道路建筑材料第五章

第五章瀝青混合料1、定義：瀝青混合料是礦質混合料與瀝青結合料拌和而成的混合料。2、分類：（1）按礦質材料的級配類型及混合料的密實度分類連續密級配瀝青混合料AC、ATB

半開級配瀝青混合料AM

開級配瀝青混合料OGFC、ATPB

間斷級配瀝青混合料SMA（2）.按集料公稱最大粒徑分類特粗式

粗粒式中粒式細粒式砂粒式（3）按瀝青混合料拌合與施工溫度熱拌熱鋪瀝青混合料HMA

冷拌冷鋪瀝青混合料熱拌冷鋪瀝青混合料溫拌瀝青混合料第一節瀝青混合料技術性質一、

瀝青混合料體積參數1、礦料的體積與密度1）礦料的合成密度2）礦料的有效體積與有效密度有效體積：混合料中礦料實體體積、閉口孔隙體積和未吸瀝青的開口孔隙體積之和。2、瀝青混合料試件的毛體積密度指瀝青混合料單位毛體積的干質量。毛體積包括：瀝青體積、礦料有效體積、混合料空隙體積3、瀝青混合料最大理論相對密度最大理論密度是假設瀝青混合料試件被壓實至完全密實，沒有空隙的理想狀態下單位體積的質量。油石比？

瀝青含量？4、瀝青混合料的空隙率空隙率：指壓實狀態下瀝青混合料內礦料和瀝青實體之外的空隙的體積占試件總體積的百分率。影響因素：瀝青用量、粗集料數量、壓實溫度

對混合料路用性能的影響：穩定性、耐久性5、瀝青混合料試件的礦料間隙率指壓實瀝青混合料試件中礦質混合料實體以外的空間體積占試件總體積的百分率。6、瀝青混合料試件的瀝青飽和度（填隙率）指壓實瀝青混合料試件中瀝青實體體積占礦料骨架實體外的空間體積的百分率。大，易泛油、車轍小，耐久性不好二、

瀝青混合料組成結構作用：礦質骨架——粗集料、細集料結合料——瀝青填料——礦粉，填充和提高瀝青的粘結力

1.結構理論有兩種：表面理論——利用瀝青膠結料的粘聚力（骨架）膠體理論——多級空間網絡狀結構的多級分散系2.組成結構類型①懸浮—密實結構：細集料多，依靠瀝青粘結力；特點：密實度好、水穩定性好、低溫抗裂性和耐久性好；熱穩定差，高溫時強度和穩定性下降。粘聚力較大、摩阻角較小。②骨架—孔隙結構：粗骨料多，形成骨架；不密實。特點：

強度高、熱穩定性好、耐久性不好。

粘聚力較小、摩阻角較大。③骨架—密實結構：級配為理想的最佳級配特點：強度高、熱穩定性好、耐久性好。原因：具有較大的粘聚力和內摩阻角。瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA是典型的骨架-密實結構。

二

瀝青混合料的強度理論主要取決于粘聚力C、摩擦角φ

τ=f（c，φ）

τ=c+σtanφ

破壞——主要高溫時由于抗剪強度不足，塑性變形過剩而產生推擠等現象，以及低溫脆裂。

（破壞現象：波浪、擁包）要求：破裂面上可能產生的應力τa不大于瀝青混合料的允許剪應力τR。即：τa≤τR⒈抗剪強度參數：2、影響瀝青混合料抗剪強度的因素內部因素：1）.瀝青粘度瀝青混合料的粘聚力c是隨著瀝青的粘度的提高而增加;同時內摩阻角隨著瀝青的粘度的提高而提高。粘度大瀝青內部的膠團相互位移時，分散介質抵抗剪切作用力大。2）礦質混合料的性能①級配是影響之一：級配良好。符合要求：密級配（c大，φ小）、開級配（c小，φ大）、間斷級配（c大，φ大）②粗度和形狀：粒徑大且均勻、顆粒有棱角，近正立方體，內摩阻角大。3）瀝青與礦料在界面上交互作用

在礦料表面形成一層厚度為δo的吸附溶化膜，在此膜厚度以內的瀝青稱為“結構瀝青”，在此膜厚度以外的瀝青稱為“自由瀝青”。堿性巖石（石灰巖等）對石油瀝青的吸附性強。加礦粉——膜變薄。保持瀝青初始內聚力結構瀝青膜較薄,粘度較高,與礦料之間有較強的粘結力。4）.礦料比面和瀝青用量①礦料比面瀝青膜薄——較薄,形成結構瀝青比例愈大，粘聚力大。比表面積（比面）：單位質量集料總表面積②瀝青用量：不足——不足以形成結構瀝青（包裹）過多——礦料推開——自由瀝青（降低）最佳瀝青用量——足以形成薄膜、并能充分粘附礦料顆粒表面，形成結構瀝青，瀝青混合料具有最佳粘結力。此時瀝青用量為最佳瀝青用量設計：提出推薦值——試驗——圖解計算出最佳瀝青用量。外部因素：5）.溫度隨著溫度升高—粘聚力值減小，變形能力增強。隨著溫度降低—粘聚力值提高，變形能力降低，強度增加，過低會使路面開裂。6）變形速率變形速率增加則粘聚力顯著提高，內摩擦角變化不大三瀝青混合料的技術性質⒈高溫穩定性：定義：高溫條件下，瀝青混合料在荷載作用下抵抗永久變形的能力。（夏季高溫、車轍重復、不產生車轍波浪）①馬歇爾穩定度測定：穩定度、流值、馬歇爾模數三項指數②車轍試驗：60°，同一輪跡，反復行走，產生1mm變形所需試驗車輪行車次數。動穩定度。馬歇爾試驗示意圖

馬歇爾穩定度MS：試件破壞時的最大荷載

流值FL

：達到最大荷載時，試件所產生的垂直流動變形值（以0.1mm計）

馬歇爾模數：T=馬歇爾試驗儀馬歇爾自動擊實儀瀝青路面的車轍現象瀝青路面車轍形成過程瀝青路面的車轍現象瀝青路面車轍形成過程瀝青路面車轍形成過程壓密變形剪切流動瀝青路面的車轍現象車轍試驗DS——瀝青混合料動穩定度(次/mm)d1，d2——時間t1和t2的變形量(mm)42——每分鐘行走次數(次/mm)c1，c2——試驗機或試樣修正系數動穩定度DS影響因素：（1）礦料性質（2）瀝青的高溫粘度（3）瀝青用量⒉低溫抗裂性：評價方法：低溫蠕變試驗低溫彎曲試驗影響因素：瀝青粘度、溫度敏感性⒊耐久性：影響因素：瀝青自身的化學成分、性質；礦料礦物成分及瀝青混合料組成結構（空隙、填隙率）**應存留殘留孔隙率3～6%——膨脹瀝青用量減少0.5%，壽命減少一半。⒋抗滑性：影響因素：礦質集料的微表面性質、混合料的級配組成、瀝青用量超過瀝青最佳用量增加0.5%，抗滑性能顯著降低。**酸性、多棱角、含蠟量控制⒌施工和易性影響因素：級配、瀝青用量、礦粉（過多不宜壓實）。第二節熱拌瀝青混合料的組成設計熱拌瀝青混合料是由礦料與粘稠瀝青在專門設備中加熱拌和而成，用保溫運輸設備運送至施工現場，并在熱態下進行攤鋪和壓實的混合料。HMA一、瀝青混合料使用性能的氣候分區指標：高溫（3個）、低溫（4個）、濕度（4個）某地區氣候分區為2-3-2？？？二、瀝青混合料組成材料的技術要求1.瀝青材料標號選擇考慮因素：氣候條件：公路等級：交通條件：渠化交通、上坡路段多稠結構層中的位置：上面層稠下面層稀2.粗集料碎石、破碎礫石、礦渣

1）物理性質：潔凈、干燥、無風化、不含雜質耐磨性好、表面粗糙、形狀近正方體2）與瀝青的粘附性要求抗剝落方法：？？3）粒徑規格表3-8

3.細集料采用天然砂、機制砂和石屑4.填料(堿性礦粉)要求：干燥、潔凈使用粉煤灰作為填料時，其用量不得超過填料總量的50%，燒失量小于12%。三、熱拌瀝青混合料配合比設計標準參數：密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度驗證指標：高溫穩定性、水穩定性、低溫抗裂性★四、瀝青混合料配合比設計瀝青混合料配合比設計包括（三個階段）

目標配合比、生產配合比、生產配合比驗證。1.礦質混合料的配合組成設計

1)確定瀝青混合料類型

2)確定礦質混合料的級配范圍

3)礦質混合料配合比設計（1）組成材料的原始數據測定：篩分曲線、相對密度（2）計算組成材料的配合比（3）調整配合比礦質混合料配合比設計（圖解法）P23縱坐標：10cm橫坐標：15cm.對角線：級配中值。篩孔尺寸確定：通過百分率——中值。圖解法：平衡面積法首尾關系：①重疊②相交③相離2.確定瀝青混合料的最佳瀝青用量（馬歇爾法）1）制備試樣（φ101.6mm×63.5mm）2）測定試樣的物理指標（密度、空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度）3）測定力學指標（馬歇爾穩定度、流值）4）測試結果分析，確定OAC（1）繪制瀝青用量與物理力學指標關系圖（2）根據穩定度、密度、瀝青飽和度、空隙率確定OAC1（3）根據各項技術指標要求確定OAC2（4）根據OAC1和OAC2確定OAC（5）根據氣候條件和交通特性調整最佳瀝青用量3、瀝青混合料性能檢驗水穩定性、高溫穩定性、低溫抗裂性第三節其它瀝青混合料一、瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）瀝青+少量纖維穩定劑+細集料+填料＋間斷級配的粗集料（一）SMA技術性質1.高溫穩定性好，抗車轍能力高2.優良的抗裂性能3.良好的耐久性4.較好的抗滑性5.攤鋪和壓實性能好6.能見度好7.降低噪聲（二）SMA的組成材料1.瀝青——纖維作為穩定劑瀝青用量多。2.集料——粗－軋制碎石（抗剝落劑）；細—機制砂；填料-石灰石等堿性巖石磨細的礦粉。3.纖維——穩定、吸油、增強（三）SMA的應用高速公路、城市快速路、干線道路的抗滑表層、公路重交通路段、交叉口等。OGFC混合料是開級配抗華磨耗層的縮寫，是一種采用高粘度瀝青結合料、高含量粗集料、少量細集料和填料組成的混合料，設計孔隙率一般在18~25%之間。二、OGFC混合料技術性質1.高溫穩定性好，抗車轍能力高2.瀝青膜厚度大，良好的耐久性3.較好的排水性4.抗滑性能好適用于行駛快速、中輕型車輛的高速公路、城市快速路和高架橋、隧道鋪面等。密級配瀝青混凝土混合料

各種粒徑的顆粒級配連續、相互嵌擠密實的礦料，與瀝青結合料拌和而成，壓實后剩余空隙率小于１０％的瀝青混合料。剩余空隙率３％～６％（行人道路為２％～６％）的為Ⅰ型密實式瀝青混凝土混合料，剩余空隙率４％～１０％的為Ⅱ型半密實式瀝青混凝土混合料。

瀝青混凝土混合料

由適當比例的粗集料、細集料及填料組成的符合規定級配的礦料，