土木工程材料第十章 沥青与沥青混合料.ppt

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1、 10.沥青与沥青混合料沥青与沥青混合料10.1 石油沥青石油沥青10.2 沥青混合料沥青混合料10.0 概述概述10.0 概述概述复杂的高分子的复杂的高分子的碳氢化合物碳氢化合物及其及其非金属非金属（氧、硫、氮）（氧、硫、氮）的衍的衍生物生物所组成的混合物。所组成的混合物。黑色黑色(黑褐色黑褐色)；固态固态、半固态半固态或或液态液态。性质性质：粘结性（粘结性（有机胶凝材料）、有机胶凝材料）、憎水性、塑性、耐腐蚀。憎水性、塑性、耐腐蚀。用途用途：路面、屋面、防水防潮、耐腐蚀路面、屋面、防水防潮、耐腐蚀等工程材料。等工程材料。沥青：沥青：沥青的分类沥青的分类:土木建筑工程主要应用石油沥青。土木建

2、筑工程主要应用石油沥青。沥青沥青地沥青地沥青焦油沥青焦油沥青天然沥青天然沥青：沥青湖，砂岩、砂中提炼。：沥青湖，砂岩、砂中提炼。石油沥青：石油沥青：石油原油蒸馏后残留物加工。石油原油蒸馏后残留物加工。煤沥青：煤沥青：煤焦油蒸馏后残留物加工。煤焦油蒸馏后残留物加工。页页岩岩沥沥青：青：油油页页岩岩炼炼油工油工业业的副的副产产品。品。10.沥青与沥青混合料沥青与沥青混合料10.1 石油沥青石油沥青10.2 沥青混合料沥青混合料10.0 概述概述10.1 石油沥青石油沥青 石油沥青的组分与结构石油沥青的组分与结构石油沥青的技术性质石油沥青的技术性质石油沥青的选用石油沥青的选用石油沥青产品和技术标准石

3、油沥青产品和技术标准石油沥青的掺配与改性石油沥青的掺配与改性一、石油沥青的组分与结构一、石油沥青的组分与结构不能直接得到沥青不能直接得到沥青元素含量元素含量与与性能性能之间的关系。之间的关系。组分：组分：性质相近，与其工程性质有一定联系。性质相近，与其工程性质有一定联系。通过分析通过分析组分组分研究沥青的性能，有研究沥青的性能，有三组分分析法三组分分析法和和四组分分四组分分析法析法1.石油沥青的组分石油沥青的组分 组分组分含量含量（）（）平均相平均相对密度对密度外观特征外观特征在沥青中作用在沥青中作用沥青质沥青质5251.15深棕色至黑色固体深棕色至黑色固体提高粘结力、粘度，温度提高粘结力、粘

4、度，温度稳定性，硬度提高稳定性，硬度提高胶胶 质质15301.09棕色粘稠液体棕色粘稠液体可塑性、流动性和粘结性可塑性、流动性和粘结性芳香分芳香分40650.99黄色至红色液体黄色至红色液体都为都为油分油分，起润滑和柔软，起润滑和柔软作用作用饱和分饱和分5200.98无色无色液体液体四组分分析法四组分分析法经丁酮经丁酮-苯脱蜡，在苯脱蜡，在-20冷冻，可分离出固态的烷烃冷冻，可分离出固态的烷烃蜡，蜡，蜡是石油沥青的有害成分。蜡是石油沥青的有害成分。沥青中的蜡沥青中的蜡降低沥青降低沥青高温稳定性高温稳定性，使沥青高温时出现车辙或流淌；，使沥青高温时出现车辙或流淌；降低降低低温抗裂性低温抗裂性，使

5、沥青低温时变脆硬；，使沥青低温时变脆硬；使沥青与石料使沥青与石料粘附性粘附性降低，使路面石子产生剥落；降低，使路面石子产生剥落；使沥青路面使沥青路面抗滑性抗滑性降低，影响路面行车安全。降低，影响路面行车安全。我国我国标标准准规规定：重交通量道路石油定：重交通量道路石油沥沥青的含蜡量不大于青的含蜡量不大于3。溶溶-凝胶型结构凝胶型结构粘性小，流动性大，粘性小，流动性大，高温稳定性差。高温稳定性差。粘性大，塑性差，粘性大，塑性差，高温稳定性较好。高温稳定性较好。大部分优质道路沥青均大部分优质道路沥青均配成溶凝胶型结构，配成溶凝胶型结构，具有粘弹性和触变性，具有粘弹性和触变性，故亦称弹性溶胶。故亦称

6、弹性溶胶。2.石油沥青的（胶体）结构石油沥青的（胶体）结构溶胶型结构溶胶型结构凝胶型结构凝胶型结构 二、石油沥青的技术指标二、石油沥青的技术指标1.粘滞性（粘性）。粘滞性（粘性）。反映沥青反映沥青软硬软硬、稀稠稀稠的程度。的程度。检测方法：检测方法：针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。液体液体石油沥青：石油沥青：粘滞度（标准粘度）粘滞度（标准粘度）孔径：孔径：3mm、5mm或或10mm温度：温度：20、25、30或或60。固体、半固体固体、半固体沥青沥青：针入度：针入度100g0.1mm为为1度度针入度越大，针入度越大，粘性越小。粘性越小。时间越长，

7、时间越长，粘性越大。粘性越大。受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持。受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持。塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，且具有自愈性，防水性也好。且具有自愈性，防水性也好。用用延度延度表示。表示。字形字形标准试件标准试件（中间最小截面面积为（中间最小截面面积为1cm2），用），用延度仪，延度仪，在在规定拉伸速度规定拉伸速度和和规定温度规定温度下拉断时的长度，单位：下拉断时的长度，单位：cm。试验温度试验温度有有0、15、25三种；三种；拉伸速度拉伸速度有有1cm/min、5cm/min两种

8、。两种。2.塑性（延性）塑性（延性）粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能；粘滞性和塑性随温度升降而变化的性能；用用软化点软化点来衡量。固态转变为膏体的温度。来衡量。固态转变为膏体的温度。3.5g3.温度稳定性（敏感性）温度稳定性（敏感性）沥青软化点沥青软化点越高越高，沥青的温度稳定性，沥青的温度稳定性越好越好。可加入可加入滑石粉滑石粉、石灰石粉石灰石粉或其它或其它矿物填料矿物填料减少沥青的减少沥青的温度敏感性温度敏感性。加热速度加热速度5/min针入度、延度、软化点针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的三大指标。是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的三大指标。4.大气稳定性大气稳定性

9、石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。抵抗老化的性能。老化原因：老化原因：油分油分树脂树脂沥青质。沥青质。评价方法：评价方法：5.其它性质其它性质溶解度溶解度表征沥青的有效含量表征沥青的有效含量闪点闪点规定条件下加热到石油沥青的蒸气与火焰接触规定条件下加热到石油沥青的蒸气与火焰接触发生闪火时的最低温度，是安全施工指标发生闪火时的最低温度，是安全施工指标燃点燃点含蜡量含蜡量水分水分 三、石油沥青产品及技术标准三、石油沥青产品及技术标准道路石油沥青道路石油沥青（SH/T 0522-2000）：用于中、轻交通量道：用于中、

10、轻交通量道路。按针入度分为路。按针入度分为A-200、A-180、A-140、A-100和和A-60五个牌五个牌号；号；重交通道路石油沥青重交通道路石油沥青（GB/T 15180-2000）：用于重交通：用于重交通量道路和其它等级道路、机场等。按针入度分为量道路和其它等级道路、机场等。按针入度分为AH-130、AH-110、AH-90、AH-70和和AH-50五个牌号；五个牌号；建筑石油沥青建筑石油沥青（GB/T 494-1998）：用于建筑屋面和地下：用于建筑屋面和地下防水的胶结料，也可用于制造涂料、油毡和防腐材料。按针入防水的胶结料，也可用于制造涂料、油毡和防腐材料。按针入度分为度分为10

11、号号、30号号和和40号号三个牌号；三个牌号；防水防潮石油沥青防水防潮石油沥青（SH/T 0002-1990）：用于油毡的涂覆：用于油毡的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的胶结料。按针入度指数分为材料及建筑屋面和地下防水的胶结料。按针入度指数分为3号号、4号号、5号号和和6号号四个牌号；四个牌号；四、石油沥青的选用四、石油沥青的选用选用选用：根据：根据工程性质工程性质及及当地气候条件当地气候条件，所处环境所处环境来选用不来选用不同牌号的沥青（或两个牌号混合使用）。同牌号的沥青（或两个牌号混合使用）。分类：分类：屋面用沥青屋面用沥青：软化点一般应比当地屋面可能达到的最高：软化点一般应比当地屋面可能达

12、到的最高温度高出温度高出2025，亦即比当地最高温度高出，亦即比当地最高温度高出50左右。左右。接缝用沥青接缝用沥青：考虑针入度和延度，可选用：考虑针入度和延度，可选用60号、号、100号号沥青。地区气温越低，选用标号越大的沥青。沥青。地区气温越低，选用标号越大的沥青。五、石油沥青的掺配与改性五、石油沥青的掺配与改性P1高软化点沥青用量（高软化点沥青用量（%）；）；P2低软化点沥青用量（低软化点沥青用量（%）；）；T1高软化点沥青软化点（高软化点沥青软化点（）；）；T2低软化点沥青软化点（低软化点沥青软化点（）。）。T掺配后的石油沥青软化点（掺配后的石油沥青软化点（）；）；以估算的掺配比例和其

13、邻近的比例以估算的掺配比例和其邻近的比例（510）进行试配进行试配（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后绘制（混合熬制均匀），测定掺配后沥青的软化点，然后绘制“掺配比掺配比-软化点软化点”关系曲线，确定出所要求的掺配比例。关系曲线，确定出所要求的掺配比例。1.石油沥青的掺配石油沥青的掺配 2.石油沥青的改性石油沥青的改性（1）橡胶类改性沥青）橡胶类改性沥青掺加剂：掺加剂：SBS橡胶橡胶作用：低温变形能力提高，韧性增大，高温粘度增大。作用：低温变形能力提高，韧性增大，高温粘度增大。（2）树脂类改性沥青）树脂类改性沥青掺加剂：掺加剂：PE、PP、PVA树脂树脂作用：提高沥青粘度，改善高温稳

14、定性，增大韧性。作用：提高沥青粘度，改善高温稳定性，增大韧性。（3）纤维类改性剂）纤维类改性剂掺加剂：石棉、聚丙烯纤维、聚酯纤维、木质纤维等掺加剂：石棉、聚丙烯纤维、聚酯纤维、木质纤维等作用：显著提高高温稳定性，增加低温抗拉强度。作用：显著提高高温稳定性，增加低温抗拉强度。10.沥青材料沥青材料10.1 石油沥青石油沥青10.2 沥青混合料沥青混合料10.0 概概 述述沥青混合料的定义、分类和基本性质沥青混合料的定义、分类和基本性质热拌沥青混合料的结构与强度热拌沥青混合料的结构与强度沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质热拌沥青混合料的配合比设计热拌沥青混合料的配合比设计10.2 沥青混合料

15、沥青混合料BackBack1.定义定义沥青混凝土沥青混凝土填料填料矿质集料矿质集料沥青混合料沥青混合料压实压实 摊铺摊铺沥青混合料沥青混合料沥青混合料沥青混合料是用适量的沥青材料与一定级配的矿质集是用适量的沥青材料与一定级配的矿质集是用适量的沥青材料与一定级配的矿质集是用适量的沥青材料与一定级配的矿质集料，经过充分拌和而形成的混合物。料，经过充分拌和而形成的混合物。料，经过充分拌和而形成的混合物。料，经过充分拌和而形成的混合物。一、沥青混合料的定义、分类和基本性质一、沥青混合料的定义、分类和基本性质矿料矿料矿料矿料 (矿质集料矿质集料矿质集料矿质集料,矿质混合料矿质混合料矿质混合料矿质混合料)

16、+)+沥青沥青沥青沥青 沥青混合料沥青混合料沥青混合料沥青混合料 摊铺，压实摊铺，压实摊铺，压实摊铺，压实 沥青混凝土沥青混凝土沥青混凝土沥青混凝土 (AC)(AC)或或或或 沥青碎石沥青碎石沥青碎石沥青碎石 (AM)(AM)沥青混凝土混合料沥青混凝土混合料 沥青碎石混合料沥青碎石混合料 2.分类分类按按沥青种类沥青种类分类：石油沥青混合料、分类：石油沥青混合料、煤沥青混合料；煤沥青混合料；按按施工温度施工温度分类：热拌，常温；分类：热拌，常温；按按最大粒径最大粒径分类：特粗式，粗粒式，中粒式，细粒式；分类：特粗式，粗粒式，中粒式，细粒式；按沥青混合料中按沥青混合料中剩余空隙率剩余空隙率P分类

17、：开式（分类：开式（P15%），半开），半开式（式（10%P15%），密实式（），密实式（P10%，其中，其中型型3%6%型型4%10%）；）；按按矿质集料级配类型矿质集料级配类型分类：连续级配、间断级配分类：连续级配、间断级配。粘粘-弹弹-塑性好，力学性质优良，具有一定的高温稳定性塑性好，力学性质优良，具有一定的高温稳定性和低温抗裂性；和低温抗裂性；平整却具有一定的平整却具有一定的粗糙度粗糙度；不反光；不反光；无接缝；无接缝；路面有弹性，行车舒适；路面有弹性，行车舒适；施工方便施工方便、速度快速度快；可可分期改造分期改造和和再生利用再生利用。温度敏感性；温度敏感性；老化。老化。3.沥青混合料

18、的基本性质沥青混合料的基本性质 目前存在的主要问题目前存在的主要问题二、热拌沥青混合料的结构与强度二、热拌沥青混合料的结构与强度 1.沥青混合料的沥青混合料的组成结构组成结构a a 悬浮密实结构悬浮密实结构 b b 骨架空隙结构骨架空隙结构 c c 骨架密实结构骨架密实结构 沥青混合料的类型和特点沥青混合料的类型和特点类型类型示意图示意图特点特点混合料混合料名称名称密实悬浮型密实悬浮型aV VV V中、中、小小连续型密级配连续型密级配骨架空隙型骨架空隙型bC C小、小、V VV V大、大、中中间断型开级配间断型开级配骨架密实型骨架密实型cC C大、大、V VV V小、小、大大间断型密级配间断型

19、密级配注：注：VV试件空隙率试件空隙率 内摩阻角内摩阻角 C-粘聚力粘聚力BackBack =c+tg 2.沥青混合料的沥青混合料的强度理论强度理论沥青混合料在路面结构中有沥青混合料在路面结构中有两种破坏形式两种破坏形式：1）夏季高温时的抗剪强度不足）夏季高温时的抗剪强度不足2）冬季低温时）冬季低温时 变形能力不足变形能力不足沥青混合料的强度决定于抗剪强度，沥青混合料的强度决定于抗剪强度，三轴剪切试验三轴剪切试验结果表明结果表明抗剪强度主要取决于粘聚力抗剪强度主要取决于粘聚力C和内摩擦角和内摩擦角。抗剪强度抗剪强度 C C 粘聚力粘聚力剪切法向压应力剪切法向压应力 内摩擦角内摩擦角1 1）矿料

20、级配、粒径、表面性状特征的影响）矿料级配、粒径、表面性状特征的影响a.a.级配级配：连续级配连续级配 内摩擦角内摩擦角较小较小 间断级配间断级配 内摩擦角内摩擦角较大较大b.b.粒径粒径:粒径粒径D D内摩擦角内摩擦角c.c.粒形及粗糙度粒形及粗糙度:近似正方形且粗糙有棱角近似正方形且粗糙有棱角C C及及大大大大结论结论:应选应选用粗大、均匀、粗糙集料用粗大、均匀、粗糙集料沥青混合料强度的影响因素沥青混合料强度的影响因素2 2）沥青结合料的粘度与用量）沥青结合料的粘度与用量a.沥青粘性沥青粘性沥沥青青C ；沥青；沥青随温度随温度T 而而Cb.b.沥沥青用量青用量q qq q越多，越多，矿矿料表

21、面料表面沥沥青膜越厚青膜越厚 越小越小 图图图图 沥青用量沥青用量沥青用量沥青用量q-Cq-C及及及及q-q-关系图关系图关系图关系图沥青用量沥青用量(q)(%)C=f(q)C=f(q)a.a.a.a.矿料化学性质的影响矿料化学性质的影响矿料化学性质的影响矿料化学性质的影响矿料矿料矿料化学性质不同矿料化学性质不同碱碱 性性 SiO252%中中 性性SiO2=52%-65%酸酸 性性SiO2 65%矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质起重要矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质起重要矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质起重要矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质起重要的作用的作用的作用的作用

22、。3 3）矿粉的品种与用量）矿粉的品种与用量矿质混合料矿质混合料名称名称干燥抗压强干燥抗压强度度 (KN)浸水后抗压浸水后抗压强度强度（KN）浸水后强度浸水后强度降低降低（%）石灰石质石灰石质205818938.01石英石质石英石质117691722.08矿料化学性质的影响矿料化学性质的影响原因分析：原因分析：碱性石料与沥青酸酐产生化学吸附碱性石料与沥青酸酐产生化学吸附碱性石料与沥青酸酐产生化学吸附碱性石料与沥青酸酐产生化学吸附形成的吸附形成的吸附形成的吸附形成的吸附溶剂化膜发育完善溶剂化膜发育完善溶剂化膜发育完善溶剂化膜发育完善C C C C大大大大混合料强度高；酸性混合料强度高；酸性混合料

23、强度高；酸性混合料强度高；酸性石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完善石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完善石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完善石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完善C C C C小小小小混合料强度低。混合料强度低。混合料强度低。混合料强度低。c.矿料比面矿料比面（单位质量矿料的表面积）影响（单位质量矿料的表面积）影响:沥沥青用量一定，青用量一定，矿矿料比面料比面结结构构沥沥青多青多Cb.矿料颗粒间的联结形式矿料颗粒间的联结形式矿粉对涂敷于周围的沥青矿粉对涂敷于周围的沥青分子有吸附作用，使沥青分子有吸附作用，使沥青在矿粉表面产生化学组分在矿粉表面产生化学组分的重排，形成一层的重

24、排，形成一层扩散结扩散结构膜构膜，膜内膜内结构沥青结构沥青 膜外膜外自由沥青自由沥青结构沥青的粘聚力大于自结构沥青的粘聚力大于自由沥青由沥青试验试验方法方法车辙试验车辙试验三轴试验法三轴试验法维姆稳定度法维姆稳定度法马歇尔试验马歇尔试验三、沥青混合料的技术性质三、沥青混合料的技术性质定义：定义：沥青混合料在高温沥青混合料在高温条件下，承受多次重复荷载条件下，承受多次重复荷载不产生过大的累积塑性变形不产生过大的累积塑性变形的性质。经长期荷载作用不的性质。经长期荷载作用不产生车辙、波浪等现象的性产生车辙、波浪等现象的性质。质。影响因素：影响因素：沥青粘度、沥沥青粘度、沥青与石料相互作用特征、矿青与

25、石料相互作用特征、矿料性质。料性质。1.高温稳定性高温稳定性马歇尔试验指标马歇尔试验指标马歇尔稳定度马歇尔稳定度MS：最大的破坏荷载（最大的破坏荷载（kN）。）。流值流值FL：最大破坏荷载时的垂直变形（最大破坏荷载时的垂直变形（0.1mm）。）。马马歇歇尔尔模数模数T：稳稳定度除以流定度除以流值值的商。的商。动稳定度动稳定度(车辙车辙)试验试验300mm300mm50mm的标准试件，在的标准试件，在60的温度条件下，以的温度条件下，以一定荷载的轮子（轮压一定荷载的轮子（轮压0.7 MPa），在同一轨迹上作一定时间），在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形的反复行

26、走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所所需试验车轮行走的次数。需试验车轮行走的次数。热拌沥青马歇尔试验指标热拌沥青马歇尔试验指标试验项目试验项目沥青混合料类型沥青混合料类型高速公路、高速公路、一级公路、一级公路、城市快速道、城市快速道、主干道主干道其它等级其它等级过路与城过路与城市道路市道路行人道行人道路路稳定度（稳定度（MS），），KN型沥青混凝土型沥青混凝土型沥青混凝土、抗滑表层型沥青混凝土、抗滑表层7.55.05.04.03.0流值（流值（FL），），0.1mm型沥青混凝土型沥青混凝土型沥青混凝土、抗滑表层型沥青混凝土、抗滑表层20402040204520452050空隙率（空

27、隙率（VV），），型沥青混凝土型沥青混凝土型沥青混凝土、抗滑表层型沥青混凝土、抗滑表层沥青碎石沥青碎石3641010354101025沥青饱和度（沥青饱和度（VFA），），型沥青混凝土型沥青混凝土型沥青混凝土、抗滑表层型沥青混凝土、抗滑表层沥青碎石沥青碎石7085607540607085607540607590残留稳定度（残留稳定度（MS0），），型沥青混凝土型沥青混凝土型沥青混凝土、抗滑表层型沥青混凝土、抗滑表层7570757075 定义定义定义定义：温度较低时沥青混合料抵抗收缩变形，不产生温度较低时沥青混合料抵抗收缩变形，不产生开裂的性质。开裂的性质。沥青路面裂纹原因：沥青路面裂纹原因：沥

28、青路面裂纹原因：沥青路面裂纹原因：重复荷载重复荷载 疲劳开裂疲劳开裂 低温脆化低温脆化 变形能力变形能力开裂开裂 低温收缩低温收缩 +影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：沥青质量及用量，矿料级配等沥青质量及用量，矿料级配等2.低温抗裂性低温抗裂性p定定定定 义义义义:沥青混合料抵抗长时间的大气因素的反复作用沥青混合料抵抗长时间的大气因素的反复作用和行车荷载作用的能力。和行车荷载作用的能力。p影响因素影响因素影响因素影响因素:沥沥青的化学性青的化学性质质矿矿料成分料成分沥沥青混合料的青混合料的组组成成结结构构沥沥青用量青用量例如：例如：沥沥青用量少青用量少0.5%0.5%Vv Vv 混合料的

29、混合料的寿命降低一年。寿命降低一年。3.耐久性耐久性p改善耐久性的措施改善耐久性的措施改善耐久性的措施改善耐久性的措施:采用坚固矿料采用坚固矿料提高混合料的密实度提高混合料的密实度选用细粒密级配沥青混合料选用细粒密级配沥青混合料增加沥青用量等增加沥青用量等p试验试验试验试验：加速老化试验加速老化试验加速老化试验加速老化试验、马歇尔试验马歇尔试验马歇尔试验马歇尔试验p指标：耐久性可由下列指标来评价：指标：耐久性可由下列指标来评价：指标：耐久性可由下列指标来评价：指标：耐久性可由下列指标来评价：空隙率空隙率饱和度（沥青填隙率）饱和度（沥青填隙率）残留稳定度残留稳定度3.耐久性耐久性影响因素：影响因

30、素：影响因素：影响因素：矿料表面结构、级配、混合料组成及沥青用量。矿料表面结构、级配、混合料组成及沥青用量。改善措施：改善措施：改善措施：改善措施：选用耐磨石料，对磨耗率及冲击值有一定要选用耐磨石料，对磨耗率及冲击值有一定要求。求。注意，硬质石料往往属于酸性石料，需加抗注意，硬质石料往往属于酸性石料，需加抗剥离剂。剥离剂。控制沥青用量：沥青用量控制沥青用量：沥青用量q表面平滑表面平滑 抗滑性抗滑性 BackBack4.抗滑性抗滑性改善措施：改善措施：改善措施：改善措施：添加抗剥落剂添加抗剥落剂 采用碱性集料，提高沥青与集料的粘附性采用碱性集料，提高沥青与集料的粘附性 采用密实结构以减小空隙率采

31、用密实结构以减小空隙率 用消石灰粉取代部分矿粉用消石灰粉取代部分矿粉BackBack5.水稳定性水稳定性影响因素：影响因素：矿料级配：适当级配不易产生离析现象矿料级配：适当级配不易产生离析现象沥青粘度及用量沥青粘度及用量气温及施工条件气温及施工条件BackBack6.施工和易性施工和易性四、热拌沥青混合料（四、热拌沥青混合料（HMA）的配合比设计）的配合比设计任务任务：确定粗集料、细集料、矿粉和沥青等材：确定粗集料、细集料、矿粉和沥青等材料相互配合的最佳组成比例，是沥青混合料的各料相互配合的最佳组成比例，是沥青混合料的各项指标既达到工程要求，又符合经济性原则。项指标既达到工程要求，又符合经济性

32、原则。步骤步骤：目标配合比设计：目标配合比设计生产配合比设计生产配合比设计生生产配合比验证产配合比验证内容内容：矿料组成设计；沥青最佳用量的确定：矿料组成设计；沥青最佳用量的确定 （一）目标配合比设计（一）目标配合比设计1.矿质混合料组成设计矿质混合料组成设计 确定沥青混合料类型；确定沥青混合料类型；确定矿质混合料的级配范围（查表确定矿质混合料的级配范围（查表10-6）；）；检测组成材料的原始数据；检测组成材料的原始数据；计算矿质混合料配合比（计算矿质混合料配合比（试算法试算法和和图解法图解法）。）。沥青路面各层的沥青混合料类型（方孔筛系列）沥青路面各层的沥青混合料类型（方孔筛系列）结构结构层

33、次层次高速公路、一级公路、城高速公路、一级公路、城市快速路、主干路市快速路、主干路其它等级公路其它等级公路一般城市道路及其一般城市道路及其它道路工程它道路工程三层式沥青三层式沥青混凝土路面混凝土路面两层式沥青两层式沥青混凝土路面混凝土路面沥青混凝沥青混凝土路面土路面沥青碎沥青碎石路面石路面沥青混凝沥青混凝土路面土路面沥青碎沥青碎石路面石路面上面层上面层AC-13AC-16AC-20AC-13AC-16AC-13AC-16AM-13AC-5AC-10AC-23AM-5AM-10中面层中面层AC-20AC-25下面层下面层AC-25AC-30AC-20AC-25AC-30AC-20AC-25AC-

34、30AM-25AM-30AM-25AM-30AC-20AC-25AM-25AM-30AM-25AM-30AM-40 2.沥青最佳用量（沥青最佳用量（OAC）的确定）的确定查表并根据经验估计适宜的沥青用量查表并根据经验估计适宜的沥青用量（油石比）（油石比）；以估计沥青用量为中值，按以估计沥青用量为中值，按0.5间隔变化，取间隔变化，取5个不个不同的沥青用量，拌和均匀，制成马歇尔试件；同的沥青用量，拌和均匀，制成马歇尔试件；测定试件的测定试件的密度密度，计算出，计算出空隙率空隙率、沥青沥青饱和度饱和度、矿料、矿料间隙率间隙率等，并进行体积组成分析；等，并进行体积组成分析；进行马歇尔试验，测定马歇尔

35、进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度稳定度和和流值流值；以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标，分别绘制沥青用量与它们的稳定度、流值为纵坐标，分别绘制沥青用量与它们的关系图；关系图；马歇尔试验法马歇尔试验法沥青混合料技术指标与沥青用量关系图沥青混合料技术指标与沥青用量关系图 从图中分别取相应于从图中分别取相应于密度最大值密度最大值、稳定度最大值稳定度最大值和和规定空隙规定空隙率范围中值率范围中值的沥青用量的沥青用量a1、a2和和a3，计算最佳沥青用量初始值，计算最佳沥青用量初始值OAC1。从图中分别取规定从图中分别取规定

36、稳定度稳定度、流值流值、饱和度饱和度和和空隙率空隙率范围（表范围（表10-7），确定相应的沥青用量范围，取各沥青用量范围的共同），确定相应的沥青用量范围，取各沥青用量范围的共同部分，即为沥青最佳用量范围部分，即为沥青最佳用量范围OACmin OACmax,求其中值求其中值OAC2。按按OAC1在图中求取各项指标，若各指标符合规定在图中求取各项指标，若各指标符合规定要求，则由要求，则由OAC1和和OAC2综合确定最佳沥青用量综合确定最佳沥青用量OAC（可取两者中值）；若不符合，则调整重做，（可取两者中值）；若不符合，则调整重做，直至符合。直至符合。按最佳沥青用量按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件

37、和车辙试验试制作马歇尔试件和车辙试验试件，进行件，进行水稳定性检验水稳定性检验和和高温稳定性（车辙）检验高温稳定性（车辙）检验。（二）生产配合比设计（二）生产配合比设计取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量0.3%这三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比这三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量，供试拌试铺使用。的最佳沥青用量，供试拌试铺使用。（三）生产配合比验证（三）生产配合比验证生产配合比确定后需要铺试验路段，并用拌合的沥青混生产配合比确定后需要铺试验路段，并用拌合的沥青混合料进行马歇尔试验，同时钻芯取样，以检验生产配合

38、比，合料进行马歇尔试验，同时钻芯取样，以检验生产配合比，如符合标准要求，则整个配合比设计完成；否则还需调整。如符合标准要求，则整个配合比设计完成；否则还需调整。课后作业课后作业 从石油沥青的组分说明石油沥青三大指标之间的相从石油沥青的组分说明石油沥青三大指标之间的相互关系。互关系。为何要对石油沥青改性？叙述石油沥青改性的方法。为何要对石油沥青改性？叙述石油沥青改性的方法。沥青混合料按其组成结构可分为哪几种类型？各种沥青混合料按其组成结构可分为哪几种类型？各种结构类型的沥青混合料各有什么优缺点？结构类型的沥青混合料各有什么优缺点？影响沥青混合料粘结力的因素有哪些？影响沥青混合料粘结力的因素有哪些？叙述沥青混合料的主要技术指标。叙述沥青混合料的主要技术指标。Chapter 10