城乡建设学院校级精品课土木工程材料课件：8沥青.ppt

建筑材料,黄显彬 副教授 城乡建设学院 2013.01.20,城乡建设学院/远程与继续教育学院,9.沥青材料,9.1 石油沥青及煤沥青,9.2 沥青混合料,9.0 概述,9.2 沥青混合料,一、基本概念,1.定义,沥青混合料。矿料（粗集料、细集料、矿粉）与沥青拌合而成； 沥青混凝土混合料（Asphalt concrete mixture) 。粗集料、细集料、填料与沥青结合料拌合而成，以AC（圆孔筛用LH）表示。 沥青碎石混合料（Asphalt macadam mixture） 。粗集料、细集料、少量填料（或不加填料）与沥青拌合而成，压实后剩余空隙率在10以上，以AM （圆孔筛用LS）表示。,沥青路面施工及验收规范（GB 50092-96）,沥青混凝土混合料,沥青碎石混合料,2.分类。,按结合料分类：石油沥青、 煤沥青； 按拌制和摊铺温度分类：热拌热铺，常温； 按最大粒径分类：粗粒式，中粒式，细粒式， 砂粒式，特粗式； 按混合料密实度分类：密级配（分型、型 ）、开级配、半开级配； 按矿质集料级配类型分类：连续级配、间断级配 。,具有一定的高温稳定性和低温抗裂性； 平整确具有一定的粗糙度； 不反光； 无接缝； 路面有弹性，行车舒适； 施工方便、速度快； 可分期改造和再生利用。 温度敏感性； 老化。,3.沥青混合料的特点,二、沥青混合料的组成材料,沥青路面施工及验收规范GB 50092-1996,可采用道路石油沥青、煤沥青、乳化石油沥青、液体石油沥青； 选择沥青要考虑交通量、气候条件、施工方法、沥青面层类型、材料来源； GB 50092-1996中规定了重交通道路以及中、轻交通道路对石油沥青的要求，规定了道路用乳化石油沥青、液体石油沥青、煤沥青的质量要求。,1.沥青,2.矿料,粗集料。粒径大于2.36mm，如碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。优先选用碱性集料。 细集料。粒径小于2.36mm，天然砂、人工砂或石屑。 填料。粒径小于0.075mm的磨细矿粉，如石灰石粉。,三、沥青混合料的组成结构,1.沥青混合料的组成结构,悬浮-密实结构 骨架-空隙结构 密实-骨架结构,三种类型矿料级配曲线,四、沥青混合料的技术性质,1.高温稳定性,评价方法：马歇尔试验、车辙试验。,马歇尔试验指标,马歇尔稳定度MS：最大的破坏荷载（kN）。 流值FL：最大破坏荷载时的垂直变形（0.1mm）。 马歇尔模数T：稳定度除以流值的商。,动稳定度(车辙)试验,300mm300mm50mm的标准试件，在60的温度条件下，以一定荷载的轮子（轮压0.7 MPa），在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走的次数。,2.低温抗裂性,3.耐久性,用空隙率VV、饱和度VFA、矿料间隙率（VMA）和残留稳定度MS0体现。,4.抗滑性,5.施工和易性,热拌沥青马歇尔试验指标,五、沥青混合料的强度和稳定性理论,1.沥青混合料的抗剪强度主要取决于粘聚力和内摩擦角。, =c + tg,摩尔库仑包络线,悬浮-密实结构 骨架-空隙结构 密实-骨架结构,C大，小,C小，大,C大，大,2.影响沥青混合料抗剪强度的因素,沥青粘度。沥青粘度的增加，粘聚力增加，内摩擦角稍有提高。,沥青与矿料化学性质,矿料物理性质。比表面积、级配类型、表面特征,沥青用量的影响,外因,温度对沥青混合料抗剪强度的影响,形变速率对沥青混合料抗剪强度的影响,六、热拌沥青混合料（HMA）的配合比设计,1.矿料配合比计算,确定沥青混合料类型和集料最大粒径（查表）； 确定矿料级配范围（查表）； 根据各矿料的筛分曲线计算矿料的配合比。,沥青路面施工及验收规范（GB 50092-96）,沥青路面各层的沥青混合料类型（方孔筛系列）,2.确定最佳沥青用量,查表并根据经验估计适宜的沥青用量（油石比）； 以估计沥青用量为中值，按0.5间隔变化，取5个不同的沥青用量，实测密度，计算出的空隙率、饱和度；实测的稳定度、流值，绘制沥青用量与它们的关系图； 从图中分别取相应于密度最大值、稳定度最大值和规定空隙率范围中值的沥青用量a1、a2和a3，计算最佳沥青用量初始值OAC1。,从图中分别取规定稳定度、流值、饱和度和空隙率范围，确定相应的沥青用量范围，取各沥青用量范围的共同部分，即为沥青最佳用量范围OACmin OACmax ,求其中值OAC2。,沥青混合料技术指标与沥青用量关系图,按OAC1在图中求取各项指标，若各指标符合规定要求，则由OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量OAC（可取两者中值）；若不符合，则调整重做，直至符合。 按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件和车辙试验试件，进行水稳定性检验和高温稳定