沥青混凝土材料讲义总结（83页）

1、沥青混凝土1内容介绍一、概述二、石油沥青三、改性沥青四、沥青混凝土第一节 概述一、沥青材料的定义与分类（一）定义 沥青是一种有机胶凝材料，是由多种有机物构成的极其复杂的碳氢化合物和碳氢化合物与氧、氮、硫的衍生物所组成的混合物。 常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体，能溶于多种有机溶剂，几乎不溶于水，属于憎水材料。 沥青材料同水泥材料一样，是建筑、交通、水利等工程领域中使用最广泛的建筑材料。（二）分类沥青天然沥青煤沥青石油沥青地沥青焦油沥青木沥青泥炭沥青页岩沥青 主要作为防水、防潮、防腐蚀材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蚀工程、铺筑道路以及贮水池、浴池及桥梁等防水防潮层。（石油沥青）

2、 二、沥青建筑材料沥青具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性，以及它与矿物材料有较强的粘接力、塑性和能抗冲击荷载的作用，在工程上应用面极大，用途很广。 为了使沥青满足一定的性能需求，工程上使用的沥青材料通常都是改性沥青和沥青混合料。掺树脂、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂）采取对沥青轻度氧化加工等措施改善沥青或沥青混合料的性能。机理：一是改性剂均匀分布形成空间网络结构；二是改变化学组成。 （一）改性沥青按工程需要的物理特性，用工厂生产出的沥青材料进行人工改造，使其满足工程要求的沥青材料。常见的改性沥青产品有沥青基防水卷材、沥青胶等。 （二）沥青混合料 沥青混合料是沥青与级配合适的矿物质材料拌

3、和均匀配制成建筑沥青材料。常见的混合料有沥青混凝土、沥青砂浆及沥青嵌缝油膏等。第二节 石油沥青 石油沥青是石油原油经蒸馏等方法提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残留物或经再加工而得到的产品。一、石油沥青的组成与结构（一）石油沥青的组分 石油沥青由于其化学成分复杂，为便于分析和使用，常将其物理、化学性质相近的成分归为若干组，称为组分。 不同的组分对沥青性质的影响不同。组分划分方法通常有三组分法和四组分法两种。 三组分法：分为油分、树脂和沥青质三个组分。油分使沥青的流动性好，降低沥青的粘度和软化点；树脂含量越多，石油沥青的延度和粘接力等性能越好；沥青质含量越多，则软化点越高，粘性越大

4、，也越硬脆。 此外，沥青中常含有一定量的固体石蜡，是石油沥青的有害成分，会增大沥青对温度的敏感性。（高温软化，低温析晶）四组分法：饱和分S芳香分A胶质R沥青质At组分分子量高温粘度低温变形能力化学稳定性饱和分S500700芳香分A3002000胶质R100050000沥青质At1000100000（二）石油沥青的胶体结构 沥青组分含量及化学结构不同，则形成不同类型的胶体结构。 把沥青中的油分和树脂归为可溶质，因为它们可以相互溶解。树脂能在沥青质颗粒的表面形成薄膜，从而构成以沥青质为胶核，周围吸附有部分树脂和油分的胶团，而无数胶团分散在油分中形成胶体结构。 根据沥青中沥青质和可溶质的相对比例不同

5、，胶体结构可分为溶胶型、凝胶型和溶凝胶型三种结构。1、溶胶型可溶质较多，沥青质很少，胶团全部分散。具有较好的流动性和塑性，较强的裂缝自愈能力，但对温度的敏感性高，温度稳定性差。2、凝胶型 可溶质较少，沥青质含量很大，胶团相互接触，形成不规则的空间网络结构，胶团移动比较困难。具有明显的弹性和粘性，流动性和塑性较低，对温度敏感性低，温度稳定性高。3、溶凝胶型 介于溶胶和凝胶之间的结构，部分胶团相互接触，这种胶体结构的沥青在常温下变形时，最初有明显的弹性，但变形增大到一定程度后，则为粘性流体。大多数优质道路沥青就是这种类型。二、石油沥青的技术性质（一）粘滞性 粘滞性又称粘性或稠度，是反映沥青材料在外

6、力作用下，沥青颗粒之间产生互相位移时抵抗便携的能力，是沥青材料的一项重要物理力学性质。 液态石油沥青的粘滞性使用粘度表示，粘度是现代沥青等级划分的主要依据。牛顿流体:是指在受力后极易变形，且切应力与变形速率成正比的低粘性流体。由于液体的粘性将此力层层传递，各层液体也相应运动，形成速度梯度du/dr，称剪切速率，以r表示。 ：动力粘度系数（简称粘度）凡不同于牛顿流体的都称为非牛顿流体。 在运动状态下测定沥青粘度时，考虑到密度的影响，动力粘度可以用运动粘度T来表示，即沥青在某一温度下的动力粘度与同温度下的沥青密度之比。牛顿液体粘度 （单位：Pas） 非牛顿液体视粘度或表观粘度 运动粘度和动力粘度*

7、 ：表观粘度 （PaS）c：复合流动系数，评价沥青流变性质的指标。绝对粘度的测定方法毛细管法（奥氏粘度计）真空减压毛细管法，60动力粘度Brookfield粘度计法动态剪切流变仪（DSR）法条件粘度的测定方法标准粘度计法针入度法软化点法如何测定粘度？在严格控制温度和真空度的条件下，测定一定体积沥青被吸过毛细管所需要的时间真空减压毛细管法试验原理 沥青试样在测定温度下的动力黏 度（Pas）； K黏度计常数； t对应的流动时间（s）。Brookfield粘度计法 可用于测定道路沥青 在45以上温度范围内表观粘度。对于牛顿流体其计算公式为： 对于非牛顿流体，上式中的 可表述为： 条件粘度测定方法 标

8、准粘度计法CT,d 单位 s 针入度法PT,m,t 单位0.1mm 软化点TR&B 单位 （表征沥青热稳定性） 针入度是等温粘度 软化点是等粘温度 1.标准粘度规定的温度条件下，通过规定的流孔直径，流出50mL体积所需时间，以s为单位。如：C25，5=100表示：试验温度25， 流孔直径5mm， 时间100s。 2、针入度 针入度是指在一定温度条件下的条件粘度，用标准试针垂直贯入沥青试件的深度表示，单位以0.1mm计。针入度开始时5s后沥青材料（25） 针入度标准试验规定：温度25，标准针重100g，贯入时间5s，表示为P（25，100g，5s）。针入度越大，粘度越小，沥青越软。试验时选定可不

9、同的条件研究沥青粘度与温度的关系，如 P（0，200g，60s）。针入度法测定粘稠沥青针入度示意图 在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青试样的深度，以0.1mm为单位如：P25,100,5=60表示：试验温度25 荷载质量100g 历时5s 贯入沥青深度6mm 粘度变化二、石油沥青的技术性质（一）粘滞性（二）耐热性 沥青的耐热性是指粘稠的石油沥青在高温下不软化、不流淌的特性。耐热性常用软化点表示。1、软化点 软化点是沥青从固态转变为液态时达到某特定粘性流动状态时的温度，通常用环球法来测定。 将沥青注入标准铜环内制成试件，试件中央放一质量为3.5g的钢球，并至于水（或甘油）中

10、，以5/min速率加热至沥青软化下垂至规定距离25.4mm时的温度，即为沥青软化点，以为单位。25.4mm软化点测试示意图 固态 液态硬化点 滴落点T R&B()条件粘度粘度变化 软化点高，说明沥青能够的耐热性能好，但软化点过高，不易加工；软化点低的沥青，夏季易产生变形，甚至流淌。2、脆性 脆点是在温度下降过程中，沥青材料由粘塑性状态转变为弹脆性状态的温度。脆点测试方法是将沥青在40mm20mm金属片上涂成厚0.15mm的薄膜，将其装在弯曲器上放入冷却溶液中，以1/min的冷却速度降温，同时使试件以每分钟11次的频率进行变曲，沥青薄膜开始出现裂纹时的温度即为脆点。沥青的三态：流动橡胶玻璃 软化

11、点 脆点（三）温度稳定性沥青的粘度等性能随温度的不同而产生明显的变化的特性，反映石油沥青对温度的敏感程度。温度TlgPlogP=AT+KA针入度温度感应性系数针入度温度关系A值的确定方法？温度TlgP25P25TR&BPR&B6001000lgPlgP1lgP2t2(25)t1(t软)t（2）针入度指数的确定：通常以针入度指数（PI）作为沥青温度稳定性的指标。 PI 值越大，沥青温度稳定性越好。 数组（Pi,Ti）进行回归 已知条件：不同温度下的针入度（Pi、Ti）（2组以上） 或针入度与软化点 计算方法 计算A值PI 查图3）当量软化点（T800）和当量脆点值（T1.2） 由logP=AT+

12、K： P800 P1.24）针入度指数与胶体结构的关系 PI+2 凝胶型沥青 PI=-2+2 溶凝胶型沥青（四）塑性 塑性是指沥青在外力的作用下产生变形而不破坏，除去外力后仍能保持变形后的形状的性质。 塑性较好的沥青在常温下产生裂缝时，因为有粘塑性而可自行愈合，故塑性还反映了沥青开裂后的自愈能力。 沥青之所以能制造出性能良好的柔性防水材料，很大程度上决定于沥青这种性质。 同时，因沥青有一定的吸收冲击振动载荷的能力，并能减少摩擦时的噪音，故是一种优良的道路路面材料。沥青的塑性可用延伸度（延度）来表示。 在一定温度下，将沥青标准试件以一定的拉伸速度延伸，试件拉断是延伸的长度即为延度，以cm计。通常

13、使用的试验条件为温度25、拉伸速度50mm/min。延度越大，塑性越好。（五）大气稳定性（耐久性） 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等环境因素的长期综合作用下抵抗老化的性能，它反映了沥青的耐久性。 大气稳定性可用沥青的蒸发减量及针入度变化来表示，即试样在160温度加热蒸发5h后的质量损失百分率和蒸发前后的针入度比两项指标来表示。蒸发损失率越小，针入度比越大，则沥青的大气稳定性越好。（六）其他性能溶解度 石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分率，以表示沥青中有效物质含量，即纯净程度。不溶解的物质会降低沥青的性能，应加以限制。闪点 加热沥青至初次闪火（有蓝色闪光）时的沥青温度。燃

14、点或着火点 加热沥青，并与火接触能持续燃烧5秒以上时的温度。第三节 沥青改性方法 为使沥青能满足工程要求，对从工厂生产的沥青材料通常要进行改性，使其具有一定的物理性质，如弹性、塑性、粘性、强度和温度稳定性等。石油沥青的改性方法主要有掺配法、乳化法和填充法。一、掺配法 掺配法是指当石油沥青的技术性质（如针入度或软化点）不能满足工程要求时，可通过用不同的沥青进行掺配而改变沥青的物理特性。 掺配料应选用表面张力相近和化学性质相近的同产源沥青，以保证沥青胶体结构的均匀性。 两种沥青掺配时可先绘制掺配比软化点曲线，通常按直线法估算掺配量。T2TT1T2Q1Q201000100软化点掺配量Q1标号较高沥青

15、的掺量，；Q2标号较低沥青的掺量，； T掺配后沥青的软化点，；T1标号较高沥青的软化点，；T2标号较低沥青的软化点，。二、乳化法 乳化法是将沥青颗粒（16m）分散在含有表面活性物质（如乳化剂、稳定剂）的水溶液中，形成稳定乳状液的新型沥青材料。种类 根据所用乳化剂不同有：阴离子型阳离子型胶体乳液制作方法 加热后直接乳化用溶剂溶解后乳化用途 可涂刷或喷涂在表面上作为防潮或防水层；用于拌制冷用沥青砂浆或混凝土。1、乳化原理 水是极性分子，沥青是非极性分子，两者不能互相溶合。当微小沥青颗粒分散在水中时，形成的沥青水分散体系不稳定，沥青颗粒会自动聚集，最后与水分离。 当水中含有乳化剂时，乳化剂的活性作用

16、使其在沥青颗粒和水粒两相界面上产生强烈的吸附作用，形成了吸附层。吸附层中极性基团与水分子牢固结合形成水膜，非极性基团与沥青结合形成乳化膜。水水膜沥青颗粒乳化剂乳化剂极性端乳化剂非极性端2、乳化剂的种类 沥青乳化剂主要有有机和无机两大类。 有机乳化剂包括阴离子乳化剂（如肥皂等），阳离子乳化剂、非离子乳化剂。 无机乳化剂包括膨润土、高岭土、无机氯化物、氢氧化物等。 工程上所用乳化沥青的一般组分含量为沥青5060，含有乳化剂、稳定剂的水溶液4050，其中乳化剂等的掺量约为13。三、填充法 填充法是指将细颗粒（粉状或纤维状）矿物料（如滑石、云母、石棉等）、橡胶、合成树脂和植物油等材料加入到沥青中，从而

17、改善提高沥青的强度、温度稳定性、耐酸性、耐碱性、耐热性、柔性、粘性和防水性等物理性能，使其形成满足工程需要的改性沥青。第四节 沥青混凝土 沥青混凝土是泛指用适量的沥青材料与一定级配的矿质集料经过充分拌和而形成的一种粘弹塑性沥青混合料。 这种材料不仅具有良好的力学性质和防水性能，而且具有一定的高温稳定性和低温柔韧性。用它铺筑的路面平整，无接缝，而且具有一定的粗糙度，路面减震、吸声、无强烈反光，使行车舒适，有利于行车安全。 此外沥青混合料也是良好的防水材料，常用于土石坝及其它水利工程的防渗。一、沥青混凝土的组合结构 沥青混凝土中的矿质材料包括粗骨料、细骨料和填料。粗骨料指粒径大于2.5mm的骨料，

18、细骨料指粒径2.5mm0.074的骨料，填料指粒径小于0.074mm的骨料。 根据胶体理论，沥青混凝土是由矿物质材料、沥青胶结料和参与空隙率所组成的具有多级空间网络结构的多相分散体系。 粗骨料为分散相，是分散在沥青砂浆中的一种分散相；砂浆是以细骨料为分散相，是分散在沥青胶浆中的一种细分散相；胶浆又是一种以填充料为分散相，是分散在稠度沥青中的一种微分散相。 这一理论说明了骨料的矿物组分、级配，以及沥青与填充料内表面的交互作用等因素对沥青混凝土性能的影响。二、沥青混凝土的技术特性 （1）抗渗性 沥青混凝抗渗性指标用渗透系数来表示。渗透系数可通过渗透试验来测定，而工程中实际需要的沥青混凝土的渗透系数

19、的大小则应根据工程要求来确定。 沥青混凝土渗透性取决于骨料级配、沥青用量及沥青混凝土的压实程度，随孔隙率的减小而降低。（2）抗裂性 沥青混凝抗裂性是指沥青混凝土在外荷载（如温降或拉伸）作用下抵抗变形而不产生裂缝的性能，是衡量沥青混凝土力学特性的一个重要指标。沥青混凝的抗裂性主要取决于沥青的性质和用量、矿质混合料的级配以及填充料与沥青用量的比值。为了提高沥青混合料的抗裂性，应选用针入度较大、低温延伸度较大的沥青，但沥青的软化点必须能保证耐热性的要求。也可在满足耐热性的前提下多用沥青，增加柔性。 沥青使用过多，温度变形随之增大，因而受温度影响而产生裂缝的可能性也要增加。（3）抗滑性 抗滑性是路面沥

20、青混凝土要求的指标，用摩擦系数和构造来表示。（4）强度 沥青混凝土的强度由混合料中骨料的咬合、沥青的粘性、沥青用量以及混合料的压实度决定。（5）热稳定性 热稳定性是指沥青混凝土在高温下及外荷长期作用下不发生严重变形或流淌的性质。稳定性指标可用热稳定性系数、斜坡流淌值或马歇尔稳定度和流值来表示。 马歇尔稳定度：将圆柱试件侧放在加荷压头内，使试件在试验机上以50mm/min的变形速率加荷，试件破坏时达到的最大荷载即为稳定度（以N计），试件达到最大荷载时所发生的变形即为流值（以0.1mm计）。 （6）水稳定性 水稳定性是指沥青混凝土抵抗水作用下引发性质变化和破坏的能力。通常水工沥青混凝土用水稳定性系

21、数和残留稳定度指标来评定；路面沥青用残留稳定度、粘附性指标评定。 水稳定性系数越大，沥青混凝土耐久性越好。沥青混凝土的水稳定性主要决定于沥青材料性能、骨料与沥青材料的粘接力及沥青混凝土的孔隙率等。水工沥青混凝土要求水稳定性系数不小于0.85，孔隙率小于4。 水工沥青混凝土要求残留稳定度应为不小于0.85，路面沥青混凝土的残留稳定度应不小于0.60.75。何为沥青混合料?沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路，其原因何在？地方道路高速公路城市道路1沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。2路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有利于

22、行车安全。3施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。4维修简单，旧沥青混合料可再生利用。1沥青路面容易老化。2温度稳定性差。 但是！老化定义？在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。沥青路面老化现象夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。波浪车辙泛油温度稳定性差的表现：沥青 混合料材料级配组成及空隙率大小分材料组成及 结构分 制造工 艺分 公称最大粒径分1.特粗式沥青混合料2.粗粒式沥青混合料3.中粒式沥青混合料4.细粒式沥青混合料5.砂粒式沥青混合料1.连续级配沥青混合料2.间断级配

23、沥青混合料1.密级配沥青混合料2.半开级配沥青混合料3.开级配沥青混合料1.热拌沥青混合料2.冷拌沥青混合料3.再生沥青混合料目前公路与城市道路路面多采用复合类的沥青混合料，如AC-16F既属于热拌沥青混合料、又属于密级配的、中粒式沥青混合料。 沥青混合料分类（3） 耐久性1.技术性质2.技术标准马歇尔试验稳定度（0.1mm）车辙试验动稳定度（次mm）（1）高温稳定性（2）低温抗裂性低温弯曲试验水稳性耐老化性耐疲劳性浸水马歇尔试验残留稳定度（%）冻融劈裂试验残留强度比（%）（4） 抗滑性（5）施工和易性公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 就是马歇尔试验指标要求参考规范沥青混合料

24、的拌合沥青混合料的运输沥青混合料的摊铺沥青混合料的碾压这是路面施工要解决的问题沥青混合料的拌合拌制沥青混合料，需解决以下问题：1.对原材料有何要求？如何对其检测？2.怎样配制沥青混合料？即如何进行配合比设计？沥青材料沥青混合料组成材料 粗集料细集料填料基质沥青改性沥青各种粒径的碎石（方孔筛）天然砂机制砂石屑矿粉最好都是碱性材料沥青材料针入度 针入度指数 软化点延度 蜡含量 闪点 溶解度 密度压碎值 磨耗值 表观相对密度吸水率 坚固性 针片状颗粒含量0.075mm颗粒含量 软尽弱颗粒含量磨光值 粘附性 破碎面要求粗集料细集料填 料表观密度 含水量 粒径范围 外观亲水系数 塑性指数 加热安定性原材

25、料名称技术指标执行标准1.公路工程集料试验规程JTG E42-20052.公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 052-2000 原材料的技术要求（P204P207） 表观相对密度 坚固性含泥量 砂当量 亚申蓝值 棱角性沥青混合料配合比设计配合比设计方法：规范采用马歇尔试验配合比设计方法，适用于密级配沥青混凝土及沥青稳定碎石混合料。公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）1、矿质混合料配合组成设计2、最佳沥青用量确定目标配合比设计目标配合比设计例题目标配合比设计阶段生产配合比设计阶段生产配合比验证阶段矿料的组成设计最佳沥青用量确定图

26、解法或试算法集料筛分（水洗法）马歇尔试 验确定工程级配范围预估计算沥青用量沥青与集料相对密度测定配合比设计三个阶段目标配合比与生产配合比都是两方面的设计，二者有何区别？矿料通过皮带输入拌和楼干燥筒加热振动筛二次筛分热料提升到拌和楼热料仓根据目标配合比的OAC、OAC0.3%三组沥青用量根据热料比例确定生产配合比最佳沥青用量OAC图解法确定热料比例生产配合比目标配合比图解法确定冷料比例确定目标配合比最佳沥青用量OAC取样冷料筛分根据冷料比例成型5组马歇尔试件通过调整控制室皮带转速达到设计比例青用量确定提供标准为生产配合比最佳沥热料比例与最佳沥青用量输入控制室计算机生产沥青混合料热料筛分取分级目标

27、配合比与生产配合比设计关系图成型3组马歇尔试件（一）确定工程级配范围（合成级配）目标配合比设计根据设计类型查施工技术规范，确定C或F型类型及级配范围，并计算级级配中值。69.5131824.53448708495规范中值4579132034607690规范下限81418263648628092100规范上限0.0750.150.30.61.182.364.759.513.216.0筛孔尺寸AC-16F沥青混凝土合成级配要求一、矿料组成设计 目标配合比设计步骤目标配合比设计1此处取样的集料为冷料，可以从料场直接取样。3料场取样尽量要有代表性、均匀性。4其他指标也需检测，只是配合比设计时不使用。2

28、矿粉直接从包装袋中取样。一、矿料组成设计（二）取样各种集料（冷料）筛分（水洗法） 目标配合比设计步骤目标配合比设计一、矿料组成设计（1）试验时取样方法采用四分法。四分法取样立面图平面图（二）取样各种集料筛分（水洗法）4筛分试验（4）采用通过百分率进行下一步计算。（2）水泥混凝土用集料可采用干筛法试验。（3）沥青混合料及基层用集料用水洗法试验。 目标配合比设计步骤目标配合比设计（三）用图解法或试验算法确定各种矿料的组成比例1绘制矩形图框。2连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）。3采用数学坐标绘制纵坐标，表示集料通过百分率（%）。4用以下方法绘制横坐标，表示筛孔尺寸（mm）：（1）先计算每个筛

29、孔的设计级配中值（通过率）；（2）在纵坐标上根据每个筛孔的设计级配中值，平行作直线与对角线相交；（3）根据交点作垂线，与横坐标的交点即为每个筛孔的位置。5在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线。6按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例。7根据确定的集料比例计算矿料的合成级配，判断其是否在工程级配范围内，否则需进 行比例调整，重新计算直到满足标准为止。一、矿料组成设计 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（一）测定沥青与集料的相对密度1测定沥青的相对密度 （b）非经注明，测定沥青密度的标准水温为15。沥青与水的相对密度是指25相同温度下的密度之比。可以

30、测定15密度，换算得相对密度（25/25）二者换算关系为：沥青与水的相对密度（25/25） 沥青的密度（15）0.996公路工程集料试验规程 JTG E42-20052测定集料毛体积相对 密度（ ） 与表观相对密度（ ）（网篮法）公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准测定标准 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（二）预估计算沥青用量1计算矿料的合成毛体积密度（sb ）2计算矿料的合成表观相对密度（ sa ）100sb=P22+P11Pnn100sa=P2 2+P1 1Pn nP1、P2Pn各种矿料的比例, 其 和为1001、2 n各种矿料相应的

31、 毛体积相对密度1、2n各种矿料 相应的表观相对密度 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（二）预估计算沥青用量3预估沥青混合料适宜的油石比（Pa）或含油量（Pb ）PaPb=Pa+100Pa1Pa=sbsb1Pa1已建类似工程标准油石比,%sb矿料合成毛体积相对密度sb1矿料合成毛体积相对密度 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验1按照确定的矿料比例配料，根据预估的油石比为中值，以0.5%的间隔成型5组马歇尔试件。（1）按确定的矿料比例，计算本次成型试件所需矿料的数量。（3）试模、套筒及击实座等应置于100烘箱中加热1h。（4）拌合时先加入

32、粗细集料到拌合机，再加入热沥青（沥青采用 减量法称量），拌和11.5min，再加入加热后的矿粉，继续 拌和， 标准拌合时间共3min。（5）成型马歇尔试件时试模上下要垫滤纸，试件周边插捣15次， 中间插捣10次，应先成型1个试件进行高度校核，校核公式 如下：要求试件高度调整后的混合料质量 =所得试件高度原用混合料质量（6）根据调整后的混合料质量进行称量，成型所有试件。（2）烘料时，粗细可混合加热，矿粉单独加热。公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验2冷却、脱模（1）冷却方法有三种试件横置室温冷

33、却：12h以上电风扇吹：1h以上浸水冷却：3min以上最好，但时间太长。较好，但冷却效果不好，时间一般需延长。工程上常采用室温下用电风扇吹12h以上冷却（2）脱模3高度测量测量工具：游标卡尺测量方法：四个方向测量，取平均值。合格判断：标准试件63.51.3mm；超出此范围作废。公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准局限性大，只能用于测定稳定度和流值。 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验4马歇尔试件密度测定（1）通常采用表干法测定毛体积相对密度（2）对于吸水率大于2%的试件，宜改用蜡封 法测定毛体积相对密度。maf =mw+mfS

34、a =mwmfmamf100公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验5马歇尔稳定度、流值测定公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准标准马歇尔试件养护温度为60养护时间为3040min 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验6马歇尔物理指标计算（1）确定矿料的有效相对密度（ se ）公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 计算标准se矿料的有效相对密度,无量纲Pb试验采用的沥青含量,%t试验沥青含量条件下实测的混合料 的最大

35、理论相对密度,无量纲b沥青的相对密度(25/25),无量纲 C合成矿料的沥青吸收系数 wx合成矿料的吸水率,%sb矿料的合成毛体积相对密度,无量纲sa矿料的合成表观相对密度,无量纲 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验6马歇尔物理指标计算（2）确定沥青混合料的最大理论相对密度（ ti ）100ti=Paib+100se+Pai或100ti=Pbib+sePsi公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 计算标准ti相对于计算沥青用量Pb时的混合料 最大理论相对密度,无量纲Pai所计算的沥青混合料中的油石比,%Pbi所计算的沥青混合料中的沥青含量, Pb

36、i= Pai (1+ Pai),%Psi所计算的沥青混合料中的矿料含量 Psi= 100Pbi,%se矿料的有效相对密度,无量纲b沥青的相对密度(25/25),无量纲 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验6马歇尔物理指标计算公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 计算标准VV试件的空隙率,%VMA试件的矿料间隙率,%VFA试件的有效沥青饱和度,%f试件的毛体积相对密度,无量纲t混合料的最大理论相对密度,实测或 计算,无量纲Ps各种矿料占沥青混合料总质量的百分 率之和, PS=100PS,%sb矿料的合成毛体积相对密度,无量纲 目标配合比设计步骤二、

37、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定1将不同油石比（或含油量）的马歇尔试验的所有指标点绘于图上：毛体积相对密度(%)油石比稳定度(KN)(%)油石比规范要求5KNa1=5.9%a2=5.28% 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定1将不同油石比（或含油量）的马歇尔试验的所有指标点绘于图上：空隙率(%)(%)油石比流值(mm)油石比(%)规范要求24.5mm 规范要求36%a3=5.32% 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定1将不同油石比（或含油量）的马歇尔试验的所有指标点绘于图上：饱和度油石比(

38、%)(%)间隙率(%)(%)油石比规范要求7085%规范要求14% a4无法确定 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定2确定OAC1（1）从上述图上找出毛体积密度最大值对应沥青用量a1、稳定度最大值对应沥青用量a2、 目标空隙率（或中值）对应沥青用量a3、沥青饱和度范围内的中值对应沥青用量a4（2）计算OAC1=（ a1 +a2+ a3+ a4 ）4a1=5.9%； a2=5.28%； a3=5.32%； a4无法确定（1）如果所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，只取a1、a2、a3计算（2）若密度或稳定度没有出现峰值，以a3作为OAC1，

39、但OAC1必须介于OACminOACmax的范围内OAC1=（ a1 +a2+ a3）3=5.50% 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定3确定OAC2（1）从上述图上找出符合规范要求的各物理指标的用油量，绘于下图，找出满足所有指 标的公共沥青用量范围，并查出最大值OACmax和最小值OACmin。公共沥青用量中OACmax=5.78%OACmin=5.37%（2）计算OAC2=（OACmax+OACmin）2OAC2=5.58% 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定4最佳沥青用量OAC=（OAC1+OAC2）2O

40、AC=（OAC1+OAC2）2 = 5.54% 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定（1）计算沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量（2）根据需要计算有效沥青的体积百分率及矿料的体Pba被集料吸收的沥青结合料比例,%Pbe有效沥青膜用量,%se矿料的有效相对密度,无量纲sb材料的合成毛体积相对密度,无量纲b沥青的相对密度(25/25),无量纲Pb沥青含量,%PS各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和, PS=100PS,%Vbe有效沥青体积百分率,%Vg矿料的体积百分率,%f 试件的毛体积相对密度,无量纲VV试件的空隙率,%积百分率5 检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度 目标配合比设计步骤二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定（3）计算最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度FB粉胶比,无量纲P0