光泽明亮，不易风

16、化，色调鲜明，花色丰富，庄重大方。优点：优点：比大理石密度大，密度为比大理石密度大，密度为2300230028002800/ /3 3，抗压强度高达，抗压强度高达120120250250 MPa MPa。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能。孔隙率吸水率极低，材质硬度高，其耐磨、耐久、耐腐蚀性能 均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、均优于其他石材。经抛光后，是室内外地面、墙面、踏步、柱石、 勒脚等处首选装饰材料。勒脚等处首选装饰材料。 2.2.天然花岗石天然花岗石19土木工程系土木工程系6.3 6.3 砌块砌块 砌块是用于砌筑工程的人造块材，砌块与砖砌块

17、是用于砌筑工程的人造块材，砌块与砖的主要区别是，砌块的长度大于的主要区别是，砌块的长度大于365365或宽度大或宽度大于于240240或高度大于或高度大于115115。 工程中常用的砌块有：水泥混凝土砌块、轻工程中常用的砌块有：水泥混凝土砌块、轻集料混凝土砌块、炉渣砌块、粉煤灰砌块及其它集料混凝土砌块、炉渣砌块、粉煤灰砌块及其它硅酸盐砌块、水泥混凝土铺地砖等。硅酸盐砌块、水泥混凝土铺地砖等。 第第6章章 砌体材料砌体材料20土木工程系土木工程系n工工程程中中常常用用的的混混凝凝土土空空心心砌砌块块尺尺寸寸一一般般为为390mm190mm190mm390mm190mm190mm、 290mm19

18、0mm190mm290mm190mm190mm和和190mm190mm190mm,190mm190mm190mm,孔洞率一般为孔洞率一般为35356060. .n强度等级分别为强度等级分别为3.53.5、5.05.0、7.57.5、1010、15.015.0和和 20.0 20.0六个等级。六个等级。n按按其其尺尺寸寸偏偏差差和和外外观观质质量量分分三三个个等等级级：优优等等品品( () )、一一等等品品( () )、合合格格品品( () )。n混混凝凝土土砌砌块块使使用用前前，应应首首先先检检验验外外观观质质量量和和尺尺寸寸偏偏差差，合合格格后后再再检检验验。 其其抗抗压压强强度度及及相相对

19、对含含水水率率。必必要要时时检检验验其其抗抗渗渗性性和和抗抗冻冻性性。其其中中相相对对含含水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比。水率是指砌块的实际含水率与其最大吸水率之比。n当混凝土砌块使用轻集料时，空心砌块的重量大为减轻，按其表观密度当混凝土砌块使用轻集料时，空心砌块的重量大为减轻，按其表观密度（含孔洞）有（含孔洞）有5005001000 kg1000 kg3 3不等。常用的轻集科有陶粒、煤渣、自不等。常用的轻集科有陶粒、煤渣、自 燃煤矸石和膨胀珍珠岩等。燃煤矸石和膨胀珍珠岩等。 1. 1. 混凝土空心砌块混凝土空心砌块21土木工程系土木工程系n工艺：工艺：蒸压加气混凝土砌块是用钙质材

20、料（如水泥、石灰）和硅质材料蒸压加气混凝土砌块是用钙质材料（如水泥、石灰）和硅质材料 （如砂子、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅（如砂子、粉煤灰、矿渣）的配料中加入铝粉作加气剂，经加水搅 拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成的拌、浇注成型、发气膨胀、预养切割，再经高压蒸汽养护而成的 多孔硅酸盐砌块。多孔硅酸盐砌块。n关键材料：关键材料：发气剂又称加气剂，是制造加气混凝土的关键材料。发气剂发气剂又称加气剂，是制造加气混凝土的关键材料。发气剂 大大多多选选用用脱脱脂脂铝铝粉粉。掺掺入入浆浆料料中中的的铝铝粉粉，在在碱碱性性条条件件下下产产生生化化学学反应：反应：

21、n 特点：特点：铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留在很快凝固的混凝铝粉极细，产生的氢气形成许多小气泡，保留在很快凝固的混凝 土中。这些大量的均匀分布的小气泡，使加气混凝土砌块具有许土中。这些大量的均匀分布的小气泡，使加气混凝土砌块具有许 多优良特性。多优良特性。 2. 2. 蒸压加气混凝土砌块蒸压加气混凝土砌块22土木工程系土木工程系第7章 沥青材料 主要内容： 23.沥青材料的基本概念 2.石油沥青的化学组分和胶体结构 3.石油沥青的技术性质和技术标准 4.其他沥青23土木工程系土木工程系7.1 概 述 1.定义 沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧

22、、硫、氮）的衍生物所组成的混合物。 在常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固态、半固态或液态。24土木工程系土木工程系2.分类:沥青沥青地沥青地沥青 焦油沥青焦油沥青天然沥青：石油在自然条件下，长时天然沥青：石油在自然条件下，长时间经受地球物理因素作用形成的产物间经受地球物理因素作用形成的产物石油沥青石油沥青：石油经各种炼制工艺加工而：石油经各种炼制工艺加工而得的沥青产品得的沥青产品 煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经煤沥青：煤经干馏所得的煤焦油，经再加工后得到煤沥青再加工后得到煤沥青 页页岩岩沥沥青：青：页页岩岩炼炼油工油工业业的副的副产产品品 3.3.应用应用: : 广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀

23、等工程材料。广泛用作路面、屋面、防水、耐腐蚀等工程材料。 土木工程建筑土木工程建筑主要应用石油沥青主要应用石油沥青。25土木工程系土木工程系7.2 石油沥青 7.2.1 石油沥青的生产工艺概述26土木工程系土木工程系 7.2.2 石油沥青的组成和结构 1.化学组分 化学组分分析方法:将沥青分离为化学性质相近，而且与其工程性质有一定联系的几个组，这些组就称为组分。 我国现行公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）规定有三组分和四组分两种分析法。（1）三组分分析法 按三组分分析法所得各组分的性状列如下表。27土木工程系土木工程系石油沥青三组分分析法的各组分性状 性状性状 组分组分

24、外观特征外观特征平均平均分子量分子量碳氢比碳氢比/ /原子比原子比含量含量/%/%物化特征物化特征油分油分淡黄透明液体淡黄透明液体2002007007000.50.50.70.745456060几几乎乎可可溶溶于于大大部部分分有有机机溶溶剂剂，具具有有光光学学活活性性，常常发发现现有有荧荧光光 ， 相相 对对 密密 度度 约约 0.9100.9100.9250.925树脂树脂红褐色粘稠红褐色粘稠半固体半固体800800300030000.70.70.80.815153030温温度度敏敏感感性性高高，溶溶点点低低于于100100，相对密度大于，相对密度大于1.0001.000沥青沥青质质深褐色固

25、体深褐色固体微粒微粒10001000500050000.80.81.O1.O5 53030加加热热不不熔熔化化，分分解解为为硬硬焦焦炭炭，使使沥沥青青呈呈黑黑色色，相相对对密密度度1.1001.1001.5001.50028土木工程系土木工程系（2）四组分分析法 石油沥青的四组分分析法是将石油沥青分离为：饱和分、芳香分、胶质和沥青质。石油沥青按四组分分析法所得各组分的性状如下表：性状性状 组分组分外观特征外观特征平均相对密度平均相对密度平均分子量平均分子量主要化学结构主要化学结构饱和分饱和分无色液体无色液体0.890.89625625烷烃、环烷烃烷烃、环烷烃芳香分芳香分黄色至红色液体黄色至红色

26、液体O.99O.99730730芳香烃、含芳香烃、含S S衍生物衍生物胶质胶质棕色粘稠液体棕色粘稠液体1.091.09970970多环结构，含多环结构，含S S、O O、N N衍生物衍生物沥青质沥青质深棕色至黑色固态深棕色至黑色固态1.151.1534003400缩合环结构，含缩合环结构，含S S、O O、N N衍生物衍生物29土木工程系土木工程系 2.胶体结构 （1）溶胶型结构 （2）溶-凝胶型结构 （3）凝胶型结构 a)a) b) c) b) c) 沥青胶体结构示意图沥青胶体结构示意图a)a)溶胶型结构；溶胶型结构； b) b) 溶溶- -凝胶型结构；凝胶型结构； c) c)凝胶型结构凝胶

27、型结构30土木工程系土木工程系 7.2.3 石油沥青的技术性质 1.物理常数 2.粘滞性 3.延性 4.温度敏感性5.5.耐久性耐久性6.6.安全性安全性7.7.其他性质其他性质31土木工程系土木工程系 1.物理常数 （1）密度在规定温度条件下，单位体积的质量。 单位：kg/m3或 g/cm3。 我国现行试验方法规定测定15下沥青密度。 （2）相对密度在规定温度下，沥青质量与同体积水质量 之比。 我国现行方法规定测定25下的相对密度。 沥青15密度与25相对密度之间的换算公式：沥青与水的相对密度（25/25）= 沥青的密度（15）0.99632土木工程系土木工程系 2.粘滞性 反映沥青材料内部

28、阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称为粘性，以绝对粘度表示。 沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一。 沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高，操作复杂，不适于作为工程试验，因此，工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。 条件粘度条件粘度 针入度针入度（适应粘稠石油沥青）（适应粘稠石油沥青）液体沥青的粘度液体沥青的粘度（适应液体石油沥青）（适应液体石油沥青）33土木工程系土木工程系（1）针入度n1）针入度的定义n针入度在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度，n单位：0.1mm。n常用试验条件： 规定温度：规定温度：2525 标准针质量：标准针质量：100g100g 贯入

29、时间：贯入时间：5s5s34土木工程系土木工程系n2）表示方法：P（25，100g，5s）。n3）表征意义 沥青的针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小。针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。 标号：一般取针入度的平均值。例如：90号沥青，针入度范围为80（.mm） 110号沥青，针入度范围为80（.mm）35土木工程系土木工程系 3.延性 是沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。n（1）延度的定义 延度将沥青试样制成8字形标准试件，采用延度仪，在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。 规定条件为：试验温度有0、15、25三种； 拉伸速

30、度有1 cm/min、5cm/min两种。36土木工程系土木工程系沥青延度测定示意图37土木工程系土木工程系n（2）延度的表示方法： D（T，v） 其中，T为试验温度，v为拉伸速度。n（3）测定延度的意义 沥青延度与其流变特性、胶体结构和化学组分等有着密切的关系。 研究表明： 随着沥青胶体结构发育成熟度的提高，含蜡量的增加，以及饱和蜡和芳香蜡的比例增大等，都会使沥青的延度值相对降低。 沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。38土木工程系土木工程系 4.温度敏感性 （1）软化点 （2）针入度指数 （3）脆点高温性能指标高温性能指标低温性能指标低温性能指标39土木工程系土木工程系（1）软化

31、点 沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料，没有固定的熔点。沥青材料在由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态，在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态，常常采用软化点来表示沥青的温度敏感性。n 1）定义 软化点人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度。40土木工程系土木工程系n2）测定方法 我国现行试验方法要求采用环与球法软化点。 如图，该法是将沥青试样注于规定内径的铜环中，环上置一钢球，在规定的加热速度下，沥青试样逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，称为软化点，单位： 。 表示：TR&B 注意：初始温度注意：初始温度55 加热速度为

32、加热速度为5/min5/min41土木工程系土木工程系n 3）软化点的意义 沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度， 软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。 因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。42土木工程系土木工程系 （2）针入度指数n 1）定义 沥青的针入度指数评价沥青技术性质的一个重要指标，既可以反映沥青的感温性，又可以划分沥青的胶体结构。n 2）公式 针入度指数（Penetration Index，简称PI）是P.Ph.普费（Pfeifer）和F.M.范杜尔马尔（Van Doormaal）等提出的一种评价沥

33、青感温性的指标。 研究观点：沥青针入度值的对数（lgP）与温度（T）具有线性关系，表达式为：43土木工程系土木工程系 式中：式中： AA为直线斜率，称为针入度为直线斜率，称为针入度- -温度感应性系数。温度感应性系数。 表示沥青针入度随温度的变表示沥青针入度随温度的变化率。化率。 如图，如图，A A 值越高，沥青对温值越高，沥青对温度的敏感性越大度的敏感性越大。 K K为截距（常数）。为截距（常数）。 针入度针入度- -温度感应性关系图温度感应性关系图44土木工程系土木工程系 A值的求取公式： 根据已知的针入度值P（25，100g，5s）和软化点TR&B 假设软化点时的针入度值为 800 （0

34、.1mm） （沥青达到软化点时，针入度一般为6001000，0.1mm） 建立针入度-温度感应性系数A的基本公式： 存在问题：存在问题：针入度针入度- -温度感应性系数温度感应性系数A A值为小数，使用不方便，值为小数，使用不方便，引入引入PIPI值的概念。值的概念。 经验公式：经验公式：45土木工程系土木工程系n 3）针入度指数的应用 针入度指数愈大，表示沥青对温度的敏感性愈低。 划分沥青的胶体结构：PIPI-2-2者，属溶胶型沥青者，属溶胶型沥青PI=-2PI=-2+2+2之间者，属溶之间者，属溶- -凝胶型沥青凝胶型沥青PIPI+2+2者，属凝胶型沥青者，属凝胶型沥青46土木工程系土木工

35、程系 （3）脆点 沥青材料在低温下受到瞬时荷载时常表现为脆性破坏，沥青脆性的测定极为复杂。 目前测试方法：采用弗拉斯（Fraass）脆点。 拉斯脆点试验原理：将沥青试样在一个标准的金属薄片上摊成薄层，将其置于脆点仪内并使其稍稍弯曲。当以1/min的速度降温时，沥青薄膜的温度随之逐渐降低，当降至某一温度时，沥青薄膜在规定弯曲条件下会出现一个或多个裂缝，此时的温度即为沥青的脆点。47土木工程系土木工程系 我们讲述了石油沥青的粘滞性、延性和温度敏感性。 表征这三项性质的三大指标为：针入度、延度、软化点 是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标。 48土木工程系土木工程系5.耐久性（1）影响因素 沥

36、青材料在施工时需要加热，工程完成投入使用过程中又要长期经受大气、日照、降水、气温变化等自然因素的作用而影响耐久性。（2）沥青的老化 1）定义：在上述因素的综合作用下会产生不可逆的化学变化， 而导致工程性能逐渐劣化的过程称为老化。 2）评价方法：采用蒸发损失试验和薄膜加热试验。 （沥青试样在160条件下，加热蒸发5h）49土木工程系土木工程系3）评价指标： 蒸发后沥青延度蒸发后沥青延度 50土木工程系土木工程系 6.安全性 沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体，当遇到火焰会发生闪火，此时的温度称为闪点。 若继续加热，挥发的油分饱和度增加，与空气组成的混合气

37、体遇火极易燃烧，燃烧时的温度称为燃点。 评价指标：闪点。 闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的一项重要指标。 通常采用克利夫兰开口杯法测定（简称COC法）。51土木工程系土木工程系 7.其他性质 为综合评价沥青的技术性能，还应全面地了解沥青的其他性质，如溶解度、含蜡量、粘附性等。（1）溶解度：指沥青在有机溶剂（三氯乙烯、四氯化碳、苯等）中可溶物的百分含量。可以反映沥青中起粘结作用的有效成分的含量。（2）蜡：性脆，易裂缝，对沥青的生产和使用都有重要的影响。对我国采用石蜡基原油炼制的沥青尤为重要，含蜡量将直接影响沥青产品的质量。（3）粘附性：评价石料的化学等级，等级越高，沥青与石料的粘附性越强。5

38、2土木工程系土木工程系 7.2.4 石油沥青的技术标准 1.建筑石油沥青技术标准 标号：建筑石油沥青按针入度值划分为40号、30号和10号 三个标号。 特点：与道路石油沥青相比，针入度较小，延度较小，软化 点较高。 技术标准：建筑石油沥青GB/T494-98的规定，见下表：53土木工程系土木工程系建筑石油沥青技术标准 试验项目试验项目1010号号3030号号4040号号针入度（针入度（2525，100g,5s100g,5s） /0.1mm /0.1mm101025252626353536365050延度（延度（2525，5cm/min5cm/min）不小于不小于 /cm /cm1.51.52.

39、52.53.53.5软化点（环球法）软化点（环球法）不小于不小于 / /959575756060溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、溶解度（三氯乙烯、四氯化碳、苯）不小于苯）不小于 /% /%99.599.5蒸发损失蒸发损失试验试验（163163、5h5h）质量损失质量损失不大于不大于 /% /%1 1针入度比针入度比不小于不小于 /% /%6565闪点（闪点（COCCOC） 不小于不小于 / /23023054土木工程系土木工程系 2.道路石油沥青技术标准 道路石油沥青的质量应符合道路石油沥青技术标准。 沥青结合料各个等级的适用范围、适宜的气候分区应如下表。沥沥青青等等级级A A级沥青级沥青各个等级

40、的公路，适用于任何场合和层次各个等级的公路，适用于任何场合和层次B B级沥青级沥青1.1.高高速速公公路路、一一级级公公路路沥沥青青下下面面层层及及以以下下的的层层次次，二级及二级以下公路的各个层次二级及二级以下公路的各个层次2.2.用用做做改改性性沥沥青青、乳乳化化沥沥青青、改改性性乳乳化化沥沥青青、稀稀释释沥青的基质沥青沥青的基质沥青C C级沥青级沥青三级及三级以下公路的各个层次三级及三级以下公路的各个层次55土木工程系土木工程系 沥青路面温度分区由高温和低温组合而成。 第一个数字代表高温分区：采用最近30年内年最热月的平均日最高气温的平均值作为反映高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候

41、因子。 第二个数字代表低温分区：采用最近30年内的极端最低气温作为反映路面温缩裂缝的气候因子。数字越小表示气候因素越严重。气候区名气候区名最热月平均最高气温最热月平均最高气温/年极端最低气温年极端最低气温/备注备注1-11-1夏炎热冬严寒夏炎热冬严寒 30 30 -37.0 -9.0 -9.02-l2-l夏热冬严寒夏热冬严寒20203030 -37.0 -9.0 -9.03-13-1夏凉冬严寒夏凉冬严寒 20 20 -37.0 -9.0 -9.0不存在不存在56土木工程系土木工程系7.3 其他沥青 7.3.1 煤沥青 1.化学组成和组分 煤沥青的组成主要是芳香族碳氢化合物及其氧、硫、碳的 衍生

42、物的混合物。煤沥青化学组分的分析方法与石油沥青的方 法相似，目前主要将煤沥青分离为：油分、树脂A、树脂B、游 离碳C1和游离碳C2等5个组分。 2.技术性质 煤沥青与石油沥青相比，在技术性质上有下列差异： （1）温度稳定性较差。 （2）气候稳定性较差。 （3）与矿质集料的粘附性较好。 57土木工程系土木工程系 7.3.2 乳化沥青 乳化沥青是将粘稠沥青热融，经过机械的作用，以细小的 微滴（粒径约为25m）状态分散于含有乳化稳定剂的水溶 液中，形成水包油状的沥青乳液。 1. 乳化沥青的优点 （1）常温施工、节约能源。 （2）便于施工、节约沥青 （3）保护环境、保障健康。 （4）路面粗糙，减少事故

43、。 58土木工程系土木工程系 2.乳化沥青的应用 一般，针入度为1030（0.1mm）的石油沥青多用来制备建筑防水用乳化沥青；针入度为100300（0.1mm）的石油沥青多用来制备路用乳化沥青。 近几年阳离子乳化沥青发展很快。在道路工程中，以阳离子乳化沥青为主，可以用于路面的保护层结构、修补路面，也可以用作路面抗滑表层。 59土木工程系土木工程系 7.3.3 改性沥青 改性沥青是通过在沥青中加入不同的改性剂，实现改善 沥青多种性能的目的。 目前，道路沥青可以采用热塑橡胶、热塑聚合物和热固 树脂三种改性剂改善其使用性能。其中，热塑橡胶弹性体改 性剂使用最为普遍，如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）

44、和丁苯橡胶（SBR）在道路改性沥青中都具有良好的使用效果。 60土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料Ten Year Old SMA 10年的SMA路面61土木工程系土木工程系PAVED WITH REGULAR MIX, AGE 2 YEAR使用一般混合料铺面62土木工程系土木工程系8.1.1基本概念基本概念（1）沥青混合料）沥青混合料: 矿矿质质混混合合料料 + + 粘粘结结材材料料 沥沥青青混合料混合料( (粗集料粗集料+ +细集料细集料+ +填料）（沥青）填料）（沥青） （适当比例拌和）（适当比例拌和）通常定义通常定义:沥沥青青混混合合料料为为沥沥青青混混凝凝土土混

45、混合合料料和和沥沥青青碎碎石石混混合合料的总称料的总称 第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 63土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 沥沥 青青 混混 凝凝 土土 混混 合合 料料 （ Asphalt Asphalt concrete concrete mixture) :mixture) : 由由适适当当比比例例的的粗粗集集料料、细细集集料料及及填填料料与与沥沥青青在在严严格格控制条控制条件件下拌和而成的下拌和而成的沥沥青混合料青混合料, ,简简称称ACAC。 沥沥青碎石混合料（青碎石混合料（Asphalt macadan mixtureAsphalt macadan

46、mixture）：）： 由由适适当当比比例例的的粗粗集集料料、细细集集料料及及填填料料（或或不不加加填填料料）与与沥沥青拌和青拌和而成而成的的沥沥青混合料青混合料, ,简简称称AM AM 。64土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料65土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料66土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n 67土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料68土木工程系土木工程系 8.1.2 8.1.2 分类分类（1 1）按结合料分类：）按结合料分类：石油沥青混合料石油沥青混合料 煤沥青混合料煤沥青混合料（2 2）按沥

47、青混合料施工的拌制和摊铺温度分）按沥青混合料施工的拌制和摊铺温度分类：类： 热拌热铺沥青混合料热拌热铺沥青混合料 常温沥青混合料常温沥青混合料 （3 3）按矿质集料级配类型分类：）按矿质集料级配类型分类： 连续级配沥青混合料连续级配沥青混合料 间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料 第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 69土木工程系土木工程系(4)按混合料密实度分类：按混合料密实度分类：开开级级配配沥沥青混凝土混合料：青混凝土混合料：连续连续型型级级配混合料，粒径配混合料，粒径递递减系减系 数数较较大，空隙率大于大，空隙率大于15%15%密密级级配配沥沥青混凝土混合料：青混凝土混合料：连续连续

48、型密型密级级配配沥沥青混合料，粒径青混合料，粒径 递递减系数减系数较较小，空隙率小于小，空隙率小于10%10%半开半开级级配配沥沥青混合料：青混合料：空隙率介于密空隙率介于密级级配和开配和开级级配之配之间间，为为 10% 10%15%15%。 第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 70土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料1000500.080.31.184.7519间断级配间断级配开级配开级配密级配密级配三种类型矿料级配曲线三种类型矿料级配曲线71土木工程系土木工程系（5）按最大粒径分类）按最大粒径分类粗粒式沥青混合料：粗粒式沥青混合料：集料最大粒径等于或大于集料最大粒径等

49、于或大于26.5mm中中粒粒式式沥沥青青混混合合料料：集集料料最最大大粒粒径径为为16mm或或19mm细细粒粒式式沥沥青青混混合合料料：集集料料最最大大粒粒径径为为9.5mm或或13.2mm砂砂粒粒式式沥沥青青混混合合料料（沥沥青青石石屑屑或或沥沥青青砂砂）：集集料料最大粒径最大粒径等于或小于等于或小于4.75mm 特特粗粗式式沥沥青青碎碎石石混混合合料料：集集料料最最大大粒粒径径37.5mm以以上。上。第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 72土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料Pavement Structure路面结构路面结构路面结构路面结构n40 mm Surfac

50、e /nPG 88-10n75 mm Open Graded PG 82-16 n75 mm Base nPG 64-22 n150 mm drainn400 mm Lime modified Soil 73土木工程系土木工程系8.2热拌沥青混合料热拌沥青混合料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结构类型（1）悬浮）悬浮-密实结构密实结构:连续型密级配连续型密级配（2）骨架）骨架-空隙结构空隙结构:

51、连续型开级配连续型开级配（3）密实）密实-骨架结构骨架结构:间断型密级配间断型密级配第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 74土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料1000三种类型矿料级配曲线三种类型矿料级配曲线500.080.31.184.7519间断级配间断级配开级配开级配密级配密级配75土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 图图8.1沥青混合料结构组成示意图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76土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n沥青混合料的结构沥青混合料的结构ActiveP

52、articles颗粒颗粒Voids77土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n沥青混合料的结构沥青混合料的结构Voids78土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料79土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料80土木工程系土木工程系2.沥青混合料的强度形成原理沥青混合料的强度形成原理第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 （1）沥青路面的主要破坏形式）沥青路面的主要破坏形式高温产生车辙高温产生车辙高温时由于抗剪强度不足或塑性变形高温时由于抗剪强度不足或塑性变形过大而产生推挤等现象过大而产生推挤等现象低温出低温出现现裂裂缝缝由于低温时抗拉强度不足或

53、变形能力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较差而产生裂缝现象81土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料82土木工程系土木工程系（2）强强度度理理论论：要要求求沥沥青青混混合合料料在在高高温温时时必必须须具具有一定的有一定的抗剪强度和抵抗变形的能力。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粘聚力和内摩擦角两个参数第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 式中：式中： 沥青混合料的抗剪强度，沥青混合料的抗剪强度，MPa；c沥青混合料的粘聚力，沥青混合料的粘聚力，MPa； 沥沥青混合料的内摩擦角，青

54、混合料的内摩擦角，radrad。 83土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料摩尔库仑包络线：摩尔库仑包络线：=c+tgc84土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料悬浮悬浮-密实结构密实结构:较高的粘聚力较高的粘聚力C，较低的内，较低的内摩擦角摩擦角，骨架骨架-空隙结构空隙结构:较低的粘聚力较低的粘聚力C，较高的内，较高的内摩擦角摩擦角，密密实实-骨骨架架结结构构:较较高高的的粘粘聚聚力力C，较较高高的的内内摩擦角摩擦角，85土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料86土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n TRUCKING

55、 OPERATIONSBegin with One Truck on September 2, 2003Phase in All Trucks by October 1, 2003Target Completion by September 30, 2005汽车载荷试验87土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n2003 RESEARCH PLAN2003StructuralExperiment结构试验88土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料STRUCTURAL SECTION LAYOUT6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

56、+05%情况下的改性沥青混合料89土木工程系土木工程系Strain Gauges Between HMA Layers 在在HMA层面之间安装应变仪层面之间安装应变仪90土木工程系土木工程系Layout of Gauges仪器布置仪器布置PressureCells压力盒StrainGauges应变仪应变仪91土木工程系土木工程系Completed Instrumentation完工的仪器站完工的仪器站GaugeLocations仪器位置DataCollectionBox数据采集器SolarPower太阳能92土木工程系土木工程系（3）影响沥青混合料抗剪强度的因素）影响沥青混合料抗剪强度的因素1

57、）影响沥青混合料抗剪强度的内因）影响沥青混合料抗剪强度的内因沥青粘度的影响：沥青粘度的影响：沥沥青青混混合合料料的的粘粘聚聚力力随随沥沥青青粘粘度度的的增增加加而增加，同时内摩擦角稍有提高。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：沥青与矿料化学性质的影响：沥沥青青与与矿矿料料相相互互作作用用与与沥沥青青的的化化学学性性质质和和矿矿粉性质有关。粉性质有关。第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 93土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料图图8.2 8.2 沥青在矿粉表面重排结构示意图沥青在矿粉表面重排结构示意图94土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青

58、混合料 当当矿矿粉粉颗颗粒之粒之间间由由结结构构沥沥青青膜所膜所联结联结时：时： 可以可以获获得更大的粘聚力。得更大的粘聚力。 若若颗颗粒之粒之间间是是自由自由沥沥青青所所联结联结时：时： 则则具有具有较较小的粘聚力。小的粘聚力。 沥青用量的影响沥青用量的影响：95土木工程系土木工程系不同沥青用量时的沥青混合料结构和不同沥青用量时的沥青混合料结构和C C，值变化示意图值变化示意图a) a) 沥沥青用量不足；青用量不足；b) b) 沥沥青用量适中；青用量适中；c) c) 沥沥青用量青用量过过量量 第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 96土木工程系土木工程系 矿料比表面积的影响：矿料比表面积的影

59、响： 矿矿料料的的比比表表面面积积越越大大，形形成成的的沥沥青青膜膜越越薄薄，结结构构沥沥青青所所占占的的比比例例越大，凝聚力越大。越大，凝聚力越大。第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 97土木工程系土木工程系矿矿质质集集料料的的级级配配类类型型、粒粒度度、表表面面性性质质的的影响影响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第8 8章章 沥沥青混合料青混合料98土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青

60、混合料青混合料2 2）影响沥青混合料抗剪强度的外因）影响沥青混合料抗剪强度的外因 温度的影响：温度的影响： 抗剪强度随温度的升高而降低，抗剪强度随温度的升高而降低，粘聚力粘聚力随温度的升高而显著降低，温度变化随温度的升高而显著降低，温度变化对内摩擦角的影响较小。对内摩擦角的影响较小。抗剪强度随温度的升高而降低，抗剪强度随温度的升高而降低，粘聚力粘聚力随温度的升高而显著降低，温度变化随温度的升高而显著降低，温度变化对内摩擦角的影响较小。对内摩擦角的影响较小。 形形变变速速率率的的影影响响：变变形形速速率率对对沥沥青青混混合合料料的的内内摩摩擦擦角角（ ）影影响响较较小小，而而对对沥沥青青混合料的

61、粘聚力混合料的粘聚力 （c c）影响则较为显著。）影响则较为显著。99土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n温度对温度对沥青混合料抗剪强度的影响沥青混合料抗剪强度的影响4003002001000.60.50.40.30.2102030405060T( C)c =f(T)c=f(T)100土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料n形形变变速率速率对沥青混合料抗剪强度对沥青混合料抗剪强度的影响的影响4003002001000.60.50.40.30.212345c c=f(v) =f(v)V101土木工程系土木工程系A PAVEMENT WITH SOME PR

62、OBLEMS一条存在一些问题的路面一条存在一些问题的路面102土木工程系土木工程系nAtendAtendofrace103土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料8.2.2沥青混合料的组成材料沥青混合料的组成材料1.道路石油沥青道路石油沥青（1 1）道道路路石石油油沥沥青青的的质质量量：应应满满足足表表7.37.3的的要要求求（2 2）沥青标号选用要求：）沥青标号选用要求： 宜宜根根据据公公路路等等级级、气气候候条条件件、交交通通条条件件、路路面面类类型型及及在在结结构构层层中中的的层层位位及及受受力力特特点点、施施工工方方法法等等，结结合合当当地地的的使使用用经经验验，经经技

63、技术术论证后确定。论证后确定。（3 3）道道路路石石油油沥沥青青贮贮存存：必必须须按按品品种种、标标号号分分开开存存放放，沥沥青青在在储储罐罐中中的的贮贮存存温温度度宜宜在在130130170170的的范范围围内内。沥沥青青在在贮贮运运、使使用用和存放过程中要注意做好防水措施。和存放过程中要注意做好防水措施。104土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料2.粗集料粗集料（1）选用要求：碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣）选用要求：碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣和矿渣和矿渣等等均可选用，但高速公路和一级均可选用，但高速公路和一级公路不得公路不得使用筛选砾石和矿渣。使用筛选砾石和矿渣。

64、（2）质量要求）质量要求1）级配：粗集料的级配应满足表）级配：粗集料的级配应满足表8.1的规定。的规定。2）综综合合性性质质：物物理理、力力学学、化化学学质质量量应应符符合合表表8.2、表表8.3的要求。的要求。 3 3）破破碎碎砾砾石石的的要要求求：应应采采用用粒粒径径大大于于50mm50mm、含含泥泥量不大于量不大于 1%1%的的砾砾石石轧轧制制，破破碎碎砾砾石石的的破破碎面碎面应应 符合表符合表8.4的要求。的要求。105土木工程系土木工程系表表8.1沥青混合料用粗集料规格沥青混合料用粗集料规格规格公称粒径/mm通过下列筛孔（方孔筛）的质量百分率/%10675635337.531.526

65、.519.013.29.54.752.360.6S1S2S3S4S5S6S7S8S9S10S11S12S13S14407540603060255020401530103010251020101551551031035100901001001009010090100100901001000150159010010010001590100901001000505015901001000501590100100100050150159010090100100100050150150154070901009010010005050505050150154070901000505020015050310

66、6土木工程系土木工程系表表8.2 8.2 沥青混合料用粗集料技术要求沥青混合料用粗集料技术要求指 标单位高速公路、一级公路其他等级公路表面层其他层石料压碎值 不大于%262830洛杉矶磨耗损失 不大于%283040相对表观密度 不小于2.602.502.45吸水率 不大于%2.03.03.0坚固性 不大于%1212针片状颗粒含量（混合料） 不大于其中粒径大于9.5mm 不大于其中粒径小于9.5mm 不大于%15121818152020水洗法0.075mm颗粒含量 不大于%111软石含量 不大于%355注：注：坚固性试验根据需要进行。坚固性试验根据需要进行。用用于于高高速速公公路路、一一级级公公

67、路路时时，多多孔孔玄玄武武岩岩的的视视密密度度可可放放宽宽至至2.45t/m2.45t/m3 3，吸吸水水率率可可放放宽宽至至3%3%，但但须须得得到到建建设设单单位位的的批批准准，且且不不得得用用于于SMASMA路面。路面。对对S14S14规格的粗集料，针片状颗粒含量可不规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，予要求，0.075mm颗粒含量可放宽到颗粒含量可放宽到3% %。107土木工程系土木工程系表表8.3 8.3 粗集料与粗集料与沥沥青的粘附性、磨光青的粘附性、磨光值值的的技技术术要求要求雨量气候区雨量气候区1 1（潮湿区）（潮湿区） 2 2（湿润区）（湿润区） 3 3（半干区）（半干区

68、） 4 4（干旱区）（干旱区）年降雨量年降雨量/mm/mm 1000 100010001000500500500500250250 250 0.3mm 0.3mm部分）部分） 不小于不小于% %1212含泥量（小于含泥量（小于0.075mm0.075mm的含量）的含量） 不大于不大于% %3 35 5砂当量砂当量 不小于不小于% %60605050亚甲蓝值亚甲蓝值 不大于不大于g/kgg/kg2525棱角性（流动时间）棱角性（流动时间） 不小于不小于s s3030111土木工程系土木工程系表表8.6 8.6 沥沥青混合料用天然砂青混合料用天然砂规规格格筛孔尺寸筛孔尺寸通过各孔筛的质量百分率通过

69、各孔筛的质量百分率/%/%粗砂粗砂中砂中砂细砂细砂9.59.51001001001001001004.754.759090100100909010010090901001002.362.36656595957575909085851001001.181.18353565655050909075751001000.60.61515303030306060606084840.30.35 520208 83030151545450.150.150 010100 010100 010100.0750.0750 05 50 05 50 05 5112土木工程系土木工程系规格规格公称粒公称粒径径/mm/m

70、m水洗法通过各筛孔的质量百分率水洗法通过各筛孔的质量百分率/%/%9.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.0750.075S15S150 05 510010090901001006060909040407575202055557 740402 220200 01010S16S160 03 3100100808010010050508080252560608 845450 02525O O1515表表8.7 8.7 沥沥青混合料用机制砂或石屑青混合料用机制砂或石屑规规格格113土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料

71、4.4.填料填料（1 1）选选用用要要求求：矿矿粉粉必必须须采采用用石石灰灰岩岩或或岩岩浆浆岩岩中的中的 强强基基性性岩岩石石等等憎憎水水性性石石料料磨磨细细得到得到 的矿粉。的矿粉。（2 2）质量要求：应符合表）质量要求：应符合表8.88.8的规定。的规定。（3 3）其他要求：拌和机的粉尘可作为矿粉的一）其他要求：拌和机的粉尘可作为矿粉的一部分回部分回 收，但每盘用量不得超过填料收，但每盘用量不得超过填料总量的总量的 25 % 25 %，掺有粉尘填料的塑性指，掺有粉尘填料的塑性指数不得数不得 大于大于4%4%。114土木工程系土木工程系项 目单 位高速公路、一级公路其他等级公路表观密度 不小

72、于t/m32.502.45含水量 不大于%11粒度范围 0.6mm 0.15mm 0.075mm%10090100751001009010070100外观无团粒结块亲水系数 1塑性指数 30 3020203030 20 1000 100050050010001000250250500500 250 2501.1.潮湿区潮湿区2.2.湿润区湿润区3.3.半干区半干区4.4.干旱区干旱区浸水马歇尔试验残留稳定度浸水马歇尔试验残留稳定度 /% /% 不小于不小于普通沥青混合料普通沥青混合料80807575改性沥青混合料改性沥青混合料85858080SMASMA混合料混合料普通沥青普通沥青7575改性

73、沥青改性沥青8080冻融劈裂试验的残留强度比冻融劈裂试验的残留强度比 /% /% 不小于不小于普通沥青混合料普通沥青混合料75757070改性沥青混合料改性沥青混合料80807575SMASMA混混合料合料普通沥青普通沥青7575改性沥青改性沥青8080表表8.11 8.11 沥青混合料水稳定性检验技术要求沥青混合料水稳定性检验技术要求127土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（4 4）沥青混合料低温抗裂性能检验技术标）沥青混合料低温抗裂性能检验技术标准准 宜宜对对密密级级配配沥沥青青混混合合料料在在温温度度- -1010、加加载载速速率率5Omm/min5Omm/min的

74、的条条件件下下进进行行弯弯曲曲试试验验，测测定定破破坏坏强强度度、破破坏坏应应变变、破破坏坏劲劲度度模模量量，并并根根据据应应力力应应变变曲曲线线的的形形状状，综综合合评评价价沥沥青青混混合合料料的的低低温温抗抗裂裂性性能能。沥沥青青混混合合料料的的破破坏坏应应变宜不小于表变宜不小于表8.128.12的要求。的要求。128土木工程系土木工程系表表表表8.12 8.12 8.12 8.12 沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变（）技术要求技术要求技术要求技术要求 气候条件与技术指标气候条件与技术指标相应于下列气候

75、分区所要求的破坏应变相应于下列气候分区所要求的破坏应变 / /年极端最低气温年极端最低气温 / /及气候分区及气候分区 -37.0 -9.0 -9.01.1.冬严寒区冬严寒区2.2.冬寒区冬寒区3.3.冬冷区冬冷区4.4.冬温区冬温区1-11-12-12-11-21-22-22-23-23-21-31-32-32-31-41-42-42-4普通沥青混合料普通沥青混合料 不小于不小于260026002300230020002000改性沥青混合料改性沥青混合料 不小于不小于300030002800280025002500129土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（5 5）沥青混

76、合料渗水系数检验技术标准）沥青混合料渗水系数检验技术标准 渗水试验检验的渗水系数宜符合表渗水试验检验的渗水系数宜符合表8.138.13的要求。的要求。表表8.13 8.13 沥青混合料试件渗水系数沥青混合料试件渗水系数 /ml /mlminmin-1-1技术要求技术要求级配类型级配类型渗水系数要求渗水系数要求 /mlmin /mlmin-1-1密级配沥青混凝土密级配沥青混凝土 不大于不大于120120SMASMA混合料混合料 不大于不大于8080OGFCOGFC混合料混合料 不小于不小于实测实测130土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料8.2.4 8.2.4 热拌沥青混合料

77、配合比设计方法热拌沥青混合料配合比设计方法沥青混合料配合比设计包括：沥青混合料配合比设计包括：试验室配合比设计（目标配合比）试验室配合比设计（目标配合比）生产配合比设计生产配合比设计生产配合比验证（试拌试铺配合比调整）生产配合比验证（试拌试铺配合比调整）1.1.试验室配合比设计试验室配合比设计密密级级配配沥沥青青混混合合料料的的目目标标配配合合比比设设计计流流程程图图如如图图8.58.5所示，所示，采用马歇尔试验配合比设计方法采用马歇尔试验配合比设计方法。131土木工程系土木工程系图图8.5 8.5 密级配沥青混合料的目标配合比设密级配沥青混合料的目标配合比设计流程图计流程图132土木工程系土

78、木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（1 1）矿质混合料配合组成设计）矿质混合料配合组成设计 1 1）选择热拌沥青混合料种类）选择热拌沥青混合料种类 热拌沥青混合料（热拌沥青混合料（HMAHMA）适用于各）适用于各种等级公路的沥青路面。种等级公路的沥青路面。 种类应考虑集料公称最大粒径、矿种类应考虑集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率等因素选择料级配、空隙率等因素选择 分类见表分类见表8.148.14。133土木工程系土木工程系表表8.148.14混合料类型混合料类型密级配密级配开级配开级配半开级配半开级配公称公称最大粒径最大粒径/mm/mm最大最大粒径粒径/mm/mm连续级配连续级配间

79、断级配间断级配间断级配间断级配沥青碎石沥青碎石沥青沥青混凝土混凝土沥青稳沥青稳定碎石定碎石沥青玛蹄沥青玛蹄脂碎石脂碎石排水式沥青排水式沥青磨耗层磨耗层排水式沥青排水式沥青碎石基层碎石基层特粗式特粗式ATB-40ATB-40ATPB-40ATPB-4037.537.553.053.0粗粒式粗粒式ATB-30ATB-30ATPB-30ATPB-3031.531.537.537.5AC-25AC-25ATB-25ATB-25ATPB-25ATPB-2526.526.531.531.5中粒式中粒式AC-20AC-20SMA-20SMA-20AM-20AM-2019.019.026.526.5AC-16

80、AC-16SMA-16SMA-16OGFC-16OGFC-16AM-16AM-1616.016.019.019.0细粒式细粒式AC-13AC-13SMA-13SMA-13OGFC-13OGFC-13AM-13AM-1313.213.216.016.0AC-10AC-10SMA-10SMA-10OGFC-10OGFC-10AM-10AM-109.59.513.213.2砂粒式砂粒式AC-5AC-5AM-5AM-54.754.759.59.5设计空隙率设计空隙率 /%/%3 35 53 36 63 34 4 18 18 18 186 61212134土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料

81、青混合料2 2）确定工程设计级配范围）确定工程设计级配范围 沥青混合料设计级配范围由工沥青混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定，级程设计文件或招标文件规定，级配沥青混合料的设计级配宜根据配沥青混合料的设计级配宜根据公路等级、气候及交通条件按表公路等级、气候及交通条件按表8.158.15、表、表8.168.16规定确定。规定确定。135土木工程系土木工程系表表8.158.15混合料类型混合料类型公称最大粒公称最大粒径径用以分类的用以分类的关键性筛孔关键性筛孔粗型密级配粗型密级配细型密级配细型密级配名称名称关键性筛孔关键性筛孔通过率通过率 /% /%名称名称关键性筛孔关键性筛孔通过率通过

82、率 /% /%AC-25AC-2526.526.54.754.75AC-25CAC-25C 40 40 40AC-20AC-2019194.754.75AC-20CAC-20C 45 45 45AC-16AC-1616162.362.36AC-16CAC-16C 38 38 38AC-13AC-1313.213.22.362.36AC-13CAC-13C 40 40 40AC-10AC-109.59.52.362.36AC-10CAC-10C 45 45 45136土木工程系土木工程系表表8.168.16级配类型级配类型通过下列筛孔通过下列筛孔 /mm /mm的质量百分率的质量百分率 /% /

83、%31.31.5 526.26.5 51919161613.13.2 29.59.54.74.75 52.32.36 61.11.18 80.60.60.30.30.10.15 50.00.07575粗粗粒粒式式AC-AC-25251001009090100100757590906565838357577676454565652424525216164242121233338 824245 517174 413133 37 7中中粒粒式式AC-AC-202010010090901001007878929262628080505072722626565616164444121233338 824

84、245 517174 413133 37 7AC-AC-1616100100909010010076769292606080803434626220204848131336369 926267 718185 514144 48 8细细粒粒式式AC-AC-1313100100909010010068688585383868682424505015153838101028287 720205 515154 48 8AC-AC-10101001009090100100454575753030585820204444131332329 923236 616164 48 8砂砂粒粒式式AC-5AC-51

85、001009090100100555575753535555520204040121228287 718185 51010137土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料3 3）矿质混合料配合比设计计算矿质混合料配合比设计计算 材料选择与准备材料选择与准备 矿料配合比设计矿料配合比设计 对对高高速速公公路路和和一一级级公公路路，宜宜在在工工程程设设计计级级配配范范围围内内计计算算1 13 3组组粗粗细细不不同同的的配配合合比比，绘绘制制设设计计级级配配曲曲线线，分分别别位位于于工工程程设设计计级级配配范范围围的的上上方方、中中值值及及下下方方。设设计计合合成成级级配配不不得得有有

86、太太多多的的锯锯齿齿形形交交错错，且且在在0.30.30.6mm0.6mm范范围围内内不不出出现现“驼驼峰峰”。当当反反复复调调整整不不能能满满意意时，宜更换材料设计。时，宜更换材料设计。138土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（2 2）确定最佳沥青用量）确定最佳沥青用量1 1）预估油石比或沥青用量）预估油石比或沥青用量 计算矿料混合料的合成毛体积相对密度计算矿料混合料的合成毛体积相对密度 计算矿料混合料的合成表观相对密度计算矿料混合料的合成表观相对密度 预估沥青混合料适宜的油石比或沥青用量。预估沥青混合料适宜的油石比或沥青用量。 确定矿料的有效相对密度确定矿料的有效相对

87、密度 2 2）制备马歇尔试件）制备马歇尔试件 以预估的油石比为中值，按一定间隔（对密级配沥以预估的油石比为中值，按一定间隔（对密级配沥青混合料通常为青混合料通常为0.5%0.5%，对沥青碎石混合料可适当缩，对沥青碎石混合料可适当缩小间隔为小间隔为0.3%0.3%0.4%0.4%），取），取5 5个或个或5 5个以上不同的油个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件。每一组试件的试样数按石比分别成型马歇尔试件。每一组试件的试样数按现行试验规程的要求确定，对粒径较大的沥青混合现行试验规程的要求确定，对粒径较大的沥青混合料，宜增加试件数量。料，宜增加试件数量。 139土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥

88、沥青混合料青混合料3 3）测定计算物理指标）测定计算物理指标 测定试件的毛体积相对密度和吸水率测定试件的毛体积相对密度和吸水率 确定沥青混合料的最大理论相对密度确定沥青混合料的最大理论相对密度 在在成成型型马马歇歇尔尔试试件件的的同同时时，采采用用真真空空法法实实测测各各组组沥沥青青混混合合料料的的最最大大理理论论相相对对密密度度。当当只只对对其其中中一一组组油油石石比比测测定定最最大大理理论论相相对对密密度度时时，也也可可按按式式（8.118.11）计算其他不同油石比时的最大理论相对密度。计算其他不同油石比时的最大理论相对密度。 计算试件的空隙率、矿料间隙率、有效沥青的饱计算试件的空隙率、矿

89、料间隙率、有效沥青的饱和度等体积指标和度等体积指标 140土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料4 4）测定力学指标）测定力学指标 采采用用马马歇歇尔尔试试验验仪仪，测测定定马马歇歇尔尔稳稳定定度度及及流流值值5 5）确定最佳沥青用量（或油石比）确定最佳沥青用量（或油石比） 绘制沥青用量与物理绘制沥青用量与物理- -力学指标关系图力学指标关系图 根根据据试试验验曲曲线线，确确定定沥沥青青混混合合料料的的最最佳佳沥沥青青用用量量OACOACl l 确定沥青混合料的最佳沥青用量确定沥青混合料的最佳沥青用量OACOAC2 2 确定最佳沥青用量确定最佳沥青用量OACOAC通常情况下取

90、通常情况下取OACOACl l及及OACOAC2 2的中值作为计算的最佳沥青的中值作为计算的最佳沥青用量用量OACOAC。 141土木工程系土木工程系图图8.68.6142土木工程系土木工程系图图8.68.6143土木工程系土木工程系图图8.68.6144土木工程系土木工程系图图8.68.6145土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 从从图图8.68.6中中得得出出所所对对应应的的空空隙隙率率值值和和矿矿料料间间隙隙率率值值，检检验验是是否否能能满满足足热热拌拌沥沥青青混混合合料料规规定定的的最最小小值值的的要要求求。OACOAC宜宜位位于于凹凹形形曲曲线线最最小小值值的的

91、贫贫油油一一侧侧。当当空空隙隙率率不不是是整整数数时时，按按最最小小内内插插法法确确定定，并并将将其其画画入入图图8.68.6中。中。 检检查查图图8.68.6中中相相应应于于此此OACOAC的的各各项项指指标标是是否否均均符符合合马马歇尔试验技术标准。歇尔试验技术标准。 根根据据实实践践经经验验和和公公路路等等级级、气气候候条条件件、交交通通情情况况，调整确定最佳沥青用量调整确定最佳沥青用量OACOAC。 146土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料6 6）检检验验最最佳佳沥沥青青用用量量时时的的粉粉胶胶比比和和有有效效沥沥青青膜厚度膜厚度 计计算算沥沥青青结结合合料料被被

92、集集料料吸吸收收的的比比例例及及有有效效沥沥青青含含量量 计算最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度计算最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度7 7）配合比设计检验）配合比设计检验 高温稳定性检验高温稳定性检验 水稳定性检验水稳定性检验 低温抗裂性能检验低温抗裂性能检验 渗水系数检验渗水系数检验147土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料2.2.生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段 目标配合比确定之后，进入第二个设计阶段，应用目标配合比确定之后，进入第二个设计阶段，应用实际施工拌和机进行试拌，以确定施工配合比。实际施工拌和机进行试拌，以确定施工配合比。3.3.生产配合比验证阶

93、段生产配合比验证阶段 生生产产配配合合比比验验证证阶阶段段，即即试试拌拌试试铺铺阶阶段段。按按照照规规范范规规定定的的试试验验段段铺铺设设要要求求，进进行行各各种种试试验验, ,当当全全部部满满足要求时，便可进入正常生产阶段。足要求时，便可进入正常生产阶段。148土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料149土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料沥青混合料配合比设计工程实例沥青混合料配合比设计工程实例 题目题目 试设计某高速公路沥青混凝土路面用试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料的配合组成。沥青混合料的配合组成。 原始资料原始资料 1.1.道路等级道路等

94、级 高速公路；高速公路；2.2.路面类型路面类型 沥青混凝土；沥青混凝土；3.3.结构层位结构层位 三层式沥青混凝土的上面层；三层式沥青混凝土的上面层；4.4.气候条件气候条件 最低月平均气温最低月平均气温-8-8；150土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料5.5.材料性能材料性能（1 1）沥青材料）沥青材料 可供应可供应A A级级7070号和号和9090号两种道路石油沥青。经检验号两种道路石油沥青。经检验各项技术性能均符合要求。各项技术性能均符合要求。（2 2）矿质材料）矿质材料1 1）碎石和石屑）碎石和石屑 石灰石轧制碎石，饱水抗压强度石灰石轧制碎石，饱水抗压强度12O

95、MPa12OMPa，洛杉矶磨耗率，洛杉矶磨耗率12%12%，粘附性（水煮法），粘附性（水煮法）级，视密度级，视密度2.70g/cm2.70g/cm3 3 。2 2）砂）砂 黄砂，细度模量属中砂，含泥量及泥块量均黄砂，细度模量属中砂，含泥量及泥块量均1%1%，视密度，视密度2.65g/cm2.65g/cm3 3。3 3）矿粉）矿粉 石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，视密度无团粒结块，视密度2.58g/cm2.58g/cm3 3。151土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 设计要求设计要求 1.1.根据道路等级、路面类型和结

96、构层位，确定沥青混根据道路等级、路面类型和结构层位，确定沥青混凝土类型，并选择矿质混合料的级配范围。根据现凝土类型，并选择矿质混合料的级配范围。根据现有各种矿质材料的筛析结果，采用图解法确定各种有各种矿质材料的筛析结果，采用图解法确定各种矿料的配合比，并依据题意对高速公路要求组配的矿料的配合比，并依据题意对高速公路要求组配的矿质混合料的级配进行调整。矿质混合料的级配进行调整。2.2.通过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。通过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。3.3.最佳沥青用量按水稳定性检验和抗车辙能力校核。最佳沥青用量按水稳定性检验和抗车辙能力校核。152土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混

97、合料青混合料 解解 1. 1.矿质混合料配合组成设计矿质混合料配合组成设计1 1）确确定定沥沥青青混混合合料料类类型型 由由题题意意，为为使使上上面面层层具具有有较较好好的的抗抗滑滑性，选用细粒式性，选用细粒式AC-13CAC-13C型沥青混凝土混合料。型沥青混凝土混合料。2 2）确定矿质混合料级配范围）确定矿质混合料级配范围 按表按表8.168.16查出细粒式查出细粒式AC-13AC-13型沥型沥青混凝土的矿质混合料级配范围，经调整后的工程级配范围青混凝土的矿质混合料级配范围，经调整后的工程级配范围如表如表8.188.18。级配类型级配类型筛孔尺寸筛孔尺寸( (方孔筛方孔筛)/mm)/mm1

98、6.16.O O13.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.070.075 5AC-16AC-16沥青混沥青混凝土工程级凝土工程级配范围配范围下限下限1001009090606030302020151510107 75 54 4上限上限10010010010080805353404030302323181812128 8表表8.18 8.18 矿质混合料要求级配范围矿质混合料要求级配范围 /% /%153土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料3 3）矿质混合料配合比设计）矿质混合料配合比设计 矿质集料

99、筛分试验：矿质集料筛分试验： 现场取样进行筛分试验现场取样进行筛分试验: : 碎石：碎石：101020mm20mm、5 510mm10mm、3 35mm5mm 石屑石屑 黄砂黄砂 矿粉矿粉 六种矿质集料的筛析结果列于表六种矿质集料的筛析结果列于表8.198.19。154土木工程系土木工程系表表8.198.19材料名称材料名称筛孔尺寸（方筛孔）筛孔尺寸（方筛孔）/mm/mm16.O16.O13.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.070.075 5通过百分率通过百分率/%/%碎碎 石石101020mm20mm10010

100、088.688.616.616.6O.4O.4O.3O.30.30.30.30.30.30.30.30.30.20.25 510mm10mm10010010010099.799.78.78.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.60.63 35mm5mm10010010010010010094.794.73.73.70.50.50.50.50.50.50.50.50.30.3石石 屑屑10010010010010010010010097.297.267.867.840.540.530.230.220.620.64.24.2黄砂黄砂100100100100100100

101、10010087.987.962.262.246.446.43.73.73.13.11.91.9矿矿 粉粉10010010010010010010010010010010010010010099.899.896.296.284.784.7155土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 组成材料配合比设计计算组成材料配合比设计计算 采用图解法计算组成采用图解法计算组成材料配合比，如图材料配合比，如图8.78.7所示。由图解法确定各种材所示。由图解法确定各种材料用量为料用量为101020mm20mm碎石：碎石：5 510mm10mm碎石：碎石：3 35mm5mm碎碎石：石屑：黄砂：

102、矿粉石：石屑：黄砂：矿粉=34.5%=34.5%24%24%10.5%10.5%11.5%11.5%：13%13%：6.5%6.5%。 调整配合比调整配合比 从图从图8.78.7可以看出，计算的合成级配可以看出，计算的合成级配曲线接近级配范围中值。由于高速公路交通量大、曲线接近级配范围中值。由于高速公路交通量大、轴载重，为使沥青混合料具有较高的高温稳定性，轴载重，为使沥青混合料具有较高的高温稳定性，合成级配曲线应偏向级配曲线范围的下限，为此配合成级配曲线应偏向级配曲线范围的下限，为此配合比应做调整。合比应做调整。 经调整，各种材料用量为经调整，各种材料用量为 10 1020mm20mm碎石：碎

103、石：5 510mm10mm碎石：碎石：3 35mm5mm碎石：石屑：碎石：石屑：黄砂：矿粉黄砂：矿粉=42%=42%20%20%14%14%9%9%：10%10%：5%5%。 调整后的合成级配曲线光滑、平顺，且接近级配曲调整后的合成级配曲线光滑、平顺，且接近级配曲线的下限。线的下限。156土木工程系土木工程系图图8.7 8.7 矿质矿质混合料配合比混合料配合比计计算算图图 157土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料4 4）马歇尔试验结果分析）马歇尔试验结果分析（1 1）绘制沥青用量与物理、力学指标关系图）绘制沥青用量与物理、力学指标关系图 根据表根据表8.208.20马歇尔

104、试验结果汇总表，绘制沥青用量马歇尔试验结果汇总表，绘制沥青用量与毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料填隙率、稳与毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料填隙率、稳定度、流值的关系图，如图定度、流值的关系图，如图8.98.9。158土木工程系土木工程系图图8.8 8.8 油石比油石比- -马马歇歇尔尔试验试验各各项项指指标标关系关系曲曲线图线图159土木工程系土木工程系试件试件组号组号油石比油石比/%/%技技 术术 指指 标标毛体积密毛体积密度度s s /gcm/gcm-3-3空隙率空隙率VVVV/%/%矿料间隙矿料间隙率率VMA/%VMA/%沥青饱和沥青饱和度度VFA/%VFA/%稳定性稳定性MS/kNM

105、S/kN流值流值FLFL/mm/mm1 12 23 34 45 55.05.05.55.56.06.06.56.57.07.02.3282.3282.3462.3462.3542.3542.3532.3532.3482.3485.85.84.74.73.63.62.92.92.52.517.917.917.617.617.417.417.717.718.418.462.562.569.869.877.577.580.280.283.583.58.78.79.79.710.310.310.210.29.89.82.12.12.32.32.52.52.82.83.73.7技术标准技术标准3 36

106、6不小于不小于131365657575881.51.54 4表表8.20 8.20 马马歇歇尔尔试验结试验结果果汇总汇总表表 160土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（2 2）确定最佳沥青用量初始值（）确定最佳沥青用量初始值（OACOAC1 1） 从图从图8.98.9得出：相应于密度最大值的沥青用量得出：相应于密度最大值的沥青用量=5.20%=5.20%，相应于稳定度最大值的沥青用量，相应于稳定度最大值的沥青用量=5.15%=5.15%，相应于规定空隙率范围中值的沥青用量相应于规定空隙率范围中值的沥青用量=4.75%=4.75%，相，相应于规定饱和度范围中值的沥青用量应于

107、规定饱和度范围中值的沥青用量=4.40%=4.40%。161土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（3 3）确定最佳）确定最佳沥沥青用量初始青用量初始值值（OACOAC2 2） 由由图图8.88.8得，各指得，各指标标符合符合沥沥青混合料技青混合料技术术指指标标要求要求的的沥沥青用量范青用量范围围：OACOACminminOACOACmaxmax=4.20%=4.20%5.20%5.20%，则则 162土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（4 4）综合确定最佳沥青用量（）综合确定最佳沥青用量（OACOAC），）， 按沥青最佳用量初始值按沥青最佳用量初始值O

108、AC=4.78%OAC=4.78%检查检查VMAVMA符合要求，符合要求， 取取OAC=4.80%OAC=4.80%。（5 5）最佳沥青用量（）最佳沥青用量（OACOAC）检验）检验 水稳定性检验水稳定性检验 采用沥青用量为采用沥青用量为4.80%4.80%制备马歇尔试件，测定标准马制备马歇尔试件，测定标准马歇尔稳定度及在浸水歇尔稳定度及在浸水48h48h后马歇尔稳定度，试验结果后马歇尔稳定度，试验结果列如表列如表8.218.21 表表8.21 8.21 沥青混合料水稳定性试验结果沥青混合料水稳定性试验结果油石比油石比OAC/%OAC/%马歇尔稳定度马歇尔稳定度/kN/kN浸水马歇尔稳浸水马歇

109、尔稳定度定度/kN/kN浸水残留稳定浸水残留稳定度度/%/%规范规定残留稳规范规定残留稳定度定度/%/%4.804.808.38.37.67.692927575163土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料 从从表表8.218.21试试验验结结果果可可知知：OAC=4.80%OAC=4.80%符符合合标标准准要求要求。抗车辙能力检验抗车辙能力检验 以以油油石石比比为为4.80%4.80%制制备备沥沥青青混混合合料料试试件件，进进行行抗车辙试验试验结果如表：抗车辙试验试验结果如表：表表8.228.22沥青用量沥青用量OAC /%OAC /%试验温度试验温度T/T/试验轮压试验轮压

110、/MPa/MPa试验条件试验条件动稳定度动稳定度/ /次次mmmm-1-1规范规定动稳定度规范规定动稳定度/ /次次mmmm-1-14.804.8060600.70.7不浸水不浸水1300130010001000从表从表8.228.22试验结果可知：试验结果可知：OAC=4.80%OAC=4.80%的沥青混合料动稳定度均大于的沥青混合料动稳定度均大于10001000次次/mm/mm，符合高速公路抗车辙能力的规定。符合高速公路抗车辙能力的规定。164土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料根据以上根据以上试验结试验结果，参考以往工程果，参考以往工程实实践践经验经验，结结合考合考虑

111、经济虑经济因素因素. . 综综合决定采用最佳油石比合决定采用最佳油石比为为: : 4.80% 4.80%。 165土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料8.3其他沥青混合料其他沥青混合料8.3.1常温沥青混合料常温沥青混合料 采采用用液液体体沥沥青青或或乳乳化化沥沥青青，与与矿矿质质混混合合料料常常温拌制而成，温拌制而成， 亦称为冷铺沥青混合料。亦称为冷铺沥青混合料。 我我国国常常以以乳乳化化沥沥青青作作为为结结合合料料，拌拌制制乳乳化化沥沥青混凝土混合料或乳化沥青碎石混合料。青混凝土混合料或乳化沥青碎石混合料。常温沥青混合料的优点：常温沥青混合料的优点： 施施工工方方便便、

112、节节约约能能源源、保保护护环环境境。目目前前我我国国经经常常采采用用的的常常温温沥沥青青混混合合料料，以以乳乳化化沥沥青青碎碎石混合料为主。石混合料为主。166土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料1.1.常温沥青碎石混合料的类型及选择常温沥青碎石混合料的类型及选择 常常温温沥沥青青碎碎石石混混合合料料的的类类型型，按按其其结结构构层层位位决决定定，通通常常路路面面的的面面层层采采用用双双层层式式时时，下下面面层层采采用用粗粗粒粒式式沥沥青青碎碎石石AM30AM30，或或特特粗粗式式沥沥青青碎碎石石AM40AM40；上上面面层层选选用用较较密密实实的的细细粒粒式式沥沥青青碎碎

113、石石AM10AM10、AM13AM13或或中中粒式粒式沥沥青碎石青碎石AM16AM16。2.2.常温沥青碎石混合料的配合组成设计常温沥青碎石混合料的配合组成设计（1 1）矿质矿质混合料混合料级级配配组组成成 （2 2）沥沥青用量青用量167土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料3.3.常温沥青碎石混合料的应用常温沥青碎石混合料的应用 对对于于乳乳化化沥沥青青碎碎石石混混合合料料适适用用于于一一般般道道路路的的沥沥青青路路面面面面层层、修修补补旧旧路路坑坑槽槽，及及作作一一般般道道路路旧旧路路改改建的加铺层用。建的加铺层用。 高高速速公公路路、一一级级公公路路、城城市市快快速速

114、路路和和主主干干路路等等，常常温温沥沥青青碎碎石石混混合合料料一一般般只只适适用用于于沥沥青青路路面面的的联联结层结层或平整或平整层层。 168土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料8.3.2沥青稀浆封层混合料沥青稀浆封层混合料 沥沥青青稀稀浆浆封封层层混混合合料料是是由由乳乳化化沥沥青青、石石屑屑（或或砂砂）、添添加加剂剂和和水水等等拌拌制制而而成成的的一一种种具具有有流流动动性性的的沥沥青青混混合合料料，简称沥青稀浆混合料。简称沥青稀浆混合料。1.1.沥青稀浆封层混合料的组成沥青稀浆封层混合料的组成沥青稀浆封层混合料的材料组成如下：沥青稀浆封层混合料的材料组成如下：（1

115、1）结合料）结合料乳化沥青，常用阳离子慢凝乳化沥青。乳化沥青，常用阳离子慢凝乳化沥青。（2 2）集料）集料级配石屑（或砂）组成矿质混合料，最大级配石屑（或砂）组成矿质混合料，最大粒径为粒径为10mm10mm、5mm5mm或或3mm3mm。（3 3）填料）填料为提高集料的密实度，需掺加石粉和石灰为提高集料的密实度，需掺加石粉和石灰（或粉煤灰）等填料。（或粉煤灰）等填料。169土木工程系土木工程系第第8 8章章 沥沥青混合料青混合料（4 4）水）水为润湿集料，使稀浆混合料具有要求的流动为润湿集料，使稀浆混合料具有要求的流动度需掺加适量的水。度需掺加适量的水。（5 5）添添加加剂剂为为调调节节稀稀浆浆混混合合料料的的和和易易性性和和凝凝结结时时间间需需添添加加各各种种助助剂剂，如如氯氯化化铵铵、氯氯化化钠钠、硫硫酸酸铝铝、水水泥泥、热热石灰等。石灰等。2.2.沥青稀浆封层混合料的类型及应用沥青稀浆封层混合料的类型及应用沥青稀浆封层混合料按其用途和适应性分为以下三种类沥青稀浆封层混合料按其用途和适应性分为以下三种类型：型：（1 1）ES-1ES-1型型 （2 2）ES-2ES-2型型 （3 3）ES-3ES-3型型 170