第三章_沥青混合料

1、道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路，其原因何在？地方道路地方道路高速公路高速公路城市道路城市道路 1沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能，铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。 2路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光，有利于行车安全。 3施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。 4维修简单，旧沥青混合料可再生利用。1沥青路面容易老化。2温度稳定性差。 但是但是！道路建筑材料道路建筑材料第

2、三章第三章 沥青混合料沥青混合料 在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。沥青路面老化现象沥青路面老化现象老化老化 定义？定义？夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料沥青混合料的类型与组成结构沥青混合料的结构强度及其影响因素沥青混合料的路用性能道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料 目前公路与城市

3、道路路面多采用复合类的沥青混合料，如AC-16F既属于热拌沥青混合料、又属于密级配的、中粒式沥青混合料。材料级配组成及空隙率大小分材料组成及 结构分 制造工 艺分 公称最大粒径分1.特粗式沥青混合料2.粗粒式沥青混合料3.中粒式沥青混合料4.细粒式沥青混合料5.砂粒式沥青混合料1.连续级配沥青混合料2.间断级配沥青混合料1.密级配沥青混合料2.半开级配沥青混合料3.开级配沥青混合料 1.热拌沥青混合料 2.冷拌沥青混合料 3.热拌冷铺沥青混合料4.温拌沥青混合料沥青沥青 混合料混合料一、沥青混合料的类型及组成结构一、沥青混合料的类型及组成结构第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性

4、质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料1、 沥青混合料的组成结构的现代理论沥青混合料的组成结构的现代理论（了解）（了解）第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质胶浆理论胶浆理论道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料2、 沥青混合料结构类型沥青混合料结构类型 由于材料组成分布、矿料与矿料及矿料与沥青间的相互作用、剩余空隙率的大小等不同，混合料可分为悬浮悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构结构三大

5、类。第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料2、 沥青混合料结构类型沥青混合料结构类型（1） 悬浮密实结构悬浮密实结构组成的基本特点组成的基本特点：采用连续级配，矿料颗粒连续存在，而且细集料含量较多，将较大颗粒挤开，使大颗粒不能形成骨架，而较小颗粒与沥青胶浆比较充分，将空隙填充密实，使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间，形成“悬浮-密实”结构。路用性能特点路用性能特点：由于压实后密实度大，该类混合料水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好；但其高温性能对沥青的品质依赖性较大，由于沥青粘度降低，往往导致混合料高温稳定性变差。第一节第

6、一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（2） 骨架空隙结构骨架空隙结构组成的基本特点组成的基本特点：采用连续开级配，粗集料含量高，彼此相互接触形成骨架；但细集料含量很少，不能充分填充粗集料件的空隙，形成所谓的“骨架-空隙”结构。路用性能特点路用性能特点：粗集料的骨架作用，使之高温稳定性好；由于细集料含量少，空隙未能充分填充，耐水害、抗疲劳和耐久性能较差，所以一般要求采用高粘稠沥青，以防止沥青老化和剥落。第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（3） 骨架密实

7、结构骨架密实结构组成特点组成特点：采用间断级配，粗、细集料含量较高，中间料含量很少，使得粗集料能形成骨架，细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙，形成“骨架-密实”结构。路用性能特点路用性能特点：该类混合料高低温性能均较好，具有较强的疲劳耐久特性；但间断级配在施工拌合过程中易产生离析现象，施工质量难以保证，使得混合料很难形成“骨架-密实”结构。道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料1、沥青混合料结构强度构成、沥青混合料结构强度构成 沥青混合料的结构强度由：矿料颗粒之间的嵌锁力（内摩阻角）以及沥青与矿料之间的粘结力及沥青自身的内聚力组成。二、沥青混合料的结构强度及其影响因素

8、二、沥青混合料的结构强度及其影响因素第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料2 沥青混合料结构强度的影响因素沥青混合料结构强度的影响因素 （1）沥青结合料的粘度粘度 沥青结合料的粘度反映沥青自身的内聚力。 （2）矿质混合料性能矿质混合料性能的影响 矿料的岩石种类、级配组成、颗粒形状和表面粗糙度等特性对沥青混合料的嵌锁力或内摩阻角影响较大。第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（3）沥青与矿料在界面上的交互作用沥青与矿料在界面上的交互作用沥青与矿料的交

9、互作用：化学反应后在矿粉表面化学组分重新排布，在矿粉表面形成一定厚度的扩散溶剂膜，在此膜厚度以内的沥青称为“结构沥青”，在此膜厚度以外的沥青称为“自由沥青”。 形成结构沥青粘结力较原沥青提高。 自由沥青粘结力不变；碱性石料的沥青混合料强度和稳定性比酸性石料的好。道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（4）矿料比面和沥青用量矿料比面和沥青用量的影响由沥青与矿料交互作用：由沥青与矿料交互作用： 沥青混合料粘结力取决于沥青混合料粘结力取决于“结构沥结构沥青青”比例和矿料颗粒之间距离。比例和矿料颗粒之间距离。矿料比面：矿料比面：沥青用量相同，矿料表面积沥青用量相同，矿料表面积，沥青

10、膜厚度越薄，沥青膜厚度越薄， “结构沥青结构沥青”比例越大，粘结越牢固。比例越大，粘结越牢固。 沥青用量：沥青用量： 不足不足不足以形成结构沥青不足以形成结构沥青充分包裹充分包裹 过多过多矿料推开矿料推开自由沥青自由沥青降低降低 只有最佳只有最佳足以形成薄膜、并能充分粘附矿粉颗粒表足以形成薄膜、并能充分粘附矿粉颗粒表面，形成结构沥青，面，形成结构沥青， 沥青胶浆才具有最佳粘结力。沥青胶浆才具有最佳粘结力。 道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（5）使用条件的影响使用条件的影响 环境温度和荷载作用环境温度和荷载作用特性对混合料的强度影响也较大。 温度升高，沥青粘度降低，混合

11、料的粘结力也下降，混合料整体强度都下降。 荷载作用体现在荷载作用时间或变形速率上，一般变形速率增加，沥青混合料的粘结力也增大，整体强大则增高。道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料三、沥青混合料的路用性能三、沥青混合料的路用性能1、高温稳定性、高温稳定性 定义：高温稳定性是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。 这种特性是导致沥青路面产生车辙、波浪 及拥包等病害的主要原因。在交通量大、重车比例和经常变速路段的沥青路面上，车辙是最严重、最有危害的破坏形式之一。第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建

12、筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料 高温稳定性的评价方法及指标 马歇尔稳定度试验 马歇尔稳定度试验用于测定沥青混合料试件的破坏荷载和抗变形能力，是目前我国评价沥青混合料的高温性能的主要试验之一。 两个指标： 马歇尔稳定度：试件受压至破坏时承受的最大荷载 （kN） 流值：达到最大破坏荷载时试件的垂直变形。(0.1mm) 道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料式中：式中： DS DS 沥青混合料动稳定度沥青混合料动稳定度( (次次mm)mm) d

13、 d1 1，d d2 2时间时间t tl l、t t2 2的变形量的变形量(mm)(mm)； 42 42 每分钟行走次数每分钟行走次数( (次次/ min)/ min)； c cl l，c c 2 2试验机或试样修正系数试验机或试样修正系数. .21121242)(ccddttDS道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（2） 影响高温稳性的主要因素分析 沥青混合料高温稳定性的形成主要来源于矿质集料颗粒间的嵌锁作用及沥青的高温粘度。 沥青的高温粘度越大，与集料的粘附性越好，相应的沥青混合料的抗高温变形能力就越强。 碎石集料：在沥青混合料的组成材料中，矿料矿料性质对沥青混合料高

14、温性能影响是至关重要的。采用表面粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的碎石集料。 沥青用量量的影响的影响：随着沥青用量的增加，沥青膜增厚，自由沥青比例增加，在高温条件下，易发生明显的流动变形，从而导致沥青混合料抗高温变形能力降低。随着沥青膜厚度的增加，车辙深度随之增加。 第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料2 、低温抗裂性、低温抗裂性 定义：沥青混合料在冬季低温条件下抵抗断裂破坏的能力称为低温抗裂性。第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质 冬季，沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车

15、荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝。因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。即要求沥青混合料具有较高的低温强度或较大的低温变形能力。 道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料3、沥青混合料的耐久性、沥青混合料的耐久性 定义：定义：耐久性耐久性是指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力，它包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性、抗疲劳性等综合性质。（1） 沥青混合料的抗老化性 老化原因：在沥青混合料使用过程中，受到空气中氧、水、紫外线等介质的作用，促使沥青发生诸多复杂的物理化学变化，逐渐老化或硬化，致使沥青混合料变脆易裂，从而导致沥青路面出现各种与沥青老化有关的裂

16、纹或裂缝。 第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料影响因素：沥青的老化程度、外界环境因素和压实空隙率等。 在气候温暖、日照时间较长的地区，沥青的老化速度快，而在气温较低、日照时间短的地区，沥青的老化速率相对较慢。 沥青路面的使用寿命还与混合料中的沥青含量有很大的关系。有研究认为，沥青用量较最佳沥青用量少0.5的混合料能使路面使用寿命减少一半以上。 沥青混合料的空隙率越大，环境介质对沥青的作用就越强烈，其老化程度也越高。道路中部车辆作用次数较高，对路面的压密作用较大，中部的沥青比边缘部位沥青的老化程度轻些。 解决措施：选择

17、耐老化沥青，有足量的沥青含量。施工过程中，应控制拌合加热温度，并保证沥青路面的压实密度。道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料（2）水稳定性 定义：水稳定性是沥青混合料抵抗由于水侵蚀而逐渐产生沥青膜剥离、松散、坑散等破坏的能力。 水稳定性差的沥青混合料在有水存在的情况下，会发生沥青与矿料颗粒表面的局部分离，同时在车辆荷载作用下加剧沥青和矿料的剥落，形成松散薄弱块，飞转的车轮带走局部剥离的矿粒或沥青，从而造成路面的缺失，并逐渐形成坑槽，即所谓的沥青路面“水损害”。当沥青混合料的压实空隙率较大，路面排水系统不完善时，会加速沥青路面的“水损害”。第一节第一节 沥青混合料的技术性质

18、沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料 水稳定性的影响因素 沥青路面的水损坏通常与沥青的剥落有关，而剥落的发生与沥青和集料的粘附性有关。 沥青与集料的粘附性在很大的程度上取决于集料的化学组成。（碱性？酸性？） 通过掺加剥落剂可以显著改善酸性集料或中性集料与沥青的粘附性。 第一节第一节 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料 沥青混合料的水稳定性除了与沥青的粘附性有关外，还受沥青混合料压实空隙率大小（孔隙率，水稳定性）及沥青膜厚度（厚度，水稳定性）的影响。 成型温度与压实度对沥青混合料的抗水损害性能也有较大影响。气温低、湿度大甚至有降水时铺筑的沥青混合料路面水稳定性较差。道路建筑材料道路建筑材料第三章第三章 沥青混合料沥青混合料 4 、抗滑性、抗滑性 影响因素： 微观因素：沥青路面的抗滑性与所用矿料的表面构造深度、颗粒形状与尺寸，抗磨光性有着密切的关系。（矿料自身的表面构造） 宏