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集料(jíliào)試驗方法及基本概念瀝青混凝土配合(pèihé)比設(shè)計第一頁,共126頁。集料(jíliào)試驗方法及基本概念瀝青混合料原材料主要包括(bāokuò):集料;瀝青;第二頁,共126頁。約占瀝青(lìqīng)混合料95%的集料按集料的粒徑大?。捍旨希毫酱笥?.36mm的碎石、破碎礫石、礦渣等。細集料:粒徑小于2.36mm的天然砂、人工砂(包括(bāokuò)機制砂)、及石屑。礦粉:由石灰?guī)r等堿性石料碾磨而成,起填料作用。按集料的巖性:玄武巖石灰?guī)r輝綠巖花崗巖安山巖
第三頁,共126頁。集料(jíliào)試驗反映集料原始面貌1.粗集料密度及吸水率試驗(shìyàn)(網(wǎng)籃法)2.粗集料壓碎值試驗(shìyàn)3.粗集料磨耗值試驗(shìyàn)(洛杉磯法)4.集料堅固性試驗(shìyàn)5.粗集料磨光值試驗(shìyàn)6.細集料密度按反映集料加工工藝1.粗集料含泥量試驗(shìyàn)2.粗集料針片狀顆粒含量試驗(shìyàn)(游標卡尺法)3.粗集料軟弱顆粒含量試驗(shìyàn)4.細集料含泥量試驗(shìyàn)(篩洗法)5.細集料砂當量試驗(shìyàn)6.細集料棱角性試驗(shìyàn)(流動時間法)第四頁,共126頁。粗集料(jíliào)密度及吸水率試驗?zāi)康呐c適用范圍本方法適用于測定各種粗集料表觀相對密度、表干相對密度、毛體積相對密度、表觀密度、表干密度、毛體積密度,以及粗集料吸水率。試驗步驟:對較粗的集料采用4.75mm篩,對2.36mm~4.75mm集料,或者混在4.75mm以下石屑中的粗集料,則用2.36mm標準篩過篩(ɡuòshāi),用四分法縮分至要求的質(zhì)量,分兩份備用對瀝青路面用粗集料,應(yīng)對不同規(guī)格的集料分別測定,所取的每一份集料試樣應(yīng)基本上保持原有的級配經(jīng)縮分后供測定密度和吸水率的粗集料質(zhì)量應(yīng)符合表的規(guī)定第五頁,共126頁。粗集料(jíliào)粗集料在瀝青混合料中,粗集料是指粒4.75mm(2.36mm)的碎石、破碎礫石、篩選礫石和礦渣等。粗集料密度密度定義堆積密度:單位體積(tǐjī)物質(zhì)顆粒的質(zhì)量。有干堆積密度及濕堆積密度之分。表觀密度(視密度):單位體積(tǐjī)物質(zhì)顆粒的干質(zhì)量。表干密度(飽和面干毛體積(tǐjī)密度):單位體積(tǐjī)物質(zhì)顆粒的飽和面干質(zhì)量。毛體積(tǐjī)密度:單位體積(tǐjī)物質(zhì)顆粒的干質(zhì)量。各密度的相對密度是該密度同同溫度水的密度的比值。注:必須四分法取樣,要求試樣具有代表性。
第六頁,共126頁。工程用途
為瀝青混凝土配合比設(shè)計提供參數(shù)(cānshù)。(密度的準確性)注意對粗集料的密度、相對密度的定義、測定、使用時很容易出現(xiàn)錯誤的理解。首先應(yīng)特別注意各種相對密度和密度的不同用途,工程上常用相對密度而少用密度。例如在瀝青混合料的配合比設(shè)計時,常用表觀相對密度、毛體積相對密度。要點強調(diào):試驗時;試樣清洗后在室溫下保持浸水24h。試驗時,水溫控制在15-25℃,宜控制在23℃。在稱取表干質(zhì)量的過程中不得有集料顆粒丟失也可以采取先稱表干重,再稱水中重的方法進行試驗,這樣可以避免因集料丟失帶來的問題。第七頁,共126頁。粗集料(jíliào)壓碎值目的和適用范圍集料壓碎值用于衡量石料在逐漸增加的荷載下抵抗壓碎的能力,是衡量石料力學性能的指標,以評定其在公路工程中的適用性。注意事項金屬筒確定試驗集料描述如下:將試樣分3次(每1次數(shù)量大體相同)均勻裝入試模中,每次均將試樣表面整平,用金屬棒的半球面端從石料表面上均勻搗實25次,最后用金屬棒作為直刮刀(ɡuādāo)將表面仔細整平。稱取量筒中試樣質(zhì)量。平行試驗三次,以三次平行試驗的試樣質(zhì)量平均值進行壓碎值的平行試驗。
第八頁,共126頁。粗集料(jíliào)壓碎值試驗方法簡述:將要求質(zhì)量的試樣分3次(每次數(shù)量大體相同)均勻裝入試模中,壓頭放入試筒內(nèi)石料面上,均勻地施加荷載,在10min左右的時間內(nèi)達到總荷載400kN,穩(wěn)壓5s,然后卸荷。取出試樣用2.36mm標準篩篩分經(jīng)壓碎的全部試樣,稱取通過2.36㎜篩孔的全部細料質(zhì)量,計算集料(jíliào)壓碎值。以三個試樣平行試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為壓碎值的測定。第九頁,共126頁。要點(yàodiǎn)強調(diào)確定每次試驗的石料數(shù)量。將石料分三層倒入量筒中,每層數(shù)量大致相同。每層夯擊25次,落點均勻。試樣分三層裝入試筒后,最上層表面應(yīng)仔細整平,防止因不平而使壓柱在加載時卡住。使試驗試樣盡量密集接觸,不會存留過大的集料間隙率,如試驗中有較大的集料間隙率,將使得(shǐde)石料內(nèi)部受力不均而導(dǎo)致壓碎石料偏少,測得壓碎值偏小。試樣若較濕,應(yīng)通過烘箱烘干,但烘箱溫度不宜超過100℃,若溫度過高,很可能會導(dǎo)致集料壓碎值結(jié)果偏大。
第十頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)集料的壓碎值對于瀝青混凝土路面的耐久性有著(yǒuzhe)重要的意義。瀝青混凝土路面在攤鋪碾壓過程中有部分集料被壓碎,形成新的破碎面,而新的破碎面沒有瀝青膠漿裹附,很容易被水浸入。而在行車時候產(chǎn)生的泵吸作用下集料會慢慢脫落,導(dǎo)致路面出現(xiàn)松散或坑槽,形成水損壞影響路面的耐久性。集料的壓碎值越大,磨耗值越大,磨光值越小。對路面的耐摩擦、抗撞擊及抗滑性能也有顯著影響。因此在瀝青混凝土選用集料的時候,集料的壓碎值越小越好。即使石料場的壓碎值符合規(guī)范要求,但在不影響工程經(jīng)濟性的情況下,最好還是選則壓碎值小的石料場。
第十一頁,共126頁。粗集料(jíliào)磨耗值目的和適用范圍測定標準條件下粗集料抵抗摩擦、撞擊的能力,以磨耗損失(%)表示。本方法適用于各種等級規(guī)格集料的磨耗試驗簡述試驗步驟操作過程試樣的準備將不同規(guī)格的試樣用水沖洗干凈,置烘箱中烘干至恒重。按規(guī)定準備試樣,篩分。對于(duìyú)瀝青路面及各種基層、底基層的粗集料,試驗條件應(yīng)符合表的要求.第十二頁,共126頁。粒度類別粒集組成(mm)試樣質(zhì)量(g)試樣總質(zhì)量(g)鋼球數(shù)量(個)鋼球總質(zhì)量(g)次數(shù)(轉(zhuǎn))B19.0~26.516.0~19.02500±102500±105000±10114850±25500C4.75~9.59.5~16.02500±102500±105000±1083330±20500D2.36~4.755000±105000±1062500±15500粗集料(jíliào)洛杉磯磨耗試驗條件第十三頁,共126頁。取出鋼球,將經(jīng)過磨耗后的試樣從投料口倒入接受容器中。將試樣用1.7mm的方孔篩過篩。用水沖干凈留在篩上的碎石,置溫度為105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重。要點強調(diào):加入(jiārù)鋼球時要稱量鋼球的總質(zhì)量(不符合要求應(yīng)及時更換)過篩時在1.7mm方孔篩加上2.36mm和4.75mm的標準篩,以防止1.7mm方孔篩的損壞磨耗后的試樣要用用水沖干凈,烘干至恒重后稱量簡述(jiǎnshù)試驗步驟第十四頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)粗集料的洛杉磯磨耗損失是集料使用性能的重要指標,尤其是瀝青混合料和基層集料,它與瀝青路面的抗車轍能力、耐磨性,耐久性密切相關(guān),一般磨耗損失小的集料,集料堅硬,耐磨,耐久性好。軟弱顆粒含量(hánliàng)多、風化嚴重的石料經(jīng)過磨耗試驗,粉碎嚴重,這個指標很難通過。所以瀝青路面規(guī)范都對粗集料的洛杉磯磨耗損失提出了要求。對要求粗集料嵌擠能力強的SMA等。磨耗損失的要求更有所提高。洛杉磯磨耗試驗也是優(yōu)選石料的一個重要手段。第十五頁,共126頁。集料(jíliào)磨光值試驗方法簡述:將集料過篩,剔除針片狀顆粒,取9.5㎜~13.2㎜的集料顆粒用水洗凈后置于溫度為105℃±5℃的烘箱中烘干(hōnɡɡàn)(注:根據(jù)需要,也可采用4.75㎜~9.5㎜的粗集料進行磨光值試驗),根據(jù)規(guī)范規(guī)定進行試件制備,試件通常在40℃烘箱中養(yǎng)護3h,再自然冷卻9h拆模,經(jīng)過加速磨光機磨光后,用擺式儀對其進行磨光值的測讀。第十六頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)集料磨光值是利用加速磨光機磨光集料,用擺式摩擦系數(shù)測定儀測定的集料經(jīng)磨光后的摩擦系數(shù)值,以PSV表示。集料磨光值是關(guān)系到一種集料能否用于瀝青路面抗滑磨耗層的重要決定性指標,所以在工程上選取集料品種(pǐnzhǒng)時應(yīng)對此特別重視。集料的磨光值越小,路面的抗滑性能越不好。第十七頁,共126頁。目的與適用范圍用于評價集料的形狀(xíngzhuàn)和抗壓碎能力簡述試驗步驟:四分法取樣。用4.75mm標準篩將試樣過篩,取篩上部分供試驗用,用四分法縮分至要求的質(zhì)量,對粒徑4.75mm~9.5mm每份取不少于800g,對粒徑大于9.5mm每份取不小于1200g,且試樣數(shù)量不少于100顆。粗集料(jíliào)針片狀顆粒含量試驗第十八頁,共126頁。非針片狀顆粒(kēlì)針片狀顆粒(kēlì)注意(zhùyì):亞針片狀顆粒第十九頁,共126頁。
1)針片狀顆粒對瀝青混合料所造成的影響當集料中含有較多的針片狀顆粒,就會導(dǎo)致顆粒之間相互搭架,小顆粒沒有進入其空隙中去,致使混合料不密實。針片狀顆粒在瀝青混合料施工和使用過程中,會產(chǎn)生不同程度的破損,使級配細化、瀝青混合料內(nèi)部出現(xiàn)損傷,影響混合料的強度。骨架密實結(jié)構(gòu)瀝青混合料對針片狀顆粒比較敏感,應(yīng)嚴格控制其針片狀含量,細型密級配瀝青混合料對針片狀顆粒不太敏感,但針片狀含量的增加會使混合料技術(shù)性能下降(xiàjiàng)。2)不論是懸浮密實結(jié)構(gòu)還是骨架密實結(jié)構(gòu),當針片狀含量增加時,混合料的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性能都會降低,車轍深度和集料的破碎率也相應(yīng)會有所增大。從實際工程中考慮,針片狀的含量增加也會造成不容易壓實,需要增大壓實功,增大壓實功不僅影響經(jīng)濟性,又會造成針片狀顆粒的破壞,形成惡性循環(huán)。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)第二十頁,共126頁。試驗?zāi)康呐c適用范圍測定碎石、礫石及破碎礫石中的軟弱顆粒含量。簡述試驗步驟:將每份中每一個顆粒大面朝下穩(wěn)定平放在集料軟弱顆粒試驗機壓頭中心,按顆粒大小(dàxiǎo)分別加以0.15kN、0.25kN、0.34kN荷載,放于壓頭中心,破裂之顆粒即屬于軟弱顆粒,將其棄去,稱出未破裂顆粒的質(zhì)量。粗集料軟弱顆粒含量(hánliàng)試驗放于壓頭(yātóu)中心
施加應(yīng)力
第二十一頁,共126頁。軟軟弱顆粒對瀝青混凝土路面面層的力學性能、強度及耐久性影響很大,因為骨料顆粒太軟,車在路面行駛時,使路面受損,骨料將慢慢脫落,路面開裂及路面容易老化,所以瀝青混凝土的骨料必符合規(guī)范才能(cáinéng)用,才能(cáinéng)保證質(zhì)量。我們選擇石料場的時候,盡可量避免軟弱顆粒多的石料場。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)各種(ɡèzhǒnɡ)破裂顆粒第二十二頁,共126頁。集料(jíliào)含泥量
水洗法<0.075mm顆粒含量簡述試驗步驟.含泥量的測定:用四分法取樣,稱取一定質(zhì)量的粗集料水中浸泡24h,在水中對粗集料表面進行(jìnxíng)充分清潔,過程中應(yīng)盡量小心不要將濁液濺出或被手帶出;將濁液用1.18mm與0.075mm篩過篩,并重復(fù)加水洗料過篩的步驟,直至清洗液清澈。在過篩之前一定要用潔凈水將兩個篩浸潤,在倒?jié)嵋旱倪^程中應(yīng)控制濁液緩緩地流出,不可過猛,應(yīng)小心有顆粒損失;整個實驗過程中所用的水應(yīng)用蒸餾水或潔凈水,不可使用含雜質(zhì)多的不潔凈水。第二十三頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)粗集料清潔度對瀝青混合料的影響:對于密級配瀝青混合料,隨著粗集料混合料水洗法<0.075mm顆粒含量的增大,礦料級配最佳油石比呈顯著(xiǎnzhù)的線性增大。對于密級配瀝青混合料,隨著粗集料混合料水洗法<0.075mm顆粒含量的增大,瀝青混合料馬歇爾穩(wěn)定度、劈裂強度、車轍、浸水殘留和低溫彎曲呈顯著(xiǎnzhù)的線性減小。隨著粘附在粗集料表面上的泥粉含量增大,瀝青與粗集料的粘附等級降低,粗集料表面粘附的瀝青剝落面積增大。導(dǎo)致路面松散破裂。
第二十四頁,共126頁。細集料(jíliào)密度及吸水率試驗?zāi)康呐c適用范圍本方法(fāngfǎ)適用于測定各種細集料的表觀相對密度、表干相對密度、毛體積相對密度、表觀密度、表干密度、毛體積密度,以及以及飽和面干狀態(tài)時的吸水率。試驗步驟簡述:將來樣在潮濕狀態(tài)下用四分法縮分至每份約1000g,裝入淺盤或其它適合的容器中。泡水,排除氣泡,靜置24h。細心的倒去試樣上部的水。將試樣在盤中攤開,用吹風機(或用電磁爐),不斷翻拌試樣,使試樣表面的水在各部位均勻的蒸發(fā)。第二十五頁,共126頁。將試樣松散的一次裝入飽和(bǎohé)面干試模中,如留有空隙亦不必再裝滿。從垂直方向徐徐提起試模,試樣達到半塌落狀態(tài)時,說明已達到飽和(bǎohé)面干狀態(tài).立即稱取飽和(bǎohé)面干試樣約300g,迅速放入容量瓶中仔細加水至500mL刻度處,塞緊瓶塞,擦干瓶外水分,稱水+瓶+試樣總重用同樣的水(每次需測量水溫,宜為23℃±1.7℃),加至500mL刻度處,稱水+瓶重將倒出的試樣置于置溫度為105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重,并在干燥器內(nèi)冷卻至室溫后,得干試樣得質(zhì)量。試驗步驟(bùzhòu)簡述:稱取飽和面干試樣(shìyànɡ)質(zhì)量稱取瓶+水+樣品質(zhì)量裝入試模輕搗飽和面干狀態(tài)第二十六頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)細集料的表觀相對密度、表干相對密度、毛體積相對密度、表觀密度、表干密度、毛體積密度,是瀝青混凝土配合比設(shè)計重要的依據(jù)(yījù)。以及飽和面干狀態(tài)時的吸水率。對于使用坍落度法時必須要掌握好飽和面干時坍落狀態(tài)。吸水率以兩次平行試驗結(jié)果的算術(shù)平均值作為測定值,兩次結(jié)果與平均值的差值超過0.02%時,應(yīng)重新取樣進行試驗細集料的表觀密度、毛體積密度以兩次平行試驗結(jié)果的算術(shù)平均值為測定值,如兩次結(jié)果之差大于0.01時應(yīng)重新取樣進行試驗。注意飽和面干狀態(tài)(zhuàngtài)不要誤判!!!第二十七頁,共126頁。試驗?zāi)康呐c適用范圍測定細集料中所含粘性土或雜質(zhì)的含量以評定其潔凈程度。試樣準備:將樣品通過孔徑4.75mm篩,去掉篩上的粗顆粒部分(bùfen),試樣數(shù)量不少于1500g。如樣品過分干燥,可在篩分之前加少量水分潤濕。用包橡膠的小錘打碎土塊。測定試樣含水量。試樣用的樣品,在測定含水量和取樣試驗期間不要丟失水分。經(jīng)過含水量測定的試樣不得用于試驗。試驗步驟簡述:用沖洗管將沖洗液吸入試筒到最下面的100mm刻度處。用手掌反復(fù)敲打試筒下部,以除去氣泡,并使試樣盡快潤濕,然后放置10min細集料(jíliào)砂當量試驗加入(jiārù)沖洗液敲打試筒底部
靜置10min第二十八頁,共126頁。開動振蕩機。在30s±1s的時間內(nèi)振蕩90次。然后將試筒取下豎直放回試驗臺上,擰下橡膠塞。將沖洗(chōngxǐ)液插入試筒中,用沖洗(chōngxǐ)液沖洗(chōngxǐ)附在試筒壁上的集料,然后將沖洗(chōngxǐ)管插入試筒底部,慢慢轉(zhuǎn)動沖洗(chōngxǐ)管,同時勻速緩慢提高沖洗(chōngxǐ)管,使附著在集料表面的土粒雜質(zhì)浮游上來,直至溶液達380mm刻度線為止緩慢勻速向上拔出沖洗(chōngxǐ)管,保持液面位于380mm刻度線,然后開動秒表在沒有擾動的情況下靜置20min±15s。在靜置20min后,用尺量測從試筒底部到絮狀物上液面的高度。將配重活塞量取沉淀高度,準確至1mm,同時記錄試筒內(nèi)的溫度,準確至1℃。按上述步驟進行2個試樣的平行試驗。振蕩(zhèndàng)30s沖洗(chōngxǐ)試樣試驗步驟簡述:絮狀物沉淀物高度第二十九頁,共126頁。細集料(jíliào)的潔凈程度直接關(guān)系到瀝青與集料裹附情況和粘聚力,細集料(jíliào)中的泥土雜物對細集料(jíliào)的使用性能有很大的影響,尤其是對瀝青混合料,當水分進入混合料內(nèi)部時,這些泥土雜物遇水即會軟化,嚴重影響瀝青混合料的各種技術(shù)性能及路用性能,因此測定砂當量可以有效評斷細集料(jíliào)的可用性。不管天然砂、石屑、機制砂,各種細集料(jíliào)中小于0.075㎜的部分不一定是土,大部分可能是石粉或超細砂粒。為了將小于0.075㎜的礦粉、細砂與含泥量加以區(qū)分,采用砂當量試驗是一個較好的方法。還有就是把小于0.075的部分作為細集料(jíliào)的含泥量這是不恰當?shù)模瑸榱吮WC細集料(jíliào)質(zhì)量,應(yīng)強調(diào)不能用水洗法代替砂當量測定,特別是對于粒徑0.075以下含量較高的石屑,水洗法是不適用的。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)第三十頁,共126頁。試驗?zāi)康呐c適用范圍測定細集料中所含粘性土的含量,以評定其潔凈程度亞甲藍吸附量的測定:即用玻璃棒沾取一滴懸濁液滴于濾紙上,液滴在濾紙上形成環(huán)狀,液滴的數(shù)量應(yīng)使沉淀物直徑在8mm~12mm之間。外圍環(huán)繞一圈無色的水環(huán)。當在沉淀物周圍邊緣放射出一個寬度約1mm左右(zuǒyòu)的淺色色暈時,試驗結(jié)果稱為陽性。細集料(jíliào)亞甲藍試驗第三十一頁,共126頁。用于小于2.36㎜或小于0.15㎜的細集料,也可用于礦粉的質(zhì)量檢驗,其目的確定細集料中是否存在膨脹性粘土礦物,并測定其含量,以評定集料的潔凈程度,以亞甲藍值MBV表示。砂當量值不僅與含泥量大小有直接關(guān)系,而且受礦粉含量影響很大,因此對于礦粉含量較高的細集料,可能會將實際使用沒有問題的細集料判定為不合格。亞甲藍值基本只與含泥量直接相關(guān),受礦粉含量的影響較小,因此對于礦粉含量較高的細集料,用亞甲藍值試驗復(fù)檢可以(kěyǐ)有效避免誤判情況的發(fā)生。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)第三十二頁,共126頁。流動時間法:本方法測定一定體積的細集料(機制砂、石屑、天然(tiānrán)砂)全部通過標準漏斗所需要的流動時間,稱為細集料的棱角性,以s表示。簡述試驗步驟根據(jù)試驗的細集料規(guī)格選擇漏斗,對規(guī)格0.075mm-2.36mm的細集料用漏出孔徑為12mm的漏斗,對規(guī)格0.075mm-4.75mm的細集料用漏出孔徑為16mm的漏斗。將試樣從圓筒中央開口處(高度與筒頂齊平)徐徐倒入漏斗,表面盡量倒平,但倒完后不得以任何工具擾動或刮平試樣。在打開漏斗開啟門的同時開動秒表。漏斗中的細集料隨即從漏斗開口處流出,進入接受容器中。在細集料全部流完的同時停止秒表,讀取細集料流出的時間,準確至0.1s,即為該細集料試樣的流動時間。一種試樣需平行試驗5次,以流動時間的平均值作為細集料棱角性的試驗結(jié)果。試驗(shìyàn)目的與適用范圍細集料(jíliào)棱角性試驗第三十三頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)當工程上同時使用不同品種的細集料,應(yīng)分別進行單一集料品種的棱角性質(zhì)量評定,同時以實際配合比例組成的細集料混合料進行試驗,并滿足相應(yīng)規(guī)范的要求。以評定其使用性能。本方法測定的細集料棱角性,適用于評定細集料顆粒的表面構(gòu)造和粗糙度,預(yù)測細集料對瀝青混合料的穩(wěn)定性、縮性變形、內(nèi)摩擦角和抗流動(liúdòng)變形性能的影響。流動(liúdòng)時間越長對瀝青混凝土的路用性能影響越小。第三十四頁,共126頁。試驗(shìyàn)目的與適用范圍礦粉密度(mìdù)試驗用于檢驗礦粉的質(zhì)量,供瀝青混合料配合比設(shè)計計算使用,同時適用于測定拌制瀝青混合料用的其它填料(tiánliào)如水泥、石灰、粉煤灰的相對密度。試驗步驟:將干燥器中冷卻后樣品連同小牛角匙、漏斗一起準確稱量,準確至0.01g,向比重瓶中注入蒸餾水,至刻度0~1mL之間,用小牛角匙將礦粉試樣通過漏斗徐徐加入比重瓶中,待比重瓶中水的液面上至接近比重瓶的最大讀數(shù)時為止。要點強調(diào):嚴格控制水溫,整個過程中水溫變化不得超過超過1℃;因礦粉易沾容器,對于礦粉的重量,需采用采用減量稱重法。嚴格控制儀器誤差、人為誤差,礦粉密度、比表面積等指標評價礦粉的品質(zhì),為配合比設(shè)計粉膠比及瀝青膜厚度提供有效依據(jù)。第三十五頁,共126頁。礦粉的篩分(shāifēn)試驗2.3.1礦粉篩分試驗本方法的目的是測試礦粉顆粒級配。簡述實驗步驟:將烘干礦粉用0.075mm篩過篩,將篩上殘留物倒在0.6mm篩上,在0.6㎜、0.3㎜、0.15㎜、0.075㎜按順序組成的套篩上進行水洗過篩,之后將每層篩上的殘留礦粉分別裝盤烘干,秤取其重量。試驗要點:干篩礦粉時應(yīng)注意礦粉有無結(jié)塊現(xiàn)象;水洗時將套篩置于水龍頭下直接進行水洗,但龍頭上下應(yīng)連接(liánjiē)一膠管,且水流不應(yīng)過急,要細心防止礦粉濺出造成損失。第三十六頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)礦粉是瀝青混合料的重要(zhòngyào)組成部分,其細度對瀝青混合料性能有較大影響隨著礦粉細度的增大,瀝青混合料穩(wěn)定度增大,當細度繼續(xù)增大時,瀝青混合料穩(wěn)定度下降。隨著礦粉細度增大,流值增大。隨著礦粉細度增大,瀝青混合料試件室內(nèi)孔隙率減小隨著礦粉細度增大,瀝青混合料動穩(wěn)定度增大礦粉細度的變化對瀝青混合料性能有較大影響,因此在質(zhì)量控制過程中應(yīng)按級配的±5%進行礦粉的細度控制。第三十七頁,共126頁。礦粉的親水系數(shù)(xìshù)試驗礦粉的親水系數(shù)即礦粉試樣在水中膨脹的體積與同一(tóngyī)試樣在煤油中膨脹的體積之比,用于評價礦粉與瀝青結(jié)合料的粘附性能。簡述實驗步驟:稱取烘干至恒重的礦粉5g(準確至0.01g),將其放在研缽中,加入15~30mL。蒸餾水,用橡皮研杵仔細磨5min,然后用洗瓶把研缽中的懸浮液洗入量筒中,使量筒中的液面恰為50mL。然后用玻璃棒攪和懸浮液。同上法將另一份同樣重量的礦粉,用煤油仔細研磨后將懸浮液沖洗移入另一量筒中,液面亦為50mL。將上兩量筒靜置,使量筒內(nèi)液體中的顆粒沉淀。每天兩次記錄沉淀物的體積,直至體積不變?yōu)橹沟谌隧?,?26頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)礦粉在瀝青混合料中起到填充作用,目的是減小瀝青混凝土的空隙,有時稱作填料。礦粉含量的多少,常用粉油比表示,粉油比大,瀝青混凝土的低溫抗車轍才能通常較強,粉油比小,會有利于混凝土的高溫抗裂性。礦粉偏堿性,和瀝青很好的粘附在石頭外表(wàibiǎo),使得石頭和石頭之間除了硬碰硬的骨架鑲嵌成型外,還使得石頭與石頭之間多了膠結(jié)力。礦粉多,吸收瀝青多,經(jīng)濟成本增加,礦粉太少,拌合出來的瀝青砼容易散。這也是有些路面施工后短時間內(nèi)就出現(xiàn)表面泛白,在高溫情況下也不能泛油,繼而出現(xiàn)露骨、松散的原因之一。瀝青混合料的強度主要表現(xiàn)在兩個方面。一是瀝青與礦粉形成的膠結(jié)料的粘結(jié)力;另一是集料顆粒間的內(nèi)摩阻力和鎖結(jié)力。礦粉細顆粒的巨大表面積使瀝青材料形成薄膜,從而提高了瀝青材料的粘結(jié)強度和溫度穩(wěn)定性;而鎖結(jié)力則主要在粗集料顆粒之間產(chǎn)生,選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者,以達到加入適量瀝青后混合料能形成密實、穩(wěn)定、粗糙度適宜、經(jīng)久耐用的路面。第三十九頁,共126頁。瀝青(lìqīng)的基本概念瀝青:黑色到暗褐色的固態(tài)或半固態(tài)粘稠狀物質(zhì),由自然(zìrán)形成或人工制造而得。瀝青結(jié)合料:在瀝青混合料中起膠結(jié)作用的瀝青類材料(含添加的外摻劑、改性劑等)的總稱。乳化瀝青:石油瀝青與水在乳化劑、穩(wěn)定劑等的作用下經(jīng)乳化加工值得的均勻瀝青產(chǎn)品,也稱瀝青乳液。液體瀝青:用汽油、煤油、柴油等溶劑將石油瀝青稀釋而成的瀝青產(chǎn)品,也稱輕制瀝青或稀釋瀝青。改性瀝青:摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、天然瀝青、磨細的橡膠粉,或者其他材料等外摻劑(改性劑)制成的瀝青結(jié)合料,從而使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善。改性乳化瀝青:在制作乳化瀝青的過程中同時加入聚合物乳膠,或?qū)⒕酆衔锶槟z與乳化瀝青成品混合,或?qū)酆衔锔男詾r青進行乳化加工得到的乳化瀝青產(chǎn)品。第四十頁,共126頁。瀝青(lìqīng)的取樣方法取樣數(shù)量粘稠瀝青和固體(gùtǐ)瀝青不少于1.5kg,液體瀝青不少于1L,乳化瀝青不少于4L。從貯油罐中取樣注意事項無攪拌設(shè)備的貯油罐:將液面高度三等分取樣,也可在流出口按不同流出深度分3次取樣。可將3各樣品混勻試驗,也可分3次試驗。有攪拌設(shè)備的貯油罐:從中部取樣從罐車、瀝青灑布車中取樣注意事項有取樣閥時:待流出4kg或4L后再取樣在裝料或卸料過程中取樣注意事項按時間間隔均勻地分3次取樣,可以混勻進行試驗,也可分別進行試驗從瀝青貯存池中取樣注意事項試驗試樣的保護與存放:液體瀝青、乳化瀝青可用塑料桶或金屬桶存放,但要加蓋密封。樣品應(yīng)在陰涼干凈處保存瀝青加熱次數(shù)應(yīng)盡可能少,一般不應(yīng)超過2次,避免老化。第四十一頁,共126頁。聚合物改性瀝青試驗(shìyàn)指標1、25℃針入度2、針入度指數(shù)3、5℃延度4、軟化點5、135℃運動粘度6、閃點7、溶解度8、彈性恢復(fù)9、貯存穩(wěn)定性,離析(líxī),48h軟化點差10、TFOT(或RTFOT)后殘留物⑴、質(zhì)量變化⑵、25℃針入度比⑶、5℃殘留延度第四十二頁,共126頁。瀝青試驗(shìyàn)指標瀝青試驗結(jié)果的評判:瀝青針入度、延度、軟化點、老化后等指標是評價道路瀝青使用性能的主要(zhǔyào)指標。在做瀝青試驗時如一項指標不合乎道路設(shè)計規(guī)范及招標文件要求,這一車或這一批瀝青都判為不合格而不能在瀝青路面中使用,可見其試驗的重要性。第四十三頁,共126頁。針入度試驗(shìyàn)試驗簡述:針入度是在規(guī)定溫度、附加荷重和荷重作用時間的條件下,標準針貫入瀝青中的深度,以0.1mm為單位。常用的試驗條件為P25℃,100g,5s。同一試樣3次平行試驗結(jié)果的最大值和最小值之差在規(guī)定的允許偏差范圍內(nèi)時,計算3次試驗結(jié)果的平均值,取整數(shù)作為針入度試驗結(jié)果以0.1mm為單位。針入度用來劃分瀝青的標號,針入度越小,表示瀝青的稠度越大;反之,則越小。要點強調(diào)(qiángdiào):應(yīng)注意試樣在水中的保溫時間,若浸泡時間超出規(guī)范要求時間過長,將使得實測值偏大;試樣浸水的溫度應(yīng)嚴格控制,試驗前應(yīng)對恒溫水箱進行標定,若水溫相對試驗要求溫度高,則實測值偏大;試驗前應(yīng)確認標準針是否有彎曲,若有變形,則會導(dǎo)致實測值偏??;標準針應(yīng)與瀝青表面恰好接觸。檢查頻率:每車必檢第四十四頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)針入度-在規(guī)定溫度和時間內(nèi),附加一定質(zhì)量的標準針垂直貫入瀝青試樣的深度,單位以0.1mm表示。針入度是反映瀝青稠度的指標。通過以不同溫度條件測得的針入度,可以反映瀝青材料(cáiliào)的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。針入度越小,瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性越好。第四十五頁,共126頁。軟化(ruǎnhuà)點試驗試驗簡述:軟化點是瀝青在規(guī)定尺寸的銅環(huán)內(nèi),其上放置一規(guī)定質(zhì)量的鋼球,以5℃/min的升溫速度加熱,瀝青軟化,鋼球從瀝青試樣中沉落至規(guī)定的距離的底板時的溫度。軟化點實質(zhì)上反映瀝青的粘度,與瀝青的標號有關(guān),是一種條件粘度,即是在等粘度條件下以溫度表示的一種粘度。軟化點反映瀝青的溫度敏感性,一般認為,軟化點高,則其等粘溫度也高,溫度穩(wěn)定性好,或者說熱穩(wěn)定性好。要點強調(diào):試樣應(yīng)在室溫冷卻(lěngquè)30min左右,再進行刮皮平整表面的工作,否則易從試模中拉扯出瀝青,影響試驗結(jié)果。每次必須校核水的升溫速度是否準確5℃/min,否則將出現(xiàn)實測值的極大誤差;水杯底部應(yīng)具有攪拌功能,保證水溫均勻。試驗用水須為蒸餾水或潔凈水,不可用含雜質(zhì)過多的水,否則對實測值有較大影響。軟化點在80℃以上者應(yīng)用甘油。檢查頻率:每車必檢第四十六頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)軟化點是瀝青試樣在規(guī)定尺寸的金屬環(huán)內(nèi),上置規(guī)定尺寸和質(zhì)量的鋼球,放于水或甘油中,以規(guī)定的速度加熱,至鋼球下沉達規(guī)定距離時的溫度,單位以℃表示。軟化點是反映瀝青溫度穩(wěn)定性的指標。軟化點是瀝青由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)時的溫度,它反應(yīng)了瀝青材料(cáiliào)的高溫穩(wěn)定性。軟化點越高說明瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性越好不容易出現(xiàn)車轍。第四十七頁,共126頁。延度試驗(shìyàn)試驗簡述:瀝青在一定溫度下,按一定的拉伸至瀝青斷裂(duànliè)時的長度,以cm記。通常試驗溫度為15℃,5℃,拉伸速度為5cm/min。延度反映瀝青的柔韌性,延度越大,瀝青的柔韌性越好。如在低溫下延度越大,則瀝青的抗裂性越好。瀝青延度與其粘度、組分有密切關(guān)系。一般來說,延度大的瀝青含蠟量低,粘結(jié)性和耐久性都好;反之,含蠟量大,延度小,粘結(jié)性和耐久性也差。要點強調(diào):模具應(yīng)保證均勻涂抹合格的隔離劑,否則在進行刮摸去皮工作時極易拉扯試樣中部,導(dǎo)致試樣在試驗中發(fā)生提前斷裂(duànliè)。試樣在規(guī)定水浴中應(yīng)放置足夠時間,否則易導(dǎo)致實測結(jié)果不準確。應(yīng)保證試驗溫度的準確。檢查頻率:每車必檢。第四十八頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)延度-規(guī)定形態(tài)的瀝青試樣,在規(guī)定溫度下以一定速度受拉伸至斷開時的長度,單位以cm表示(biǎoshì)。延度是反映瀝青變形能力的指標??梢圆捎貌煌瑴囟认碌难佣确謩e反應(yīng)低溫變形能力和高溫變形能力。延度的大小反應(yīng)瀝青塑性的好壞。同時承受外力的大小和受外力的自愈能力。第四十九頁,共126頁。瀝青旋轉(zhuǎn)薄膜加熱(jiārè)試驗試驗簡述:將測定加熱質(zhì)量損失的盛樣瓶放入干燥器中,冷卻到室溫后稱取質(zhì)量,準確至1mg。將需要加熱后測定其它性質(zhì)的盛樣瓶,趁熱置于烘箱的環(huán)形架中各個瓶位中,關(guān)上門后開啟環(huán)形架轉(zhuǎn)動開關(guān),以15±0.2r/min速度轉(zhuǎn)動。到達時間后,停止環(huán)形架轉(zhuǎn)動及噴射熱空氣,立即逐個取出盛樣瓶。將進行質(zhì)量損失試驗的試樣瓶放入真空干燥器中,冷卻至室溫,稱取質(zhì)量準確至1mg。要點強調(diào):旋轉(zhuǎn)加熱烘箱在163±0.5℃預(yù)熱不少于16h;試樣質(zhì)量為35±0.5g,精確至1mg,也就是0.001g。各個盛樣瓶的試樣應(yīng)倒入同一容器內(nèi)(加熱質(zhì)量變化的試樣除外)。將加熱試樣倒入針入度盛樣皿和延度試模內(nèi),并按規(guī)定進行相關(guān)(xiāngguān)的試驗。全部試驗必須在加熱后72小時之內(nèi)完成。檢查頻率:每車必檢。第五十頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)通過測定薄膜加熱或旋轉(zhuǎn)薄膜加熱后的蒸發(fā)損失,以及蒸發(fā)殘留物的針入度、延度、軟化點等,評價瀝青受熱時性質(zhì)的變化及耐老化性能。瀝青的老化使瀝青變得脆硬,瀝青的柔性降低,進而影響瀝青路面的水穩(wěn)定性、疲勞耐久性、低溫抗裂性和高溫穩(wěn)定性。這也是瀝青老化特性之所以重要的原因。瀝青老化對混合料體積指標的影響,瀝青在老化程度加深過程中,空隙率略有增大(zēnɡdà),流值也隨著增大(zēnɡdà),其他指標變化不明顯。第五十一頁,共126頁。針入度指數(shù)(zhǐshù)針入度指數(shù)-一種瀝青結(jié)合(jiéhé)料的溫度敏感性指標,反映針入度隨溫度而變化的程度,由不同溫度的針入度按規(guī)定方法計算得到。一般情況下,可以測定15℃、20℃、25℃、30℃、35℃時的針入度,按下列方法計算:lgP=K+AlgPenT式中:P----不同試驗溫度下的針入度,0.01mm;T----不同試驗溫度,℃;K----回歸方程的常數(shù)項;AlgPen----針入度溫度指數(shù)。針入度指數(shù)PI(PIlgPen)按下式計算:PIlgPen=(20-500AlgPen)/(1+50AlgPen)第五十二頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)針入度指數(shù)反映了瀝青對溫度變化的敏感程度。針入度指數(shù)越大,說明瀝青對溫度的變化越不敏感,反之則表示溫度變化對瀝青的性能影響較大。在工程實際使用中,希望溫度變化對瀝青性能的影響越小越好。針入度越高,瀝青的抗高溫(gāowēn)性能越差,抗低溫性能越好,反之亦然。因此如用針入度高的瀝青只是在溫度低的時候其路用性能較好,而溫度高的時候,整個路面會變得較軟。因此要解決這個問題,要從高溫(gāowēn)和低溫這兩方面進行考慮,也就是要考慮到針入度指數(shù),所以是要使用針入度指數(shù)大的瀝青,而不是使用針入度值高的瀝青。第五十三頁,共126頁。閃點、燃點(rándiǎn)試驗試驗簡述:開始加熱調(diào)節(jié)加熱器降低升溫速度,以便在預(yù)期閃點前28℃時能使升溫速度控制在5.5±0.5℃/min。當試樣液面上最初出現(xiàn)一瞬即滅的藍色火焰,立即從溫度計上讀記溫度,作為試樣的閃點。注意勿將試焰四周的藍白色火焰誤認為是閃點火焰。當試樣接觸火焰立即著火,并能繼續(xù)燃燒(ránshāo)不少于5s時,停止加熱,并讀記溫度計上的溫度,作為試樣的燃點。要點強調(diào):同一試樣至少平行試驗兩次,兩次測定結(jié)果的差值不超過重復(fù)性試驗允許差8℃時,取其平均值的整數(shù)作為試驗結(jié)果。重復(fù)性試驗允許差為:閃點8℃,燃點8℃復(fù)現(xiàn)性試驗允許差為閃點16℃,燃點14℃第五十四頁,共126頁。技術(shù)(jìshù)性質(zhì)閃點、燃點是瀝青試樣在規(guī)定的盛樣器內(nèi),按規(guī)定的升溫速度受熱時所蒸發(fā)的氣體以規(guī)定的方法與試焰接觸,初次發(fā)生一瞬即滅的火焰時的試樣溫度,單位以℃表示。閃點、燃點是反映瀝青和油類可燃性的指標。在實際(shíjì)施工應(yīng)用中,瀝青在加熱過程中,其揮發(fā)油分與空氣混合氣體在高溫下極易發(fā)生閃火,閃火時的溫度為閃火點。閃火點與瀝青中的輕質(zhì)油分的含量有關(guān),為保證施工安全,需要了解瀝青材料的閃火溫度。第五十五頁,共126頁。瀝青粘附(zhānfù)性試驗試驗方法:1、水煮法;2、水浸法水煮法:粒徑大于13.2mm的粗集料,采用水煮法判斷瀝青的粘附等級:取粒徑13.2~19mm形狀接近立方體的規(guī)則集料5個,洗凈后置于烘箱烘干冷卻,在集料中部系緊細線再置于105℃烘箱中1h,然后用手提線浸入預(yù)先加熱的瀝青達一定時間,使得顆粒完全為瀝青膜所裹覆。于室溫中冷卻15min后逐個提起集料浸入煮沸水中3min,取出后觀察瀝青膜剝離(bōlí)程度,并判定其粘附等級。(注意控制煮沸水的火候,應(yīng)微沸,但不可有沸騰的氣泡產(chǎn)生)。水浸法:粒徑小于13.2mm的粗集料,采用水浸法判斷瀝青的粘附等級:將20顆裹覆瀝青的集料置于玻璃板上,放入80℃的恒溫水槽中保持30min后取出,再浸入冷水中,仔細觀察瀝青剝落情況,判斷其粘附等級。第五十六頁,共126頁。要點強調(diào):所選的5個集料是在13.2-19mm之間的,形狀接近立方體的規(guī)則顆粒。將集料顆粒用細線系牢,浸入瀝青和提出時,均應(yīng)輕提輕放,以免帶進氣泡或瀝青飛濺。將裹覆瀝青膜的試樣放到煮沸的水中浸煮的時候,應(yīng)該是逐個放入進行試驗,而不能同時將5顆試樣同時放入試驗,以免試樣在高溫時出現(xiàn)粘連現(xiàn)象,造成試驗結(jié)果不準確。粘附(zhānfù)性等級評定往往因人而異,規(guī)定兩名以上經(jīng)驗豐富的試驗人員分別目測后取平均值。第五十七頁,共126頁。影響瀝青與石料粘附的因素瀝青品種:瀝青中所含的表面活性物質(zhì)。酸值大于0.7的瀝青為活性瀝青,這種瀝青對堿性巖石干燥表面具有良好粘附性,但與酸性石料卻粘附不好;酸值小于0.7的非活性瀝青,與大多數(shù)石料的表面都不能形成牢固的粘附,容易被水剝落。溫度:當瀝青溫度升高時,瀝青的粘度降低,流動度增大,便于瀝青在石料表面自由地展開,促進浸潤,提高瀝青與石料的粘附性。石料種類:石料分為酸性、堿性和中性。含量大于65%為酸性,小于52%為堿性,之間為中性。表面狀態(tài):光滑(guānghuá)的石料表面,瀝青易于浸潤,但當遇水后卻容易剝落,粘結(jié)不牢。石料表面粗糙,形成凹凸不平的表面,不僅增加了表面積,使石料增加了與瀝青接觸的機會,而且瀝青能嵌入凹穴中,固化后形成牢固的機械嵌鎖力,使瀝青與石料牢固粘結(jié)。石料表面的清潔程度對瀝青的粘附性也有很大影響。第五十八頁,共126頁。技術(shù)性質(zhì)瀝青的粘附(zhānfù)性是指瀝青與石料之間相互作用所產(chǎn)生的物理吸附和化學吸附的能力。粘結(jié)力是指瀝青本身內(nèi)部的粘結(jié)能力。粘結(jié)性好的瀝青一般其粘附(zhānfù)能力也強。瀝青對石料粘附(zhānfù)性的優(yōu)劣,對瀝青路面的強度、水穩(wěn)性以及耐久性都有很大影響,是瀝青的重要性質(zhì)之一。在干燥狀態(tài)下,瀝青與石料的粘附(zhānfù)較好。但在潮濕狀態(tài)下,由于水比瀝青更容易浸潤石料,石料表面的瀝青就可能被水取代,瀝青從石料表面剝離下來。當集料失去瀝青的粘結(jié)作用,路面就出現(xiàn)松散,這就是雨季瀝青路面經(jīng)常出現(xiàn)松散的原因。主要用于確定粗集料的適用性。第五十九頁,共126頁。瀝青粘度試驗(布氏粘度)試驗簡述:根據(jù)估計的瀝青黏度,按轉(zhuǎn)子型號所要求的體積向黏度計的盛樣筒中添加瀝青試樣,試樣體積應(yīng)與系統(tǒng)標定時的標準體積一致。將轉(zhuǎn)子與盛樣筒一起置于已控溫至試驗溫度的烘箱中保溫,取出轉(zhuǎn)子和盛樣筒安裝在黏度計上,使轉(zhuǎn)子插進盛樣筒的瀝青液面中,至規(guī)定的高度。溫度與黏度密切相關(guān),黏度值將隨溫度增加而減小,因此試樣在恒溫過程中試驗人員要注意觀測溫度是否有變化。按儀器說明書選擇轉(zhuǎn)子速率,例如在135℃測定時,黏度計可采用20r/min要點強調(diào):觀測黏度變化,當小數(shù)點后面2位讀數(shù)穩(wěn)定后,在每個試驗溫度下,每隔60S讀數(shù)一次,連續(xù)讀數(shù)3次,以3次讀數(shù)的平均值作為測定值。如果在試驗溫度下的扭矩讀數(shù)不在10%-98%的范圍內(nèi),必須更換轉(zhuǎn)子或降低轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速后重新試驗。一般(yībān)可采用135℃和175℃的表觀黏度,根據(jù)需要也可以采用其他溫度。(同一種試樣至少平行試驗兩次,兩次測定結(jié)果符合重復(fù)性試驗允許誤差要求時,以平均值作為測定值。)繪制黏溫曲線,給出推薦的拌和及壓實施工溫度范圍。第六十頁,共126頁。技術(shù)性質(zhì)瀝青粘度(zhāndù)對其路用性能有很大的影響。瀝青粘度(zhāndù)大,粘結(jié)力強,所拌制的瀝青混合料強度高,穩(wěn)定性和耐久性好。粘度(zhāndù)是瀝青的力學指標,粘度(zhāndù)的大小反映瀝青抵抗流動的能力,粘度(zhāndù)越大,瀝青路面抗車轍的能力就越強。試驗表明,瀝青的粘度(zhāndù)與瀝青混合料動穩(wěn)定度有密切關(guān)系,粘度(zhāndù)越大,動穩(wěn)定值就越高?,F(xiàn)在的瀝青檢測完三大指標還有老化后,最好做一下布氏粘度(zhāndù)。能更有效的控制瀝青質(zhì)量。第六十一頁,共126頁。瀝青(lìqīng)混合料瀝青混合料的基本概念及分類瀝青混合料配合比設(shè)計(shèjì)瀝青混合料試驗瀝青混合料的路用性能第六十二頁,共126頁。瀝青混合(hùnhé)料的基本概念及分類瀝青混合料的定義-由礦料于瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱瀝青混合料的分類按材料組成及結(jié)構(gòu)(jiégòu)分類連續(xù)級配間斷級配按礦料級配組成及空隙率大小分類密級配開級配半開級配第六十三頁,共126頁。按公稱最大粒徑分類特粗式(公稱最大粒徑等于(děngyú)或大于31.5mm)粗粒式(公稱最大粒徑26.5mm)中粒式(公稱最大粒徑16mm或19mm)細粒式(公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm)砂粒式(公稱最大粒徑小于9.5mm)按制造工藝分類熱拌瀝青混合料冷拌瀝青混合料再生瀝青混合料第六十四頁,共126頁。密級配瀝青(lìqīng)混合料按密實級配原理設(shè)計組成的各種粒徑顆粒(kēlì)的礦料于瀝青結(jié)合料拌和而成,設(shè)計空隙率較小(對不同交通及氣候情況、層位可作適當調(diào)整)的密實式瀝青混凝土(以AC表示)和密實式瀝青穩(wěn)定碎石混合料(以ATB表示)按關(guān)鍵性篩孔通過率的不同又可分為細型、粗型密級配瀝青混合料等粗集料嵌擠作用較好的也稱嵌擠密實型瀝青混合料開級配瀝青混合料礦料級配主要由粗集料嵌擠組成,細集料及填料較少,設(shè)計空隙率大于18%的混合料半開級配瀝青混合料由適當比例的粗集料、細集料、及少量填料(或不加填料)與瀝青結(jié)合料拌和而成,經(jīng)馬歇爾標準擊實成型試件的剩余空隙率在6%~12%的半開式瀝青混合料(以AM表示)第六十五頁,共126頁。間斷級配瀝青混合料礦料級配組成中缺少1個或幾個粒徑檔次(或用量很少)而形成的瀝青混合料瀝青穩(wěn)定碎石混合料(簡稱瀝青碎石)由礦料和瀝青組成具有一定(yīdìng)級配要求的混合料,按空隙率、集料最大粒徑、添加礦粉數(shù)量的多少,分為密級配瀝青碎石(ATB)、開級配瀝青碎石(OGFC表面層及ATPB基層)、半開級配瀝青碎石(AM)瀝青瑪蹄脂瀝青碎石混合料由瀝青結(jié)合料與少量的纖維穩(wěn)定劑、細集料以及較多數(shù)量的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂填充于間斷級配的粗集料骨架的間隙,組成一體的瀝青混合料,簡稱SMA第六十六頁,共126頁。礦料最大粒徑:指集料的100%都要求通過的最小的標準篩篩孔的尺寸公稱最大粒徑。指集料可能全部通過或允許有少量不通過(一般容許篩余不超過10%)的最小標準篩篩孔的尺寸。公稱最大粒徑通常比礦料最大粒徑小一個粒級。最大粒徑與公稱最大粒徑示例如下(rúxià):下表中的兩種混合料,具有相同的礦料最大粒徑(19mm),但公稱最大粒徑不同。第六十七頁,共126頁。瀝青混合(hùnhé)料配合比設(shè)計瀝青混合料目標配合設(shè)計的目的:確定集料、瀝青和空隙的比例,以滿足下列(xiàliè)要求高溫穩(wěn)定性能。低溫抗裂性能??顾€(wěn)性能抗疲勞性能。耐久性能??够阅?。施工和易性。經(jīng)濟性。第六十八頁,共126頁。瀝青混合料配合(pèihé)比設(shè)計瀝青混合料的配合比是決定其性能的最主要因素,瀝青混合料的質(zhì)量(zhìliàng)控制必須重視混合料的配合比設(shè)計。熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計應(yīng)通過目標配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計及生產(chǎn)配合比驗證三個階段,確定瀝青混合料的材料品種及配合比、礦料級配、最佳瀝青用量。1、目標配合比設(shè)計階段:進行集料的篩分試驗,確定不同規(guī)格的粗細集料的實際顆粒組成。測定不同粒徑的集料的毛體積密度和視密度,吸水率。在設(shè)計級配范圍內(nèi)選擇粗、中、細不同配合比,根據(jù)成品料的顆粒組成進行試配,確定各種規(guī)格集料的比例。第六十九頁,共126頁。瀝青混合料配合(pèihé)比設(shè)計根據(jù)當?shù)亟?jīng)驗,預(yù)先確定較為適合的瀝青用量進行馬歇爾試驗,根據(jù)馬歇爾試驗的結(jié)果再確定瀝青用量;做馬歇爾試驗,測定試件密度并計算空隙率,瀝青飽和度、礦料間隙率物理指標進行體積分析,測定馬歇爾穩(wěn)定度及流值等物理力學性質(zhì)。確定瀝青用量。根據(jù)確定的瀝青用量再按照規(guī)范要求進行,水穩(wěn)定性,高溫穩(wěn)定性,低溫抗裂性,滲水性檢驗,最后確定目標配比的最佳瀝青用量。由上得到的目標配合比確定冷料倉的供料比例、進料速度并試拌使用。根據(jù)拌和(bànhuò)機一小時生產(chǎn)的混合料計算各冷料倉每小時供應(yīng)量,通過調(diào)試冷料倉供料的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)目標配合比。第七十頁,共126頁。瀝青混合(hùnhé)料配合比設(shè)計生產(chǎn)配合比在目標配合比確定以后,根據(jù)實際施工的拌和機進行施工配合比設(shè)計,生產(chǎn)配合比設(shè)計的目的是確定每個熱料倉的比例,使進入拌和缸和各種集料組成符合級配要求。按目標配合比各冷料倉送料,集料通過烘干筒并通過二次除塵(chúchén)后通過拌合機篩分進入各熱料倉,從各個熱料倉中逐一放料到裝載機斗,卸在平地上,從不同部分取樣到試驗室,用四分法取樣品進行篩分試驗根據(jù)各熱料倉集料的顆粒組成,確定生產(chǎn)配合比和各熱料倉比例做生產(chǎn)配合比的馬歇爾試驗,取目標配合比設(shè)計最佳油石比和+0.3%三個油石比確定生產(chǎn)配合比的最佳油石比。其中,在進行配合比試驗前應(yīng)對熱倉進行熱倉取樣篩分,取樣應(yīng)具有代表性,并不以單次取樣結(jié)果為準。生產(chǎn)配合比級配應(yīng)與目標配合比級配盡量接近。多做篩分試驗。多做集料密度試驗。多做最大理論密度試驗。必須平行試驗。第七十一頁,共126頁。瀝青(lìqīng)混合料配合比設(shè)計配合比驗證生產(chǎn)配合比驗證必須通過試拌,可綜合檢查拌和樓的運轉(zhuǎn)情況,并且用以檢驗生產(chǎn)配合比設(shè)計結(jié)果是否合理,是試鋪前的必要步驟(bùzhòu),一般試拌5-8盤。分析每次拌和各熱料倉的質(zhì)量和瀝青用量和設(shè)置質(zhì)量差異。二次稱量的概念在于為嚴格控制混合料的油石比分析每盤設(shè)置溫度和出料溫度差異。所謂間歇式,冷料是連續(xù)的,熱料卻是間歇式的。為保證一定的生產(chǎn)能力,拌和是連續(xù)的,稱量是間歇的。檢驗拌和樓是否出現(xiàn)等料、溢料現(xiàn)象,篩網(wǎng)是否堵塞或存在漏洞檢驗拌和樓計量和測溫系統(tǒng)的穩(wěn)定性檢驗經(jīng)拌和樓拌和瀝青混合料體積性質(zhì)和油石比是否滿足設(shè)計要求每盤分別取有代表性樣品做抽提篩分試驗和馬歇爾試驗,檢驗混合料級配和油石比,馬歇爾指標,水穩(wěn)性和高溫穩(wěn)定性及低溫抗裂性能檢驗。第七十二頁,共126頁。瀝青(lìqīng)混合料配合比設(shè)計瀝青混合料配合比設(shè)計注意事項礦料篩分注意事項。大粒徑礦料要水洗。小粒徑礦料要防止粉料散失。針片狀顆粒不允許超標或接近上限(針片狀顆粒較大時,對動穩(wěn)定度的影響很大)。級配范圍:規(guī)范規(guī)定的級配范圍適用于全國,不同道路等級、不同氣候條件、不同交通條件、不同層次,范圍很寬。它是不能直接采用的。我們采用的是工程設(shè)計級配范圍。工程設(shè)計級配范圍應(yīng)當(yīngdāng)由設(shè)計單位根據(jù)道路所處的地理位置、交通等級、氣候條件等,并結(jié)合當?shù)亟?jīng)驗通過試驗研究確定的,可供施工單位采用和建設(shè)單位采用的。需要注意:級配設(shè)計與設(shè)計級配是截然不同的兩個概念!第七十三頁,共126頁。瀝青(lìqīng)混合料配合比設(shè)計良好的級配是混合料性能的保證,必須根據(jù)混合料層位要求進行嚴格的配合比設(shè)計(shèjì),這是保證混合料性能的重要步驟。級配曲線應(yīng)圓滑,不應(yīng)出現(xiàn)鋸齒交錯,盡量減少最大粒徑和0.6mm以下顆粒的含量,級配曲線最好呈S型。0.3~0.6mm范圍內(nèi)要盡量平順,不出現(xiàn)“駝峰”。在級配范圍內(nèi)選2~3個初始級配,依據(jù)空隙率情況定級配。,確保高溫抗車轍能力,并兼顧低溫抗裂的需要,宜適當減少最大公稱粒徑附近的粗集料用量,減少0.6mm以下的用量,使中等粒徑較多,形成S型曲線,并取中等或偏高的設(shè)計(shèjì)空隙率。根據(jù)公路等級和施工設(shè)備的控制水平,確定的工程設(shè)計(shèjì)級配范圍應(yīng)比規(guī)范級配范圍窄,其4.75mm和2.36mm通過率的上下限差值宜小于12%。瀝青混合料的配合比設(shè)計(shèjì)應(yīng)充分考慮路用性能及施工性能,使瀝青混合料容易攤鋪和壓實,避免造成嚴重的離析?;旌狭显O(shè)計(shèjì)是保證混合料性能最重要的一步,必須嚴格、嚴謹。室內(nèi)混合料設(shè)計(shèjì)很重要,關(guān)鍵是如何使現(xiàn)場混合料達到設(shè)計(shèjì)要求???
第七十四頁,共126頁。為什么要確定最佳(zuìjiā)瀝青用量瀝青用量瀝青用量:瀝青占瀝青混合料的比例油石比:瀝青占集料(jíliào)及礦粉之和的比例瀝青用量過少:坑槽松散第七十五頁,共126頁。為什么要確定最佳(zuìjiā)瀝青用量瀝青用量過多(ɡuòduō)泛油
車轍擁包、推移第七十六頁,共126頁。如何(rúhé)確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗試件的制備(zhìbèi)物理指標的測定力學指標的測定馬歇爾試驗結(jié)果分析路用性能試驗檢測第七十七頁,共126頁。如何確定最佳(zuìjiā)瀝青用量根據(jù)經(jīng)驗或按照規(guī)范要求初選5個瀝青用量例如:3.5%,4.0%,4.5%,5.0%,5.5%在每個瀝青用量下制備至少4個試件。注意的問題(wèntí):配料混合料的拌和與成形溫度控制。試件高度調(diào)整。
第七十八頁,共126頁。如何確定最佳(zuìjiā)瀝青用量馬歇爾試驗物理(wùlǐ)性指標:第七十九頁,共126頁。如何(rúhé)確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗物理(wùlǐ)性指標:第八十頁,共126頁。如何確定(quèdìng)最佳瀝青用量馬歇爾試驗(shìyàn)物理性指標:第八十一頁,共126頁。如何(rúhé)確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗(shìyàn)力學指標:馬歇爾試驗(shìyàn):穩(wěn)定度(KN)、流值(0.1mm)第八十二頁,共126頁。如何確定最佳(zuìjiā)瀝青用量馬歇爾試驗物理(wùlǐ)性指標:第八十三頁,共126頁。如何確定最佳(zuìjiā)瀝青用量馬歇爾試驗物理(wùlǐ)性指標:第八十四頁,共126頁。如何(rúhé)確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗力學(lìxué)指標:第八十五頁,共126頁。如何確定最佳(zuìjiā)瀝青用量第八十六頁,共126頁。如何確定(quèdìng)最佳瀝青用量第八十七頁,共126頁。如何確定最佳(zuìjiā)瀝青用量第八十八頁,共126頁。如何(rúhé)確定最佳瀝青用量共同(gòngtóng)范圍流值穩(wěn)定度飽和度空隙(kòngxì)率3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%5.5%6.0%瀝青用量(%)第八十九頁,共126頁。如何確定(quèdìng)最佳瀝青用量第九十頁,共126頁。馬歇爾指標(zhǐbiāo)的合理取值空隙率對上、中、下面層均建議采用3%~5%的空隙率,室內(nèi)試驗空隙率最好控制在4%左右。空隙率大于4%太多的話,將擔心以后路面實際空隙率太大,瀝青易老化,抗疲勞能力不足,且水進入瀝青混合料空隙內(nèi)在行車荷載的泵吸作用(zuòyòng)下,瀝青易從石料表面剝落,導(dǎo)致瀝青混合料松散,繼而出現(xiàn)車轍、坑洞??障堵市∮?%太多的話,將擔心以后在重車荷載作用(zuòyòng)下,瀝青混合料可能被壓得過密,空隙率有可能小于3%,對瀝青混凝土的溫縮變形有影響。第九十一頁,共126頁。馬歇爾指標(zhǐbiāo)的合理取值瀝青飽和度對表面層與中面層均建議采用65%~75%的空隙率。礦料間隙(jiànxì)率適中時,瀝青飽和度小于65%的時候,瀝青混合料發(fā)生疲勞破壞的概率會大大增加,瀝青飽和度大于65%后,瀝青路面在設(shè)計使用年限內(nèi)很少發(fā)生疲勞破壞,且瀝青飽和度過小,瀝青膜厚度太薄,瀝青混合料的抗老化能力也會大大減弱。瀝青飽和度大于75%的話,瀝青混合料的抗剪強度減弱很快,尤其是在高溫與重載對瀝青混合料的耦合作用下,瀝青路面極易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。第九十二頁,共126頁。馬歇爾指標(zhǐbiāo)的合理取值瀝青混合料礦料間隙率礦料間隙率主要是受級配和礦料顆粒棱角性的影響。瀝青混合料礦料間隙率太大的話,若要達到4%空隙率的要求,勢必飽和度太大,瀝青將會發(fā)生析漏現(xiàn)象,瀝青用量適中時空隙率又會太大,因此礦料間隙率太大的混合料其體積指標總是難以滿足規(guī)范要求,而且礦料間隙率太大的混合料是難以壓實的混合料。礦料間隙率太小的話,要使空隙率維持(wéichí)在4%左右的話,瀝青用量勢必就會很小,瀝青飽和度很小,這樣的混合料易老化,且易發(fā)生疲勞破壞,若增加瀝青用量,而使瀝青飽和度達到要求,瀝青用量達到一定值的話,此時瀝青混合料的空隙率就會很小,空隙率很小的混合料,容易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象,高溫抗剪強度不足,且礦料間隙率太小的瀝青混合料是不穩(wěn)定的混合料,容易被壓密,強度很弱。第九十三頁,共126頁。調(diào)查當?shù)馗黜棗l件相接近的工程的瀝青用量及使用效果,論證適宜的最佳瀝青用量。檢查計算得到的最佳瀝青用量是否相近,如相差甚遠,應(yīng)查明原因,必要時重新調(diào)查級配,進行配合比設(shè)計。對炎熱地區(qū)公路以及高速公路、一級公路的重載交通路段,山區(qū)公路的長大坡度路段,預(yù)計有可能產(chǎn)生較大車轍時,宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計算的最佳瀝青用量減小0.1~0.5%作為設(shè)計瀝青用量。此時,除空隙率外的其他指標可能會超出馬歇爾試驗配合比設(shè)計技術(shù)標準,配合比設(shè)計報告或設(shè)計文件必須予以說明。但配合比設(shè)計報告必須要求采用重型輪胎壓路機和振動壓路機組合等方式加強碾壓(niǎnyā),以使施工后路面的空隙達到未調(diào)整前的原最佳瀝青用量時的水平,且滲水系數(shù)符合要求。如果試驗路段試拌試鋪達不到此要求時,宜調(diào)整所減小的瀝青用量的幅度。根據(jù)經(jīng)驗調(diào)整(tiáozhěng)確定最佳瀝青用量OAC
第九十四頁,共126頁。目標配合(pèihé)比設(shè)計的關(guān)鍵集料篩分試驗的準確性,料場取樣的代表性,室內(nèi)篩分取樣的代表性。原材料試驗的準確性,主要是指原材料各種密度,形狀(xíngzhuàn)顆粒,力學性能。礦料混合級配的選擇,各原材料的比例。制作試件時,各材料的溫度選擇、加熱時間長短、各種材料投入的先后秩序、混合料的拌合時間、混合料插搗的方法、擊實成型的時間長短。試件密度的測試精度、最大理論密度確定的準確性。對規(guī)范或設(shè)計技術(shù)指標的理解,各種指標的相關(guān)性,在各個指標中選擇什么指標為主。還應(yīng)針對具體的原材料性質(zhì),各種材料配置的合理性。瀝青混合料所處的層位,路段性質(zhì)。對工程現(xiàn)有原材料的路用性能也應(yīng)有一個比較正確的評估,以求的各種指標參數(shù)的取值。第九十五頁,共126頁。配合比設(shè)計(shèjì)中存在的問題及對策
問題原因解決方法礦料間隙率偏小(VMA)細集料與礦粉含量偏高、集料力學性能較差、成型中過量破碎、相關(guān)密度測試誤差較大、重新驗證試驗結(jié)果,加以確認。減少細集料與礦粉用量。重測各相關(guān)密度。更換集料種類。礦料間隙率偏大(VMA)細集料與礦粉含量偏少相關(guān)密度測試誤差較大重新驗證試驗結(jié)果,加以確認。增加細集料與礦粉用量。重測各相關(guān)密度。更換集料種類??障堵势。╒V)細集料與礦粉含量偏高、集料力學性能較差、成型中過量破碎、相關(guān)密度測試誤差較大。瀝青用量偏高重新驗證試驗結(jié)果,加以確認。減少細集料與礦粉用量。重測各相關(guān)密度。更換集料種類。減少瀝青用量??障堵势螅╒V)細集料與礦粉含量偏少相關(guān)密度測試誤差較大瀝青用量偏高重新驗證試驗結(jié)果,加以確認。增加細集料與礦粉用量。重測各相關(guān)密度。更換集料種類。增加瀝青用量。第九十六頁,共126頁。路用性能(xìngnéng)試驗檢測高溫穩(wěn)定性檢驗按規(guī)定方法進行車轍試驗,動穩(wěn)定度應(yīng)符合規(guī)范的要求。注:對公稱最大粒徑大于19㎜的密級配瀝青混凝土或瀝青穩(wěn)定碎石混合料,由于車轍試件尺不能適用,不宜按此方法進行車轍試驗和彎曲試驗。如需要檢驗可加厚試件厚度或采用大型馬歇爾試件。水穩(wěn)定性檢驗按規(guī)定的試驗方法進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗,殘留穩(wěn)定度及殘留強度比必須同時符合要求。達不到要求時應(yīng)采取抗剝落措施,調(diào)整最佳瀝青用量后再次試驗。低溫抗裂性能(xìngnéng)的檢驗宜對密級配瀝青混合料在溫度-10℃、加載速率50mm/min的條件下進行低溫彎曲試驗,測定破壞強度、破壞應(yīng)變、破壞勁度模量,并根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線的形狀,綜合評價瀝青混合料的低溫抗裂性能(xìngnéng)。滲水系數(shù)檢驗宜利用輪碾機成型的車轍試驗試件,脫模架起進行滲水試驗,
第九十七頁,共126頁。路用性能試驗(shìyàn)檢測高溫穩(wěn)定性檢驗動穩(wěn)定度是評價瀝青高溫穩(wěn)定性的重要指標之一。用馬歇爾穩(wěn)定度、流值來反應(yīng)(fǎnyìng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,也可以用瀝青混合料的動穩(wěn)定度來表示,用于車轍試驗的試件用輪碾成型的方法,并在60℃的溫度條件下,以一定荷載的輪子在同一軌跡上作一定時間的反復(fù)行走,形成一定的車轍深度,然后計算試件變形1mm所需試驗車輪行走次數(shù),即為動穩(wěn)定度。瀝青混合料受到外力則產(chǎn)生變形,這種變形是受外力后瀝青混合料的塑性流動。在高溫條件下,瀝青混合料的抗變形能力因溫度升高以及荷載的反復(fù)作用而降低,造成瀝青路面產(chǎn)生車轍、波浪、推擠、擁包、泛油等現(xiàn)象瀝青混合料在高溫下能否保持原有性能的能力,稱為高溫穩(wěn)定性。即瀝青混合料必須在高溫下仍具有足夠的強度和剛度。
第九十八頁,共126頁。動穩(wěn)定度偏小的原因(yuányīn)成型車轍板之前(zhīqián),應(yīng)對車轍成型儀進行壓強、溫度標定,若壓強、溫度達不到規(guī)范要求,將導(dǎo)致車轍試件空隙率偏大。若壓強、溫度過高,同樣不妥,將導(dǎo)致試件被過壓而導(dǎo)致空隙率偏小,瀝青擠出混合料浮于表層,最終導(dǎo)致動穩(wěn)定度偏小。車轍試驗前,應(yīng)對車轍儀內(nèi)溫度控制進行標定,需確保其達到試驗要求的60℃,不可過高或過低。若溫度過高,將導(dǎo)致動穩(wěn)定度偏小,溫度過低,則動穩(wěn)定度偏大。同時,試件在60℃的空氣溫度中保溫時間應(yīng)確保在至少5小時,否則將導(dǎo)致動穩(wěn)定度偏小。車轍試驗時,行走輪行走方向應(yīng)與車轍試件成型時的碾壓方向一致,否則極有可能導(dǎo)致實測出的動穩(wěn)定度極小。且行走輪應(yīng)正對試件中央進行試驗,一塊車轍板不宜用來進行兩次車轍試驗。在車轍試驗中,應(yīng)密切關(guān)注行走輪移動時,有沒有出現(xiàn)嚴重的料推移,若有此現(xiàn)象,則可能試驗溫度不準確,溫度偏高,也可能級配不合理或成型試件時細料過于浮在表面,最終導(dǎo)致動穩(wěn)定度偏小。每次試驗應(yīng)額外多成型一塊車轍板,對其鋸切進行密度試驗,驗證空隙率是否滿足要求,若空隙率偏大,極有可能導(dǎo)致動穩(wěn)定度偏小。
第九十九頁,共126頁。提高瀝青(lìqīng)混合料高溫穩(wěn)定性的措施采用粘度較高的瀝青,增加瀝青混合料的抗剪變形能力(nénglì)。在礦料的選擇上,應(yīng)挑選粒徑大的,有棱角的礦料顆粒,細集料最好使用堅硬石料加工的機制砂,提高混合料的內(nèi)摩阻角。這些措施,均可提高瀝青混合料的抗剪強度和減少塑性變形,從而增強其高溫穩(wěn)定性。過量瀝青,不僅降低瀝青混合料的內(nèi)摩阻力,而且在夏季容易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象,因此,適當減少瀝青的用量,可使礦料顆粒更多地以結(jié)構(gòu)瀝青的形式相聯(lián)結(jié),增加混合料的粘聚力和內(nèi)摩阻力。采用合理的級配,混合料結(jié)構(gòu)采用骨架-密實結(jié)構(gòu),讓粗集料之間真正形成相互嵌擠的作用。
第一百頁,共126頁。路用性能試驗檢測低溫抗裂性檢驗:瀝青混合料彎曲試驗本方法適用于測定(cèdìng)熱拌瀝青混合料在規(guī)定溫度和加載速率時彎曲破壞的力學性質(zhì)。密級配瀝青混合料宜在溫度-10℃、加載速率50mm/min(以便與馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗的速率統(tǒng)一)的條件下進行低溫彎曲試驗,測定(cèdìng)破壞強度、破壞應(yīng)變、破壞勁度模量,并根據(jù)應(yīng)力應(yīng)變曲線的形狀,綜合評價瀝青混合料的低溫抗裂性能。采用不同的試驗溫度和加載速率時應(yīng)予注明。
第一百零一頁,共126頁。提高瀝青路面低溫抗裂性能(xìngnéng)的措施由于瀝青混合料隨著溫度的降低,通常會變脆硬,勁度增大,變形能力下降,在溫度下降所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力和外界荷載應(yīng)力的作用下,路面內(nèi)部分應(yīng)力來不及松弛,應(yīng)力逐漸累積下來,這些(zhèxiē)累積應(yīng)力超過材料的抗拉強度時即發(fā)生開裂,從而會導(dǎo)致瀝青混合料路面的破壞。所以要從根本上解決瀝青路面裂縫是不現(xiàn)實的,只能從材料、設(shè)計和施工等方面采取措施來提高瀝青混合料的低溫抗裂性。礦料性質(zhì)及級配組成的影響:使用吸水率大的骨料,其溫度裂縫也較大。瀝青混合料的剝落率越大越容易產(chǎn)生裂縫,剝落率大的瀝青和骨料間的結(jié)合力弱,從而導(dǎo)致瀝青混合料抗拉強度變小。基層的影響:半剛性基層比柔性基層熱容量小,與瀝青面層附著性能差。尤其是本身收縮(干縮和溫縮)及水泥劑量的附加影響,故橫向裂縫要多些。對瀝青路面會產(chǎn)生反射裂縫。第一百零二頁,共126頁。提高瀝青路面低溫抗裂性能的措施集料的吸水率必須嚴格控制,粗集料吸水率必須小于2%同時采用(cǎiyòng)100%軋制碎石拌制瀝青混合料。瀝青采用(cǎiyòng)針入度較大、粘度較低的瀝青對防止瀝青路面開裂有益。同時選用溫度敏感性小(IP)值大的瀝青有利于減少瀝青路面溫度開裂合理的瀝青混合料類型和路面結(jié)構(gòu):選用空隙率小、不透水的密級配瀝青混凝土作為路面結(jié)構(gòu)層。嚴格控制基層的施工質(zhì)量,嚴格控制水泥劑量及水穩(wěn)料的拌和質(zhì)量。以減少對瀝青路面的反射裂縫。第一百零三頁,共126頁。抗水穩(wěn)性性能(xìngnéng)檢驗評價抗水穩(wěn)性性能指標:凍融劈裂比殘留穩(wěn)定度瀝青路面大部分表現(xiàn)為雨水的水損壞,水從裂縫滲入,又不能從基層排出往往會出現(xiàn)基層表面形成啃邊、局部沉陷、翻漿唧漿、網(wǎng)裂、脫粒(tuōlì)、松散,進而形成坑槽。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是瀝青混合料在水的侵蝕作用下,瀝青膜與集料表面發(fā)生剝落,使集料顆粒失去粘結(jié)作用,在行車的時候會帶走剝離或局部剝離的礦料,從而形成表面損失。瀝青路面的水損害是比較普遍的,是瀝青路面早期破壞的主要因素之一。第一百零四頁,共126頁。預(yù)防瀝青路面抗水損害(sǔnhài)的措施在瀝青混合料組成設(shè)計(shèjì)上優(yōu)化級配,采用堿性集料,提高瀝青與集料的粘附性在瀝青中添加抗剝落劑;用消石灰粉取代部分礦粉。采用密實型瀝青混凝土以減小空隙率嚴格控制拌合站出料質(zhì)量,提高施工壓實質(zhì)量,控制攤鋪溫度,碾壓溫度,控制空隙率范圍。盡量減少離析和壓實不均勻的影響。其次是利用路面排水設(shè)施將路面結(jié)構(gòu)范圍內(nèi)的水盡快排出。第一百零五頁,共126頁。瀝青路面疲勞(píláo)損壞疲勞損壞:瀝青混合料在使用(shǐyòng)期間經(jīng)受車輪荷載的反復(fù)作用,長期處于應(yīng)力應(yīng)變交迭變化狀態(tài),致使混合料強度逐漸下降。當荷載重復(fù)作用超過一定次數(shù)以后,在荷載作用下瀝青混合料路面內(nèi)產(chǎn)生的應(yīng)力就會超過強度下降后的強度(也稱疲勞強度),瀝青混合料路面出現(xiàn)裂縫,即產(chǎn)生疲勞斷裂破壞。瀝青混合料的耐疲勞性即是混合料在反復(fù)荷載作用下抵抗這種疲勞破壞的能力。在相同荷載數(shù)量重復(fù)作用下,疲勞強度下降幅度小的瀝青混合料,或疲勞強度變化率小的瀝青混合料,其耐疲勞性好。另外基層是承重層,在交通荷載作用下,基層首先產(chǎn)生疲勞開裂,裂縫一部分在基層內(nèi)部發(fā)展,使基層出現(xiàn)碎裂破壞。另一方面往上面發(fā)展,面層底部產(chǎn)生疲勞裂縫由下往上擴展。最后使路面產(chǎn)生網(wǎng)裂和沉陷等,造成瀝青路面過早地產(chǎn)生疲勞破壞。所以由上面所述可以看出來瀝青路面的疲勞破壞和路基、基層都是有關(guān)的。第一百零六頁,共126頁。瀝青路面疲勞(píláo)損壞第一百零七頁,共126頁。預(yù)防瀝青路面疲勞損壞(sǔnhuài)的措施瀝青路面屬柔性路面,其強度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于土基和基層的特性。瀝青路面的抗彎強度較低,因而要求路面的基礎(chǔ)應(yīng)具有足夠的強度和穩(wěn)定性,所以,修筑路基時要填筑良好的路基填料,在施工時必須掌握路基土的特性進行充分的壓實。提高路基強度,保證路基的穩(wěn)定性,提高路面使用壽命?;鶎又饕浅兄貙?,選擇強度和水穩(wěn)性較好的半剛性材料做基層(一般選擇水泥穩(wěn)定類)。為防止基層產(chǎn)生疲勞裂縫,最終導(dǎo)致面層反射裂縫,基層抗壓模量取大值對于瀝青混和料級配設(shè)計,應(yīng)盡量密實,形成骨架,并嚴格控制集料針片狀含量、水銹(shuǐxiù)及軟弱顆粒。使瀝青混合料有更好的穩(wěn)定性(高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性及力學穩(wěn)定性)防止疲勞損壞。第一百零八頁,共1
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