第九章沥青和沥青混合料

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1、沥青的定义：沥青的定义：一系列分子量不等的高分子一系列分子量不等的高分子 聚合聚合物组成的有机混合物质。物组成的有机混合物质。沥青的分类：沥青的分类：石油沥青、焦油沥青石油沥青、焦油沥青沥青特点：沥青特点：粘性、塑性、憎水性、不透水性粘性、塑性、憎水性、不透水性不导电性、耐蚀性不导电性、耐蚀性沥青的应用：沥青的应用：道路工程、防水工程、防腐工程道路工程、防水工程、防腐工程 生产生产: : 石油石油渣油渣油沥青沥青再加工再加工轻质油轻质油润滑油润滑油提炼提炼分类：分类： 按原油基属：石蜡基、环烷基、中间基按原油基属：石蜡基、环烷基、中间基 按加工方式：直馏、蒸馏、氧化、裂化、酸洗等按加工方式：直

2、馏、蒸馏、氧化、裂化、酸洗等 按状态：粘稠沥青、液体沥青按状态：粘稠沥青、液体沥青 按用途：按用途： 道路石油沥青道路石油沥青 建筑石油沥青建筑石油沥青 普通石油沥青普通石油沥青组分组分：沥青中物理力学性质相近的成分：沥青中物理力学性质相近的成分 三组分分析法（溶解三组分分析法（溶解- -稀释法）稀释法） 油分：黄色液体，赋予沥青流动性。油分：黄色液体，赋予沥青流动性。 树脂：褐色粘稠体，赋予沥青塑性和粘结性树脂：褐色粘稠体，赋予沥青塑性和粘结性 地沥青质：黑色固体，赋予沥青温度稳定性地沥青质：黑色固体，赋予沥青温度稳定性 石蜡：有害组丛石蜡：有害组丛 四组分分析法四组分分析法 饱和分：无色液

3、体饱和分：无色液体 芳香分：黄色或红色液体芳香分：黄色或红色液体 胶质：棕色粘稠体胶质：棕色粘稠体 沥青质：深棕色或黑色固体沥青质：深棕色或黑色固体结构：结构： 结构形式结构形式: :胶体结构胶体结构 胶体结构类型胶体结构类型: : 溶胶型结构溶胶型结构 - - 油分树脂多油分树脂多, ,地沥青质少地沥青质少 凝胶型结构凝胶型结构 - - 油分树脂少油分树脂少, ,地沥青质多地沥青质多 溶凝胶型结构溶凝胶型结构 - - 三者适中三者适中 土木工程常用沥青结构土木工程常用沥青结构 胶体结构划分依据胶体结构划分依据: :针入度指数针入度指数 1 1、粘性（粘滞性）、粘性（粘滞性）定义：定义：在外力

4、作用下抵抗变形的能力在外力作用下抵抗变形的能力影响因素：影响因素：地沥青质地沥青质，油份，油份粘滞性粘滞性 温度温度粘滞性粘滞性 指标：指标： 粘稠沥青：粘稠沥青：针入度（针入度（0.10.1mmmm）,P,P（2525，100g100g，5s5s） 液体沥青：粘度（液体沥青：粘度（s s），），C Cd dT T 针入度针入度、粘度、粘度粘性大粘性大定义：定义：在外力作用下产生变形而不破坏的能力在外力作用下产生变形而不破坏的能力影响因素：影响因素：树脂含量树脂含量塑性塑性 温度温度塑性塑性 指标：延度（指标：延度（mmmm） 延度大延度大 塑性好塑性好定义：定义：粘性和塑性随温度升降而变化的

5、性能粘性和塑性随温度升降而变化的性能 T Tg g T Tm m 脆化点脆化点 软化点软化点T T 温度温度 玻璃态玻璃态 高弹态高弹态 粘流态粘流态改善：改善：增塑剂、橡胶、树脂、填料增塑剂、橡胶、树脂、填料指标：指标：软化点软化点T Tm m 、脆化点脆化点T Tg g影响因素：影响因素：地沥青质地沥青质、油份树脂、油份树脂 T Tg g 、T Tm m实际要求：软化点高，脆化点低。实际要求：软化点高，脆化点低。针入度指数针入度指数 评价原理：针入度（评价原理：针入度（P）随温度变化（）随温度变化（T）而）而变化变化 lgP=AT+K A针入度针入度-温度敏感系数温度敏感系数 A值的计算原

6、理：已知直线上两点，即可值的计算原理：已知直线上两点，即可求得斜率值。求得斜率值。 缺陷：缺陷：A值为小数，应用不方便。值为小数，应用不方便。针入度指数（针入度指数（PI）概念的建立）概念的建立 原理：以针入度指数原理：以针入度指数PI表示沥青的温度敏感表示沥青的温度敏感性，假设性，假设20为最佳值，为最佳值，-10为最差值。则：为最差值。则： （20-PI）/ /（PI+10）可评价温度敏感性）可评价温度敏感性针入度指数的计算：针入度指数的计算： PI=30/ /（1+50A）-10 针入度指数与沥青胶体结构类型：针入度指数与沥青胶体结构类型： PI2，凝胶结构，凝胶结构 PI-2，溶胶结构

7、，溶胶结构 -2 PI 2，溶凝胶结构，溶凝胶结构土木工程用沥青针入度指数的选择土木工程用沥青针入度指数的选择： 道路沥青：道路沥青： 通常：通常： -2 PI 路面：路面：-1 PI 1， 0.5 PI 1 灌浆材料：灌浆材料： -3 PI 1 胶结剂：胶结剂： -2 PI 5PI越大，高温稳定性越好。低温性能需做改越大，高温稳定性越好。低温性能需做改性处理性处理定义：定义： 石油沥青与其他材料界面粘结性能或抗剥石油沥青与其他材料界面粘结性能或抗剥落的能力。落的能力。影响因素：影响因素： 沥青的组丛、被粘结材料的表面物理、化沥青的组丛、被粘结材料的表面物理、化学性质学性质评价方法：评价方法：

8、 13.2mm骨料，水煮法骨料，水煮法 13.2mm骨料，水浸法骨料，水浸法定义：定义： 沥青在光、热、水、气等环境因素作用下抵沥青在光、热、水、气等环境因素作用下抵抗老化的性质。抗老化的性质。老化原因：老化原因： 油分油分 树脂树脂地沥青质地沥青质老化结果：老化结果： 变硬、变脆、易开裂变硬、变脆、易开裂评价方法：评价方法： 蒸发质量损失率、加热前后针入度比、加蒸发质量损失率、加热前后针入度比、加热前后延度变化热前后延度变化定义：定义：石油沥青在加热使用时，不易发生闪火或石油沥青在加热使用时，不易发生闪火或燃火的性质燃火的性质。评价指标：评价指标： 闪点：闪点： 燃点：燃点：溶胶型结构溶胶型

9、结构粘性粘性软化点软化点延度延度针入度针入度塑性塑性耐热性耐热性油分油分树脂树脂地沥青质地沥青质1 1、分类、分类道路、建筑、普通石油沥青道路、建筑、普通石油沥青2 2、标号、标号 按按针入度针入度划分，并保证其他性能划分，并保证其他性能标号标号粘性粘性软化点软化点延度延度针入度针入度塑性塑性耐热性耐热性3 3、选用依据、选用依据： 工程性质、施工方法、环境温度工程性质、施工方法、环境温度4 4、应用：、应用：道路石油沥青道路石油沥青 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沥青建筑石油沥青 建筑防水、防腐建筑防水、防腐普通石油沥青普通石油

10、沥青 性能较差，少用性能较差，少用u1 1、改性的目的、改性的目的改善性能，延长使用寿命改善性能，延长使用寿命u屋面防水屋面防水：高温不流淌，抗老化，抗低温脆断。：高温不流淌，抗老化，抗低温脆断。u路面工程路面工程：高温抗剪强度高、不拥包、推移、抗：高温抗剪强度高、不拥包、推移、抗车辙等永久变形；抗低温开裂；抗老化；较强的车辙等永久变形；抗低温开裂；抗老化；较强的粘附性、抗疲劳应力、抗滑等。粘附性、抗疲劳应力、抗滑等。 四、沥青的改性及应用四、沥青的改性及应用u 2、常用的改性剂常用的改性剂u 高聚物高聚物如树脂类、橡胶类和树脂如树脂类、橡胶类和树脂橡胶合金共橡胶合金共聚物。聚物。u 微填料微

11、填料炭黑、高钙粉煤灰、或火山灰、页岩粉炭黑、高钙粉煤灰、或火山灰、页岩粉等，采用的微填料应经活化、芳化等预处理，否则反等，采用的微填料应经活化、芳化等预处理，否则反而会劣化沥青性能。而会劣化沥青性能。u 纤维类纤维类聚乙烯纤维、聚酯纤维等人工合成纤维聚乙烯纤维、聚酯纤维等人工合成纤维和矿质石棉纤维等。和矿质石棉纤维等。u 硫磷硫磷改性剂改性剂硫在沥青中能提高沥青的高温抗变硫在沥青中能提高沥青的高温抗变形能力，具有所谓形能力，具有所谓“硫桥硫桥”作用，掺加低剂量（作用，掺加低剂量（0.50.51.0%1.0%）即有明显效果。）即有明显效果。 树脂树脂 耐寒性、耐热性、粘性耐寒性、耐热性、粘性 沥

12、青沥青 橡胶橡胶 高温变形性高温变形性 低温柔顺性低温柔顺性 填料填料 粘性、耐热性、温度稳定性粘性、耐热性、温度稳定性 3 3、改性沥青的效果、改性沥青的效果我国房屋建筑防水现状我国房屋建筑防水现状防水措施防水措施卷材卷材涂料涂料应用率应用率,%,%60601010项目项目工程部位工程部位防水措施防水措施屋屋面面浴浴厕厕卷卷材材涂涂料料刚性刚性屋面屋面渗漏率渗漏率,%,%35353939313144443939屋面防水等级屋面防水等级等级等级建筑种类建筑种类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业建筑特殊防水工业建筑2525重要工民建重要工民建, ,高层建筑高层建筑151

13、5一般工业与民用建筑一般工业与民用建筑1010非永久性建筑非永久性建筑5 51999年全国销售量年全国销售量 沥青沥青防水卷材：防水卷材： 万平方米万平方米改性沥青改性沥青防水卷材：防水卷材：5600万平方米万平方米 高分子高分子防水卷材：防水卷材：3100万平方米万平方米 应用一应用一 防水卷材防水卷材一、沥青一、沥青 防水卷材防水卷材油毡：油毡：防水防水 高软化点沥青，高软化点沥青， 胎体胎体 油纸、玻璃纤维布，油纸、玻璃纤维布， 防粘隔离防粘隔离 滑石粉、云母片。滑石粉、云母片。优点：优点：防水性能较好、资源丰富、价格低廉。防水性能较好、资源丰富、价格低廉。缺点：缺点：低温脆裂、高温流淌

14、，低温脆裂、高温流淌，抗拉强度低，延伸率小，抗拉强度低，延伸率小， 热施工毒气大，耐久性差。热施工毒气大，耐久性差。 主要品种主要品种 国内销售量比例国内销售量比例SBSSBS改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材 8 8APPAPP改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材 2 21 1、SBSSBS改性沥青防水卷材改性沥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) 橡胶改性石油沥青橡胶改性石油沥青胎体胎体 沥青浸渍聚脂纤维无纺布，沥青浸渍聚脂纤维无纺布，防粘隔离防粘隔离 细沙、矿物粒片、聚乙烯膜细沙、矿物粒片、聚乙烯膜优点：优点：9090高温不流淌、高温不流淌、-

15、20-20低温不脆裂、低温不脆裂、 抗拉强度高抗拉强度高(600N) (600N) 、延伸率大、延伸率大(30%) (30%) 、 优异的弹性、常温施工。优异的弹性、常温施工。2 2、APPAPP改性沥青防水卷材改性沥青防水卷材防水防水 无规聚丙烯无规聚丙烯(APP)(APP)改性石油沥青改性石油沥青胎体胎体 沥青浸渍的聚脂纤维无纺布，沥青浸渍的聚脂纤维无纺布，防粘隔离防粘隔离 细沙、矿物粒片、聚乙烯膜细沙、矿物粒片、聚乙烯膜优点：优点：-10-10低温不脆裂、低温不脆裂、120120高温不流淌高温不流淌 抗拉强度高抗拉强度高(600N)(600N)、延伸率大、延伸率大(30%)(30%)、优

16、良的耐老化性、常温施工。优良的耐老化性、常温施工。1999年全国销售量年全国销售量三元乙丙橡胶三元乙丙橡胶防水卷材：防水卷材：400万平方米万平方米氯化聚乙烯氯化聚乙烯防水卷材：防水卷材：800万平方米万平方米聚乙烯丙纶复合聚乙烯丙纶复合防水卷材：防水卷材：750万平方米万平方米聚氯乙烯聚氯乙烯防水卷材：防水卷材：300万平方米万平方米橡塑共混橡塑共混防水卷材：防水卷材：400万平方米万平方米1 1、聚氯乙烯、聚氯乙烯(PVC)(PVC)防水卷材防水卷材 产品：产品：以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材以增塑聚氯乙烯为基料的塑性卷材 特性：特性：强度高强度高(10(10MPaMPa) ) 延伸率大延

17、伸率大(200%)(200%) 耐低温耐低温(-20)(-20)、耐老化。、耐老化。2 2、三元乙丙橡胶防水卷材、三元乙丙橡胶防水卷材产品：产品：以三元乙丙橡胶为主的防水片材以三元乙丙橡胶为主的防水片材特性：特性：耐老化、高温、耐低温耐老化、高温、耐低温(-30)(-30)， 抗拉强度较高抗拉强度较高(2.2(2.2MPaMPa) )、 延伸率大延伸率大(200%)(200%)。应用应用：耐日光、耐腐蚀的屋面或地下工程：耐日光、耐腐蚀的屋面或地下工程 3 3、氯化聚乙烯、氯化聚乙烯橡胶共混防水卷材橡胶共混防水卷材产品：产品：以氯化聚乙烯以氯化聚乙烯橡胶共混、橡胶共混、 无织物增强的硫化型防水卷

18、材无织物增强的硫化型防水卷材特性：特性：较高的强度较高的强度(6-7(6-7MPaMPa) )、耐老化，、耐老化， 高延伸率高延伸率(250-400%)(250-400%)、高弹性、高弹性、 低温柔顺性。低温柔顺性。应用二应用二 防水涂料防水涂料 应用：应用：复杂表面复杂表面 缺点：缺点：膜层厚度难保持均匀一致膜层厚度难保持均匀一致一、沥青基防水涂料一、沥青基防水涂料 冷底子油：冷底子油： 沥青沥青+ +汽油汽油 乳化沥青乳化沥青： 水水+ +乳化剂乳化剂+ +沥青沥青 应用：应用： 沥青类防水施工打底沥青类防水施工打底 使亲水基层具有憎水表面，利于亲水材料使亲水基层具有憎水表面，利于亲水材料

19、与憎水材料结合。与憎水材料结合。u乳化沥青乳化沥青将粘稠沥青加热至流动态，高速将粘稠沥青加热至流动态，高速搅拌，形成微滴，分散在有搅拌，形成微滴，分散在有乳化剂乳化剂+ +稳定剂稳定剂的的水中，形成均匀稳定的乳状液。水中，形成均匀稳定的乳状液。应用应用u 建筑屋面、混凝土地下室和卫生间防水。建筑屋面、混凝土地下室和卫生间防水。道路工程中，用于修筑路面，拌制沥青混凝土道路工程中，用于修筑路面，拌制沥青混凝土或沥青碎石，拌制加固土。或沥青碎石，拌制加固土。二、聚合物改性沥青防水涂料二、聚合物改性沥青防水涂料 特性特性：柔韧性、抗裂性、拉伸强度、：柔韧性、抗裂性、拉伸强度、 耐高低温性能、使用寿命好

20、耐高低温性能、使用寿命好 产品产品：再生橡胶改性、：再生橡胶改性、SBSSBS橡胶改性、橡胶改性、 水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料水乳型氯丁橡胶沥青防水涂料三、合成高分子防水涂料三、合成高分子防水涂料 成膜物质成膜物质：合成橡胶、合成树脂：合成橡胶、合成树脂 特性特性：高弹性、高耐久、耐高低温：高弹性、高耐久、耐高低温 产品产品：聚氨脂防水涂料：聚氨脂防水涂料 有机硅防水涂料有机硅防水涂料 应用三应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、粘结性、弹塑性水密性、粘结性、弹塑性 耐高低温性、耐老化性耐高低温性、耐老化性二、分类二、分类 按形态按形态不定型的密封膏不定型的密封膏 定

21、型的密封条定型的密封条 按性能按性能弹性、非弹性弹性、非弹性三、密封膏三、密封膏 1 1、沥青嵌缝油膏、沥青嵌缝油膏 配制：沥青配制：沥青+ +改性材料改性材料+ +稀释剂稀释剂+ +填充料填充料 应用：填缝、粘结油毡应用：填缝、粘结油毡 2 2、有机硅橡胶密封膏（硅酮密封膏）、有机硅橡胶密封膏（硅酮密封膏） 特性：耐热、耐寒、耐候、特性：耐热、耐寒、耐候、 广谱粘结性、耐拉压疲劳好广谱粘结性、耐拉压疲劳好3 3、丙烯酸脂密封膏、丙烯酸脂密封膏 粘结性好、耐老化、耐腐蚀；粘结性好、耐老化、耐腐蚀； 弹性、延性较小。弹性、延性较小。四、密封条四、密封条 由塑料、橡胶经挤出成型而得由塑料、橡胶经挤

22、出成型而得u定义定义 矿物集料与沥青拌合而成的混合料的总称。矿物集料与沥青拌合而成的混合料的总称。包括沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。包括沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料。 沥青混凝土混合料沥青混凝土混合料ACAC适当比例的粗集料、细集适当比例的粗集料、细集料及填料与沥青在严格控制条件下拌合料及填料与沥青在严格控制条件下拌合压实后空隙压实后空隙率率10%10%的沥青混合料。的沥青混合料。 沥青碎石混合料沥青碎石混合料AMAM适当比例的粗骨料、细骨料适当比例的粗骨料、细骨料及少量填料或不掺填料拌合及少量填料或不掺填料拌合压实后空隙率压实后空隙率10%10%的的沥青混合料沥青混合料 沥青混合料的

23、技术特点沥青混合料的技术特点u物理力学性能物理力学性能较高的抵抗荷载的能力、高温稳定较高的抵抗荷载的能力、高温稳定性、低温柔韧性、水稳定性性、低温柔韧性、水稳定性u施工和易性施工和易性平整无接缝、减震吸声、行车舒适平整无接缝、减震吸声、行车舒适u交通安全交通安全具一定粗糙度、无强烈反光具一定粗糙度、无强烈反光u耐久性耐久性在环境光、热、水、气等因素作用下保持在环境光、热、水、气等因素作用下保持性能性能沥青混合料的分类沥青混合料的分类 按最大粒径分类按最大粒径分类（1 1）粗粒式粗粒式沥青混合料（沥青混合料（D Dm m为为26.6mm26.6mm或或3131.5mm.5mm）（2 2）中粒式中

24、粒式 （D Dm m为为16 mm 16 mm 或或19 19 mmmm）（3 3）细粒式细粒式 （D Dm m为为9.5mm9.5mm或或13.213.2mmmm）（4 4）砂粒式砂粒式沥青混合料沥青混合料（D Dm m4.75mm4.75mm） 也称沥青石屑或沥青砂也称沥青石屑或沥青砂 按路面压实度分类按路面压实度分类u密实式密实式沥青混合料沥青混合料剩余空隙率剩余空隙率5%5%；u半密实式半密实式空隙率为空隙率为5%5%10%10%；u半开式半开式剩余空隙率剩余空隙率10%10%；（沥青碎石；（沥青碎石) )u开级配开级配剩余空隙率剩余空隙率15%15%；（开式）；（开式）u间断级配间断

25、级配 按施工温度分类按施工温度分类u热拌热铺沥青混合料热拌热铺沥青混合料（热态拌合、热态铺筑）；（热态拌合、热态铺筑）；u常温沥青混合料常温沥青混合料乳化沥青、稀释沥青，乳化沥青、稀释沥青， （常温下操作，冷施工）常温下操作，冷施工）一、沥青混合料的强度理论和组成结构一、沥青混合料的强度理论和组成结构1 1、沥青混合料强度理论、沥青混合料强度理论 沥青路面破坏形式沥青路面破坏形式u高温时塑性变形过剩高温时塑性变形过剩抗剪强度不足抗剪强度不足u低温脆裂低温脆裂抗拉强度不足，变形能力差抗拉强度不足，变形能力差因此研究沥青混合料的因此研究沥青混合料的抗剪强度和抗变形能力抗剪强度和抗变形能力。u摩尔摩

26、尔-库伦包络线库伦包络线应力圆的公切线应力圆的公切线 即为抗剪强度曲线即为抗剪强度曲线 圆柱形试件圆柱形试件三轴剪切试验得到三轴剪切试验得到决定沥青混合料决定沥青混合料C与与值的摩尔圆包络线值的摩尔圆包络线u沥青混合料的沥青混合料的抗剪强度抗剪强度()公式公式tgC 正应力（正应力（MpaMpa）；）； C C沥青混合料的粘力（沥青混合料的粘力（MpaMpa）；）；沥青混合料的内摩擦角。沥青混合料的内摩擦角。粘聚力粘聚力C，内摩擦角，内摩擦角 抗剪强度抗剪强度2 2影响沥青混合料强度与稳定性的因素影响沥青混合料强度与稳定性的因素 内内 因因u 沥青粘度沥青粘度u 沥青与矿物的化学性质沥青与矿物

27、的化学性质u 矿粉比表面（细度）矿粉比表面（细度）u 沥青用量沥青用量u 集料的级配类型、粒径、颗粒状态集料的级配类型、粒径、颗粒状态 沥青粘度沥青粘度u 沥青是胶结材料，其粘度大，对集料约束沥青是胶结材料，其粘度大，对集料约束使其嵌锁结构稳定，粘滞阻力大，抗变形能力使其嵌锁结构稳定，粘滞阻力大，抗变形能力强。因此强。因此u 粘聚力粘聚力C，内摩擦角，内摩擦角 抗剪强度抗剪强度 沥青与矿物的化学性质沥青与矿物的化学性质u 沥青与矿物表面形成一层厚度沥青与矿物表面形成一层厚度0 0的的“结构沥青结构沥青”，该沥青化学组分重新排列，粘度，该沥青化学组分重新排列，粘度，粘聚力，粘聚力，0 0以外的沥

28、青称以外的沥青称“自由沥青自由沥青”。自由沥青自由沥青结构沥青结构沥青讨讨 论：论：u 以以“结构沥青结构沥青”接触的两颗粒，接触的两颗粒，粘聚力粘聚力CCu以以“自由沥青自由沥青”接触的两颗粒，沥青混合料接触的两颗粒，沥青混合料粘聚力粘聚力C C较较小小 “结构沥青结构沥青” ” 0 0的厚度与矿粉的的厚度与矿粉的化学性质化学性质有关：有关： u 沥青沥青石灰石粉（碱性集料）界面的石灰石粉（碱性集料）界面的0 0 厚度厚度大，矿粉之间更有可能通过结构沥青联结。大，矿粉之间更有可能通过结构沥青联结。u沥青沥青石英粉（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。 矿粉比表面（

29、细度）矿粉比表面（细度）u 沥青用量一定，矿粉比表面积大，形成的沥青用量一定，矿粉比表面积大，形成的“结构沥青结构沥青”数量数量，沥青混合料的粘聚力沥青混合料的粘聚力C C。 矿粉的性质和用量对沥青混合料的矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度抗剪强度影响很大影响很大。掺矿粉的重要性掺矿粉的重要性结论：结论：u 配制沥青混凝土时，必须掺适量矿粉配制沥青混凝土时，必须掺适量矿粉产生产生“结构沥青结构沥青”混合料粘结力混合料粘结力C C抗剪抗剪强度强度高温抗变形能力高温抗变形能力 提高温度稳定性提高温度稳定性 沥青用量沥青用量u 沥青用量适当，可形成足够数量的沥青用量适当，可形成足够数量的“结构结

30、构沥青沥青”，使得粘聚力，使得粘聚力，且矿料之间以，且矿料之间以“结构结构沥青沥青”连接，此时，沥青胶浆有最优的粘聚力连接，此时，沥青胶浆有最优的粘聚力。u 所以在沥青混合料配合比设计时，要考虑所以在沥青混合料配合比设计时，要考虑最佳沥青用量。最佳沥青用量。 集料的级配类型、粒径和颗粒状态集料的级配类型、粒径和颗粒状态u合理级配合理级配颗粒间成嵌锁结构，摩擦阻力颗粒间成嵌锁结构，摩擦阻力，近似近似正方体正方体，表面，表面粗糙粗糙的颗粒的颗粒内摩擦角内摩擦角较强的力学稳定性较强的力学稳定性沥青混合料抗剪力沥青混合料抗剪力 外外 因因 温度温度沥青属热塑性材料沥青属热塑性材料 温度温度，粘聚力，粘

31、聚力CC抗剪强度抗剪强度。 形变速率形变速率CC，抗剪强度，抗剪强度3.3.沥青混合料的组成结构和性能沥青混合料的组成结构和性能 密实密实-悬浮结构悬浮结构 骨架骨架-空隙结构空隙结构 骨架骨架-密实结构密实结构u三种沥青混合料的结构常数不同，稳定性有差异。三种沥青混合料的结构常数不同，稳定性有差异。1 1、悬浮、悬浮密实结构密实结构 连续型密级配集料连续型密级配集料密实度高，但各级集密实度高，但各级集料均为次级集料所隔开，料均为次级集料所隔开，粗集料粗集料不能互相靠拢不能互相靠拢形成骨架，形成骨架，悬浮悬浮于次级集料及沥青胶浆之间。于次级集料及沥青胶浆之间。 特点特点：结构沥青多，粘聚力：结

32、构沥青多，粘聚力C C大，内摩阻角大，内摩阻角较较小，高温稳定性较差小，高温稳定性较差2 2、骨架、骨架空隙结构空隙结构 集料组成为连续型开级配。粒径递减系数大集料组成为连续型开级配。粒径递减系数大，粗集料多，细集料少，甚至没有。粗集料形，粗集料多，细集料少，甚至没有。粗集料形成骨架后，细集料不能填满其空隙。成骨架后，细集料不能填满其空隙。 特点：特点：结构沥青少，粘聚力结构沥青少，粘聚力C C小小，内磨阻角内磨阻角高，难以摊铺压实成平整路面。高，难以摊铺压实成平整路面。u3 3、密实、密实骨架结构骨架结构 集料组成采用间断级配。粗集料形成骨架集料组成采用间断级配。粗集料形成骨架后，相当数量的

33、细集料填满其空间。后，相当数量的细集料填满其空间。 特点特点：结构沥青多，粘聚力：结构沥青多，粘聚力C C较高，内磨较高，内磨阻角阻角较高，可摊铺成结构密实、表面平整、较高，可摊铺成结构密实、表面平整、物理力学性能比较稳定的路面。物理力学性能比较稳定的路面。二、沥青混合料的技术性质和标准二、沥青混合料的技术性质和标准u 路面沥青混合料要求具备的技术性质路面沥青混合料要求具备的技术性质 力学强度力学强度承受交通荷载，抗高温变形，低承受交通荷载，抗高温变形，低温脆裂温脆裂； 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摊铺和压实摊铺和压实u1

34、 1、高温稳定性、高温稳定性u定义：高温条件下承受重复荷载没有很大变形定义：高温条件下承受重复荷载没有很大变形（6060夏季温度不产生车辙、拥包和波浪）。夏季温度不产生车辙、拥包和波浪）。u 评价方法：评价方法： (1)(1)马歇尔稳定度试验马歇尔稳定度试验 (2)(2)车辙试验车辙试验(1)(1)马歇尔稳定度马歇尔稳定度三项指标三项指标101.6101.663.5mm63.5mm圆柱体试件圆柱体试件u稳定度（稳定度（MSMS）规定温度和加荷速率时破坏规定温度和加荷速率时破坏荷载（荷载（kNkN）；）；u流值（流值（FLFL）破坏时，试件的垂直变形（破坏时，试件的垂直变形（0.10.1mmmm

35、）；）；u马歇尔模数（马歇尔模数（T T） （kNkN/mm/mm） FLMST10（2 2）车辙试验）车辙试验高速公路、一级公路、城市快速路、主干路高速公路、一级公路、城市快速路、主干路要求此项试验。要求此项试验。u 试件试件： mmmmu 温度温度： 6060u 方法方法：车轮反复行走。：车轮反复行走。50300300u指标：动稳定度（指标：动稳定度（DSDS） 试件变形试件变形1mm1mm深时，车轮行走次数。深时，车轮行走次数。GBJ50092-96GBJ50092-96规定规定u6060时动稳定度时动稳定度 DSDS 800800次次/ /mmmm 高速公路，城市快速路高速公路，城市快

36、速路 DSDS 600600次次/ /mmmm 一级公路、城市主干道一级公路、城市主干道21121242)(CCddttDS2 2、低温抗裂性、低温抗裂性u定义：定义：沥青混合料抵抗低温开裂的能力。沥青混合料抵抗低温开裂的能力。 目前末列入技术指标，简单评估。目前末列入技术指标，简单评估。3 3、耐久性、耐久性u定义：定义：抵抗自然因素和车载长期作用，保持原抵抗自然因素和车载长期作用，保持原有性能的能力。有性能的能力。 沥青老化、集料破坏、水导致沥青与集沥青老化、集料破坏、水导致沥青与集料粘附性降低而出现剥落料粘附性降低而出现剥落 u试验方法试验方法：浸水马歇尔试验：浸水马歇尔试验 浸水车辙试

37、验浸水车辙试验 u评价指标评价指标：空隙率：空隙率VV VV 、饱和度、饱和度VFA VFA 、残留稳、残留稳定度定度MSMS0 0 （% %）。）。耐久性影响因素耐久性影响因素u 化学性质：沥青、集料的化学性质化学性质：沥青、集料的化学性质u 混合料的组成结构混合料的组成结构空隙率。空隙率。 空隙率空隙率，防阳光及渗水，一般空隙率保留，防阳光及渗水，一般空隙率保留3 36%6%；以备夏季沥青膨胀；以备夏季沥青膨胀； 空隙率空隙率 ，沥青，沥青- -集料之间粘结力差，饱水集料之间粘结力差，饱水后集料剥离，颗粒相互推移，体积膨胀，力学后集料剥离，颗粒相互推移，体积膨胀，力学强度下降，路面破坏。强

38、度下降，路面破坏。4 4、抗滑性、抗滑性u沥青路面抗滑性与下列因素有关：沥青路面抗滑性与下列因素有关： 集料表面特性集料表面特性选择硬质有棱角；选择硬质有棱角； 混合料级配混合料级配合理合理 沥青用量及沥青含蜡量沥青用量及沥青含蜡量最佳沥青用量，路最佳沥青用量，路面含蜡量面含蜡量3%3% 规范中对抗滑层集料有磨光值、道瑞磨规范中对抗滑层集料有磨光值、道瑞磨耗值和冲击值的要求耗值和冲击值的要求 5 5施工和易性施工和易性u易于拌和、摊铺和碾压。易于拌和、摊铺和碾压。 与气温、施工条件及混合料性质有与气温、施工条件及混合料性质有关，骨料级配具有直接影响。关，骨料级配具有直接影响。 目前凭经验，无测

39、定方法。目前凭经验，无测定方法。u路面沥青混合料的技术标准路面沥青混合料的技术标准 不同等级道路、不同类型混合料具有不同等级道路、不同类型混合料具有不同的指标要求。不同的指标要求。主要指标主要指标 力学指标：击实次数、稳定度力学指标：击实次数、稳定度DSDS、流值、流值FLFL 耐久性指标：空隙率耐久性指标：空隙率VVVV、沥青饱和度、沥青饱和度VFAVFA、残留稳定度残留稳定度MSMS0 0 、矿料间隙率、矿料间隙率VMAVMA三、沥青混合料组成材料的技术要求三、沥青混合料组成材料的技术要求1 1、沥青、沥青 根据气候条件、施工季节、路面类型、施根据气候条件、施工季节、路面类型、施工方法和矿

40、料类型选取工方法和矿料类型选取 u高稠度（标号小）沥青高稠度（标号小）沥青热气候、重交通量热气候、重交通量、细粒式、砂粒式集料、细粒式、砂粒式集料 沥青稠度大，混合料力学强度大，稳定性好。沥青稠度大，混合料力学强度大，稳定性好。2 2、粗集料、粗集料u防滑表层防滑表层不宜用软质集料，应符合石料磨光值不宜用软质集料，应符合石料磨光值等指标。等指标。u酸性岩石酸性岩石（花岗岩、石英岩）（花岗岩、石英岩）用作高等级公路用作高等级公路时，应采用低标号沥青，并采取抗剥离措施。时，应采用低标号沥青，并采取抗剥离措施。 填料用石灰粉；填料用石灰粉； 酸性集料用石灰浆处理。酸性集料用石灰浆处理。3 3、细集料细集料天然砂、人工砂，应符合级天然砂、人工砂，应符合级配要求。配要求。4 4、填料填料石灰粉或岩浆岩中强碱性（憎石灰粉或岩浆岩中强碱性（憎水性）岩石磨细的矿粉。水性）岩石磨细的矿粉。