新編-瀝青與瀝青混合料課件

第11章瀝青及瀝青混合料第11章瀝青及瀝青混合料1目錄本章提要概述11.1石油瀝青11.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)

11.1.2石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

11.1.3石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用

11.1.4瀝青的調(diào)配與改性11.2瀝青混合料11.2.1瀝青混合料分類11.2.2瀝青混合料組成材料及其技術(shù)要求11.2.3瀝青混合料的結(jié)構(gòu)11.2.4瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)11.2.5熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)11.2.6瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)案例案例分析本章小結(jié)目錄本章提要2本章提要

石油瀝青的組分、結(jié)構(gòu)和技術(shù)性質(zhì)；石油瀝青的調(diào)配和改性；瀝青混合料分類、組成材料及其技術(shù)要求，影響熱拌瀝青混合料性能的因素和配合比設(shè)計(jì)方法。本章重點(diǎn)：瀝青的技術(shù)性能與選用；瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)。本章難點(diǎn)：瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)。本章提要石油瀝青的組分、結(jié)構(gòu)和技術(shù)性質(zhì)；石油瀝青的調(diào)配和改3概述瀝青：有機(jī)膠凝材料，是高分子碳?xì)浠衔锖头墙饘傺苌锏幕旌衔铩r青的特點(diǎn)熱塑性材料，加熱就軟化；憎水性材料，耐水、不溶于水；良好的粘結(jié)性和粘彈性；較強(qiáng)的耐腐蝕性。種類地瀝青：天然瀝青，石油瀝青焦油瀝青：煤瀝青，頁(yè)巖瀝青概述瀝青：4分類地瀝青焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受地球物理因素作用形成的產(chǎn)物。石油瀝青：石油經(jīng)各種煉油制工藝加工而得的石油產(chǎn)品。煤瀝青：煤經(jīng)干餾所得的煤焦油，經(jīng)再加工后得到的產(chǎn)品。頁(yè)巖瀝青：頁(yè)巖煉油油工業(yè)的副產(chǎn)品。瀝青分類天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受地球物理因素作用形511.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)定義：石油原油經(jīng)蒸餾等提煉各種輕油（如汽油、柴油等）及潤(rùn)滑油后的殘留物，或經(jīng)過(guò)加工而得的產(chǎn)品。是一種有機(jī)膠凝材料。常溫下有固體、半固體或粘性液體三種形態(tài)。11.1石油瀝青11.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)定義：11.1石油瀝青6砂與水石油石油氣泵站過(guò)濾儲(chǔ)存儲(chǔ)存蒸餾塔冷凝器加熱管輕油中輕油重油瀝青空氣氧化瀝青加工成乳化瀝青石油蒸餾過(guò)程砂與水石油石油氣泵站過(guò)濾儲(chǔ)存儲(chǔ)存蒸餾塔冷凝器加熱管輕油中輕油711.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)1.組分由于瀝青的化學(xué)組成十分復(fù)雜，并且化學(xué)組成與技術(shù)性質(zhì)之間沒(méi)有直接關(guān)系，所以通常只從使用角度，將瀝青中化學(xué)物理性質(zhì)相近的成分劃分為若干組，稱為組分（或組叢）：

油分（芳香油和飽和油）——

油狀液體，密度最小，它們賦予瀝青以流動(dòng)性。含量↑→粘度↓，便于施工。樹(shù)脂（瀝青脂膠）——粘稠狀液體（半固體），密度大于油分。它們賦予瀝青以良好的粘結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性，含量↑→塑性↑。地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）——固態(tài)無(wú)定性物質(zhì)，密度大于1，決定瀝青的耐熱性、粘性和脆性。含量↑→軟化點(diǎn)↑粘性↑硬脆性↑。11.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)1.組分82.石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)

組分的相溶特性

油分與樹(shù)脂可互溶；樹(shù)脂能浸潤(rùn)地瀝青質(zhì)而在其表面形成薄膜。膠體結(jié)構(gòu)

以地瀝青質(zhì)為核心構(gòu)成膠核；膠核周圍吸附部分樹(shù)脂和油分構(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)。

分為三種類型：2.石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)組分的相溶特性9地瀝青質(zhì)膠核樹(shù)脂質(zhì)膠核油分地瀝青質(zhì)膠核樹(shù)脂質(zhì)膠核油分10溶膠型——瀝青質(zhì)少、油分和樹(shù)脂多，膠團(tuán)之間易滑動(dòng)。瀝青粘性小而流動(dòng)性大，耐熱性差；凝膠型——瀝青質(zhì)多、油分和樹(shù)脂少，膠團(tuán)之間不易滑動(dòng)。石油瀝青彈性、粘結(jié)性大，耐熱性高，但塑性差；溶膠－凝膠型——瀝青質(zhì)含量適當(dāng)，結(jié)構(gòu)狀態(tài)與瀝青性質(zhì)介于上述二者之間。大多數(shù)優(yōu)質(zhì)瀝青屬于這種結(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)新編-瀝青與瀝青混合料課件11溶膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)瀝青的膠體結(jié)構(gòu)溶凝膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)瀝青的膠體結(jié)構(gòu)溶凝膠結(jié)構(gòu)12粘性（粘滯性）塑性（延性）溫度敏感性大氣穩(wěn)定性其他性能11.1.2石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)粘性（粘滯性）11.1.2石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)13石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

粘性（粘滯性）概念：粘性反映石油瀝青材料抵抗外力或自重作用下變形的能力。評(píng)價(jià)指標(biāo)：相對(duì)粘度和針入度。相對(duì)粘度越大或針入度越小，粘性越大。測(cè)定方法：標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)和針入度儀法。影響因素：組成：地瀝青質(zhì)含量較高，油分含量較小但有時(shí)量樹(shù)脂，則粘性大；溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，粘性隨溫度升高而降低，反之則隨之增大。

石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)粘性（粘滯性）14瀝青的針入度試驗(yàn)規(guī)定的荷載、時(shí)間和溫度下進(jìn)行P針入度開(kāi)始時(shí)5秒后瀝青的針入度試驗(yàn)規(guī)定的荷載、時(shí)間和溫度下進(jìn)行P針入度開(kāi)始時(shí)515針入度儀針入度儀16針入度等級(jí)道路石油瀝青200～300150～200110～15080～10050～80建筑石油瀝青25～4010～25針入度等級(jí)道路石油瀝青建筑石油瀝青17塑性概念塑性指石油瀝青在外力作用時(shí)產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，則仍保持變形后的形狀的性質(zhì)。也反映了瀝青的自愈合性能。評(píng)價(jià)指標(biāo)延度（伸長(zhǎng)度），延度越大，塑性越好。測(cè)定方法把瀝青試樣制成8字型標(biāo)準(zhǔn)試模（中間最小截面積1cm2），在規(guī)定拉伸速度（5cm/min）和規(guī)定溫度（25/15/10C）下拉斷時(shí)的長(zhǎng)度，即為延度，用cm為單位表示。影響因素

樹(shù)脂含量較多，其他組分含量適當(dāng)時(shí)，則塑性較大；溫度升高，塑性增大；瀝青膜層厚度越厚，則塑性愈大。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

塑性石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)18延度瀝青延度試驗(yàn)延度瀝青延度試驗(yàn)19延度試驗(yàn)瀝青樣品模具厘米刻度延度儀在250C下，以5cm/min的速度測(cè)量延度試驗(yàn)瀝青樣品模具厘米刻度延度儀在250C下，以5cm/m20溫度敏感性概念敏感性是指石油瀝青的粘性和塑性隨溫度升降而改變的程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)軟化點(diǎn)，它是瀝青材料由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)時(shí)的溫度。測(cè)定方法環(huán)球法影響因素

地瀝青質(zhì)含量高，軟化點(diǎn)高，溫度敏感性減??；瀝青中蠟含量高，增大其溫度敏感性；加入礦物粉末填料（滑石粉、石灰石粉等）可減小其溫度敏感性。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

溫度敏感性石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)21軟化點(diǎn)測(cè)定試驗(yàn)裝置溫度計(jì)鋼球樣品軟化點(diǎn)測(cè)定試驗(yàn)裝置溫度計(jì)鋼球樣品22瀝青軟化點(diǎn)測(cè)量開(kāi)始時(shí)終止時(shí)鋼球?yàn)r青軟化點(diǎn)測(cè)量開(kāi)始時(shí)終止時(shí)鋼球23大氣穩(wěn)定性

概念指石油瀝青在熱、光、氧和潮濕等因素長(zhǎng)期作用下，抵抗老化使性能穩(wěn)定的程度。老化現(xiàn)象

上述因素作用下的變化瀝青各組分發(fā)生遞變，油分和樹(shù)脂含量逐漸減小，而地瀝青質(zhì)含量逐漸增多，流動(dòng)性和塑性降低，硬脆性增大的過(guò)程。評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸發(fā)后的質(zhì)量損失或蒸發(fā)后的針入度比，蒸發(fā)損失愈小或蒸發(fā)后針入度比愈大，則大氣穩(wěn)定性愈好，“老化”愈慢。測(cè)定方法測(cè)量在160C下蒸發(fā)5小時(shí)后，瀝青的針入度與蒸發(fā)前針入度比值的百分?jǐn)?shù)，即為蒸發(fā)后針入度比。影響因素石油瀝青中油分、樹(shù)脂含量高，則大氣穩(wěn)定性好。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

大氣穩(wěn)定性石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)24大氣穩(wěn)定性評(píng)價(jià)針入度比＝老化后瀝青的針入度老化前瀝青的針入度大氣穩(wěn)定性評(píng)價(jià)針入度比＝老化后瀝青的針入度老化前瀝青的針入度25蒸發(fā)試驗(yàn)烘箱外觀蒸發(fā)試驗(yàn)烘箱外觀26其他性能溶解度石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分率，以表示瀝青中有效物質(zhì)含量，即純凈程度。不溶解的物質(zhì)會(huì)降低瀝青的性能，應(yīng)加以限制。閃點(diǎn)加熱瀝青至初次閃火（有藍(lán)色閃光）時(shí)的瀝青溫度。燃點(diǎn)或著火點(diǎn)加熱瀝青，并與火接觸能持續(xù)燃燒5秒以上時(shí)的溫度。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

其他性能石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)27溶解度試驗(yàn)（純度）溶解度試驗(yàn)（純度）28閃點(diǎn)試驗(yàn)（安全性）溫度計(jì)裝滿瀝青的杯子點(diǎn)火的燃?xì)庾扉W點(diǎn)試驗(yàn)（安全性）溫度計(jì)裝滿瀝青的杯子點(diǎn)火的2911.1.3石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用

一、石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、品種：石油瀝青按用途分為道路石油瀝青、建筑石油瀝青、防水防潮和普通石油瀝青。2、牌號(hào)：從表中可看出，石油瀝青的牌號(hào)主要是根據(jù)針入度、延度和軟化點(diǎn)等指標(biāo)劃分的，并以針入度值表示。3、同一品種石油瀝青牌號(hào)與其性能之間的關(guān)系是：牌號(hào)↑→針入度↑（即粘性↓脆性↓）、延度↑（即塑性↑）、軟化點(diǎn)↓（即溫度敏感性↑）、使用壽命（耐久性）↑（牌號(hào)越大，油分、樹(shù)脂含量越多，老化越慢）。11.1.3石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用30道路石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)31二、石油瀝青的選用選用原則：根據(jù)工程類別、氣候條件和所處工程部位等因素合理選用。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選用較大牌號(hào)的瀝青，以保證較長(zhǎng)的使用年限。1、道路瀝青：特點(diǎn)：針入度延度大、軟化點(diǎn)低。多用于拌制瀝青砂漿和瀝青混凝土，用于道路路面及廠房地面及地下防水工程等。2、建筑瀝青：特點(diǎn)：針入度小、軟化點(diǎn)高，但延度?。ㄋ苄圆睿?。多用于屋面和地下防水工程以及作為建筑防腐材料。一般屋面防水用瀝青的軟化點(diǎn)應(yīng)比本地區(qū)屋面可能達(dá)到的最高溫度高20～25℃，亦即比最高氣溫高50℃左右。一般地區(qū)可選30號(hào)、夏季炎熱地區(qū)宜選用10號(hào)石油瀝青。3、防水防潮石油瀝青：軟化點(diǎn)高，溫度穩(wěn)定性好，適用于寒冷地區(qū)的防水防潮工程。4、普通石油瀝青：含蠟量高，性能較差，在建筑中一般不單獨(dú)使用，可與其他瀝青摻配使用。二、石油瀝青的選用32觀察與討論：建筑石油瀝青的選用請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值。若于南方夏季炎熱地區(qū)屋面選用何種瀝青較合適，請(qǐng)討論。討論：宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最高溫度高出20～25℃，亦即比當(dāng)?shù)刈罡邷囟雀叱?0℃左右。南方炎熱地區(qū)氣溫相當(dāng)高，A瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿足要求，夏季易流淌?？蛇xB，但B瀝青延伸度較小，在嚴(yán)寒地區(qū)不宜使用，否則易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。

觀察與討論：33

11.1.4瀝青的摻配與改性一、瀝青的摻配當(dāng)單獨(dú)用一種牌號(hào)的瀝青不能滿足工程要求的軟化點(diǎn)時(shí)，可用相同產(chǎn)源的兩種或三種瀝青摻配使用。摻配量可按下式估算：式中：Q1—低軟化點(diǎn)瀝青摻量，%；Q2—高軟化點(diǎn)瀝青摻量，%T1—低軟化點(diǎn)瀝青的軟化點(diǎn),℃T2—高軟化點(diǎn)瀝青的軟化點(diǎn),℃T—要求瀝青的軟化點(diǎn)，℃如用三種瀝青時(shí)，可先算出兩種瀝青的配比，再與第三種瀝青進(jìn)行配比計(jì)算。

11.1.4瀝青的摻配與改性342、瀝青改性及改性材料土木工程中使用的瀝青要求：在低溫下應(yīng)有彈性和塑性；在高溫下要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；在加工和使用中具有抗老化能力；與礦物和結(jié)構(gòu)表面有較強(qiáng)的粘附力；以及對(duì)構(gòu)件變形的適應(yīng)性和耐疲勞性。瀝青材料本身難以滿足這些性能要求，需用其他材料改性。2、瀝青改性及改性材料土木工程中使用的瀝青要求：35二、瀝青的改性1、礦物填充料改性為提高瀝青的粘結(jié)能力和耐熱性，降低溫度敏感性，經(jīng)常在石油瀝青中加入一定數(shù)量的粉狀或纖維狀礦物填充料進(jìn)行改性。常用的有：滑石粉、石灰石粉、云母粉、硅藻土粉和石棉等。2、聚合物改性（包括橡膠和合成樹(shù)脂）橡膠具有顯著的高彈性、可撓性、不透水性；用合成樹(shù)脂可改進(jìn)瀝青的耐寒性、耐熱性、抗老化性、粘結(jié)性等。目前使用最普遍的是SBS橡膠和APP樹(shù)脂：（1）SBS改性瀝青——SBS是丁苯橡膠的一種，是以丁二烯、苯乙烯為單體經(jīng)聚合反應(yīng)形成的共聚物，一種熱塑性彈性體（簡(jiǎn)稱SBS）。SBS改性瀝青具有彈性好、延度大、低溫柔韌性與熱穩(wěn)定性高、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上應(yīng)用最廣的改性瀝青之一。（2）APP改性瀝青——APP是無(wú)規(guī)聚丙烯均聚物，是聚丙烯（PP）的一種。經(jīng)APP改性后的瀝青軟化點(diǎn)高，延度大，具有優(yōu)良的耐熱性和耐老化性，尤其適用于氣溫較高的地區(qū)。二、瀝青的改性36用于瀝青改性的材料脂肪胺改善瀝青的濕潤(rùn)性，增加在濕基面上的粘結(jié)力。烴有機(jī)溶劑，改變?yōu)r青的粘度。彈性體再生橡膠粉丁二烯－苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物（SBS樹(shù)脂）丁二烯－苯乙烯橡膠乳液（SBR）天然橡膠乳液塑性體乙烯醋酸乙烯脂（EVA）苯乙烯脂礦物粉末滑石粉、石灰石粉、膨潤(rùn)土、水泥等。用于瀝青改性的材料脂肪胺改善瀝青的濕潤(rùn)性，增加在濕基面37橡膠改性瀝青

橡膠有：氯丁橡膠、丁氰橡膠、再生橡膠等。改性機(jī)理：橡膠分子加入到瀝青中，改變了瀝青中分散介質(zhì)的組成，促進(jìn)瀝青分子相互排斥，并改變了分散相的結(jié)構(gòu)，形成彈性結(jié)構(gòu)網(wǎng)。改性效果：氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐光、耐臭氧、耐氣候和耐燃燒性等得到大大改善和提高。摻入方法：溶劑法和乳液法

橡膠改性瀝青38樹(shù)脂改性瀝青

樹(shù)脂有：

古馬隆樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和天然松香等。改性機(jī)理：與橡膠相同。改性效果：

氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐光、耐臭氧、耐氣候和耐燃燒性得到大大改善。摻入方法：溶劑法或乳液法。

樹(shù)脂改性瀝青39纖維改性瀝青

纖維類改性劑主要有石棉、聚丙烯纖維、聚酯纖維、纖維素纖維等。纖維類物質(zhì)加入瀝青中，可顯著地提高瀝青的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)可增加低溫抗拉強(qiáng)度。但纖維類改性瀝青對(duì)纖維的摻配工藝要求很高。作用機(jī)理：高溫穩(wěn)定的作用機(jī)理:由于瀝青對(duì)礦物填充料的潤(rùn)濕和吸附作用，瀝青分子可能成單分子裝排列在或纖維表面，形成結(jié)合力牢固的瀝青薄膜，因而又稱為“結(jié)構(gòu)瀝青”。提高了粘性和耐熱性等。

低溫抗裂作用機(jī)理:橋接作用;裂紋分叉

纖維改性瀝青4011.2瀝青混合料定義：瀝青混合料是將粗、細(xì)骨料和填料經(jīng)人工合理選擇級(jí)配組成的礦質(zhì)混合料與適量瀝青拌和而成的均勻混合料瀝青混合料：瀝青混凝土瀝青碎石用途：道路路面11.2瀝青混合料定義：瀝青混合料是將粗、細(xì)骨料和填料經(jīng)4111.2.1瀝青混合料分類

按膠結(jié)材分類：石油瀝青，煤瀝青,改性瀝青混合料按鋪筑和拌和溫度分類：熱拌、常溫按礦料最大粒徑：粗粒式：4.75~37.5mm中粒式：4.75~26.5mm細(xì)粒式：4.75~9.5mm砂粒式：≤4.75mm按照密實(shí)度分類密實(shí)（Ⅰ）型：剩余孔隙率3％～6％空隙（Ⅱ）型：剩余孔隙率4％～10％開(kāi)級(jí)配型：剩余孔隙率＞15％半開(kāi)級(jí)配型：剩余孔隙率10％～15％按級(jí)配類型分類：連續(xù)、間斷11.2.1瀝青混合料分類按膠結(jié)材分類：石油瀝青，煤瀝4211.2.2瀝青混合料組成材料及其技術(shù)要求

1．瀝青的性質(zhì)與質(zhì)量2．粗集料性質(zhì)與質(zhì)量3．細(xì)集料性質(zhì)與質(zhì)量4．礦粉等填料的性質(zhì)與質(zhì)量11.2.2瀝青混合料組成材料及其技術(shù)要求1．瀝青的性431．瀝青的性質(zhì)與質(zhì)量應(yīng)根據(jù)氣候條件、交通性質(zhì)、瀝青混合料的類型和施工條件選擇瀝青，并應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。1．瀝青的性質(zhì)與質(zhì)量44表11－4熱拌瀝青混合料用石油瀝青標(biāo)號(hào)的選用氣候分區(qū)最低月平均溫度/?C瀝青標(biāo)號(hào)瀝青碎石瀝青混凝土寒區(qū)﹤-10AH-90，AH-110，AH-130，A-100，A-140AH-90，AH-110，AH-130，A-100，A-140溫區(qū)0～10AH-90，AH-110，A-100，A-140AH-70，AH-90，A-60，A-100熱區(qū)﹥10AH-50，AH-70，AH-90，A-60，A-100AH-50，AH-70，A-60，A-100表11－4熱拌瀝青混合料用石油瀝青標(biāo)號(hào)的選用氣候分區(qū)最低月452．粗集料性質(zhì)與質(zhì)量

粗骨料：碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣等。基本要求：潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、不含雜質(zhì)、堅(jiān)硬、耐磨、韌性好、級(jí)配與粒徑符合標(biāo)準(zhǔn)要求。高等級(jí)路面:優(yōu)先選用與瀝青的粘結(jié)性好的堿性集料。酸性巖石應(yīng)避免采用；若采用酸性石料時(shí)，宜選用針人度較小的瀝青；并且還應(yīng)采用抗剝離措施。例如，用干燥的磨細(xì)消石灰、生石灰粉或水泥作為填料的一部分，改善瀝青與石料的粘結(jié)性，其適宜用量為礦料總量的1％～2％；在瀝青中摻加抗剝離劑；或?qū)⒋旨嫌檬覞{處理后使用。粗集料的級(jí)配應(yīng)滿足表11－6中各個(gè)粒徑規(guī)格的規(guī)定在力學(xué)性能方面，其壓碎值和磨耗率等指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求（見(jiàn)表11－5）。2．粗集料性質(zhì)與質(zhì)量

高等級(jí)路面:優(yōu)先選用與瀝青的粘結(jié)性好的463．細(xì)集料性質(zhì)與質(zhì)量瀝青混合料用細(xì)集料是指粒徑小于2.36mm的天然砂、人工砂及石屑等。瀝青混合料用細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)；并有滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的顆粒級(jí)配組成，其堅(jiān)固性和顆粒級(jí)配等質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范中的有關(guān)要求（見(jiàn)表11－7和表11－8）。當(dāng)用于高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干道路的瀝青面層時(shí)，應(yīng)采取與粗集料相同的抗剝離措施。3．細(xì)集料性質(zhì)與質(zhì)量瀝青混合料用細(xì)集料是指粒徑小于2.3474．礦粉等填料的性質(zhì)與質(zhì)量礦粉是粒徑小于0.075mm的無(wú)機(jī)質(zhì)細(xì)粒材料，它在瀝青混合料中起填充與改善瀝青性能的作用。為使其與瀝青有可靠的粘結(jié)性能，通常宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石（憎水性石料）經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土質(zhì)量分?jǐn)?shù)要小于3%，其它雜質(zhì)應(yīng)除凈，并且要求礦粉干燥、潔凈，級(jí)配合理，其質(zhì)量符合表11－9的技術(shù)要求。當(dāng)采用水泥、石灰、粉煤灰作填料時(shí)，其用量不宜超過(guò)礦料總量的2％，并要求粉煤灰與瀝青有良好的粘附性，燒失量小于12％。4．礦粉等填料的性質(zhì)與質(zhì)量礦粉是粒徑小于0.075mm的無(wú)48懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：由連續(xù)級(jí)配礦質(zhì)料配制的密實(shí)瀝青混合料，結(jié)構(gòu)上，大顆粒骨料懸浮在小顆粒骨料之中。性能特點(diǎn)：密實(shí)度和強(qiáng)度較高，穩(wěn)定性較差。骨架空隙結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：較細(xì)骨料少，較粗骨料彼此相互接觸連接。性能特點(diǎn)：穩(wěn)定性較好，粘聚力較差。骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：粗骨料相互接觸，其堆積空隙完全被較細(xì)顆粒填充密實(shí)。性能特點(diǎn)：較高的粘聚力和穩(wěn)定性，較高的內(nèi)摩擦角11.2.3瀝青混合料的結(jié)構(gòu)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)11.2.3瀝青混合料的結(jié)構(gòu)49（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)圖11.2不同瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)示意圖（a）懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)（b）骨架空隙結(jié)構(gòu)5011.2.4瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1．瀝青混合料的強(qiáng)度及其影響因素高溫穩(wěn)定性定義：在夏季高溫下，經(jīng)受長(zhǎng)期交通荷載作用，不產(chǎn)生車轍和波浪等破壞現(xiàn)象的性質(zhì)。評(píng)價(jià)指標(biāo)馬歇爾穩(wěn)定度和流值。該值越大，穩(wěn)定性越好。耐久性耐水性取決于瀝青材料與礦料表面的粘結(jié)力。評(píng)價(jià)耐水性的指標(biāo)是殘留穩(wěn)定度（浸水48小時(shí)與未浸水的馬歇爾穩(wěn)定度比值）。其它性能施工和易性低溫抗裂性抗滑性11.2.4瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1．瀝青混合料的強(qiáng)度及其51瀝青混合料的組成及其作用

瀝青與礦質(zhì)材料（砂、石）構(gòu)成具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分散體系；瀝青為分散介質(zhì);賦予混合料以流動(dòng)性；在常溫下為固體，起到膠結(jié)作用；礦料在混合料中為分散相，起骨架和填充作用;改善混合料的體積安定性;減少瀝青膠結(jié)材料用量瀝青混合料的組成及其作用

瀝青與礦質(zhì)材料（砂、石）構(gòu)成具有空521．瀝青混合料的強(qiáng)度及其影響因素強(qiáng)度應(yīng)由兩方面構(gòu)成：一是瀝青與集料間的結(jié)合力；二是集料顆粒間的內(nèi)摩擦力。（1）集料的表面性質(zhì)、顆粒形態(tài)與級(jí)配（2）瀝青結(jié)合料的粘度與用量（3）礦料的品種、比表面積與用量（4）溫度與形變速率1．瀝青混合料的強(qiáng)度及其影響因素強(qiáng)度應(yīng)由兩方面構(gòu)成：一是瀝53（1）集料的表面性質(zhì)、顆粒形態(tài)與級(jí)配礦料的粗糙度越大，瀝青混合料的粘結(jié)力越高。多面體形狀，表面粗糙的骨料比圓形光滑的骨料更有利于抗剪強(qiáng)度的提高。級(jí)配的影響連續(xù)型級(jí)配，粘結(jié)力較高，內(nèi)摩阻力較??；粗骨料多，細(xì)骨料少的級(jí)配，粘結(jié)力較低，內(nèi)摩阻力較大；間斷級(jí)配，內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力均較高，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度較大。粗糙度大\正方形\間斷密級(jí)配集料配制的瀝青混合料,強(qiáng)度大;表面光滑\針狀\連續(xù)級(jí)配的集料配制的瀝青混合料,強(qiáng)度小.（1）集料的表面性質(zhì)、顆粒形態(tài)與級(jí)配粗糙度大\正方形\間斷54瀝青和礦料的化學(xué)性質(zhì)的影響瀝青和礦料在界面上存在化學(xué)作用和吸附作用。界面相互作用使得：結(jié)構(gòu)瀝青：礦料顆粒表面厚度為0的層，粘度由外向里遞增，抗剪強(qiáng)度由外向里遞增。自由瀝青：礦料顆粒表面0厚度外，粘結(jié)力較小。結(jié)構(gòu)瀝青的厚度取決于瀝青和礦料的化學(xué)性質(zhì)。瀝青比表面積堿性礦粉,有利于提高結(jié)構(gòu)瀝青厚度比表面積越大,強(qiáng)度高.但要注意比表面積不能太大瀝青和礦料的化學(xué)性質(zhì)的影響堿性礦粉,有利于提高結(jié)構(gòu)瀝青厚度55瀝青粘度的影響瀝青粘度越大，瀝青內(nèi)部膠團(tuán)相互作用力越大，抵抗剪切作用下的變形能力越大。瀝青粘度越大，瀝青混合料的粘結(jié)力越大。瀝青混合料的粘聚力越大，其抗剪強(qiáng)度越高。瀝青粘度的影響56瀝青用量對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響瀝青用量較少時(shí)，粘結(jié)力隨著瀝青用量的增加而提高；瀝青用量足以飽滿地包裹骨料表面，形成薄膜粘結(jié)骨料時(shí)——最優(yōu)瀝青用量，抗剪強(qiáng)度最高；瀝青用量大于最優(yōu)瀝青用量時(shí)，粘結(jié)力隨著自由瀝青用量的增加而降低。1瀝青的粘度越大，則混合料的粘聚力就越大，粘滯阻力也越大，抵抗剪切變形的能力越強(qiáng)。2混合料中存在最佳瀝青用量。瀝青用量對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響1瀝青的粘度越大，則混合料的粘聚力就57（4）溫度與形變速率瀝青混合料是粘—彈體系中的一種熱塑性材料，因此，它的抗剪強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低；粘聚力隨變形速率增加而顯著提高。（4）溫度與形變速率瀝青混合料是粘—彈體系中的一種熱58Summary礦料表面粗糙越大，內(nèi)摩阻力越大，其抗剪強(qiáng)度提高；多面體（如正方形）比針狀好。粗細(xì)骨料的間斷級(jí)配，可提高抗剪強(qiáng)度提高；瀝青與礦料化學(xué)性質(zhì)礦料對(duì)瀝青組分分子的吸附作用越強(qiáng)，瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度越高。瀝青的粘滯性瀝青的粘滯性越大，則瀝青與礦料的粘結(jié)力就越大，瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度越高。瀝青用量：瀝青混合料都有一個(gè)最佳瀝青用量。礦料的表面積越大，瀝青與礦料的粘結(jié)力越高，抗剪強(qiáng)度提高；溫度和變形：溫度高、變形快,強(qiáng)度低Summary592．瀝青混合料的溫度穩(wěn)定性（1）高溫穩(wěn)定性（2）低溫抗裂性采用粘度高、針入度小、溫度穩(wěn)定性較好和含蠟量低的瀝青或高聚物改性瀝青對(duì)于提高混合料的穩(wěn)定性至關(guān)重要；礦質(zhì)混合料的級(jí)配、性質(zhì)(“結(jié)構(gòu)瀝青”比例較高，較好的高溫穩(wěn)定性)檢測(cè)方法:車轍試驗(yàn),馬歇爾穩(wěn)定度抵抗低溫收縮:低溫柔性高分子的改性瀝青或在瀝青中摻加某些纖維可以顯著改善瀝青混合料的低溫抗裂性。不良的礦質(zhì)混合料級(jí)配可能導(dǎo)致路面的低溫抗裂性下降。2．瀝青混合料的溫度穩(wěn)定性（1）高溫穩(wěn)定性采用粘度高、針入度60馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)試件：101.6mm×63.5mm；處理：試件在60C的水中浸泡30～40min；測(cè)試：側(cè)立在壓力試驗(yàn)機(jī)中受壓；測(cè)量試件破壞的極限荷載（N）—馬歇爾穩(wěn)定度測(cè)量極限荷載與其對(duì)應(yīng)的壓縮變形值[(1/10)mm]——流值。馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)試件：101.6mm×63.5mm；61馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)62馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)馬歇爾穩(wěn)定度和流值試驗(yàn)633．瀝青混合料的耐久性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；瀝青用量過(guò)多，降低高溫穩(wěn)定性和抗滑能力。3．瀝青混合料的耐久性影響瀝青混合料耐久性的主要因素644．瀝青混合料的抗疲勞性瀝青混合料的疲勞是材料在荷載重復(fù)作用下產(chǎn)生不可恢復(fù)的強(qiáng)度衰減積累所引起的一種現(xiàn)象。影響瀝青混合料壽命的因素很多，包括集料的表面狀態(tài)、混合料瀝青用量、混合料空隙率、混合料勁度、混合料成型方法、荷載歷史、加載速率、施加應(yīng)力或應(yīng)變的波譜形式、荷載間隙時(shí)間、試驗(yàn)方法、溫度和濕度等。4．瀝青混合料的抗疲勞性瀝青混合料的疲勞是材料在荷載重復(fù)作用655．瀝青混合料的抗滑性為保證汽車安全和快速行駛，要求路面具有—定的抗滑性。瀝青混合料路面的抗滑性主要與其礦質(zhì)集料的表面狀態(tài)和耐磨性、混合料的級(jí)配組成、瀝青用量、瀝青含蠟量和路面溫度等有關(guān)。應(yīng)選擇表面粗糙、多棱角、堅(jiān)硬耐磨的礦質(zhì)集料，以提高路面的摩擦系數(shù)。瀝青用量和含蠟量對(duì)抗滑性的影響非常敏感，即使瀝青用量較最佳瀝青用量只增加0.5％，也會(huì)使抗滑系數(shù)明顯降低；瀝青含蠟量對(duì)路面抗滑性的影響也十分顯著，工程實(shí)際中應(yīng)嚴(yán)格控制瀝青含蠟量。提高瀝青路面抗滑的措施有：混合料中礦質(zhì)集料全部或部分采用硬質(zhì)粒料，礦料的級(jí)配組成采用開(kāi)級(jí)配，并盡量用對(duì)集料裹覆力較大的瀝青；同時(shí)，適當(dāng)減少瀝青用量，使集料露出路面表面；將粘結(jié)力強(qiáng)的人造樹(shù)脂，涂布在瀝青路面上，然后鋪撒硬質(zhì)粒料，待樹(shù)脂完全硬結(jié)后，將未粘粒料掃掉，即獲得抗滑路面。5．瀝青混合料的抗滑性為保證汽車安全和快速行駛，要求路面具有666．瀝青混合料的施工和易性影響瀝青混合料施工和易性的因素主要是：1、礦料級(jí)配；2、瀝青的粘度3、溫度粗細(xì)集料的顆粒大小相距過(guò)大時(shí)，缺乏中間粒徑，混合料容易離析。若細(xì)料太少，瀝青層就不容易均勻地分布在粗顆粒表面；細(xì)料過(guò)多時(shí)，則拌和困難。當(dāng)然混合料中瀝青的粘度對(duì)施工和易性也有顯著影響，可以通過(guò)控制混合料的溫度來(lái)控制瀝青的粘度。另外，用粉煤灰這種具有球形結(jié)構(gòu)和一定保溫性能的材料作為瀝青混合料的填料時(shí)，也具有良好的施工和易性。6．瀝青混合料的施工和易性影響瀝青混合料施工和易性的因素主要6711.2.5瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)試拌試鋪配合比設(shè)計(jì)要求足夠的瀝青用量保證耐久性在交通荷載下足夠的穩(wěn)定性足夠的空隙上限：避免環(huán)境破壞下限能容納由于交通荷載引起的初始密實(shí)足夠的和易性11.2.5瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)68瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法

1、礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)目標(biāo)是選配一個(gè)具有足夠密實(shí)度，并且有較高內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料。設(shè)計(jì)步驟：確定瀝青混合料的類型；道路等級(jí)、路面類型、結(jié)構(gòu)層次、路面結(jié)構(gòu)等（查表11－10）。查表l1－11，確定礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍；礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算組成材料原始數(shù)據(jù)測(cè)定；圖解法或電算法計(jì)算配合比；調(diào)整配合比。

瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法1、礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)69圖解法①繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖②確定各種集料用量③校核圖解法①繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖70繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖圖11.4虛線是以AC-13Ⅰ要求的礦料級(jí)配中值為例繪出的。如篩孔尺寸0.075mm對(duì)應(yīng)礦料通過(guò)率為4%～8%（見(jiàn)表l1－11），則中值為6%，從縱坐標(biāo)6%處引水平線與對(duì)角線相交，再?gòu)慕稽c(diǎn)作垂線與橫坐標(biāo)相交，其交點(diǎn)即為0.075mm篩孔尺寸的位置；余類推。繪制級(jí)配曲線坐標(biāo)圖圖11.4虛線是以AC-13Ⅰ要求的礦料級(jí)71確定各種集料用量確定各種集料用量72校核通常合成的配合比還應(yīng)符合下列要求：a.合成級(jí)配曲線宜盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配中限。在0.3-0.6mm處無(wú)駝峰。b.對(duì)交通量大、軸載重的道路，宜偏向級(jí)配范圍的下（粗）限。對(duì)中小交通或人行道路等，宜偏向級(jí)配范圍的上（細(xì)）限。c.合成的級(jí)配曲線應(yīng)接近連續(xù)級(jí)配或有合理的間斷組配，不得有過(guò)多的犬牙交錯(cuò)。當(dāng)經(jīng)過(guò)再三調(diào)整，仍有兩個(gè)以上的篩孔超出級(jí)配范圍時(shí)，必須對(duì)原材料進(jìn)行調(diào)整或更換原材料重新設(shè)計(jì)。校核通常合成的配合比還應(yīng)符合下列要求：73瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法2、確定瀝青混合料的最佳瀝青用量制備試樣按確定的礦質(zhì)混合料配合比，計(jì)算各種礦質(zhì)材料的用量；根據(jù)表11-11推薦的瀝青用量，選5個(gè)不同的瀝青用量進(jìn)行試配；測(cè)定物理指標(biāo)視密度理論密實(shí)空隙率瀝青體積百分?jǐn)?shù)礦料間隙率瀝青飽和度瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法2、確定瀝青混合料的最佳瀝青用量74瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量測(cè)定力學(xué)指標(biāo)馬歇爾穩(wěn)定度流值馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析繪制瀝青用量與物理力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖根據(jù)穩(wěn)定度、密度和空隙率確定最佳瀝青用量初始值1根據(jù)符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的瀝青用量范圍確定最佳瀝青用量初始值2根據(jù)兩個(gè)初始值，確定瀝青最佳用量根據(jù)氣候條件和交通特征，調(diào)整最佳瀝青用量水穩(wěn)定性試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)抗車撤能力試驗(yàn)瀝青混合料的組成設(shè)計(jì)方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量751）繪制瀝青用量與其物理-力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以實(shí)測(cè)密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值為縱坐標(biāo)，繪制瀝青用量與其物理—力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。如圖11.6示例所示。注意，選擇的瀝青用量范圍應(yīng)使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。馬歇爾指標(biāo)1）繪制瀝青用量與其物理-力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。以瀝青用量為橫坐標(biāo)762）確定最佳瀝青用量的初始值OACl。從圖11.6中求取相應(yīng)于密度最大值的瀝青用量為a1；相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值的瀝青用量為a2；及相應(yīng)于規(guī)定空隙率范圍的中值的瀝青用量a3，按式（11-12）計(jì)算三者的平均值作為最佳瀝青用量的初始值OACl，即

2）確定最佳瀝青用量的初始值OACl。從圖11.6中求取相應(yīng)773）確定最佳瀝青用量的初始值OAC2。根據(jù)瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)（見(jiàn)圖11.4），確定符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求的瀝青用量范圍OACmin～OACmax，按式（11-13）計(jì)算其平均值作為最佳瀝青用量的初始值OAC2，即3）確定最佳瀝青用量的初始值OAC2。根據(jù)瀝青混合料馬歇爾試784）由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC。按最佳瀝青用量的初始值OAC1在圖中求取相應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)值，檢查其是否符合相應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)檢驗(yàn)VMA是否符合要求。如檢查符合要求，則由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC；如檢查不符合要求，則應(yīng)調(diào)整集料級(jí)配，重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和馬歇爾試驗(yàn)，直至各項(xiàng)指標(biāo)符合要求為止。4）由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC。按最佳瀝79由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC宜根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、道路等級(jí)、氣候條件等按下列步驟進(jìn)行：a.一般情況下，取OAC1和OAC2的中值作為最佳瀝青用量OAC，即b.對(duì)熱區(qū)道路以及車輛渠化交通的高速公路、一級(jí)公路、城市快車道和主干路，預(yù)計(jì)有可能造成較大車轍的情況下，可在OAC2與下限OACmin范圍內(nèi)確定，但不宜小于OAC2的0.5%。c.對(duì)寒區(qū)道路及其他等級(jí)公路與城市道路，可在OAC2與上限OACmax范圍內(nèi)確定，但不宜大于OAC2的0.3％。由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC宜根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)80（5）檢驗(yàn)最佳瀝青用量OAC

1）水穩(wěn)定性檢驗(yàn)2）高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)（5）檢驗(yàn)最佳瀝青用量OAC1）水穩(wěn)定性檢驗(yàn)81生產(chǎn)配合設(shè)計(jì)集料篩分最佳瀝青用量生產(chǎn)配合設(shè)計(jì)集料篩分8211.2.6瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)案例題目：試設(shè)計(jì)某一般公路瀝青混凝土路面用瀝青混合料。原始資料：1．道路等級(jí)：一般公路。2．路面類型：瀝青混凝土。3．結(jié)構(gòu)層位：三層式瀝青混凝土的上面層.4．氣候條件：最低月平均氣溫為-8?C。5．瀝青材料：可供應(yīng)50號(hào)、70號(hào)和90號(hào)，經(jīng)檢測(cè)技術(shù)性能均符合要求。6．碎石和石屑：石灰石軋制碎石，洛杉磯磨耗率12％，粘附性（水煮法）Ⅰ級(jí)，表現(xiàn)密度2700kg/m3。7．砂：潔凈粗砂，表觀密度2650kg/m3。8．礦粉：石灰石磨細(xì)石粉，粒度范圍符合技術(shù)要求，無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊，表觀密度2580kg/m3。11.2.6瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)案例題目：試設(shè)計(jì)某一般公83設(shè)計(jì)要求：1．根據(jù)道路等級(jí)、路面類型和結(jié)構(gòu)層位確定瀝青混合料的礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍。根據(jù)現(xiàn)有各種礦質(zhì)材料的篩分析結(jié)果，用圖解法確定各種礦質(zhì)材料的配合比。2．根據(jù)選定的礦料類型在相應(yīng)的瀝青用量范圍，通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)，確定最佳瀝青用量。3．瀝青用量按水穩(wěn)定性檢驗(yàn)進(jìn)行校核。設(shè)計(jì)要求：1．根據(jù)道路等級(jí)、路面類型和結(jié)構(gòu)層位確定瀝青混合料841．礦料配合比設(shè)計(jì)（1）確定瀝青混合料類型。因?yàn)榈缆返燃?jí)為高速公路、路面類型為瀝青混凝土，路面結(jié)構(gòu)為三層式瀝青混凝土上面層,為使上面層具有較好的抗滑性．按表11－10選用細(xì)粒式I型（AC-13）瀝青混凝土混合料。1．礦料配合比設(shè)計(jì)85計(jì)算中值計(jì)算中值86（3）礦料配合比計(jì)算（3）礦料配合比計(jì)算87修正修正882．瀝青最佳用量的確定（1）試件制備當(dāng)?shù)貧夂驐l件最低月平均溫度為-5?C，屬于溫區(qū)，采用AH-70瀝青。根據(jù)表11－11所列的瀝青用量范圍，AC-13Ⅰ的瀝青用量為4.5%～6.5%。按實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，選取瀝青用量5.0%～7.0%、0.5%間隔變化，與上述計(jì)算的礦質(zhì)混合料配合比組配制備5組試件。2．瀝青最佳用量的確定（1）試件制備89馬歇爾試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果匯總?cè)绫?1－17。并在表中列出現(xiàn)行規(guī)范要求的高速公路AC-13Ⅰ型瀝青混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。馬歇爾試驗(yàn)測(cè)定結(jié)果匯總?cè)绫?1－17。并在表中列出現(xiàn)行規(guī)范要90繪圖瀝青用量－馬歇爾試驗(yàn)物理、力學(xué)指標(biāo)關(guān)系曲線圖表觀密度最大值的瀝青用量a1=6.20%；穩(wěn)定度最大值的瀝青用量a2=6.20%；規(guī)定空隙率范圍的中值的瀝青用量a3=5.60%繪圖瀝青用量－馬歇爾試驗(yàn)物理、力學(xué)指標(biāo)關(guān)系曲線圖91計(jì)算瀝青用量綜合決定最佳瀝青用量OAC。按最佳瀝青用量的初始值OAC1=6.0%檢查各項(xiàng)指標(biāo)符合相應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，檢驗(yàn)VMA也符合要求。由OAC1和OAC2綜合確定瀝青最佳用量OAC=6.0%。由于當(dāng)?shù)貙儆跍貐^(qū)，并考慮高速公路為渠化交通，要防止出現(xiàn)車轍，選擇在中限值OAC與下限值OACmin之間選取一個(gè)最佳用量OAC=5.6%。計(jì)算瀝青用量綜合決定最佳瀝青用量OAC。按最佳瀝青用量的初始92（5）最佳瀝青用量（OAC）檢驗(yàn)1）水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。大于標(biāo)準(zhǔn)要求的75%（5）最佳瀝青用量（OAC）檢驗(yàn)1）水穩(wěn)定性檢驗(yàn)。水穩(wěn)定性93結(jié)論從表11－18可知，OAC為6.0%制備的馬歇爾試件，浸水殘留穩(wěn)定度均大于75%，符合標(biāo)準(zhǔn)要求。結(jié)論從表11－18可知，OAC為6.0%制備的馬歇爾試件，浸94案例分析【工程實(shí)例分析11-1】瀝青路面的水損害人們?？梢钥吹揭环N現(xiàn)象，在瀝青混凝土路面的局部受損部位，在下雨時(shí)及雨后受損范圍越來(lái)越大，請(qǐng)分析原因。原因分析：這是瀝青路面的水損害。在瀝青混凝土路面的局部受損部位，往往呈凹陷狀態(tài)，在下雨時(shí)或雨后往往積水，水的滲入使瀝青粘附性減少，導(dǎo)致瀝青混合料強(qiáng)度和勁度降低。且由于集料表面對(duì)水的吸附比瀝青強(qiáng)，從而使瀝青與集料表面的接觸角減小，瀝青易從集料表面剝離。尤其在車輛應(yīng)力作用下，表面剝離情況更嚴(yán)重。因此，應(yīng)及時(shí)對(duì)路面局部受損部位進(jìn)行修補(bǔ)。案例分析【工程實(shí)例分析11-1】瀝青路面的水損害95【工程實(shí)例分析11-2】瀝青路面的擁包、搓板現(xiàn)象在城市道路的十字路口，?？吹綖r青路面的擁包、搓板現(xiàn)象，請(qǐng)分析原因。原因分析：這是瀝青混合料穩(wěn)定性不足的問(wèn)題。在城市道路的十字路口，是車輛的臨時(shí)停車點(diǎn)，靜載持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，而瀝青混凝土是粘-彈性材料，因此對(duì)于勁度較差路面的十字路口，在高溫季節(jié)易產(chǎn)生擁包、搓板現(xiàn)象?！竟こ虒?shí)例分析11-2】瀝青路面的擁包、搓板現(xiàn)象96【工程實(shí)例分析11-3】沿海高速公路使用消石灰提高瀝青的抗剝離能力沿海高速鹽城段瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，摻加了約2%的消石灰，請(qǐng)分析原因。原因分析：①消石灰比表面積大，是石灰石粉的兩倍。在混合料中摻入消石灰可以提高瀝青粘性，加強(qiáng)與集料的粘結(jié)力；②改善酸性石料表面的荷電狀態(tài)，使石料表面電位降低，對(duì)水的親和力減小。③消石灰與酸性石料表面反應(yīng)，生成堿性薄層，提高了瀝青與集料表面的化學(xué)吸附力。【工程實(shí)例分析11-3】沿海高速公路使用消石灰提高瀝青的抗剝97【工程實(shí)例分析11-4】環(huán)氧瀝青混凝土南京長(zhǎng)江二橋橋面鋪裝選用了美國(guó)林同炎公司推薦的作為商品出售的環(huán)氧瀝青。這種環(huán)氧瀝青由兩組分組成：組分A（環(huán)氧樹(shù)脂）和組分B（一種由石油瀝青和固化劑組成的勻質(zhì)合成物）。上層厚度為25mm，環(huán)氧瀝青用量為0.45L/m2；下層厚度也為25mm，環(huán)氧瀝青用量為0.45L/m2。試分析采用環(huán)氧瀝青混凝土的優(yōu)點(diǎn)，及上下層瀝青混合料中設(shè)計(jì)中應(yīng)考慮的主要問(wèn)題。環(huán)氧瀝青混合料中集料的級(jí)配見(jiàn)表12－20?！竟こ虒?shí)例分析11-4】環(huán)氧瀝青混凝土98分析：南京是季風(fēng)性、濕潤(rùn)氣候，所用瀝青混合料既要考慮高溫穩(wěn)定性，又要考慮低溫抗裂性。通過(guò)對(duì)環(huán)氧瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度、低溫抗彎拉強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性和疲勞強(qiáng)度等實(shí)驗(yàn)的研究表明：環(huán)氧瀝青混凝土高溫時(shí)抗塑流和永久變形能力很強(qiáng)，并有很好低溫抗裂性能、抗疲勞性能及抵抗化學(xué)物質(zhì)侵蝕的能力，環(huán)氧瀝青強(qiáng)度高，可以鋪裝較薄鋪裝層，較其它瀝青材料有明顯的優(yōu)勢(shì)，能很好地滿足大跨徑鋼橋面鋪裝。但環(huán)氧瀝青施工時(shí)溫度要求十分嚴(yán)格，難度大，有一定的風(fēng)險(xiǎn)性。南京長(zhǎng)江二橋使用環(huán)氧瀝青混合料作為鋼橋面鋪裝材料，經(jīng)多年考驗(yàn)，狀況良好。分析：南京是季風(fēng)性、濕潤(rùn)氣候，所用瀝青混合料既要考慮高溫穩(wěn)定99創(chuàng)新思維題？為什么現(xiàn)在瀝青混合料用的瀝青均采用高分子材料改性瀝青？觀察瀝青路面的瀝青混合料情況，說(shuō)明為什么瀝青路面是多孔性的，而混凝土路面是較密實(shí)的？瀝青路面的水損害討論并予以點(diǎn)撥以相同瀝青混合料鋪筑的道路，為什么多雨、地下水較多的地段往往損壞更快、更嚴(yán)重。瀝青路面開(kāi)裂的觀察與思考，瀝青路面裂縫分析。創(chuàng)新思維題？為什么現(xiàn)在瀝青混合料用的瀝青均采用高分子材料改性100本章小結(jié)

石油瀝青主要有三種組分：油分、樹(shù)脂質(zhì)和地瀝青質(zhì)。石油瀝青分為溶膠結(jié)構(gòu)、凝膠結(jié)構(gòu)和溶-凝膠結(jié)構(gòu)三種基本結(jié)構(gòu)，它們是由油分、樹(shù)脂質(zhì)和地瀝青質(zhì)這三種組分的相對(duì)含量決定的。石油瀝青的三大技術(shù)指標(biāo)為針入度、延伸度和軟化點(diǎn)，是評(píng)價(jià)粘稠瀝青性能最常用的經(jīng)驗(yàn)指標(biāo)，也是劃分瀝青牌號(hào)的主要依據(jù)，瀝青的使用條件主要由這三種指標(biāo)決定。瀝青通常用樹(shù)脂、橡膠和高聚物進(jìn)行改性，也可用各種纖維和礦物料進(jìn)行改性。本章小結(jié)

石油瀝青主要有三種組分：油分、樹(shù)脂質(zhì)和地瀝青質(zhì)。石101瀝青混合料主要由瀝青、粗細(xì)集料和填料組成。所用瀝青根據(jù)地區(qū)氣候條件、施工季節(jié)溫度、路面類型、施工方法等選用；粗集料宜有良好的粒型，路面抗滑表層的粗集料宜為堅(jiān)硬、耐磨、抗沖擊性好的碎石，還應(yīng)滿足抗滑性要求。細(xì)集料應(yīng)干凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，粗、細(xì)集料都要與瀝青有良好的粘結(jié)力，不能滿足時(shí)，加入消石灰粉等抗剝離劑。填料則要求親水系數(shù)小于1。瀝青混合料按其粗細(xì)集料的比例不同，其結(jié)構(gòu)組成分為三種：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)，常用的是骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)和骨架空隙結(jié)構(gòu)。瀝青混合料的性質(zhì)包括強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性、低溫穩(wěn)定性、耐久性、抗滑性和施工和易性，強(qiáng)度、高溫穩(wěn)定性和耐久性通常采用馬歇爾穩(wěn)定度和車轍試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)和評(píng)定。瀝青混合料主要由瀝青、粗細(xì)集料和填料組成。所用瀝青根據(jù)地區(qū)氣102熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)分三個(gè)階段：目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段。①目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)包括礦料配合比計(jì)算和最佳瀝青用量的確定首先根據(jù)瀝青混合料類型，進(jìn)行礦料配合比計(jì)算，要求如下：a.合成級(jí)配曲線宜盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配中限。b.對(duì)交通量大、軸載重的高速公路和一級(jí)公路，宜在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)計(jì)算1～3組粗細(xì)不同的級(jí)配，繪制設(shè)計(jì)曲線，分別位于設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上方、中值及下方。合成的級(jí)配曲線不得有過(guò)多的犬牙交錯(cuò)，且在0.3-0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”。當(dāng)經(jīng)過(guò)再三調(diào)整，仍有兩個(gè)以上的篩孔超出級(jí)配范圍時(shí)，必須對(duì)原材料進(jìn)行調(diào)整或更換原材料重新設(shè)計(jì)。熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)分三個(gè)階段：目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、生產(chǎn)103其次確定瀝青最佳用量。根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出兩初始值OAC1和OAC2。由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC。按最佳瀝青用量的初始值OAC1在圖中求取相應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)值，檢查其是否符合相應(yīng)的馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)檢驗(yàn)VMA是否符合要求。如檢查符合要求，則由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC；如檢查不符合要求，則應(yīng)調(diào)整集料級(jí)配，重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)和馬歇爾試驗(yàn)，直至各項(xiàng)指標(biāo)符合要求為止。由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC時(shí)，宜根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、道路等級(jí)、氣候條件等按下列步驟進(jìn)行：a.一般情況下，取OAC1和OAC2的中值作為最佳瀝青用量OAC。b.對(duì)熱區(qū)道路以及車輛渠化交通的高速公路、一級(jí)公路、城市快車道和主干路，預(yù)計(jì)有可能造成較大車轍的情況下，宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計(jì)算的最佳瀝青用量減小0.1%-0.5%作為設(shè)計(jì)瀝青用量。c.對(duì)寒區(qū)道路及其他等級(jí)公路與城市道路，可在OAC的基礎(chǔ)上增加0.1%-0.3％，以適當(dāng)減少設(shè)計(jì)空隙率，但不得降低壓實(shí)度要求。其次確定瀝青最佳用量。根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出兩初始值OA104ENDEND105第11章瀝青及瀝青混合料第11章瀝青及瀝青混合料106目錄本章提要概述11.1石油瀝青11.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)

11.1.2石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

11.1.3石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用

11.1.4瀝青的調(diào)配與改性11.2瀝青混合料11.2.1瀝青混合料分類11.2.2瀝青混合料組成材料及其技術(shù)要求11.2.3瀝青混合料的結(jié)構(gòu)11.2.4瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)11.2.5熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)11.2.6瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)案例案例分析本章小結(jié)目錄本章提要107本章提要

石油瀝青的組分、結(jié)構(gòu)和技術(shù)性質(zhì)；石油瀝青的調(diào)配和改性；瀝青混合料分類、組成材料及其技術(shù)要求，影響熱拌瀝青混合料性能的因素和配合比設(shè)計(jì)方法。本章重點(diǎn)：瀝青的技術(shù)性能與選用；瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)。本章難點(diǎn)：瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)。本章提要石油瀝青的組分、結(jié)構(gòu)和技術(shù)性質(zhì)；石油瀝青的調(diào)配和改108概述瀝青：有機(jī)膠凝材料，是高分子碳?xì)浠衔锖头墙饘傺苌锏幕旌衔?。瀝青的特點(diǎn)熱塑性材料，加熱就軟化；憎水性材料，耐水、不溶于水；良好的粘結(jié)性和粘彈性；較強(qiáng)的耐腐蝕性。種類地瀝青：天然瀝青，石油瀝青焦油瀝青：煤瀝青，頁(yè)巖瀝青概述瀝青：109分類地瀝青焦油瀝青天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受地球物理因素作用形成的產(chǎn)物。石油瀝青：石油經(jīng)各種煉油制工藝加工而得的石油產(chǎn)品。煤瀝青：煤經(jīng)干餾所得的煤焦油，經(jīng)再加工后得到的產(chǎn)品。頁(yè)巖瀝青：頁(yè)巖煉油油工業(yè)的副產(chǎn)品。瀝青分類天然瀝青：石油在自然條件下，長(zhǎng)時(shí)間經(jīng)受地球物理因素作用形11011.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)定義：石油原油經(jīng)蒸餾等提煉各種輕油（如汽油、柴油等）及潤(rùn)滑油后的殘留物，或經(jīng)過(guò)加工而得的產(chǎn)品。是一種有機(jī)膠凝材料。常溫下有固體、半固體或粘性液體三種形態(tài)。11.1石油瀝青11.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)定義：11.1石油瀝青111砂與水石油石油氣泵站過(guò)濾儲(chǔ)存儲(chǔ)存蒸餾塔冷凝器加熱管輕油中輕油重油瀝青空氣氧化瀝青加工成乳化瀝青石油蒸餾過(guò)程砂與水石油石油氣泵站過(guò)濾儲(chǔ)存儲(chǔ)存蒸餾塔冷凝器加熱管輕油中輕油11211.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)1.組分由于瀝青的化學(xué)組成十分復(fù)雜，并且化學(xué)組成與技術(shù)性質(zhì)之間沒(méi)有直接關(guān)系，所以通常只從使用角度，將瀝青中化學(xué)物理性質(zhì)相近的成分劃分為若干組，稱為組分（或組叢）：

油分（芳香油和飽和油）——

油狀液體，密度最小，它們賦予瀝青以流動(dòng)性。含量↑→粘度↓，便于施工。樹(shù)脂（瀝青脂膠）——粘稠狀液體（半固體），密度大于油分。它們賦予瀝青以良好的粘結(jié)性、塑性和可流動(dòng)性，含量↑→塑性↑。地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）——固態(tài)無(wú)定性物質(zhì)，密度大于1，決定瀝青的耐熱性、粘性和脆性。含量↑→軟化點(diǎn)↑粘性↑硬脆性↑。11.1.1石油瀝青的組分與結(jié)構(gòu)1.組分1132.石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)

組分的相溶特性

油分與樹(shù)脂可互溶；樹(shù)脂能浸潤(rùn)地瀝青質(zhì)而在其表面形成薄膜。膠體結(jié)構(gòu)

以地瀝青質(zhì)為核心構(gòu)成膠核；膠核周圍吸附部分樹(shù)脂和油分構(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)。

分為三種類型：2.石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)組分的相溶特性114地瀝青質(zhì)膠核樹(shù)脂質(zhì)膠核油分地瀝青質(zhì)膠核樹(shù)脂質(zhì)膠核油分115溶膠型——瀝青質(zhì)少、油分和樹(shù)脂多，膠團(tuán)之間易滑動(dòng)。瀝青粘性小而流動(dòng)性大，耐熱性差；凝膠型——瀝青質(zhì)多、油分和樹(shù)脂少，膠團(tuán)之間不易滑動(dòng)。石油瀝青彈性、粘結(jié)性大，耐熱性高，但塑性差；溶膠－凝膠型——瀝青質(zhì)含量適當(dāng)，結(jié)構(gòu)狀態(tài)與瀝青性質(zhì)介于上述二者之間。大多數(shù)優(yōu)質(zhì)瀝青屬于這種結(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)新編-瀝青與瀝青混合料課件116溶膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)瀝青的膠體結(jié)構(gòu)溶凝膠結(jié)構(gòu)溶膠結(jié)構(gòu)凝膠結(jié)構(gòu)瀝青的膠體結(jié)構(gòu)溶凝膠結(jié)構(gòu)117粘性（粘滯性）塑性（延性）溫度敏感性大氣穩(wěn)定性其他性能11.1.2石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)粘性（粘滯性）11.1.2石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)118石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

粘性（粘滯性）概念：粘性反映石油瀝青材料抵抗外力或自重作用下變形的能力。評(píng)價(jià)指標(biāo)：相對(duì)粘度和針入度。相對(duì)粘度越大或針入度越小，粘性越大。測(cè)定方法：標(biāo)準(zhǔn)粘度計(jì)和針入度儀法。影響因素：組成：地瀝青質(zhì)含量較高，油分含量較小但有時(shí)量樹(shù)脂，則粘性大；溫度：在一定溫度范圍內(nèi)，粘性隨溫度升高而降低，反之則隨之增大。

石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)粘性（粘滯性）119瀝青的針入度試驗(yàn)規(guī)定的荷載、時(shí)間和溫度下進(jìn)行P針入度開(kāi)始時(shí)5秒后瀝青的針入度試驗(yàn)規(guī)定的荷載、時(shí)間和溫度下進(jìn)行P針入度開(kāi)始時(shí)5120針入度儀針入度儀121針入度等級(jí)道路石油瀝青200～300150～200110～15080～10050～80建筑石油瀝青25～4010～25針入度等級(jí)道路石油瀝青建筑石油瀝青122塑性概念塑性指石油瀝青在外力作用時(shí)產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，則仍保持變形后的形狀的性質(zhì)。也反映了瀝青的自愈合性能。評(píng)價(jià)指標(biāo)延度（伸長(zhǎng)度），延度越大，塑性越好。測(cè)定方法把瀝青試樣制成8字型標(biāo)準(zhǔn)試模（中間最小截面積1cm2），在規(guī)定拉伸速度（5cm/min）和規(guī)定溫度（25/15/10C）下拉斷時(shí)的長(zhǎng)度，即為延度，用cm為單位表示。影響因素

樹(shù)脂含量較多，其他組分含量適當(dāng)時(shí)，則塑性較大；溫度升高，塑性增大；瀝青膜層厚度越厚，則塑性愈大。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

塑性石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)123延度瀝青延度試驗(yàn)延度瀝青延度試驗(yàn)124延度試驗(yàn)瀝青樣品模具厘米刻度延度儀在250C下，以5cm/min的速度測(cè)量延度試驗(yàn)瀝青樣品模具厘米刻度延度儀在250C下，以5cm/m125溫度敏感性概念敏感性是指石油瀝青的粘性和塑性隨溫度升降而改變的程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)軟化點(diǎn)，它是瀝青材料由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)時(shí)的溫度。測(cè)定方法環(huán)球法影響因素

地瀝青質(zhì)含量高，軟化點(diǎn)高，溫度敏感性減??；瀝青中蠟含量高，增大其溫度敏感性；加入礦物粉末填料（滑石粉、石灰石粉等）可減小其溫度敏感性。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

溫度敏感性石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)126軟化點(diǎn)測(cè)定試驗(yàn)裝置溫度計(jì)鋼球樣品軟化點(diǎn)測(cè)定試驗(yàn)裝置溫度計(jì)鋼球樣品127瀝青軟化點(diǎn)測(cè)量開(kāi)始時(shí)終止時(shí)鋼球?yàn)r青軟化點(diǎn)測(cè)量開(kāi)始時(shí)終止時(shí)鋼球128大氣穩(wěn)定性

概念指石油瀝青在熱、光、氧和潮濕等因素長(zhǎng)期作用下，抵抗老化使性能穩(wěn)定的程度。老化現(xiàn)象

上述因素作用下的變化瀝青各組分發(fā)生遞變，油分和樹(shù)脂含量逐漸減小，而地瀝青質(zhì)含量逐漸增多，流動(dòng)性和塑性降低，硬脆性增大的過(guò)程。評(píng)價(jià)指標(biāo)蒸發(fā)后的質(zhì)量損失或蒸發(fā)后的針入度比，蒸發(fā)損失愈小或蒸發(fā)后針入度比愈大，則大氣穩(wěn)定性愈好，“老化”愈慢。測(cè)定方法測(cè)量在160C下蒸發(fā)5小時(shí)后，瀝青的針入度與蒸發(fā)前針入度比值的百分?jǐn)?shù)，即為蒸發(fā)后針入度比。影響因素石油瀝青中油分、樹(shù)脂含量高，則大氣穩(wěn)定性好。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

大氣穩(wěn)定性石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)129大氣穩(wěn)定性評(píng)價(jià)針入度比＝老化后瀝青的針入度老化前瀝青的針入度大氣穩(wěn)定性評(píng)價(jià)針入度比＝老化后瀝青的針入度老化前瀝青的針入度130蒸發(fā)試驗(yàn)烘箱外觀蒸發(fā)試驗(yàn)烘箱外觀131其他性能溶解度石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分率，以表示瀝青中有效物質(zhì)含量，即純凈程度。不溶解的物質(zhì)會(huì)降低瀝青的性能，應(yīng)加以限制。閃點(diǎn)加熱瀝青至初次閃火（有藍(lán)色閃光）時(shí)的瀝青溫度。燃點(diǎn)或著火點(diǎn)加熱瀝青，并與火接觸能持續(xù)燃燒5秒以上時(shí)的溫度。石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)

其他性能石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)132溶解度試驗(yàn)（純度）溶解度試驗(yàn)（純度）133閃點(diǎn)試驗(yàn)（安全性）溫度計(jì)裝滿瀝青的杯子點(diǎn)火的燃?xì)庾扉W點(diǎn)試驗(yàn)（安全性）溫度計(jì)裝滿瀝青的杯子點(diǎn)火的13411.1.3石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用

一、石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1、品種：石油瀝青按用途分為道路石油瀝青、建筑石油瀝青、防水防潮和普通石油瀝青。2、牌號(hào)：從表中可看出，石油瀝青的牌號(hào)主要是根據(jù)針入度、延度和軟化點(diǎn)等指標(biāo)劃分的，并以針入度值表示。3、同一品種石油瀝青牌號(hào)與其性能之間的關(guān)系是：牌號(hào)↑→針入度↑（即粘性↓脆性↓）、延度↑（即塑性↑）、軟化點(diǎn)↓（即溫度敏感性↑）、使用壽命（耐久性）↑（牌號(hào)越大，油分、樹(shù)脂含量越多，老化越慢）。11.1.3石油瀝青的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與選用135道路石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)136二、石油瀝青的選用選用原則：根據(jù)工程類別、氣候條件和所處工程部位等因素合理選用。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)盡量選用較大牌號(hào)的瀝青，以保證較長(zhǎng)的使用年限。1、道路瀝青：特點(diǎn)：針入度延度大、軟化點(diǎn)低。多用于拌制瀝青砂漿和瀝青混凝土，用于道路路面及廠房地面及地下防水工程等。2、建筑瀝青：特點(diǎn)：針入度小、軟化點(diǎn)高，但延度?。ㄋ苄圆睿?。多用于屋面和地下防水工程以及作為建筑防腐材料。一般屋面防水用瀝青的軟化點(diǎn)應(yīng)比本地區(qū)屋面可能達(dá)到的最高溫度高20～25℃，亦即比最高氣溫高50℃左右。一般地區(qū)可選30號(hào)、夏季炎熱地區(qū)宜選用10號(hào)石油瀝青。3、防水防潮石油瀝青：軟化點(diǎn)高，溫度穩(wěn)定性好，適用于寒冷地區(qū)的防水防潮工程。4、普通石油瀝青：含蠟量高，性能較差，在建筑中一般不單獨(dú)使用，可與其他瀝青摻配使用。二、石油瀝青的選用137觀察與討論：建筑石油瀝青的選用請(qǐng)比較下列A、B兩種建筑石油瀝青的針入度、延度及軟化點(diǎn)測(cè)定值。若于南方夏季炎熱地區(qū)屋面選用何種瀝青較合適，請(qǐng)討論。討論：宜用B石油瀝青，一般屋面用瀝青應(yīng)比當(dāng)?shù)匚菝婵赡苓_(dá)到的最高溫度高出20～25℃，亦即比當(dāng)?shù)刈罡邷囟雀叱?0℃左右。南方炎熱地區(qū)氣溫相當(dāng)高，A瀝青軟化點(diǎn)較低，難以滿足要求，夏季易流淌?？蛇xB，但B瀝青延伸度較小，在嚴(yán)寒地區(qū)不宜使用，否則易出現(xiàn)脆裂現(xiàn)象。

觀察與討論：138

11.1.4瀝青的摻配與改性一、瀝青的摻配當(dāng)單獨(dú)用一種牌號(hào)的瀝青不能滿足工程要求的軟化點(diǎn)時(shí)，可用相同產(chǎn)源的兩種或三種瀝青摻配使用。摻配量可按下式估算：式中：Q1—低軟化點(diǎn)瀝青摻量，%；Q2—高軟化點(diǎn)瀝青摻量，%T1—低軟化點(diǎn)瀝青的軟化點(diǎn),℃T2—高軟化點(diǎn)瀝青的軟化點(diǎn),℃T—要求瀝青的軟化點(diǎn)，℃如用三種瀝青時(shí)，可先算出兩種瀝青的配比，再與第三種瀝青進(jìn)行配比計(jì)算。

11.1.4瀝青的摻配與改性1392、瀝青改性及改性材料土木工程中使用的瀝青要求：在低溫下應(yīng)有彈性和塑性；在高溫下要有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性；在加工和使用中具有抗老化能力；與礦物和結(jié)構(gòu)表面有較強(qiáng)的粘附力；以及對(duì)構(gòu)件變形的適應(yīng)性和耐疲勞性。瀝青材料本身難以滿足這些性能要求，需用其他材料改性。2、瀝青改性及改性材料土木工程中使用的瀝青要求：140二、瀝青的改性1、礦物填充料改性為提高瀝青的粘結(jié)能力和耐熱性，降低溫度敏感性，經(jīng)常在石油瀝青中加入一定數(shù)量的粉狀或纖維狀礦物填充料進(jìn)行改性。常用的有：滑石粉、石灰石粉、云母粉、硅藻土粉和石棉等。2、聚合物改性（包括橡膠和合成樹(shù)脂）橡膠具有顯著的高彈性、可撓性、不透水性；用合成樹(shù)脂可改進(jìn)瀝青的耐寒性、耐熱性、抗老化性、粘結(jié)性等。目前使用最普遍的是SBS橡膠和APP樹(shù)脂：（1）SBS改性瀝青——SBS是丁苯橡膠的一種，是以丁二烯、苯乙烯為單體經(jīng)聚合反應(yīng)形成的共聚物，一種熱塑性彈性體（簡(jiǎn)稱SBS）。SBS改性瀝青具有彈性好、延度大、低溫柔韌性與熱穩(wěn)定性高、耐候性好等優(yōu)點(diǎn)，是目前世界上應(yīng)用最廣的改性瀝青之一。（2）APP改性瀝青——APP是無(wú)規(guī)聚丙烯均聚物，是聚丙烯（PP）的一種。經(jīng)APP改性后的瀝青軟化點(diǎn)高，延度大，具有優(yōu)良的耐熱性和耐老化性，尤其適用于氣溫較高的地區(qū)。二、瀝青的改性141用于瀝青改性的材料脂肪胺改善瀝青的濕潤(rùn)性，增加在濕基面上的粘結(jié)力。烴有機(jī)溶劑，改變?yōu)r青的粘度。彈性體再生橡膠粉丁二烯－苯乙烯－丁二烯嵌段共聚物（SBS樹(shù)脂）丁二烯－苯乙烯橡膠乳液（SBR）天然橡膠乳液塑性體乙烯醋酸乙烯脂（EVA）苯乙烯脂礦物粉末滑石粉、石灰石粉、膨潤(rùn)土、水泥等。用于瀝青改性的材料脂肪胺改善瀝青的濕潤(rùn)性，增加在濕基面142橡膠改性瀝青

橡膠有：氯丁橡膠、丁氰橡膠、再生橡膠等。改性機(jī)理：橡膠分子加入到瀝青中，改變了瀝青中分散介質(zhì)的組成，促進(jìn)瀝青分子相互排斥，并改變了分散相的結(jié)構(gòu)，形成彈性結(jié)構(gòu)網(wǎng)。改性效果：氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐光、耐臭氧、耐氣候和耐燃燒性等得到大大改善和提高。摻入方法：溶劑法和乳液法

橡膠改性瀝青143樹(shù)脂改性瀝青

樹(shù)脂有：

古馬隆樹(shù)脂、聚乙烯樹(shù)脂、聚丙烯樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂和天然松香等。改性機(jī)理：與橡膠相同。改性效果：

氣密性、低溫柔性、耐化學(xué)腐蝕性、耐光、耐臭氧、耐氣候和耐燃燒性得到大大改善。摻入方法：溶劑法或乳液法。

樹(shù)脂改性瀝青144纖維改性瀝青

纖維類改性劑主要有石棉、聚丙烯纖維、聚酯纖維、纖維素纖維等。纖維類物質(zhì)加入瀝青中，可顯著地提高瀝青的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)可增加低溫抗拉強(qiáng)度。但纖維類改性瀝青對(duì)纖維的摻配工藝要求很高。作用機(jī)理：高溫穩(wěn)定的作用機(jī)理:由于瀝青對(duì)礦物填充料的潤(rùn)濕和吸附作用，瀝青分子可能成單分子裝排列在或纖維表面，形成結(jié)合力牢固的瀝青薄膜，因而又稱為“結(jié)構(gòu)瀝青”。提高了粘性和耐熱性等。

低溫抗裂作用機(jī)理:橋接作用;裂紋分叉

纖維改性瀝青14511.2瀝青混合料定義：瀝青混合料是將粗、細(xì)骨料和填料經(jīng)人工合理選擇級(jí)配組成的礦質(zhì)混合料與適量瀝青拌和而成的均勻混合料瀝青混合料：瀝青混凝土瀝青碎石用途：道路路面11.2瀝青混合料定義：瀝青混合料是將粗、細(xì)骨料和填料經(jīng)14611.2.1瀝青混合料分類

按膠結(jié)材分類：石油瀝青，煤瀝青,改性瀝青混合料按鋪筑和拌和溫度分類：熱拌、常溫按礦料最大粒徑：粗粒式：4.75~37.5mm中粒式：4.75~26.5mm細(xì)粒式：4.75~9.5mm砂粒式：≤4.75mm按照密實(shí)度分類密實(shí)（Ⅰ）型：剩余孔隙率3％～6％空隙（Ⅱ）型：剩余孔隙率4％～10％開(kāi)級(jí)配型：剩余孔隙率＞15％半開(kāi)級(jí)配型：剩余孔隙率10％～15％按級(jí)配類型分類：連續(xù)、間斷11.2.1瀝青混合料分類按膠結(jié)材分類：石油瀝青，煤瀝14711.2.2瀝青混合料組成材料及其技術(shù)要求

1．瀝青的性質(zhì)與質(zhì)量2．粗集料性質(zhì)與質(zhì)量3．細(xì)集料性質(zhì)與質(zhì)量4．礦粉等填料的性質(zhì)與質(zhì)量11.2.2瀝青混合料組成材料及其技術(shù)要求1．瀝青的性1481．瀝青的性質(zhì)與質(zhì)量應(yīng)根據(jù)氣候條件、交通性質(zhì)、瀝青混合料的類型和施工條件選擇瀝青，并應(yīng)符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。1．瀝青的性質(zhì)與質(zhì)量149表11－4熱拌瀝青混合料用石油瀝青標(biāo)號(hào)的選用氣候分區(qū)最低月平均溫度/?C瀝青標(biāo)號(hào)瀝青碎石瀝青混凝土寒區(qū)﹤-10AH-90，AH-110，AH-130，A-100，A-140AH-90，AH-110，AH-130，A-100，A-140溫區(qū)0～10AH-90，AH-110，A-100，A-140AH-70，AH-90，A-60，A-100熱區(qū)﹥10AH-50，AH-70，AH-90，A-60，A-100AH-50，AH-70，A-60，A-100表11－4熱拌瀝青混合料用石油瀝青標(biāo)號(hào)的選用氣候分區(qū)最低月1502．粗集料性質(zhì)與質(zhì)量

粗骨料：碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣等?；疽螅簼崈?、干燥、無(wú)風(fēng)化、不含雜質(zhì)、堅(jiān)硬、耐磨、韌性好、級(jí)配與粒徑符合標(biāo)準(zhǔn)要求。高等級(jí)路面:優(yōu)先選用與瀝青的粘結(jié)性好的堿性集料。酸性巖石應(yīng)避免采用；若采用酸性石料時(shí)，宜選用針人度較小的瀝青；并且還應(yīng)采用抗剝離措施。例如，用干燥的磨細(xì)消石灰、生石灰粉或水泥作為填料的一部分，改善瀝青與石料的粘結(jié)性，其適宜用量為礦料總量的1％～2％；在瀝青中摻加抗剝離劑；或?qū)⒋旨嫌檬覞{處理后使用。粗集料的級(jí)配應(yīng)滿足表11－6中各個(gè)粒徑規(guī)格的規(guī)定在力學(xué)性能方面，其壓碎值和磨耗率等指標(biāo)應(yīng)滿足規(guī)范要求（見(jiàn)表11－5）。2．粗集料性質(zhì)與質(zhì)量

高等級(jí)路面:優(yōu)先選用與瀝青的粘結(jié)性好的1513．細(xì)集料性質(zhì)與質(zhì)量瀝青混合料用細(xì)集料是指粒徑小于2.36mm的天然砂、人工砂及石屑等。瀝青混合料用細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)；并有滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的顆粒級(jí)配組成，其堅(jiān)固性和顆粒級(jí)配等質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)符合規(guī)范中的有關(guān)要求（見(jiàn)表11－7和表11－8）。當(dāng)用于高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干道路的瀝青面層時(shí)，應(yīng)采取與粗集料相同的抗剝離措施。3．細(xì)集料性質(zhì)與質(zhì)量瀝青混合料用細(xì)集料是指粒徑小于2.31524．礦粉等填料的性質(zhì)與質(zhì)量礦粉是粒徑小于0.075mm的無(wú)機(jī)質(zhì)細(xì)粒材料，它在瀝青混合料中起填充與改善瀝青性能的作用。為使其與瀝青有可靠的粘結(jié)性能，通常宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石（憎水性石料）經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土質(zhì)量分?jǐn)?shù)要小于3%，其它雜質(zhì)應(yīng)除凈，并且要求礦粉干燥、潔凈，級(jí)配合理，其質(zhì)量符合表11－9的技術(shù)要求。當(dāng)采用水泥、石灰、粉煤灰作填料時(shí)，其用量不宜超過(guò)礦料總量的2％，并要求粉煤灰與瀝青有良好的粘附性，燒失量小于12％。4．礦粉等填料的性質(zhì)與質(zhì)量礦粉是粒徑小于0.075mm的無(wú)153懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：由連續(xù)級(jí)配礦質(zhì)料配制的密實(shí)瀝青混合料，結(jié)構(gòu)上，大顆粒骨料懸浮在小顆粒骨料之中。性能特點(diǎn)：密實(shí)度和強(qiáng)度較高，穩(wěn)定性較差。骨架空隙結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：較細(xì)骨料少，較粗骨料彼此相互接觸連接。性能特點(diǎn)：穩(wěn)定性較好，粘聚力較差。骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征：粗骨料相互接觸，其堆積空隙完全被較細(xì)顆粒填充密實(shí)。性能特點(diǎn)：較高的粘聚力和穩(wěn)定性，較高的內(nèi)摩擦角11.2.3瀝青混合料的結(jié)構(gòu)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)11.2.3瀝青混合料的結(jié)構(gòu)154（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)圖11.2不同瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)示意圖（a）懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)（b）骨架空隙結(jié)構(gòu)15511.2.4瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1．瀝青混合料的強(qiáng)度及其影響因素高溫穩(wěn)定性定義：在夏季高溫下，經(jīng)受長(zhǎng)期交通荷載作用，不產(chǎn)生車轍和波浪等破壞現(xiàn)象的性質(zhì)。評(píng)價(jià)指標(biāo)馬歇爾穩(wěn)定度和流值。該值越大，穩(wěn)定性越好。耐久性耐水性取決于瀝青材料與礦料表面的粘結(jié)力。評(píng)價(jià)耐水性的指標(biāo)是殘留穩(wěn)定度（浸水48小時(shí)與未浸水的馬歇爾穩(wěn)定度比值）。其它性能施工和易性低溫抗裂性抗滑性11.2.4瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1．瀝青混合料的強(qiáng)度及其156瀝青混合料的組成及其作用

瀝青與礦質(zhì)材料（砂、石）構(gòu)成具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分散體系；瀝青為分散介質(zhì);賦予混合料以流動(dòng)性；在常溫下為固體，起到膠結(jié)作用；礦料在混合料中為分散相，起骨架和填充作用;改善混合料的體積安定性;減少瀝青膠結(jié)材料用量瀝青混合料的組成及其作用

瀝青與礦質(zhì)材料（砂、石）構(gòu)成具有空1571．瀝青混合料的強(qiáng)度及其影響因素強(qiáng)度應(yīng)由兩方面構(gòu)成：一是瀝青與集料間的結(jié)合力；二是集料顆粒間的內(nèi)摩擦力。（1）集料的表面性質(zhì)、顆粒形態(tài)與級(jí)配（2）瀝青結(jié)合料的粘度與用量（3）礦料的品種、比表面積與用量（4）溫度與形變速率1．瀝青混合料的強(qiáng)度及其影響因素強(qiáng)度應(yīng)由兩方面構(gòu)成：一是瀝158（1）集料的表面性質(zhì)、顆粒形態(tài)與級(jí)配礦料的粗糙度越大，瀝青混合料的粘結(jié)力越高。多面體形狀，表面粗糙的骨料比圓形光滑的骨料更有利于抗剪強(qiáng)度的提高。級(jí)配的影響連續(xù)型級(jí)配，粘結(jié)力較高，內(nèi)摩阻力較?。淮止橇隙?，細(xì)骨料少的級(jí)配，粘結(jié)力較低，內(nèi)摩阻力較大；間斷級(jí)配，內(nèi)摩阻力和粘結(jié)力均較高，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度較大。粗糙度大\正方形\間斷密級(jí)配集料配制的瀝青混合料,強(qiáng)度大;表面光滑\針狀\連續(xù)級(jí)配的集料配制的瀝青混合料,強(qiáng)度小.（1）集料的表面性質(zhì)、顆粒形態(tài)與級(jí)配粗糙度大\正方形\間斷159瀝青和礦料的化學(xué)性質(zhì)的影響瀝青和礦料在界面上存在化學(xué)作用和吸附作用。界面相互作用使得：結(jié)構(gòu)瀝青：礦料顆粒表面厚度為0的層，粘度由外向里遞增，抗剪強(qiáng)度由外向里遞增。自由瀝青：礦料顆粒表面0厚度外，粘結(jié)力較小。結(jié)構(gòu)瀝青的厚度取決于瀝青和礦料的化學(xué)性質(zhì)。瀝青比表面積堿性礦粉,有利于提高結(jié)構(gòu)瀝青厚度比表面積越大,強(qiáng)度高.但要注意比表面積不能太大瀝青和礦料的化學(xué)性質(zhì)的影響堿性礦粉,有利于提高結(jié)構(gòu)瀝青厚度160瀝青粘度的影響瀝青粘度越大，瀝青內(nèi)部膠團(tuán)相互作用力越大，抵抗剪切作用下的變形能力越大。瀝青粘度越大，瀝青混合料的粘結(jié)力越大。瀝青混合料的粘聚力越大，其抗剪強(qiáng)度越高。瀝青粘度的影響161瀝青用量對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響瀝青用量較少時(shí)，粘結(jié)力隨著瀝青用量的增加而提高；瀝青用量足以飽滿地包裹骨料表面，形成薄膜粘結(jié)骨料時(shí)——最優(yōu)瀝青用量，抗剪強(qiáng)度最高；瀝青用量大于最優(yōu)瀝青用量時(shí)，粘結(jié)力隨著自由瀝青用量的增加而降低。1瀝青的粘度越大，則混合料的粘聚力就越大，粘滯阻力也越大，抵抗剪切變形的能力越強(qiáng)。2混合料中存在最佳瀝青用量。瀝青用量對(duì)抗剪強(qiáng)度的影響1瀝青的粘度越大，則混合料的粘聚力就162（4）溫度與形變速率瀝青混合料是粘—彈體系中的一種熱塑性材料，因此，它的抗剪強(qiáng)度隨著溫度的升高而降低；粘聚力隨變形速率增加而顯著