瀝青與瀝青混合料知識點總結(2012年6月最新版)

1、（2012年6月2日整理）第一章 緒論1·1瀝青與瀝青混合料的重要作用 道路工程的物質基礎： 瀝青 砂石材料 瀝青混合料 瀝青路面優(yōu)點： 平整性好 行車舒適平穩(wěn) 噪音低 養(yǎng)護方便 易于回收利用1·2本課程的主要研究對象 瀝青用于將松散粒料膠結在一起，經(jīng)搗實或壓實后將成為具有一定強度的整體材料 或用于將路面層粘結在一起，具有粘層或透層作用的材料。 石料、集料：天然砂礫：由地殼上層的巖石經(jīng)自然風化得到；經(jīng)人工開采或經(jīng)軋制而成，如各種不同尺寸的塊狀石料和集料；性能穩(wěn)定的工業(yè)冶金礦渣，如鋼渣、高爐礦渣； ：塊狀石料鋪砌路面及附屬構造物； 松散石料生產(chǎn)瀝青混合料，直接用于道路基層、墊

2、層或低等級路面面層 瀝青混合料：由砂石材料和瀝青材料組成的混合料，具有一定強度、柔性、耐久性 用于路面面層、橋梁結構鋪裝層和基層的主要材料 新型材料：復合材料：兩種或兩種以上不同化學組成或組織相同的物質，以微觀或宏觀的物質形式復合而成的材料?？朔我徊牧系娜觞c，發(fā)揮綜合的性能。 改性材料：通過物理或化學的途徑對其使用功能進行綜合處理，其實更能滿足實際使用要求的材料。1·3研究內(nèi)容和學習方法 1·材料的組成結構：化學組成，礦物組成，結構組成 2·材料的基本技術性質：力學性質：研究各種材料 拉 壓 彎 扭 等強度和變形特性及車輪作用的抗磨耗、磨光和沖擊作用 物理性質：

3、物理常數(shù)：密度 孔隙率 空隙率與水有關的性質：吸水率 耐久性與溫度有關的性質：堅固性 抗凍性 高低溫性能化學性質：化學組成：材料的酸堿性 瀝青的組成材料抵抗各種環(huán)境作用的性能：紫外線、空氣中的氧、濕度等綜合作用工藝性質：材料適于按一定工藝流程加工的性能 3·檢驗方法 4·材料技術標準 我國：國家標準GB 行業(yè)標準 地方標準 企業(yè)標準QB 國際：美國材料試驗協(xié)會標準 ATSM 日本工業(yè)標準JIS 德國工業(yè)標準DIS 歐洲標準 EN 國際標準ISO *路面：一種承受頻繁交通瞬時動荷載的反復作用的結構物 一種裸露與自然界的結構物 受到交通車輛施加的荷載作用 各種復雜的自然因素（溫

4、度 陽光 雨水 雪）的影響1·4其他 1·道路工程結構對材料的要求 路面結構：面層：上面層4cm 中面層5cm 下面層7cm 基層（二灰砂礫）：38cm 底基層（石灰土）：36cm 面層承受自然環(huán)境和荷載的共同作用，要求性能最高 基層承重層，傳遞和擴散荷載 墊層改善路基水溫狀況，保證基層和面層不受影響 *外界因素隨道路深度的增加減弱對材料的作用 *材料的礦物組成和化學成分及其組成結構決定 材料的基本特性 組成材料的質量與相對比例確定材料的組成結構狀態(tài) 2·瀝青混合料的特點 不均勻性 控制指標相互矛盾：性能要求高、成本低 高溫性能、低溫性能 抗滑性、耐久性 影響因素

5、的復雜性：環(huán)境和荷載的多樣性和不確定性 3·道路建筑材料的發(fā)展趨勢 強化環(huán)保意識 緩解資源危機 提高路面安全性和人性化 OGFC用大空隙的瀝青混合料鋪筑，能迅速從內(nèi)部排走路表雨水，具有防滑、抗車轍、降低 噪音的路面，屬骨架空隙結構型瀝青混合料路面，空隙率20% *橡膠瀝青應力吸收層增設應力吸收層可大大改善層間應力狀態(tài) 避免退役、坑槽現(xiàn)象的產(chǎn)生延緩反射裂縫的發(fā)生 *橡膠顆粒路面行車舒適性好 抗滑 降噪 抗永久變形能力提高 抑制結冰能力強第二章2·1概述 1·瀝青的定義AIPCR(國際道路會議常設委員會)由天然或熱分解或兩者兼而有之得到的烴類混合物，通?？梢允菤怏w、液

6、體、半固體或固體，完全溶解于二硫化碳，ATSM（美國材料試驗協(xié)會）黑色或暗褐色的粘稠狀物（固體、半固體或粘稠狀物），由天然或人工制造而得，主要由高分子烴類組成我國由高分子碳氫化合物及其非金屬（O、S、N）的衍生物組成的固體或半固體混合物，呈暗褐色至黑色，可溶于苯或二硫化碳等溶劑，是自然界中天然存在的或從原油中經(jīng)蒸餾得到的殘渣 2·瀝青的分類：按獲得方式地瀝青（Asphalt）：按產(chǎn)源天然瀝青 石油瀝青 焦油瀝青(Tar)：加工的有機物的不同煤瀝青 頁巖瀝青 木瀝青 其他焦油瀝青 *道路建筑中最常用的瀝青：石油瀝青>煤瀝青>天然瀝青 *地瀝青天然存在或石油經(jīng)人工提煉得到的瀝

7、青 天然瀝青地殼中的石油在各種自然因素的作用下 經(jīng)過輕質油分蒸發(fā)、氧化和聚縮作用形成的天然產(chǎn)物 *天然瀝青的產(chǎn)狀有湖狀 泉狀 等純凈狀態(tài)存在的“純地瀝青” 石油瀝青石油經(jīng)過各種煉制工藝加工得到的產(chǎn)品 焦油瀝青各種有機物干餾的焦油，經(jīng)再加工后得到2·2石油瀝青的生產(chǎn)工藝 2·2·1石油的基屬分類1·按關鍵餾分分類 石油（半精餾裝置）：常壓 250275 餾分：第一關鍵餾分 減壓 275300 餾分：第二關鍵餾分第一關鍵餾分第二關鍵餾分石蠟基中間基環(huán)烷基石蠟基石蠟基中間石蠟基中間基石蠟中間基中間基環(huán)烷中間基環(huán)烷基中間環(huán)烷基環(huán)烷基 *我國國產(chǎn)瀝青多屬石蠟基、中

8、間基瀝青2·按硫含量 含硫量：<0.5% 低硫原油 0.5% 含硫原油*最好 環(huán)烷基原油>中間基原油>石蠟基原油（最好不要） 2·2·2石油瀝青的生產(chǎn)工藝 1·蒸餾法直餾瀝青（最簡單、最經(jīng)濟） 原油（脫水 加熱）常壓塔：常壓渣油減壓塔：減壓渣油直餾瀝青 *直餾瀝青 含許多不穩(wěn)定的烴 溫度穩(wěn)定性和耐候性差 粘度增加時粘性降低少 2·氧化法氧化瀝青 吹制瀝青 常減壓渣油（預熱脫水）加熱至240290高溫氧化塔 吹入一定量空氣對渣油進行氧化 *隨吹入量增加 反應時間延長 反應溫度增高飽和酚 芳香酚 膠質瀝青質 蠟 不變 *瀝青的稠度

9、和軟化點提高 針入度減小 延度降低 3·溶劑法溶劑瀝青 渣油選擇性溶解其中一個或幾個組分分離出富含飽和烴芳香烴的脫瀝青油 膠質、瀝青質含量高的溶劑瀝青 *常用的脫瀝青溶劑為丙烷，處理石蠟基原油。 4·調(diào)和法 按照瀝青的質量要求 將幾種瀝青按適當?shù)谋壤M行調(diào)配 調(diào)配瀝青組分比例2·3石油瀝青的組成與結構 2·3·1石油瀝青的元素組成 *瀝青由多種復雜的碳氫化合物及其O、S、N等非金屬衍生物組成的混合物 主要組成元素：C(8087%) H(1015%) O、S、N(<3%) *C/H原子比越大，瀝青中環(huán)結構特別是芳香環(huán)結構愈多碳氫比：石蠟基最

10、小，環(huán)烷基最大，中間基介于其間 2·3·2石油瀝青的化學組分 化學組分分析將瀝青分離為化學性質相近 與其路用性質有一定聯(lián)系的幾組 這幾個組叫組分 1·三組分分析法 石油瀝青：油分（油分 蠟） 樹脂 瀝青質 方法：選擇性溶解選擇性吸附“溶解吸附”法（P12） 2·四組分分析法（SARA法） 瀝青：飽和酚（S）：在瀝青中使膠質和瀝青質軟化，使瀝青膠體體系穩(wěn)定 芳香酚（NA）：分子量最低，是膠融瀝青質分散介質的主要部分占瀝青總量的20%50% 膠質（PA）：極性很強 粘附力強，是瀝青質的擴散劑 膠質對瀝青質的比例在一定程 度上決定了瀝青膠體結構的穩(wěn)定 瀝青質（

11、AT）：含量增加 瀝青較硬 針入度小 軟化點高 粘度大（P13） *分子量：瀝青質>膠質>芳香酚>飽和酚 極性：瀝青質>膠質>芳香酚>飽和酚 蠟（非晶格結構）對瀝青路用性能的影響：高溫 高溫時融化 降低瀝青粘度 溫度敏感性增大低溫 低溫時易析出 分散在瀝青中 減少瀝青分子間的緊密聯(lián)系 降低瀝青延展性 粘附性 使瀝青與石料表面親和力變小 影響瀝青與石料的粘附性抗滑性 是瀝青路面抗滑性能降低重交通道路瀝青要求：蠟含量<2.2%2·3·3石油瀝青的化學結構 石油瀝青的化學結構與技術性質的關系：（1）烷碳率側鏈根數(shù)平均側鏈長度感溫性（2）芳

12、烴指數(shù)芳香環(huán)數(shù)粘附性（3）飽和率耐候性（4）分子量 聚合度粘度 （5）分子量 聚合度 平均側鏈長度勁度模量2·3·4石油瀝青的膠體結構 瀝青的技術性質：化學組成 化學結構 膠體結構 瀝青材料是一種交替分散系：分散相固態(tài)微粒的膠質 分散質液態(tài)的飽和酚和芳香酚 保護物質過渡性的膠質使分散相能很好地膠溶于分散質 形成穩(wěn)定的膠溶結構 膠體結構：核心瀝青質，若干瀝青質聚集在一起 膠質吸附于其表面 形成“膠團” 逐漸向外擴展 瀝青質的膠核膠溶于飽和酚和芳香酚組成的介質中 瀝青的膠體結構分類：根據(jù)瀝青中各組分的 化學特性 相對含量 流變特性 （1）溶膠型結構 瀝青質分子量較低 含量很少

13、膠質一定數(shù)量 芳香度較高 膠團完全膠溶分散在芳香酚和飽和酚組成的介質中 相距很遠 吸引力很小 （甚至沒有） 可在分散介質粘度許可的范圍內(nèi)運動力學特性“牛頓流瀝青”完全服從牛頓流體變形時：剪應力與剪變率成直線關系 粘度為一常數(shù)彈性效應可忽略或完全沒有路用性能：高溫時粘度很小 低溫時由于粘度增大而使流動性變差 冷卻時變?yōu)榇嘈怨腆w 具有較好的自愈性和低溫變形能力 溫度敏感性強 *直餾瀝青多屬于溶膠型瀝青 （2）溶凝膠型結構 瀝青質含量適當 膠質較多 芳香度較高 作為保護物質 膠團數(shù)量增多 濃度增加 距離相對靠近 有一定吸引力 力學特性：變形 最初階段非常明顯的彈性效應增加至一定數(shù)值后一定程度的流動性

14、 粘度隨剪應力增加而減小觸變性 粘彈塑性一種具有粘彈性的偽塑性體路用性能：高溫時具有較低的感溫性 低溫時具有較好的變形能力 *大多數(shù)優(yōu)質道路瀝青都是這類膠體結構*環(huán)烷基的直餾瀝青 半氧化瀝青 溶劑瀝青 符合這類結構 （3）凝膠型結構 瀝青質含量很高 膠質相當數(shù)量 芳香度高 膠團濃度相對很大 引力增強 形成空間網(wǎng)絡結構 膠團靠的很近 分散相液態(tài)的芳香酚和飽和酚 分散介質連續(xù)的膠團 力學特性：荷載很小 作用時間短時 明顯彈性效應 應力超過屈服值后 表現(xiàn)為粘彈變形 明顯觸變性 路用性能:較低的溫度感應性 較好粘彈特性 低溫變形能力差 *深度氧化的瀝青屬于凝膠型瀝青。瀝青的膠體結構針入度指數(shù)PI值 針

15、入度指數(shù)PI<-2 溶膠結構 PI -2+2 溶凝膠結構 PI>+2 凝膠結構2·4瀝青材料的路用性能評價方法及指標 2·4·1瀝青材料的性能評價2·4·1·1瀝青的粘滯性 瀝青的粘滯性（粘性）瀝青在外力作用下抵抗剪切變形的能力 *在瀝青的技術性質中 瀝青粘性是與瀝青路面力學行為聯(lián)系最密切的一種性質 *瀝青的粘性通常用粘度表示，粘度是現(xiàn)代瀝青等級劃分的主要依據(jù)。 1·粘度的表達方式 動力粘度（絕對粘度） 流體流層間速度梯度（剪變率）為1時，每 單位面積受到的內(nèi)摩擦力 動力粘度系數(shù)（粘度） Pa·s 絕對

16、粘度采用時間、質量、長度等絕對單位表示的粘度 運動粘度瀝青在某一溫度下動力粘度與密度之比Vt（牛頓流體） 單位：米2/秒 表觀粘度（視粘度）（非牛頓流型瀝青的粘度） 單位：帕·秒 a瀝青表觀粘度 Pa·s 剪應力 Pa 剪變率 c復合流動系數(shù) c=1.0 牛頓流瀝青 c>1.0 非牛頓流型瀝青 C 非牛頓性 *瀝青 高溫接近牛頓流體 在不同的剪變率表現(xiàn)不同的粘 路面使用溫度粘彈流體 度瀝青的剪變力與剪變率非線性 2·瀝青粘度的測定方法 絕對粘度法 相對粘度法（條件粘度）針入度 軟化點 (1)絕對粘度測定方法 瀝青運動粘度毛細管法 Vt=ct mm2/s 瀝青

17、動力粘度減壓毛細管法 t=kt Pa·s P16 (2)條件粘度測定方法 標準粘度計測定液體石油瀝青 煤瀝青 乳化瀝青等粘度 針入度法測定粘稠（固體、半固體瀝青稠度） 軟化點 標準粘度計測定液體狀態(tài)的瀝青材料在標準粘度計中，于規(guī)定的溫度條件下，通過規(guī)定 的流孔直徑流出50ml所需時間（s） 實驗條件：CT,d C粘度 T溫度 d流孔直徑 在相同的溫度和流孔條件下，流出時間越長，瀝青粘度越大 針入度法測定瀝青材料在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質量的標準針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青 試樣的深度（0.1mm為單位） PT,m,t P 針入度 T試驗溫度 m標準針質量 t貫入時間 常用 P25，100g

18、，5s 針入度指數(shù)PI 針入度值越大，瀝青越軟（稠度越?。?粘度越小 *稠度越高的瀝青粘度越高 AH90 重交通90號瀝青 25針入度為80100（0.1mm）之間 軟化點試驗（等粘溫度）*軟化點瀝青材料是一種非晶質高分子材料，它由液態(tài)凝結為 固態(tài)，或由固態(tài)化為液態(tài)時，沒有敏銳的固化點或液 化點，通常采用條件的硬化點和滴落點來表示，成為 軟化點 環(huán)與球法軟化點TR&B將瀝青試樣注于內(nèi)徑為18.9mm的銅環(huán)中，環(huán)上置一重 3.5g的鋼球，在規(guī)定的加熱速度（5/min）下進行加熱， 瀝青試樣逐漸軟化，直至在鋼球荷重作用下，測定使瀝青 產(chǎn)生25.4mm撓度時的溫度，稱為軟化點。 *軟化點越高

19、 瀝青越硬 粘度越大 針入度是在規(guī)定溫度下測定瀝青的條件粘度 等溫粘度 軟化點是在瀝青達到規(guī)定條件粘度時的溫度 等粘溫度 2·4·1·2瀝青的延性和脆性 1·延性瀝青受到外力的拉伸作用時所能承受的塑性變形的總能力條件延性指標延度 延度試驗將瀝青試樣制成“8”字形標準試件（最小斷面1cm2）在規(guī)定拉伸速度和溫度 下拉斷時的長度 *瀝青的復合流動系數(shù)C/膠體結構發(fā)育成熟/蠟含量延度 三大指標：針入度 軟化點 延度 2·脆性*脆點低溫條件下瀝青達到臨界硬度發(fā)生開裂的溫度 P18 2·4·1·3瀝青的感溫性 瀝青的感溫性采

20、用“粘度”隨“溫度”而變化的行為（粘溫關系）來表達針入度指數(shù)法 針入度指數(shù)法（PI）瀝青針入度值的對數(shù)（lg P）與溫度（T）具有線性關系 lg P=AT+K A=d（lgP）/ dT 針入度溫度感應系數(shù) 1·基本公式 *假設軟化點時的針入度值為800（1/10mm） 2·實用公式 *PI越大瀝青感溫性越低。 *用PI來評價瀝青的感溫性時，要求瀝青的PI=-11 針入度指數(shù)PI評價瀝青膠體結構 PI <-2 溶膠型 PI-2+2 溶凝膠型 PI>2 凝膠型 2·4·1·4 耐久性 1·影響瀝青耐久性因素 影響瀝青耐久性因素

21、：環(huán)境(氧化劑) 交通強度（應力） 熱：加速瀝青分子的運動 瀝青的蒸發(fā) 促進瀝青化學反應 瀝青技術性能的降低 氧（加熱）：促使瀝青組分對其吸收 脫氫作用 瀝青組分發(fā)生移行（芳香酚膠質瀝青質） 光（紫外線）光化學反應促使氧化速率加快使瀝青中羥基 羧基 碳氧基增加 水（光+氧+熱）催化劑作用 “不可逆”的化學變化，路用性能劣化“老化” 2·評價方法（1）熱致老化 中、輕交通量道路 石油瀝青 蒸發(fā)損失試驗 重交通量道路 石油瀝青 薄膜加熱試驗（TFOT） 液體瀝青蒸餾試驗（2） 耐久性自然老化、人工加速老化（3） 長期老化瀝青加速老化法（PAV） 2·4·1·

22、5安全性 瀝青加熱時，揮發(fā)油分蒸汽與空氣組成混合氣體，遇火焰閃火（閃點）繼續(xù)加熱，油分蒸汽 飽和度燃燒（燃點） 當加熱到某一溫度時，點火器掃拂過瀝青試樣任何一部分表面，出現(xiàn)一瞬即滅的藍色火焰（閃點），繼續(xù)加熱，至點火器掃拂過瀝青試樣表面，出現(xiàn)燃燒火焰并持續(xù)5s以上（燃點） 2·4·2瀝青的勁度模量瀝青的粘度性質與溫度 荷載作用時間 有關。 在溫度高 荷載作用時間長粘性 在溫度低 荷載作用時間短塑性 彈性 在大多數(shù)實際使用情況 粘彈行為 瀝青的勁度模量瀝青在一定荷載時間（t）和溫度（T）條件下，應力與總應變之比。 瀝青材料受到的應力 瀝青材料產(chǎn)生的應變 靜載試驗 動載試驗 影

23、響因素（1）溫度夏天溫度高 勁度小不足以抵抗荷載的作用，易產(chǎn)生車轍冬天溫度低 勁度大應力松弛性能弱，易出現(xiàn)溫縮裂縫（2） 時間 A荷載作用時間短 勁度模量高 荷載作用時間長 勁度模量低 B荷載加載速率高 勁度模量高 荷載作用速率低 勁度模量低 *瀝青的粘附性 瀝青的粘附性質主要為瀝青的粘性和瀝青中極性物質（瀝青酸及酸酐）的含量 瀝青稠度瀝青酸含量瀝青與石料粘附性 實驗瀝青混合料最大粒徑 >13.2mm水煮法 按瀝青膜剝落面積百分率評定 <13.2mm水浸法 按瀝青膜剝落面積百分率評定第3章 石料與集料 天然砂石材料天然巖石不經(jīng)機械加工或經(jīng)機械加工而得的材料 *天然材料是礦物的集合體

24、3·1天然砂石材料概論 1·造巖礦物 礦物具有一定化學成分和結構的天然化合物或單質 *組成巖石的礦物叫造巖礦物 *某些巖石由一種礦物組成，多數(shù)巖石由多種造巖礦物共同組成 *巖石的性質是由成巖礦物的性質及含量決定的。 （1）石英結晶的SiO2，最堅硬，最穩(wěn)定的礦物之一 純凈的適應無色透明水晶含F(xiàn)e3+：紫水晶 含細小的氣/液態(tài)物質乳白色乳石英 （2）長石結晶的硅鋁酸鹽類，分布最廣，占地殼重的50%，強度、穩(wěn)定度均不及石英 分為正長石、斜長石 基本類型：鉀長石 鈉長石 鈣長石 （3）云母片狀，結晶 含水鋁硅酸鹽 極易分裂成薄片 無色透明Fe含量的增高：黑色 分為白云母 黑云母

25、（4）角閃石 輝石 橄欖石（暗色礦物）結晶的鐵、鎂鋁酸鹽 強度高 堅固耐久 韌性大 （5）方解石結晶的CaCO3 強度中等 易被酸分解 微溶于水 易溶于含CO2 的水 白色 分裂為棱面體 （6）白云石物理性質和方解石相近 強度較高 白/黑色 （7）黃鐵礦結晶的FeS2 有害礦物 遇水或發(fā)生氧化反應產(chǎn)生H2SO4 金黃色 有的有金屬光澤 *石英、長石耐磨、堅硬、抗磨光性好方解石、白云石軟、易磨光 2·巖石的分類 （1）巖漿巖（火成巖）侵入巖巖漿在地表不同深處冷卻結晶形成的巖石 最多 淺成巖（輝綠巖）結晶較細 深成巖（花崗巖、正長巖）晶體粗大 噴出巖大部分未結晶 或隱結晶或玻璃巖 （玄武

26、巖 安山巖） （2）沉積巖由風化產(chǎn)物、火山物質、有機物質等碎屑物質在常溫常壓下經(jīng)過搬運、沉積與石 化作用，最后形成的巖石。 *成巖層構造，各層的成分、結構、顏色、厚度都有差異，巖性不均，垂直層理與 平行層理方向的性能不同 *小 空隙率 吸水率大 強度較低 耐久性差 （3）變質巖已存在的巖石因溫度、壓力、介質條件的變化，在沒有顯著熔融和溶解的固體狀 態(tài)下形成的一種新的巖石 *控制變質作用的三個因素：溫度 壓力 化學活性流體 *沉積巖變質巖：結構致密 3·常見巖石類型 （1）花崗巖：分布最廣 深成酸性巖漿巖 主要：石英 長石 少量黑云母 斑狀結構 構造密實 密度大 質地堅硬 耐磨 空隙率

27、小 吸水性好 耐久性好 （2）玄武巖：噴出巖 灰黑色 成分與輝長巖相近 具氣孔狀 杏仁狀構造 和斑狀結構 基質一般為細?；螂[晶質 優(yōu)質瀝青混合料用集料 （3）輝長巖：侵入巖分布最廣的巖石 中至粗粒結構 結構構造均勻 空隙率小 耐久性好 （4）石灰?guī)r：分布最廣的沉積巖之一 主要為方解石 灰/白色雜質多：深色 致密狀 結晶粒狀 生物碎屑等結構 性脆 遇HCl化學反應生成CO2 硅質石灰?guī)r強度高 硬度大 耐久性好 粘土質石灰?guī)r抗凍性、耐水性差 白云質石灰?guī)r白云巖 4·石料的化學成分 （1）化學成分 SiO2 CaO Fe2O3 Al2O3 MgO MnO2（少） SO3（少） （2）酸堿性

28、按化學組分中SiO2 的含量來劃分 酸性材料（>65%）花崗巖 石英巖 中性材料（52%65%）輝綠巖 閃長巖 堿性材料（<52%）石灰?guī)r 玄武巖3·2冶金礦渣材料 煉鐵煉鋼過程中得到的高爐礦渣 鋼渣作集料 含較多的活性物質 質量不穩(wěn)定 1·主要化學成分及活性主要化學成分：酸性氧化物 中性氧化物 堿性氧化物 硫化物 *酸、堿性氧化物含量比例對礦渣性能的影響較大活性與水 某些堿性溶液 硫酸鹽溶液發(fā)生化學反應的性質*堿性系數(shù) Mo 質量系數(shù)K MoK 活性*自然冷卻 活性 高水泥混合料 水淬處理 活性 低混凝土結構 道路結構*鋼渣活性大 宜作水泥原料 2·

29、技術活性（1）物理力學特性 因為冷卻加工方式不同 所以礦物組分 組織的致密程度有很大差別 物理力學變化范圍 分散 性大 因為含鐵量高 所以一般>石料（2） 化學穩(wěn)定性 某些成分與水發(fā)生化學反應體積變化 使這類集料穩(wěn)定的關鍵降低活性成分含量3·3砂石材料的技術性質和技術標準 3·3·1砂石材料的技術標準 砂石材料：天然砂石料 人工軋制的集料 工業(yè)冶金砂石集料 3·3·1·1物理性質 1·物理常數(shù) 石料的組成結構 （1）真實密度t （2）表觀密度（視密度） a （3）毛體積密度h單位毛體積（礦質實體+空體體積）的質量 （4

30、）空隙率P石料的孔隙占其體積的百分率 *石料的物理常數(shù)反應 石料的內(nèi)部組成結構的狀態(tài) 石料的力學特性 2·吸水性石料在規(guī)定條件下吸水的能力 因為石料的孔結構的差異：空隙尺寸 分布形態(tài) （1）吸水率 *孔隙構造相同 孔隙越大吸水率越大 表觀密度大空隙率小吸水率小 *吸水性反應巖石裂縫發(fā)育程度判讀巖石抗凍、抗風化能力 （2）飽水率 *飽水率>吸水率 *吸水：自由吸水48h 飽水：抽真空后飽水 3·抗凍性石料在飽水狀態(tài)下，能經(jīng)受反復凍結和融化而不被破壞，并不嚴重降低強度的 能力。 工程使用中引起石料組織結構的破壞而導致力學強度降低 首要因素溫度的升降 其次潮濕條件下，受到正

31、、負溫度交替凍融作用（大部分地區(qū)占主導地位） 方法：直接凍融法 飽水-15°C下4h 20°C下4h 10、15、25、50次凍融循環(huán)后的變化情況 NaSO4堅固性法 硫酸鈉浸泡20h105°C下4h硫酸鈉下4h 5次循環(huán)后的變化情況 *利用了硫酸鈉結晶體積膨脹 *影響因素：孔隙結構 吸水性 3·3·1·2力學性質1·單軸抗壓強度 石料試件 50mm 50*50 立方體或 圓柱體試件 試驗吸水飽和后，在單軸受壓和規(guī)定的加載條件下，達到極限破壞時單位承壓面積的強度 *石石料單軸抗壓強度值取決于：石料組成結構：礦物組成 巖石的構

32、造 裂隙的分布 實驗條件：試件的幾何外形 加載速度 溫度 濕度2·磨耗性石料抵抗撞擊、剪切、摩擦等綜合作用的性能 試驗方法：洛杉機磨耗試驗 500次 隔板式 狄法爾磨耗試驗 雙筒式，單粒徑，100塊（50-70mm,只有剪切和摩擦作用，磨 耗率低，差別不大 3·3·1·3化學性質 1·化學組成 2·石料化學性質對路用性能的影響 3·瀝青與石料的粘附性評價瀝青與石料之間的相互粘結能力 *瀝青裹符石料后的抗水性與 瀝青 石料的性質相關 （1）粘附機理 1·力學理論-分子力的作用 集料表面粗糙和高低不平增加了表面積；表面

33、存在形狀、取向、大小不同的孔隙 和微裂縫，由于吸附與毛細作用，瀝青滲入孔隙與裂縫，提高了總粘結力。 瀝青在高溫時以液相滲入骨料孔隙與微裂隙中，降溫后，瀝青在孔隙中發(fā)生膠凝 硬化，這種鍥入與錨固 鍥入與錨固作用，增強了瀝青與集料之間的機械結合力。 2·化學反應理論-瀝青與集料表面發(fā)生化學反應 瀝青中含有大量酸性及堿性化合物。堿性集料表面存在堿性活性中心，易與瀝青中 的酸性成分發(fā)生化學反應，生成不溶于水的化合物，故粘附性好。酸性集料如花 崗巖表面缺乏堿性活性中心，較少發(fā)生化學反應，瀝青與集料間只有機械力的作 用，所以粘附性差。 3·分子定向理論-瀝青中的表面活性物質對集料表面的

34、定向吸附而形成的 瀝青粘附在集料表面后，瀝青在石料表面首先發(fā)生極性分子定向排列而形成吸附 層。瀝青的極性是粘附的本性，是導致集料吸附瀝青的根本原因。水是極性分 子且含有氫鍵，比瀝青的極性大，易于從集料表面擠走被吸附的瀝青分子而與 集料的表面活性中心發(fā)生吸附。 4·表面能理論-能量作用原理，即瀝青潤濕集料（現(xiàn)在認為是對的） 瀝青的潤濕能力是指瀝青與集料表面的緊密接觸能力。瀝青擴散并潤濕集料表面時會 產(chǎn)生能量交換，它依靠瀝青與集料的緊密接觸和相互吸引而形成.水與集料的緊密 接觸能力比瀝青與集料的緊密接觸能力大，因此水就可侵入瀝青集料界面，形成 瀝青水集料的表面接觸，從而破壞了瀝青與集料之

35、間的粘結。 （2）評價方法：水煮法 水浸法 P38 3·3·2石料的技術指標 1·路用石料的技術分級 按其物理力學性質：飽水狀態(tài)下的抗壓強度 磨耗率 I巖漿巖類最堅強的巖石 II石灰?guī)r類堅強的巖石 III砂巖片巖類中等強度的巖石 IV礫石類較軟的巖石3·4集料的技術性質 集料不同粒徑礦質顆粒組成的混合料，包括天然砂、人工砂、卵石、碎石以及工業(yè)冶金的礦渣 集料：巖石 自然風化形成的礫石 砂 人工軋制成的各種尺寸的碎石 在混合料中起骨架和填充作用的粒料，分為 碎石 礫石 石屑 砂 細集料 粗集料 粒徑>4.75mm 細集料 粒徑<4.75mm3&

36、#183;4·1集料的物理性質 1·集料的密度 ms烘干后集料的真實質量,g 空中重 mw飽水集料的水中質量,g 水中重 mf 飽水集料飽和面干質量g，表干重 （1）表觀密度視密度 a 空中重÷（空中重水中重） (2)毛體積密度b 空中重÷（表干重水中重） （3）表干密度（飽和面干密度）s 表干重÷（表干重水中重） （4）堆積密度l單位裝填體積（顆粒間空隙 集料礦質實體 閉口和開口孔隙）的質量 *自然堆積密度 振實堆積密度 搗實堆積密度 （5）瀝青混凝土用粗集料搗實狀態(tài)間隙率VCADRC（粗集料骨架間隙率） 4.75mm以上粗集料搗實狀態(tài)下顆粒

37、間空隙體積的百分率 （6）含水率w集料在自然狀態(tài)下含水量的大小 吸水率保水情況下，石料吸收水分的大小 2·集料的堅固性確定碎石或礫石經(jīng)飽和硫酸鈉溶液多次浸泡烘干循環(huán)后，承受硫酸鈉結晶膨脹而不發(fā)生顯著破 壞或強度降低的性能 3·針片狀顆粒含量測定粗集料顆粒的最大長度方向與最小厚度方向的尺寸之比>3倍的顆 粒 4·含泥量和泥塊含量 （1）含泥量與石粉含量 含泥量集料中粒徑小于0.075mm的顆粒含量 石粉含量人工砂中粒徑小于0.075mm的顆粒含量 1）砂當量SE砂當量值越大表明在小于0.075mm的部分所含礦粉與細砂比例越高 2）亞基藍MBV值亞基藍MBV值較

38、小時表明粒徑小于0.075mm的顆粒主要是與母巖化學 成分相同的石粉 *砂當量越大，細料中礦粉和細砂比例越大 亞基藍值越大，細料中含泥量越大（2） 泥塊含量 粗集料 中原尺寸>4.75mm 經(jīng)水洗手捏后<2.36mm的顆粒含量 細集料 中原尺寸>1.18mm 經(jīng)水洗手捏后<0.6mm的顆粒含量 *泥塊：由純泥組成的團塊 由砂、石屑、泥組成的團塊 包裹在集料顆粒表面的泥 3·4·2集料的力學性質 1·集料的壓碎值ACV（ Aggregate Crushed Value） 集料在連續(xù)增加的荷載下，抵抗壓 碎的能力，反映集料的強度。 2·

39、;磨光值PSV（Polished Stone Value）采用加速磨光機磨光集料，用擺式摩擦系數(shù)測 定儀測定的集料磨光后的摩擦系數(shù)值。 3·沖擊值AIV（Aggregate Impact Value） 集料抵抗連續(xù)重復沖擊荷載的作用 4·道瑞磨耗值AAV（Aggregate Abrasion Value）反映粗集料抵抗磨耗和撞擊的能力 3·5集料的級配與級配理論 礦質混合料（礦料）將兩種或兩種以上的集料配合是喲哦了剛構成礦料 3·5·1礦料的級配 級配設計的目的：根據(jù)目標級配范圍要求定各種集料的合適的比例 1·篩分試驗將集料通過一系列

40、規(guī)定篩孔尺寸的標準篩，測定存留在各篩上的集料質量 礦質集料的級配采用篩分試驗確定 （1）標準篩形狀和尺寸規(guī)格符合要求的系列樣品篩 粒度集料顆粒的尺寸用粒徑表示 *集料的粒徑以方孔篩為準 標準篩尺寸： ：70 63 53 37.5 31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 （2）級配參數(shù) 1）分計篩余百分率（ai）：在某號篩上的篩余質量占試樣總質量的百分率； 2）累計篩余百分率（Ai）：在某號篩的分計篩余和大于該號篩的各篩分計篩余之和； 3）通過百分率：通過某篩的質量占試樣總質量的百分率； 2·細集料的細度模數(shù)

41、 細度模數(shù)：用于評價細集料粗細程度的指標各號篩的累計篩余百分率之和除以100 當細集料中含有大于2.36mm的顆粒時 細度模數(shù)越大細集料越粗 3.13.7 粗砂 2.33.0 中砂 1.62.3 細沙 3·集料的級配曲線 （1）級配曲線的繪制 縱坐標：通過百分率（或累計百分率）% 橫坐標：某號篩的篩孔尺寸采用對數(shù)坐標，可使大部分篩孔尺寸在橫坐標上以等距排列mm * （2）級配曲線的類型 連續(xù)級配某一礦質混合料在標準篩孔組成的套篩中進行篩析時，所得的級配曲線具有連續(xù)、 不間斷的性質。由大到小、逐級粒徑均有、按比例互相搭配組成。 間斷級配在礦質混合料中剔除其中一個（或幾個）分級，形成一種不連續(xù)的混合料。 3·5·2級配理論 *路用礦質混合料的要求：最小空隙率最大密實度 最大摩擦力 最大密度曲線理論：描述了連續(xù)級配的粒徑分布 粒子干涉論：可用于計算連續(xù)級配 間斷級配 1·最大密度曲線理論礦質混合料的顆粒級配曲線越接近拋物線，其密度越大 （1）最大密度曲線公式 （2）最大密度曲線n冪公式 將0.5改成n，認為指數(shù)不應是一個常數(shù)，