沥青及沥青混合料相关试验

1、JU QQ:417050072沥青、集料沥青、集料 & &沥青混合料沥青混合料 相关试验相关试验 适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料与沥青结合料拌合而成的混合料的总称级配的矿料与沥青结合料拌合而成的混合料的总称沥青沥青集料集料沥青玛蹄脂沥青玛蹄脂沥青混合料沥青混合料沥沥 青青路用性能路用性能耐久性耐久性粘附性粘附性粘滞性粘滞性感温性感温性塑塑 性性粘滞性粘滞性沥青在外力作用下抵抗变形的能力沥青在外力作用下抵抗变形的能力常温下呈固体或半固体的：用针入度针入度表示粘滞性大小常温下呈液体的：用粘滞度粘滞度表示粘滞性大小感

2、温性感温性沥青对温度变化的敏感性沥青对温度变化的敏感性夏季高温 需要 粘滞性冬季低温 需要 柔韧性软化点软化点越高，沥青的耐热性越好黏温指数针入度指数黏温指数越小，温度稳定性越好PI值越小，温度敏感性越强黏温指数黏温指数越小，温度稳定性越好200220240260280300320340360380400134136138140142144146黏温黏温黏温T/mPa.s2.02.12.22.32.42.52.62.72.82.93.0134136138140142144146黏温指数黏温指数黏温T/lgy = 0.0616x + 0.21260.000.501.001.502.002.503

3、.0001020304050T-lgPT-lgP线性 (T-lgP)针入度指数PI值越小，温度敏感性越强塑塑 性性沥青在外力作用下产生变形而不破坏沥青在外力作用下产生变形而不破坏延延 度度延度越大，塑性越好粘附性粘附性沥青与集料之间相互作用产生的吸附能力沥青与集料之间相互作用产生的吸附能力影响因素影响因素： 集料的集料的酸碱酸碱性：性： SiO2 : 0% 52% 65% 碱性集料碱性集料 中性集料中性集料 酸性集料酸性集料 沥青的品种与温度沥青的品种与温度 集料的表面状态集料的表面状态 评价方法评价方法： 水煮法和水浸法水煮法和水浸法沥青路面坑洞沥青路面坑洞耐久性耐久性沥青的沥青的“老化老化

4、”轻质组分挥发轻质组分挥发氧化、组分转化氧化、组分转化老老化化前前老老化化后后饱和饱和分分芳香芳香分分胶质胶质沥青质沥青质流动性和塑性流动性和塑性 硬脆性硬脆性蒸发损失试验蒸发损失试验薄膜加热试验薄膜加热试验TFOT旋转薄膜烘箱试验旋转薄膜烘箱试验RTFOTPAV压力老化试验压力老化试验质量损失质量损失针入度比针入度比延度延度1针入度针入度Penetration2延延 度度Ductility3软化点软化点Softening Point三 大 指 标集集 料料2.36mm为细集料为细集料骨架和填充作用骨架和填充作用0.0750.0750.150.150.30.30.60.61.181.182.3

5、62.364.754.759.59.513.213.216.016.019.019.0矿质混合料的矿质混合料的3 3种典型级配曲线种典型级配曲线 a) 密实密实-悬浮结构；悬浮结构； b) 骨架骨架-空隙结构；空隙结构； c) 密实密实-骨架结构骨架结构 连续密级配连续密级配 连续开级配连续开级配 间断级配间断级配 AC OGFC SMA沥青混合料沥青混合料的组成结构的组成结构 悬浮密实结构悬浮密实结构 级配特点：级配特点：连续密级配，细集料多，粗集料较少，悬浮于细集料中，不能形成嵌挤骨架，空隙率较小 使用特点：使用特点：密实耐久、高温稳定性较差 骨架空隙结构骨架空隙结构 级配特点：级配特点：

6、连续开级配，粗集料较多，细集料较少，不足以充分填充粗骨架空隙，空隙率较大 使用特点：使用特点：温度稳定性好、耐久性较差 骨架密实结构骨架密实结构 级配特点：级配特点：间断密级配，粗集料形成骨架，细集料充分填充骨架空隙，形成密实、骨架嵌挤结构筛分（水洗）密度、含水率压碎值磨耗值针片状粗集粗集料料筛分（水洗）密度、含水率砂当量亚甲蓝棱角性细集料矿质实体闭口孔隙 开口孔隙VsVnVimsm0M连通封闭孔隙极细微孔隙细小孔隙粗大孔隙Vo密密 度度与沥青混合料的理论最大理论最大密度、空隙率密度、空隙率等一系列体积指标密切相关（网篮法）（网篮法）2.36mm 干干 重重 体积（实体体积（实体+闭口、开口孔

7、隙）闭口、开口孔隙） 表干重表干重体积（实体体积（实体+闭口、开口孔隙）闭口、开口孔隙） 干干 重重体积（实体体积（实体+闭口孔隙）闭口孔隙）密密 度度（容量瓶法）（容量瓶法）适用于含有少量适用于含有少量2.36mm的细集料的细集料压碎值：压碎值：(9.5mm13.2mm)逐级增加荷载下抵抗压碎的能力逐级增加荷载下抵抗压碎的能力2.36mm1010分钟加至分钟加至400KN反映集料的强度反映集料的强度磨耗磨耗：粗集料抵抗摩擦、撞击的能力 洛杉矶磨耗：洛杉矶磨耗：以磨耗损失(1.7mm方孔筛）表示狄法尔磨耗：狄法尔磨耗：剪切和摩擦过1.18mm方孔筛针片状针片状颗粒形状中的诸方向中的最小厚度（直

8、径）与最大长度（宽度）的尺寸指标小于规定值时砂当量砂当量:细集料中含粘性土或杂质的含量评定洁净程度。亚甲蓝亚甲蓝：测膨胀性粘 土矿物评价洁净程度。棱角性棱角性评价细集料颗粒的表面构造和评价细集料颗粒的表面构造和粗糙程度粗糙程度预测它对混合料内摩擦角和抗预测它对混合料内摩擦角和抗流动变形性能的影响流动变形性能的影响填填 料料沥青混合料中起填充填充作用的粒级小于0.075mm的矿物质粉末矿粉、水泥、消石灰沥青混合料在热态下进行摊铺和压实的混合料在热态下进行摊铺和压实的混合料高温下沥青与矿质集料能形成良好的粘结高温下沥青与矿质集料能形成良好的粘结制制 样样1.确定拌合、压实温度确定拌合、压实温度2.

9、备料，拌合备料，拌合沥青种类沥青种类黏度黏度测定方法测定方法适宜适宜拌合的黏度拌合的黏度适宜适宜压实的黏度压实的黏度石油沥青石油沥青布氏黏度布氏黏度0.170.02 Pa.s0.280.03 Pa.s姓 名：小马歇尔出 身：击实、压实击实、压实身 高：63.51.3 mm体 重：约1200g姓 名：车辙板出 身：轮碾法轮碾法身 材：300*300*50 mm体 重：体积*Gmm*1.03最佳油石比的确定最佳油石比的确定密级配沥青混合料密级配沥青混合料SMA、OGFC以期望的设计空隙率确定油石比，作为最佳油石比以期望的设计空隙率确定油石比，作为最佳油石比空隙率：空隙率：1825%空隙率：空隙率：

10、34%耐耐 久久高温稳定高温稳定低温抗裂低温抗裂抗抗 滑滑抗水损坏抗水损坏高温稳定性高温稳定性 夏季高温经车辆荷夏季高温经车辆荷载长期重复作用后，载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等不产生车辙和波浪等病害的性能。病害的性能。强度或模量强度或模量温度温度评定方法：马歇尔试验：马歇尔试验：稳定度（稳定度（KN） 流值（流值（0.1mm）轮辙试验：轮辙试验：动稳定度（次动稳定度（次/mm） 马歇尔稳定度马歇尔稳定度MS：试件破坏时的最大荷载：试件破坏时的最大荷载 流值流值FL ：达到最大荷载时，试件所产生的垂直：达到最大荷载时，试件所产生的垂直流流 动动变形值（以变形值（以0.1mm计）计） 试验温

11、度：试验温度：60，固定荷载：固定荷载：0.7MPa橡胶轮反复行走橡胶轮反复行走DS：次：次/mm轮辙试验轮辙试验d1d2t2t1时间时间/s变形量变形量车车 辙辙波波 浪浪沥青路面车辙形成过程沥青路面车辙形成过程沥青路面车辙形成过程沥青路面车辙形成过程压密变形压密变形剪切流动剪切流动沥青路面车辙形成过程沥青路面车辙形成过程改改善善措措施施1.提高沥青混合料的粘结力提高沥青混合料的粘结力C2.提高沥青混合料的内摩阻角提高沥青混合料的内摩阻角严格控制沥青用量选择高粘度沥青选择纹理粗糙，多棱角的集料采用适当的矿料级配，增加粗骨料含量选择合适公称最大粒径3.设计时考虑交通组成和环境温度的影响设计时考

12、虑交通组成和环境温度的影响沥青混合料在低温条件下不产生裂缝的性能。沥青混合料在低温条件下不产生裂缝的性能。 低温抗裂性低温抗裂性低温抗裂性所包含的内容低温抗裂性所包含的内容温度收缩系数温度收缩系数； 抗拉强度；抗拉强度； 劲度劲度模量模量； 破坏破坏应变。应变。评定方法：评定方法：沥青混合料劈裂试验沥青混合料劈裂试验试验温度：试验温度：-100.5加载速率：加载速率：1 mm/min低温小梁弯曲试验低温小梁弯曲试验试件：试件：250*30*35mm试验温度：试验温度：-10加载速率：加载速率：50mm/min指标：破坏应变指标：破坏应变改改善善措措施施影响因素：影响因素：沥青混合料劲度模量沥青

13、劲度 沥青劲度：感温性 老化程度 改善措施：改善措施： 采用劲度模量较低的沥青 适当增加沥青用量耐久性耐久性水、疲劳、老化水、疲劳、老化沥青混合料抵抗长时间自然因素（风、日光、沥青混合料抵抗长时间自然因素（风、日光、温度、水分等）和行车荷载反复作用的能力温度、水分等）和行车荷载反复作用的能力现象现象 沥青的老化或硬化变脆、易裂 集料被压碎、或冻融崩解磨损或级配退化 沥青与集料间的粘附性降低剥落、松散影响因素影响因素原材料质量 沥青混合料结构沥青用量空隙率 透水性大透水性大强度降低强度降低040801201602002405678910111213芯样空隙率/%渗水系数(mL/min)沥青路面的

14、压实空隙率过大0.40.71.01.31.61.92.202468101214压实空隙率(%)劈裂强度(MPa)上面层芯样下面层芯样沥青路面坑槽破损与成因沥青路面坑槽破损与成因沥青用量不足沥青用量不足水稳定性降低水稳定性降低0.800.850.900.951.001.051.103.73.94.14.34.54.7沥青用量(%)冻融劈裂强度比值 沥青与集料的粘附性不足沥青与集料的粘附性不足剥落与松散剥落与松散 集料矿物组成集料矿物组成 沥青粘度沥青粘度 集料的洁净程度集料的洁净程度 浸水马歇尔试验浸水马歇尔试验 残留稳定度残留稳定度 式中：MS 试件常规马歇尔稳定度(kN)，浸水0.5h MS

15、1试件浸水48h（或真空饱水后浸水48h） 后的稳定度(kN) %10010MSMSMS水损坏评价方法水损坏评价方法 冻融劈裂强度试验冻融劈裂强度试验 冻融劈裂强度比冻融劈裂强度比 1试件经冻融后的劈裂强度（MPa） 0未经冻融试件的劈裂强度（MPa） %10001TSR 50mm/min 25试件的体积参数指标试件的体积参数指标集料吸收的沥青集料吸收的沥青沥青沥青矿料矿料空气空气VvVbaVmaVb空隙率空隙率VVVmbVse矿料间隙率矿料间隙率VMAVV+VA确定沥青混合料试件的毛体毛体积相对密度积相对密度水中重法水中重法1500g（公称最大粒径13.2mm、16mm）250.53.7kP

16、a0.3kPa抽气+震动15min2min最大理论密度测定（真空法）最大理论密度测定（真空法）1.非改性的普通沥青混合料非改性的普通沥青混合料2.改性的沥青混合料或改性的沥青混合料或SMA：计算：计算根据毛体积相对密度和最大相对理论密度根据毛体积相对密度和最大相对理论密度确定空隙率、矿料间隙率和有效沥青的饱确定空隙率、矿料间隙率和有效沥青的饱和度等体积指标和度等体积指标间隙率空隙率间隙率有效沥青饱和度）矿料占中混合料的比例最大理论相对密度毛体积相对密度（间隙率）最大理论相对密度毛体积相对密度（空隙率-100*10011001改改善善措措施施选择耐老化沥青、坚硬集料选择耐老化沥青、坚硬集料降低沥

17、青混合料空隙率降低沥青混合料空隙率增加沥青用量增加沥青用量掺加外加剂掺加外加剂降低沥青混合料的离析程度降低沥青混合料的离析程度抗抗滑性滑性足够的粗糙度足够的粗糙度表面摩擦系数( f 0)；表面构造深度(TD)；石料磨光值(PSV)。评价方法与指标评价方法与指标 摩阻系数摩阻系数 摆式摩阻仪摆式摩阻仪构造深度构造深度 铺砂法铺砂法改改善善措措施施1.选用坚硬、耐磨选用坚硬、耐磨(磨光值高磨光值高)、抗冲击、抗冲击性好的碎石或破碎砾石性好的碎石或破碎砾石2.对酸性集料采取抗剥措施对酸性集料采取抗剥措施3.严格控制沥青含量严格控制沥青含量体积参数指标体积参数指标 空隙率（空隙率（%） 矿料间隙率（矿料间隙率（%） 沥青饱和度（沥青饱和