一級(jí)建造師市政考試參考道路之瀝青及瀝青混合料.ppt課件

1、 瀝青及瀝青混合料7.1 瀝青材料 7.1.1石油瀝青（Petroleum asphalt） 7.1.2瀝青的主要性質(zhì)及其測(cè)試方法 7.1.3瀝青的摻配改性及主要瀝青制品7.2 瀝青混合料 7.2.1 瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)及其對(duì)性能的影響 7.2.2 瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì) 7.2.3 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)定義：瀝青材料是由一些極其復(fù)雜的高分子的碳?xì)浠衔锖瓦@些碳?xì)浠衔锏姆墙饘伲ㄑ?、硫，氮）的衍生物所組成的混合物。瀝青asphalt地瀝青天然瀝青native asphalt由地表或巖石中直接采集、提煉加工后得到的瀝青石油瀝青Bitumen (petroleum asphalt)由提煉石油的殘留

2、物制得的瀝青，其中包含石油中所有的重組份。焦油瀝青頁(yè)巖瀝青由頁(yè)巖焦油蒸餾后的殘留物制取的瀝青煤瀝青由煤焦油蒸餾后的殘留物制取的瀝青7.1瀝青材料7.1.1石油瀝青1.石油瀝青的組分和結(jié)構(gòu)（1）石油瀝青的組分將瀝青中化學(xué)成分及性質(zhì)極為接近，并且與物理力學(xué)性質(zhì)有一定關(guān)系的成分，劃分為若干個(gè)組，這些組就稱為“組分”。其化學(xué)組分，許多研究者曾提出不同的分析方法。我國(guó)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)JTJ 0522000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定有三組分和四組分兩種分析方法。三組分分析法：三組分分析法是將石油瀝青分離為油分、樹(shù)脂和瀝青質(zhì)三個(gè)組分。四組分分析法：四組分分析法是將瀝青分離為瀝青質(zhì)、飽和分、芳香分和膠質(zhì)。三

3、組分分析法性狀外觀特性平均分子量碳?xì)浠课锘匦杂头?淡黃色透明液體2007000.50.745 70幾乎溶于大部分有機(jī)溶劑，具有光學(xué)活性，常發(fā)現(xiàn)有熒光相對(duì)密度約0.71.0g/cm3樹(shù)脂紅褐色粘稠半固體8003 0000 .70.815 30溫度敏感性高，熔點(diǎn)低于100，相對(duì)密度大于1.01.1g/cm3瀝青質(zhì)深褐色固體微粒1 0005 0000.81.05 30加熱不熔化而碳化，相對(duì)密度1.11.5g/cm3瀝青中各組分的主要特性簡(jiǎn)述如下： （）油分。油分為淡黃色至紅褐色的油狀液體，是瀝青中分子量最小和密度最小的組分，密度介于0.71.0cm3之間。在170較長(zhǎng)時(shí)間加熱，油分可以揮發(fā)。油

4、分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有機(jī)溶劑中，但不溶于酒精。油分賦予瀝青以流動(dòng)性。()樹(shù)脂（瀝青脂膠）。瀝青脂膠為黃色至黑褐色粘稠狀物質(zhì)（半固體），分子量比油分大（6001000），密度為1.01.1gcm3。瀝青脂膠中絕大部分屬于中性樹(shù)脂。中性樹(shù)脂能溶于三氯甲烷、汽油和苯等有機(jī)溶劑，但在酒精和丙酮中難溶解或溶解度很低，它賦予瀝青以良好的粘結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性。中性樹(shù)脂含量增加，石油瀝青的延度和粘結(jié)力等品質(zhì)愈好。另外，瀝青樹(shù)脂中還含有少量的酸性樹(shù)脂，即地瀝青酸和地瀝青酸酐，是瀝青中的表面活性物質(zhì)。它改善了石油瀝青對(duì)礦物材料的浸潤(rùn)性，特別是提高了對(duì)碳酸鹽類巖石的粘附性，并有

5、利于石油瀝青的可乳化性。瀝青脂膠使石油瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性。（）地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）。地瀝青質(zhì)為深褐色至黑色固態(tài)無(wú)定形物質(zhì)（固體粉末），分子量比樹(shù)脂更大（1000以上），密度大于1 gcm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力強(qiáng)，對(duì)光的敏感性強(qiáng)，感光后就不能溶解。地瀝青質(zhì)是決定石油瀝青溫度敏感性、粘性的重要組成部分，其含量愈多，則軟化點(diǎn)愈高，粘性愈大，即愈硬脆。 另外，石油瀝青中還含的瀝青碳和似碳物，是石油瀝青中分子量最大的。它降低石油瀝青的粘結(jié)力。 石油瀝青中還含有蠟，它會(huì)降低石油瀝青的粘結(jié)性和塑性，同時(shí)對(duì)溫度特別敏感（即溫度穩(wěn)定性差）。所以蠟是石油瀝青的有害成分。1.

6、2 石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)石油瀝青的結(jié)構(gòu)是以地瀝青質(zhì)為核心，周圍吸附部分樹(shù)脂和油分的互溶物而構(gòu)成膠團(tuán)，無(wú)數(shù)膠團(tuán)分散在油分中而形成膠體結(jié)構(gòu)。根據(jù)瀝青中各組分的相對(duì)比例不同，膠體結(jié)構(gòu)可分為溶膠型、凝膠型和溶凝膠型三種類型。（1）溶膠結(jié)構(gòu)。地瀝青質(zhì)含量較少，膠團(tuán)間完全沒(méi)有引力或引力很小，在外力作用下隨時(shí)間發(fā)展的變形特性與粘性液體一樣。直餾瀝青的結(jié)構(gòu)多為溶膠結(jié)構(gòu)。（直餾瀝青是石油原油提煉出汽油、煤油、中油、重油等產(chǎn)品剩余的殘?jiān)? ）（2）凝膠結(jié)構(gòu)。凝膠結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量很多，膠團(tuán)間有引力形成立體網(wǎng)狀，地瀝青質(zhì)分散在網(wǎng)格之間，在外力作用下彈性效應(yīng)明顯。氧化瀝青多屬于凝膠結(jié)構(gòu)。（氧化瀝青是直餾瀝青在氧化釜內(nèi)加溫

7、注氧后形成的.二者的主要區(qū)別除含氧量不同外,在常溫下氧化瀝青無(wú)揮發(fā)性物質(zhì)逸出,但粘滯性提高 。）（3）溶一凝膠結(jié)構(gòu)介于溶膠與凝膠之間，并有較多的樹(shù)脂，膠團(tuán)間有一定吸引力，在常溫下受力變形的最初階段呈現(xiàn)出明顯的彈性效應(yīng)，當(dāng)變形增加到一定數(shù)值后，則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃?dòng)。 大部分優(yōu)質(zhì)道路瀝青均配成溶凝膠型結(jié)構(gòu)，具有粘彈性和觸變性，故亦稱彈性溶膠。圖7-1 膠體結(jié)構(gòu) （a）溶膠結(jié)構(gòu)（b）溶-凝膠結(jié)構(gòu)（c）凝膠結(jié)構(gòu)3.石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)(1) 石油瀝青的主要性質(zhì)及其測(cè)試方法粘滯性石油瀝青的粘滯性又稱粘性。粘滯性應(yīng)以絕對(duì)粘度表示，但因其測(cè)定方法較復(fù)雜，故工程中常用相對(duì)粘度（條件粘度）來(lái)表示粘滯性，對(duì)使用粘

8、稠（半固體或固體）的石油瀝青用針入度（penetration）表示，對(duì)液體石油瀝青則用粘滯度表示。瀝青材料在外力作用下瀝青粒子產(chǎn)生相互位移的抵抗變形的能力。它是瀝青材料最為重要的性質(zhì)。工程上，對(duì)于半固體或固體的石油瀝青用針入度指標(biāo)表示。針入度越大，表示瀝青越軟，粘度越小，針入度是劃分瀝青標(biāo)號(hào)的重要依據(jù)。 點(diǎn)擊圖標(biāo)看針入度動(dòng)畫演示 粘稠石油瀝青的針入度是在規(guī)定溫度（25）條件下，以規(guī)定質(zhì)量（100）的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定時(shí)間（s）內(nèi)貫入試樣中的深度來(lái)表示，單位以1/10mm計(jì)。針入度反映了石油瀝青抵抗剪切變形的能力。針入度值越小，表明粘度越大。 粘滯度是將一定量的液體瀝青，在某溫度下經(jīng)一定直徑的小孔流

9、出50cm3所需的時(shí)間，以秒表示。常用符號(hào)“CdtT”表示粘滯度，其中為小孔直徑（mm），為試樣溫度，為流出50 cm3瀝青的時(shí)間。有10、mm三種，通常為25或60。表示方法：常用符號(hào)“CdtT”表示粘滯度。例如： C525100粘滯度測(cè)定示意圖針入度、軟化點(diǎn)、延伸儀自動(dòng)數(shù)顯延伸儀 軟化點(diǎn)儀針入度儀 塑性 塑性指石油瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)。瀝青的塑性對(duì)沖擊振動(dòng)荷載有一定吸收能力，并能減少摩擦?xí)r的噪聲，故瀝青是一種優(yōu)良的道路路面材料。 石油瀝青的塑性用延度（ductility）表示。延度愈大，塑性愈好。延度測(cè)定是把瀝青制成“”字形標(biāo)準(zhǔn)試件，置于

10、延度儀內(nèi)25水中，以 5cmmin的速度拉伸，用拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)度來(lái)表示，單位用cm計(jì)。延度值愈大，表示瀝青塑性越好。 點(diǎn)擊圖標(biāo)看延度動(dòng)畫演示溫度敏感性溫度敏感性是指石油瀝青的粘滯性和塑性隨溫度升降而變化的性能，是瀝青的重要指標(biāo)之一。在瀝青的常規(guī)試驗(yàn)方法中，軟化點(diǎn)試驗(yàn)可作為反映瀝青溫度敏感性的方法。 點(diǎn)擊圖標(biāo)看軟化點(diǎn)動(dòng)畫演示溫度敏感性以軟化點(diǎn)（softening point）指標(biāo)表示。由于瀝青材料從固態(tài)至液態(tài)有一定的變態(tài)間隔，故規(guī)定以其中某一狀態(tài)作為從固態(tài)轉(zhuǎn)變到粘流態(tài)的起點(diǎn)，相應(yīng)的溫度則稱為瀝青的軟化點(diǎn)。瀝青軟化點(diǎn)一般采用環(huán)球法（ring and ball method）測(cè)定。它是把瀝青試樣裝入規(guī)

11、定尺寸（直徑15.88mm，高mm）的銅環(huán)內(nèi)，試樣上放置一標(biāo)準(zhǔn)鋼球（直徑9.53mm，質(zhì)量3.5），浸入水或甘油中，以規(guī)定的速度升溫（min），當(dāng)瀝青軟化下垂至規(guī)定距離（25.4mm）時(shí)的溫度即為其軟化點(diǎn)，以攝氏度（）計(jì)。 針入度、延度、軟化點(diǎn)是評(píng)價(jià)粘稠石油瀝青路用性能最常用的經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，所以通稱“三大指標(biāo)”。 大氣穩(wěn)定性大氣穩(wěn)定性是指石油瀝青在熱、陽(yáng)光、氧氣和潮濕等因素長(zhǎng)期綜合作用下抵抗老化的性能。它是以瀝青試樣在加熱蒸發(fā)前后的“蒸發(fā)損失百分率”和“蒸發(fā)后針入度比”來(lái)評(píng)定。蒸發(fā)損失百分率愈小，蒸發(fā)后針入度比愈大，則表示瀝青大氣穩(wěn)定性愈好，亦即“老化”愈慢。石油瀝青的大氣穩(wěn)定性以加熱蒸發(fā)損失百分

12、率和加熱前后針入度比來(lái)評(píng)定。其測(cè)定方法是：先測(cè)定瀝青試樣的質(zhì)量及其針入度，然后將試樣置于烘箱中，在160下加熱蒸發(fā)h,，待冷卻后再測(cè)定其質(zhì)量及針入度。計(jì)算出蒸發(fā)損失質(zhì)量占原質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)，稱為蒸發(fā)損失百分率；測(cè)得蒸發(fā)后針入度占原針入度的百分?jǐn)?shù)，稱為蒸發(fā)后針入度比。蒸發(fā)損失百分?jǐn)?shù)愈小和蒸發(fā)后針入度比愈大，則表示瀝青的大氣穩(wěn)定性愈好，即老化”愈慢。瀝青的其他性質(zhì)除以上四種主要性質(zhì)外，還需了解石油瀝青的溶解度、閃點(diǎn)和燃點(diǎn)等性質(zhì)。A. 溶解度溶解度指石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。用以限制有害的不溶物（如瀝青碳或似碳物）含量。不溶物會(huì)降低瀝青的粘結(jié)性。B. 閃點(diǎn)和燃點(diǎn)瀝青材料在使用時(shí)必須

13、加熱，當(dāng)加熱至一定溫度時(shí)，瀝青材料中揮發(fā)的油分蒸汽與周圍空氣組成混合氣體，此混合氣體遇火焰則易發(fā)生閃火。若繼續(xù)加熱，油分蒸汽的飽和度增加，由于此種蒸汽與空氣組成的混合氣體遇火焰極易燃燒而引起火災(zāi)。為此，必須測(cè)定瀝青加熱閃火和燃燒的溫度，即所謂閃點(diǎn)和燃點(diǎn)。閃點(diǎn)和燃點(diǎn)是保證瀝青加熱質(zhì)量和施工安全的一項(xiàng)重要指標(biāo)。瀝青閃燃點(diǎn)儀瀝青閃燃點(diǎn)儀4.石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及選用 石油瀝青按用途分為建筑石油瀝青、道路石油瀝青、防水防潮石油瀝青和普通石油瀝青。 (1)石油瀝青的牌號(hào)主要根據(jù)針入度、延度和軟化點(diǎn)等指標(biāo)劃分，并以針入度值表示。同一品種的石油瀝青材料，牌號(hào)越高，則粘性越小，針入度越大，塑性越好，延度越大，溫

14、度敏感性越大，軟化點(diǎn)越低。建筑石油瀝青技術(shù)要求 Asphalt used in roofing(2) 瀝青的摻配在工程中，往往一種牌號(hào)的瀝青不能滿足工程要求，因此常常需要用不同牌號(hào)的瀝青進(jìn)行摻配。在進(jìn)行摻配時(shí)，為了不使摻配后的瀝青膠體結(jié)構(gòu)破壞，應(yīng)選用表面張力相近和化學(xué)性質(zhì)相似的瀝青。試驗(yàn)證明同產(chǎn)源的瀝青容易保證摻配后的瀝青膠體結(jié)構(gòu)的均勻性。所謂同源是指同屬石油瀝青或同屬于煤瀝青。瀝青摻配公式Q1較軟瀝青用量，；Q2 較硬瀝青用量，；T 摻配后的瀝青軟化點(diǎn);T1 較軟瀝青軟化點(diǎn)，;T2 較硬瀝青軟化點(diǎn)，。彩色瀝青首現(xiàn)北京東二環(huán) 抗側(cè)滑尚在試驗(yàn)彩色瀝青主要起提示作用（2003）7.1.2煤焦油簡(jiǎn)介

15、 煤焦油是生產(chǎn)焦炭和煤氣的副產(chǎn)物，它大部分用于化工，而小部分用于制作建筑防水材料和鋪筑道路路面。煙煤在密閉設(shè)備中加熱干餾，此時(shí)煙煤中揮發(fā)物質(zhì)氣化逸出，冷卻后仍為氣體的可作煤氣，冷凝下來(lái)的液體除去氨及苯后，即為煤焦油。煤瀝青特點(diǎn) 與石油瀝青相比，由于兩者的成分不同，煤瀝青有如下特點(diǎn)： (1)由固態(tài)或粘稠態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)(或液態(tài))的溫度間隔較小，夏天易軟化流淌，而冬天易脆裂，即溫度敏感性較大。 (2)含揮發(fā)性成分和化學(xué)穩(wěn)定性差的成分較多，在熱、陽(yáng)光、氧氣等長(zhǎng)期綜合作用下，煤瀝青的組成變化較大，易硬脆，即大氣穩(wěn)定性較差。 煤瀝青特點(diǎn) (3)含有較多的游離碳，塑性較差，容易因變形而開(kāi)裂。 (4)因含有蒽

16、、酚等，故有毒性和臭味，防腐能力較好，適用于木材的防腐因含表面活性物質(zhì)較多，與礦料表面的粘附力較好。 鑒別方法 由于煤瀝青和石油瀝青相似，使用時(shí)必須加以區(qū)別，方法見(jiàn)下表：鑒別方法煤瀝青石油瀝青密度1.1(約為1.25）接近1.0錘擊音清脆，韌性差音啞，富有彈性，韌性好燃燒煙呈黃色，有刺激味煙無(wú)色，無(wú)刺激性臭味溶液顏色用30-50倍的汽油或煤油溶解后，將溶液滴于濾紙上，斑點(diǎn)分為內(nèi)外兩圈，城內(nèi)黑外棕或黃色溶解方法同左，斑點(diǎn)完全均勻散開(kāi)，呈棕色。八達(dá)嶺高速貨車側(cè)翻泄漏煤焦油逼近備用水庫(kù)事故現(xiàn)場(chǎng)：河水變成紅褐色（2004.8）煤焦油易溶于水，它不像其他油品浮于水面易于清理。煤煙灰和煤焦油中含有環(huán)狀碳?xì)?/p>

17、化合物，這種物質(zhì)具有致癌作用。7.1.3 改性石油瀝青改性瀝青改性瀝青是摻加橡膠、樹(shù)脂、高分子聚合物、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑(改性劑)，或采取對(duì)瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或?yàn)r青混合料的性能得以改善而制成的瀝青混合料。 1橡膠改性瀝青 橡膠是瀝青的重要改性材料，它和瀝青有較好的混溶性，并能使瀝青具有橡膠的很多優(yōu)點(diǎn)，如高溫變形性小，低溫柔性好。由于橡膠的品種不同，摻入的方法也有所不同，而各種橡膠瀝青的性能也有差異?，F(xiàn)將常用的幾種分述如下。(1)氯丁橡膠改性瀝青 瀝青中摻入氯丁橡膠后，可使其氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐氣候性等得到大大改善。 氯丁橡膠改性瀝青可用于路面的稀漿封層和制

18、作密封材料和涂料等。 (2)丁基橡膠改性瀝青 丁基橡膠改性瀝青具有優(yōu)異的耐分解性，并有較好的低溫抗裂性能和耐熱性能，多用于道路路面工程和制作密封材料和涂料。 (3)熱塑性彈性體(SBS)改性瀝青 SBS是熱塑性彈性體苯乙烯丁二烯嵌段共聚物，它兼有橡膠和樹(shù)脂的特性，常溫下具有橡膠的彈性，高溫下又能像樹(shù)脂那樣熔融流動(dòng)，成為可塑的材料。 SBS改性瀝青具有良好的耐高溫性、優(yōu)異的低溫柔性和耐疲勞性，是目前應(yīng)用最成功和用量最大的一種改性瀝青。 主要用于制作防水卷材和鋪筑高等級(jí)公路路面等。SBS改性瀝青防水卷材 SBS是三元嵌段聚合物，是一種受世界推崇的熱塑彈性體，在常溫下它呈強(qiáng)韌的高彈性體，在高溫下呈接

19、近線性聚合物的流體狀態(tài)。 SBS改性瀝青防水卷材，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)建筑防水的一項(xiàng)空白。它具有一般紙?zhí)r青油氈不可比擬的優(yōu)點(diǎn)：高溫不流淌、低溫柔度好、抗老化、韌性強(qiáng)、彈性好、防水性優(yōu)異、施工操作簡(jiǎn)便、環(huán)境適應(yīng)廣、造價(jià)低、荷重輕、維修量小且方便、有效防水年限達(dá)15年以上，因此受到廣大用戶的青睞。 2樹(shù)脂改性瀝青 用樹(shù)脂改性石油瀝青、可以改進(jìn)瀝青的耐寒性、耐熱性、粘結(jié)性和不透氣性。由于石油瀝青中含芳香性化合物很少，故樹(shù)脂和石油瀝青的相容性較差，而且可用的樹(shù)脂品種也較少，常用的樹(shù)脂有：古馬隆樹(shù)脂、聚乙烯、乙烯乙酸乙烯共聚物(EVA)，無(wú)規(guī)聚丙烯APP等。3橡膠和樹(shù)脂改性瀝青 橡膠和樹(shù)脂同時(shí)用于改善瀝青的性質(zhì)

20、，使瀝青同時(shí)具有橡膠和樹(shù)脂的特性。且樹(shù)脂比橡膠便宜，橡膠和樹(shù)脂又有較好的混溶性故效果較好。 4礦物填充料改性瀝青 為了提高瀝青的粘結(jié)能力和耐熱性數(shù)量的礦物填充料。 (1)礦物填充料的品種 常用的礦物填充料大多是粉狀的和纖維狀的硅藻土和石棉等。 如：滑石粉；石灰石粉 ；白云石粉、磨細(xì)砂、粉煤灰、水泥、高嶺土粉、白堊粉等均可作瀝青的礦物填充料。(2)礦物填充料的作用機(jī)理 瀝青中摻入礦物填充料后，能與瀝青包裹形成穩(wěn)定的混合物。一要瀝青能潤(rùn)濕礦物填充料；二要瀝青與礦物填充料之間具有較強(qiáng)的吸附力，并不為水所剝離。 一般具有共價(jià)鍵或分子鍵結(jié)合的礦物后憎水性即親油性的，如滑石粉等，對(duì)瀝青的親合力大于對(duì)水的親

21、合力，故滑石粉顆粒表面所包裹的瀝青即使在水中也不會(huì)被水所剝離。 另外，具有離子鍵結(jié)合的礦物鹽、硅酸鹽等，屬親水性礦物，即有憎油性。但是，因?yàn)r青中含有酸性樹(shù)脂，它是一種表面活性物質(zhì)，能夠與礦物顆粒表面產(chǎn)生較強(qiáng)的物理吸附作用。如石灰石粉顆粒表面上的鈣離子和碳酸根離子；對(duì)樹(shù)脂的活性基團(tuán)有較大的吸附力，還能與瀝青酸或環(huán)烷酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)形成不溶于水的瀝青酸鈣或環(huán)烷酸鈣，產(chǎn)生化學(xué)吸附力，故石灰石粉與瀝青也可形成穩(wěn)定的混合物。 從以上分析可以認(rèn)為，由于瀝青對(duì)礦物填充料的潤(rùn)濕和吸附作用，瀝青可能成單分子狀排列在礦物顆粒(或纖維)表面，形成結(jié)合力牢固的瀝青薄膜，有的將它稱為結(jié)構(gòu)瀝青(如圖72所示)。結(jié)構(gòu)瀝青具有

22、較高的粘性和耐熱性等。因此，瀝青中摻入的礦物填充料的數(shù)量要適當(dāng)，以形成恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)瀝青膜層。瀝青與礦粉相互作用的結(jié)構(gòu)圖式圖72 瀝青與礦粉相互作用的結(jié)構(gòu)圖式 1一自自瀝青；2一結(jié)構(gòu)瀝青； 3一鈣質(zhì)薄膜；4一礦粉顆粒瀝青制品瀝青制品冷底子油冷底子油是用稀釋劑（汽油、柴油、煤油、苯等）對(duì)瀝青進(jìn)行稀釋的產(chǎn)物。它多在常溫下用于防水工程的底層，故稱冷底子油。瀝青膠瀝青膠屬于礦物填充料改性瀝青，是在瀝青中摻入適量的粉狀或纖維狀礦物填充料經(jīng)均勻混合而制成，又稱瀝青瑪蹄脂。瀝青膠有熱用和冷用兩種。瀝青膠瀝青膠屬于礦物填充料改性瀝青，是在瀝青中摻入適量的粉狀或纖維狀礦物填充料經(jīng)均勻混合而制成，又稱瀝青瑪蹄脂。常用

23、的礦物填充料主要有滑石粉、石灰石粉、木屑粉、石棉粉等。瀝青膠中摻入填充料，不僅可以節(jié)約瀝青，更主要的是改善了瀝青的性能。與純?yōu)r青相比，瀝青膠具有較好的粘性、耐熱性和柔韌性，主要用于粘貼卷材、嵌縫、接頭、補(bǔ)漏及做防水層的底層。 瀝青膠有熱用和冷用兩種。熱用瀝青膠粘結(jié)效果好，但需現(xiàn)場(chǎng)加熱，造成環(huán)境污染，施工也不方便；冷用瀝青膠可在常溫下使用，施工方便，但需加稀釋劑，成本較高。冷底子油 冷底子油是用稀釋劑（汽油、柴油、煤油、苯等）對(duì)瀝青進(jìn)行稀釋的產(chǎn)物。它多在常溫下用于防水工程的底層，故稱冷底子油。冷底子油粘度小，具有良好的流動(dòng)性。涂刷在混凝土、砂漿或木材等基面上，能很快滲入基層孔隙中，待溶劑揮發(fā)后，

24、便與基面牢固結(jié)合。冷底子油形成的涂膜較薄，一般不單獨(dú)作防水材料使用，只作某些防水材料的配套材料。施工時(shí)在基層上先涂刷一道冷底子油，再刷瀝青防水涂料或鋪油氈。冷底子油可封閉基層毛細(xì)孔隙，使用基層形成防水能力；使基層表面變?yōu)樵魉?，為粘結(jié)同類防水材料創(chuàng)造了有利條件。冷底子油應(yīng)涂刷于干燥的基面上，不宜在有雨、霧、露的環(huán)境中施工，通常要求與冷底子油相接觸的水泥砂漿的含水率10。7.2瀝青混合料的組成與性質(zhì)1) 瀝青混合料的定義與分類瀝青混合料是由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。工程上最常用的瀝青混合料有兩類： 瀝青混凝土混合料是由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定級(jí)配的礦料，與瀝青結(jié)

25、合料拌和而制成的符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青混合料(Asphalt concrete mixture，簡(jiǎn)稱AC，采用圓孔篩時(shí)用LH表示)。瀝青碎石混合料瀝青碎石混合料是由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料(或不加填料)與瀝青拌和的瀝青混合料(Asphalt macadam mixture，簡(jiǎn)稱AM)。瀝青混合料還可以按其它方式分類。瀝青混合料的特點(diǎn)：1、是一種彈塑性粘性材料，具有高溫穩(wěn)定性和 低溫抗裂性。不需設(shè)施工縫和伸縮縫，路面 平整有彈性。2、 路面有一定的粗糙度，具有良好的抗滑性3、施工方便，速度快，養(yǎng)護(hù)期短。4、可分期改造和再生利用。5、密實(shí)的瀝青混凝土透水性小，防止路表水進(jìn)入基層和路基，提高了路面

26、結(jié)構(gòu)的整體強(qiáng)度和穩(wěn)定性。6、路面因老化而使表層產(chǎn)生松散，引起路面破壞，由于設(shè)計(jì)施工等原因，水分一旦進(jìn)入基層和路基就難排出去，如遇水溫性較差的基層材料和對(duì)含水量敏感的路基，也會(huì)導(dǎo)致路基破壞。7、溫度敏感性強(qiáng)，路面易產(chǎn)生車轍、波浪等。瀝青混合料的特點(diǎn)瀝青混合料分類分類方法種類結(jié)合料石油瀝青混合料煤瀝青混合料最大粒徑特粗式粗粒式中粒式細(xì)粒式砂粒式礦料級(jí)配密級(jí)配瀝青混凝土混合料半開(kāi)級(jí)配瀝青混合料、開(kāi)級(jí)配瀝青混合料間斷級(jí)配瀝青混合料施工條件熱拌熱鋪瀝青混合料熱拌冷鋪瀝青混合料冷拌冷鋪瀝青混合料瀝青混合料的分類 (1) 按分類 石油瀝青混合料 以石油瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料（包括：粘稠石油瀝青、乳化石油瀝

27、青及液體石油瀝青）。 煤瀝青混合料 以煤瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料。(2) 按施工溫度分類 按瀝青混合料拌制和攤鋪溫度分為：熱拌熱鋪瀝青混合料 簡(jiǎn)稱熱拌瀝青混合料。瀝青與礦料在熱態(tài)拌和、熱態(tài)鋪筑的混合料。常溫瀝青混合料 以乳化瀝青或稀釋瀝青與礦料在常溫狀態(tài)下拌制、鋪筑的混合料。(3) 按礦質(zhì)集料級(jí)配類型分類連續(xù)級(jí)配瀝青混合料 瀝青混合料中的礦料是按級(jí)配原則，從大到小各級(jí)粒徑都有，按比例相互搭配組成的混合料，稱為連續(xù)級(jí)配混合料。間斷級(jí)配瀝青混合料 連續(xù)級(jí)配瀝青混合料礦料中缺少一個(gè)或兩個(gè)檔次粒徑的瀝青混合料稱為間斷級(jí)配瀝青混合料。 (4) 按混合料密實(shí)度分類密級(jí)配瀝青混凝土混合料 按密實(shí)級(jí)配原則設(shè)計(jì)

28、的連續(xù)型密級(jí)配瀝青混合料，但其粒徑遞減系數(shù)較小，剩余空隙率小于10。密級(jí)配瀝青混凝土混合料按其剩余空隙率又可分為I型瀝青混凝土混合料：剩余空隙率37；II型瀝青混凝土混合料：剩余空隙率 410。開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土混合料 按級(jí)配原則設(shè)計(jì)的連續(xù)型級(jí)配混合料，但其粒徑遞減系數(shù)較大，剩余空隙率大于15。亦有將剩余空隙率介于密級(jí)配和開(kāi)級(jí)配之間的（即剩余空隙率1015）混合料稱為半開(kāi)級(jí)配瀝青混合料。(5) 按最大粒徑分類瀝青混凝土混合料的集料最大粒徑可分為下列4類：粗粒式瀝青混合料 集料最大粒徑等于或大于26.5 mm（圓孔篩30 mm）的瀝青混合料。 中粒式瀝青混合料 集料最大粒徑為16 mm或19 mm

29、（圓孔篩20 mm或25 mm）的瀝青混合料。細(xì)粒式瀝青混合料 集料最大粒徑為9.5 mm或13.2 mm（圓孔篩10 mm或15 mm）的瀝青混合料。 砂粒式瀝青混合料 集料最大粒徑等于或小于4.75 mm（圓孔篩5 mm）的瀝青混合料，也稱為瀝青石屑或?yàn)r青砂。 瀝青碎石混合料除上述4類外，尚有：特粗式瀝青碎石混合料，集料最大粒徑37.5 mm（圓孔篩40 mm）以上。熱拌瀝青混合料是瀝青混合料中最典型的品種，其它各種瀝青混合料均為由其發(fā)展而來(lái)的亞種。本節(jié)主要詳述它的組成結(jié)構(gòu)、技術(shù)性質(zhì)、組成材料和設(shè)計(jì)方法。7.2.1 瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)瀝青混合料根據(jù)其粗、細(xì)集料的比例不同，其結(jié)構(gòu)組成有三種

30、形式：懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)和骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)。 瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)有兩種相互對(duì)立的理論：表面理論和膠漿理論。懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)連續(xù)密級(jí)配的瀝青混合料，由于細(xì)集料的數(shù)量較多，粗集料被細(xì)集料擠開(kāi)，因此，粗集料以懸浮狀態(tài)位于細(xì)集料之間。這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料的密實(shí)度較高，但穩(wěn)定性較差。對(duì)雙層或三層結(jié)構(gòu)的瀝青路面，其中至少必須有一層型密級(jí)配瀝青配合料。對(duì)干燥地區(qū)的高等級(jí)公路，也可采用這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料做表層。骨架空隙結(jié)構(gòu)骨架空隙結(jié)構(gòu)連續(xù)開(kāi)級(jí)配的瀝青混合料，由于細(xì)集料的數(shù)量較少，粗集料之間不僅緊密相連，而且有較多的空隙。這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料的內(nèi)摩阻力起重要作用，因此，瀝青混合料受瀝青材料的變化

31、影響較小，穩(wěn)定性較好，但瀝青與礦料的粘結(jié)力較小，空隙率大，耐久性差。當(dāng)瀝青路面采用這種形式的瀝青混合料時(shí)，瀝青面層下必須做下封層。骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)間斷密級(jí)配的瀝青混合料，是上面兩種結(jié)構(gòu)形式的有機(jī)組合。它既有一定數(shù)量的粗集料形成骨架結(jié)構(gòu)，又有足夠的細(xì)集料填充到粗集料之間的空隙中去，因此，這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料的密實(shí)度、強(qiáng)度和穩(wěn)定性都比較好。目前，這種結(jié)構(gòu)形式的瀝青混合料路面還用得比較少，處于研究階段。 瀝青混合料的典型組成結(jié)構(gòu)a懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)；b骨架空隙結(jié)構(gòu)；c骨架密實(shí)結(jié)構(gòu) 表面理論和膠漿理論 隨著對(duì)瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)研究的深入，目前對(duì)傳統(tǒng)的理論提出不同看法。因此，對(duì)瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)有下

32、列兩種互相對(duì)立的理論。凡不冠以特加說(shuō)明的瀝青混合料均指熱拌瀝青混合料。其它類型的瀝青混合料必須冠以說(shuō)明，如：常溫瀝青混合料等。 表面理論（Surface theory）按傳統(tǒng)的理解，瀝青混合料是由粗集料、細(xì)集料和填料經(jīng)人工組配成密實(shí)的級(jí)配礦質(zhì)骨架，此礦質(zhì)骨架由稠度較稀的瀝青混合料分布其表面，而將它們膠結(jié)成為一個(gè)具有強(qiáng)度的整體。這種理論認(rèn)識(shí)可圖解如下：膠漿理論（Mortar theory）近代某些研究從膠漿理論出發(fā)，認(rèn)為瀝青混合料是一種多級(jí)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系。它是以粗集料為分散相而分散在瀝青砂漿的介質(zhì)中的一種粗分散系；同樣，砂漿是以細(xì)集料為分散相而分散在瀝青膠漿介質(zhì)中的一種細(xì)分散系；而膠漿又是

33、以填料為分散相而分散在高稠度的瀝青介質(zhì)中的一種微分散系。這種理論認(rèn)識(shí)可圖解如下： 兩種理論的主要區(qū)別是，表面理論重點(diǎn)突出礦質(zhì)骨料的骨架作用，強(qiáng)度的關(guān)鍵首先是礦質(zhì)骨料的強(qiáng)度和密實(shí)度；而膠漿理論則突出瀝青膠結(jié)構(gòu)在混合料中的作用，以及瀝青與填充料之間的關(guān)系，這對(duì)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的影響尤為重要。7.2.2 瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)(1) 瀝青混合料組成材料瀝青混合料的組成材料包括瀝青和礦料。礦料包括粗集料、細(xì)集料和礦粉。礦粉粒徑小于 0.074毫米的礦質(zhì)粒料。多用于瀝青混凝土和瀝青碎石路面，其作用為填充空隙，防止熱瀝青流淌，增強(qiáng)瀝青材料的粘結(jié)力和熱穩(wěn)定性。礦粉也要和瀝青有良好的親和力（即

34、粘著力），能抵抗水的剝蝕作用。最常用的礦粉為石灰石粉。 (2) 瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì) 瀝青混合料鋪筑的路面產(chǎn)生破壞的主要原因：夏季高溫時(shí)的抗剪強(qiáng)度不足和塑性變形過(guò)剩而產(chǎn)生推擠波浪、擁包等。冬季低溫時(shí)的抗拉強(qiáng)度不好和抵抗變形能力過(guò)差引起裂縫。1.高溫穩(wěn)定性 瀝青混合料高溫穩(wěn)定性，是指瀝青混合料在夏季高溫（通常為60）條件下，經(jīng)車輛荷載長(zhǎng)期重復(fù)作用后，不產(chǎn)生車轍和波浪等病害的性能。 我國(guó)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)采用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料高溫穩(wěn)定性；對(duì)高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干路用瀝青混合料，還應(yīng)通過(guò)車轍試驗(yàn)檢驗(yàn)其抗車轍能力。 馬歇爾試驗(yàn)通常測(cè)定的是馬歇爾穩(wěn)定度和流值。馬歇爾穩(wěn)定度是將選定級(jí)配組

35、成的礦質(zhì)混合科，加入適量的瀝青，在規(guī)定條件下拌制成均勻混合料，擊實(shí)成直徑101.6mm，高63.5mm的圓柱形試件，按規(guī)定條件保溫，然后把試件迅速臥放在弧形加荷頭內(nèi)，以50.5mmmin的速度加壓。當(dāng)試件達(dá)到破壞時(shí)的最大荷載即為穩(wěn)定度（kN），；流值是達(dá)到最大破壞荷載時(shí)試件的垂直變形(0.1mm)。車轍試驗(yàn)測(cè)定的是動(dòng)穩(wěn)定度。瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度是指標(biāo)準(zhǔn)試件在規(guī)定溫度下，一定荷載的試驗(yàn)車輪在同一軌跡上，在一定時(shí)間內(nèi)反復(fù)行走(形成一定的車轍深度)產(chǎn)生lmm變形所需的行走次數(shù)(次mm)。 點(diǎn)擊觀看馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn) 點(diǎn)擊觀看車轍試驗(yàn)動(dòng)畫演示馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)2.低溫抗裂性 瀝青混合料不僅應(yīng)具備高溫

36、的穩(wěn)定性同時(shí)，還要具有低溫的抗裂性，以保證路面在冬季低溫時(shí)不產(chǎn)生裂縫。 瀝青混合料是粘彈塑性材料，其物理性質(zhì)隨溫度變化會(huì)有很大變化。當(dāng)溫度較低時(shí)，瀝青混合料表現(xiàn)為彈性性質(zhì)，變形能力大大降低。在外部荷載產(chǎn)生的應(yīng)力和溫度下降引起的材料的收縮應(yīng)力聯(lián)合作用下，瀝青路面可能發(fā)生斷裂，產(chǎn)生低溫裂縫。瀝青混合料的低溫開(kāi)裂是由混合料的低溫脆化、低溫收縮和溫度疲勞引起的?；旌狭系牡蜏卮嗷话阌貌煌瑴囟认碌膹澙茐脑囼?yàn)來(lái)評(píng)定；低溫收縮可采用低溫收縮試驗(yàn)評(píng)定；而溫度疲勞則可以用低頻疲勞試驗(yàn)來(lái)評(píng)定。3.耐久性 瀝青混合料在路面中，長(zhǎng)期受自然因素(陽(yáng)光、熱、水分等)的作用，為使路面具有較長(zhǎng)的使用年限，必須具有較好的耐久

37、性。 瀝青混合料的耐久性與組成材料的性質(zhì)和配合比有密切關(guān)系，首先，瀝青在大氣因素作用下，組分會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)化，油分減少，瀝青質(zhì)增加，使瀝青的塑性逐漸減小，脆性增加，路面的使用品質(zhì)下降。其次，以耐久性考慮，瀝青混合料應(yīng)有較高的密實(shí)度和較小的空隙率，但是，空隙率過(guò)小，將影響瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。因此，在我國(guó)的有關(guān)規(guī)范中，對(duì)空隙率和飽和度均提出了要求。影響瀝青混合料耐久性的主要因素孔隙率一定量的空隙率是必要的；空隙率太大對(duì)力學(xué)性能和耐久性不利。耐水性耐水性：瀝青混合料飽水后，礦料與瀝青粘結(jié)力降低，剝落，體積膨脹。評(píng)定指標(biāo)：殘留穩(wěn)定度耐水性差，耐久性也差填隙率瀝青用量過(guò)少，塑性降低，空隙率增大，耐水性下降

38、；瀝青用量過(guò)多，降低高溫穩(wěn)定性和抗滑能力。4.抗滑性 隨著現(xiàn)代交通車速不斷提高，對(duì)瀝青路面的抗滑性提出了更高的要求。瀝青路面的抗滑性能與集料的表面結(jié)構(gòu)(粗糙度)、級(jí)配組成、瀝青用量等因素有關(guān)。為保證抗滑性能，面層集料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬具有棱角的碎石，通常采用玄武巖。采取適當(dāng)增大集料粒徑、減少瀝青用且及控制瀝青的含蠟量等措施均可提高路面的抗滑性。 5.施工和易性 瀝青混合料應(yīng)具備良好的施工和易性，使混合料易于拌和、攤鋪和碾壓施工。影響施工和易性的因索很多，如氣溫、施工機(jī)械條件及混合料性質(zhì)等。 從混合料的材料性質(zhì)看，影響施工和易性的是混合料的級(jí)配和瀝青用量。如粗、細(xì)集料的顆粒大小相差過(guò)大，缺乏中間尺寸

39、的顆粒，混合料容易分層層積；如細(xì)集料太少，瀝青層不容易均勻的留在粗顆粒表面；如細(xì)集料過(guò)多，則使拌和困難。如瀝青用量過(guò)少，或礦粉用量過(guò)多時(shí)，混合料容易出現(xiàn)疏松，不易壓實(shí)；如瀝青用量過(guò)多，或礦物質(zhì)量不好，則混合料容易粘結(jié)成塊，不易攤鋪。7. 3 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)7.3.1瀝青混合料組成材料的技術(shù)性質(zhì)1瀝青材料 不同型號(hào)的瀝青材料，具有不同的技術(shù)指標(biāo)，適用于不同等級(jí)、不同類型的路面，在選擇瀝青材料的時(shí)候，要考慮到氣候條件、交通量、施工方法等情況，寒冷地區(qū)宜選用稠度較小，延度較大的瀝青，以免冬季裂縫；較熱地區(qū)選用稠度較大，軟化點(diǎn)高的瀝青，以免夏季泛油，發(fā)軟。一般路面的上層宜用較稠的瀝青，下層和聯(lián)結(jié)

40、層宜用較稀的瀝青。 2粗集料 瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并且具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。一般選用高強(qiáng)、堿性的巖石軋制成接近于立方體、表面粗糙、具有棱角的顆粒。 瀝青混合料對(duì)粗集料的級(jí)配不單獨(dú)提出要求，只要求它與細(xì)集料、礦粉組成的礦質(zhì)混合料能符合相應(yīng)的瀝青混合料的礦料級(jí)配范圍。每種混合料按空隙率分為I型(空隙率為3一6)和型(空隙率為6一10)兩種。一種粗集料不能滿足要求時(shí)，可用兩種以上不同級(jí)配的粗集料摻合使用。3細(xì)集料瀝青混合料的細(xì)集料可根據(jù)當(dāng)?shù)貤l件及混合料級(jí)配要求選用天然砂或人工砂，在缺少砂的地區(qū)，也可用石屑代替。細(xì)集料同樣應(yīng)潔凈、粘土含量不大于3。 4礦粉 礦粉是由石灰

41、巖或巖漿巖中的堿性巖石磨制而成的，也可以利用工業(yè)粉末、廢料、粉煤灰等代替，但用量不宜超過(guò)礦料總量的2。其中粉煤灰的用量不宜超過(guò)填料總量的50 。7.3.2瀝青混合料配合比設(shè)計(jì) 瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)通常按下列兩步進(jìn)行，首先選擇礦質(zhì)混合料的配合比例，使礦質(zhì)混合料的級(jí)配符合規(guī)范的要求，即石料、砂、礦粉應(yīng)有適當(dāng)?shù)呐浜媳壤蝗缓蟠_定礦料與瀝青的用量比例，即最佳瀝青用量。在混合料中，瀝青用量波動(dòng)0.5的范圍可使瀝青混合料的熱穩(wěn)定性等技術(shù)性質(zhì)變化很大。在確定礦料間配合比例后通過(guò)穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度等試驗(yàn)數(shù)值選擇出最佳瀝青用量。 （一）、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的任務(wù)：就是通過(guò)確定粗集料、細(xì)集料、礦粉和瀝青之間的比例關(guān)系，使瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到工程要求，讓瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性、平整度等各項(xiàng)要求，在聯(lián)系與矛盾中達(dá)到統(tǒng)一。（二）瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)包括：試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個(gè)階段。主要著重介紹試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)。 試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)分為礦質(zhì)混合料配合組成和瀝青最佳用量確定兩部分。1、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)：是讓各種礦料以最佳比例相混合，從而在加入瀝青后，使瀝青混凝土既密實(shí)，又有一定的空隙，供夏季瀝青的膨脹，礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)分下