科普3：沥青混合料

1、3：沥青混合料沥青 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 由于材料组成分布、矿料与矿料及矿料与沥青间的相互作用、剩余空隙率的大小等不同，混合料可分为悬浮密实结构、骨

2、架空隙结构、骨架密实结构三大类。 三、沥青混合料强度形成原理及其影响因素路面破坏原因分析：高温时，由于沥青混合料抗剪强度不足，引起塑性变形过大（塑性变形为不可恢复变形，随着时间产生累积），使路面产生波浪、车辙、拥包与推移等高温变形破坏。低温时，抗拉强度或抗变性能力不足，由于混合料收缩受阻产生的拉应力超过了混合料的抗拉强度，而在混合料内产生裂缝。 沥青路面设计中抗剪强度，抗剪强度可以用摩尔-库伦理论进行分析，即沥青混合料的结构强度由矿料之间的嵌锁力（内摩阻力）以及沥青与矿料的粘结力及沥青自身的内聚力构成，可由下式表征： 沥青混合料的抗剪强度，MPa； c 沥青混合料的结力，MPa； 沥青混合料的

3、内摩阻力，0； 实验时的正应力，MPa。式中：1高温稳定性高温稳定性:是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。提出高温稳定性的意义：高温条件下或长时间承受荷载作用混合料会产生显著的变形，其中不能恢复的部分成为永久变形，这种特性是导致沥青路面产生车辙、波浪及拥包等病害的主要原因。在交通量大，重车比例高和经常变速路段的沥青路面上，车辙是最严重、最有危害的破坏形式之一。我国最常用评价方法是：马歇尔试验和车辙试验。马歇尔试验最大特点设备简单、操作方便，现在已被世界上许多国家所采用。试件尺寸：（1）101.6mm63.5mm（1.3mm，两侧高度

4、差不大于2mm）。适用于公称最大粒径26.5mm的混合料，试件成型击实次数根据公路等级、混合料类型、气候条件选择，一般为75次或50次。试验中一组试件需平行试件通常为4个。（2）152.4mm95.3mm(2.5mm，两侧高度差不大于2mm)。适用于公称最大粒径31.5mm和37.5mm的混合料，击实次数一般为112次。试验中一组试件需平行试件通常为4个，必要时要增至56个。 稳定度是指试件受压至破坏时承受的最大荷载，以kN计，流值是达到最大破坏荷载是实践的垂直变形，以0.1mm计。车辙试验:车辙实验方法首先是英国运输与道路研究试验所(TRRL)开发的，并经过了法国、日本等道路工作者的改进与完

5、善。车辙实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，试验结果较为直观，与沥青路面车辙深度之间有着较好的相关性。车辙试验方法：板状试件:30030050mm板式试件;温度条件:一般为60;试验轮以:421次/min的频率; 以产生1mm车辙变形所需要的行走次数，即动稳定度指标评价沥青混合料的抗车辙能力。示意图 在沥青混合料的组成材料中，矿料性质对沥青混合料高温性能影响是至关重要。混合料高温性能的影响因素沥青的高温粘度越大，与集料的粘附性越好，相应的沥青混合料的抗高温变形能力就越强。可以使用合适的改性剂来提高沥青的高温粘度，降低感温性，提高沥青混合料的粘结力，从而改善了沥青混合料的高

6、温稳定性。随着沥青用量的增加，沥青膜增厚，自由沥青比例增加，在高温条件下，易发生明显的流动变形，从而导致沥青混合料抗高温变形能力降低。随着沥青膜厚度的增加，车辙深度随之增加。低温抗裂性定义：低温抗裂性，保证沥青路面在低温时不产生裂缝的能力。原因： 当冬季气温将低时，沥青面层将产生体积收缩，而在基层结构与周围材料的约束作用下，沥青混合料不能自由收缩，将在结构层中产生温度应力。目前用于研究和评价沥青混合料低温抗裂性的方法可以分为三类：预估沥青混合料的开裂温度；评价沥青混合料的低温变形能力或应力松弛能力；评价沥青混合料断裂能。图1 美国SHPR使用的TSRST设备简图 3 耐久性定义：耐久性是指沥青

7、混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车和在反复作用的能力，它包括沥青混合料的抗老化性、抗疲劳性等综合性制。解决措施：选择耐老化沥青，有足量的沥青含量。施工过程中，应控制拌合加热温度，并保证沥青路面的压实密度。4.沥青混合料的抗滑性沥青路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关重要。而沥青路面的抗滑性能必须通过合理的选择沥青混合料组成材料、正确的设计与施工来保证。沥青路面的抗滑性与所用矿料的表面构造深度、颗粒形状与尺寸、抗磨性有着密切的关系。因此表层的粗集料应粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击性好、磨光值大的碎石或破碎石集料。沥青混合料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沥青路面的施工有着严格的

8、程序混合料的施工过程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

9、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 棱角性沥青选择原则：1.粘度较大的粘稠沥青混合料具有较高的力学强度和稳定性，但粘度过高，则混合料的低温变形能力较差，路面易开裂。2.反之粘度较低的沥青的混合料在低温时变形能力较好，但在高温时往往会产生较大的高温变形。4.在夏季温度高或高温持续时间长的地区，应采用粘度高的沥青；而在冬季寒冷地区，则宜采用稠度低、低温劲度较小的沥青。5.对于日温差较大的地区还应考虑选择针入度指数较大、感温性较低的沥青。6.对于重载交通路段、高速公路更实行渠化交通的路段、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，应选用稠度大的

10、沥青。对于交通量小、公路等级低的路段可选用稠度略小的沥青。集料沥青界面示意图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？四、密级配热拌沥青混合料配合比设计方法拌料振动筛布置热料筛分拌和缸出料装料目标配合比设计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

11、（冷料）筛分（水洗法）3筛分试验二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计马歇尔实验为主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（