第六章瀝青混合料概述瀝青混合料的概念與定義第一節(jié)熱拌瀝青混合料第二節(jié)

其它瀝青混合料

主要內(nèi)容：瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度理論重點(diǎn)內(nèi)容：組成結(jié)構(gòu)類型影響抗剪強(qiáng)度因素難點(diǎn)：結(jié)構(gòu)瀝青的形成及對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響要求：掌握組成結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)瀝青的形成及對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響瀝青用量對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響對其他影響因素有一定的了解參考資料：《道路建筑材料》嚴(yán)家伋《瀝青及瀝青混合料》張南鷺本課綱要●概述●瀝青混合料的概念與定義（二）瀝青混合料的分類1．按結(jié)合料分類（1）石油瀝青混合料（2）煤瀝青混合料——以煤瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料。2．按施工溫度分類（瀝青混合料拌制和攤鋪溫度）（1）熱拌熱鋪瀝青混合料（2）常溫瀝青混合料3．按礦質(zhì)混合料級配類型分類（1）連續(xù)級配瀝青混合料（2）間斷級配瀝青混合料

4．按混合料密實(shí)度分類（1）密級配瀝青混凝土混合料①Ⅰ型瀝青混凝土混合料：剩余空隙率3％～6％；②Ⅱ型瀝青混凝土混合料：剩余空隙率4％～10％。（2）開級配瀝青混凝土混合料剩余空隙率大于15％。（3）亦有將剩余空隙率介于密級配和開級配之間的（即剩余空隙率10％～15％）混合料稱為半開級配瀝青混合料。5．按最大粒徑分類瀝青混凝土混合料的集料最大粒徑可分為下列4類：（1）粗粒式瀝青混合料（2）中粒式瀝青混合料（3）細(xì)粒式瀝青混合料（4）砂粒式瀝青混合料●定義：熱拌瀝青混合料——人工組配的礦質(zhì)混合料與粘稠瀝青在專門設(shè)備中加熱拌和而成，用保溫運(yùn)輸工具運(yùn)送至施工現(xiàn)場，并在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)的混合料?！镆弧r青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度理論（一）瀝青混合科的組成結(jié)構(gòu)（二）瀝青混合料的強(qiáng)度理論（一）瀝青混合科的組成結(jié)構(gòu)1.懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)連續(xù)密級配的瀝青混合料力學(xué)特點(diǎn)粗集料少，不能形成骨架粘聚力C大，內(nèi)摩擦角φ??；2.骨架空隙結(jié)構(gòu)

連續(xù)開級配的瀝青混合料細(xì)集料少，不能填充集料間空隙C小，φ大3.骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)

間斷密級配的瀝青混合料，

中間集料少，既有足夠的粗集料形成骨架，又有細(xì)集料填充其間的空隙C大，φ大T1.影響瀝青混合料內(nèi)摩擦角的因素（1）瀝青的粘度對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響通常情況下，瀝青的粘度越大，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度越高（2）瀝青與礦料化學(xué)性質(zhì)對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響結(jié)構(gòu)瀝青：瀝青與礦粉交互作用后，瀝青在礦粉表面產(chǎn)生化學(xué)組分的重新排列，瀝青在礦粉表面形成一層擴(kuò)散溶劑化膜，此膜以內(nèi)的瀝青為結(jié)構(gòu)瀝青。自由瀝青瀝青在瀝青混合料中以兩種形式存在，一種為結(jié)構(gòu)瀝青，一種為自由瀝青。（3）礦料比表面對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響比表面越大，一定瀝青用量條件下，瀝青在礦料表面膜層薄，礦料間以結(jié)構(gòu)瀝青聯(lián)結(jié)的機(jī)會就大，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度高。（4）瀝青用量對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響瀝青用量過少，瀝青不足以包裹礦粉表面，礦粉間不能完全地靠瀝青薄膜聯(lián)結(jié)，因而瀝青混合料的粘聚力很差。隨著瀝青用量的增加，結(jié)構(gòu)瀝青的數(shù)量不斷增多，混合料的粘聚力也不斷提高，當(dāng)瀝青用量達(dá)到一定程度時，形成的結(jié)構(gòu)瀝青數(shù)量最多，混合料的粘聚力達(dá)到最大。此時瀝青用量為最佳用量。隨著瀝青用量的繼續(xù)增加，多余的瀝青，將礦粉顆粒推開，在顆粒間形成未與礦粉作用的自由瀝青，混合料的粘聚力開始逐漸降低。當(dāng)然，少量自由瀝青的存在也是必要的，它可以增加瀝青混合料的塑性，減少瀝青路面的開裂。（5）礦料的級配、表面性質(zhì)、粒度等對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響表面粗糙有棱角且接近正立方體時，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度高。注：（1）瀝青在瀝青混合料中以兩種形式存在：自由瀝青結(jié)構(gòu)瀝青（2）堿性礦粉更容易形成結(jié)構(gòu)瀝青END

THANKYOU！瀝青混合料的三種結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)瀝青的形成R瀝青用量對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響R主要內(nèi)容：瀝青混合料技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組成材料技術(shù)要求重點(diǎn)內(nèi)容：高溫穩(wěn)定性施工中對瀝青材料的選擇難點(diǎn)：高溫穩(wěn)定性的影響因素及評定要求：掌握五大技術(shù)性質(zhì)掌握高溫穩(wěn)定性的評定指標(biāo)及提高措施掌握施工中對瀝青材料的選擇對組成材料對瀝青混合料的影響有一定的了解參考資料：《道路建筑材料》嚴(yán)家伋《瀝青及瀝青混合料》張南鷺二、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)（一）高溫穩(wěn)定性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是指混合料在高溫情況下，承受外力不斷作用，抵抗永久變形的能力。評定指標(biāo)：馬歇爾試驗(yàn)：穩(wěn)定度，流值車轍試驗(yàn)：動穩(wěn)定度影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要因素：瀝青的用量，瀝青的粘度，礦料的級配，礦料的尺寸、形狀等。（二）低溫抗裂性瀝青混合料隨著溫度的降低，變形能力下降，路面由于低溫而收縮以及行車荷載的作用，在薄弱部位產(chǎn)生裂縫，從而影響道路的正常使用，因此，要求瀝青混合料具有一定的低溫抗裂性。瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的?；旌狭系牡蜏卮嗷侵钙湓诘蜏貤l件下，變形能力降低。一般通過不同溫度下小梁彎拉破壞試驗(yàn)來反映。低溫縮裂通常是由于材料本身的抗拉強(qiáng)度不足而造成的。目前，比較科學(xué)的方法是采用能量法來評定。對于溫度疲勞，可以模擬溫度循環(huán)進(jìn)行疲勞破壞，但由于其試驗(yàn)條件要求較高，故改用低頻疲勞試驗(yàn)代替。（三）耐久性瀝青混合科的耐久性是指其在外界各種因素（如陽光、空氣、水、車輛荷載等）的長期作用下，仍能基本保持原有的性能。影響瀝青混合料耐久性的主要因素有：瀝青與骨料的性質(zhì)、瀝青的用量、瀝青混合料的壓實(shí)度與空隙率等。目前，一般采用馬歇爾試驗(yàn)來評價瀝青混合料的耐久性。測定瀝青混合料試件的空隙率、飽和度、殘留穩(wěn)定度等，這些指標(biāo)均應(yīng)達(dá)到規(guī)范的要求，才能說明瀝青混合料的耐久性合格。三、瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度是評價瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的指標(biāo)。將瀝青混合料按一定的比例混合并拌勻，采用人工或機(jī)械擊實(shí)的方法制成圓柱形試件（直徑101.6±0.25mm，高63.5±1.3mm），再將試件置于60±1℃的恒溫水槽中保溫30～40min（對粘稠石油瀝青），然后，把試件置于馬歇爾試驗(yàn)儀上，以50±5mm／min的速度加荷，至試驗(yàn)荷載達(dá)到最大值，此時的最大荷載即為穩(wěn)定度（MS），以ＫN計。殘留穩(wěn)定度是反映瀝青混合料受水損害時抵抗剝落的能力。浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)方法與馬歇爾試驗(yàn)基本相同，只是將試件在60±1℃恒溫水槽中保溫48h，然后，再測定其穩(wěn)定度，浸水后的穩(wěn)定度與標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度的百分比即為殘留穩(wěn)定度。（二）流值流值是評價瀝青混合料抗塑性變形能力的指標(biāo)。在馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)時，當(dāng)試件達(dá)到最大荷載時，其壓縮變形值，也就是此時流值表上的讀數(shù)，即為流值（FL），以0.1mm計。（三）空隙率空隙率是評價瀝青混合料壓實(shí)程度的指標(biāo)?？障堵实拇笮?，直接影響瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)，空隙率大的瀝青混合料，其抗滑性和高溫穩(wěn)定性都比較好，但其抗?jié)B性和耐久性明顯降低，而且對強(qiáng)度也有影響。瀝青混合料的空隙率是指空隙的體積占瀝青混合料總體積的百分率，它是由理論密度和實(shí)測密度求得。1.瀝青混合料試件的實(shí)測密度對于密實(shí)的瀝青混凝土試件，其集料的吸水率不大時，采用水中重法測定。

式中：——試件實(shí)測密度，g/cm3;——干燥試件的空氣中質(zhì)量；g；——試件的水中質(zhì)量，g；——常溫水的密度（≈1g/cm3）。對于表面較粗但較密實(shí)的瀝青混凝土試件，其吸水率小于2％時，采用表干法測定。式中：——試件的表干質(zhì)量，g；——意義同前。對于吸水率大于2％的瀝青混凝土試件，采用蠟封法測定。

式中：——蠟封試件的空氣中質(zhì)量，g；——蠟封試件的水中質(zhì)量，g；——常溫下石蠟與水的相對密度；——意義同前。2.瀝青混合料試件的理論密度假定瀝青混合料壓至絕對密實(shí)，而不考慮其內(nèi)部空隙時試件的密度為理論密度。（1）油石比（瀝青與礦料的質(zhì)量比）計算時，試件理論密度為

式中：——理論密度，g/cm3;——各種礦料的配合比（％）（礦料總和為）；——各種礦料相對密度；——油石比，％；——瀝青的相對密度；——常溫水的密度，g/cm3。（2）采用瀝青含量（瀝青質(zhì)量占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率）計算時，試件理論密度為：

式中：——各種礦料的配合比（％）（礦料與瀝青之和為）；——瀝青含量，％；——意義同前。瀝青混合料試件的空隙率

式中：——試件的空隙率，％；——試件的理論密度，g/cm3;——試件的實(shí)測密度，g/cm3。（四）瀝青混合料試件的飽和度瀝青混合料試件的飽和度也稱瀝青填隙率，即瀝青體積與礦料空隙體積的百分率。飽和度過小，瀝青難以充分裹覆礦料，影響瀝青混合料的粘聚性，降低瀝青混凝土耐久性；飽和度過大，減少了瀝青混凝土的空隙率，防礙夏季瀝青體積膨脹，引起路面泛油，降低瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性，因此，瀝青混合料要有適當(dāng)?shù)娘柡投取?/p>

式中：——試件的瀝青飽和度，％；——礦料間隙率，％；——試件的瀝青體積百分率，％；——試件空隙率，％。瀝青體積百分率是指瀝青體積占試件體積的百分率。（1）當(dāng)試件采用油石比計算時，瀝青體積百分率

式中：——意義同前。（2）當(dāng)試件采用瀝青含量計算時，瀝青體積百分率

式中：——意義同前。

我國的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《瀝青路面施工與驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ92-93）對熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，見教材。四、瀝青混合料組成材料（一）瀝青材料不同型號的瀝青材料，具有不同的技術(shù)指標(biāo)，適用于不同等級，不同類型的路面。在選擇瀝青材料的時候，要考慮到交通量（重）、氣候條件（熱）、施工方法、瀝青面層類型、材料來源籌各種情況，選擇較稠瀝青，這樣才能使拌制的瀝青混合料具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較好的耐久性。（二）礦質(zhì)材料瀝青混合料的礦質(zhì)材料必須具有良好的級配，這樣，瀝青混合料顆粒之間既能夠比較緊密地排列起來，以達(dá)到足夠的壓實(shí)度，又能讓顆粒之間具有一定的空隙，使瀝青混合料保持良好的穩(wěn)定性瀝青混合料的礦質(zhì)材料包括粗集料、細(xì)集料和礦粉，這幾種材料除了混合后能達(dá)到要求的級配外，對于它們本身還有不同的技術(shù)要求。1.粗集料瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并且具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。對路面抗滑表層的粗集料應(yīng)選用堅硬、耐磨、抗沖擊性好的碎石或破碎礫石，不可使用篩選礫石、礦渣及軟質(zhì)集料。用于高速公路、一級公路、城市快速道路、主干路瀝青路面表面層及各類道路抗滑層用的粗集料，應(yīng)符合磨光值、道瑞磨耗值和沖擊值的要求，對于堅硬石料來源缺乏的情況下，允許摻加一定比例普通集料作為中等或小顆粒的粗集料，但摻加比例不應(yīng)超過粗集料總質(zhì)量的40％。2.細(xì)集料熱拌瀝看混合料的細(xì)集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地區(qū)，也可以用石屑代替。但對于高等級公路的面層或抗滑表層，石屑的用量不宜超過砂的用量。3.填料瀝青混合料的填料宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性（憎水性）巖石磨制而成的，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替，但用這些物質(zhì)作填料時，其用量不宜超過礦料總量的2％。其中粉煤灰的用量不宜超過填料總量的50％。粉煤灰的燒失量應(yīng)小于12％，塑性指數(shù)應(yīng)小于4％。在工程中，還可以利用拌和機(jī)中的粉塵回收來作礦粉使用，其量不得超過填料總量的50％，并且要求粉塵干燥，摻有粉塵的填料的塑性指數(shù)不得大于4％。思考題：1.瀝青混合料五大技術(shù)性質(zhì)是什么？2.什么是瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，評定指標(biāo)，提高措施？3.施工中如何選擇瀝青材料？4.熟悉物理指標(biāo)計算公式主要內(nèi)容：瀝青混合料組成設(shè)計重點(diǎn)內(nèi)容：瀝青最佳用量的選擇

難點(diǎn)：選擇瀝青混合料類型確定瀝青最佳用量要求：會選擇瀝青混合料掌握瀝青最佳用量的確定方法參考資料：《道路建筑材料》嚴(yán)家伋《瀝青及瀝青混合料》張南鷺五、瀝青混合料配合比設(shè)計瀝青混合料配合比設(shè)計的任務(wù)就是通過確定粗集料、細(xì)集料、礦粉和瀝青之間的比例關(guān)系，使瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到工程要求，讓瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性、平整度等各項(xiàng)要求，在聯(lián)系與矛盾中達(dá)到統(tǒng)一。瀝青混合料配合比設(shè)計包括：試驗(yàn)室配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個階段。本節(jié)主要著重介紹試驗(yàn)室配合比設(shè)計。試驗(yàn)室配合比設(shè)計分為礦質(zhì)混合料配合組成和瀝青最佳用量確定兩部分。（一）礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計是讓各種礦料以最佳比例相混合，從而在加入瀝青后，使瀝青混凝土既密實(shí)，又有一定的空隙，供夏季瀝青的膨脹，礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計分下列幾步：1.確定瀝青混合料類型確定所設(shè)計的瀝青混合料用于什么樣的公路等級、路面類型及哪一結(jié)構(gòu)層，根據(jù)各層的不同要求，選擇瀝青混合料類型。2.確定礦料的最大粒徑各國對瀝青混合料的最大粒徑（D）同路面結(jié)構(gòu)層最小厚度的關(guān)系均有規(guī)定，我國研究表明：隨h／D增大，耐疲勞性提高，但車轍量增大。相反h／D減小，車轍量也減小，但耐久性降低，特別是在h／D＜2時，疲勞耐久性急劇下降。為此建議結(jié)構(gòu)層厚度h與最大粒徑D之比應(yīng)控制在h／D≥2～3。3.確定礦質(zhì)混合料的級配范圍根據(jù)確定下來的瀝青混合料類型，參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（GBJ92-93）推薦的級配作為瀝青混合料的設(shè)計級配。

4.測出礦質(zhì)集料的密度、吸水率、篩分情況以及瀝青的密度。5.采用圖解法或數(shù)解法，求出已知級配的粗集料、細(xì)集料和礦粉之間的比例關(guān)系，求得的合成級配應(yīng)根據(jù)下列要求作必要的配合比調(diào)整。（1）通常情況下，合成級配曲線宜盡量接近設(shè)計級配中限，尤其應(yīng)使0.075mm、2.36mm和4.75mm篩孔的通過量盡量接近設(shè)計級配范圍中限；（2）對交通量大、軸載重的公路，宜偏向級配范圍的下（粗）限，對中小交通或人行道路等宜偏向級配范圍的上（細(xì)）限；（3）合成級配曲線應(yīng)接近連續(xù)或有合理的間斷級配，不得有過多的犬牙交錯；當(dāng)經(jīng)過再三調(diào)整，仍有兩個以上的篩孔超出級配范圍時，必須對原材料進(jìn)行調(diào)整或更換原材料重新設(shè)計。（二）瀝青最佳用量的確定瀝青最佳用量的確定可以通過理論計算得到，但誤差較大，故一般采用實(shí)驗(yàn)的方法求得。目前，我國采用馬歇爾試驗(yàn)法來確定瀝青最佳用量。其方法是：1.按所設(shè)計的礦料配合比配制五組礦質(zhì)混合料，每組按規(guī)范推薦的瀝青用量（或油石比）范圍加入適量瀝青，瀝青用量按0.5％間隔遞增，拌和均勻，制成馬歇爾試件。2.根據(jù)集料吸水率大小和瀝青混合料的類型采用合適的方法，測出試件的實(shí)測密度，并計算理論密度、空隙率、瀝青飽和度等物理指標(biāo)。3.進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測定穩(wěn)定度和流值這二個力學(xué)指標(biāo)。4.以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以實(shí)測密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值為縱坐標(biāo)，分別將試驗(yàn)結(jié)果點(diǎn)入坐標(biāo)中，瀝青用量與這些指標(biāo)之間連成關(guān)系曲線。從圖中取相應(yīng)于密度最大值的瀝青用量，相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值的瀝青用量，相應(yīng)于規(guī)定空隙率范圍的中值的瀝青用量。以三者平均值作為最佳瀝青用量的初始值。

根據(jù)瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定各關(guān)系曲線上瀝青用量范圍，取各瀝青用量范圍的共同部分，即為瀝青最佳用量范圍，求其中值。按最佳瀝青用量初始值，在上述關(guān)系曲線中取相應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)值，當(dāng)各項(xiàng)指標(biāo)值均符合馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，由和確定最佳瀝青用量，如不能符合規(guī)定時，應(yīng)重新進(jìn)行級配調(diào)整和計算，直至各項(xiàng)指標(biāo)均符合要求。根據(jù)氣候條件和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，最佳瀝青用量的確定有下列三種情況。（1）一般情況下，取和的中值作為最佳瀝青用量。（2）對熱區(qū)公路以及車輛渠化交通的高速公路、一級公路，預(yù)計有可能造成較大車轍的情況下，可在與范圍內(nèi)決定，但不宜小于的0.5％。（3）對寒區(qū)公路及其它等級公路，可在與范圍內(nèi)決定，但不宜大于的0.3％。5.按最佳瀝青用量制作馬歇爾試件，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)。當(dāng)殘留穩(wěn)定度不符合表規(guī)定的要求時，應(yīng)重新進(jìn)行配合比試驗(yàn)。當(dāng)最佳瀝青用量值與兩初始值和相差甚大時，應(yīng)按、、分別制作試件，進(jìn)行殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整值。6.按最佳瀝青用量制作車轍試驗(yàn)試件，檢驗(yàn)其高溫抗車轍能力。當(dāng)動穩(wěn)定度不符合下列要求時，即高速公路應(yīng)不小于800次／mm，一級公路應(yīng)不小于600次／mm，應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計。當(dāng)最佳瀝青用量值與兩初始值和相差甚大，應(yīng)按、、分別制作試件，進(jìn)行車轍試驗(yàn)，根據(jù)結(jié)果，適當(dāng)調(diào)整值。通過以上的試驗(yàn)和計算，最后確定最佳瀝青用量。思考題：敘述瀝青最佳用量確定過程作業(yè)P214習(xí)題R