沥青与沥青混合料知识点总结(2012年6月最新版)

1、（2012年6月2日整理）第一章 绪论1·1沥青与沥青混合料的重要作用 道路工程的物质基础： 沥青 砂石材料 沥青混合料 沥青路面优点： 平整性好 行车舒适平稳 噪音低 养护方便 易于回收利用1·2本课程的主要研究对象 沥青用于将松散粒料胶结在一起，经捣实或压实后将成为具有一定强度的整体材料 或用于将路面层粘结在一起，具有粘层或透层作用的材料。 石料、集料：天然砂砾：由地壳上层的岩石经自然风化得到；经人工开采或经轧制而成，如各种不同尺寸的块状石料和集料；性能稳定的工业冶金矿渣，如钢渣、高炉矿渣； ：块状石料铺砌路面及附属构造物； 松散石料生产沥青混合料，直接用于道路基层、垫

2、层或低等级路面面层 沥青混合料：由砂石材料和沥青材料组成的混合料，具有一定强度、柔性、耐久性 用于路面面层、桥梁结构铺装层和基层的主要材料 新型材料：复合材料：两种或两种以上不同化学组成或组织相同的物质，以微观或宏观的物质形式复合而成的材料。克服单一材料的弱点，发挥综合的性能。 改性材料：通过物理或化学的途径对其使用功能进行综合处理，其实更能满足实际使用要求的材料。1·3研究内容和学习方法 1·材料的组成结构：化学组成，矿物组成，结构组成 2·材料的基本技术性质：力学性质：研究各种材料 拉 压 弯 扭 等强度和变形特性及车轮作用的抗磨耗、磨光和冲击作用 物理性质：

3、物理常数：密度 孔隙率 空隙率与水有关的性质：吸水率 耐久性与温度有关的性质：坚固性 抗冻性 高低温性能化学性质：化学组成：材料的酸碱性 沥青的组成材料抵抗各种环境作用的性能：紫外线、空气中的氧、湿度等综合作用工艺性质：材料适于按一定工艺流程加工的性能 3·检验方法 4·材料技术标准 我国：国家标准GB 行业标准 地方标准 企业标准QB 国际：美国材料试验协会标准 ATSM 日本工业标准JIS 德国工业标准DIS 欧洲标准 EN 国际标准ISO *路面：一种承受频繁交通瞬时动荷载的反复作用的结构物 一种裸露与自然界的结构物 受到交通车辆施加的荷载作用 各种复杂的自然因素（温

4、度 阳光 雨水 雪）的影响1·4其他 1·道路工程结构对材料的要求 路面结构：面层：上面层4cm 中面层5cm 下面层7cm 基层（二灰砂砾）：38cm 底基层（石灰土）：36cm 面层承受自然环境和荷载的共同作用，要求性能最高 基层承重层，传递和扩散荷载 垫层改善路基水温状况，保证基层和面层不受影响 *外界因素随道路深度的增加减弱对材料的作用 *材料的矿物组成和化学成分及其组成结构决定 材料的基本特性 组成材料的质量与相对比例确定材料的组成结构状态 2·沥青混合料的特点 不均匀性 控制指标相互矛盾：性能要求高、成本低 高温性能、低温性能 抗滑性、耐久性 影响因素

5、的复杂性：环境和荷载的多样性和不确定性 3·道路建筑材料的发展趋势 强化环保意识 缓解资源危机 提高路面安全性和人性化 OGFC用大空隙的沥青混合料铺筑，能迅速从内部排走路表雨水，具有防滑、抗车辙、降低 噪音的路面，属骨架空隙结构型沥青混合料路面，空隙率20% *橡胶沥青应力吸收层增设应力吸收层可大大改善层间应力状态 避免退役、坑槽现象的产生延缓反射裂缝的发生 *橡胶颗粒路面行车舒适性好 抗滑 降噪 抗永久变形能力提高 抑制结冰能力强第二章2·1概述 1·沥青的定义AIPCR(国际道路会议常设委员会)由天然或热分解或两者兼而有之得到的烃类混合物，通常可以是气体、液

6、体、半固体或固体，完全溶解于二硫化碳，ATSM（美国材料试验协会）黑色或暗褐色的粘稠状物（固体、半固体或粘稠状物），由天然或人工制造而得，主要由高分子烃类组成我国由高分子碳氢化合物及其非金属（O、S、N）的衍生物组成的固体或半固体混合物，呈暗褐色至黑色，可溶于苯或二硫化碳等溶剂，是自然界中天然存在的或从原油中经蒸馏得到的残渣 2·沥青的分类：按获得方式地沥青（Asphalt）：按产源天然沥青 石油沥青 焦油沥青(Tar)：加工的有机物的不同煤沥青 页岩沥青 木沥青 其他焦油沥青 *道路建筑中最常用的沥青：石油沥青>煤沥青>天然沥青 *地沥青天然存在或石油经人工提炼得到的沥

7、青 天然沥青地壳中的石油在各种自然因素的作用下 经过轻质油分蒸发、氧化和聚缩作用形成的天然产物 *天然沥青的产状有湖状 泉状 等纯净状态存在的“纯地沥青” 石油沥青石油经过各种炼制工艺加工得到的产品 焦油沥青各种有机物干馏的焦油，经再加工后得到2·2石油沥青的生产工艺 2·2·1石油的基属分类1·按关键馏分分类 石油（半精馏装置）：常压 250275 馏分：第一关键馏分 减压 275300 馏分：第二关键馏分第一关键馏分第二关键馏分石蜡基中间基环烷基石蜡基石蜡基中间石蜡基中间基石蜡中间基中间基环烷中间基环烷基中间环烷基环烷基 *我国国产沥青多属石蜡基、中

8、间基沥青2·按硫含量 含硫量：<0.5% 低硫原油 0.5% 含硫原油*最好 环烷基原油>中间基原油>石蜡基原油（最好不要） 2·2·2石油沥青的生产工艺 1·蒸馏法直馏沥青（最简单、最经济） 原油（脱水 加热）常压塔：常压渣油减压塔：减压渣油直馏沥青 *直馏沥青 含许多不稳定的烃 温度稳定性和耐候性差 粘度增加时粘性降低少 2·氧化法氧化沥青 吹制沥青 常减压渣油（预热脱水）加热至240290高温氧化塔 吹入一定量空气对渣油进行氧化 *随吹入量增加 反应时间延长 反应温度增高饱和酚 芳香酚 胶质沥青质 蜡 不变 *沥青的稠度

9、和软化点提高 针入度减小 延度降低 3·溶剂法溶剂沥青 渣油选择性溶解其中一个或几个组分分离出富含饱和烃芳香烃的脱沥青油 胶质、沥青质含量高的溶剂沥青 *常用的脱沥青溶剂为丙烷，处理石蜡基原油。 4·调和法 按照沥青的质量要求 将几种沥青按适当的比例进行调配 调配沥青组分比例2·3石油沥青的组成与结构 2·3·1石油沥青的元素组成 *沥青由多种复杂的碳氢化合物及其O、S、N等非金属衍生物组成的混合物 主要组成元素：C(8087%) H(1015%) O、S、N(<3%) *C/H原子比越大，沥青中环结构特别是芳香环结构愈多碳氢比：石蜡基最

10、小，环烷基最大，中间基介于其间 2·3·2石油沥青的化学组分 化学组分分析将沥青分离为化学性质相近 与其路用性质有一定联系的几组 这几个组叫组分 1·三组分分析法 石油沥青：油分（油分 蜡） 树脂 沥青质 方法：选择性溶解选择性吸附“溶解吸附”法（P12） 2·四组分分析法（SARA法） 沥青：饱和酚（S）：在沥青中使胶质和沥青质软化，使沥青胶体体系稳定 芳香酚（NA）：分子量最低，是胶融沥青质分散介质的主要部分占沥青总量的20%50% 胶质（PA）：极性很强 粘附力强，是沥青质的扩散剂 胶质对沥青质的比例在一定程 度上决定了沥青胶体结构的稳定 沥青质（

11、AT）：含量增加 沥青较硬 针入度小 软化点高 粘度大（P13） *分子量：沥青质>胶质>芳香酚>饱和酚 极性：沥青质>胶质>芳香酚>饱和酚 蜡（非晶格结构）对沥青路用性能的影响：高温 高温时融化 降低沥青粘度 温度敏感性增大低温 低温时易析出 分散在沥青中 减少沥青分子间的紧密联系 降低沥青延展性 粘附性 使沥青与石料表面亲和力变小 影响沥青与石料的粘附性抗滑性 是沥青路面抗滑性能降低重交通道路沥青要求：蜡含量<2.2%2·3·3石油沥青的化学结构 石油沥青的化学结构与技术性质的关系：（1）烷碳率侧链根数平均侧链长度感温性（2）芳

12、烃指数芳香环数粘附性（3）饱和率耐候性（4）分子量 聚合度粘度 （5）分子量 聚合度 平均侧链长度劲度模量2·3·4石油沥青的胶体结构 沥青的技术性质：化学组成 化学结构 胶体结构 沥青材料是一种交替分散系：分散相固态微粒的胶质 分散质液态的饱和酚和芳香酚 保护物质过渡性的胶质使分散相能很好地胶溶于分散质 形成稳定的胶溶结构 胶体结构：核心沥青质，若干沥青质聚集在一起 胶质吸附于其表面 形成“胶团” 逐渐向外扩展 沥青质的胶核胶溶于饱和酚和芳香酚组成的介质中 沥青的胶体结构分类：根据沥青中各组分的 化学特性 相对含量 流变特性 （1）溶胶型结构 沥青质分子量较低 含量很少

13、胶质一定数量 芳香度较高 胶团完全胶溶分散在芳香酚和饱和酚组成的介质中 相距很远 吸引力很小 （甚至没有） 可在分散介质粘度许可的范围内运动力学特性“牛顿流沥青”完全服从牛顿流体变形时：剪应力与剪变率成直线关系 粘度为一常数弹性效应可忽略或完全没有路用性能：高温时粘度很小 低温时由于粘度增大而使流动性变差 冷却时变为脆性固体 具有较好的自愈性和低温变形能力 温度敏感性强 *直馏沥青多属于溶胶型沥青 （2）溶凝胶型结构 沥青质含量适当 胶质较多 芳香度较高 作为保护物质 胶团数量增多 浓度增加 距离相对靠近 有一定吸引力 力学特性：变形 最初阶段非常明显的弹性效应增加至一定数值后一定程度的流动性

14、 粘度随剪应力增加而减小触变性 粘弹塑性一种具有粘弹性的伪塑性体路用性能：高温时具有较低的感温性 低温时具有较好的变形能力 *大多数优质道路沥青都是这类胶体结构*环烷基的直馏沥青 半氧化沥青 溶剂沥青 符合这类结构 （3）凝胶型结构 沥青质含量很高 胶质相当数量 芳香度高 胶团浓度相对很大 引力增强 形成空间网络结构 胶团靠的很近 分散相液态的芳香酚和饱和酚 分散介质连续的胶团 力学特性：荷载很小 作用时间短时 明显弹性效应 应力超过屈服值后 表现为粘弹变形 明显触变性 路用性能:较低的温度感应性 较好粘弹特性 低温变形能力差 *深度氧化的沥青属于凝胶型沥青。沥青的胶体结构针入度指数PI值 针

15、入度指数PI<-2 溶胶结构 PI -2+2 溶凝胶结构 PI>+2 凝胶结构2·4沥青材料的路用性能评价方法及指标 2·4·1沥青材料的性能评价2·4·1·1沥青的粘滞性 沥青的粘滞性（粘性）沥青在外力作用下抵抗剪切变形的能力 *在沥青的技术性质中 沥青粘性是与沥青路面力学行为联系最密切的一种性质 *沥青的粘性通常用粘度表示，粘度是现代沥青等级划分的主要依据。 1·粘度的表达方式 动力粘度（绝对粘度） 流体流层间速度梯度（剪变率）为1时，每 单位面积受到的内摩擦力 动力粘度系数（粘度） Pa·s 绝对

16、粘度采用时间、质量、长度等绝对单位表示的粘度 运动粘度沥青在某一温度下动力粘度与密度之比Vt（牛顿流体） 单位：米2/秒 表观粘度（视粘度）（非牛顿流型沥青的粘度） 单位：帕·秒 a沥青表观粘度 Pa·s 剪应力 Pa 剪变率 c复合流动系数 c=1.0 牛顿流沥青 c>1.0 非牛顿流型沥青 C 非牛顿性 *沥青 高温接近牛顿流体 在不同的剪变率表现不同的粘 路面使用温度粘弹流体 度沥青的剪变力与剪变率非线性 2·沥青粘度的测定方法 绝对粘度法 相对粘度法（条件粘度）针入度 软化点 (1)绝对粘度测定方法 沥青运动粘度毛细管法 Vt=ct mm2/s 沥青

17、动力粘度减压毛细管法 t=kt Pa·s P16 (2)条件粘度测定方法 标准粘度计测定液体石油沥青 煤沥青 乳化沥青等粘度 针入度法测定粘稠（固体、半固体沥青稠度） 软化点 标准粘度计测定液体状态的沥青材料在标准粘度计中，于规定的温度条件下，通过规定 的流孔直径流出50ml所需时间（s） 实验条件：CT,d C粘度 T温度 d流孔直径 在相同的温度和流孔条件下，流出时间越长，沥青粘度越大 针入度法测定沥青材料在规定温度条件下，以规定质量的标准针经过规定时间贯入沥青 试样的深度（0.1mm为单位） PT,m,t P 针入度 T试验温度 m标准针质量 t贯入时间 常用 P25，100g

18、，5s 针入度指数PI 针入度值越大，沥青越软（稠度越小） 粘度越小 *稠度越高的沥青粘度越高 AH90 重交通90号沥青 25针入度为80100（0.1mm）之间 软化点试验（等粘温度）*软化点沥青材料是一种非晶质高分子材料，它由液态凝结为 固态，或由固态化为液态时，没有敏锐的固化点或液 化点，通常采用条件的硬化点和滴落点来表示，成为 软化点 环与球法软化点TR&B将沥青试样注于内径为18.9mm的铜环中，环上置一重 3.5g的钢球，在规定的加热速度（5/min）下进行加热， 沥青试样逐渐软化，直至在钢球荷重作用下，测定使沥青 产生25.4mm挠度时的温度，称为软化点。 *软化点越高

19、 沥青越硬 粘度越大 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度 等温粘度 软化点是在沥青达到规定条件粘度时的温度 等粘温度 2·4·1·2沥青的延性和脆性 1·延性沥青受到外力的拉伸作用时所能承受的塑性变形的总能力条件延性指标延度 延度试验将沥青试样制成“8”字形标准试件（最小断面1cm2）在规定拉伸速度和温度 下拉断时的长度 *沥青的复合流动系数C/胶体结构发育成熟/蜡含量延度 三大指标：针入度 软化点 延度 2·脆性*脆点低温条件下沥青达到临界硬度发生开裂的温度 P18 2·4·1·3沥青的感温性 沥青的感温性采

20、用“粘度”随“温度”而变化的行为（粘温关系）来表达针入度指数法 针入度指数法（PI）沥青针入度值的对数（lg P）与温度（T）具有线性关系 lg P=AT+K A=d（lgP）/ dT 针入度温度感应系数 1·基本公式 *假设软化点时的针入度值为800（1/10mm） 2·实用公式 *PI越大沥青感温性越低。 *用PI来评价沥青的感温性时，要求沥青的PI=-11 针入度指数PI评价沥青胶体结构 PI <-2 溶胶型 PI-2+2 溶凝胶型 PI>2 凝胶型 2·4·1·4 耐久性 1·影响沥青耐久性因素 影响沥青耐久性因素

21、：环境(氧化剂) 交通强度（应力） 热：加速沥青分子的运动 沥青的蒸发 促进沥青化学反应 沥青技术性能的降低 氧（加热）：促使沥青组分对其吸收 脱氢作用 沥青组分发生移行（芳香酚胶质沥青质） 光（紫外线）光化学反应促使氧化速率加快使沥青中羟基 羧基 碳氧基增加 水（光+氧+热）催化剂作用 “不可逆”的化学变化，路用性能劣化“老化” 2·评价方法（1）热致老化 中、轻交通量道路 石油沥青 蒸发损失试验 重交通量道路 石油沥青 薄膜加热试验（TFOT） 液体沥青蒸馏试验（2） 耐久性自然老化、人工加速老化（3） 长期老化沥青加速老化法（PAV） 2·4·1·

22、5安全性 沥青加热时，挥发油分蒸汽与空气组成混合气体，遇火焰闪火（闪点）继续加热，油分蒸汽 饱和度燃烧（燃点） 当加热到某一温度时，点火器扫拂过沥青试样任何一部分表面，出现一瞬即灭的蓝色火焰（闪点），继续加热，至点火器扫拂过沥青试样表面，出现燃烧火焰并持续5s以上（燃点） 2·4·2沥青的劲度模量沥青的粘度性质与温度 荷载作用时间 有关。 在温度高 荷载作用时间长粘性 在温度低 荷载作用时间短塑性 弹性 在大多数实际使用情况 粘弹行为 沥青的劲度模量沥青在一定荷载时间（t）和温度（T）条件下，应力与总应变之比。 沥青材料受到的应力 沥青材料产生的应变 静载试验 动载试验 影

23、响因素（1）温度夏天温度高 劲度小不足以抵抗荷载的作用，易产生车辙冬天温度低 劲度大应力松弛性能弱，易出现温缩裂缝（2） 时间 A荷载作用时间短 劲度模量高 荷载作用时间长 劲度模量低 B荷载加载速率高 劲度模量高 荷载作用速率低 劲度模量低 *沥青的粘附性 沥青的粘附性质主要为沥青的粘性和沥青中极性物质（沥青酸及酸酐）的含量 沥青稠度沥青酸含量沥青与石料粘附性 实验沥青混合料最大粒径 >13.2mm水煮法 按沥青膜剥落面积百分率评定 <13.2mm水浸法 按沥青膜剥落面积百分率评定第3章 石料与集料 天然砂石材料天然岩石不经机械加工或经机械加工而得的材料 *天然材料是矿物的集合体

24、3·1天然砂石材料概论 1·造岩矿物 矿物具有一定化学成分和结构的天然化合物或单质 *组成岩石的矿物叫造岩矿物 *某些岩石由一种矿物组成，多数岩石由多种造岩矿物共同组成 *岩石的性质是由成岩矿物的性质及含量决定的。 （1）石英结晶的SiO2，最坚硬，最稳定的矿物之一 纯净的适应无色透明水晶含Fe3+：紫水晶 含细小的气/液态物质乳白色乳石英 （2）长石结晶的硅铝酸盐类，分布最广，占地壳重的50%，强度、稳定度均不及石英 分为正长石、斜长石 基本类型：钾长石 钠长石 钙长石 （3）云母片状，结晶 含水铝硅酸盐 极易分裂成薄片 无色透明Fe含量的增高：黑色 分为白云母 黑云母

25、（4）角闪石 辉石 橄榄石（暗色矿物）结晶的铁、镁铝酸盐 强度高 坚固耐久 韧性大 （5）方解石结晶的CaCO3 强度中等 易被酸分解 微溶于水 易溶于含CO2 的水 白色 分裂为棱面体 （6）白云石物理性质和方解石相近 强度较高 白/黑色 （7）黄铁矿结晶的FeS2 有害矿物 遇水或发生氧化反应产生H2SO4 金黄色 有的有金属光泽 *石英、长石耐磨、坚硬、抗磨光性好方解石、白云石软、易磨光 2·岩石的分类 （1）岩浆岩（火成岩）侵入岩岩浆在地表不同深处冷却结晶形成的岩石 最多 浅成岩（辉绿岩）结晶较细 深成岩（花岗岩、正长岩）晶体粗大 喷出岩大部分未结晶 或隐结晶或玻璃岩 （玄武

26、岩 安山岩） （2）沉积岩由风化产物、火山物质、有机物质等碎屑物质在常温常压下经过搬运、沉积与石 化作用，最后形成的岩石。 *成岩层构造，各层的成分、结构、颜色、厚度都有差异，岩性不均，垂直层理与 平行层理方向的性能不同 *小 空隙率 吸水率大 强度较低 耐久性差 （3）变质岩已存在的岩石因温度、压力、介质条件的变化，在没有显著熔融和溶解的固体状 态下形成的一种新的岩石 *控制变质作用的三个因素：温度 压力 化学活性流体 *沉积岩变质岩：结构致密 3·常见岩石类型 （1）花岗岩：分布最广 深成酸性岩浆岩 主要：石英 长石 少量黑云母 斑状结构 构造密实 密度大 质地坚硬 耐磨 空隙率

27、小 吸水性好 耐久性好 （2）玄武岩：喷出岩 灰黑色 成分与辉长岩相近 具气孔状 杏仁状构造 和斑状结构 基质一般为细粒或隐晶质 优质沥青混合料用集料 （3）辉长岩：侵入岩分布最广的岩石 中至粗粒结构 结构构造均匀 空隙率小 耐久性好 （4）石灰岩：分布最广的沉积岩之一 主要为方解石 灰/白色杂质多：深色 致密状 结晶粒状 生物碎屑等结构 性脆 遇HCl化学反应生成CO2 硅质石灰岩强度高 硬度大 耐久性好 粘土质石灰岩抗冻性、耐水性差 白云质石灰岩白云岩 4·石料的化学成分 （1）化学成分 SiO2 CaO Fe2O3 Al2O3 MgO MnO2（少） SO3（少） （2）酸碱性

28、按化学组分中SiO2 的含量来划分 酸性材料（>65%）花岗岩 石英岩 中性材料（52%65%）辉绿岩 闪长岩 碱性材料（<52%）石灰岩 玄武岩3·2冶金矿渣材料 炼铁炼钢过程中得到的高炉矿渣 钢渣作集料 含较多的活性物质 质量不稳定 1·主要化学成分及活性主要化学成分：酸性氧化物 中性氧化物 碱性氧化物 硫化物 *酸、碱性氧化物含量比例对矿渣性能的影响较大活性与水 某些碱性溶液 硫酸盐溶液发生化学反应的性质*碱性系数 Mo 质量系数K MoK 活性*自然冷却 活性 高水泥混合料 水淬处理 活性 低混凝土结构 道路结构*钢渣活性大 宜作水泥原料 2·

29、技术活性（1）物理力学特性 因为冷却加工方式不同 所以矿物组分 组织的致密程度有很大差别 物理力学变化范围 分散 性大 因为含铁量高 所以一般>石料（2） 化学稳定性 某些成分与水发生化学反应体积变化 使这类集料稳定的关键降低活性成分含量3·3砂石材料的技术性质和技术标准 3·3·1砂石材料的技术标准 砂石材料：天然砂石料 人工轧制的集料 工业冶金砂石集料 3·3·1·1物理性质 1·物理常数 石料的组成结构 （1）真实密度t （2）表观密度（视密度） a （3）毛体积密度h单位毛体积（矿质实体+空体体积）的质量 （4

30、）空隙率P石料的孔隙占其体积的百分率 *石料的物理常数反应 石料的内部组成结构的状态 石料的力学特性 2·吸水性石料在规定条件下吸水的能力 因为石料的孔结构的差异：空隙尺寸 分布形态 （1）吸水率 *孔隙构造相同 孔隙越大吸水率越大 表观密度大空隙率小吸水率小 *吸水性反应岩石裂缝发育程度判读岩石抗冻、抗风化能力 （2）饱水率 *饱水率>吸水率 *吸水：自由吸水48h 饱水：抽真空后饱水 3·抗冻性石料在饱水状态下，能经受反复冻结和融化而不被破坏，并不严重降低强度的 能力。 工程使用中引起石料组织结构的破坏而导致力学强度降低 首要因素温度的升降 其次潮湿条件下，受到正

31、、负温度交替冻融作用（大部分地区占主导地位） 方法：直接冻融法 饱水-15°C下4h 20°C下4h 10、15、25、50次冻融循环后的变化情况 NaSO4坚固性法 硫酸钠浸泡20h105°C下4h硫酸钠下4h 5次循环后的变化情况 *利用了硫酸钠结晶体积膨胀 *影响因素：孔隙结构 吸水性 3·3·1·2力学性质1·单轴抗压强度 石料试件 50mm 50*50 立方体或 圆柱体试件 试验吸水饱和后，在单轴受压和规定的加载条件下，达到极限破坏时单位承压面积的强度 *石石料单轴抗压强度值取决于：石料组成结构：矿物组成 岩石的构

32、造 裂隙的分布 实验条件：试件的几何外形 加载速度 温度 湿度2·磨耗性石料抵抗撞击、剪切、摩擦等综合作用的性能 试验方法：洛杉机磨耗试验 500次 隔板式 狄法尔磨耗试验 双筒式，单粒径，100块（50-70mm,只有剪切和摩擦作用，磨 耗率低，差别不大 3·3·1·3化学性质 1·化学组成 2·石料化学性质对路用性能的影响 3·沥青与石料的粘附性评价沥青与石料之间的相互粘结能力 *沥青裹符石料后的抗水性与 沥青 石料的性质相关 （1）粘附机理 1·力学理论-分子力的作用 集料表面粗糙和高低不平增加了表面积；表面

33、存在形状、取向、大小不同的孔隙 和微裂缝，由于吸附与毛细作用，沥青渗入孔隙与裂缝，提高了总粘结力。 沥青在高温时以液相渗入骨料孔隙与微裂隙中，降温后，沥青在孔隙中发生胶凝 硬化，这种锲入与锚固 锲入与锚固作用，增强了沥青与集料之间的机械结合力。 2·化学反应理论-沥青与集料表面发生化学反应 沥青中含有大量酸性及碱性化合物。碱性集料表面存在碱性活性中心，易与沥青中 的酸性成分发生化学反应，生成不溶于水的化合物，故粘附性好。酸性集料如花 岗岩表面缺乏碱性活性中心，较少发生化学反应，沥青与集料间只有机械力的作 用，所以粘附性差。 3·分子定向理论-沥青中的表面活性物质对集料表面的

34、定向吸附而形成的 沥青粘附在集料表面后，沥青在石料表面首先发生极性分子定向排列而形成吸附 层。沥青的极性是粘附的本性，是导致集料吸附沥青的根本原因。水是极性分 子且含有氢键，比沥青的极性大，易于从集料表面挤走被吸附的沥青分子而与 集料的表面活性中心发生吸附。 4·表面能理论-能量作用原理，即沥青润湿集料（现在认为是对的） 沥青的润湿能力是指沥青与集料表面的紧密接触能力。沥青扩散并润湿集料表面时会 产生能量交换，它依靠沥青与集料的紧密接触和相互吸引而形成.水与集料的紧密 接触能力比沥青与集料的紧密接触能力大，因此水就可侵入沥青集料界面，形成 沥青水集料的表面接触，从而破坏了沥青与集料之

35、间的粘结。 （2）评价方法：水煮法 水浸法 P38 3·3·2石料的技术指标 1·路用石料的技术分级 按其物理力学性质：饱水状态下的抗压强度 磨耗率 I岩浆岩类最坚强的岩石 II石灰岩类坚强的岩石 III砂岩片岩类中等强度的岩石 IV砾石类较软的岩石3·4集料的技术性质 集料不同粒径矿质颗粒组成的混合料，包括天然砂、人工砂、卵石、碎石以及工业冶金的矿渣 集料：岩石 自然风化形成的砾石 砂 人工轧制成的各种尺寸的碎石 在混合料中起骨架和填充作用的粒料，分为 碎石 砾石 石屑 砂 细集料 粗集料 粒径>4.75mm 细集料 粒径<4.75mm3&

36、#183;4·1集料的物理性质 1·集料的密度 ms烘干后集料的真实质量,g 空中重 mw饱水集料的水中质量,g 水中重 mf 饱水集料饱和面干质量g，表干重 （1）表观密度视密度 a 空中重÷（空中重水中重） (2)毛体积密度b 空中重÷（表干重水中重） （3）表干密度（饱和面干密度）s 表干重÷（表干重水中重） （4）堆积密度l单位装填体积（颗粒间空隙 集料矿质实体 闭口和开口孔隙）的质量 *自然堆积密度 振实堆积密度 捣实堆积密度 （5）沥青混凝土用粗集料捣实状态间隙率VCADRC（粗集料骨架间隙率） 4.75mm以上粗集料捣实状态下颗粒

37、间空隙体积的百分率 （6）含水率w集料在自然状态下含水量的大小 吸水率保水情况下，石料吸收水分的大小 2·集料的坚固性确定碎石或砾石经饱和硫酸钠溶液多次浸泡烘干循环后，承受硫酸钠结晶膨胀而不发生显著破 坏或强度降低的性能 3·针片状颗粒含量测定粗集料颗粒的最大长度方向与最小厚度方向的尺寸之比>3倍的颗 粒 4·含泥量和泥块含量 （1）含泥量与石粉含量 含泥量集料中粒径小于0.075mm的颗粒含量 石粉含量人工砂中粒径小于0.075mm的颗粒含量 1）砂当量SE砂当量值越大表明在小于0.075mm的部分所含矿粉与细砂比例越高 2）亚基蓝MBV值亚基蓝MBV值较

38、小时表明粒径小于0.075mm的颗粒主要是与母岩化学 成分相同的石粉 *砂当量越大，细料中矿粉和细砂比例越大 亚基蓝值越大，细料中含泥量越大（2） 泥块含量 粗集料 中原尺寸>4.75mm 经水洗手捏后<2.36mm的颗粒含量 细集料 中原尺寸>1.18mm 经水洗手捏后<0.6mm的颗粒含量 *泥块：由纯泥组成的团块 由砂、石屑、泥组成的团块 包裹在集料颗粒表面的泥 3·4·2集料的力学性质 1·集料的压碎值ACV（ Aggregate Crushed Value） 集料在连续增加的荷载下，抵抗压 碎的能力，反映集料的强度。 2·

39、;磨光值PSV（Polished Stone Value）采用加速磨光机磨光集料，用摆式摩擦系数测 定仪测定的集料磨光后的摩擦系数值。 3·冲击值AIV（Aggregate Impact Value） 集料抵抗连续重复冲击荷载的作用 4·道瑞磨耗值AAV（Aggregate Abrasion Value）反映粗集料抵抗磨耗和撞击的能力 3·5集料的级配与级配理论 矿质混合料（矿料）将两种或两种以上的集料配合是哟哦了刚构成矿料 3·5·1矿料的级配 级配设计的目的：根据目标级配范围要求定各种集料的合适的比例 1·筛分试验将集料通过一系列

40、规定筛孔尺寸的标准筛，测定存留在各筛上的集料质量 矿质集料的级配采用筛分试验确定 （1）标准筛形状和尺寸规格符合要求的系列样品筛 粒度集料颗粒的尺寸用粒径表示 *集料的粒径以方孔筛为准 标准筛尺寸： ：70 63 53 37.5 31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 （2）级配参数 1）分计筛余百分率（ai）：在某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率； 2）累计筛余百分率（Ai）：在某号筛的分计筛余和大于该号筛的各筛分计筛余之和； 3）通过百分率：通过某筛的质量占试样总质量的百分率； 2·细集料的细度模数

41、 细度模数：用于评价细集料粗细程度的指标各号筛的累计筛余百分率之和除以100 当细集料中含有大于2.36mm的颗粒时 细度模数越大细集料越粗 3.13.7 粗砂 2.33.0 中砂 1.62.3 细沙 3·集料的级配曲线 （1）级配曲线的绘制 纵坐标：通过百分率（或累计百分率）% 横坐标：某号筛的筛孔尺寸采用对数坐标，可使大部分筛孔尺寸在横坐标上以等距排列mm * （2）级配曲线的类型 连续级配某一矿质混合料在标准筛孔组成的套筛中进行筛析时，所得的级配曲线具有连续、 不间断的性质。由大到小、逐级粒径均有、按比例互相搭配组成。 间断级配在矿质混合料中剔除其中一个（或几个）分级，形成一种不连续的混合料。 3·5·2级配理论 *路用矿质混合料的要求：最小空隙率最大密实度 最大摩擦力 最大密度曲线理论：描述了连续级配的粒径分布 粒子干涉论：可用于计算连续级配 间断级配 1·最大密度曲线理论矿质混合料的颗粒级配曲线越接近抛物线，其密度越大 （1）最大密度曲线公式 （2）最大密度曲线n幂公式 将0.5改成n，认为指数不应是一个常数，