道路工程材料5沥青混合料ppt课件.ppt

5.5.沥青混合料沥青混合料适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符适当比例的粗集料、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路面的种类沥青路面的种类层铺法层铺法表面处治：喷洒沥青表面处治：喷洒沥青洒布集料洒布集料压实压实厚度厚度1.03.0cm贯入式：粗集料贯入式：粗集料喷洒沥青喷洒沥青洒布填隙细集料洒布填隙细集料压实压实厚度厚度4.08.0cm拌和法拌和法沥青混合料拌和沥青混合料拌和摊铺摊铺压实压实沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按级配组成和曲线类型分类按级配组成和曲线类型分类见图见图连续级配：密级配、半开级配、开级配连续级配：密级配、半开级配、开级配间断级配间断级配按公称最大粒径分类按公称最大粒径分类特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、砂粒式按照制造工艺分类按照制造工艺分类热拌沥青混合料热拌沥青混合料冷拌沥青混合料冷拌沥青混合料再生沥青混合料再生沥青混合料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 密级配沥青混合料密级配沥青混合料dense-gradedbituminousmixtures英英dense-gradedasphaltmixtures美美密实式沥青混凝土混合料（以密实式沥青混凝土混合料（以AC表示）表示）密实式沥青稳定碎石混合料（以密实式沥青稳定碎石混合料（以ATB表示）表示）设计空隙率设计空隙率26%沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按矿质混合料的级配组成分类按矿质混合料的级配组成分类半开级配沥青混合料半开级配沥青混合料half(semi)-open-gradedbituminouspavingmixtures(英英)沥青碎石混合料沥青碎石混合料（以（以AM表示）表示）设计空隙率在设计空隙率在6%12%沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按矿质混合料的级配组成分类按矿质混合料的级配组成分类开级配混合料开级配混合料open-gradedbituminouspavingmixtures(英英)opengradedasphaltmixtures(美美)开级配沥青碎石开级配沥青碎石OGFC表面层表面层（OpenGradedFrictionCourse）排水式开级配沥青碎石排水式开级配沥青碎石ATPB基层基层 （Asphalt-TreatedPermeableBase）设计空隙率设计空隙率18沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按矿质混合料的级配组成分类按矿质混合料的级配组成分类排水式沥青路面排水式沥青路面间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料gap-gradedbituminouspavingmixtures(英英)gap-gradedasphaltmixtures(美美)沥青玛蹄脂碎石沥青玛蹄脂碎石SMA混合料混合料StoneMatrixAsphalt沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按矿质混合料的级配组成分类按矿质混合料的级配组成分类SMA（StoneMatrixAsphalt）混合料）混合料沥青稳定碎石混合料（简称沥青碎石）沥青稳定碎石混合料（简称沥青碎石）bituminousstabilizationaggregatepavingmixtures(英英)asphalt-treatedpermeablebase(美美)密级配沥青碎石密级配沥青碎石(ATB)开级配沥青碎石开级配沥青碎石(OGFC表面层、表面层、ATPB基层基层)半开级配沥青碎石半开级配沥青碎石(AM)沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按矿质混合料的级配组成分类按矿质混合料的级配组成分类砂粒式：公称最大粒径砂粒式：公称最大粒径4.75mm细粒式：公称最大粒径细粒式：公称最大粒径9.5mm、13.2mm中粒式：公称最大粒径中粒式：公称最大粒径16mm、19mm粗粒式：公称最大粒径粗粒式：公称最大粒径26.5mm特粗式：公称最大粒径特粗式：公称最大粒径31.5mm沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按照集料的公称最大粒径分类按照集料的公称最大粒径分类定义定义集料最大粒径与公称最大粒径集料最大粒径与公称最大粒径最大粒径：最大粒径：通过率为通过率为100%的最小标准筛筛孔尺寸的最小标准筛筛孔尺寸公称最大粒径：公称最大粒径：是指全部通过或允许少量不通过的最是指全部通过或允许少量不通过的最小标准筛筛孔尺寸，通常比最大粒径小一个粒级小标准筛筛孔尺寸，通常比最大粒径小一个粒级例如例如：混合料在混合料在16mm筛孔的通过率为筛孔的通过率为100%，筛余量为，筛余量为0%；在在13.2mm筛孔上的筛余量小于筛孔上的筛余量小于10%，则此集料的最大粒径，则此集料的最大粒径为为16mm，公称最大粒径为，公称最大粒径为13.2mm。沥青混合料的分类沥青混合料的分类 筛孔尺筛孔尺寸寸(mm)16.013.29.54.752.360.60.30.075级配范级配范围围(mm)100901007088486836531830122248按照集料的最大公称粒径分类按照集料的最大公称粒径分类沥青混合料的分类沥青混合料的分类 沥青混合沥青混合料类别料类别密级配沥密级配沥青混凝土青混凝土沥青玛蹄沥青玛蹄脂碎石脂碎石半开级配半开级配沥青碎石沥青碎石开级配排开级配排水磨耗层水磨耗层密级配沥密级配沥青碎石青碎石开级配沥开级配沥青碎石青碎石公称最大公称最大粒径（粒径（mm）特粗式特粗式ATB-40ATPB-4037.5粗粒式粗粒式ATB-30ATPB-3031.5AC-25ATB-25ATPB-2526.5中粒式中粒式AC-20SMA-20AM-2019AC-16SMA-16AM-16OGFC-1616细粒式细粒式AC-13SMA-13AM-13OGFC-1313.2AC-10SMA-10AM-10OGFC-109.5砂粒式砂粒式AC-54.75按照沥青混合料的制造工艺分类按照沥青混合料的制造工艺分类热拌热铺沥青混合料：粘稠沥青热态施工热拌热铺沥青混合料：粘稠沥青热态施工冷拌沥青混合料：冷拌沥青混合料：液态沥青常温施工液态沥青常温施工乳化沥青乳化沥青液体沥青液体沥青泡沫沥青泡沫沥青再生沥青混合料：现场再生、场拌再生再生沥青混合料：现场再生、场拌再生沥青混合料的分类沥青混合料的分类 主要内容主要内容 沥青混合料的技术性质和技术要求沥青混合料的技术性质和技术要求 沥青混合料的组成材料和配合比设计沥青混合料的组成材料和配合比设计5.1.1沥青混合料的组成结构和强度形成原理沥青混合料的组成结构和强度形成原理5.1.2沥青混合料应具备的技术性质及其评价方法沥青混合料应具备的技术性质及其评价方法5.1.3沥青混合料组成材料的技术性质沥青混合料组成材料的技术性质5.1.4热拌沥青混合料配合比设计方法热拌沥青混合料配合比设计方法5.1热拌沥青混合料热拌沥青混合料HMA（HotMixAsphalt）5.1.1沥青混合料组成结构和强度形成原理沥青混合料组成结构和强度形成原理沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构沥青混合料的抗剪强度沥青混合料的抗剪强度影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素5.1.1.1沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构悬浮密实结构悬浮密实结构骨架空隙结构骨架空隙结构骨架密实结构骨架密实结构沥青混合料的典型组成结构沥青混合料的典型组成结构 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5.1.1.1沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构三种结构类型混合料的级配组成三种结构类型混合料的级配组成 间断级配间断级配连续开级配连续开级配连续密级配连续密级配悬浮密实型悬浮密实型骨架空隙型骨架空隙型骨架空隙型骨架空隙型沥青混合料的分类与特性沥青混合料的分类与特性悬浮密实结构悬浮密实结构级配特点：连续密级配，细集料多，粗集料较少，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，空隙率较小悬浮于细集料中，不能形成嵌挤骨架，空隙率较小使用特点：密实耐久、高温稳定性较差使用特点：密实耐久、高温稳定性较差5.1.1.1沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构骨架空隙结构骨架空隙结构级配特点：连续开级配，粗集料较多，细集料级配特点：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，空隙率较大较少，不足以充分填充粗骨架空隙，空隙率较大使用特点：温度稳定性好、耐久性较差使用特点：温度稳定性好、耐久性较差5.1.1.1沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构骨架密实结构骨架密实结构级配特点：间断密级配，粗集料形成骨架，细集级配特点：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、骨架嵌挤结构料充分填充骨架空隙，形成密实、骨架嵌挤结构5.1.1.1沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构5.1.1.2沥青混合料的抗剪强度沥青混合料的抗剪强度 = tg +C 抗剪强度（抗剪强度（MPa） 法向压应力（法向压应力（MPa） 内摩阻角（内摩阻角（）C粘结力（粘结力（MPa）5.1.1.3粘结力和内摩阻角的测试方法粘结力和内摩阻角的测试方法剪切试验剪切试验直剪试验（土力学）直剪试验（土力学）恒高度剪切试验（恒高度剪切试验（Superpave方法）方法）恒高度扫描剪切试验（恒高度扫描剪切试验（Superpave方法）方法）三轴试验三轴试验压缩试验压缩试验蠕变试验蠕变试验重复加载试验重复加载试验直剪试验直剪试验C三轴试验三轴试验=C+ tg 1 1 3 35.1.1.4影响粘结力影响粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素1)沥青的粘度沥青的粘度2)矿质混合料的性质矿质混合料的性质3)沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响1)沥青的粘度沥青的粘度PCC 影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素2)矿质混合料的性质矿质混合料的性质级配级配：连续密级配：连续密级配C大大 小小连续开级配连续开级配C小小 大大间断级配间断级配C大大 大大颗粒粒径颗粒粒径：最大粒径：最大粒径 、C见表见表颗粒表面特征颗粒表面特征：多棱角、表面粗糙：多棱角、表面粗糙颗粒相互嵌紧颗粒相互嵌紧 较大较大影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素三轴试验结果三轴试验结果 沥青混合料级配类型沥青混合料级配类型内摩阻角内摩阻角 粘结力粘结力C（MPa）粗粒式沥青混凝土粗粒式沥青混凝土45 55 0.076细粒式沥青混凝土细粒式沥青混凝土35 45 30 0.197砂粒式沥青混凝土砂粒式沥青混凝土33 19 30 0.227影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素3)沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响沥青混合料中矿料比面和沥青用量的影响沥青与矿料的交互作用沥青与矿料的交互作用矿料的表面性质矿料的表面性质矿料比面积矿料比面积沥青用量沥青用量影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素沥青与矿料的交互作用沥青与矿料的交互作用结构沥青结构沥青粘度提高，粘结力粘度提高，粘结力C较强较强自由沥青自由沥青在结构沥青之外的沥青膜在结构沥青之外的沥青膜结构沥青连接结构沥青连接影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素自由沥青连接自由沥青连接矿料表面性质的影响矿料表面性质的影响与碱性石料（如石灰石）有较好的粘附性与碱性石料（如石灰石）有较好的粘附性与酸性石料则粘附性较差与酸性石料则粘附性较差石灰石矿粉石灰石矿粉石英石砂粉石英石砂粉比面（比表面积）比面（比表面积）单位质量集料的总表面积单位质量集料的总表面积A/G粗集料（粗集料（d5mm）：比面为）：比面为0.53m2/kg细集料（细集料（d5mm）：比面为）：比面为3002000m2/kg比面积比面积沥青膜减薄沥青膜减薄结构沥青结构沥青C值值影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素矿料比面积矿料比面积沥青用量沥青用量最佳值最佳值沥青膜的完整性沥青膜的完整性沥青膜厚度沥青膜厚度C4)影响沥青混合料抗剪强度的外因影响沥青混合料抗剪强度的外因温度的影响：温度温度的影响：温度C 受温度变化影响较少受温度变化影响较少形变速率的影响：变形速率形变速率的影响：变形速率C值值 值随变形速率变化较小值随变形速率变化较小影响沥青混合料粘结力影响沥青混合料粘结力C和内摩阻角和内摩阻角 的因素的因素5.1.2沥青混合料应具备的技术性质沥青混合料应具备的技术性质及其评价方法及其评价方法沥青路面的损坏类型及其破损机理沥青路面的损坏类型及其破损机理沥青混合料应具备的基本技术性能沥青混合料应具备的基本技术性能评价方法与指标评价方法与指标改善措施改善措施沥青混合料应具备的技术性质沥青混合料应具备的技术性质高温稳定性高温稳定性低温抗裂性低温抗裂性耐久性（水、疲劳、老化）耐久性（水、疲劳、老化）表面功能（抗滑、降噪、排水）表面功能（抗滑、降噪、排水）施工和易性施工和易性 5.1.2.1高温稳定性高温稳定性定义定义：高温条件下，：高温条件下，沥青混合料在荷载作沥青混合料在荷载作用下抵抗永久变形的用下抵抗永久变形的能力能力强度或模量强度或模量温度温度沥青混合料性能的评价方法与指标沥青混合料性能的评价方法与指标高温稳定性高温稳定性1）评价方法）评价方法 马歇尔稳定度马歇尔稳定度稳定度与流值稳定度与流值马歇尔试验马歇尔试验 车辙试验车辙试验动稳定度动稳定度车辙试验车辙试验 简单性能试验简单性能试验 蠕变试验蠕变试验 重复荷载试验重复荷载试验 剪切试验剪切试验高温稳定性评价方法与评价指标高温稳定性评价方法与评价指标高温稳定性评价方法与评价指标高温稳定性评价方法与评价指标2）评价指标）评价指标马歇尔方法马歇尔方法：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）高温稳定性高温稳定性马歇尔试验示意图马歇尔试验示意图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：达到最大荷载时，试件所产生的垂直流动变形值（以垂直流动变形值（以0.1mm计）计）马歇尔试验仪马歇尔试验仪马歇尔自动击实仪马歇尔自动击实仪沥青路面的车辙现象沥青路面的车辙现象沥青路面车辙形成过程沥青路面车辙形成过程沥青路面的车辙现象沥青路面的车辙现象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剪切流动流动沥青路面的车辙现象沥青路面的车辙现象车辙试验车辙试验DS沥青混合料动稳定度沥青混合料动稳定度(次次/mm) d1，d2时间时间t1和和t2的变形量的变形量(mm)42每分钟行走次数每分钟行走次数(次次/mm)c1，c2试验机或试样修正系数试验机或试样修正系数 42211212ccddttDS动稳定度动稳定度DSAPA（Asphalt Pavement Analysis）轮辙试验）轮辙试验轮辙轮辙疲劳疲劳浸水车辙浸水车辙沥青路面加速加载试验仪沥青路面加速加载试验仪APT车辙诱因车辙诱因：交通量增大重型车辆和高压轮胎：交通量增大重型车辆和高压轮胎渠化交通渠化交通车辙危害车辙危害：舒适性降低路表变形，平整度下降：舒适性降低路表变形，平整度下降危害行车的安全车槽中的积水会引起水飘危害行车的安全车槽中的积水会引起水飘方向盘难以控制方向盘难以控制车辙成因车辙成因：沥青混合料是：沥青混合料是粘弹性材料粘弹性材料结构性车辙：路面结构本身的缺陷结构性车辙：路面结构本身的缺陷压密性车辙：路面压实度过小压密性车辙：路面压实度过小失稳性车辙：剪切变形失稳性车辙：剪切变形沥青路面早期车辙损坏成因分析沥青路面早期车辙损坏成因分析材料设计的措施材料设计的措施沥青混合料高温强度的构成：沥青混合料高温强度的构成：提高沥青混合料的粘结力提高沥青混合料的粘结力C 严格控制沥青用量严格控制沥青用量 选择高粘度沥青（使用改性沥青）选择高粘度沥青（使用改性沥青）提高沥青混合料的内摩阻角：提高沥青混合料的内摩阻角： 选择纹理粗糙，多棱角的集料选择纹理粗糙，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选择合适公称最大粒径设计时考虑交通组成和环境温度的影响设计时考虑交通组成和环境温度的影响提高沥青路面抗车辙能力的对策提高沥青路面抗车辙能力的对策 提高施工质量与管理水平提高施工质量与管理水平不恰当地强调平整度而忽视压实度不恰当地强调平整度而忽视压实度为避免摊铺机停顿影响平整度，而不恰当地强调连为避免摊铺机停顿影响平整度，而不恰当地强调连续摊铺，以致等待时间过长料温下降而导致严重压续摊铺，以致等待时间过长料温下降而导致严重压实不足实不足提高沥青路面抗车辙能力的对策提高沥青路面抗车辙能力的对策1)评价方法评价方法预估断裂温度预估断裂温度确定方法确定方法抗拉强度抗拉强度温度应力计算值温度应力计算值T低温弯曲蠕变试验低温弯曲蠕变试验试验方法试验方法蠕变速率蠕变速率受限试件的温度应力试验受限试件的温度应力试验试验方法试验方法转折温度转折温度破裂温度破裂温度低温弯曲试验低温弯曲试验破坏应变破坏应变5.1.2.2低温性能的评价方法与指标低温性能的评价方法与指标应力与温度的关系应力与温度的关系抗拉强度抗拉强度直接抗拉强度直接抗拉强度劈裂抗拉强度劈裂抗拉强度试验试验温度应力温度应力TT=TS(t)(T）低温拉伸劲度低温拉伸劲度S(t）直接抗伸试验直接抗伸试验弯曲蠕变试验弯曲蠕变试验试验试验温度收缩系数温度收缩系数(T)低温收缩试验低温收缩试验预估断裂温度预估断裂温度Tk蠕变试验蠕变试验0沥青混合料小梁试件下缘的蠕变弯拉应力（沥青混合料小梁试件下缘的蠕变弯拉应力（MPa）；）； t1和和t2分别为蠕变稳定期的初始时间和终止时间（分别为蠕变稳定期的初始时间和终止时间（s）；）； 1和和2分别与时间分别与时间t1和和t2对应的跨中梁底应变。对应的跨中梁底应变。01212speed)/()(tt 第一阶段蠕变迁移阶段第一阶段蠕变迁移阶段第二阶段蠕变稳定阶段第二阶段蠕变稳定阶段第三阶段蠕变破坏阶段第三阶段蠕变破坏阶段蠕变速率（蠕变速率（1/s/MPa1/s/MPa）受限试件温度应力试验受限试件温度应力试验转折点温度转折点温度破裂温度破裂温度 低温小梁弯曲试验低温小梁弯曲试验试件：试件：试验温度：试验温度：-10指标：破坏应变指标：破坏应变影响因素：沥青混合料劲度模量影响因素：沥青混合料劲度模量沥青劲度沥青劲度T=TS(t)(T）沥青劲度：感温性沥青劲度：感温性老化程度老化程度改善措施：改善措施：采用劲度模量较低的沥青采用劲度模量较低的沥青使用橡胶改性沥青使用橡胶改性沥青适当增加沥青用量适当增加沥青用量2）改善措施）改善措施5.1.2.3耐久性耐久性概念概念：沥青混合料抵抗长时间自然因素（风、日光、温度、：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水分等）和行车荷载反复作用的能力1）现象）现象沥青的老化或硬化沥青的老化或硬化变脆、易裂变脆、易裂集料被压碎、或冻融崩解集料被压碎、或冻融崩解磨损或级配退化磨损或级配退化沥青与集料间的粘附性降低沥青与集料间的粘附性降低剥落、松散剥落、松散浸水马歇尔试验浸水马歇尔试验残留稳定度残留稳定度MS0式中：式中：MS 试件常规马歇尔稳定度试件常规马歇尔稳定度(kN)，浸水，浸水0.5hMS1试件浸水试件浸水48h（或真空饱水后浸水（或真空饱水后浸水48h）后的稳定度后的稳定度(kN) %10010MSMSMS2）评价方法）评价方法冻融劈裂强度试验冻融劈裂强度试验试验试验冻融劈裂强度比冻融劈裂强度比TSR 1试件经冻融后的劈裂强度（试件经冻融后的劈裂强度（MPa） 0未经冻融试件的劈裂强度（未经冻融试件的劈裂强度（MPa）浸水劈裂强度试验浸水劈裂强度试验浸水车辙试验等浸水车辙试验等 %10001TSR劈裂强度测试劈裂强度测试3）耐久性改善措施）耐久性改善措施选择耐老化沥青、坚硬集料选择耐老化沥青、坚硬集料降低沥青混合料空隙率降低沥青混合料空隙率插图插图增加沥青用量增加沥青用量插图插图掺加外加剂掺加外加剂插图插图降低沥青混合料的离析程度降低沥青混合料的离析程度插图插图 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)沥青路面的压实空隙率过大沥青路面的压实空隙率过大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沥青用量不足水稳定性足水稳定性降低降低0.800.850.900.951.001.051.103.73.94.14.34.54.7沥青用量(%)冻融劈裂强度比值空隙率与沥青膜厚度匹配空隙率与沥青膜厚度匹配 TSR7.362311.3038沥青膜厚度沥青膜厚度3.2470空隙率空隙率（R0.8993，n21）沥青路面坑槽破损与成因沥青路面坑槽破损与成因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沥青路面坑槽破损与成因沥青路面坑槽破损与成因沥青与集料的粘附性沥青与集料的粘附性重视组成材料设计重视组成材料设计选择适宜的级配组成：选择适宜的级配组成：AC-IAK-A选择洁净集料选择洁净集料使用改性沥青及抗剥落剂提高沥青与集料的粘附性使用改性沥青及抗剥落剂提高沥青与集料的粘附性 改善效果：水泥改善效果：水泥TJ-066抗剥落剂消石灰抗剥落剂消石灰60708090100110空白改性沥青 TJ-066消石灰水泥冻融劈裂强度比TSR(% )提高沥青路面抗早期坑槽破损的对策提高沥青路面抗早期坑槽破损的对策 5.1.2.4抗滑性抗滑性1）影响因素）影响因素 集料的表面构造（粗糙度）集料的表面构造（粗糙度） 集料的级配组成集料的级配组成5.1.2.4抗滑性抗滑性2）评价方法与指标）评价方法与指标 构造深度构造深度铺砂法铺砂法 摩阻系数摩阻系数摆式摩阻仪摆式摩阻仪5.1.2.4抗滑性抗滑性2）改善措施）改善措施 选用坚硬、耐磨选用坚硬、耐磨(磨光值高磨光值高)、抗冲击性好的碎、抗冲击性好的碎石或破碎砾石石或破碎砾石 对酸性集料采取抗剥措施对酸性集料采取抗剥措施 严格控制沥青含量严格控制沥青含量5.1.2.5施工和易性施工和易性混合料易于拌和、摊铺和碾压混合料易于拌和、摊铺和碾压影响因素影响因素 混合料的级配混合料的级配 沥青用量沥青用量 沥青粘度沥青粘度 施工条件：气候温度、风速施工条件：气候温度、风速 施工设备：拌和设备、摊铺施工设备：拌和设备、摊铺机械和压实工具等机械和压实工具等1.设计指标设计指标v体积参数指标体积参数指标插图插图空隙率（空隙率（%）矿料间隙率（矿料间隙率（%）沥青饱和度（沥青饱和度（%）v性能指标性能指标高温稳定性：马歇尔稳定度（高温稳定性：马歇尔稳定度（KN）、流值（）、流值（0.1mm）动稳定度（次动稳定度（次/mm）水稳定性：残留稳定度（水稳定性：残留稳定度（%）冻融劈裂强度比（冻融劈裂强度比（%）低温抗裂性：破坏应变（低温抗裂性：破坏应变（）渗透性：渗水系数（渗透性：渗水系数（ml/min）我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 设计指标设计指标试件的体积参数指标试件的体积参数指标：沥青质量占：沥青质量占矿质混合料矿质混合料（集料）质量百分含量（集料）质量百分含量沥青混合料沥青质量集料质量沥青混合料沥青质量集料质量PaPiPa100 100%a矿质集料质量沥青质量P试件的体积参数指标试件的体积参数指标Pa100：沥青质量占：沥青质量占沥青混合料沥青混合料质量的百分含量质量的百分含量沥青混合料质量沥青质量集料质量沥青混合料质量沥青质量集料质量PbPi100Pb100-Pb 100%b量沥青质量矿质集料质沥青质量P空隙率空隙率VV毛体积密度毛体积密度理论密度理论密度 wwbammms 1002211wnnataPaPPPP按油石比计算： 1002211wbnntaPPPP按沥青用量计算：%100-1tsVV试件的体积参数指标试件的体积参数指标（JTGF402004）计算理论密度的方法计算理论密度的方法 100100seaPaPat按油石比计算： )100(100sebabtPP按沥青用量计算：试件的体积参数指标试件的体积参数指标 C)-(1 sbsaseC合成集料的有效密度： 9393.02936.0033.02xxC ) 11(sasbx矿料的合成吸水率：“BIGBILL”理论密度仪理论密度仪测试条件：测试条件：振动频率为振动频率为120rpm抽真空时间为抽真空时间为1525min试验水温为室温试验水温为室温老化时间为老化时间为4h真空度为真空度为97.3kPa振动模式为顺时针逆时针。振动模式为顺时针逆时针。改性沥青混合料：计算改性沥青混合料：计算普通沥青混合料：真空法实测普通沥青混合料：真空法实测矿料间隙率矿料间隙率VMAVA+VV沥青饱和度沥青饱和度VFA沥青体积百分率沥青体积百分率VA 100 沥青用量：wbsbPVA %100100 wbasPPVA a油石比： %100VMAVAVFA试件的体积参数指标试件的体积参数指标 %100VMAVVVMAVFA试件的体积参数指标试件的体积参数指标（JTGF402004）计算矿料间隙率的方法计算矿料间隙率的方法考虑了沥青吸入量考虑了沥青吸入量VMA计算值降低计算值降低 100)P1ssbs（矿料间隙率：VMA试件的体积参数指标试件的体积参数指标（JTGF402004） 100100seaPaPat按油石比计算： )100(100sebabtPP按沥青用量计算： C)-(1 sbsaseC合成集料的有效密度： 9393.02936.0033.02xxC ) 11(sasbx矿料的合成吸水率：沥青混合料最大密度沥青混合料最大密度矿料间隙率矿料间隙率VMA沥青饱和度沥青饱和度VFA 100)P1ssbs（矿料间隙率：VMA %100VMAVVVMAVFA技术标准考虑因素技术标准考虑因素气候分区气候分区：高温、低温、降雨量：高温、低温、降雨量道路等级道路等级：高速公路、一级公路：高速公路、一级公路 其它公路其它公路 行人道路行人道路交通量交通量：中轻交通：中轻交通 重载交通重载交通沥青混合料类型沥青混合料类型：密级配：密级配AC半开级配半开级配AM开级配开级配OGFC间断级配间断级配SMA我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准(JTGF402004)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标沥青碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准准SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求混合料马歇尔试验配合比设计技术要求OGFC混合料技术要求混合料技术要求公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范(JTGF402004)沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求(JTGF402004)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料水稳定性检验技术要求沥青混合料水稳定性检验技术要求(JTGF402004)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变()技术要求技术要求(JTGF402004)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准小梁弯曲试验：试验温度小梁弯曲试验：试验温度-10加载速率加载速率50mm/min沥青混合料试件渗水系数（沥青混合料试件渗水系数（ml/min)技术要求技术要求(JTGF402004)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料组成设计内容沥青混合料组成设计内容v 组成材料的选择组成材料的选择v 配合比设计配合比设计v 性能检验性能检验原材料原材料沥青沥青集料集料填料填料其它：抗剥落剂、石灰、纤维其它：抗剥落剂、石灰、纤维组成材料的组成材料的的选择的选择我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法组成材料的技术要求组成材料的技术要求我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法组成材料的技术要求组成材料的技术要求沥青的选择依据：沥青的选择依据：w气候条件气候条件:温度温度w交通性质交通性质:渠化交通、重交通、车速渠化交通、重交通、车速w结构层位结构层位沥青路用性能沥青路用性能气候分区气候分区集料：集料：粗集料与细集料粗集料与细集料v粗集料粗集料碎石、破碎砾石和矿渣骨架、嵌挤碎石、破碎砾石和矿渣骨架、嵌挤v细集料细集料天然砂、人工砂或石屑填充天然砂、人工砂或石屑填充表面特征：多棱角、粗糙表面特征：多棱角、粗糙洁净、干燥、无风化、不含杂质洁净、干燥、无风化、不含杂质级配：级配类型级配：级配类型最大粒径最大粒径我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法组成材料的技术要求组成材料的技术要求集料应具备的技术性质集料应具备的技术性质 粗集料粗集料强度强度压碎值压碎值冲冲击值、击值、磨耗率磨耗率坚固性坚固性针片状含量针片状含量吸水率吸水率磨光值磨光值与沥青的与沥青的粘附性粘附性细集料细集料w坚固性坚固性w砂当量砂当量w棱角性棱角性我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法组成材料的技术要求组成材料的技术要求矿粉矿粉 石灰岩经磨细得到的矿粉石灰岩经磨细得到的矿粉品质要求：干燥、洁净，细度品质要求：干燥、洁净，细度用量用量粉胶比粉胶比我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法组成材料的技术要求组成材料的技术要求其它材料其它材料 抗剥落剂抗剥落剂 石灰、水泥石灰、水泥 纤维纤维我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法组成材料的技术要求组成材料的技术要求目的：目的：选配具有足够密实度、并有较高内摩阻力的矿质混合料选配具有足够密实度、并有较高内摩阻力的矿质混合料设计步骤：设计步骤：1)确定沥青混合料类型确定沥青混合料类型依据：道路等级、路面类型、所处的结构层位依据：道路等级、路面类型、所处的结构层位2)确定矿质混合料的级配范围确定矿质混合料的级配范围插图插图3)矿质混合料配合比设计矿质混合料配合比设计合成级配合成级配插图插图合成级配曲线尽量接近设计级配中限合成级配曲线尽量接近设计级配中限（关键筛孔（关键筛孔0.075mm、2.36mm、4.75mm）交通量大、轴载重的道路：合成级配接近范围下限交通量大、轴载重的道路：合成级配接近范围下限中小交通量或人行道路：合成级配接近范围上限中小交通量或人行道路：合成级配接近范围上限我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法矿质混合料组成矿质混合料组成设计设计图解法图解法我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法矿质混合料组成矿质混合料组成设计设计步骤步骤马歇尔试验法马歇尔试验法1)制备试样制备试样插图插图2)测定与计算试件的体积结构参数测定与计算试件的体积结构参数毛体积密度毛体积密度空隙率空隙率VV矿料间隙率矿料间隙率VMA沥青饱和度沥青饱和度VFA3)测定试件的力学指标测定试件的力学指标马歇尔稳定度马歇尔稳定度流值流值4)马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析插图插图5)5)配合比设计检验配合比设计检验我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法确定最佳确定最佳沥青用量沥青用量计算各档集料用量计算各档集料用量根据按矿质混合料配合比根据按矿质混合料配合比估计适宜沥青用量（或油石比）估计适宜沥青用量（或油石比）成型数组马歇尔试件成型数组马歇尔试件以估计沥青用量为中值，以估计沥青用量为中值，按按0.3%0.5%间隔变化间隔变化我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法确定最佳确定最佳沥青用量沥青用量1)制备试样制备试样4)马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析绘制沥青用量与物理力学指标关系图绘制沥青用量与物理力学指标关系图关系图关系图沥青用量毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料空隙率沥青用量毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料空隙率稳定度、流值稳定度、流值确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值OAC1插图插图1OAC1=(a1+a2+a3+a4)/ /4确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2插图插图3OAC2=(OACmin+OACmax)/ /2确定沥青最佳用量确定沥青最佳用量OAC我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法确定最佳确定最佳沥青用量沥青用量确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值OAC1=(a1+a2+a3+a4)/ /4从图中取相应于：从图中取相应于：稳定度最大值稳定度最大值沥青用量沥青用量a1密度最大值密度最大值沥青用量沥青用量a2目标空隙率（或中值）目标空隙率（或中值）沥青用量沥青用量a3沥青饱和度范围的中值沥青饱和度范围的中值沥青用量沥青用量a4确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2首先确定各指标均符合技术标准（不含首先确定各指标均符合技术标准（不含VMA）的沥青）的沥青用量范围：用量范围：OACminOACmax确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2=(OACminOACmax)/ /216.816.817.017.017.217.217.417.417.617.65.55.5 5.85.86.16.1 6.46.46.76.7油石比/%油石比/%矿料间隙率VMA(%)矿料间隙率VMA(%)5)5)配合比设计检验配合比设计检验v高温稳定性检验：抗车辙能力检验高温稳定性检验：抗车辙能力检验v水稳定性检验水稳定性检验v低温抗裂性能检验低温抗裂性能检验v渗水系数检验渗水系数检验我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法性能检测性能检测