科普3：瀝青混合料

1、3：瀝青混合料瀝青 混合料材料級配組成及空隙率大小分材料組成及 結(jié)構(gòu)分 制造工 藝分 公稱最大粒徑分1.特粗式瀝青混合料2.粗粒式瀝青混合料3.中粒式瀝青混合料4.細粒式瀝青混合料5.砂粒式瀝青混合料1.連續(xù)級配瀝青混合料2.間斷級配瀝青混合料1.密級配瀝青混合料2.半開級配瀝青混合料3.開級配瀝青混合料1.熱拌瀝青混合料2.冷拌瀝青混合料3.再生瀝青混合料目前公路與城市道路路面多采用復(fù)合類的瀝青混合料，如AC-16F既屬于熱拌瀝青混合料、又屬于密級配的、中粒式瀝青混合料。瀝青混合料分類 由于材料組成分布、礦料與礦料及礦料與瀝青間的相互作用、剩余空隙率的大小等不同，混合料可分為懸浮密實結(jié)構(gòu)、骨

2、架空隙結(jié)構(gòu)、骨架密實結(jié)構(gòu)三大類。 三、瀝青混合料強度形成原理及其影響因素路面破壞原因分析：高溫時，由于瀝青混合料抗剪強度不足，引起塑性變形過大（塑性變形為不可恢復(fù)變形，隨著時間產(chǎn)生累積），使路面產(chǎn)生波浪、車轍、擁包與推移等高溫變形破壞。低溫時，抗拉強度或抗變性能力不足，由于混合料收縮受阻產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了混合料的抗拉強度，而在混合料內(nèi)產(chǎn)生裂縫。 瀝青路面設(shè)計中抗剪強度，抗剪強度可以用摩爾-庫倫理論進行分析，即瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度由礦料之間的嵌鎖力（內(nèi)摩阻力）以及瀝青與礦料的粘結(jié)力及瀝青自身的內(nèi)聚力構(gòu)成，可由下式表征： 瀝青混合料的抗剪強度，MPa； c 瀝青混合料的結(jié)力，MPa； 瀝青混合料的

3、內(nèi)摩阻力，0； 實驗時的正應(yīng)力，MPa。式中：1高溫穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性:是指瀝青混合料在高溫條件下，能夠抵抗車輛荷載的反復(fù)作用，不發(fā)生顯著永久變形，保證路面平整度的特性。提出高溫穩(wěn)定性的意義：高溫條件下或長時間承受荷載作用混合料會產(chǎn)生顯著的變形，其中不能恢復(fù)的部分成為永久變形，這種特性是導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生車轍、波浪及擁包等病害的主要原因。在交通量大，重車比例高和經(jīng)常變速路段的瀝青路面上，車轍是最嚴重、最有危害的破壞形式之一。我國最常用評價方法是：馬歇爾試驗和車轍試驗。馬歇爾試驗最大特點設(shè)備簡單、操作方便，現(xiàn)在已被世界上許多國家所采用。試件尺寸：（1）101.6mm63.5mm（1.3mm，兩側(cè)高度

4、差不大于2mm）。適用于公稱最大粒徑26.5mm的混合料，試件成型擊實次數(shù)根據(jù)公路等級、混合料類型、氣候條件選擇，一般為75次或50次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個。（2）152.4mm95.3mm(2.5mm，兩側(cè)高度差不大于2mm)。適用于公稱最大粒徑31.5mm和37.5mm的混合料，擊實次數(shù)一般為112次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個，必要時要增至56個。 穩(wěn)定度是指試件受壓至破壞時承受的最大荷載，以kN計，流值是達到最大破壞荷載是實踐的垂直變形，以0.1mm計。車轍試驗:車轍實驗方法首先是英國運輸與道路研究試驗所(TRRL)開發(fā)的，并經(jīng)過了法國、日本等道路工作者的改進與完

5、善。車轍實驗是一種模擬車輛輪胎在路面上滾動形成車轍的工程試驗方法，試驗結(jié)果較為直觀，與瀝青路面車轍深度之間有著較好的相關(guān)性。車轍試驗方法：板狀試件:30030050mm板式試件;溫度條件:一般為60;試驗輪以:421次/min的頻率; 以產(chǎn)生1mm車轍變形所需要的行走次數(shù)，即動穩(wěn)定度指標評價瀝青混合料的抗車轍能力。示意圖 在瀝青混合料的組成材料中，礦料性質(zhì)對瀝青混合料高溫性能影響是至關(guān)重要?；旌狭细邷匦阅艿挠绊懸蛩貫r青的高溫粘度越大，與集料的粘附性越好，相應(yīng)的瀝青混合料的抗高溫變形能力就越強?？梢允褂煤线m的改性劑來提高瀝青的高溫粘度，降低感溫性，提高瀝青混合料的粘結(jié)力，從而改善了瀝青混合料的高

6、溫穩(wěn)定性。隨著瀝青用量的增加，瀝青膜增厚，自由瀝青比例增加，在高溫條件下，易發(fā)生明顯的流動變形，從而導(dǎo)致瀝青混合料抗高溫變形能力降低。隨著瀝青膜厚度的增加，車轍深度隨之增加。低溫抗裂性定義：低溫抗裂性，保證瀝青路面在低溫時不產(chǎn)生裂縫的能力。原因： 當冬季氣溫將低時，瀝青面層將產(chǎn)生體積收縮，而在基層結(jié)構(gòu)與周圍材料的約束作用下，瀝青混合料不能自由收縮，將在結(jié)構(gòu)層中產(chǎn)生溫度應(yīng)力。目前用于研究和評價瀝青混合料低溫抗裂性的方法可以分為三類：預(yù)估瀝青混合料的開裂溫度；評價瀝青混合料的低溫變形能力或應(yīng)力松弛能力；評價瀝青混合料斷裂能。圖1 美國SHPR使用的TSRST設(shè)備簡圖 3 耐久性定義：耐久性是指瀝青

7、混合料在使用過程中抵抗環(huán)境因素及行車和在反復(fù)作用的能力，它包括瀝青混合料的抗老化性、抗疲勞性等綜合性制。解決措施：選擇耐老化瀝青，有足量的瀝青含量。施工過程中，應(yīng)控制拌合加熱溫度，并保證瀝青路面的壓實密度。4.瀝青混合料的抗滑性瀝青路面的抗滑性對于保障道路交通安全至關(guān)重要。而瀝青路面的抗滑性能必須通過合理的選擇瀝青混合料組成材料、正確的設(shè)計與施工來保證。瀝青路面的抗滑性與所用礦料的表面構(gòu)造深度、顆粒形狀與尺寸、抗磨性有著密切的關(guān)系。因此表層的粗集料應(yīng)粗糙、堅硬、耐磨、抗沖擊性好、磨光值大的碎石或破碎石集料。瀝青混合料的拌合瀝青混合料的運輸瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的碾壓瀝青路面的施工有著嚴格的

8、程序混合料的施工過程瀝青材料瀝青混合料組成材料 粗集料細集料填料基質(zhì)瀝青改性瀝青各種粒徑的碎石（方孔篩）天然砂機制砂石屑礦粉最好都是堿性材料瀝青材料針入度 針入度指數(shù) 軟化點延度 蠟含量 閃點 溶解度 密度壓碎值 磨耗值 表觀相對密度吸水率 堅固性 針片狀顆粒含量0.075mm顆粒含量 軟盡弱顆粒含量磨光值 粘附性 破碎面要求粗集料細集料填 料表觀密度 含水量 粒徑范圍 外觀親水系數(shù) 塑性指數(shù) 加熱安定性原材料名稱技術(shù)指標執(zhí)行標準1.公路工程集料試驗規(guī)程JTG E42-20052.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范JTG F40-2004 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程JTJ 052-2000 原材料

9、的技術(shù)要求（P204P207） 表觀相對密度 堅固性含泥量 砂當量 亞申藍值 棱角性瀝青選擇原則：1.粘度較大的粘稠瀝青混合料具有較高的力學(xué)強度和穩(wěn)定性，但粘度過高，則混合料的低溫變形能力較差，路面易開裂。2.反之粘度較低的瀝青的混合料在低溫時變形能力較好，但在高溫時往往會產(chǎn)生較大的高溫變形。4.在夏季溫度高或高溫持續(xù)時間長的地區(qū)，應(yīng)采用粘度高的瀝青；而在冬季寒冷地區(qū)，則宜采用稠度低、低溫勁度較小的瀝青。5.對于日溫差較大的地區(qū)還應(yīng)考慮選擇針入度指數(shù)較大、感溫性較低的瀝青。6.對于重載交通路段、高速公路更實行渠化交通的路段、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、服務(wù)區(qū)、停車場等行車速度慢的路段，應(yīng)選用稠度大的

10、瀝青。對于交通量小、公路等級低的路段可選用稠度略小的瀝青。集料瀝青界面示意圖目標配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比驗證階段礦料的組成設(shè)計最佳瀝青用量確定圖解法或試算法集料篩分（水洗法）馬歇爾試 驗確定工程級配范圍預(yù)估計算瀝青用量瀝青與集料相對密度測定配合比設(shè)計三個階段目標配合比與生產(chǎn)配合比都是兩方面的設(shè)計，二者有何區(qū)別？四、密級配熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計方法拌料振動篩布置熱料篩分拌和缸出料裝料目標配合比設(shè)計1此處取樣的集料為冷料，可以從料場直接取樣。3料場取樣盡量要有代表性、均勻性。4其他指標也需檢測，只是配合比設(shè)計時不使用。2礦粉直接從包裝袋中取樣。一、礦料組成設(shè)計（二）取樣各種集料

11、（冷料）篩分（水洗法）3篩分試驗二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)計馬歇爾實驗為主1按照確定的礦料比例配料，根據(jù)預(yù)估的油石比為中值，以0.5%的間隔成型5組馬歇爾試件。（1）按確定的礦料比例，計算本次成型試件所需礦料的數(shù)量。（3）試模、套筒及擊實座等應(yīng)置于100烘箱中加熱1h。（4）拌合時先加入粗細集料到拌合機，再加入熱瀝青（瀝青采用 減量法稱量），拌和11.5min，再加入加熱后的礦粉，繼續(xù) 拌和， 標準拌合時間共3min。（5）成型馬歇爾試件時試模上下要墊濾紙，試件周邊插搗15次， 中間插搗10次，應(yīng)先成型1個試件進行高度校核，校核公式 如下：要求試件高度調(diào)整后的混合料質(zhì)量 =所得試件高度原用混合料質(zhì)量（