土木工程材料第九章 热拌沥青溷合.ppt

2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料沥青混合料青混合料是指由是指由矿料（粗集料、料（粗集料、细集料、集料、矿粉）与适量粉）与适量沥青材料青材料经拌和而成的混合料。拌和而成的混合料。(沥青混凝土、青混凝土、沥青碎石混合料青碎石混合料)2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第一第一节概述概述 一、一、沥青混合料的特点青混合料的特点1.弹-塑塑-粘性材料，良好的力学性能，一定的高粘性材料，良好的力学性能，一定的高 温温稳定性和低温抗裂性，不需定性和低温抗裂性，不需设施工施工缝和伸和伸缩缝。路面平整且有路面平整且有弹性，行性，行车舒适。舒适。2.有一定的粗糙度，防滑有一定的粗糙度，防滑;降噪。路面降噪。路面为黑色，黑色，行行车比比较安全。安全。3.施工方便快速施工方便快速。能及。能及时开放交通。开放交通。4.经济耐久耐久。分期改造，再生利用。分期改造，再生利用。5.缺点：温度敏感性和老化缺点：温度敏感性和老化现象。象。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料二、二、沥青混合料的分青混合料的分类1、按胶、按胶结料品种分料品种分石油石油沥青、煤青、煤沥青混合料青混合料2、按公称最大粒径分、按公称最大粒径分 特粗式特粗式沥青混合料：青混合料：Dm37.5mm粗粒式：粗粒式：Dm=26.5mm或或Dm=31.5mm中粒式：中粒式：Dm=16mm或或Dm=19mm细粒式：粒式：Dm=9.5mm或或Dm=13.2mm砂粒式：砂粒式：Dm9.5mm3、按按矿料料级配配类型分型分连续级配配沥青混合料、青混合料、间断断级配。配。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料4、按、按矿料料级配配组成及空隙率大小分成及空隙率大小分类（1）密密级配配沥青混合料：青混合料：密密实式式沥青混合料青混合料AC、密、密实式式沥青青稳定碎石混合定碎石混合 料料ATB。（2）半开半开级配配沥青混合料（适当比例粗集料、青混合料（适当比例粗集料、细集料集料及少量填料或无填料。剩余空隙率及少量填料或无填料。剩余空隙率612%）沥青碎石青碎石（3）开开级配配沥青混合料（粗集料嵌青混合料（粗集料嵌挤组成，成，细集料及集料及填料填料较少。剩余空隙率大于少。剩余空隙率大于18%）沥青碎石青碎石5、按施工条件（温度）分、按施工条件（温度）分 热拌、冷拌、再生拌、冷拌、再生沥青混合青混合料料2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料剩余空隙率小于剩余空隙率小于10%的的沥青混合青混合料，称料，称为沥青混凝土（混合料），适青混凝土（混合料），适用于公路的面用于公路的面层。剩余空隙率大于。剩余空隙率大于10%的的沥青混合料，称青混合料，称为沥青碎（青碎（砾）石（混合料），适用于公路的石（混合料），适用于公路的过渡渡层和整平和整平层。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第二第二节 沥青混合料青混合料组成材料的技成材料的技术要求要求1.沥青材料青材料(1)沥青种青种类选择:按按现行行公路公路沥青路面施工技青路面施工技术规范范（JTGF402004）规定，道路石油定，道路石油沥青分青分为A级、B级、C级三三个等个等级，各自的适用范，各自的适用范围应符合符合表表9-3的的规定。按定。按规格参照。格参照。(2)沥青青标号号:宜按照公路等宜按照公路等级、气候条件、交通、气候条件、交通条件、路条件、路类型及在型及在结构构层中的中的层位及受力特点、施工位及受力特点、施工方法等，方法等，结合当地的使用合当地的使用经验，经技技术论证后确定。后确定。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 高速公路、一高速公路、一级公路、重公路、重载交通、山区上坡交通、山区上坡路路-稠度大、粘度大的稠度大、粘度大的沥青青冬季寒冷，交通量少冬季寒冷，交通量少-稠度小、低温延度大稠度小、低温延度大沥青。温差大青。温差大-针入度指数大的入度指数大的沥青青高温与低温要求高温与低温要求发生矛盾，生矛盾，优先考先考虑高温。高温。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料（一）（一）沥青路面使用性能气候分区青路面使用性能气候分区 衢州衢州1-4-1气候分区指气候分区指标气候分区气候分区按照高按照高温温指指标高温气候区高温气候区123气候区名称气候区名称夏炎夏炎热区区夏夏热区区夏凉区夏凉区七月平均最高温七月平均最高温度度3020-3020按照低按照低温温指指标低温气候区低温气候区1234气候区名称气候区名称冬冬严寒区寒区冬寒区冬寒区冬冷区冬冷区冬温区冬温区极端最低气温极端最低气温（）-9.0按照雨按照雨量量指指标雨量气候区雨量气候区1234气候区名称气候区名称潮湿区潮湿区湿湿润区区半干区半干区干旱区干旱区年降雨量年降雨量（mm）10001000-500500-2502502011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2、粗集料（、粗集料（2.36mm）碱性、表面粗糙碱性、表面粗糙1）表面粗糙表面粗糙、足、足够的高的高强及耐磨性。及耐磨性。立方体（限制立方体（限制 针片状片状颗粒）具有棱角的粒）具有棱角的颗粒。粒。洁净、干燥、无、干燥、无风化、不含化、不含杂质，2）碱性的岩石）碱性的岩石。3）酸性岩石）酸性岩石的石料的石料为保保证与与沥青的粘附性符合青的粘附性符合规范范要求，要求，应采用下列采用下列抗剥离措施。抗剥离措施。用干燥的磨用干燥的磨细消石灰或生石灰粉消石灰或生石灰粉、水泥作、水泥作为填填 料的一部分料的一部分，其用量宜，其用量宜为矿料料总量的量的12。在在沥青中青中掺加抗剥离加抗剥离剂。将粗集料用石灰将粗集料用石灰浆处理后使用。理后使用。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料3.细集料集料沥青混合料用青混合料用细集料可采用集料可采用天然砂、机制砂及石天然砂、机制砂及石屑屑。（1）洁净、干燥、无、干燥、无风化、无化、无杂质，并有适当的，并有适当的颗 粒粒组成，其成，其质量量应符合符合规范要求范要求(见表表9-7)。（2）细集料集料应与与沥青有良好的粘青有良好的粘结能力能力。与。与沥青粘青粘 结性能很差的天然砂及用花性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等岩、石英岩等酸酸 性石料性石料破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路、破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路、一一级公路、城市快速路、主干路公路、城市快速路、主干路沥青面青面层。必。必 须使用使用时，应采用抗剥离措施。采用抗剥离措施。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料4.填料填料（0.075mm多多为矿粉）粉）（1）宜采用宜采用石灰岩石灰岩或岩或岩浆岩中的岩中的强基性岩石基性岩石(碱性碱性 岩石，岩石，SiO245%,憎水性石料憎水性石料)经磨磨细得到的得到的矿粉粉（2）矿粉要求干燥、粉要求干燥、洁净，泥土，泥土杂质应除除净，其，其质量量应符合符合规范要求范要求(见表表9-8)。（3）粉煤灰粉煤灰作作为填料使用填料使用时，烧失量失量应小于小于12，其余其余质量要求与量要求与矿粉相同。粉煤灰的用量不宜超粉相同。粉煤灰的用量不宜超过填料填料总量的量的50，高速公路、一高速公路、一级公路的公路的沥青青路面不宜采用粉煤灰做填料。路面不宜采用粉煤灰做填料。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第三第三节沥青混合料的青混合料的组成成结构和构和强度理度理论 一、一、沥青混合料的青混合料的组成成结构构沥青混合料是一种复合材料，它是由青混合料是一种复合材料，它是由沥青、青、粗集料、粗集料、细集料和集料和矿粉以及外加粉以及外加剂所所组成。成。这些些组成材料在混合料中，由于成材料在混合料中，由于组成材料成材料质量的量的差异和数量的多少可形成不同的差异和数量的多少可形成不同的组成成结构，并构，并表表现为不同的力学性能。不同的力学性能。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 沥青混合料青混合料组成成结构构类型型悬浮浮-密密实结构、骨架构、骨架-空隙空隙结构构、骨架骨架-密密实结构构 (1)悬浮浮-密密实结构构:是指是指矿质集料由大至小集料由大至小组成成连续密密级配的混合料配的混合料结构，混合料中构，混合料中粗集料数量粗集料数量较少少，不，不能形成骨架。如能形成骨架。如图9-1a这种种沥青混合料青混合料粘聚力粘聚力F较大，大，内摩阻角内摩阻角 较小，因此高温小，因此高温稳定性定性较差差。按照。按照连续密密级配原理配原理设计的的AC型型沥青混合料是典型的青混合料是典型的悬浮浮-密密实结构。（密构。（密实度度强度度较高，高，连续级配不易离析易施工。配不易离析易施工。目前我国目前我国沥青混合料主要采用的青混合料主要采用的结构。）构。）2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料a)悬浮悬浮-密实结构密实结构b)骨架骨架-空隙结构空隙结构c)密实密实-骨架结构骨架结构矿料为连续型密级配矿料为连续型密级配连续型开级配连续型开级配间断型密级配间断型密级配图图 沥青混合料结构组成示意图沥青混合料结构组成示意图2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料(2)骨架骨架-空隙空隙结构构:是指是指矿质集料属于集料属于连续型型开开级配的混合料配的混合料结构构，矿质集料中集料中粗集料粗集料较多多，可形成可形成矿质骨架，骨架，细集料集料较少，不足以填少，不足以填满空空隙隙，如，如图9-1b，所以此，所以此结构构沥青混合料青混合料空隙率空隙率大，耐久性差，大，耐久性差，沥青与青与矿料的粘聚力差，料的粘聚力差，热稳定定较好，好，这种种结构构沥青混合料的青混合料的强度主要取决度主要取决于内摩阻角。于内摩阻角。沥青碎石混合料青碎石混合料AM和开和开级配耗配耗层沥青混合料青混合料OGFC是典型的骨架一空隙是典型的骨架一空隙结构构 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料(3)骨架骨架-密密实结构构:是指此是指此结构构具有具有较多数多数量的粗集料形成空量的粗集料形成空间骨架骨架，同同时又有足又有足够的的细集料可填集料可填满骨架的空隙，骨架的空隙，如如图9-1c。这种种结构构的的沥青混合料具有青混合料具有较高的粘聚力和高的粘聚力和较高的内摩高的内摩阻角，是阻角，是沥青混合料中最理想的一种青混合料中最理想的一种结构构类型型。（由于（由于间断断级配易分离，配易分离，对施工技施工技术要求要求较高，高，目前我国目前我国应用用还较少。）少。）沥青青玛蹄脂碎石混合蹄脂碎石混合料料SMA是典型的骨架一密是典型的骨架一密实结构构。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料沥青混合料的青混合料的组成成结构构沥青混合青混合料料密密实度度稳定定度度施施工工耐久耐久性性1悬浮浮密密实结构构连续级配配密密实式式粗集料少，粗集料少，细集料多。集料多。粗集料粗集料悬浮在浮在细集料中。集料中。连续型密型密级配配大大差差易易 好好2骨架骨架空隙空隙结构构开式，半开式，半开式开式沥青碎石青碎石粗集料多，形成骨架。粗集料多，形成骨架。细集料少，不足以填充集料少，不足以填充空隙。空隙。连续型开型开级配配小小好好易易 差差3骨架骨架密密实结构构间断断级配配密密实式式既有一定数量的粗集料既有一定数量的粗集料形成骨架。又有足形成骨架。又有足够的的细集料填充空隙。集料填充空隙。间断型密断型密级配配较大大较好好不不易易较好好2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 二、二、沥青混合料的青混合料的强度理度理论 破坏原因：高温破坏原因：高温时由于抗剪由于抗剪强度不足度不足或或塑性塑性变形形增大增大而而产生推生推挤波浪、波浪、拥包包等等现象，和象，和低温低温时抗拉抗拉强度不足或度不足或变形能力形能力较差而差而产生裂生裂缝现象。主要是要求象。主要是要求沥青混合料在高温青混合料在高温时必必须具有一定的抗剪具有一定的抗剪强度和抵抗度和抵抗变形的能力。形的能力。目前目前对于于沥青混合料青混合料强度的研究，一般采用度的研究，一般采用库伦内摩擦理内摩擦理论分析。分析。沥青混合料的青混合料的抗剪抗剪强度度主要取决于主要取决于沥青与青与矿质集料物理、化学交互作用而集料物理、化学交互作用而产生的生的粘聚力粘聚力c，以及，以及矿质集料在集料在沥青混合料中分散程度不同而青混合料中分散程度不同而产生的生的内摩阻角内摩阻角。如下式所示：。如下式所示：2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 三、影响三、影响沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的因素度的因素(1)影响影响沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的内因度的内因1)沥青粘度的影响。青粘度的影响。在其他因素固定的条件下，在其他因素固定的条件下，沥青混合料的青混合料的粘聚力粘聚力C是随着是随着沥青粘度的提高而增青粘度的提高而增加的加的。因。因为沥青的粘度即青的粘度即沥青内部青内部沥青胶青胶团相互位相互位移移时，其分散介，其分散介质抵抗剪切作用的抗力，所以抵抗剪切作用的抗力，所以沥青青混合料受到剪切作用混合料受到剪切作用时，特，特别是受到短是受到短暂的瞬的瞬时荷荷载时，具有高粘度的具有高粘度的沥青能青能赋予予沥青混合料青混合料较大的大的粘滞阻力，因而具有粘滞阻力，因而具有较高抗剪高抗剪强度。度。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2)沥青与青与矿料在界面上的交互作用料在界面上的交互作用沥青与青与矿料相互作用后，料相互作用后，沥青在青在矿料表面形成料表面形成一一层扩散散结构膜，在此构膜，在此结构膜以内的构膜以内的沥青称青称为结构构沥青青，在此，在此结构膜以外的构膜以外的沥青称青称为自由自由沥青青。如果。如果矿料料颗粒之粒之间的粘的粘结力是由力是由结构构沥青提供，青提供，则粘粘结力力较大，如果大，如果矿料料颗粒之粒之间的粘的粘结力是由自由力是由自由沥青青提供，提供，则粘粘结力力较小。所以我小。所以我们在配制在配制沥青混合料青混合料时，应控制控制沥青用量，使青用量，使混合料能形成混合料能形成结构构沥青，青，减少自由减少自由沥青。青。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 碱性岩石碱性岩石对沥青吸附性青吸附性强酸性岩石酸性岩石沥青与青与矿料相互作用不料相互作用不仅与与沥青的化学性青的化学性质有有关，而且与关，而且与矿粉的性粉的性质有关。在不同性有关。在不同性质矿粉表面形粉表面形成不同成不同组成成结构和厚度的吸附溶化膜，在构和厚度的吸附溶化膜，在石灰石粉石灰石粉表表面形成面形成较为发育的吸附溶化膜；而在育的吸附溶化膜；而在石英石粉石英石粉表面表面则形成形成发育育较差的吸附溶化膜。所以在差的吸附溶化膜。所以在沥青混合料中，青混合料中，当采用石灰石当采用石灰石矿粉粉时，矿粉之粉之间更有可能通更有可能通过结构构沥青来青来联结，因而具有，因而具有较高的粘聚力。高的粘聚力。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料3)沥青与青与矿料的用量及比例。（料的用量及比例。（沥青用量）青用量）在固定在固定质量的量的沥青和青和矿料的条件下，料的条件下，沥青与青与矿料的比例料的比例(即即沥青用量青用量)是影响是影响沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的重要因素，度的重要因素，在在沥青用量很少青用量很少时，沥青不足以形成青不足以形成结构构沥青的薄膜来粘青的薄膜来粘结矿料料颗粒。随着粒。随着沥青青用量的增加，用量的增加，结构构沥青青逐逐渐形成，形成，沥青更青更为完完满地包裹在地包裹在矿料表料表面，使面，使沥青与青与矿料料间的粘附力随着的粘附力随着沥青的用量增加而增加。青的用量增加而增加。当当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附青用量足以形成薄膜并充分粘附矿粉粉颗粒表面粒表面时，沥青胶青胶浆具有具有最最优的粘聚力的粘聚力。随后，如。随后，如沥青用量青用量继续增加，由于增加，由于沥青用量青用量过多，多，逐逐渐将将矿料料颗粒推开，在粒推开，在颗粒粒间形成未与形成未与矿粉交互作用的粉交互作用的“自由自由沥青青”，则沥青胶青胶浆的粘聚力随着自由的粘聚力随着自由沥青的增加而降低。当青的增加而降低。当沥青用量增加至某一用量后，青用量增加至某一用量后，沥青混合料的粘聚力主要取决于自由青混合料的粘聚力主要取决于自由沥青青，所以抗剪，所以抗剪强度几乎不度几乎不变。随着。随着沥青用量的增加，青用量的增加，沥青不青不仅起着粘起着粘结剂的作用，而且起着的作用，而且起着润滑滑剂的作用，的作用，降低了粗集料的相降低了粗集料的相互密排作用，因而降低了互密排作用，因而降低了沥青混合料的内摩擦角。青混合料的内摩擦角。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 沥青用量不仅影响沥青混合料的粘聚力，同时也影响沥青混合料的内摩擦角。通常当沥青薄膜达最佳厚度(亦即主要以结构沥青粘结)时，具有最大的粘聚力；随着沥青用量的增加，沥青混合料的内摩擦角逐渐降低。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料12345沥青含量沥青含量%沥青混合料强度沥青混合料强度/MPa0.50.40.30.20.15040302010cc2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料4)矿质集料的集料的级配配类型、粒度、表面性型、粒度、表面性质对沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的影响。度的影响。沥青混合料有密青混合料有密级配、开配、开级配和配和间断断级配等配等不同不同组成成结构构类型，型，因此因此矿料料级配配类型是影响型是影响沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的因素之一。度的因素之一。具有具有显著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，近似正立方体以及具有明近似正立方体以及具有明显细微凸出的粗糙表面微凸出的粗糙表面的的矿质集料集料，在碾，在碾压后能相互嵌后能相互嵌挤锁结而而具有很具有很大的内摩擦角大的内摩擦角。在其他条件相同的情况下，。在其他条件相同的情况下，这种种矿料所料所组成的成的沥青混合料青混合料较之之圆形而表面平滑的形而表面平滑的颗粒具有粒具有较高的抗剪高的抗剪强度。度。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 许多多试验证明，要想明，要想获得具有得具有较大内摩擦角的大内摩擦角的矿质混合料，必混合料，必须采用采用粗大、均匀的粗大、均匀的颗粒粒.在其他条件下，在其他条件下，矿质集料集料颗粒愈粗，粒愈粗，所配制成的所配制成的沥青青混合料愈具有混合料愈具有较高的内摩擦角高的内摩擦角。相同。相同粒径粒径组成的集料，成的集料，卵石的内摩擦角卵石的内摩擦角较碎石碎石为低。低。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料(2)影响影响沥青混合料抗剪青混合料抗剪强度的外因。度的外因。温度温度形形变速率速率随着随着温度升高，温度升高，沥青的青的粘聚力粘聚力值减小，减小，而而变形能力增形能力增强。当。当温度降低温度降低，可使混合料粘聚，可使混合料粘聚力提高，力提高，强度增加，度增加，变形能力降低。但形能力降低。但温度温度过低低会使会使沥青混合料路面开裂。由于青混合料路面开裂。由于加荷加荷频率高率高，可使可使沥青混合料青混合料产生生过大的大的应力和塑性力和塑性变形，形，弹性恢复很慢，性恢复很慢，产生不可恢复的永久生不可恢复的永久变形。形。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第四节第四节沥青混合料的技青混合料的技术性性质和技和技术标准准一、一、沥青混合料的技青混合料的技术性性质 1.高温高温稳定性定性 1）定）定义：高温高温稳定性定性是指是指沥青混合料在夏青混合料在夏季高温季高温(通常通常为60)条件下，条件下，经车辆荷荷载长期期重复作用后，不重复作用后，不产生生车辙和波浪等病害的性能。和波浪等病害的性能。2）评价方法价方法：马歇歇尔试验、车辙试验等等3）马歇歇尔试验指指标：马歇歇尔稳定度、流定度、流值车辙试验指指标:动稳定度定度2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料稳定度定度（MS）：指）：指标准准试件在件在规定温度和加荷速定温度和加荷速度下，在度下，在马歇歇尔仪中最大的破坏荷中最大的破坏荷载，单位：位：kN。流流值（FL）：达达到到最最大大破破坏坏荷荷载时试件件的的垂垂直直变形形。单位：位：mm。马歇歇尔试验法法 混合料混合料击实成成直径直径101.6mm，高，高63.5mm的的圆柱柱形形试件，置于件，置于60的水槽中保温的水槽中保温3040min，然后把，然后把试件置于件置于马歇歇尔试验仪上，以上，以50mm/min的速度加的速度加压，当，当试件达到破坏件达到破坏时的最大荷的最大荷载即即为稳定度定度MS(kN)，此，此时对应的的压缩变形量称形量称为流流值(mm)。流。流值是反映混合料是反映混合料变形能力的一种指形能力的一种指标，变形能力太小，冬天易形能力太小，冬天易产生裂生裂缝，变形太大，形太大，热稳定性差。定性差。可以可以间接地反映接地反映沥青混合料的青混合料的抗抗车辙能力。能力。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料DF-5型型沥青混合料青混合料马歇歇尔稳定度定度测仪仪器以交通部器以交通部公路工程及公路工程及沥青混合料青混合料试验规程程JTJ052-2000为准，适用于准，适用于马歇歇尔稳定度定度试验和浸水和浸水马歇歇尔稳定度，以定度，以进行行沥青混合料青混合料的配合比的配合比设计或或沥青路面施工青路面施工质量量检验。浸水。浸水马歇歇尔稳定度定度试验（根据需要，也可（根据需要，也可进行真空行真空饱水水马歇歇尔试验）供）供检验沥青混合料受水青混合料受水损害害时抵抗剥落的能力抵抗剥落的能力时使用，通使用，通过测试其水其水稳定定性性检验配合比配合比设计的可行性。的可行性。采用液晶采用液晶显示屏示屏显示，可示，可动态显示示试验曲曲线图，中文中文显示各种示各种试验数据，直数据，直观方便；方便；采用全数字采用全数字标定和流定和流值，无需手，无需手动调整整电位器；位器；有防有防错误操作和操作和过压自自动保保护功能，不会出功能，不会出现因因过压而而损坏坏仪器。器。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料ABC01234561086420FL/mmMS/kN2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料车辙试验，测定的是定的是动态稳定度。定度。在在60条件下，用条件下，用车辙试验机的机的试验轮对沥青混合料青混合料试件件进行往返碾行往返碾压1h，测定其在定其在变形形稳定期定期每增加每增加变形形1mm的碾的碾压次数次数，即，即为动态稳定度。定度。对于高速公路，于高速公路，此此值不小于不小于800次次/mm，对于一于一级公路，不小于公路，不小于600次次/mm。力力2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院车辙试验机机第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 影响高温影响高温稳定性的主要因素定性的主要因素有有沥青的用量、青的用量、沥青的粘度、青的粘度、矿料的料的级配、配、矿料的大小、形状等。料的大小、形状等。提高高温提高高温稳定性的措施定性的措施可采用提高可采用提高沥青混合料的青混合料的粘粘结力和内摩阻力的方法等。增加粗集料含量可提高力和内摩阻力的方法等。增加粗集料含量可提高沥青混合料的内摩阻力，适当提高青混合料的内摩阻力，适当提高沥青材料的粘度，青材料的粘度，控制控制沥青与青与矿料比料比值，严格控制格控制沥青用量，均能改善青用量，均能改善沥青混合料的粘青混合料的粘结力。力。这样就可以增就可以增强沥青混合料的青混合料的高温高温稳定性。定性。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2.低温抗裂性低温抗裂性沥青混合料随着青混合料随着温度的降低，温度的降低，变形能力下降形能力下降。路。路面由于低温而收面由于低温而收缩及行及行车荷荷载的作用，在薄弱部位的作用，在薄弱部位产生裂生裂缝，从而影响道路的正常使用。因此，要求从而影响道路的正常使用。因此，要求沥青青混合料具有一定的低温抗裂性。混合料具有一定的低温抗裂性。沥青混合料的青混合料的低温裂低温裂缝是由混合料的是由混合料的低温脆化、低温脆化、低温低温缩裂和温度疲裂和温度疲劳引起的引起的，因此在混合料，因此在混合料组成成设计中，中，应选用稠度用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力低、温度敏感性低、抗老化能力强的的沥青。青。评价价沥青混合料低温青混合料低温变形能力的常用方法之形能力的常用方法之一是一是低温弯曲低温弯曲试验（应变）。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料3.耐久性耐久性1）定）定义：在在长期的荷期的荷载作用和自然因素影响下，保持正常作用和自然因素影响下，保持正常使用状使用状态而不出而不出现剥落和松散剥落和松散等等损坏的能力。坏的能力。2）指）指标：空隙率、空隙率、沥青青饱和度、残留和度、残留稳定度定度空隙率空隙率：在在压实沥青混合料中，空隙体青混合料中，空隙体积占占沥青混合料青混合料总体体积的百分率。的百分率。(空隙率大，抗滑性和高温空隙率大，抗滑性和高温稳定性好，但抗渗定性好，但抗渗性、耐久性降低，性、耐久性降低，对强度不利。度不利。)沥青青饱和度：和度：压实沥青体青体积占占矿料以外体料以外体积的百分率。（的百分率。（过小，小，沥青青难以充分覆盖以充分覆盖矿料，影响料，影响沥青混合料的粘聚性，降低青混合料的粘聚性，降低耐久性；耐久性；过大，减少大，减少沥青混合料的空隙率，妨碍夏季青混合料的空隙率，妨碍夏季沥青体青体积膨膨胀，引起路面泛油，降低高温，引起路面泛油，降低高温稳定性定性）残留残留稳定度定度：受水受水损害害时抵抗剥落能力。浸水抵抗剥落能力。浸水48h后的后的稳定度定度/标准准稳定度。定度。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料4.抗滑性抗滑性用于高等用于高等级公路公路沥青路面的青路面的沥青混合料，其表面青混合料，其表面应具有一定的抗滑性，才能保具有一定的抗滑性，才能保证汽汽车高速行高速行驶的安全性。的安全性。沥青混合料路面的青混合料路面的抗滑性抗滑性与与矿质集料的表面性集料的表面性质、混合料的混合料的级配配组成成以及以及沥青用量、蜡含量青用量、蜡含量等因素有关。等因素有关。为保保证长期高速行期高速行车的安全，配料的安全，配料时要特要特别注意粗集料注意粗集料的耐磨光性，的耐磨光性，应选择硬硬质有棱角的集料。我国有棱角的集料。我国现行行公公路路沥青路面施工技青路面施工技术规范范（JTGF402004）提出磨）提出磨光光值、粘附性指、粘附性指标要求。（碎石集料、适当增大集料粒要求。（碎石集料、适当增大集料粒径，减少径，减少沥青用量。）青用量。）2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料5.施工和易性施工和易性影响因素：影响因素：矿料料级配配、及及沥青品种用量及施工青品种用量及施工环境境条件等。条件等。1）矿料料级配情况：配情况：如粗如粗细集料的集料的颗粒大小相差粒大小相差过大，大，缺乏中缺乏中间尺寸，混合料容易分尺寸，混合料容易分层层积(粗粒集中表面，粗粒集中表面，细粒集中底部粒集中底部)；如；如细集料太少，集料太少，沥青青层就不容易均匀地分就不容易均匀地分布在粗布在粗颗粒表面；粒表面；细集料集料过多，多，则使拌和困使拌和困难。2）沥青用量：青用量：过少，或少，或矿粉用量粉用量过多多时，混合料容易，混合料容易产生疏松不易生疏松不易压实。反之，如。反之，如沥青用量青用量过多，多，或或矿粉粉质量不好，量不好，则容易使混合料粘容易使混合料粘结成成团块，不易，不易摊铺。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料二二、沥青混合料的技青混合料的技术指指标1.稳定度（定度（MS）：指：指标准准试件在件在规定温度和加荷速定温度和加荷速度度下，在下，在马歇歇尔仪中最大的破坏荷中最大的破坏荷载，单位：位：kN。2.流流值（FL）：）：达到最大破坏荷达到最大破坏荷载时试件的垂直件的垂直变形，形，单位：位：mm。马歇歇尔模数（模数（T）：计算得到，算得到，稳定度除以流定度除以流值的商的商单位：位：kN/mm。T=MS/FL可以可以间接地反映接地反映沥青混合料的抗青混合料的抗车辙能力。能力。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料3.残留残留稳定度（定度（MS0）：受水：受水损害害时抵抗剥落能力。抵抗剥落能力。浸水（浸水（60）48h后的后的稳定度定度/标准准稳定度。定度。MS0=MS1/MS4.毛体毛体积密度（密度（f）：）：通常采用表干法通常采用表干法测定毛体定毛体积密密度；度；对吸水率大于吸水率大于2%的的试件，宜采用蜡封法件，宜采用蜡封法测定。定。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料5.理理论最大密度（最大密度（t）：）：6.空隙率（空隙率（VV）：）：在在压实沥青混合料中，空隙体青混合料中，空隙体积占占沥青混合料青混合料总体体积的百分率。的百分率。/试件件压实后，后，矿料及料及沥青以外的空隙的体青以外的空隙的体积占占试件件总体体积的百分率。的百分率。VV=V空隙空隙/V总=1-f/t=1-毛体毛体积密度密度/理理论密度密度2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料7.沥青体青体积百分率（百分率（VA）：）：VA=沥青体青体积/混合料体混合料体积=Paf/（100+Pa）a8.矿料料间隙率（隙率（VMA）：）：试件全部件全部矿料以外的体料以外的体积占占试件件总体体积的百分率。的百分率。VMA=VA+VV 9.沥青青饱和度和度(VFA)：是指在是指在压实沥青混合料中，青混合料中，沥青体青体积占占矿料以外体料以外体积的百分率。的百分率。VFA=V沥青青/(V总-V矿料料)=VA/VMA2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料三、三、热拌拌沥青混合料的技青混合料的技术标准准 按按公路公路沥青路面施工技青路面施工技术规范范（JTGF402004）规定，定，沥青混合料技青混合料技术要要求求应符合技符合技术规范的范的规定，定，并有良好的并有良好的施工性施工性能。能。当采用其他方法当采用其他方法设计沥青混合料青混合料时，应按按规范范规定定进行行马歇歇尔试验及各及各项配合比配合比设计检验。2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料热拌拌沥青混合料青混合料马歇歇尔试验技技术标准准1174-64-7沥青混合料青混合料类型型试验项目目密密级配配热拌拌沥青混合料青混合料AC密密级配配沥青碎青碎石石ATB沥青青碎石碎石AM排水排水式开式开级配配OGFC高速、一高速、一级公路、城市快速路、主干公路、城市快速路、主干路路其它其它等等级道路道路行人行人道路道路中中轻交通交通重重交通交通中中轻交通交通重重交通交通夏炎夏炎热区区夏夏热及夏凉区及夏凉区击实次数次数(双面双面)75757575505075/1125050空隙空隙率率(%)深深90mm以以内内3-54-62-43-53-62-43-66-1018深深90mm以以下下3-63-62-43-63-6沥青青饱和度和度(%)55-7055-7040-70矿料料间隙率隙率(%)1211稳定度定度kN8888537.5/153.53.5流流值(mm)2-41.5-42-4.52-42-4.52-51.5-42011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计一、一、矿质混合料的混合料的级配理配理论（一）（一）级配配类型型1、连续级配配 连续级配是采用配是采用标准套准套筛对某一混合料某一混合料进行行筛析析试验，所，所得得级配曲配曲线平平顺圆滑，具有滑，具有连续性。性。这种由大到小、逐种由大到小、逐级粒径粒径均有，按比例互相搭配均有，按比例互相搭配组成的成的矿质混合料，称混合料，称为连续级配混合配混合料。料。连续级配：配：级配曲配曲线平平顺圆滑滑 2、间断断级配配间断断级配是在配是在矿质混合料中剔除其一个分混合料中剔除其一个分级或几个分或几个分级而而形成一种不形成一种不连续的混合料，的混合料，这种混合料称种混合料称为间断断级配混合料。配混合料。见图为连续级配和配和间断断级配曲配曲线图。间断断级配：剔除配：剔除1几个分几个分级2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计（二）（二）级配理配理论1富勒理富勒理论富勒富勒认为：“级配曲配曲线愈接近愈接近抛物抛物线时，则其密度愈大其密度愈大”。最。最大密度曲大密度曲线方程可表示方程可表示为：P2=kd（1）当当粒径粒径d等于最大粒径等于最大粒径D时，矿质混合料的混合料的通通过率等于率等于100%1002=KDK=1002/DP=100(d/D)1/2(2)P=100(10/40)1/2=50%式中：式中：P欲欲计算的某算的某级粒径粒径d（mm）的）的矿料通料通过百分率百分率（%）；）；D矿质混合料的最大粒径（混合料的最大粒径（mm）；）；d欲欲计算的某算的某级矿质混合料的粒径（混合料的粒径（mm）。）。富勒理富勒理论级配曲配曲线如如图所示。所示。最大密度曲最大密度曲线理理论计算算连续级配配2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 最大密度曲线理论（富勒理论）观点：矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度愈大。(当矿质混合料的级配曲线为抛物线时，具有最大密实度。)-9-8-7-6-5-4-3-2-102-92-82-72-62-52-42-32-22-120理想最大理想最大密度密度级配曲线级配曲线2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第二节第二节 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质2、泰波理、泰波理论泰波泰波认为：富勒曲：富勒曲线是一种理想曲