《道路工程》第六章第三四五节知识点全套

《道路工程》第六章第三四五节知识点第三节沥青混合料技术性质和技术要求1.1沥青混合料概述1.沥青混合料是矿料（包括碎石、石屑、砂和填料）与沥青结合料经混合拌制而成的混合料的总称，其中粗细集料起骨架作用，沥青与填料起胶结填充作用。2.沥青混合料的分类，按沥青类型分类：石油沥青混合料，焦油沥青混合料；按施工温度分类：热拌热铺沥青混合料，常温沥青混合料，温拌沥青混合料；按空隙率大小分类：密实型沥青混合料，多孔透水沥青混合料，沥青碎石混合料；按矿质集料级配类型分类：连续级配沥青混合料，间断级配混合料，开级配沥青混合料；按矿料的最大粒径分类：特粗式沥青混合料（矿料公称最大粒径为37.5mm），粗粒式沥青混合料（26.5mm和31.5mm）、中粒式沥青混合料（16mm和19mm），细粒式沥青混合料（9.5mm和13.2mm），砂粒式沥青混合料（4.75mm）3.目前，我国在沥青路面中采用最多的类型是以石油沥青作为结合料，采用连续级配、空隙率在3%~6%的密实式热拌热铺型沥青混凝土。4.沥青混合料结构类型：悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构。5.悬浮密实结构：采用连续密级配矿料组成的沥青混合料时。特点：具有水稳定性好、低温抗裂性和耐久性好。6.骨架空隙结构：采用连续开级配矿料与沥青组成的沥青混合料时。依靠粗集料的骨架结构，能够有效地防止高温季节沥青混合料的变形，减缓沥青路面车辙的形成，因而具有较好的高温稳定性。7.骨架密实结构：采用间断级配矿料与沥青组成的沥青混合料时。不仅很好地提高了沥青混合料的抗老化性，而且在一定程度上还能减缓沥青混合料在冬季低温时的开裂现象。1.2沥青混合料路用性能1.沥青混合料高温稳定性：沥青混合料是一种典型的黏-弹-塑性材料，它的承载能力或模量随着温度的变化而改变。温度升高，承载力下降，特别是在高温条件下或长时间承受荷载作用时会产生明显的变形，变形中的一些不可恢复的部分累积成为车辙，或以波浪和拥包的形式表现在路面上。2.沥青混合料的高温稳定性是指在高温条件下，沥青混合料能够抵抗车辆反复作用，不会产生显著永久变形，保证沥青路面平整的特性。目前主要通过车辙试验法进行测定，以动稳定度作为评价指标。马歇尔试验和马歇尔稳定度也曾作为高温稳定性评价方法及其评价指标。3.车辙试验：采用规定试验方法，模拟车轮在路面上行驶时产生的碾压深度，对沥青混合料高温稳定性进行评价的试验方法。4.马歇尔稳定度试验：该试验通过测定沥青混合料试件在一定条件下，承受破坏荷载能力的大小和承载时变形量的多少，评价沥青混合料的性能。5.影响沥青混合料的因素众多，从组成材料的内因上看，主要取决于矿料颗粒的嵌挤作用和沥青的黏滞性。6.冬季低温时沥青混合料将产生体积收缩，但在周围材料的约束下，沥青混合料不能自由收缩变形，从而在结构层内部产生温度应力。7.目前用于研究和评价沥青混合料低温性能的方法可以分为三类：预估沥青混合料的开裂温度、评价沥青混合料抗断裂能和评价沥青混合料低温变形能力或应力松弛能力。8.耐久性：指沥青混合料在长时间使用过程中，抵抗环境不利因素以及承受行车荷载反复作用的能力，主要包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性、抗疲劳性等几个方面。9.沥青混合料的老化主要是指沥青受到空气中氧、水、紫外线等因素的作用，产生多种复杂的物理化学变化后，逐渐使沥青混合料变硬、发脆，最终导致沥青混合料老化，产生裂纹或裂缝的病害现象。10.影响沥青混合料耐久性的因素很多，一个很重要的因素是沥青混合料的空隙率。11.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。12.抗滑性是保证公路交通安全的一个很重要因素，特别是行驶速度很高的高速公路，确保沥青路面的抗滑性要求显得尤为重要。13.影响沥青路面抗滑性的因素主要取决于矿料自身特点，即矿料颗粒形状与尺寸、抗磨光性、级配形成的表面构造深度等。14.影响沥青混合料施工和易性的因素首先是材料组成。1.3热拌沥青混合料的技术要求和体积参数1.热拌沥青混合料的技术标准，根据道路等级、交通荷载和气候状况等因素提出不同的指标，其中包括稳定度、流值、空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等。2.沥青混合料密度：沥青混合料的密度是指（压实）沥青混合料单位体积里的质量。针对密度指标中涉及的质量和体积内容的不同，又有不同的密度形式。3.沥青混合料理论最大（相对）密度——该密度是假设沥青混合料被压实完全至完全密实，没有任何空隙的理想状态下的最大密度，即压实沥青混合料试件全部被矿料（包括矿料内部孔隙）和沥青所占有，且空隙率为零的（相对）密度。第四节沥青混合料试验检测方法1.1沥青混合料取样1.试验目的：用于拌和厂及道路施工现场采集热拌沥青混合料或常温混合料试样，供施工过程中质量检验或指导施工配合比的调整，以及室内进行沥青混合料的各项物理力学指标的检测。2.试验仪器：铁锹、手铲、搪瓷盘或其他金属盛样容器，编织袋、温度计、其他（标签、溶剂汽油、棉纱等）。1.2沥青混合料试件制作方法1.试验方法一：击实法2.试验目的和适用范围：采用标准击实法或大型击实法制作沥青混合料试件，用于进行室内马歇尔稳定度、水稳定性和劈裂强度试验。3.试验方法二：轮碾法4.试验目的和适用范围：采用轮碾方式成型沥青混合料试件，常见尺寸为300mm×300mm×50mm试件，用于室内沥青混合料车辙试验、力学以及其他试验。1.3压实沥青混合料密度试验1.试验方法一：表干法——沥青混合料毛体积密度测定2.试验目的与适用范围：采用马歇尔试件，测定吸水率不大于2%的沥青混合料试件的毛体积相对密度及毛体积密度，并用于计算沥青混合料试件的空隙率、饱和度和矿料间隙率等各项体积指标。3.试验仪器：浸水天平或电子秤（当最大称量在3kg以下时，感量不大于0.1g，以上时，感量不大于0.5g；最大称量10kg以上时，感量5g）、称重装置（包括网篮、溢流水箱、试件悬吊装置等）、其他（秒表、毛巾、电风扇或烘箱等）。4.试验方法二：水中重法——沥青混合料表观密度的测定5.试验目的与适用范围：用于测定几乎不吸水的密级配沥青混合料试件的表观相对密度及表观密度。6.试验方法三：蜡封法——沥青混合料毛体积密度的测定7.试验目的与适用范围：用于测定吸水率大于2%的沥青混合料试件的毛体积相对密度及毛体积密度。8.试验方法四：体积法9.试验目的与适用范围：用于测定空隙率很高（往往在18%以上），不适宜采用上述方法的沥青混合料的毛体积相对密度及毛体积密度，用于沥青混合料体积参数的计算。10.试验仪器：电子天平（最大称量在3kg以下时，感量不大于0.1g；最大称量在3kg以上时，感量不大于0.5kg）、卡尺。1.4沥青混合料理论最大相对密度测定（真空法）1.试验目的与适用范围：采用真空法测定沥青混合料理论最大相对密度，用于配合比设计过程中沥青混合料空隙率的计算、路矿况调查中的压实度计算等目的。适用于集料的吸水率不大于3%的非改性沥青混合料。2.试验仪器：负压容器、真空负压装置、天平（称量5kg以上，感量不大于0.1g；称量2kg以下，感量不大于0.05g）、恒温水槽、温度计、其他（玻璃板、平底盘、铲子等）。3.真空法进行的密度测定操作，主要适用于非改性沥青混合料。4.为有助于抽真空的效果，可在真空容器的水中添加少量无泡类表面活性剂。1.5沥青混合料马歇尔稳定度试验1.试验目的与适用范围：用于马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验，以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验。2.实验仪器：沥青混合料马歇尔试验仪、恒温水箱、真空饱水容器、烘箱、天平（感量不大于0.1g）、温度计、卡尺、其他（棉纱、黄油等）。3.从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。1.6沥青路面芯样马歇尔试验1.试验目的与适用范围：用于从沥青路面钻取的芯样进行马歇尔试验，供评定沥青路面施工质量是否符合设计要求或进行路况调查。2.试验仪器同沥青混合料马歇尔稳定度试验相同。1.7沥青混合料车辙试验1.试验目的与适用范围：用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力，供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验使用。2.试验基本要求在规定温度条件下（通常为60℃），用一块碾压成型的板块试件（通常尺寸为300mm×300mm×50mm），以轮压0.7MPa的实心橡胶轮胎在其上往复碾压行走，测定试件在变形稳定期时，每增加1mm变形需要碾压行走的次数，以此作为沥青混合料车辙试验结果，称为动稳定度，以次/mm表示。3.注意：同一沥青混合料或同一路段的路面，至少平行试验3个试件，当3个试件动稳定度变异系数小于20%时，取其平均值作为试验结果。变异系数大于20%时应分析原因，并追加试验。如计算动稳定度值大于6000次/min时，记作：＞6000次/min。4.试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、试件密度、空隙率及试件制作方法等。1.8沥青与矿料黏附性试验1.试验目的与适用范围：用于测定沥青与矿料黏附性，掌握集料的抗水剥离能力，以间接评价沥青混合料水稳定性。2.根据沥青混合料中矿料的最大粒径，对于大于13.2mm及小于（或等于13.2mm）13.2mm的集料分别选用水煮法和水浸法进行试验。对同一种原料既有大于又小于13.2mm不同粒径的集料时，取大于13.2mm的水煮法试验结果为准，对细粒式沥青混合料以水浸法试验结果为准。3.仪器：天平（称量500g，感量不大于0.01g）、恒温水槽（控温在80℃±1℃）、拌和用小型容器（5L）、烧杯（100ml）、标准筛（9.5/13.2/19mm各一个）、烘箱、电炉、试验架、其他（细线、玻璃板、搪瓷盘、拌和铲、石棉网、纱布、手套等）。4.试验方法一：水煮法（适用于大于13.2mm粒径的粗集料）5.试验方法二：水浸法（适用于小于13.2mm粒径的集料）1.9沥青混合料冻融劈裂试验1.试验目的与适用范围：通过冻融循环，测定沥青混合料在瘦到水损害前后劈裂破坏的强度比，以评价沥青混合料水稳定性。2.试验用试件为圆柱形马歇尔试件，击实次数为双面各50次，集料最大粒径不超过26.5mm。3.仪器设备：马歇尔试验机、恒温冰箱（控温-18℃）、恒温水箱劈裂试验夹具、其他（塑料袋、卡尺、天平等。）2.0沥青混合料沥青含量试验1.试验方法一：离心分离法2.试验目的与适用范围：该试验既可用于热拌热铺沥青混合料路面施工时的沥青用量检测，以评定拌和厂产品质量，也适用于旧路调查时检测沥青混合料的沥青用量，用此法抽提的沥青溶液可用于回收沥青，以评定沥青的老化程度。3.仪器：离心抽提仪、圆环形滤纸、回收瓶（容量1700ml以上）、压力过滤装置、天平（感量不大于0.01g，1mg的天平各一台）、量筒（最小分度1ml）、电烘箱、三氯乙烯、碳酸铵饱和溶液、其他（小铲、金属盘、大烧杯等）。4.试验方法二：燃烧炉法5.试验目的与适用范围：原理是在一定条件下利用高温将沥青混合料中的沥青燃烧分解为气体，在通过相应矿料的质量修正，测出混合料中的沥青含量。同时也可对燃烧后的沥青混合料矿料组成进行筛分试验，以把握沥青混合料级配状态。适用于针对热拌沥青混合料施工过程中的质量控制，或针对路面现场钻芯、切割得到的沥青混合料试样的质量评定。6.仪器：燃烧炉、称量装置（内置天平，感量0.1g，能够称量至少3500g的试样）、试样篮、烘箱（温度应控制在设定值±5℃）、天平、托盘、其他（平底盘、刮刀、盆、钢丝刷等）。7.结果精度：沥青用量的重复性试验允许误差为0.11%，再现性试验的允许误差为0.17%。2.1沥青混合料的矿料级配检测方法1.试验目的与适用范围：用于测定沥青路面施工过程中沥青混合料的矿料级配，供评定沥青路面的施工质量时使用。2.实验仪器：标准筛、天平（感量不大于0.1g）、摇筛机、烘箱、其他（样品盘、毛刷等）。3.同一混合料至少取两个试样平行筛分试验两次，取平均值作为每号筛上的筛余量的试验结果，报告矿料级配通过百分率及级配曲线。第五节热拌沥青混合料配合比组成设计1.1沥青路面使用性能的气候分区1.热拌（石油）沥青混合料时目前我国修筑沥青路面最常用的混合料类型。2.沥青混合料的物理力学性质与使用环境，如气候温度和降雨量关系密切。3.气候分区的高温指标：采用工程所在地最近30年内，每年最热月份平均日最高气温的平均值，作为反映沥青路面在高温和重载条件下出现车辙等流动变形的气候因子，并作为气候分区的一级指标。一级区划分为3个区。4.气候分区的低温指标：采用工程所在地最近30年内的极端最低气温，作为反映沥青路面由于温度收缩产生裂缝的气候因子，并作为气候分区的二级指标。4个区。5.气候分区的雨量指标：采用工程所在地最近30年内的年降雨量的平均值，作为反映沥青路面受水影响的气候因子，并作为气候分区的三级指标。4个区。6.沥青路面使用性能气候分区由一、二、三级区划组合而成，以综合反映该地区的气候特征。每个气候分区用3个数字表示：第一个数字代表高温分区，第二个数字代表低温分区，第三个数字代表雨量分区，每个数字越小，表示气候因素对沥青路面的影响越严重。1.2沥青混合料组成材料技术要求1.沥青混合料的性能表现取决于组成材料的性质、合适的组成配合比例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。2.沥青路面所用沥青标号应根据气候条件和沥青混合料类型、道路等级、交通性质、路面类型、施工方法以及当地使用经验等因素，经技术论证后确定。3.通常在气温较高的地区，繁重的交通情况下，使用细粒式或砂粒式的混合料时，应选用稠度较高即标号较低的沥青。4.沥青混合料用粗集料，可以采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。5.高速公路、一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表层所用粗集料应该选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。6.沥青混合料用粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、不含杂质，并具有足够多的强度、耐磨耗性。7.破碎砾石采用粒径大于50mm的颗粒轧制，破碎前必须清洗，含泥量不得大于1%。8.当粗集料用于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路时，多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m³，吸水率可放宽到3%，但须得到主管部门的批准。9.工程中常用的抗剥落方法包括使用高黏度沥青；在沥青中掺加抗剥落剂；用干燥的生石灰、消石灰粉或水泥作为填料的一部分；或将粗集料用石灰浆裹覆处理后使用等。10.用于拌制沥青混合料的细集料，可以采用天然砂、机制砂或石屑。11.细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围。12.在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中，所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂的用量。13.天然砂：宜采用河砂或海砂，当使用山砂时应经过清洗。14.石屑：采