2014年材料网校视频对照讲义

1、八、沥青混合料耐久性沥青混合料的耐久性是指其抵抗长时间自然有性能的能力。(风、日光、温度、水分等)和行车荷载反复作用，能基本保持原影响沥青混合料耐久性的很多，一个很重要的是沥青混合料的空隙率。空隙率的大小取决于矿料的级配、沥青材料的用量以及压实程度等多个方面。沥青混合料中的空隙率小，环境中易造成老化的介人的机会就少，所以从耐久性考虑，希望沥青混合料空隙率尽可能的小一些。但沥青混合料中还必须留有一定的空隙和适当的饱和度，以备夏季沥青材料的膨胀变形用。另一方面，沥青含量的多少也是影响沥青混合料耐久性的一个重要。当沥青用量较正常用量减少时，沥青膜变薄，则混合料的延伸能力降低，脆性增加。同时因沥青用量

2、偏少，混合料空隙率增大，沥青于不利环境的可能性加大，加速老化，同时还增加了水侵入的机会，造成水损坏。沥青混合料试件内沥青部分的体积占矿料部分以外的体积(VMA)百分率，简称 VFA，以百分率表示。沥青混合料内有效沥青部分(即扣除被集料吸收的沥青以外的沥青)的体积占矿料部分以外的体积(VMA)的百分率，称为有效沥青饱和度。残留稳定度是反映沥青混合料抗水损害的一个重要指标。综上所述，我国现行规范采用之空隙率、饱和度和残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。目前，评价沥青混合料的耐久性的方法有浸水冻融劈裂试验、浸水车辙试验等其他方法。九、沥青混合料配合比设计(一)沥青混合料组成材料技术要求试验和采

3、用真空饱水试验，此外，还有浸水劈裂试验、沥青混合料的技术性质决定于组成材料的性质、合适的配合比以及合理的拌和施工工艺，其中组成材料自身质量是沥青混合料技术性质保证的基础。组成沥青混合料的原材料粗集料、细集料和矿粉的级配和技术要求见第二章集料，沥青的技术要求见表 4-6。(二)粗集料与沥青黏附性改善方法集料的品种是影响沥青混合料抗水损害能力的最重要，容易造成剥落的集料品种是二氧化硅含量高的酸性石料。当使用不符要求的粗集料时，利用碱性材料处理酸性石料表面，使其活化，宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理后使用，必要时可同时在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂。液体抗剥落剂是一种有机高分子表面

4、活性剂，利用其极性端与集料结合，加强与沥青的黏附。对表面带负电荷的石料(酸性岩石)，应使用阳离子型表面活性剂；对表面带正电荷的石料，应使用阴离子型表面活性剂；也可采用改性沥青的措施。沥青与集料之间黏附性主要取决于沥青本身的黏度，黏度越大，黏附性越好。另外，沥青中表面活性成分含量越高，沥青的酸值越大，其黏附性越好。掺加外加剂的剂量由沥青混合料的水稳定性检验确定。(三)矿粉应用的目的及其基本性能要求沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能地从矿粉仓流出。在沥青混合料中，矿质填料通常是指矿粉，其他填料如消石灰粉、

5、水泥常作为抗剥落剂使用。粉煤灰则使用很少，在我国由于粉煤灰的质量往往不稳定，一般不允许在高速公路上使用。通过沥青和矿粉之间相互作用形成的结构沥青和组成的沥青胶浆，使混合料中的矿料结为一体。矿粉在沥青混合料中起到重要的作用，矿粉要适量，少了以形成足够的比表面吸附沥青；矿粉过多又会使胶泥成团，致使路面胶泥离析，同样造成不良的。与国外的标准相比，我国对矿粉的要求只有细度和亲水系数指标。欧洲 CEN 标准对矿粉规定了大量的指标，除细度、含水率外，还要求进行亚甲蓝试验、压实干矿粉的孔隙率、法软化点差值 TR B 、矿粉的水溶性、水敏感性、碳酸钙含量、氢氧化钙含量。CEN 还采用矿粉的沥青数(Bitume

6、n number)评价它与沥青的黏附性。矿粉密度不仅测定对水的表观相对密度，还要测定在煤油中的浸渍密度，矿粉的比表面要求不大于 140 m2 kg。有的国家还采用矿粉贯人度试验评定沥青矿粉结合料性能。在，矿粉还要求进行遇水膨胀、抗剥离性能、受热变质及流值等多种试验。(四)矿料设计中矿料调整原则和调整方法调整工程设计级配范围宜遵循下列原则。(1)首先按规范确定采用粗型(C 型)或细型(F 型)的混合料。对夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料(AGC 型)，并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载1交通较少的路段，宜选用细型密级配沥为

7、确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少 0.6mm 以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成 S 型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率。确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄，其中 4.75mm 和 2.36mm通过率的上下限差值宜小于 12。沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实，避免造成严重的离析。(6)通常情况下，级配曲线宜尽量接近工程设

8、计级配中限，尤其应使 0.075mm、2.36mm 和 4.75mm 筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。(7)级配曲线应接近连续的或合理的间断级配，但不应过多的犬牙交错。当经过再三调整仍有两个以上的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新试验。(五)沥青混合料目标配合比设计步骤 1确定工程设计级配沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定。密级配沥青混合料的设计级配宜在我国规范规定的级配范围内，根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种，通过对条件大体相当的工程的使用情况研究后调整确定，必要时允许超出规范级配范围。密级配沥青稳定碎石混合料可直接

9、以规定的级配范围作工程设计级配范围使用。经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据，不得随意变更。材料选择与准备配合比设计的各种矿料必须按现行公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)规定的方法，从工程实际使用的材料中取代表性样品。进行生产配合比设计时，取样至少应在干拌 5 次以后进行。配合比设计所用的各种材料必须符合气候和交通条件的需要。其质量应符合本书第二章集料中规定的技术要求。当单一规格的集料某项指标不合格，但不同粒径规格的材料按级配组成的集料混合料指标能符合规范要求时，允许使用。矿料配比设计高速公路和一级公路沥青路面矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子表格用试配法进行。其他等级公

10、路沥青路面也可参照进行。矿料级配曲线按公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20 一 2011)T 0725 规定的方法绘制，以原点与通过集料最大粒径 100的点的连线作为沥青混合料的最大密度线。对高速公路和一级公路，宜在工程设计级配范围内计算 13 组粗细不同的配比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计级配不得有太多的锯齿形交错，且在 0306ram 范围内不出现“驼峰”。当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的计要求的级配作为设计级配。试件，测定 VMA，初选一组满足或接近设4试验配合比设计各阶段都应

11、进行术标准。(1)拌和和压实温度的确定试验。经配合比设计得到的沥青混合料应符合设计或规范配合比设计技沥青混合料试件的沥青加热温度、拌和温度按黏温曲线的方法确定，并与施工实际温度相一致，但成型温度应高于规范规定的开始碾压的最低温度。改性沥青混合料的成型温度在此基础上再提高 1020。(2)密度和体积参数的计算按式(439)计算矿料混合料的毛体积相对密度 sb 。100(439)sbPPP . 12n12n2式中： P1 、 P2 、 Pn 各种矿料成分的配比，其 为 100；1 、 2 、 n 各种矿料相应的毛体积相对密度，对 2.36mm 以上的粗集料(含从机制砂及石屑中筛出的大于 2.36m

12、m 部分)按T 0304 方法测定，2.36mm 以下部分的机制砂及石屑，按 T 0330 方法实际测定毛体积相对密度。矿粉以表观相对密度代替。按式(440)计算矿料混合料的表观相对密度 sa 。100 sa(440)PP P1 2 . n n12式中： P1 、 P2 、 Pn 一一各种矿料成分的配比，其和为 100；1 、 2 、 n 各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。确定矿料的有效相对密度。对非改性的普通沥青混合料，宜预估适宜的最佳油石比拌和 2 组的混合料，按规定对昆合料彻底分散后采用真空法实测最大相对密度，取 2 个以上试样的平均值。然后由式(441)反算效相对密度 se 。

13、矿料的有100 Pb(441)式中： se100Psebtb矿料的有效相对密度；Pb 试验采用的沥青用量(占混合料总量的百分数)()； t 一一试验沥青用量条件下得到的最大相对密度，无量纲； b 沥青的相对密度(2525)，无量纲。对改性沥青及 SMA 等难以分散的混合料，宜直接由矿料的毛体积相对密度与表观相对密度按式(442)计算确定，其中沥青吸收系数 C 值根据材料的吸水率由式(443)求得，材料的吸水率按式(444)计算。 se C sa (1 C) sb(442)C 0.33W 2 0.2936W 0.9339(443)xx11(444)式中： W () 100 xsesbsa矿料的有

14、效相对密度；C 一Wx 一矿料的沥青吸收系数，可按矿料的吸水率从式(442)求取；矿料的吸水率，按式(444)求取()； sb 材料的 sa 一一材料的毛体积相对密度，无量纲；表观相对密度，无量纲。3(3)试验以预估的油石比为中值，按一定间隔(对密级配沥青混合料通常为 0.5)，取 5 个或 5 个以上不同的油石比。注：5 个不同油石比不一定选整数，例如预估油石比 4.8，可选 3.8、4.3、4.8、5.3、5.8等；同时准备 2 个实测最大相对密度。按不同的油石比分别成型试件，进行试验。每一组试件的试样数按现行试验规程的要求确定，对粒径较大的沥青混合料，因试验数据波动较大，宜增加试件数量。

15、测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度 f 和吸水率，取 4 个以上试件的平均值。测试方法应遵照以下规定执行：通常采用表干法测定毛体积相对密度；对吸水率大于 2的试件，宜改用蜡封法测定的毛体积相对密度； C对空隙率大于 8的试件，应采用体积法测定的毛体积相对密度。对吸水率小于 0.5的特别致密的沥青混合料，在施工质量检验时，允许采用水中体积相对密度，且钻孔试件也采用同样的方法进行，但在配合比设计时不得采用水中确定沥青混合料的最大相对密度。测定的表观相对密度代替毛。对非改性的普通沥青混合料，在成型试件的同时，用真空法实测各组沥青混合料的最大相对密度托。对改性沥青或 SMA 混合料等难以分散不便采

16、用真空法实测最大相对密度时，宜按式(445)或式(446)计算不同沥青用量条件下的沥青混合料的最大理论相对密度。 100 Pai(445)ti100Paiseb100 ti(446)PPsibiseb式中： ti 相对于计算沥青用量时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；Pai 所计算的沥青混合料中的油石比()；Pbi 所计算的沥青混合料的沥青用量()， Pbi = Pai /（1+ Pai ）；Psi 所计算的沥青混合料的矿料含量()， Psi =100- Pbi ； se 矿料的有效相对密度，无量纲； b 沥青的相对密度(2525)，无量纲。按式(447)式(449)计算沥青混合料试件的空

17、隙率、矿料间隙率 VMA、有效沥青的饱和度 VFA 等体积指标，取 1 位小数，进行体积组成分析。VV (1 f ) 100(452) tVMA (1 f P ) 100(453)ssbVFA VMA VV 100(454)VMA4式中：VV 试件的空隙率()；VMA 试件的矿料间隙率()；VFA 试件的沥青饱和度(有效沥青含量占 VMA 的体积比例)()； f 一一试件的毛体积相对密度，无量纲； t 沥青混合料的最大相对密度，无量纲；Ps 各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和()，即 Ps 100 Pb ； sb 矿料混合料的毛体积相对密度。(4)在 60条件下进行5最佳沥青用量的确定试验，测定稳定度及流值。(1)以沥青用量为横坐标，以测定的各项指标为纵坐标，分别将试验结果点入图中，连成圆滑的曲线，确定均符合规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin OACmax 。