《道路建筑材料》课件-6.2.2沥青混合料强度理论

沥青面层材料性能检测教学内容

沥青混合料性能检测（知识点：沥青混合料强度理论）1优点：a.沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性质，铺筑的路面平整无接缝，振动小，噪声低，行车舒适。b.路面平整且有一定的粗糙度，耐磨性好，无强烈反光，有利于行车安全。c.施工方便，不需养护，能及时开放交通。d.维修简单，旧沥青混合料可再生利用。缺点：a.老化：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，导致路面表层产生松散，引起路面破坏。

b.温度稳定性差：夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪等现象；冬季低温时易脆裂，在车辆重复荷载作用下易产生开裂。沥青混合料的特点2强度理论热拌沥青混合料通常是指将沥青加热至150～170℃，矿质集料加热至160～180℃，在热态下拌和，并在热态下进行摊铺、压实的混合料,通称“热拌热铺沥青混合料”。热拌沥青混合料HMA一、沥青混合料的强度理论二、沥青混合料的技术性质和技术标准三、沥青混合料组成材料的技术要求四、沥青混合料配合比设计3强度理论（一）沥青混合料的强度理论1.沥青混合料的组成结构a.表面理论（传统理论）

指沥青混合料是由粗集料、细集料和填料组成密实的矿质骨架，利用沥青胶结料的粘聚力，在加热状态下，与矿质集料进行拌和，经压实后成为具有一定强度的整体性材料。b.胶浆理论（现代理论）将高稠度的沥青加到矿粉中形成沥青胶浆——微分散体系。将细集料添加到沥青胶浆中形成沥青砂浆——细分散体系。将粗集料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料——粗分散体系。4强度理论典型的沥青混合料的粘弹性或粘弹塑性，主要取决于起粘结作用的沥青-矿粉系统的结构特点，主要表现为：结构单元通过液相的薄膜粘结在一起。胶凝结构的强度主要取决于结构单元和液相薄膜之间的分子力。胶凝结构具有力学破坏后结构触变性复原的特点。沥青混合料的结构取决于下列因素：矿物骨架结构、沥青胶结料种类与数量、矿料与沥青相互作用的特点及沥青混合料的密实度及其毛细孔隙结构的特点。沥青混合料是由矿质骨架和沥青结合料所构成的具有空间网状结构的一种多项分散体系。沥青混合料的力学强度，主要是由矿料颗粒之间的摩擦与嵌挤作用，以及沥青与矿料之间的粘结力构成。5基本概念弹性体：对材料施加一定的荷载或应力，材料将产生变形，若变形不随时间增加而增大，且撤销外力后，变形立即全部恢复，那么这种材料称为弹性体。粘性体：对材料施加一定的荷载或应力，材料将产生变形，若变形随荷载作用时间增加而增大，外力撤销后，变形不能完全恢复，那么这种材料称为粘性体。6强度理论2.沥青混合料的强度理论沥青混合料是一种由沥青、粗集料、细集料和矿粉以及外加剂所组成的复合材料，其在路面结构中产生破坏的情况，主要是发生在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，以及低温时抗拉强度不足或变形能力较差而产生裂缝现象。沥青混合料的抗剪强度，一般采用库伦理论进行分析。通过三轴剪切试验可求得：7强度理论沥青混合料的嵌挤力和内摩阻力的大小，主要取决于矿质集料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度，用较大的均匀的矿质集料较用较小尺寸而不均匀的矿料所组成的混合料具有较大的嵌挤力和内摩阻力，有棱角且表面粗糙的集料较圆球形而表面光滑的集料所组成的混合料具有较大的嵌挤力和内摩阻力。沥青混合料的粘聚力主要取决于两个因素：一是沥青与矿粉之间的相互作用力，而是沥青材料本身的粘结力。高强度的沥青混合料的基本条件是：密实的矿料骨架、适合的沥青用量和能与沥青产生化学吸附的活性矿料。8影响因素（二）影响沥青混合料抗剪强度的因素沥青混合料抗剪强度的影响因素，主要是材料的组成、材料的技术性质以及外界因素，如车辆荷载、温度、环境条件等。1.沥青粘度的影响2.沥青与矿料之间的吸附作用

膜内—结构沥青：粘度高→

C大

膜外—自由沥青：粘度小→

C小在沥青混合料中沥青主要有三种状态：一是固定状态，是指渗入碎石内部孔隙或和碎石紧密结合的部分沥青。这部分沥青一般数量较少。二是结构沥青，沥青和细小颗粒结合（如和矿粉混合）形成填料或依附在碎石等颗粒但结合不那么紧密的部分沥青。这部分沥青较多，而且很重要，它是沥青混凝土粘结性和延性的主要来源，过少则会影响沥青混凝土性能。三是自由沥青，它是沥青混合料中多余的沥青，在车辆作用下会很快移动，填入沥青混凝土孔隙孔隙率不足时会冒出路面，形成泛油，使路面变得光滑而失去应有的表面构造深度。严重时会使沥青混凝土移动而形成油包等病害。9影响因素10影响因素3.矿料比面的影响。

4.沥青用量的影响。

5.矿料级配、颗粒几何形状与表面特征的影响。

6.温度和变形速度的影响。11结构类型（三）沥青混合料组成结构类型按照沥青混合料强度构成特性的不同,压实沥青混合料可分为三种类型。（1）悬浮—密实结构（2）骨架—空隙结构（3）骨架—密实结构a.这种结构的特点是粘聚力较高，内摩阻力较小，混合料耐久性好，但稳定性较差。b.这