瀝青和瀝青混合料講課教案

第七章瀝青(lìqīng)和瀝青(lìqīng)混合料第一頁(yè)，共69頁(yè)。7.1瀝青1瀝青的定義：瀝青作為一種憎水性的有機(jī)膠凝材料，是由多種有機(jī)化合物構(gòu)成的復(fù)雜混合物。2瀝青的物理性質(zhì)(wùlǐxìngzhì)：形狀：在常溫下是粘稠狀的液體、半固體或固體；顏色：呈輝亮褐色以至黑色；具有良好的不透水性、粘結(jié)性、塑性和抗沖擊性、耐化學(xué)腐蝕性，電絕緣體；能溶解于二硫化碳、苯等有機(jī)溶液。第二頁(yè)，共69頁(yè)。3瀝青(lìqīng)按產(chǎn)源分類***在建筑工程中，石油瀝青和煤瀝青應(yīng)用(yìngyòng)較廣泛.第三頁(yè)，共69頁(yè)。7.1.1石油(shíyóu)瀝青1定義：石油瀝青是石油經(jīng)蒸餾等工序提煉出各種石油產(chǎn)品（如汽油、煤油、柴油(cháiyóu)和潤(rùn)滑油等）后的殘留物，再經(jīng)過(guò)加工而得到的物質(zhì)。2石油的組分：石油瀝青是由多種高分子的碳?xì)浠衔锛捌溲苌锝M成的復(fù)雜混合物。從化學(xué)上分析，瀝青的主要成分是碳和氫；從使用的角度出發(fā)，瀝青的組分主要有油分、樹(shù)脂和地瀝青質(zhì)。第四頁(yè)，共69頁(yè)。3油分、樹(shù)脂(shùzhī)和地瀝青質(zhì)的作用油分：是淡黃色至紅褐色的粘性液體。它是決定瀝青流動(dòng)性的組分；樹(shù)脂：為黃色至黑褐色的沾稠狀半固體(gùtǐ)，它是決定瀝青塑性和粘結(jié)性的組分；地瀝青質(zhì)：是深褐色至黑褐色無(wú)定形固體(gùtǐ)粉末，它是決定瀝青粘性和溫度穩(wěn)定性的組分。

第五頁(yè)，共69頁(yè)。思考：石油瀝青的三大組分及其特性。石油瀝青的組分與其性質(zhì)有何關(guān)系？（1）油分。油分為淡黃色至紅褐色的油狀液體，是瀝青中分子量最小和密度最小的組分，密度介于0.7～1.0ｇ／cm3之間。在170°Ｃ較長(zhǎng)時(shí)間加熱，油分可以揮發(fā)(huīfā)。油分能溶于石油醚、二硫化碳、三氯甲烷、苯、四氧化碳和丙酮等有機(jī)溶劑中，但不溶于酒精。油分的多少?zèng)Q定了瀝青的流動(dòng)性。第六頁(yè)，共69頁(yè)。(２)樹(shù)脂（瀝青脂膠）。瀝青脂膠為黃色至黑褐色粘稠(zhānchóu)狀物質(zhì)（半固體）;分子量比油分大（600～1000），密度為1.0～1.1g／cm3。瀝青中樹(shù)脂含量增加，石油瀝青的延度和粘結(jié)力等品質(zhì)愈好。第七頁(yè)，共69頁(yè)。（３）地瀝青質(zhì)（瀝青質(zhì)）。地瀝青質(zhì)為深褐色至黑色固態(tài)無(wú)定形物質(zhì)（固體粉末）;分子量比樹(shù)脂更大（1000以上），密度大于1g／cm3，不溶于酒精、正戊烷，但溶于三氯甲烷和二硫化碳，染色力強(qiáng)，對(duì)光(duìguāng)的敏感性強(qiáng)，感光后就不能溶解。地瀝青質(zhì)是決定石油瀝青溫度敏感性、粘性的重要組成部分。第八頁(yè)，共69頁(yè)。石油瀝青的組分與其性質(zhì)的關(guān)系:油分賦予瀝青以流動(dòng)性。瀝青樹(shù)脂使石油瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性。地瀝青質(zhì)含量(hánliàng)愈多，則軟化點(diǎn)愈高，粘性愈大，即愈硬脆。第九頁(yè)，共69頁(yè)。4石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)油分、樹(shù)脂和地瀝青質(zhì)是石油瀝青的三大組分;其中油分和樹(shù)脂可以互相溶解，樹(shù)脂能浸潤(rùn)地瀝青質(zhì)，并在地瀝青質(zhì)的超細(xì)顆粒表面形成樹(shù)脂薄膜。石油瀝青的結(jié)構(gòu):以地瀝青質(zhì)為核心，周圍吸附部分樹(shù)脂和油分的互溶物而構(gòu)成(gòuchéng)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)。根據(jù)瀝青中各組分的相對(duì)比例不同，膠體結(jié)構(gòu)可分為:溶膠型、凝膠型和溶凝膠型三種類型。第十頁(yè)，共69頁(yè)。（1）溶膠結(jié)構(gòu)。地瀝青質(zhì)含量較少，膠團(tuán)間完全沒(méi)有引力或引力很小，在外力作用下隨時(shí)間發(fā)展的變形特性與粘性液體一樣。直餾瀝青的結(jié)構(gòu)多為溶膠結(jié)構(gòu)。（2）

凝膠結(jié)構(gòu)。凝膠結(jié)構(gòu)地瀝青質(zhì)含量很多，膠團(tuán)間有引力形成(xíngchéng)立體網(wǎng)狀，地瀝青質(zhì)分散在網(wǎng)格之間，在外力作用下彈性效應(yīng)明顯。氧化瀝青多屬于凝膠結(jié)構(gòu)。（3）溶一凝膠結(jié)構(gòu):介于溶膠與凝膠之間，并有較多的樹(shù)脂，膠團(tuán)間有一定吸引力，在常溫下受力變形的最初階段呈現(xiàn)出明顯的彈性效應(yīng)，當(dāng)變形增加到一定數(shù)值后，則變?yōu)橛凶枘岬恼承粤鲃?dòng)。大部分優(yōu)質(zhì)道路瀝青均配成溶～凝膠型結(jié)構(gòu)，具有粘彈性和觸變性，故亦稱彈性溶膠。第十一頁(yè)，共69頁(yè)。5石油瀝青(lìqīng)的技術(shù)性質(zhì)（1）防水性：石油瀝青是憎水性的膠凝材料，本身結(jié)構(gòu)致密(zhìmì)，不溶于水；（2）粘性：粘性是指瀝青在外力作用下，抵抗變形的能力。同時(shí)粘性也是瀝青軟硬、稀稠程度的反映；石油中地瀝青質(zhì)含量較多時(shí)，粘性較大；溫度下降時(shí)，粘性較大。第十二頁(yè)，共69頁(yè)。粘滯性對(duì)使用粘稠（半固體或固體）的石油(shíyóu)瀝青用針入度表示，對(duì)液體石油(shíyóu)瀝青則用粘滯度表示。粘稠石油瀝青的針入度:是在規(guī)定溫度(wēndù)（25℃）條件下，以規(guī)定質(zhì)量（100ｇ）的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定時(shí)間（５s）內(nèi)貫入試樣中的深度來(lái)表示，單位以1/10mm計(jì)。針入度反映了石油瀝青抵抗剪切變形的能力。針入度值越小，表明粘度越大。粘滯度:是將一定量的液體瀝青，在某溫度(wēndù)下經(jīng)一定直徑的小孔流出50cm3所需的時(shí)間，以秒表示。常用符號(hào)“CdtT”表示粘滯度，其中ｄ為小孔直徑（mm），ｔ為試樣溫度(wēndù)，Ｔ為流出50cm3瀝青的時(shí)間。ｄ有10、５、３mm三種，ｔ通常為25℃或60℃。第十三頁(yè)，共69頁(yè)。（3）塑性塑性指石油瀝青(lìqīng)在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后，仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)。瀝青(lìqīng)的塑性對(duì)沖擊振動(dòng)荷載有一定吸收能力，并能減少摩擦?xí)r的噪聲，故瀝青(lìqīng)是一種優(yōu)良的道路路面材料。石油瀝青(lìqīng)的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好。延度測(cè)定是把瀝青(lìqīng)制成“８”字形標(biāo)準(zhǔn)試件，置于延度儀內(nèi)25℃水中，以5cm／min的速度拉伸，用拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)度來(lái)表示，單位用cm計(jì)。第十四頁(yè)，共69頁(yè)。（4）溫度敏感性：瀝青的粘性和塑性的大小都與溫度高低有很大關(guān)系，隨著溫度的升高，粘性降低，塑性增加。因此，我們把瀝青的粘性和塑性隨溫度的變化而變化的性能稱為溫度敏感性。石油瀝青中地瀝青質(zhì)含量較多時(shí)，其溫度敏感性較小。瀝青中含蠟量較多時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生溫度較高（60℃左右）時(shí)就發(fā)生流淌(liútǎng)，在溫度較低時(shí)又易變硬開(kāi)裂。在工程中使用時(shí)往往加入石灰石粉等礦物填料，以減小其溫度敏感性。第十五頁(yè)，共69頁(yè)。（5）大氣穩(wěn)定性（亦稱抗老化性）：

大氣穩(wěn)定性是指瀝青長(zhǎng)期在陽(yáng)光(yángguāng)、空氣、溫度等綜合作用下，性能穩(wěn)定的程度。瀝青的老化：是指瀝青在陽(yáng)光、空氣和溫度的長(zhǎng)期綜合作用下，漸漸失去粘性、塑性，而變硬變脆的現(xiàn)象。大氣穩(wěn)定性的好壞，反映了瀝青使用壽命的長(zhǎng)短和耐久性的好壞。防止辦法：1）增加(zēngjiā)石油中地瀝青質(zhì)的含量；2）降低瀝青中石蠟雜質(zhì)的含量；3）設(shè)計(jì)中盡量選擇小牌號(hào)的瀝青；4）加入石灰石粉等礦物填料進(jìn)行改性處理。第十六頁(yè)，共69頁(yè)。石油瀝青的分類(fēnlèi)及其應(yīng)用：

（1）石油瀝青分三種：建筑瀝青，道路瀝青以及普通石油瀝青。建筑石油瀝青：建筑石油瀝青粘性較大，耐熱性較好，但塑性較小，主要用作制造油氈、油紙、防水涂料和瀝青膠。它們絕大部分用于屋面及地下防水溝槽防水、防腐蝕及管道防腐等工程。對(duì)于屋面防水工程，應(yīng)注意防止過(guò)分軟化；道路石油瀝青：道路石油瀝青牌號(hào)較多，主要用于道路路面或車間地面等工程，一般拌制成瀝青混凝土、瀝青拌合料或?yàn)r青砂漿等使用(shǐyòng)；普通石油瀝青：含石蠟量比較高，性能較差，在建筑工程中一般不單獨(dú)使用(shǐyòng)，可與其他瀝青摻和使用(shǐyòng)第十七頁(yè)，共69頁(yè)。思考：怎樣劃分石油瀝青的牌號(hào)？牌號(hào)大小與瀝青主要技術(shù)性質(zhì)之間的關(guān)系怎樣？？解:石油瀝青按針入度指標(biāo)來(lái)劃分牌號(hào)，牌號(hào)數(shù)字約為針入度的平均值。常用的建筑石油瀝青和道路石油瀝青的牌號(hào)與主要性質(zhì)之間的關(guān)系是：牌號(hào)愈高，其粘性(zhānxìnɡ)愈?。ㄡ樔攵仍酱螅苄杂螅囱佣仍酱螅?，溫度穩(wěn)定性愈低（即軟化點(diǎn)愈低）。[評(píng)注]嚴(yán)格地講，石油瀝青的牌號(hào)是按瀝青的針入度、延度和軟化點(diǎn)指標(biāo)來(lái)劃分的。第十八頁(yè)，共69頁(yè)。一般來(lái)說(shuō)，牌號(hào)越大，針入度和延性越大，而軟化點(diǎn)降低，因此，牌號(hào)高的瀝青易軟化，即溫度敏感性大，但塑性良好，質(zhì)地柔軟；低牌號(hào)的瀝青，其性能相反；牌號(hào)小的瀝青一般用于溫?zé)峄蚴軣岵课?；牌?hào)中等的瀝青，使用于寒冷或受曬、冬凍、地下防潮的部位；高牌號(hào)的瀝青應(yīng)用于一些(yīxiē)不易受溫度影響的部位。思考：土木工程中選用石油瀝青牌號(hào)(páihào)的原則是什么？在地下防潮工程中，如何選擇石油瀝青的牌號(hào)(páihào)？第十九頁(yè)，共69頁(yè)。5，石油瀝青(lìqīng)的摻配與稀釋當(dāng)不能獲得合適牌號(hào)的瀝青(lìqīng)時(shí)，可采用兩種牌號(hào)的石油瀝青(lìqīng)摻配使用，但不能與煤瀝青(lìqīng)相摻。兩種石油瀝青(lìqīng)的摻配比例可用下式估算：式中 Ｑ1——較軟石油瀝青(lìqīng)用量（％）； Ｑ2——較硬石油瀝青(lìqīng)用量（％）； Ｔ——摻配后的石油瀝青(lìqīng)軟化點(diǎn)（℃）； Ｔ1——較軟石油瀝青(lìqīng)軟化點(diǎn)（℃）； Ｔ2——較硬石油瀝青(lìqīng)軟化點(diǎn)（℃）。第二十頁(yè)，共69頁(yè)?！纠磕辰ㄖこ涛菝?wūmiàn)防水，需用軟化點(diǎn)為75℃的石油瀝青，但工地僅有軟化點(diǎn)為95℃和25℃的兩種石油瀝青，問(wèn)應(yīng)如何摻配？解：摻配時(shí)較軟石油瀝青（軟化點(diǎn)為25℃）用量為：

較硬石油瀝青（軟化點(diǎn)為95℃）用量為：Q2=100%-Q1=71.4%第二十一頁(yè)，共69頁(yè)。補(bǔ)充內(nèi)容：煤瀝青煤瀝青是煉焦廠或煤氣廠的副產(chǎn)品。煙煤在干餾過(guò)程中的揮發(fā)物質(zhì)，經(jīng)冷凝而成黑色粘性液體稱為煤焦油，煤焦油經(jīng)分餾加工提取輕油、中油、重油以后，所得殘?jiān)?cánzhā)即為煤瀝青。煤瀝青的特性：主要表現(xiàn)在溫度敏感性大，大氣穩(wěn)定性較差，塑性較差。煤瀝青中的酸、堿物質(zhì)都是表面活性物質(zhì)，由于含表面活性物質(zhì)較多，故與礦料表面的粘附力較好；防腐性好。因含酚等有毒物質(zhì)，防腐蝕能力較強(qiáng)，故適用于木材的防腐處理。第二十二頁(yè)，共69頁(yè)。煤瀝青與石油瀝青的鑒別方法煤瀝青的應(yīng)用煤瀝青具有很好的防腐能力(nénglì)、良好的粘結(jié)能力(nénglì)。因此可用于配制防腐涂料、膠粘劑、防水涂料，油膏以及制作油氈等。第二十三頁(yè)，共69頁(yè)。7.1.2改性瀝青土木工程中應(yīng)用的瀝青有下述要求：高溫下具有足夠的強(qiáng)度；低溫下具有良好的柔韌性；良好的抗老化性能；與各種(ɡèzhǒnɡ)礦物材料具有良好的粘結(jié)性。第二十四頁(yè)，共69頁(yè)。瀝青改性的目的：使瀝青具有(jùyǒu)良好的綜合性能，滿足工程使用的需要瀝青改性的方法(fāngfǎ)：（1）礦物填充料改性：在瀝青中加入一定數(shù)量的礦物填充料，相應(yīng)提高瀝青的粘性和耐熱性，并增強(qiáng)瀝青抗老化性能；（2）聚合物改性：在瀝青中加入聚合物，提高瀝青的強(qiáng)度、塑性、抗老化性能等；（3）其他改性：1）再生橡膠改性瀝青；2）橡膠和樹(shù)脂共混改性瀝青等。第二十五頁(yè)，共69頁(yè)。7.3瀝青混合料（一）定義瀝青混合料是瀝青混凝土混合料和瀝青碎石混合料的總稱。（1）瀝青混凝土混合料（簡(jiǎn)稱(jiǎnchēng)AC）——由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料與瀝青在嚴(yán)格控制條件下拌和的瀝青混合料。（2）瀝青碎石混合料（簡(jiǎn)稱(jiǎnchēng)AM）——由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料、及填料（或不加填料）與瀝青拌和的瀝青混合料。第二十六頁(yè)，共69頁(yè)。（二）瀝青混合料的分類1．按結(jié)合料分類（1）石油瀝青混合料（2）煤瀝青混合料——以煤瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料。2．按施工溫度分類（瀝青混合料拌制和攤鋪溫度）（1）熱拌熱鋪瀝青混合料（2）常溫瀝青混合料3．按礦質(zhì)混合料級(jí)配類型分類（1）連續(xù)(liánxù)級(jí)配瀝青混合料（2）間斷級(jí)配瀝青混合料第二十七頁(yè)，共69頁(yè)。4．按混合(hùnhé)料密實(shí)度分類（1）密級(jí)配瀝青混凝土混合(hùnhé)料①Ⅰ型瀝青混凝土混合(hùnhé)料：剩余空隙率3％～6％；②Ⅱ型瀝青混凝土混合(hùnhé)料：剩余空隙率4％～10％。（2）開(kāi)級(jí)配瀝青混凝土混合(hùnhé)料剩余空隙率大于15％。（3）亦有將剩余空隙率介于密級(jí)配和開(kāi)級(jí)配之間的（即剩余空隙率10％～15％）混合(hùnhé)料稱為半開(kāi)級(jí)配瀝青混合(hùnhé)料。第二十八頁(yè)，共69頁(yè)。5．按最大粒徑分類瀝青混凝土混合料的集料最大粒徑可分為下列(xiàliè)4類：（1）粗粒式瀝青混合料（2）中粒式瀝青混合料（3）細(xì)粒式瀝青混合料（4）砂粒式瀝青混合料第二十九頁(yè)，共69頁(yè)。7.3.1熱拌瀝青(lìqīng)混合料一、瀝青混合料的組成(zǔchénɡ)結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度理論二、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)三、瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)四、瀝青混合料組成(zǔchénɡ)材料五、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)第三十頁(yè)，共69頁(yè)。定義：熱拌瀝青混合料——人工組配的礦質(zhì)混合料與粘稠瀝青在專門(mén)設(shè)備中加熱拌和而成，用保溫運(yùn)輸工具運(yùn)送(yùnsònɡ)至施工現(xiàn)場(chǎng)，并在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)的混合料。第三十一頁(yè)，共69頁(yè)。一、瀝青(lìqīng)混合料的組成結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度理論（一）瀝青混合(hùnhé)科的組成結(jié)構(gòu)（二）瀝青混合(hùnhé)料的強(qiáng)度理論第三十二頁(yè)，共69頁(yè)。（一）瀝青混合科的組成結(jié)構(gòu)(jiégòu)1.懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)連續(xù)密級(jí)配的瀝青混合料力學(xué)特點(diǎn)粗集料少，不能形成骨架粘聚力C大，內(nèi)摩擦角φ小；2.骨架空隙結(jié)構(gòu)(jiégòu)連續(xù)開(kāi)級(jí)配的瀝青混合料細(xì)集料少，不能填充集料間空隙C小，φ大3.骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)(jiégòu)

間斷密級(jí)配的瀝青混合料，

中間集料少，既有足夠的粗集料形成骨架，又有細(xì)集料填充其間的空隙C大，φ大第三十三頁(yè)，共69頁(yè)。（二）瀝青混合料的強(qiáng)度理論用瀝青混合料鋪筑的路面產(chǎn)生破壞的主要原因夏季高溫時(shí)的抗剪強(qiáng)度不足(bùzú)和塑性變形過(guò)剩冬季低溫時(shí)的抗拉強(qiáng)度不好和抵抗變形能力過(guò)差引起試驗(yàn)表明：瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度τ決定于瀝青混合料的內(nèi)摩擦角φ和粘聚力C。第三十四頁(yè)，共69頁(yè)。1.影響瀝青混合料內(nèi)摩擦角的因素（1）瀝青的粘度對(duì)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響通常(tōngcháng)情況下，瀝青的粘度越大，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度越高（2）瀝青與礦料化學(xué)性質(zhì)對(duì)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響結(jié)構(gòu)瀝青：瀝青與礦粉交互作用后，瀝青在礦粉表面產(chǎn)生化學(xué)組分的重新排列，瀝青在礦粉表面形成一層擴(kuò)散溶劑化膜，此膜以內(nèi)的瀝青為結(jié)構(gòu)瀝青。自由瀝青瀝青在瀝青混合料中以兩種形式存在，一種為結(jié)構(gòu)瀝青，一種為自由瀝青。（3）礦料比表面對(duì)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響比表面越大，一定瀝青用量條件下，瀝青在礦料表面膜層薄，礦料間以結(jié)構(gòu)瀝青聯(lián)結(jié)的機(jī)會(huì)就大，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度高。第三十五頁(yè)，共69頁(yè)。（4）瀝青用量對(duì)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響瀝青用量過(guò)少，瀝青不足以包裹礦粉表面，礦粉間不能完全地靠瀝青薄膜聯(lián)結(jié)，因而瀝青混合料的粘聚力很差。隨著瀝青用量的增加，結(jié)構(gòu)瀝青的數(shù)量不斷增多，混合料的粘聚力也不斷提高，當(dāng)瀝青用量達(dá)到一定(yīdìng)程度時(shí)，形成的結(jié)構(gòu)瀝青數(shù)量最多，混合料的粘聚力達(dá)到最大。此時(shí)瀝青用量為最佳用量。隨著瀝青用量的繼續(xù)增加，多余的瀝青，將礦粉顆粒推開(kāi)，在顆粒間形成未與礦粉作用的自由瀝青，混合料的粘聚力開(kāi)始逐漸降低。當(dāng)然，少量自由瀝青的存在也是必要的，它可以增加瀝青混合料的塑性，減少瀝青路面的開(kāi)裂。（5）礦料的級(jí)配、表面性質(zhì)、粒度等對(duì)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響表面粗糙有棱角且接近正立方體時(shí)，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度高。第三十六頁(yè)，共69頁(yè)。二、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)（一）高溫(gāowēn)穩(wěn)定性瀝青混合料的高溫(gāowēn)穩(wěn)定性是指混合料在高溫(gāowēn)情況下，承受外力不斷作用，抵抗永久變形的能力。評(píng)定指標(biāo)：馬歇爾試驗(yàn)：穩(wěn)定度，流值車轍試驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定度影響瀝青混合料高溫(gāowēn)穩(wěn)定性的主要因素：瀝青的用量，瀝青的粘度，礦料的級(jí)配，礦料的尺寸、形狀等。第三十七頁(yè)，共69頁(yè)。提高措施：（1）提高粘聚力：采用高稠度瀝青；控制瀝青最佳用量采用堿性礦粉；摻外摻劑（2）提高內(nèi)摩擦角：增加(zēngjiā)粗集料用量采用表面粗糙有棱角的集料等第三十八頁(yè)，共69頁(yè)。（二）低溫抗裂性瀝青混合料隨著溫度的降低，變形能力下降，路面由于低溫而收縮以及行車荷載的作用，在薄弱部位產(chǎn)生裂縫，從而影響道路的正常使用，因此，要求瀝青混合料具有一定的低溫抗裂性。瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的?；旌狭系牡蜏卮嗷侵钙湓诘蜏貤l件下，變形能力降低。一般通過(guò)不同溫度下小梁彎拉破壞試驗(yàn)來(lái)反映。低溫縮裂通常是由于材料本身的抗拉強(qiáng)度不足而造成的。目前，比較科學(xué)的方法是采用能量法來(lái)評(píng)定(píngdìng)。對(duì)于溫度疲勞，可以模擬溫度循環(huán)進(jìn)行疲勞破壞，但由于其試驗(yàn)條件要求較高，故改用低頻疲勞試驗(yàn)代替。第三十九頁(yè)，共69頁(yè)。（三）耐久性瀝青混合科的耐久性是指其在外界各種因素（如陽(yáng)光(yángguāng)、空氣、水、車輛荷載等）的長(zhǎng)期作用下，仍能基本保持原有的性能。影響瀝青混合料耐久性的主要因素有：瀝青與骨料的性質(zhì)、瀝青的用量、瀝青混合料的壓實(shí)度與空隙率等。目前，一般采用馬歇爾試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的耐久性。測(cè)定瀝青混合料試件的空隙率、飽和度、殘留穩(wěn)定度等，這些指標(biāo)均應(yīng)達(dá)到規(guī)范的要求，才能說(shuō)明瀝青混合料的耐久性合格。第四十頁(yè)，共69頁(yè)。（四）抗滑性隨著車輛行駛速度的增加，路面的抗滑性顯得尤為重要，為了提高路面的抗滑性，必須增加路面的粗糙度，因而對(duì)于面層集料應(yīng)選用質(zhì)地堅(jiān)硬，具有棱角的碎石。骨料的顆粒適當(dāng)大些，瀝青用量少些，并對(duì)瀝青中含蠟量進(jìn)行嚴(yán)格控制，都可以提高路面的抗滑性。測(cè)定路面抗滑性的指標(biāo)有路面摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度(shēndù)。摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度(shēndù)越大，說(shuō)明路面的抗滑性越好。第四十一頁(yè)，共69頁(yè)。（五）施工和易性瀝青混合料除了具備上述技術(shù)性質(zhì)外，還應(yīng)具備施工和易性才能順利地進(jìn)行施工作業(yè)。影響混合料施工和易性的主要因素是礦料級(jí)配和瀝青用量。合理的礦料級(jí)配，使瀝青混合料之間拌和均勻，不致產(chǎn)生離析現(xiàn)象，適量的瀝青用量，可以避免混合料疏松或結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，另外，氣候情況，機(jī)械性能，施工能力等外部條件也會(huì)不同程度地影響施工和易性。目前，評(píng)價(jià)施工和易性還沒(méi)有一個(gè)(yīɡè)定量的指標(biāo)，只能憑經(jīng)驗(yàn)來(lái)目估。第四十二頁(yè)，共69頁(yè)。三、瀝青混合(hùnhé)料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度是評(píng)價(jià)瀝青混合(hùnhé)料高溫穩(wěn)定性的指標(biāo)。將瀝青混合(hùnhé)料按一定的比例混合(hùnhé)并拌勻，采用人工或機(jī)械擊實(shí)的方法制成圓柱形試件（直徑101.6±0.25mm，高63.5±1.3mm），再將試件置于60±1℃的恒溫水槽中保溫30～40min（對(duì)粘稠石油瀝青），然后，把試件置于馬歇爾試驗(yàn)儀上，以50±5mm／min的速度加荷，至試驗(yàn)荷載達(dá)到最大值，此時(shí)的最大荷載即為穩(wěn)定度（MS），以ＫN計(jì)。殘留穩(wěn)定度是反映瀝青混合(hùnhé)料受水損害時(shí)抵抗剝落的能力。浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)方法與馬歇爾試驗(yàn)基本相同，只是將試件在60±1℃恒溫水槽中保溫48h，然后，再測(cè)定其穩(wěn)定度，浸水后的穩(wěn)定度與標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度的百分比即為殘留穩(wěn)定度。第四十三頁(yè)，共69頁(yè)。（二）流值流值是評(píng)價(jià)瀝青混合料抗塑性變形能力的指標(biāo)。在馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)試件達(dá)到最大荷載時(shí)，其壓縮(yāsuō)變形值，也就是此時(shí)流值表上的讀數(shù)，即為流值（FL），以0.1mm計(jì)。第四十四頁(yè)，共69頁(yè)。（三）空隙率空隙率是評(píng)價(jià)瀝青混合料壓實(shí)程度的指標(biāo)?？障堵实拇笮。苯佑绊憺r青混合料的技術(shù)性質(zhì)(xìngzhì)，空隙率大的瀝青混合料，其抗滑性和高溫穩(wěn)定性都比較好，但其抗?jié)B性和耐久性明顯降低，而且對(duì)強(qiáng)度也有影響。瀝青混合料的空隙率是指空隙的體積占瀝青混合料總體積的百分率，它是由理論密度和實(shí)測(cè)密度求得。第四十五頁(yè)，共69頁(yè)。1.瀝青混合(hùnhé)料試件的實(shí)測(cè)密度對(duì)于密實(shí)的瀝青混凝土試件，其集料的吸水率不大時(shí)，采用水中重法測(cè)定。

式中：——試件實(shí)測(cè)密度，g/cm3;——干燥試件的空氣中質(zhì)量；g；——試件的水中質(zhì)量，g；——常溫水的密度（≈1g/cm3）。第四十六頁(yè)，共69頁(yè)。對(duì)于(duìyú)表面較粗但較密實(shí)的瀝青混凝土試件，其吸水率小于2％時(shí)，采用表干法測(cè)定。式中：——試件的表干質(zhì)量，g；——意義同前。第四十七頁(yè)，共69頁(yè)。對(duì)于吸水率大于2％的瀝青混凝土試件，采用蠟封法測(cè)定。

式中：——蠟封試件的空氣中質(zhì)量，g；——蠟封試件的水中質(zhì)量，g；——常溫下石蠟與水的相對(duì)密度(mìdù)；——意義同前。第四十八頁(yè)，共69頁(yè)。2.瀝青混合料試件的理論密度(mìdù)假定瀝青混合料壓至絕對(duì)密實(shí)，而不考慮其內(nèi)部空隙時(shí)試件的密度(mìdù)為理論密度(mìdù)。（1）油石比（瀝青與礦料的質(zhì)量比）計(jì)算時(shí)，試件理論密度(mìdù)為

式中：——理論密度(mìdù)，g/cm3;——各種礦料的配合比（％）（礦料總和為）；——各種礦料相對(duì)密度(mìdù)；——油石比，％；——瀝青的相對(duì)密度(mìdù)；——常溫水的密度(mìdù)，g/cm3。第四十九頁(yè)，共69頁(yè)。（2）采用瀝青含量（瀝青質(zhì)量占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率）計(jì)算時(shí)，試件理論密度為：

式中：——各種礦料的配合(pèihé)比（％）（礦料與瀝青之和為）；——瀝青含量，％；——意義同前。第五十頁(yè)，共69頁(yè)。瀝青混合料試件的空隙率

式中：——試件的空隙率，％；——試件的理論密度(mìdù)，g/cm3;——試件的實(shí)測(cè)密度(mìdù)，g/cm3。第五十一頁(yè)，共69頁(yè)。（四）瀝青混合料試件的飽和度瀝青混合料試件的飽和度也稱瀝青填隙率，即瀝青體積與礦料空隙體積的百分率。飽和度過(guò)小，瀝青難以充分裹覆礦料，影響瀝青混合料的粘聚性，降低瀝青混凝土耐久性；飽和度過(guò)大，減少了瀝青混凝土的空隙率，防礙夏季瀝青體積膨脹(péngzhàng)，引起路面泛油，降低瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性，因此，瀝青混合料要有適當(dāng)?shù)娘柡投取?/p>

式中：——試件的瀝青飽和度，％；——礦料間隙率，％；——試件的瀝青體積百分率，％；——試件空隙率，％。第五十二頁(yè)，共69頁(yè)。瀝青體積(tǐjī)百分率是指瀝青體積(tǐjī)占試件體積(tǐjī)的百分率。（1）當(dāng)試件采用油石比計(jì)算時(shí)，瀝青體積(tǐjī)百分率

式中：——意義同前。（2）當(dāng)試件采用瀝青含量計(jì)算時(shí)，瀝青體積(tǐjī)百分率

式中：——意義同前。

第五十三頁(yè)，共69頁(yè)。我國(guó)的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《瀝青路面施工(shīgōng)與驗(yàn)收規(guī)范》（GBJ92-93）對(duì)熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，見(jiàn)教材。第五十四頁(yè)，共69頁(yè)。四、瀝青混合料組成材料（一）瀝青材料不同型號(hào)的瀝青材料，具有不同的技術(shù)指標(biāo)，適用于不同等級(jí)，不同類型的路面。在選擇瀝青材料的時(shí)候，要考慮到交通量（重）、氣候條件（熱）、施工(shīgōng)方法、瀝青面層類型、材料來(lái)源籌各種情況，選擇較稠瀝青，這樣才能使拌制的瀝青混合料具有較高的力學(xué)強(qiáng)度和較好的耐久性。第五十五頁(yè)，共69頁(yè)。（二）礦質(zhì)材料瀝青混合料的礦質(zhì)材料必須具有良好的級(jí)配，這樣，瀝青混合料顆粒之間既能夠比較緊密地排列起來(lái)(qǐlái)，以達(dá)到足夠的壓實(shí)度，又能讓顆粒之間具有一定的空隙，使瀝青混合料保持良好的穩(wěn)定性瀝青混合料的礦質(zhì)材料包括粗集料、細(xì)集料和礦粉，這幾種材料除了混合后能達(dá)到要求的級(jí)配外，對(duì)于它們本身還有不同的技術(shù)要求。第五十六頁(yè)，共69頁(yè)。1.粗集料瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并且具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。對(duì)路面抗滑表層的粗集料應(yīng)選用堅(jiān)硬、耐磨、抗沖擊性好的碎石或破碎礫石，不可使用篩選礫石、礦渣及軟質(zhì)集料。用于高速公路、一級(jí)公路、城市(chéngshì)快速道路、主干路瀝青路面表面層及各類道路抗滑層用的粗集料，應(yīng)符合磨光值、道瑞磨耗值和沖擊值的要求，對(duì)于堅(jiān)硬石料來(lái)源缺乏的情況下，允許摻加一定比例普通集料作為中等或小顆粒的粗集料，但摻加比例不應(yīng)超過(guò)粗集料總質(zhì)量的40％。第五十七頁(yè)，共69頁(yè)。2.細(xì)集料熱拌瀝看混合(hùnhé)料的細(xì)集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地區(qū)，也可以用石屑代替。但對(duì)于高等級(jí)公路的面層或抗滑表層，石屑的用量不宜超過(guò)砂的用量。3.填料瀝青混合(hùnhé)料的填料宜采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性（憎水性）巖石磨制而成的，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替，但用這些物質(zhì)作填料時(shí)，其用量不宜超過(guò)礦料總量的2％。其中粉煤灰的用量不宜超過(guò)填料總量的50％。粉煤灰的燒失量應(yīng)小于12％，塑性指數(shù)應(yīng)小于4％。在工程中，還可以利用拌和機(jī)中的粉塵回收來(lái)作礦粉使用，其量不得超過(guò)填料總量的50％，并且要求粉塵干燥，摻有粉塵的填料的塑性指數(shù)不得大于4％。第五十八頁(yè)，共69頁(yè)。五、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的任務(wù)就是通過(guò)確定粗集料、細(xì)集料、礦粉和瀝青之間的比例關(guān)系，使瀝青混合料的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到工程要求，讓瀝青混合料的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、耐久性、平整度等各項(xiàng)要求，在聯(lián)系(liánxì)與矛盾中達(dá)到統(tǒng)一。瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)包括：試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個(gè)階段。本節(jié)主要著重介紹試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)。試驗(yàn)室配合比設(shè)計(jì)分為礦質(zhì)混合料配合組成和瀝青最佳用量確定兩部分。第五十九頁(yè)，共69頁(yè)。（一）礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)是讓各種礦料以最佳比例相混合，從而在加入瀝青后，使瀝青混凝土既密實(shí)(mìshi)，又有一定的空隙，供夏季瀝青的膨脹，礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計(jì)分下列幾步：1.確定瀝青混合料類型確定所設(shè)計(jì)的瀝青混合料用于什么樣的公路等級(jí)、路面類型及哪一結(jié)構(gòu)層，根據(jù)各層的不同要求，選擇瀝青混合料類型。第六十頁(yè)，共69頁(yè)。2.確定礦料的最大粒徑各國(guó)對(duì)瀝青混合料的最大粒徑（D）同路面結(jié)構(gòu)層最小厚度的關(guān)系均有規(guī)定，我國(guó)研究表明：隨h／D增大，耐疲勞性提高，但車轍量增大。相反h／D減小，車轍量也減小，但耐久性降低，特別是在h／D＜2時(shí)，疲勞耐久性急劇下降。為此建議結(jié)構(gòu)層厚度h與最大粒徑D之比應(yīng)控制在h／D≥2～3。3.確定礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍(fànwéi)根據(jù)確定下來(lái)的瀝青混合料類型，參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（GBJ92-93）推薦的級(jí)配作為瀝青混合料的設(shè)計(jì)級(jí)配。

4.測(cè)出礦質(zhì)集料的密度、吸水率、篩分情況以及瀝青的密度。第六十一頁(yè)，共69頁(yè)。5.采用圖解法或數(shù)解法，求出已知級(jí)配的粗集料、細(xì)集料和礦粉之間的比例關(guān)系，求得的合成級(jí)配應(yīng)根據(jù)下列要求作必要(bìyào)的配合比調(diào)整。（1）通常情況下，合成級(jí)配曲線宜盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配中限，尤其應(yīng)使0.075mm、2.36mm和4.75mm篩孔的通過(guò)量盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配范圍中限；（2）對(duì)交通量大、軸載重的公路，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；（3）合成級(jí)配曲線應(yīng)接近連續(xù)或有合理的間斷級(jí)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)。第六十二頁(yè)，共69頁(yè)。（二）