沥青沥青溷合料2

1、第第6章章 沥青及沥青混合料沥青及沥青混合料概述概述 不不同同的的组组成成结结构构沥沥青青表表面面处处置置与与封封层层沥沥青青贯贯入入式式路路面面施施工工工工艺艺冷冷拌拌沥沥青青混混合合料料路路面面沥沥青青热热拌拌沥沥青青混混凝凝土土路路面面矿矿质质集集料料s sm ma a沥沥青青玛玛蹄蹄脂脂碎碎石石路路面面彩彩色色沥沥青青混混凝凝土土路路面面acamam 密密级级配配沥沥青青混混合合料料（）开开级级配配沥沥青青混混合合料料半半开开级级配配沥沥青青碎碎石石混混合合料料（）间间断断级级配配沥沥青青混混合合料料热热拌拌沥沥青青混混合合料料密密级级配配沥沥青青碎碎石石（atbatb）沥沥青青稳稳定

2、定碎碎石石混混合合料料 开开级级配配沥沥青青碎碎石石（ogfc or atpbogfc or atpb）半半开开级级配配沥沥青青碎碎石石（）沥沥青青玛玛蹄蹄脂脂碎碎石石混混合合料料1.沥青混合料的定义沥青混合料的定义改造完成后的沈大高速公路合徐高速无圩服务区襄（樊）十（堰）高速公路湖北省首条山区高速公路改性湖沥青铺筑的长安街日本高速路美国纽约美国纽约沥青混凝土生产时的集料加热沥青混凝土拌合楼 （ 300t/小时）沥青混合料的摊铺沥青混合料的摊铺沥青混合料的摊铺路面碾压施工彩色沥青彩色沥青混合料混合料断面结构断面结构合肥的首条彩色沥青路面南昌首条彩色沥青路面施工现场沈阳景观路 张家港 广州车坡路

3、 天津开发区 哈尔滨太阳岛彩色景观路 日本彩色人行道彩色人行道彩色人行道彩色人行道的施工彩色人行道的施工2.沥青混合料分类的意义沥青混合料分类的意义不同的路面结构层3.本节要讨论解决的主要问题本节要讨论解决的主要问题一一 热拌沥青混合料热拌沥青混合料（一（一 ）组成结构和强度形成机理）组成结构和强度形成机理 密密 级级 配配开开 级级 配配密密 实实 度度半半 开开 级级 配配间间 断断 级级 配配碱碱 性性 集集 料料矿矿 质质 集集 料料化化 学学 性性 质质酸酸 性性 集集 料料集集 料料 之之 间间内内 摩摩 擦擦 阻阻 力力混混 合合 料料 之之 间间结结 构构 沥沥 青青 （ 沥沥

4、 青青 受受 矿矿 质质 材材 料料 影影 响响 而而 形形 成成 ）沥沥 青青自自 由由 沥沥 青青 （ 保保 持持 沥沥 青青 其其 原原 有有 性性 质质 的的 沥沥 青青 ）矿质集料典型的三种级配类型悬浮悬浮密实结构密实结构骨架骨架空隙结构空隙结构骨架骨架密实结构密实结构2.强度形成机理强度形成机理( , )f cvv路面某处的应力状态v垂直压应力垂直压应力l侧向压应力侧向压应力vloimn通过三轴试验测得的通过三轴试验测得的试验曲线lv)45(2mns 20sarctgsic对圆柱形试件进行三轴剪切试验，从摩尔圆可得材料的应力情况，如图所示。图中应力圆的公切线为摩尔库仑包络线，即抗剪

5、强度曲线。包络线与纵轴相交的截距表示沥青混合料的粘结力c，切线与横轴的交角，表示沥青混合料的内摩擦角 。 =c+ tanc（集料的性状）（沥青的用量）（矿粉的比表面积）集料的化学性质）（沥青（沥青的粘度）内因q-（剪变率或形变速率）度）（温外因 t粘度粘度的影响的影响c c0化学性质化学性质的影响的影响23siocaco 结构沥青矿粉的比表面积矿粉的比表面积的影响的影响沥青用量沥青用量q的影响的影响c 0 c最佳沥青用量的概念最佳沥青用量的概念在阶段，自由沥青越薄，强度越高q集料的状态集料的状态 矿质混合料的级配对沥青混合料粘结力及内摩擦角的影响矿质混合料的级配对沥青混合料粘结力及内摩擦角的影

6、响沥青混合料级配类型三轴试验结果内摩擦角 粘结力c/mpa某粗粒式沥青混合料450550.076某细粒式沥青混合料35045300.197某砂粒式沥青混合料0.227温度t的影响c t )(tfc 形变速率形变速率 的影响的影响 不变,cc 0 )(fc（二（二 ）沥青混合料的技术性质和标准）沥青混合料的技术性质和标准马歇尔试验仪马歇尔试件)kn( mmflmst 沥青混合料的车辙试验沥青混合料的车辙试验试件成型试件成型车辙仪轮子试件）次（mmccddnttds )(211212）次（mmccddnttds )(211212韩国某公司的试验结果比较（2）低温抗裂性）低温抗裂性26bhdl式中b

7、试件破坏时的最大弯拉应变； h跨中断面试件的高度，mm； l试件的跨径，mm。 d试件破坏时的跨中挠度。 （3）耐久性）耐久性已经讨论已经讨论硬脆、开裂硬脆、开裂丧失粘结力丧失粘结力脱落、溃散脱落、溃散沥青混合料沥青混合料的老化的老化阳光阳光空气空气热热水水沥青的沥青的老化老化空隙率空隙率沥青饱和度沥青饱和度矿料间隙率矿料间隙率水稳定性水稳定性沥青性质沥青性质沥青的用量沥青的用量矿料性质矿料性质矿料级配矿料级配沥青混合料老化的主要影响因素及相互关系图高等级路面高等级路面沥青混合料沥青混合料最佳沥青用量最佳沥青用量的选择确定的选择确定空隙率的影响（体积指标）空隙率的影响（体积指标）水稳定性试验水

8、稳定性试验msmsmsms%msknmshkn 100110048残残留留稳稳定定度度（ ）；稳稳定定度度（）；试试件件浸浸水水的的稳稳定定度度（）；n沥青混合料冻融劈裂试验沥青混合料冻融劈裂试验：在规定条件：在规定条件下，对沥青混合料进行冻融循环，测定下，对沥青混合料进行冻融循环，测定试件在受到水损害前后劈裂破坏的强度试件在受到水损害前后劈裂破坏的强度比，以评价其比，以评价其水稳定性水稳定性。n沥青混合料渗水试验沥青混合料渗水试验：检验由于路面渗：检验由于路面渗水而可能导致基层承载力的下降。水而可能导致基层承载力的下降。沥青用量的影响沥青用量的影响耐久性评价指标耐久性评价指标n沥青混合料冻融

9、劈裂试验沥青混合料冻融劈裂试验n沥青混合料渗水试验沥青混合料渗水试验（4）沥青混合料的抗滑性）沥青混合料的抗滑性（5）施工和易性）施工和易性2.热拌沥青混合料的技术标准热拌沥青混合料的技术标准密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准试验指标试验指标单单位位高速公路、一级公路高速公路、一级公路其他等其他等级公路级公路行人道行人道路路夏炎热区（夏炎热区（1-1、1-2、1-3、1-4区）区）夏热区及夏凉区（夏热区及夏凉区（2-1、2-2、2-3、2-4、3-2区）区）中轻交通中轻交通重载交通重载交通中轻交通中轻交通重载交通重载交通击实次数（双面）击实次数（双

10、面）次次755050试件尺寸试件尺寸mm101.6mm63.5mm空隙率空隙率vv深深90mm以内以内%3 54 62 43 53 62 4深深90mm以下以下%3 62 43 63 6稳定度稳定度ms不小于不小于kn853流值流值 flmm2 41.5 42 4.52 42 4.52 5矿料间矿料间率率vma（%）不小于不小于设计空隙设计空隙率（率（%）相应于以下公称最大粒径（相应于以下公称最大粒径（mm）的最小）的最小vma及及vfa技术要求（技术要求（%）26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.5141517513

11、1414.51516186141515.5161719沥青饱和度沥青饱和度vfa（%）55 7065 7570 85以密级配沥青混凝土混合料技术标准为例以密级配沥青混凝土混合料技术标准为例（三）沥青混合料组成材料（三）沥青混合料组成材料的技术要求的技术要求沥青路面的温度分区表沥青路面的温度分区表沥青路面的温度分区沥青路面的温度分区气候区名气候区名最热月平均最最热月平均最高气温（高气温（）年极端最低气年极端最低气温（温（）备注备注11夏炎热冬严寒夏炎热冬严寒30-37.012夏炎热冬寒夏炎热冬寒-37.0 -21.513夏炎热冬冷夏炎热冬冷-21.5 -9.014夏炎热冬温夏炎热冬温-9.021

12、夏热冬严寒夏热冬严寒20 30-37.022夏热冬寒夏热冬寒-37.0 -21.523夏热冬冷夏热冬冷-21.5 -9.024夏热冬温夏热冬温-9.031夏凉冬严寒夏凉冬严寒20-37.0不存在不存在32夏凉冬寒夏凉冬寒-37.0 -21.533夏凉冬冷夏凉冬冷-21.5 -9.0不存在不存在34夏凉冬温夏凉冬温-9.0不存在不存在沥青路面的温度分区表沥青路面的温度分区表道路石油沥青技术要求指标单位等级沥青标号沥青标号160号130号110号90号70号50号30号针入度250.1mm140 200120 140100 12080 10060 8040 6020 40适用气候分区2-12-23

13、-21-11-21-32-22-31-31-42-22-32-4针入度指数pia-1.5 +1.0b-1.8 +1.0软化点(r&b)不小于a384043454446454955b36394243 4244434653c3537414243455060动力粘度不小于pasa60120160 140180 160200260指标单位等级沥青标号（续上表）沥青标号（续上表）160号130号110号90号70号50号30号10延度不小于cma505040453020302020152520151510b3030303020152015151020151010815延度不小于cma,b100c

14、80806050403020蜡含量不大于%a2.2b3.0c4.5闪点 不小于230245260溶解度不小于%99.5密度（15） g/cm实测记录指标单位等级沥青标号（续上表）沥青标号（续上表）160号130号110号90号70号50号30号tfot（或rtfot）后质量变化不大于%0.8残留针入度比不小于%a48545557616365b45505254586062c40454850545860残留延度(10)cma121210864b10108642残留延度(15)cmc403530201510沥青混合料用粗集料质量要求沥青混合料用粗集料质量要求指标单位高速公路及一级公路其他等级公路表面

15、层其他层次石料压碎值，不大于%262830洛杉矶磨耗损失，不大于%283035表观相对密度，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粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求雨量气候区1（潮湿区）2（润湿区）3（半干区）4（干旱区）年降雨量/mm10001000500500250250粗集料的磨光值pvs，不小于高速公路、一级

16、公路表面层42403836粗集料与沥青的粘附性，不小于高速公路、一级公路表面层高速公路、一级公路的其他层次及其他等级公路的各个层次54444333规格规格公称公称粒径粒径37.537.531.531.526.526.519.019.013.213.29.59.54.754.752.362.360.60.6s1s140-7540-750-150-150-50-5s2s240-6040-600-150-150-50-5s3s330-6030-600-150-150-50-5s4s425-5025-500-150-150-50-5s5s520-4020-4090-90-1001000-150-150

17、-50-5s6s615-3015-3010010090-10090-1000-150-150-50-5s7s710-3010-3010010090-10090-1000-150-150-50-5s8s810-2510-2510010090-10090-1000-150-150-50-5s9s910-2010-2010010090-10090-1000-150-150-50-5s10s1010-1510-1510010090-90-1001000-150-150-50-5s11s115-155-1510010090-90-10010040-7040-700-150-150-50-5s12s125

18、-105-1010010090-10090-1000-150-150-50-5s13s133-103-1010010090-10090-10040-7040-700-200-200-50-5s14s143-53-510010090-10090-1000-150-150-30-3粗集料规格要求粗集料规格要求沥青混合料用细集料质量要求沥青混合料用细集料质量要求单位高速公路、一级公路其他等级公路表观相对密度，不小于2.502.45坚固性（0.3mm部分），不小于%12含泥量（小于0.075mm的含量），不大于%35砂当量，不小于%6050亚甲蓝值，不大于g/kg25棱角性（流动时间），不小于s30沥

19、青混合料用矿粉质量要求沥青混合料用矿粉质量要求项目单位高速公路、一级公路其他等级公路表观密度，不小于t/m32.502.45含水量，不大于%11粒度范围0.6mm 0.15mm 0.075mm%10090 10075 10010090 10070 100外观无团粒结块亲水系数1塑性指数4加热安定性实测记录（四）矿质混合料的组成设计（四）矿质混合料的组成设计1.级配理论级配理论（1）级配曲线p(%)通过率通过率粒径尺寸粒径尺寸 lg d0连续级配曲线100间断级配曲线p(%)通过率通过率粒径粒径lgd0d1d2p间断级配曲线连续级配与间断级配空隙率连续级配与间断级配空隙率随分级数目变化的比较随分

20、级数目变化的比较 分级粒径比一一二二三三四四五五六六d2/d1=1/20.450.400.350.320.310.30d2/d1=1/80.450.250.110.060.03间断级配的优劣间断级配的实用方法连续级配连续级配（粗集料）（粗集料）连续级配连续级配（细集料）（细集料）间断级配间断级配混合料混合料（2）典型级配理论最大密实度曲线 （富勒公式）5.0max221001100,100ddpdkpdddkpmax则时，当dmax=dd/2d/4d/80d/16100p（%）80604020常用坐标中为一抛物线常用坐标中为一抛物线0lg d100p（%）50d/4d/16d/64d/256d

21、半对数坐标中为一曲线半对数坐标中为一曲线最大密度曲线n幂公式（泰波公式）nddp 100取=0.35、0.40、0.45、0.50、0.55时五种级配组成见下表（3）矿料级配曲线图的绘制11lglglglgiiiiiddkdd泰勒横坐标计算表（泰勒横坐标计算表（x=di0.45） 0 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 p（%） di0.45泰勒横坐标图最佳工程级配p=100(d/d)0.45n当试验指数 n=0.45 时，泰波公式可写成p=100(d/d)0.45 当d=

22、d时，p=100；当d=0时，p=0； 从上述分析可知，工程最大密度曲线的横坐标可以用筛孔尺寸的0.45次幂次幂表示，是通过坐标原点和矩形图右上顶点的一条直线（对角线）。n采用幂指数横坐标，取实验指数n=0.35，0.40，0.45，0.50，0.55得到曲线形式如图：采用幂指数的坐标幂指数的坐标，便于分析集料级配的技术特性，评价各级配组成结构变化趋势，因而是各种不同级配曲线同最大理论密度曲线联系起来的最佳表述方式。2.矿质混合料的组成设计方法矿质混合料的组成设计方法问题的提出问题的提出p%0lg dminlg dabc100100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 p

23、（%） di0.450 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16abcd问题的提出问题的提出级配曲线在图中的位置和形状所反映的集级配曲线在图中的位置和形状所反映的集料的级配性质料的级配性质12345级配曲线在图中的位置和形状所反映的集级配曲线在图中的位置和形状所反映的集料的级配性质料的级配性质目前工程应用上的常用集料分类：级配级配类型类型通过下列筛孔（通过下列筛孔（mm）的质量百分率（的质量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075粗粒粗粒式式ac-2510090-10075-906

24、5-8357-7645-6524-5216-4212-338-245-174-133-7中中粒粒式式ac-2010090-10078-9262-8050-7226-5616-4412-338-245-174-133-7ac-1610090-10076-9260-8034-6220-4813-369-267-185-144-8细细粒粒式式ac-1310090-10068-8538-6824-5015-3810-282-205-154-8ac-1010090-10045-7530-5820-4413-329-236-164-8砂粒砂粒式式ac-510090-10055-7535-5520-4012-287-185-10（1）数解法)()()()(imicibiaazayaxa100zy