第五章 新型沥青混合料

第五章新型沥青混合料《高等级公路路基路面新材料》第五章新型沥青混合料第一节沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料南京工程学院建筑工程学院董祥通信地址：江苏省南京市江宁科学园弘景大道1号南京工程学院建筑工程学院（邮编211167）联系电话子邮箱：dongxiang1980@139.com1沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法沥青玛蹄脂碎石混合料stonemasticasphalt(英)，stonematrixasphalt(美)由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架的间隙，组成一体形成的沥青混合料，简称SMA。沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法SMA产生于上个世纪60年代的德国，实在浇注式沥青混凝土（Gussasphalt）的基础上通过增加碎石用量而发展起来的。我国第一条SMA路面为广佛高速，该路于1993年3月完成，但实际效果较差；同年的首度机场高速公路铺筑了18km的SMA路面，取得了较好的效果。沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)

沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法a.设计初试级配级配类型

26.5

19

16

13.2

9.5

4.752.361.18

0.6

0.3

0.15

0.075

(a)SMA路面的工程设计级配范围宜直接采用规范规定的矿料中粒式细粒式

AC-20AC-16AC-13AC-10

100

90-100100

78-9290-100100

62-8076-9290-100100

50-7260-8068-8590-100

26-5634-6238-6845-75

16-4420-4824-5030-58

12-3313-3615-3820-44

8-249-2610-2813-32

5-177-187-209-23

4-135-145-156-16

3-74-84-84-8

级配范围。(b)在工程设计级配范围内，调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的粗集料骨架分界筛孔的通过率处于级配范围的中值、中值±3％附近，矿粉数量均为10％左右。2沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)级配类型26.5191652.30.150.075中粒式SMA-2010090-10072-9262-沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)级配类型26.5191652.30.150.075中粒式SMA-2010090-10072-9262-8240-5518-3013-2212-2010-169-148-138-12中粒式SMA-1610090-10065-8545-6520-3215-2414-2212-1810-159-148-12细粒式SMA-1310090-10050-7520-3415-2614-2412-2010-169-158-12细粒式SMA-1010090-10028-6020-3214-2612-2210-189-168-13沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法a.设计初试级配(c)计算各组初试级配的捣实状态下的粗集料松装间隙率SCAVCADRC⎯⎯粗集料骨架的松装间隙率(％)；γCA⎯⎯粗集料骨架的毛体积相对密度；γS⎯⎯粗集料骨架的松方毛体积相对密度。沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法a.设计初试级配(f)计算SMA马歇尔混合料试件中的粗集料骨架间隙率VCAmix、空隙率VV、集料间隙率VMA、沥青饱和度VFA.

沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法a.设计初试级配(d)按估算油石比成型试件。(e)计算不同沥青用量条件下SMA混合料的最大理论相对密度，其中纤维部分的比例不得忽略。t100PaPxseax沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法a.设计初试级配(g)从3组初试级配的试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAmix<VCADRC及VMA>16.5％的要求，当有1组以上的级配同时符合要求时，以粗集料骨架分界集料通过率大且VMA较VCA

mix

⎛⎝

fca

CA

⎞⎠

大的级配为设计级配。沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法b.确定设计沥青用量(a)根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.2％～0.4％为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件(b)根据希望的设计空隙率，确定油石比，作为最佳油石比OAC。3沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法试验项目单位技术要求1.SMA混合料设计方法试验项目单位普通沥青改性沥青c.马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm×63.5mm沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法1.SMA混合料设计方法试验项目单位技术要求1.SMA混合料设计方法试验项目单位普通沥青改性沥青c.马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm×63.5mm马歇尔试件击实次数两面击实50次空隙率VVSMA％3～4矿料间隙率VMA不小于％17.0粗集料骨架间隙率VCA不大于计接受或者否决的唯一指标。VCA沥青饱和度VFA％75～85稳定度不小于kN5.56.0流值mm2～5－谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失％不大于0.2不大于0.1肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验％不大于20不大于15VCADRC(1−VCADRCVCADRC(1−VCADRC。)100100PaPx⎜⎜1−⎟⎟100第五章新型沥青混合料第二节开级配沥青磨耗层（OGFC）混合料沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法2.OGFC混合料配合比设计方法

沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法2.OGFC混合料配合比设计方法开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围OGFC-大孔隙开级配排水式沥青磨耗层OGFC(Open-gradedFrictionCourses)。OGFC再早出现在欧洲，通常称为PFC(PorousFrictionCourse)，也称为PEM(PorousEuropeanMixes)。其传到美国、日本后才被称为OGFC。现在OGFC在日本使用最普遍，政府要求所有的高速公路表面层都加一层OGFC，4级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)级配类型191652.30.150.075中粒级配类型通过下列筛孔(mm)的质量百分率(％)级配类型191652.30.150.075中粒式OGFC-1610090-10070-9045-7012-3010-226-184-153-123-82-6中粒式OGFC-1310090-10060-8012-3010-226-184-153-123-82-6细粒式OGFC-1010090-10050-7010-226-184-153-123-82-6沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法2.OGFC混合料配合比设计方法高粘度改性沥青的技术要求沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法2.OGFC混合料配合比设计方法a.级配的初选(c)制作马歇尔试件，马歇尔试件的击实次数为双面50次。用体积法测定试件的空隙率，绘制2.36mm通过率与空隙率的关系曲线。根据期望的空隙率确定混合料的矿料级配及初始沥青用量。沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法3.大粒径沥青混合料设计方法

沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法2.OGFC混合料配合比设计方法a.级配的初选(a)以规范级配范围作为工程设计级配范围，在充分参考同类工程的成功经验的基础上，在级配范围内适配3组不同2.36mm通过率的矿料级配作为初选级配。(b)对每一组初选的矿料级配，计算集料的表面积。根据希望的沥青膜厚度，计算每一组混合料的初试沥青用量Pb。通常情况下，OGFC的沥青膜厚度h宜为14μm。沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法2.OGFC混合料配合比设计方法b.性能检验沥青与沥青混合料第七章沥青混合料的组成设计十二、特种沥青混合料设计方法3.大粒径沥青混合料设计方法大粒径沥青混合料（Large-stoneasphaltmixes，简称LSAM），是指最大粒径在25～63mm的热拌混合料，起始于20世纪初的美国，但一直未被真正广泛使用。近年来，各国又重现开始认识并研究LSAM，研究表明，设计合理的LSAM是解决重载交通下高温车辙问题经济而有效的途径之一。我国现行规范中的ATB和ATPB也是源于LSAM。5试验指标单位密级配基层(ATB)排水式开级配基层(ATPB)公称最大粒径mm26.5mm等于或大于31.5mm所有尺寸马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm试验指标单位密级配基层(ATB)排水式开级配基层(ATPB)公称最大粒径mm26.5mm等于或大于31.5mm所有尺寸马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm×63.5mmφ152.4mm×95.3mmφ152.4mm×95.3mm击实次数(双面)次7511275空隙率VV％3～6不小于18稳定度，不小于kN7.515－流值mm1.5～4实测－沥青饱和度VFA％55～70－试验项目试验项目单位技术要求针入度(25℃,100g,5s)不小于0.1mm40软化点(T)不小于℃80延度(15℃)不小于cm50闪点不小于℃260薄膜加热试验(TFOT)后的质量变化不大于％0.6粘韧性(25℃)不小于N.m20韧性(25℃)不小于N.m1560℃粘度不小于Pa.s20000试验项目试验项目单位技术要求试验方法马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm×63.5mmT0702马歇尔试件击实次数验两面击实50次T0702空隙率宜超过±1％18～25T0708马歇尔青稳定度不小于kN符3.5。T0709析漏损失％<0.3T0732肯特堡飞散损失％<20T0733第五章新型沥青混合料第三节乳化沥青混合料第五章新型沥青混合料第四节稀浆封层混合料与微表处混合料67沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术一、概述

沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术一、概述微表处主要用于高速公路及一级公路的预防性养护以及填补轻度车辙,也适用于新建公路的抗滑磨耗层。稀浆封层一般用于二级及二级以下公路的预防性养护，也适用于新建公路的下封层。8沥青与沥青混合料沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术一、概述微表处技术七十年代在欧洲出现，八十年代进入美国，目前已经成为美国、加拿大、欧洲等很多国家高等级公路的主要养护手段之一。国家名称年份微表处（万吨）国家名称年份微表处（万吨）美国加拿大199669.15法国199613.75美国加拿大199992.00法国199925.00西班牙199613.50澳大利亚19962.50西班牙199914.00澳大利亚19993.00英国19963.50日本19960.012英国19993.13日本19990.30施工路段施工路段微表处面积（万ｍ）施工时间太阳高速公路302000年四川内宜高速公路第九章稀浆110表处技术2000年～2002年京沪高速公路天津段422001年一、沪杭高概速述公路上海段52001年江苏沪宁高速公路2302002年、2003年沈哈高速公路铁岭段42002年沪宁、沪嘉高速公路上海段62002年河北京石高速公路402003年山东东港高速公路32003年浙江沪杭甬、上三高速公路1002003年河北石太高速公路302003年成渝高速公路重庆段72003年沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术二、乳化沥青乳化沥青emulsifiedbitumen(英),asphaltemulsion，emulsifiedasphalt(美)

沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术二、乳化沥青阴离子型乳化剂石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀的沥青产品，也称沥青乳液。改性乳化沥青modifiedemulsifiedbitumen(英),modifiedasphaltemulsion(美)在制作乳化沥青的过程中同时加入聚合物胶乳，或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合，或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。

沥青乳化剂

离子型乳化剂非离子型乳化剂

阳离子型乳化剂两性离子型乳化剂沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术

沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术分类阳离子乳化沥青阴离子乳化沥青非离子乳化沥青

品种及代号PC-1PC-2PC-3BC-1PA-1PA-2PA-3BA-1PN-2BN-1

适用范围表处、贯入式路面及下封层用透层油及基层养生用粘层油用稀浆封层或冷拌沥青混合料用表处、贯入式路面及下封层用透层油及基层养生用粘层油用稀浆封层或冷拌沥青混合料用透层油用与水泥稳定集料同时使用(基层路拌或再生)

二、乳化沥青改性乳化沥青的品种和适用范围沥青与沥青混合料9试验项目单位试验项目单位品种及代号试验项目单位阳离子试验项目单位喷洒用合料拌和用试验项目单位PC-1PC-2PC-3BC-1破乳速度第九章快裂技慢裂快裂或中裂慢裂或中裂粒子电荷一、乳化沥青阳离子(+)筛上残留物(1.18mm筛)不大于%0.1粘度恩格拉粘度计E2-101-61-62-30粘度道路标准粘度计Cs10-258-208-2010-60蒸发残留物残留分含量不小于％50505055蒸发残留物溶解度，不小于％97.5蒸发残留物针入度(25℃)dmm50-20050-30045-150蒸发残留物延度(15℃),不小于cm40与粗集料的粘附性，裹附面积不小于2/3—与粗、细粒式集料拌和试验－均匀水泥拌和试验的筛上剩余不大于%－常温贮存稳定性：1d不大于5d不大于%15试验项目试验项目单位品种及代号试验项目单位PCRBCR破乳速度快裂或中裂慢裂粒子电荷阳离子(＋)阳离子(＋)筛上剩余量（1.18mm）不大于％0.10.1粘度恩格拉粘度E1～103～30粘度沥青标准粘度Cs8～2512～60蒸发残留物含量不小于％5060蒸发残留物针入度（100g，25℃,5s）dmm40～12040～100蒸发残留物软化点不小于℃5053蒸发残留物延度（5℃）不小于cm2020蒸发残留物溶解度(三氯乙烯)不小于%97.597.5与矿料的粘附性，裹覆面积不小于2/3—贮存稳定性1天不大于%11贮存稳定性5天不大于%55品品种代号适用范围改性乳化沥青喷洒型改性乳化沥青PCR粘层、封层、桥面防水粘结层用改性乳化沥青拌和用乳化沥青BCR改性稀浆封层和微表处用二、乳化沥青二、乳化沥青沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计沥青与沥青混合料

沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术沥青与沥青混合料项目单位微表处可拌和时间s>120

稀浆封层试验方法手工拌和

第九章稀浆封层与微表处技术稠度cm－

粘聚力试验N.m≥1.2

2～3≥1.2

T0751

三、微表处混合料的配合比设计30min(初凝时间)60min(开放交通时间)

N.m

≥2.0

≥2.0(仅适用于快开放

T0754

拌和试验：用以确定稀浆混合料的可施工时间交通的稀浆封层)负荷轮碾压试验(LWT)粘附砂量

g/m

<450

<450轮迹宽度变化率

％

<5

－

T0755(仅适用于重交通道路表层时)湿轮磨耗试验的磨耗值(WTAT)浸水1h浸水6d

g/mg/m<540<800

<800－

T075210油石比（油石比（%）水（%）水泥（%）可拌和时间（s）初凝时间（min料）备注5.551.5＞240＞15拌和、初凝时间过长6.051.5150＞25初凝时间过长＞240＞30拌和、初凝时间过长7.041.5160浆＞15初凝时间偏长5.562.0180＞15初凝时间过长6.062.013515适宜摊铺6.552.014515适宜摊铺7.052.013015适宜摊铺155＞15初凝时间偏长6.072.512515适宜摊铺6.562.516515适宜摊铺7.05.52.512015拌和时间偏短沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计拌和试验：用以确定稀浆混合料的可施工时间筛孔尺寸筛孔尺寸(mm)不配同类合型比设通过各计筛孔的百分率(％)筛孔尺寸(mm)微表处稀浆封层筛孔尺寸(mm)MS－2型MS－3型ES－1型ES-2型ES-3型9.54.752.30.150.07510095～10065～9045～7030～5018～3010～215～1510070～9045～7028～5019～3412～257～185～1510090～10060～9040～6525～4215～3010～2010095～10065～9045～7030～5018～3010～215～1510070～9045～7028～5019～3412～257～185～15一层的适宜厚度(mm)4～78～102.5～34～78～10第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计拌和试验：用以确定稀浆混合料的可施工时间粘聚力试验（CT）：用于测定稀浆的开放交通时间沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计拌和试验：用以确定稀浆混合料的可施工时间粘聚力试验（CT）：用于测定稀浆的开放交通时间湿轮磨耗试验（WTAT）:用于检验混合料的耐久性，并确定混合料的最小乳化沥青用量负荷轮碾压试验（LWT）:用于检验混合料的高温性能，并确定混合料的最大乳化沥青用量沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计

沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计6d湿轮磨耗曲线拌和试验：用以确定稀浆混合料的可施工时间700620确定540混合料的最小乳化沥青用量4603803005.05.56.06.57.07.58.0油石比沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计拌和试验：用以确定稀浆混合料的可施工时间粘聚力试验（CT）：用于测定稀浆的开放交通时间湿轮磨耗试验（WTAT）:用于检验混合料的耐久性，并确定混合料的最小乳化沥青用量负荷轮碾压试验（LWT）:用于检验混合料的高温性能，并确定混合料的最大乳化沥青用量沥青与沥青混合料第九章稀浆封层与微表处技术三、微表处混合料的配合比设计

11CT660CT6606d湿轮磨耗曲线:572.9500435.7371.4磨耗值粘聚力试验（的开放交通时间湿轮磨耗试验（用于检验混合料的耐久性，并第五章新型沥青混合料

沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术新建道路行使质量

养护(例如：铣刨加铺)

结构性维修(例如：再生)第五节再生沥青混合料

行驶质量

结构设计寿命时间或交通流量

最低行驶要求沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术☯再生技术已不是单纯为了解决沥青路面的老化问题而出现的，广义上的再生已成为一个系统化的技术手段，通过再生不仅可以实现原有材料的再利用，同时可以实现特定路用性能的弥补、纠正甚至是提高。沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术

沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术☯沥青路面的再生利用可以有效的减少对石油资源、石材资源及能源的消耗，是沥青路面养护维修技术发展的必然方向。沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术☯1966年，前苏联出版《沥青混凝土废料再生利用技术的建议》；☯1981年，美国出版《路面废料再生指南》☯1981年，德国出版《热拌再生沥青混凝土施工规范》☯1983年，英国出版《热拌沥青混凝土基本规范》☯1984年，日本出版《路面废料再生利用技术指南》☯1997年，澳大利亚出版《沥青混凝土路面再生指南》12路龄(路龄(月)针入度(0.1mm)软化点(℃)15℃延度(cm)60℃粘度(Pa·s)012045.0>150112611046.081135128549.066274187749.050282246250.737371304251.034.5612沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术☯为实现沥青路面的再生利用，可采取多种方式；目前，根据对旧料的加热方式及拌和的场地等，可将沥青路面的再生技术分为以下5种：☯厂拌热再生☯就地热再生☯厂拌冷再生☯就地冷再生☯全深式再生沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术

沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术掺加不同比例再生剂后的再生沥青常规指标沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术☯厂拌热再生－将旧沥青路面材料（RAP）运至拌和厂（场、站），经破碎、筛分，然后以一定的比例与新集料、新沥青、再生剂（必要时）等拌制成热拌沥青混合料，按照热拌沥青混合料的施工工艺重新铺筑路面的一种技术沥青与沥青混合料第十章沥青路面再生利用技术

13试样饱和分(%)芳香分(%)胶质(%)沥青质(%)原沥青17.3距路表深度0～试样饱和分(%)芳香分(%)胶质(%)沥青质(%)原沥青17.3距路表深度0～0.5cm11.837.527.723.0距路表深度0.5～2.5cm12.443.522.920.7距路表深度2.5～4.5cm12.941.523.422.0掺加比例掺加比例%针入度（25℃）0.1mm延度（15℃）cm软化点℃0214661.96276644.763914577.405941539.0976675013.0