关于沥青试验培训改

1、 沥青混合料是由适当比例的粗、细集料及填料与沥青在严格控制条件下拌和而成的。常用AC来表示；沥青碎石常用AM来表示。 1、按结合料分类：石油沥青混合料、煤沥青混合料。 2、按施工温度分类：热拌热铺沥青混合料、常温沥青混合料。 3、按矿质集料级配类型分类 、连续级配沥青混合料 混合料中的矿料是按级配原则，从大到小各粒径都有，按比例相互搭配组成的混合料。 、间断级配沥青混合料 混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的混合料。 4、按混合料密实度分类 、密级配混合料：连续级配组成的混合料其空隙率小于10%。 、开级配混合料：连续级配组成的混合料其空隙率大于15%。 、半开级配混合料：连续级配组成的混合料

2、其空隙率介于密集配和开级配之间即在10%15%。 4、按最大粒径分类 、粗粒式沥青混合料：集料最大粒径大于或等于26.5mm的混合料。 、中粒式沥青混合料：集料最大粒径为16mm或19mm的混合料。 、细粒式沥青混合料 集料最大粒径为9.5mm或13.2mm的混合料。 、砂粒式沥青混合料 集料最大粒径等于或小于4.75mm的混合料，也叫沥青石屑或沥青砂。 悬浮一密实结构：在采用连续密级配矿料配制的沥青混合料中，矿料的颗粒由大到小连续分布，并通过沥青胶结作用形成密实结构,但粒径较大的颗粒往往被较小一级的颗粒挤开，造成粗颗粒之间不能直接接触，也就不能相互支撑形成嵌挤骨架结构，而是彼此分离悬浮于较小

3、颗粒和沥青胶浆中间，这样就形成了密实一悬浮结构。这种结构的特点是粘聚力高，密实度高,耐久性好但稳定性较差，工程中常用的AC型沥青混凝土就是典型代表。 骨架一空隙结构：当采用连续开级配矿料与沥青组成沥青混合料时，由于矿料大多集中在较粗的粒径上，所以粗粒径颗粒可以相互接触，彼此相互支撑，形成嵌挤的骨架。但因很少含有细颗粒，粗颗粒形成的骨架空隙无法填充，从而压实后在混合料中留下较多空隙，形成骨架一空隙结构。这种结构的特点是稳定性好但耐久性差，工程中使用的沥青碎石混合料和排水式磨耗层(OGFC)是典型的骨架空隙型结构。 骨架一密实结构：当采用间断型密级配矿料与沥青组成沥青混合料时，由于矿料颗粒集中在级

4、配范围的两端，沥青混合料缺少中间颗粒，所以一端的粗颗粒相互支撑嵌挤形成骨架，另一端较细的颗粒填充于骨架留下的空隙中间，使整个矿料结构呈现密实状态，形成密实一骨架结构。它综合了上述两种方式组成的结构，既有一定数量的粗集料形成骨架，又根据粗集料空隙的数量加入适当细集料，使之充满骨架间隙，形成较密实的结构。这种结构的密实度、耐久性和稳定性都比较好，但施工和易性较差。沥青碎石玛碲脂混合料(SMA)是一种典型的骨架密实型结构。 1、高温稳定性 指沥青混合料在高温条件下能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。高温稳定性差易使沥青路面产生车辙、推移、拥包等病害，其中车辙是最严重

5、、危害最大的破坏形式之一。其影响因素主要有矿料性质、矿料级配、矿粉、沥青粘度、沥青用量、沥青混合料的剩余空隙率、矿料间隙率等。 高温稳定性的评价方法较多，我国目前常用马歇尔试验和车辙试验。 、马歇尔试验用于测定沥青混合料试件的破坏荷载和抗变形能力。 试验方法是：按照配合比设计结果将沥青混合料制备成规定尺寸的圆柱形，置于试验仪中在规定的温度和加载速度下使之受到一定的侧向限制，记录试件所受的压力变形曲线，最大荷载和最大变形即为稳定度MS和流值FL。 目前，马歇尔试验得到的MS和FL既是沥青混合料配合比设计的主要指标，也是沥青路面施工质量控制的重要试验项目，但许多研究表明，仅用这一指标评估不够，与沥

6、青路面抗车辙能力相关性较差。 、车辙试验是一种模拟车辆轮胎在路面上滚动形成车辙的试验方法，结果直观，相关性好。规范规定对于高速、一级和城市快速路、主干路沥青路面的上、中面层的沥青混合料，用马歇尔试验进行配合比设计时，必须采用车辙试验对混合料的抗车辙能力进行检验，不满足要求时应重新进行配合比设计。 试验采用标准方法成型沥青混合料板块状试件（30030050），在规定的温度下，试验轮以一定频率，沿试件表面在同一轨迹上反复行走，测试试件表面在试验轮反复作用下形成的车辙深度。以产生1mm变形所需行走的次数即动稳定度评价其抗车辙能力。 2、低温抗裂性 沥青路面的低温开裂是路面破坏的主要形式之一，在寒冷国

7、家或地区，这种破坏非常普遍，一般有三种形式即面层低温缩裂、温度疲劳裂缝和反射裂缝，实际上许多裂缝是多方面原因共同作用造成的。其危害是从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化，导致路面承载力下降，影响行车舒适性，缩短路面寿命，因此提高路面的抗裂性至关重要。 影响沥青混合料低温抗裂性的因素有沥青性质（感温性、粘度、低温延度、耐老化性、蜡含量等）、混合料组成（沥青含量、级配类型、空隙率等）、环境、路面几何尺寸等。 低温抗裂性的评价方法很多，如劈裂试验、弯曲试验、蠕变试验、收缩试验等。 3 、水稳定性 沥青混合料在使用过程中长期受到自然因素和重复车辆荷载的作用，为保证路面具有较长的使用年限，必须具有良好

8、的耐久性。其中水稳定是沥青路面耐久性非常重要的一个方面。 水稳定性是混合料抵抗由于水侵蚀而逐渐产生沥青膜剥落、松散、坑槽等破坏的能力。水稳定性差会使混合料在有水情况下发生沥青与矿料颗粒表面的局部分离，同时在荷载作用下加剧沥青和矿料的剥落，形成松散薄弱块，飞转车轮带走剥离或局部剥离的矿粒或沥青，造成路面缺损或形成坑槽，导致路面早期破坏，使用性能显著降低，缩短寿命。 水稳性的影响因素有组成材料（集料的化学性质及表面物理特征、沥青的性质、混合料的空隙率）施工条件和施工质量、自然因素等。 水稳定性的评价方法有浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验等。 、浸水马歇尔试验该试验除试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时

9、间为48h外，其它均与前述马歇尔试验方法相同。试验结果为残留稳定度即浸水马歇尔稳定度和标准马歇尔稳定度的比值。 、冻融劈裂试验用马歇尔击实法成型圆柱形试件，将饱水试件置于置于冷冻箱中至规定时间后，进行劈裂试验，用冻融循环试件 的劈裂抗拉强度占未冻融循环试件的劈裂抗拉强度即冻融劈裂强度比（残留强度比）评价其水稳定性。弯曲试验和渗水系数试验可根据具体情况进行。 4、 抗滑性 抗滑性是沥青路面的一个重要安全指标，足够的抗滑性能够保证在最不利情况下车辆能够高速安全行驶。其影响因素有集料的抗冲击性和耐磨性、混合料的级配情况、沥青用量及混合料的空隙率等。 抗滑性的评价方法有表面构造深度（如铺砂法）及摩擦系

10、数（如摆式摩擦仪法）等。 5 、施工和易性 施工和易性是保证室内试验结果能否真正实现到实际工程中去的很重要的方面。影响因素主要有适时气温、施工条件及混合料性质等。 目前还没有非常好的指标评定其施工和易性，一般凭直观视觉鉴定。 配合比设计可分为矿质混合料配合组成设计和沥青最佳用量确定两部分。 、矿质混合料的配合组成设计 矿质混合料配合组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料。我们现在通常都选取现行规范所规定的级配范围，可按下列步骤进行： 、确定沥青混合料的类型 确定其类型要看用于什么样的公路等级、路面类型及那一层结构层，根据各层的不同要求选择沥青混合料的类型，下表所示

11、的是规范GBJ92-93规定混合料类型。 沥青混合料类型 、确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型，查阅JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范P26表5.3.2-2密集配沥青混凝土混合料矿料级配范围推荐的矿质混合料的级配范围表，就可以确定所需的级配范围。例如我们选用AC-13的矿料混合料，那么就在表中找对应的AC-13那一栏就可以了。 、矿质混合料的配合比例计算 根据组成材料的原始数据（各矿料的筛分试验结果）分别绘出各组成材料的筛分曲线，采用图解法或试算法，计算各组成材料的用量比例。求得的合成级配应根据不同的需求作必要的配合比调整。通常情况下合成级配曲线宜尽量接近设计级

12、配的中限， 尤其是0.075、2.36和4.75筛孔的通过率要尽量接近设计级配的范围中限，但对交通量大，轴载重的公路宜偏向级配范围的下（粗）限，对中小交通或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。我们现在计算各组成材料很简单，都是使用软件了，只要我们把各组成成分的筛分结果和规范要求的级配范围输进去，各组成材料的用量比例马上就出来了。 、确定沥青的最佳用量 我国现行规范GBJ92-93规定的是用马歇尔实验法来确定沥青混合料的沥青最佳用量的，马歇尔试验是测定沥青混合料的高温稳定性的其试验步骤按照JTJ052-2000的公路工程沥青及沥青混合料试验规程进行。确定沥青的最佳用量可按照下列步骤： 、制备试

13、样 按确定的矿质混合料配合比，计算各种的材料的用量；根据规范推荐的沥青用量范围（或经验的范围）来估计适宜的沥青用量（或油石比），例如规范推荐的用量范围是5.0%7.0%，我们就选用5.5%。 、测定物理力学指标 、马歇尔试验结果分析 绘制沥青用量与物理力学指标关系图；以沥青用量为横坐标，以视密度、空隙率、饱和度、稳定度和流值为纵坐标绘制沥青用量和各项指标的关系曲线。如图 1-1所示根据稳定度、密度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1（OAC1） 从图中找出相应于密度最大的沥青用量a1,相应于稳定度最大的沥青用量a2 和相应于空隙率范围中值的沥青用量a3,求取三者的平均值作为最佳沥青用量的初始值OA

14、C1。即 OAC1= (a1+a2+a3)/ 3 再根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值2（OAC2），按图1-1求出各项指标符合沥青混合料GBJ92-93规范中热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准的沥青范围OACminOACmax，其中值为OAC2。 OAC2=（OACmin+OACmax）/ 2 根据OAC1和OAC2综合确定沥青的最佳用量（OAC） OAC=(OAC1+OAC2)/ 2 最终的最佳沥青用量OAC要根据气候和实践来确定，一般有下列三种情况： a 、一般情况下，取OAC1和OAC2的中值作为最佳的沥青用量； b、对热区公路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路，

15、预料有可能造成大车辙的情况下， 可在OAC2与OACmin范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5%； c 、对寒区公路及其它等级公路，可在OAC2与OACmax范围内决定，但不宜大于OAC2的0.3%。 下面我们以一个实例来演示一下沥青混合料配合比计算的整个过程。 现在要设计山东某条高速公路的沥青混凝土路面，其结构形式为三层式沥青混凝土的上面层。 气候条件：最低月平均气温为8 材料性能：沥青可供应重交通AH-50、AH-70和AH-90。经检验技术性能均符合要求。 碎石和石屑的视密度为2.70。砂的视密度为2.65。矿粉的视密度为2.58。1、 矿质混合料的组成设计、确定沥青混合料的类型 由题

16、中可知道路级别为高速公路，路面类型为沥青混凝土，路面结构为三层式沥青混凝土上面层，按表1-1可选用AC-13型沥青混合料。 、确定矿质混合料的级配范围 查规范所推荐的AC-13的级配范围如下表所示： 、组成材料筛析试验 根据现场取样，碎石、石屑、砂和矿粉等原材料筛分结果列如下表所示: 组成材料筛析试验结果 、组成材料配合比计算 用图解法计算各种材料用量的配合比例。首先画出以筛孔尺寸为横坐标、通过百分率为纵坐标的方框图，在图中绘出各组成材料的级配曲线和框图的对角中线。各组成材料的级配曲线与对角中线相交点就是各组成材料的比例关系点，经计算它们之间的比例关系为碎石：石屑：砂：矿粉=36%：31%：2

17、5%：8%。 将计算得合成级配绘于矿质混合料级配范围中。 、调整配合比 由于高速公路交通量大，轴载重，为使沥青混合料具有较高的高温稳定性，应该采用较多量的粗骨料形成空间骨架也就是前面我们简绍的密实密实骨架骨架结构，这种结构不仅具有较高的粘聚力，而且具有较高的内摩阻力。因此我们的合成级配线应偏向曲线范围的下限，为此应调整配合比。 经过组成配合比的调整，各种材料用量为碎石：石屑：砂：矿粉=41%：36：15%：8%。按此计算结果列如下表中括号内数字。并将合成级配绘于上面示图内，由图中可看出，调整后的合成级配曲线为一光滑平顺接近级配曲线下限的曲线。确定矿质混合料组成为： 碎石 41% 石屑 36%

18、砂 15% 矿粉 8% 矿质混合料组成配合计算表 2、沥青最佳用量确定 、试件成型 根据当地气候条件最低月平均温度-8o C属于温区，因此主要考虑混合料的热稳定性因此宜选用稠度大、粘度大的沥青所以我们采用AH-70沥青。按GBJ92-93沥青路面施工及验收规范中表推荐的沥青用量范围，细粒式沥青混凝土（AC-13，I）沥青用量为5.0% 7.0%。采用0.5%间隔变化，与前计算的矿质混合料配合比制备5组试件，按规定每面各击实75次的方法成型。 、马歇尔试验 、物理指标测定 按上述方法成型的试件，经24h后测定其视密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等物理指标。 、力学指标测定 测定物理指标后的试

19、件，在60温度下测定其马歇尔稳定度和流值，并计算马歇尔模量。 马歇尔试验结果列如表1-2所示，并按GBJ92-93规范规定，将规范要求的高速公路用细粒式I型沥青混凝土的各项指标技术标准列于表中供对照评定来判定我们设计是否符合规范要求。 马歇尔试验结果分析 绘制沥青用量与物理-力学指标关系图 根据马歇尔试验结果汇总表，绘制沥青用量与视密度、空隙率、饱和度、矿料间隙率、稳定性、流值的关系图如图1-4； 确定沥青用量初始值1(OAC1)从图1-4中a图可得，相应于稳定度最大值的沥青用量a1=6.2%，b图可得相应密度最大值的沥青用量a2=6.2%，c图可得相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量a3=5.6%。 OAC1=（6.2%+6.2%+5.6%）/3=6.0% 、