第九章瀝青和瀝青混合料1

1、瀝青的定義：瀝青的定義：一系列分子量不等的高分子一系列分子量不等的高分子 聚合聚合物組成的有機(jī)混合物質(zhì)。物組成的有機(jī)混合物質(zhì)。瀝青的分類：瀝青的分類：地瀝青、焦油瀝青地瀝青、焦油瀝青瀝青特點(diǎn)：瀝青特點(diǎn)： 粘結(jié)性、塑性、憎水性、不透水性粘結(jié)性、塑性、憎水性、不透水性 不導(dǎo)電性、耐蝕性不導(dǎo)電性、耐蝕性瀝青的應(yīng)用：瀝青的應(yīng)用：道路工程、防水工程、防腐工程道路工程、防水工程、防腐工程 生產(chǎn)生產(chǎn): : 石油石油渣油渣油瀝青瀝青再加工再加工輕質(zhì)油輕質(zhì)油潤(rùn)滑油潤(rùn)滑油提煉提煉分類：分類： 按原油基屬：按原油基屬：石蠟基石蠟基、環(huán)烷基、中間基、環(huán)烷基、中間基 按加工方式：直餾、蒸餾、氧化、裂化、酸洗等按加工方式

2、：直餾、蒸餾、氧化、裂化、酸洗等 按狀態(tài)：粘稠瀝青、液體瀝青按狀態(tài)：粘稠瀝青、液體瀝青 按用途：按用途： 道路石油瀝青道路石油瀝青 建筑石油瀝青建筑石油瀝青 普通石油瀝青普通石油瀝青 三組分分析法（溶解三組分分析法（溶解- -稀釋法）稀釋法） 油分：黃色液體，賦予瀝青流動(dòng)性。油分：黃色液體，賦予瀝青流動(dòng)性。 樹脂：褐色粘稠體，賦予瀝青塑性和粘結(jié)性樹脂：褐色粘稠體，賦予瀝青塑性和粘結(jié)性 地瀝青質(zhì)：黑色固體，賦予瀝青溫度穩(wěn)定性地瀝青質(zhì)：黑色固體，賦予瀝青溫度穩(wěn)定性 石蠟：有害組叢石蠟：有害組叢 四組分分析法四組分分析法 飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)組叢組叢： 瀝青中物理

3、力學(xué)性質(zhì)相近的成分瀝青中物理力學(xué)性質(zhì)相近的成分結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)： 結(jié)構(gòu)形式結(jié)構(gòu)形式: :膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu) 膠體結(jié)構(gòu)類型膠體結(jié)構(gòu)類型: : 溶膠型結(jié)構(gòu)溶膠型結(jié)構(gòu) - - 油分樹脂多油分樹脂多, ,地瀝青質(zhì)少地瀝青質(zhì)少 凝膠型結(jié)構(gòu)凝膠型結(jié)構(gòu) - - 油分樹脂少油分樹脂少, ,地瀝青質(zhì)多地瀝青質(zhì)多 溶凝膠型結(jié)構(gòu)溶凝膠型結(jié)構(gòu) - - 三者適中三者適中 土木工程常用瀝青結(jié)構(gòu)土木工程常用瀝青結(jié)構(gòu) 膠體結(jié)構(gòu)劃分依據(jù)膠體結(jié)構(gòu)劃分依據(jù): :針入度指數(shù)針入度指數(shù) 指標(biāo)：指標(biāo)： 粘稠瀝青：粘稠瀝青：針入度（針入度（0.10.1mmmm）,P,P（2525，100g100g，5s5s） 液體瀝青：粘度（液體瀝青：粘度（s

4、s），），C Cd dT T 針入度針入度、粘度、粘度粘性小粘性小1 1、粘性（粘滯性）、粘性（粘滯性）定義：定義：瀝青內(nèi)部阻礙其發(fā)生相對(duì)流動(dòng)的性質(zhì)瀝青內(nèi)部阻礙其發(fā)生相對(duì)流動(dòng)的性質(zhì)影響因素：影響因素：地瀝青質(zhì)地瀝青質(zhì)，油份，油份粘滯性粘滯性 溫度溫度粘滯性粘滯性 定義：定義：在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞的能力在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞的能力影響因素：影響因素： 油分、樹脂含量油分、樹脂含量塑性塑性 溫度溫度塑性塑性指標(biāo)：延度（指標(biāo)：延度（mmmm） 延度大延度大 塑性好塑性好定義：定義：粘性和塑性隨溫度升降而變化的性能粘性和塑性隨溫度升降而變化的性能 T Tg g T Tm m 脆化點(diǎn)脆化點(diǎn)

5、 軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)T T 溫度溫度 玻璃態(tài)玻璃態(tài) 高彈態(tài)高彈態(tài) 粘流態(tài)粘流態(tài)改善：改善：增塑劑、橡膠、樹脂、填料增塑劑、橡膠、樹脂、填料指標(biāo)：指標(biāo)：軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)T Tm m 、脆化點(diǎn)脆化點(diǎn)T Tg g影響因素：影響因素：地瀝青質(zhì)地瀝青質(zhì)、油份樹脂、油份樹脂 T Tg g 、T Tm m實(shí)際要求：軟化點(diǎn)高，脆化點(diǎn)低。實(shí)際要求：軟化點(diǎn)高，脆化點(diǎn)低。針入度指數(shù)針入度指數(shù) 評(píng)價(jià)原理：針入度（評(píng)價(jià)原理：針入度（P）隨溫度變化（）隨溫度變化（T）而變化）而變化 lgP=AT+K A針入度針入度-溫度敏感系數(shù)溫度敏感系數(shù) A值的計(jì)算原理：已知直線上兩點(diǎn)，即可求得值的計(jì)算原理：已知直線上兩點(diǎn)，即可求得斜率值。斜率

6、值。 缺陷：缺陷：A值為小數(shù)，應(yīng)用不方便。值為小數(shù)，應(yīng)用不方便。針入度指數(shù)（針入度指數(shù)（PI）概念的建立）概念的建立 原理：以針入度指數(shù)原理：以針入度指數(shù)PI表示瀝青的溫度敏感表示瀝青的溫度敏感性，假設(shè)性，假設(shè)20為最佳值，為最佳值，-10為最差值。則：為最差值。則： （20-PI）/ /（PI+10）可評(píng)價(jià)溫度敏感性）可評(píng)價(jià)溫度敏感性針入度指數(shù)的計(jì)算：針入度指數(shù)的計(jì)算： PI=30/ /（1+50A）-10 針入度指數(shù)與瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型：針入度指數(shù)與瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型： PI2，凝膠結(jié)構(gòu)，凝膠結(jié)構(gòu) PI-2，溶膠結(jié)構(gòu)，溶膠結(jié)構(gòu) -2 PI 2，溶凝膠結(jié)構(gòu)，溶凝膠結(jié)構(gòu)土木工程用瀝青針入度指數(shù)的選

7、擇土木工程用瀝青針入度指數(shù)的選擇： 道路瀝青：道路瀝青： 通常：通常： -2 PI 路面：路面：-1 PI 1， 0.5 PI 1 灌漿材料：灌漿材料： -3 PI 1 膠結(jié)劑：膠結(jié)劑： -2 PI 5PI越大，高溫穩(wěn)定性越好。低溫性能需做改越大，高溫穩(wěn)定性越好。低溫性能需做改性處理性處理定義：定義： 石油瀝青與其他材料界面粘結(jié)性能或抗剝石油瀝青與其他材料界面粘結(jié)性能或抗剝落的能力。落的能力。影響因素：影響因素： 瀝青的組叢、被粘結(jié)材料的表面物理、化瀝青的組叢、被粘結(jié)材料的表面物理、化學(xué)性質(zhì)學(xué)性質(zhì)評(píng)價(jià)方法：評(píng)價(jià)方法： 13.2mm骨料，水煮法骨料，水煮法 13.2mm骨料，水浸法骨料，水浸法定

8、義：定義： 瀝青在光、熱、水、氣等環(huán)境因素作用下抵瀝青在光、熱、水、氣等環(huán)境因素作用下抵抗老化的性質(zhì)?？估匣男再|(zhì)。老化原因：老化原因： 油分油分 樹脂樹脂地瀝青質(zhì)地瀝青質(zhì)老化結(jié)果：老化結(jié)果： 變硬、變脆、易開裂變硬、變脆、易開裂評(píng)價(jià)方法：評(píng)價(jià)方法： 蒸發(fā)質(zhì)量損失率、加熱前后針入度比、加蒸發(fā)質(zhì)量損失率、加熱前后針入度比、加熱前后延度變化熱前后延度變化定義：定義：石油瀝青在加熱使用時(shí)，不易發(fā)生閃火或石油瀝青在加熱使用時(shí)，不易發(fā)生閃火或燃火的性質(zhì)燃火的性質(zhì)。評(píng)價(jià)指標(biāo)：評(píng)價(jià)指標(biāo)： 閃點(diǎn)：閃點(diǎn)： 燃點(diǎn)：燃點(diǎn)：溶膠型結(jié)構(gòu)溶膠型結(jié)構(gòu)粘性粘性軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)延度延度針入度針入度塑性塑性耐熱性耐熱性油分油分樹脂樹

9、脂地瀝青質(zhì)地瀝青質(zhì)1 1、分類、分類道路、建筑、普通石油瀝青道路、建筑、普通石油瀝青2 2、標(biāo)號(hào)、標(biāo)號(hào) 按按針入度針入度劃分，并保證其他性能劃分，并保證其他性能標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)粘性粘性軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)延度延度針入度針入度塑性塑性耐熱性耐熱性3 3、選用依據(jù)、選用依據(jù)： 工程性質(zhì)、施工方法、環(huán)境溫度工程性質(zhì)、施工方法、環(huán)境溫度4 4、應(yīng)用：、應(yīng)用：道路石油瀝青道路石油瀝青 拌制混凝土、用于路面拌制混凝土、用于路面 和地坪，或防水防潮工程和地坪，或防水防潮工程建筑石油瀝青建筑石油瀝青 建筑防水、防腐建筑防水、防腐普通石油瀝青普通石油瀝青 性能較差，少用性能較差，少用u1 1、改性的目的、改性的目的改善性能，延

10、長(zhǎng)使用壽命改善性能，延長(zhǎng)使用壽命u屋面防水屋面防水：高溫不流淌，抗老化，抗低溫脆斷。：高溫不流淌，抗老化，抗低溫脆斷。u路面工程路面工程：高溫抗剪強(qiáng)度高、不擁包、推移、抗：高溫抗剪強(qiáng)度高、不擁包、推移、抗車轍等永久變形；抗低溫開裂；抗老化；較強(qiáng)的車轍等永久變形；抗低溫開裂；抗老化；較強(qiáng)的粘附性、抗疲勞應(yīng)力、抗滑等。粘附性、抗疲勞應(yīng)力、抗滑等。 四、瀝青的改性及應(yīng)用四、瀝青的改性及應(yīng)用u 2、常用的改性劑常用的改性劑u 高聚物高聚物如樹脂類、橡膠類和樹脂如樹脂類、橡膠類和樹脂橡膠合金共橡膠合金共聚物。聚物。u 微填料微填料炭黑、高鈣粉煤灰、或火山灰、頁巖粉炭黑、高鈣粉煤灰、或火山灰、頁巖粉等，采

11、用的微填料應(yīng)經(jīng)活化、芳化等預(yù)處理，否則反等，采用的微填料應(yīng)經(jīng)活化、芳化等預(yù)處理，否則反而會(huì)劣化瀝青性能。而會(huì)劣化瀝青性能。u 纖維類纖維類聚乙烯纖維、聚酯纖維等人工合成纖維聚乙烯纖維、聚酯纖維等人工合成纖維和礦質(zhì)石棉纖維等。和礦質(zhì)石棉纖維等。u 硫磷硫磷改性劑改性劑硫在瀝青中能提高瀝青的高溫抗變硫在瀝青中能提高瀝青的高溫抗變形能力，具有所謂形能力，具有所謂“硫橋硫橋”作用，摻加低劑量（作用，摻加低劑量（0.50.51.0%1.0%）即有明顯效果。）即有明顯效果。 樹脂樹脂 耐寒性、耐熱性、粘性耐寒性、耐熱性、粘性 瀝青瀝青 橡膠橡膠 高溫變形性高溫變形性 低溫柔順性低溫柔順性 填料填料 粘性、

12、耐熱性、溫度穩(wěn)定性粘性、耐熱性、溫度穩(wěn)定性 3 3、改性瀝青的效果、改性瀝青的效果我國(guó)房屋建筑防水現(xiàn)狀我國(guó)房屋建筑防水現(xiàn)狀防水措施防水措施卷材卷材涂料涂料應(yīng)用率應(yīng)用率,%,%60601010項(xiàng)目項(xiàng)目工程部位工程部位防水措施防水措施屋屋面面浴浴廁廁卷卷材材涂涂料料剛性剛性屋面屋面滲漏率滲漏率,%,%35353939313144443939屋面防水等級(jí)屋面防水等級(jí)等級(jí)等級(jí)建筑種類建筑種類防水年限防水年限特殊重要民用建筑特殊重要民用建筑特殊防水工業(yè)建筑特殊防水工業(yè)建筑2525重要工民建重要工民建, ,高層建筑高層建筑1515一般工業(yè)與民用建筑一般工業(yè)與民用建筑1010非永久性建筑非永久性建筑5 51

13、999年全國(guó)銷售量年全國(guó)銷售量 瀝青瀝青防水卷材：防水卷材： 萬平方米萬平方米改性瀝青改性瀝青防水卷材：防水卷材：5600萬平方米萬平方米 高分子高分子防水卷材：防水卷材：3100萬平方米萬平方米 應(yīng)用一應(yīng)用一 防水卷材防水卷材一、瀝青一、瀝青 防水卷材防水卷材油氈：油氈：防水防水 高軟化點(diǎn)瀝青，高軟化點(diǎn)瀝青， 胎體胎體 油紙、玻璃纖維布，油紙、玻璃纖維布， 防粘隔離防粘隔離 滑石粉、云母片?；?、云母片。優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：防水性能較好、資源豐富、價(jià)格低廉。防水性能較好、資源豐富、價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：低溫脆裂、高溫流淌，低溫脆裂、高溫流淌，抗拉強(qiáng)度低，延伸率小，抗拉強(qiáng)度低，延伸率小， 熱施工毒氣

14、大，耐久性差。熱施工毒氣大，耐久性差。 主要品種主要品種 國(guó)內(nèi)銷售量比例國(guó)內(nèi)銷售量比例SBSSBS改性瀝青防水卷材改性瀝青防水卷材 8 8APPAPP改性瀝青防水卷材改性瀝青防水卷材 2 21 1、SBSSBS改性瀝青防水卷材改性瀝青防水卷材防水防水 苯乙烯苯乙烯丁二烯嵌段共聚物丁二烯嵌段共聚物( (SBS)SBS) 橡膠改性石油瀝青橡膠改性石油瀝青胎體胎體 瀝青浸漬聚脂纖維無紡布，瀝青浸漬聚脂纖維無紡布，防粘隔離防粘隔離 細(xì)沙、礦物粒片、聚乙烯膜細(xì)沙、礦物粒片、聚乙烯膜優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：9090高溫不流淌、高溫不流淌、-20-20低溫不脆裂、低溫不脆裂、 抗拉強(qiáng)度高抗拉強(qiáng)度高(600N) (600

15、N) 、延伸率大、延伸率大(30%) (30%) 、 優(yōu)異的彈性、常溫施工。優(yōu)異的彈性、常溫施工。2 2、APPAPP改性瀝青防水卷材改性瀝青防水卷材防水防水 無規(guī)聚丙烯無規(guī)聚丙烯(APP)(APP)改性石油瀝青改性石油瀝青胎體胎體 瀝青浸漬的聚脂纖維無紡布，瀝青浸漬的聚脂纖維無紡布，防粘隔離防粘隔離 細(xì)沙、礦物粒片、聚乙烯膜細(xì)沙、礦物粒片、聚乙烯膜優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：-10-10低溫不脆裂、低溫不脆裂、120120高溫不流淌高溫不流淌 抗拉強(qiáng)度高抗拉強(qiáng)度高(600N)(600N)、延伸率大、延伸率大(30%)(30%)、優(yōu)良的耐老化性、常溫施工。優(yōu)良的耐老化性、常溫施工。1999年全國(guó)銷售量年全國(guó)銷

16、售量三元乙丙橡膠三元乙丙橡膠防水卷材：防水卷材：400萬平方米萬平方米氯化聚乙烯氯化聚乙烯防水卷材：防水卷材：800萬平方米萬平方米聚乙烯丙綸復(fù)合聚乙烯丙綸復(fù)合防水卷材：防水卷材：750萬平方米萬平方米聚氯乙烯聚氯乙烯防水卷材：防水卷材：300萬平方米萬平方米橡塑共混橡塑共混防水卷材：防水卷材：400萬平方米萬平方米1 1、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)(PVC)防水卷材防水卷材 產(chǎn)品：產(chǎn)品：以增塑聚氯乙烯為基料的塑性卷材以增塑聚氯乙烯為基料的塑性卷材 特性：特性：強(qiáng)度高強(qiáng)度高(10(10MPaMPa) ) 延伸率大延伸率大(200%)(200%) 耐低溫耐低溫(-20)(-20)、耐老化。、耐

17、老化。2 2、三元乙丙橡膠防水卷材、三元乙丙橡膠防水卷材產(chǎn)品：產(chǎn)品：以三元乙丙橡膠為主的防水片材以三元乙丙橡膠為主的防水片材特性：特性：耐老化、高溫、耐低溫耐老化、高溫、耐低溫(-30)(-30)， 抗拉強(qiáng)度較高抗拉強(qiáng)度較高(2.2(2.2MPaMPa) )、 延伸率大延伸率大(200%)(200%)。應(yīng)用應(yīng)用：耐日光、耐腐蝕的屋面或地下工程：耐日光、耐腐蝕的屋面或地下工程 3 3、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡膠共混防水卷材橡膠共混防水卷材產(chǎn)品：產(chǎn)品：以氯化聚乙烯以氯化聚乙烯橡膠共混、橡膠共混、 無織物增強(qiáng)的硫化型防水卷材無織物增強(qiáng)的硫化型防水卷材特性：特性：較高的強(qiáng)度較高的強(qiáng)度(6-7(6-7M

18、PaMPa) )、耐老化，、耐老化， 高延伸率高延伸率(250-400%)(250-400%)、高彈性、高彈性、 低溫柔順性。低溫柔順性。應(yīng)用二應(yīng)用二 防水涂料防水涂料 應(yīng)用：應(yīng)用：復(fù)雜表面復(fù)雜表面 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：膜層厚度難保持均勻一致膜層厚度難保持均勻一致一、瀝青基防水涂料一、瀝青基防水涂料 冷底子油：冷底子油： 瀝青瀝青+ +汽油汽油 乳化瀝青乳化瀝青： 水水+ +乳化劑乳化劑+ +瀝青瀝青 應(yīng)用：應(yīng)用： 瀝青類防水施工打底瀝青類防水施工打底 使親水基層具有憎水表面，利于親水材料使親水基層具有憎水表面，利于親水材料與憎水材料結(jié)合。與憎水材料結(jié)合。u乳化瀝青乳化瀝青將粘稠瀝青加熱至流動(dòng)態(tài)，高速

19、將粘稠瀝青加熱至流動(dòng)態(tài)，高速攪拌，形成微滴，分散在有攪拌，形成微滴，分散在有乳化劑乳化劑+ +穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑的的水中，形成均勻穩(wěn)定的乳狀液。水中，形成均勻穩(wěn)定的乳狀液。應(yīng)用應(yīng)用u 建筑屋面、混凝土地下室和衛(wèi)生間防水。建筑屋面、混凝土地下室和衛(wèi)生間防水。道路工程中，用于修筑路面，拌制瀝青混凝土道路工程中，用于修筑路面，拌制瀝青混凝土或?yàn)r青碎石，拌制加固土?；?yàn)r青碎石，拌制加固土。二、聚合物改性瀝青防水涂料二、聚合物改性瀝青防水涂料 特性特性：柔韌性、抗裂性、拉伸強(qiáng)度、：柔韌性、抗裂性、拉伸強(qiáng)度、 耐高低溫性能、使用壽命好耐高低溫性能、使用壽命好 產(chǎn)品產(chǎn)品：再生橡膠改性、：再生橡膠改性、SBSSBS

20、橡膠改性、橡膠改性、 水乳型氯丁橡膠瀝青防水涂料水乳型氯丁橡膠瀝青防水涂料三、合成高分子防水涂料三、合成高分子防水涂料 成膜物質(zhì)成膜物質(zhì)：合成橡膠、合成樹脂：合成橡膠、合成樹脂 特性特性：高彈性、高耐久、耐高低溫：高彈性、高耐久、耐高低溫 產(chǎn)品產(chǎn)品：聚氨脂防水涂料：聚氨脂防水涂料 有機(jī)硅防水涂料有機(jī)硅防水涂料 應(yīng)用三應(yīng)用三建筑密封材料建筑密封材料一、性能要求一、性能要求 水密性、粘結(jié)性、彈塑性水密性、粘結(jié)性、彈塑性 耐高低溫性、耐老化性耐高低溫性、耐老化性二、分類二、分類 按形態(tài)按形態(tài)不定型的密封膏不定型的密封膏 定型的密封條定型的密封條 按性能按性能彈性、非彈性彈性、非彈性三、密封膏三、密封

21、膏 1 1、瀝青嵌縫油膏、瀝青嵌縫油膏 配制：瀝青配制：瀝青+ +改性材料改性材料+ +稀釋劑稀釋劑+ +填充料填充料 應(yīng)用：填縫、粘結(jié)油氈應(yīng)用：填縫、粘結(jié)油氈 2 2、有機(jī)硅橡膠密封膏（硅酮密封膏）、有機(jī)硅橡膠密封膏（硅酮密封膏） 特性：耐熱、耐寒、耐候、特性：耐熱、耐寒、耐候、 廣譜粘結(jié)性、耐拉壓疲勞好廣譜粘結(jié)性、耐拉壓疲勞好3 3、丙烯酸脂密封膏、丙烯酸脂密封膏 粘結(jié)性好、耐老化、耐腐蝕；粘結(jié)性好、耐老化、耐腐蝕； 彈性、延性較小。彈性、延性較小。四、密封條四、密封條 由塑料、橡膠經(jīng)擠出成型而得由塑料、橡膠經(jīng)擠出成型而得u定義定義 礦物集料與瀝青拌合而成的混合料的總稱。礦物集料與瀝青拌合

22、而成的混合料的總稱。包括瀝青混凝土混合料和瀝青碎石混合料。包括瀝青混凝土混合料和瀝青碎石混合料。 瀝青混凝土混合料瀝青混凝土混合料ACAC適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料與瀝青在嚴(yán)格控制條件下拌合料及填料與瀝青在嚴(yán)格控制條件下拌合壓實(shí)后空隙壓實(shí)后空隙率率10%10%的瀝青混合料。的瀝青混合料。 瀝青碎石混合料瀝青碎石混合料AMAM適當(dāng)比例的粗骨料、細(xì)骨料適當(dāng)比例的粗骨料、細(xì)骨料及少量填料或不摻填料拌合及少量填料或不摻填料拌合壓實(shí)后空隙率壓實(shí)后空隙率10%10%的的瀝青混合料瀝青混合料 瀝青混合料的技術(shù)特點(diǎn)瀝青混合料的技術(shù)特點(diǎn)u物理力學(xué)性能物理力學(xué)性能較高的抵抗荷載的能力、高

23、溫穩(wěn)定較高的抵抗荷載的能力、高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、水穩(wěn)定性性、低溫柔韌性、水穩(wěn)定性u(píng)施工和易性施工和易性平整無接縫、減震吸聲、行車舒適平整無接縫、減震吸聲、行車舒適u交通安全交通安全具一定粗糙度、無強(qiáng)烈反光具一定粗糙度、無強(qiáng)烈反光u耐久性耐久性在環(huán)境光、熱、水、氣等因素作用下保持在環(huán)境光、熱、水、氣等因素作用下保持性能性能瀝青混合料的分類瀝青混合料的分類 按最大粒徑分類按最大粒徑分類（1 1）粗粒式粗粒式瀝青混合料（瀝青混合料（D Dm m為為26.6mm26.6mm或或3131.5mm.5mm）（2 2）中粒式中粒式 （D Dm m為為16 mm 16 mm 或或19 19 mmmm）（3

24、 3）細(xì)粒式細(xì)粒式 （D Dm m為為9.5mm9.5mm或或13.213.2mmmm）（4 4）砂粒式砂粒式瀝青混合料瀝青混合料（D Dm m4.75mm4.75mm） 也稱瀝青石屑或?yàn)r青砂也稱瀝青石屑或?yàn)r青砂 按路面壓實(shí)度分類按路面壓實(shí)度分類u密實(shí)式密實(shí)式瀝青混合料瀝青混合料剩余空隙率剩余空隙率5%5%；u半密實(shí)式半密實(shí)式空隙率為空隙率為5%5%10%10%；u半開式半開式剩余空隙率剩余空隙率10%10%；（瀝青碎石；（瀝青碎石) )u開級(jí)配開級(jí)配剩余空隙率剩余空隙率15%15%；（開式）；（開式）u間斷級(jí)配間斷級(jí)配 按施工溫度分類按施工溫度分類u熱拌熱鋪瀝青混合料熱拌熱鋪瀝青混合料（熱態(tài)

25、拌合、熱態(tài)鋪筑）；（熱態(tài)拌合、熱態(tài)鋪筑）；u常溫瀝青混合料常溫瀝青混合料乳化瀝青、稀釋瀝青，乳化瀝青、稀釋瀝青， （常溫下操作，冷施工）常溫下操作，冷施工）一、瀝青混合料的強(qiáng)度理論和組成結(jié)構(gòu)一、瀝青混合料的強(qiáng)度理論和組成結(jié)構(gòu)1 1、瀝青混合料強(qiáng)度理論、瀝青混合料強(qiáng)度理論 瀝青路面破壞形式瀝青路面破壞形式u高溫時(shí)塑性變形過剩高溫時(shí)塑性變形過?？辜魪?qiáng)度不足抗剪強(qiáng)度不足u低溫脆裂低溫脆裂抗拉強(qiáng)度不足，變形能力差抗拉強(qiáng)度不足，變形能力差因此研究瀝青混合料的因此研究瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度和抗變形能力抗剪強(qiáng)度和抗變形能力。u摩爾摩爾-庫倫包絡(luò)線庫倫包絡(luò)線應(yīng)力圓的公切線應(yīng)力圓的公切線 即為抗剪強(qiáng)度曲線即為抗剪

26、強(qiáng)度曲線 圓柱形試件圓柱形試件三軸剪切試驗(yàn)得到三軸剪切試驗(yàn)得到?jīng)Q定瀝青混合料決定瀝青混合料C與與值的摩爾圓包絡(luò)線值的摩爾圓包絡(luò)線u瀝青混合料的瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度()公式公式tgC 正應(yīng)力（正應(yīng)力（MpaMpa）；）； C C瀝青混合料的粘力（瀝青混合料的粘力（MpaMpa）；）；瀝青混合料的內(nèi)摩擦角。瀝青混合料的內(nèi)摩擦角。粘聚力粘聚力C，內(nèi)摩擦角，內(nèi)摩擦角 抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度2 2影響瀝青混合料強(qiáng)度與穩(wěn)定性的因素影響瀝青混合料強(qiáng)度與穩(wěn)定性的因素 內(nèi)內(nèi) 因因u 瀝青粘度瀝青粘度u 瀝青與礦物的化學(xué)性質(zhì)瀝青與礦物的化學(xué)性質(zhì)u 礦粉比表面（細(xì)度）礦粉比表面（細(xì)度）u 瀝青用量瀝青用量u 集料

27、的級(jí)配類型、粒徑、顆粒狀態(tài)集料的級(jí)配類型、粒徑、顆粒狀態(tài) 瀝青粘度瀝青粘度u 瀝青是膠結(jié)材料，其粘度大，對(duì)集料約束瀝青是膠結(jié)材料，其粘度大，對(duì)集料約束使其嵌鎖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，粘滯阻力大，抗變形能力使其嵌鎖結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，粘滯阻力大，抗變形能力強(qiáng)。因此強(qiáng)。因此 粘聚力粘聚力C 內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角、抗剪強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度 瀝青與礦物的化學(xué)性質(zhì)瀝青與礦物的化學(xué)性質(zhì)u 瀝青與礦物表面形成一層厚度瀝青與礦物表面形成一層厚度0 0的的“結(jié)構(gòu)瀝青結(jié)構(gòu)瀝青”，該瀝青化學(xué)組分重新排列，粘度，該瀝青化學(xué)組分重新排列，粘度，粘聚力，粘聚力，0 0以外的瀝青稱以外的瀝青稱“自由瀝青自由瀝青”。自由瀝青自由瀝青結(jié)構(gòu)瀝青結(jié)構(gòu)瀝青討討 論：

28、論：u 以以“結(jié)構(gòu)瀝青結(jié)構(gòu)瀝青”接觸的兩顆粒，接觸的兩顆粒，粘聚力粘聚力CCu 以以“自由瀝青自由瀝青”接觸的兩顆粒，瀝青混合料接觸的兩顆粒，瀝青混合料粘聚力粘聚力C C較小較小 “結(jié)構(gòu)瀝青結(jié)構(gòu)瀝青” ” 0 0的厚度與礦粉的的厚度與礦粉的化學(xué)性質(zhì)化學(xué)性質(zhì)有關(guān)：有關(guān)： u 瀝青瀝青石灰石粉（堿性集料）界面的石灰石粉（堿性集料）界面的0 0 厚度大厚度大，礦粉之間更有可能通過結(jié)構(gòu)瀝青聯(lián)結(jié)。，礦粉之間更有可能通過結(jié)構(gòu)瀝青聯(lián)結(jié)。u 瀝青瀝青石英粉（酸性集料）界面的石英粉（酸性集料）界面的0 0 厚度小。厚度小。 礦粉比表面（細(xì)度）礦粉比表面（細(xì)度）u瀝青用量一定，礦粉比表面積大，形成的瀝青用量一定，

29、礦粉比表面積大，形成的“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)瀝青瀝青”數(shù)量數(shù)量，瀝青混合料的粘聚力瀝青混合料的粘聚力C C。 礦粉的性質(zhì)和用量對(duì)瀝青混合料的礦粉的性質(zhì)和用量對(duì)瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度影響影響很大很大。摻礦粉的重要性摻礦粉的重要性結(jié)論：結(jié)論：u 配制瀝青混凝土?xí)r，必須摻適量礦粉配制瀝青混凝土?xí)r，必須摻適量礦粉產(chǎn)生產(chǎn)生“結(jié)構(gòu)瀝青結(jié)構(gòu)瀝青”混合料粘結(jié)力混合料粘結(jié)力C C抗剪抗剪強(qiáng)度強(qiáng)度高溫抗變形能力高溫抗變形能力 提高溫度穩(wěn)定性提高溫度穩(wěn)定性 瀝青用量瀝青用量u 瀝青用量適當(dāng)，可形成足夠數(shù)量的瀝青用量適當(dāng)，可形成足夠數(shù)量的“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)瀝青瀝青”，使得粘聚力，使得粘聚力，且礦料之間以，且礦料之間以“結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)瀝青

30、瀝青”連接，此時(shí)，瀝青膠漿有最優(yōu)的粘聚力連接，此時(shí)，瀝青膠漿有最優(yōu)的粘聚力。u 所以在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮所以在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮最佳瀝青用量。最佳瀝青用量。 集料的級(jí)配類型、粒徑和顆粒狀態(tài)集料的級(jí)配類型、粒徑和顆粒狀態(tài)u合理級(jí)配合理級(jí)配顆粒間成嵌鎖結(jié)構(gòu)，摩擦阻力顆粒間成嵌鎖結(jié)構(gòu)，摩擦阻力，近似近似正方體正方體，表面，表面粗糙粗糙的顆粒的顆粒內(nèi)摩擦角內(nèi)摩擦角較強(qiáng)的力學(xué)穩(wěn)定性較強(qiáng)的力學(xué)穩(wěn)定性瀝青混合料抗剪力瀝青混合料抗剪力 外外 因因 溫度溫度瀝青屬熱塑性材料瀝青屬熱塑性材料 溫度溫度，粘聚力，粘聚力CC抗剪強(qiáng)度抗剪強(qiáng)度。 形變速率形變速率CC，抗剪強(qiáng)度，抗剪強(qiáng)度3.3.瀝

31、青混合料的組成結(jié)構(gòu)和性能瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和性能 u三種瀝青混合料的結(jié)構(gòu)常數(shù)不同，穩(wěn)定性有差異。三種瀝青混合料的結(jié)構(gòu)常數(shù)不同，穩(wěn)定性有差異。 1 1、懸浮、懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)密實(shí)結(jié)構(gòu) 連續(xù)型密級(jí)配集料連續(xù)型密級(jí)配集料密實(shí)度高，但各級(jí)集密實(shí)度高，但各級(jí)集料均為次級(jí)集料所隔開，料均為次級(jí)集料所隔開，粗集料粗集料不能互相靠攏不能互相靠攏形成骨架，形成骨架，懸浮懸浮于次級(jí)集料及瀝青膠漿之間。于次級(jí)集料及瀝青膠漿之間。 特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)瀝青多，粘聚力：結(jié)構(gòu)瀝青多，粘聚力C C大，內(nèi)摩阻角大，內(nèi)摩阻角較較小，高溫穩(wěn)定性較差小，高溫穩(wěn)定性較差2 2、骨架、骨架空隙結(jié)構(gòu)空隙結(jié)構(gòu) 集料組成為連續(xù)型開級(jí)配。粒徑遞減系數(shù)

32、大集料組成為連續(xù)型開級(jí)配。粒徑遞減系數(shù)大，粗集料多，細(xì)集料少，甚至沒有。粗集料形，粗集料多，細(xì)集料少，甚至沒有。粗集料形成骨架后，細(xì)集料不能填滿其空隙。成骨架后，細(xì)集料不能填滿其空隙。 特點(diǎn)：特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)瀝青少，粘聚力結(jié)構(gòu)瀝青少，粘聚力C C小小，內(nèi)磨阻角內(nèi)磨阻角高，難以攤鋪壓實(shí)成平整路面。高，難以攤鋪壓實(shí)成平整路面。3 3、密實(shí)、密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)骨架結(jié)構(gòu) 集料組成采用間斷級(jí)配。粗集料形成骨架集料組成采用間斷級(jí)配。粗集料形成骨架后，相當(dāng)數(shù)量的細(xì)集料填滿其空間。后，相當(dāng)數(shù)量的細(xì)集料填滿其空間。 特點(diǎn)特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)瀝青多，粘聚力：結(jié)構(gòu)瀝青多，粘聚力C C較高，內(nèi)磨較高，內(nèi)磨阻角阻角較高，可攤鋪成結(jié)構(gòu)密實(shí)、表

33、面平整、較高，可攤鋪成結(jié)構(gòu)密實(shí)、表面平整、物理力學(xué)性能比較穩(wěn)定的路面。物理力學(xué)性能比較穩(wěn)定的路面。二、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)二、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)和標(biāo)準(zhǔn)u 路面瀝青混合料要求具備的技術(shù)性質(zhì)路面瀝青混合料要求具備的技術(shù)性質(zhì) 力學(xué)強(qiáng)度力學(xué)強(qiáng)度承受交通荷載，抗高溫變形，低承受交通荷載，抗高溫變形，低溫脆裂溫脆裂； 耐久性耐久性抵抗自然因素作用抵抗自然因素作用； 抗滑性抗滑性交通安全交通安全； 施工和易性施工和易性攤鋪和壓實(shí)攤鋪和壓實(shí)1 1、高溫穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性定義：高溫條件下承受重復(fù)荷載沒有很大變形（定義：高溫條件下承受重復(fù)荷載沒有很大變形（6060夏季溫度不產(chǎn)生車轍、擁包和波浪）。夏季溫度

34、不產(chǎn)生車轍、擁包和波浪）。 評(píng)價(jià)方法：評(píng)價(jià)方法： (1)(1)馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn) (2)(2)車轍試驗(yàn)車轍試驗(yàn)(1)(1)馬歇爾穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度三項(xiàng)指標(biāo)三項(xiàng)指標(biāo)101.6101.663.5mm63.5mm圓柱體試件圓柱體試件u穩(wěn)定度（穩(wěn)定度（MSMS）規(guī)定溫度和加荷速率時(shí)破壞規(guī)定溫度和加荷速率時(shí)破壞荷載（荷載（kNkN）；）；u流值（流值（FLFL）破壞時(shí)，試件的垂直變形（破壞時(shí)，試件的垂直變形（0.10.1mmmm）；）；u馬歇爾模數(shù)（馬歇爾模數(shù)（T T） （kNkN/mm/mm） FLMST10（2 2）車轍試驗(yàn)）車轍試驗(yàn)高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干路高速公路、一級(jí)

35、公路、城市快速路、主干路要求此項(xiàng)試驗(yàn)。要求此項(xiàng)試驗(yàn)。u 試件試件： mmmmu 溫度溫度： 6060u 方法方法：車輪反復(fù)行走。：車輪反復(fù)行走。50300300u指標(biāo)：動(dòng)穩(wěn)定度（指標(biāo)：動(dòng)穩(wěn)定度（DSDS） 試件變形試件變形1mm1mm深時(shí)，車輪行走次數(shù)。深時(shí)，車輪行走次數(shù)。GBJ50092-96GBJ50092-96規(guī)定規(guī)定u6060時(shí)動(dòng)穩(wěn)定度時(shí)動(dòng)穩(wěn)定度 DSDS 800800次次/ /mmmm 高速公路，城市快速路高速公路，城市快速路 DSDS 600600次次/ /mmmm 一級(jí)公路、城市主干道一級(jí)公路、城市主干道21121242)(CCddttDS2 2、低溫抗裂性、低溫抗裂性u(píng)定義：定

36、義：瀝青混合料抵抗低溫開裂的能力。瀝青混合料抵抗低溫開裂的能力。 目前末列入技術(shù)指標(biāo)，簡(jiǎn)單評(píng)估。目前末列入技術(shù)指標(biāo)，簡(jiǎn)單評(píng)估。3 3、耐久性、耐久性u(píng)定義：定義：抵抗自然因素和車載長(zhǎng)期作用，保持原抵抗自然因素和車載長(zhǎng)期作用，保持原有性能的能力。有性能的能力。 瀝青老化、集料破壞、水導(dǎo)致瀝青與集瀝青老化、集料破壞、水導(dǎo)致瀝青與集料粘附性降低而出現(xiàn)剝落料粘附性降低而出現(xiàn)剝落 u試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法：浸水馬歇爾試驗(yàn)：浸水馬歇爾試驗(yàn) 浸水車轍試驗(yàn)浸水車轍試驗(yàn) u評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)指標(biāo)：殘留穩(wěn)定度：殘留穩(wěn)定度MSMS0 0（% %）、空隙率）、空隙率VV VV 、飽和度、飽和度VFA VFA 、礦料間隙率、礦料間隙率VMA VMA 。耐久性影響因素耐久性影響因素 化