《土木工程材料》课件PPT第8章 沥青与沥青混合料.ppt

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1、土木工程材料课件PPT第8章 沥青与沥青混合料 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望第一节沥青第一节沥青第二节沥青混合料第二节沥青混合料第一节 石油沥青沥青一、石油沥青1、石油沥青的定义2、石油沥青的组成与结构3、石油沥青的技术性质4、石油沥青的牌号与应用5、石油沥青的调配与改性1、石油沥青的定义：石油原油经蒸馏等提炼出各种轻质油（如汽油、柴油等）及润滑油以后的残余物，或再经加工而得到的产品。是由多种极其复杂的碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属衍生物所组

2、成的混合物。分为建筑石油沥青、道路石油沥青和普通石油沥青三种。2、石油沥青的组成与结构（1）石油沥青的组分（2）石油沥青的结构（1）石油沥青的组分饱和分（油分）：是沥青中分子量最小和密度最小的组分，呈淡黄色至红褐色的油状液体。赋予石油沥青以流动性。可溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氯化碳和丙酮等有机溶剂，但不溶于酒精。胶质（树脂）：分子量比油分大，呈黄色至黑褐色的油状液体。大部分属于中性树脂，赋予沥青以粘结性、塑性和可流动性。可溶于三氯甲烷、苯、汽油等有机溶剂。地沥青质（沥青质）：分子量比树脂更大，呈深褐色至黑色固态无定形体（固体粉末）。决定石油沥青温度敏感性、粘性。可溶于三氯甲烷、二硫

3、化碳等有机溶剂，染色力强，对光的敏感性强，感光后不溶。（2）石油沥青的结构溶胶结构：溶胶结构：饱和分和胶质数量较多。沥青质较少流动性、塑性较好，温度敏感性大。凝胶结构：凝胶结构：沥青质含量适当，并有较多的胶质分作为保护物质时。弹性、粘性较好，温度敏感性小。溶-凝胶结构：介于两者之间。溶胶结构凝胶结构粘性：粘性是指沥青材料在外力的作用下，沥青粒子产生相互位移时抵抗变形的能力。一般采用针入度表示。3、石油沥青的技术性质（1）防水性（2）粘滞性（3）塑性（4）温度敏感性（5）大气稳定性针入度是在温度为25摄氏度时，以负重100克的标准真，经5秒沉入试样中的深度，每深1/10毫米，定为1度。针入度的测

4、定针入度粘滞度的测定3、石油沥青的技术性质（1）防水性（2）粘性（3）塑性（4）温度敏感性（5）大气稳定性塑性：是指石油沥青在外力作用下，产生变形而不破坏，除去外力后，仍保持变形后的形状的性质。用延度表示。延度是将沥青试样制成8字形标准试件，在规定温度的水中，以5cm/min的速度拉伸至试件断裂时的伸长值，以cm为单位延度的测定延伸度断裂3、石油沥青的技术性质（1）防水性（2）粘性（3）塑性（4）温度敏感性（5）大气稳定性温度敏感性：是指石油沥青的粘性和塑性随温度升降而变化的性能。用温度软化点表示。软化点的测定3、石油沥青的技术性质（1）防水性（2）粘性（3）塑性（4）温度敏感性（5）大气稳定

5、性大气稳定性：是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素的长期综合作用下抵抗老化的性能。老化：石油沥青随着时间的进展，而流动性和塑性逐渐减少，硬脆性逐渐增大，直至脆裂。用蒸发损失、蒸发针入度表示。4、石油沥青的牌号与应用三大指标：针入度、延度、软化点，其中针入度是划分牌号的主要依据。牌号越高，针入度越大(越软），延度越大（塑性越好），软化点越低（耐热性越差）。（参见书本表11-2）选用的原则：在满足设计要求的条件下，牌号越大越好。5、沥青的调配与改性（1）、沥青的调配 式中1较软石油沥青用量（）；2较硬石油沥青用量（）；掺配后的石油沥青软化点（）；1较软石油沥青软化点（）；2较硬石油沥青软化点（

6、）。5、沥青的调配与改性（2）、沥青的改性 随着科学技术的发展，石油沥青的性能已不能完全满足社会发展要求。为此要对其进行改性，以满足工程对沥青基材料更高的性能要求。改性沥青应具有以下的特性：1、在低温条件下有一定的弹性和塑性。2、在高温条件下要有足够的强度和稳定性。3、在加工和使用条件下具有抗“老化”能力。4、与各种矿物和结构表面有较强的粘附力。5、对构件变形的适应性和耐疲劳性。通常以橡胶、树脂等作为石油沥青的改性材料。我国目前使用的聚合物改性剂主要有SBS(属热塑性橡胶类)、SBR(属橡胶类)、EVA及PE(热塑性树脂类)三类。I类(SBS热塑性橡胶类)聚合物改性沥青中IA型及I 一B型适用

7、于寒冷地区，IC型适用于较热地区，ID型适用于炎热地区及重交通量路段。类(SBR橡胶类)聚合物改性沥青中一A适用于寒冷地区，一B和一C适用于较热地区。类聚合物改性沥青，如乙烯一醋酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯(PE)改性沥青，适用于较热和炎热地区。通常要求软化点温度比最高月使用温度的最大空气温度高20左右。8.2 8.2 沥青混合料沥青混合料一、概述(一)定义沥青混合料是由矿料（如碎石、石屑、砂等）与沥青拌和而成的混合料的总称。1、沥青混凝土混合料：由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青结合料拌和而制成的符合技术标准的沥青混合料，简称AC。2、沥青碎石混合料：由适当比例的

8、粗集料、细集料及填料（或不加填料）与沥青拌和的沥青混合料（压实后剩余空隙率大于10的沥青混合料），简称AM。(二)沥青混合料的特点优点优点 1.沥青混合料是弹塑性粘性材料，具有一定的高温稳定性和低温抗裂性。2.沥青混合料路面有一定的粗糙度，行车比较安全。3.施工方便，速度快，养护期短。4.沥青混合料路面可分期改造和再生利用。缺点缺点 易老化引起路面破坏；温度稳定性差，夏季高温时易软化；冬季低温时易脆裂。(三三)沥青混合料的分类沥青混合料的分类1 1、按胶凝材料分：石油沥青混合料、煤沥青、按胶凝材料分：石油沥青混合料、煤沥青改性沥青和乳化沥青混合料。改性沥青和乳化沥青混合料。2 2、按矿料最大粒

9、径可分为以下几种：、按矿料最大粒径可分为以下几种：(1)(1)特粗式粒径特粗式粒径37.5mm37.5mm。(2)(2)粗粒式最大粒径为粗粒式最大粒径为26.5mm26.5mm或或31.5mm31.5mm。一般用于高级路面的基层，双层式沥青面一般用于高级路面的基层，双层式沥青面层的下层。层的下层。(3)(3)中粒式中粒式 最大粒径为最大粒径为16mm16mm或或19mm19mm，一般用，一般用于路面的面层或双层式沥青面层的下层。于路面的面层或双层式沥青面层的下层。(4)(4)细粒式最大粒径为细粒式最大粒径为9.5mm9.5mm或或13.2mm13.2mm。一般用于双层式沥青路面面层。一般用于双

10、层式沥青路面面层。(5)(5)砂粒式最大粒径等于或小于砂粒式最大粒径等于或小于4.75mm4.75mm，也称为沥青石屑或沥青砂。也称为沥青石屑或沥青砂。一般用于高级路面上的磨耗层。一般用于高级路面上的磨耗层。3 3、按矿质材料的级配类型分：连续级配沥青、按矿质材料的级配类型分：连续级配沥青混合料和间断级配沥青混合料。混合料和间断级配沥青混合料。连续级配的沥青混合料按其密实度分为：密连续级配的沥青混合料按其密实度分为：密级配、半开级配、开级配。级配、半开级配、开级配。(1)(1)密级配各种粒径的颗粒级配连续、相互密级配各种粒径的颗粒级配连续、相互嵌挤密实的矿料与沥青结合料拌和而成，嵌挤密实的矿料

11、与沥青结合料拌和而成，压实后剩余空隙率小于压实后剩余空隙率小于1010的沥青混合料。的沥青混合料。剩余空隙率在剩余空隙率在3 36 6（行人道路为（行人道路为2 26 6）的为）的为I I型密实式沥青混凝土混合料；型密实式沥青混凝土混合料；剩余空隙率在剩余空隙率在4 41010的为的为IIII型半密实型半密实式沥青混凝土混合科。式沥青混凝土混合科。(2)(2)半开级配沥青混合料由适当比例的粗集料、半开级配沥青混合料由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青结合料拌细集料及少量填料（或不加填料）与沥青结合料拌和而成，压实后剩余空隙率在和而成，压实后剩余空隙率在 10 10以上的半开

12、式沥以上的半开式沥青混合料，也称沥青碎石混合料（以青混合料，也称沥青碎石混合料（以AMAM表示，采用表示，采用圆孔筛时用圆孔筛时用LSLS表示）。表示）。(3)(3)开级配沥青混合料矿料级配主要由粗集料组开级配沥青混合料矿料级配主要由粗集料组成，细集料较少，矿料相互拨开，压实后空隙率大成，细集料较少，矿料相互拨开，压实后空隙率大于于1515的开式沥青混合料。的开式沥青混合料。4 4、按沥青混合料施工温度分：热拌热铺沥青混合、按沥青混合料施工温度分：热拌热铺沥青混合料、热拌冷铺和冷拌冷铺沥青混合料。料、热拌冷铺和冷拌冷铺沥青混合料。二、热拌沥青混合料二、热拌沥青混合料是经人工组配的矿质混合料与粘

13、稠沥青在专门是经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成，保温运输至施工现场，并在设备中加热拌和而成，保温运输至施工现场，并在热态下进行摊铺和压实的混合料。热态下进行摊铺和压实的混合料。(一一)沥青混合料的组成结构和影响强度因素沥青混合料的组成结构和影响强度因素1 1、沥青混合料的组成结构、沥青混合料的组成结构级配良好的矿质骨料（粗集料、细集料、矿粉）级配良好的矿质骨料（粗集料、细集料、矿粉）、最佳用量的沥青胶结物、外掺材料所构成的具、最佳用量的沥青胶结物、外掺材料所构成的具有空间网络结构的一种多相分散体系有空间网络结构的一种多相分散体系 (1)(1)悬浮一密实结构悬浮一密实结构

14、是指矿质集料由大到小组成连续型密级配的混是指矿质集料由大到小组成连续型密级配的混合料结构，混合料中粗集料数量较少，细集料的数合料结构，混合料中粗集料数量较少，细集料的数量较多。量较多。特点：粘聚力较大，内摩阻角较小，密实度较高，特点：粘聚力较大，内摩阻角较小，密实度较高，但高温稳定性较差。但高温稳定性较差。应用：双层或三层结构的沥青路面，其中至少必应用：双层或三层结构的沥青路面，其中至少必须有一层须有一层1 1型密级配沥青混合料。对干燥地区的高型密级配沥青混合料。对干燥地区的高等级公路，也可采用这种结构的沥青混合料做表等级公路，也可采用这种结构的沥青混合料做表层。层。(2)骨架一间隙结构是指矿

15、质集料属于连续型开级配的混合料结构，矿质集料中粗集科较多，粗集料互相靠拢可形成矿质骨架，细集料较少。特点：空隙率大，耐久性差，沥青与矿料的粘聚力差，热稳定性较好，其强度主要取决于内摩阻角。当沥青路面采用这种形 式的沥青混合料时，沥青面层下必须作下封层。(3)骨架一密实结构间断型密级配的沥青混合料既有一定数量的粗集料形成骨架结构，又有足够的细集料填充到粗骨料之间的空隙中去。特点：较高的粘聚力和内摩阻角，结构的密实度、强度、稳定性都比较好。理想型。2、影响沥青混合料强度的因素路面破坏的主要原因：高温时抗剪强度不足或塑性变形过剩而产生推及低温时抗拉强度不足或变形能力较差而产生裂缝。沥青混合料的三轴试

16、验表明：沥青混合料的抗剪强度主要取决于粘聚力c和内摩擦角（）。(1)(1)影响沥青混合料内摩擦角的因素影响沥青混合料内摩擦角的因素 表面粗糙、有一定棱角的非针片状大粒径骨料表面粗糙、有一定棱角的非针片状大粒径骨料有较大的内摩擦角；在连续型开级配中，粗集料的有较大的内摩擦角；在连续型开级配中，粗集料的数量较多，形成一定的骨架结构，内摩擦角也较数量较多，形成一定的骨架结构，内摩擦角也较大；沥青含量越少，矿料表面形成的沥青膜越薄，大；沥青含量越少，矿料表面形成的沥青膜越薄，内摩擦角越大。内摩擦角越大。(2)(2)影响沥青混合料粘聚力的因素影响沥青混合料粘聚力的因素沥青的粘度越大，抵抗剪切变形能力越强

17、，混合沥青的粘度越大，抵抗剪切变形能力越强，混合料的粘聚力就越大。同时，沥青的粘度随温度升料的粘聚力就越大。同时，沥青的粘度随温度升高而降低，混合料的粘聚力也明显降低。高而降低，混合料的粘聚力也明显降低。(二二)沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质1 1、高温稳定性、高温稳定性定义：定义：是指混合料在高温（通常为是指混合料在高温（通常为60t60t）条）条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车撤和波浪等病害的性能。生车撤和波浪等病害的性能。规定：规定：采用马歇尔稳定度试验（包括稳定采用马歇尔稳定度试验（包括稳定度、流值、马歇尔模数）来评价沥青混合度、流

18、值、马歇尔模数）来评价沥青混合料高温稳定性，对于高速公路、一级；路、料高温稳定性，对于高速公路、一级；路、城市快速路、主干路用沥青混合料，还应城市快速路、主干路用沥青混合料，还应通过动稳定度试验检验其抗车辙能力通过动稳定度试验检验其抗车辙能力。马歇尔稳定度的试验方法，目前普遍是测定马马歇尔稳定度的试验方法，目前普遍是测定马歇尔稳定度（歇尔稳定度（MSMS）、流值（）、流值（FLFL）和马歇尔模数（）和马歇尔模数（T T）三项指标。三项指标。马歇尔稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和马歇尔稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中所能承受的最大破坏荷加荷速度下，在马歇尔仪中所能承受

19、的最大破坏荷载（载（kNkN）；流值是达到最大破坏荷重时试件的垂直）；流值是达到最大破坏荷重时试件的垂直变形（以变形（以0.lmm0.lmm计）；而马歇尔模数为稳定度除以流计）；而马歇尔模数为稳定度除以流值的商，即值的商，即式中：式中：T T马歇尔模数马歇尔模数(kN(kNmmmm）；）；MS MS稳定度稳定度(kN(kN）；）；FL FL流值（流值（0.lmm0.lmm）。）。马歇尔模数愈大，车辙深度愈小，高温稳定性马歇尔模数愈大，车辙深度愈小，高温稳定性好。好。(2)(2)车辙试验动稳定度：按标准成型方法，制成车辙试验动稳定度：按标准成型方法，制成 300mm 300mm 50mm300m

20、m 300mm 50mm的沥青混合料试件，在的沥青混合料试件，在6060的温度条件下，以一定荷载的轮子在同一轨的温度条件下，以一定荷载的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算变形进入稳定期后每产生度，然后计算变形进入稳定期后每产生lmmlmm轮辙试轮辙试验轮行车的次数，即为动稳定度。验轮行车的次数，即为动稳定度。我国现行国标沥青路面施工及验收（我国现行国标沥青路面施工及验收（GB50092GB500929696）规定：）规定：用于上面层、中面层沥青混凝土混合用于上面层、中面层沥青混凝土混合料料6060、轮压、轮压0.7MPa

21、0.7MPa条件下进行车辙试验时的动稳条件下进行车辙试验时的动稳定度，高速公路和城市快速路不应小于定度，高速公路和城市快速路不应小于800800次次mmmm；对一级公路、城市主干路不应小于对一级公路、城市主干路不应小于600600次次mmmm。影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、形状等。形状等。2 2、低温抗裂性、低温抗裂性 沥青混合料不仅应具备高温稳定性，还要具有沥青混合料不仅应具备高温稳定性，还要具有低温抗裂性，以保证在冬季低温时不产生裂缝。低温抗裂性，以保证

22、在冬季低温时不产生裂缝。沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。在混合料组成设计低温缩裂和温度疲劳引起的。在混合料组成设计中，应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力中，应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青。强的沥青。3 3、耐久性、耐久性定义：在外界各种因素的长期作用下，能基本保定义：在外界各种因素的长期作用下，能基本保持原有性能而不出现剥落和松散等损坏的的性质。持原有性能而不出现剥落和松散等损坏的的性质。沥青路面的使用寿命与沥青含量有很大关系。沥青路面的使用寿命与沥青含量有很大关系。当沥青用量较最终使用量少当

23、沥青用量较最终使用量少0.50.5的混合料能使路的混合料能使路面使用寿命减少一半以上。面使用寿命减少一半以上。我国现行规范来用空隙率、饱和度（即沥青填我国现行规范来用空隙率、饱和度（即沥青填隙率）和残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐隙率）和残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。久性。4 4、抗滑性、抗滑性沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料的微表面沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料的微表面性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。关。抗滑措施：选择硬质有棱角的矿料，骨料的颗粒抗滑措施：选择硬质有棱角的矿料，骨料的颗粒适当大些，沥青用量少些，严格控制

24、沥青中含蜡适当大些，沥青用量少些，严格控制沥青中含蜡量。量。沥青用量超过最佳用量的沥青用量超过最佳用量的0.50.5，即可使抗滑系数，即可使抗滑系数明显降低。，含蜡量应不大于明显降低。，含蜡量应不大于3 3，在沥青来源确，在沥青来源确有困难时对下面层路面可放宽至有困难时对下面层路面可放宽至4 45 5。表示路面抗滑性的指标有路面摩擦系数和构造深表示路面抗滑性的指标有路面摩擦系数和构造深度。摩擦系数和构造深度越大，路面的抗滑性就度。摩擦系数和构造深度越大，路面的抗滑性就 越好。越好。5 5、施工和易性、施工和易性影响混合料施工和易性的主要因素是矿料级配和影响混合料施工和易性的主要因素是矿料级配和

25、沥青用量。沥青用量。例如：粗细粒料的颗粒大小不宜相距过大，；细例如：粗细粒料的颗粒大小不宜相距过大，；细料不宜太少，沥青层就不容易均匀的留在粗颗粒料不宜太少，沥青层就不容易均匀的留在粗颗粒表面；细颗粒材料不宜过多，则使拌和困难。沥表面；细颗粒材料不宜过多，则使拌和困难。沥青用量不宜过少，矿粉用量不宜过多，否则混合青用量不宜过少，矿粉用量不宜过多，否则混合料容易产生疏松，不易压实；反之，则容易使混料容易产生疏松，不易压实；反之，则容易使混合料粘结成块，不易摊铺。合料粘结成块，不易摊铺。另外，气候、机械性能、施工能力等外部条件另外，气候、机械性能、施工能力等外部条件也会不同程度地影响施工和易性。也

26、会不同程度地影响施工和易性。(四四)沥青混合料的组成材料沥青混合料的组成材料1 1、沥青、沥青在选择沥青材料时，要考虑交通量、气候条在选择沥青材料时，要考虑交通量、气候条件、沥青混合料的类型及施工条件等因素。一般路件、沥青混合料的类型及施工条件等因素。一般路面的上层宜用较稠的沥青，下层或联结层宜用较稀面的上层宜用较稠的沥青，下层或联结层宜用较稀的沥青。的沥青。2 2、粗集料、粗集料沥青混合料的粗集料要求洁净、干燥、无风沥青混合料的粗集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。沥青混合料用粗集料有碎石、破碎砾石、筛选沥青混合料用粗集料有碎

27、石、破碎砾石、筛选砾石和钢渣等。砾石和钢渣等。对用于沥青表层的粗集料，应选用坚硬、耐对用于沥青表层的粗集料，应选用坚硬、耐磨、韧性好的碎石或破碎砾石。磨、韧性好的碎石或破碎砾石。筛选砾石和钢渣只能用于三级或三级以下的公筛选砾石和钢渣只能用于三级或三级以下的公路，而且筛选砾石一般只适用于沥青路面的下层。路，而且筛选砾石一般只适用于沥青路面的下层。钢渣应有钢渣应有6 6个月以上的存放期，并应经过试验合格后个月以上的存放期，并应经过试验合格后方可使用。方可使用。3 3、细集料、细集料拌制沥青混合料的细集料，可以用天然砂、人拌制沥青混合料的细集料，可以用天然砂、人工砂或石屑。工砂或石屑。细集料应洁净、

28、干燥、无风化、无杂细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并且与沥青有良好的粘结力质，并且与沥青有良好的粘结力。4 4、矿粉、矿粉矿粉是由石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石矿粉是由石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石(憎水憎水性石料性石料)经磨制而成的，也可以由石灰、水泥、粉煤经磨制而成的，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替。灰代替。矿粉要求洁净，干燥，与沥青有较好的粘结矿粉要求洁净，干燥，与沥青有较好的粘结性。性。矿粉的质量应符合表矿粉的质量应符合表109109的要求。的要求。v 试试验验室室配配合合比比设设计计分分为为矿矿质质混混合合料料配配合合组组成成设设计计和沥青最佳用量确定。和沥青最佳用量确定。v 1.矿

29、质混合料的配合矿质混合料的配合组成设计组成设计 v目目的的：选选配配一一个个具具有有足足够够密密实实度度、并并且且有有较较高高内内摩摩阻阻力的矿力的矿质混合料。质混合料。v 1)1)确定沥青混合料确定沥青混合料类型类型v 沥沥青青混混合合料料的的类类型型，根根据据道道路路等等级级、路路面面类类型型、所所处的结构层位，按表选定。处的结构层位，按表选定。v 2)2)确定矿质混合料的确定矿质混合料的级配范围级配范围v 根根据据已已确确定定的的沥沥青青混混合合料料类类型型，查查阅阅规规范范推推荐荐的的矿矿质混合料级配范围表质混合料级配范围表，可确定所需的级配范围。可确定所需的级配范围。8.3 沥青混合

30、料配合比设计v3)3)矿质混合料配合比例计算矿质混合料配合比例计算v (1)(1)组组成成材材料料的的原原始始数数据据测测定定 根根据据现现场场取取样样，对对粗粗集集料料、细细集集料料和和矿矿粉粉进进行行筛筛析析试试验验，按按筛筛析析结结果果分分别别绘绘出出各各组组成成材材料料的的筛筛分分曲曲线线。同同时时测测出出各各组组成成材材料料的的相对密度。相对密度。v (2)(2)计计算算组组成成材材料料的的配配合合比比 根根据据各各组组成成材材料料的的筛筛析析试试验验资资料料，采采用用图图解解法法或或试试算算(电电算算)法法，计计算算符符合合要要求级配范围的各组成材料用量比例。求级配范围的各组成材料

31、用量比例。v (3)(3)调调整整配配合合比比 计计算算得得的的合合成成级级配配应应根根据据下下列列要要求求作必要的配合比调整。作必要的配合比调整。v 一一般般情情况况，合合成成级级配配曲曲线线尽尽量量接接近近设设计计级级配配中中限限，尤尤其其应应使使0.075mm、2.36mm和和4.75mm筛筛孔孔的的通通过过量量尽尽量接近设计级配范围的中限；量接近设计级配范围的中限；v对对高高速速公公路路、一一级级公公路路、城城市市快快速速路路、主主干干路路等等交交通通量量大大、轴轴载载重重的的道道路路，宜宜偏偏向向级级配配范范围围的的下下(粗粗)限限。对对一一般般道道路路、中中小小交交通通量量或或人人

32、行行道道路路等等宜宜偏偏向向级级配配范范围的上围的上(细细)限；限；v合合成成级级配配曲曲线线应应接接近近连连续续的的或或合合理理的的间间断断级级配配，但但不不应应过过多多的的犬犬牙牙交交错错。当当经经过过再再三三调调整整，仍仍有有两两个个以以上上的的筛筛孔孔超超出出级级配配范范围围时时，必必须须对对原原材材料料进进行行调调整整或或更换原材料重新试验。更换原材料重新试验。v 2确定沥青混合料的确定沥青混合料的最佳沥青用量最佳沥青用量OAC v 1)制备试样制备试样101.6mm 63.5mm圆柱体试件的成型。圆柱体试件的成型。v(1)按按确确定定的的矿矿质质混混合合料料配配合合比比，计计算算各

33、各种种矿矿质质材材料料的的用量。用量。v(2)根据表推荐的沥青用量范围，按每根据表推荐的沥青用量范围，按每0.5%变化制备变化制备v56组组不不同同沥沥青青用用量量马马歇歇尔尔试试件件(或或经经验验的的沥沥青青用用量量范范围围)，估计适宜的沥青用量，估计适宜的沥青用量(或油石比或油石比)。v 2)测定测定物理指标物理指标 v 为为确确定定沥沥青青混混合合料料的的沥沥青青最最佳佳用用量量，需需测测定定沥沥青青混混合合料的物理指标。料的物理指标。v视视密密度度 可可用用水水中中重重法法、表表干干法法、体体积积法法或或封封蜡蜡法法等等方法测定。方法测定。v ma-mwv s=-wv mav s试件的

34、视密度试件的视密度(gcm3)；v ma干燥试件的空中质量干燥试件的空中质量(g)；v mw试件的水中质量试件的水中质量(g)；v w常温水的密度，约等于常温水的密度，约等于1g/cm3。vA A、水水中中重重法法：仅仅适适用用于于密密实实的的I I型型沥沥青青混混凝凝土土试试件件使使用用，但但不不适适用用于于使使用用了了吸吸水水性性大大的的集集料料的的沥沥青青混混合合料料试件。试件。-视密度视密度vB B、表表干干法法：适适用用于于表表面面较较粗粗但但较较密密实实的的I I型型或或型型沥沥青青混混凝凝土土试试件件使使用用，但但不不适适用用于于吸吸水水率率大大于于2%的的沥沥青青混凝土试件。混

35、凝土试件。-毛体积密度毛体积密度vC、蜡蜡封封法法：凡凡吸吸水水率率大大于于2%的的I I型型或或型型沥沥青青混混凝凝土土试试件件及及沥沥青青碎碎石石混混合合料料试试件件，不不能能用用水水中中重重法法或或表表干干法测定时，应用蜡封法测定。法测定时，应用蜡封法测定。-蜡封毛体积密度蜡封毛体积密度vD、体积法体积法：仅适用于空隙率沥青碎石混合料及大空隙：仅适用于空隙率沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配透水性开级配沥青混合料试件。沥青混合料试件。v理论密度理论密度 v指指压压实实沥沥青青混混合合料料试试件件全全部部为为矿矿料料(包包括括矿矿料料内内部部孔孔隙隙)和沥青所组成和沥青所组成(空隙率为零空

36、隙率为零)的最大密度。的最大密度。v A A当当试试件件的的油油石石比比(即即沥沥青青与与矿矿料料的的质质量量比比)为为PaPa时时，试件的理论密度按式试件的理论密度按式下下计算：计算：v 100+Pa 100+Pav t=-t=-vB当当试试件件的的沥沥青青含含量量(沥沥青青质质量量占占沥沥青青混混合合料料总总质质量量的的百分率百分率)为为Pb时，试件的理论密度时，试件的理论密度tt按下式计算：按下式计算：v t=v tt理论密度理论密度(gcm3)v P1Pn各种矿料的配合比各种矿料的配合比(矿料总和为矿料总和为 v =100)；v P1Pn一各种矿料的配合比一各种矿料的配合比(矿料与沥青

37、之和为矿料与沥青之和为v +Pb=100)；v r1rn各种矿料与水的相对密度各种矿料与水的相对密度 v Pa油石比油石比(沥青与矿料的质量比沥青与矿料的质量比)()；vPb沥青含量沥青含量(沥青质量占沥青混合料总质量沥青质量占沥青混合料总质量v 的百分率的百分率)()；vrbrb一沥青的相对密度一沥青的相对密度(25(2525)25)v试件的空隙率试件的空隙率VVVV。取。取1 1位小数。位小数。v指指压压实实沥沥青青混混合合料料内内矿矿料料及及沥沥青青以以外外的的空空隙隙(不不包包括括矿矿料自身内部的孔隙料自身内部的孔隙)的体积占试件总体积的百分率。的体积占试件总体积的百分率。vVVVV试

38、件的空隙率试件的空隙率()；v试试件件的的沥沥青青体体积积百百分分率率(VA)：指指压压实实沥沥青青混混合合料料试试件件内沥内沥青部分的体积占试件总体积的百分率。青部分的体积占试件总体积的百分率。vVA沥青混合料试件的沥青体积百分率沥青混合料试件的沥青体积百分率()v试件中的矿料间隙率试件中的矿料间隙率VMAVMA，取，取1位小数。位小数。v指指压压实实沥沥青青混混合合料料试试件件内内矿矿料料部部分分以以外外体体积积占占试试件件总总体积的百分率，即试件空隙率体积的百分率，即试件空隙率与沥青体积百分率之和。与沥青体积百分率之和。vVMA=VA+VVvVMA沥青混合料试件的矿料间隙率沥青混合料试件

39、的矿料间隙率()。v试件的沥青饱和度试件的沥青饱和度VFAVFA，取，取1位小数。位小数。v VA+VVVA+VVv VFA=-VFA=-v VAvVFAVFA沥青混合料试件的沥青饱和度沥青混合料试件的沥青饱和度()。v3)测定测定力学力学指标指标-马歇尔马歇尔v(1)马歇尔马歇尔试件在恒温水槽中保温试件在恒温水槽中保温3040min3040min，放入加载，放入加载设备加载，设备加载，由荷载测定装置读取的最大值为稳定度由荷载测定装置读取的最大值为稳定度(MS)kN。v(2)流值：流值：由流值计及位移传感器测定装置读取的试件由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形垂直变形(FL)0.1m

40、m。v(3)马歇尔模数马歇尔模数 稳定度稳定度/流值流值v4)4)马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析v(1)(1)绘制沥青用量与物理一力学指标绘制沥青用量与物理一力学指标关系图关系图 v 以沥青用量为横坐标，以视密度、空隙率、饱和度、以沥青用量为横坐标，以视密度、空隙率、饱和度、稳定度和流值为纵坐标，将试验结果绘制成沥青用量稳定度和流值为纵坐标，将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线与各项指标的关系曲线v(2)根据稳定度、密度和空隙率确定最佳沥青用量初始根据稳定度、密度和空隙率确定最佳沥青用量初始值值(OAC1)从图中取相应于稳定度最大值的沥青用量从图中取相应于稳定度最大值的沥青用量a

41、1，相应于密度最大值的沥青用量，相应于密度最大值的沥青用量a2，和相应于规定空，和相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量隙率范围的中值的沥青用量a3，求取三者的平均值作，求取三者的平均值作为为v最佳沥青用量的初始值最佳沥青用量的初始值OAC1。v OACl(a1+a2+a3)3 v(3)(3)根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值佳用量初始值(OAC(OAC2)v求求出出各各指指标标符符合合沥沥青青混混合合料料技技术术标标准准的的沥沥青青用用量量范范围围OACminOACminOACmaxOACmax，其中值为，其中值为OACOAC2

42、。v OAC2 OAC2(OACmin+OACmax)(OACmin+OACmax)2 2 v(4)(4)根据根据OAC1OAC1和和OAC2OAC2综合确定综合确定沥青最佳用量沥青最佳用量(OAC)(OAC)v按按最最佳佳沥沥青青用用量量的的初初始始值值OACOAC1在在图图中中求求取取相相应应的的各各项项指指标标值值，检检查查其其是是否否符符合合马马歇歇尔尔设设计计配配合合比比技技术术标标准。准。v检检验验VMAVMA是是否否符符合合要要求求，如如能能符符合合时时，由由OACOAC1及及OACOAC2综合决定最佳沥青用量综合决定最佳沥青用量OACOAC。如不能符合，应调整级配，。如不能符合

43、，应调整级配，v重重新新进进行行配配合合比比设设计计马马歇歇尔尔试试验验，直直至至各各项项指指标标均均能能符合要求为止。符合要求为止。v(5)根据根据气候条件和交通特性气候条件和交通特性调整最佳沥青用量。调整最佳沥青用量。v 对对热热区区道道路路以以及及车车辆辆渠渠化化交交通通的的高高速速公公路路、一一级级公公路路、城城市市快快速速路路、主主干干路路，预预计计有有可可能能造造成成较较大大车车辙辙的的情情况况时时，可可以以在在中中限限值值OAC2与与下下限限OACmin范范围围内内决定，但一般不宜小于中决定，但一般不宜小于中限值限值OAC2的的0.5。v 对对寒寒区区道道路路以以及及一一般般道道

44、路路，最最佳佳沥沥青青用用量量可可以以在在中中限限值值OAC2OAC2与与上上限限值值OACmaxOACmax范范围围内内决决定定，但但一一般般不不宜宜大大于中限值于中限值OAC2OAC2的的0.30.3。v5 5)水稳定性检验水稳定性检验v 按按最最佳佳沥沥青青用用量量OACOAC制制作作马马歇歇尔尔试试件件进进行行浸浸水水马马歇歇尔尔试验试验(或真空饱水马歇尔试验或真空饱水马歇尔试验)。v(1)残留稳定度残留稳定度试验试验 v标标准准试试件件在在规规定定温温度度下下浸浸水水48h(或或经经真真空空饱饱水水后后，再再浸水浸水48h)，测定浸水残留稳定度。，测定浸水残留稳定度。v(2)水稳定性一残留稳定度指标校核水稳定性一残留稳定度指标校核 v规规范范(GBJ9293)规规定定，I型型沥沥青青混混凝凝土土不不低低于于75型型沥沥青混凝土不低于青混凝土不低于70。v 6)抗车辙能力检验抗车辙能力检验-动稳定度动稳定度 v规规范范(GBJ9293)规规定定，用用于于上上面面层层、中中面面层层的的沥沥青青混混合合料料，在在60时时车车辙辙试试验验的的动动稳稳定定度度，对对高高速速公公路路、城城市市快快速速路路宜宜不不小小于于800次次mm；对对一一级级公公路路及及城城市市干路宜不小于干路宜不小于600次次mm。v