土木工程材料：改性沥青、乳化沥青、改性沥青防水材料、沥青混合料

§11.2改性沥青一、改性物质的种类

1.矿物填料常用矿物填料：滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉绒和云母粉等。

2.热塑性树脂

3.橡胶二、常用改性沥青

1.树脂改性沥青主要改性物质：

苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯styrene-butadiene-styrene（SBS）苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯styrene-isoprene-styrene（SIS）苯乙烯-聚乙烯/丁基-苯乙烯styrene-polyethelene/butyl-styrene（SE/BS）SBS改性沥青是使用最多的改性沥青材料。工程实例：首都机场路、八达岭高速等

特点：高温稳定性好（软化点高），低温延度大，弹性恢复性能好，抗老化，大气稳定性好。

另外：聚乙烯（PE），聚苯乙烯（PS）无规聚丙烯atacticpolypropylene(APP)等主要是增加高温稳定性，APP改性沥青卷材广为使用。2.橡胶改性沥青改性材料：丁苯橡胶styrene-butadienerubber（SBR）氯丁橡胶chloroprenerubber（CR）

SBR改性沥青特点：低温性能好，适合于寒冷气候条件下的道路施工。工程实例：青藏公路

CR改性沥青用作煤沥青改性剂。§11.3

乳化沥青

一、概念乳化沥青是指沥青均匀分散在乳化剂、稳定剂的水溶液中制得的稳定悬浮液。二、应用特点：

1.冷态施工现场无需加热，简化施工，操作方便。

2.与温集料拌合，粘结能力强

3.稳定性较差，保质期半年以内，0度以上存放

4.用于筑路时，成型期较长。三、组成及比例1.沥青：55%～70%沥青形成乳液的难易程度—易乳化性。针入度较大易乳化；沥青酸含量超过1%时易乳化2.水30%或以上；纯净水为宜，CaO含量不大于80mg/L3.乳化剂有效成分占乳化沥青总量的0.3％乳化剂成分：木质素、十八烷基三甲基氯化胺、三乙烯四胺、三甲胺、妥尔油脂肪酸；掺入量占沥青量的0.6-0.8%4.稳定剂总量的0.1-0.15%常用稳定剂：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素等。四、乳化沥青的制备1.洁净自来水+乳化剂加热，温度：55-70℃2.沥青加热，温度：125-130℃3.以既定比例掺配,一般沥青：水＝6：４）4.乳化机中乳化5.成品存放五、乳化沥青的分裂沥青从乳液中分离出来，形成连续的沥青膜层。分裂机理：1.水份的蒸发作用；2.集料的吸附作用；3.机械激波作用。1.冷底子油；

2.乳化沥青；30号或60号沥青+乳化剂

3.沥青玛蹄脂（Asphaltmastic）

10号或30号沥青+粉状或纤维状填料

4.沥青防水油膏沥青+橡胶粉、桐油等

5.APP改性沥青防水卷材

6SBS改性沥青弹性密封膏

7.SBS改性沥青防水卷材

8.自粘性改性沥青防水卷材§11.4改性沥青防水材料§12沥青混合料一、概述

1.定义

沥青混合料＝合理级配的矿质材料+沥青结合料矿料＝粗骨料+细骨料+填料

2.沥青混合料的分类

1）按胶凝材料种类（1）石油沥青混合料（2）煤沥青混合料（3）乳化沥青混合料2）按矿料最大粒径可分为以下几种（1）砂粒式D<=4.75mm磨耗层

（2）细粒式D=13.2/9.5mm面层（3）中粒式D=19/16mm面层或下面层（4）粗粒式D=31.5/26.5mm用于基层、下面层

（5）特粗式D>=37.5mm3）按矿料级配类型分类

（1）连续级配如沥青混凝土混合料（AC）（2）间断级配如沥青玛蹄脂碎石（SMA）stonemasticAsphalt4、按连续级配密实度分（1）密级配沥青混合料ACVV<10%

其中：3%-6%I型4-10%II型（2）半开级配沥青混合料

VV=6%～12%（AM）asphaltmacadam（3）开级配沥青混合料VV>18%（4）间断级配沥青拌合料5、按施工温度分（1）热拌热铺沥青混合料（2）热拌冷铺沥青混合料（3）冷拌冷铺沥青混合料沥青混合料的特点1、良好的力学性能：弹塑性，无需设置施工缝、伸缩缝，路面平整且有弹性2、良好的抗滑性能：平整且有一定的粗糙度，不反光，行车安全3、施工方便，速度快4、可分期改造和再生利用5、晴天无尘，雨天不泞，便于汽车高速行驶缺点：

1、老化，表层产生松散、龟裂

2、温度稳定性差：高温软化，产生过分变形；低温脆化，产生裂缝二、沥青混合料的组成材料

1.粗集料碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣、钢渣等。质量及级配应符合JTGF40-2004要求。粗集料特点：

1.增加了耐磨性要求；

2.级配特点：间断级配

2.细集料天然砂，相关性能指标同普通混凝土

3.矿粉石灰岩或其它岩石粉料。作用：填料，节约沥青、提高强度及耐高温能力。三、沥青混合料的组成结构一）结构理论：

1.表面理论：矿料形成矿质骨架，沥青胶结料分布在矿料表面起粘聚作用

2.胶浆理论多级网络分散体系粗分散系：以粗集为为分散相，分散在沥青砂浆的介质中细分散系：以细集料为分散相，分散在沥青胶浆中微分散系：矿填料分散相，分散在高稠度的沥青介质中3、沥青混合料组成结构类型

1）悬浮—密实结构

——连续级配，大颗粒以悬浮状态存在于小颗粒之间。特点：粘聚力大，内摩阻角小，高温性差，是AC特有的结构

3、沥青混合料组成结构类型2）骨架—空隙结构（AK）：

——属于连续开级配，粗集料紧密接触，且形成空隙。特点：空隙率大，耐久性差，沥青与矿料间的粘聚力差，但热稳定性好，内摩阻力大

3、沥青混合料组成结构类型3）骨架—密实结构（SMA）：

——一种理想结构，它既有一定的粗集料形成骨架，又有足够的细集料充填空隙，既有较高的粘聚力，又有较高的内摩阻角二）沥青混合料的强度理论

库伦理论设：材料受双向应力作用，沿某一斜面剪切破坏，破坏时的断面上的正应力和剪应力计算：消去α沥青混合料的抗剪强度与内聚力c，内摩擦力α的正切值、正应力存在直线关系。摩尔库仑包络线（三）影响沥青混合料抗剪强度的因素1、沥青粘度通常沥青的粘度越高，沥青混合料的抗剪强度越高。

粘度升高——c升高；2.矿质材料级配粒径大，α大；不规则颗粒,α大密级配：c大，α小开级配：c小，α大间断级配：c大，α大3、沥青与矿料之间的吸附作用沥青吸附于矿料（主要是矿粉料）的表面形成结构沥青。结构沥青的强度的决定因素：表面状态和酸碱度。

4、沥青与矿粉用量比例沥青用量过少：不足以包裹矿料表面增加沥青，形成结构沥青沥青用量过多：形成自由沥青5.温度和变形速率提高温度，强度降低；变形速率加快，抗剪强度增大；（四）沥青混合料的技术性质1、高温稳定性指混合料在高温（通常为60℃）条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能评价方法：马歇尔稳定度试验Marshall试验①将混合料，击实成φ152.4×95.3mm或φ101.6×63.5mm

的圆柱形试件，60℃

保温45min，然后把试件迅速卧放在弧形加荷头内，以50.5mm／min的速度加压。试件达到破坏时的最大荷载即——稳定度，MS（kN）破坏时对应的压缩变形量——流值，FL(0.1mm)。马歇尔模数：影响高温稳定性的因素：1.沥青的感温性；（软化点）2.沥青用量；3.矿料级配4.沥青粘度；2、低温抗裂性混合料随温度降低，变形能力下降，路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝影响因素：

1）沥青感温性（脆点）；

2）沥青粘度3、耐久性指在长期的荷载作用和自然因素影响下，保持正常使用状态而不出现剥落和松散等损坏的能力影响因素：沥青的化学性质、矿料的矿物成分、混合料的组成结构、混合料的空隙率控制指标：空隙率、饱和度（沥青填隙率）4、抗滑性：影响因素：

1）矿质集料的微表面性质；

2）混合料级配；

3）沥青用量

4）含蜡量5、施工和易性指混合料在施工过程中易于拌和、摊铺和压实的性能影响因素：砂料级配、沥青品种及用量、施工环境条件等三、沥青混合料配合比设计Marshall法配合比设计：设计目标：较高的密实度，较大的