瀝青和瀝青混合料課件

第七章瀝青和瀝青混合料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)：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。

3瀝青按產(chǎn)源分類***在建筑工程中，石油瀝青和煤瀝青應(yīng)用較廣泛.3油分、樹脂和地瀝青質(zhì)的作用油分：是淡黃色至紅褐色的粘性液體。它是決定瀝青流動性的組分；樹脂：為黃色至黑褐色的沾稠狀半固體，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定形固體粉末，它是決定瀝青粘性和溫度穩(wěn)定性的組分。

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較長時間加熱，油分可以揮發(fā)。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。油分的多少決定了瀝青的流動性。(２)樹脂（瀝青脂膠）。瀝青脂膠為黃色至黑褐色粘稠狀物質(zhì)（半固體）;分子量比油分大（600～1000），密度為1.0～1.1g／cm3。瀝青中樹脂含量增加，石油瀝青的延度和粘結(jié)力等品質(zhì)愈好。

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性。瀝青樹脂使石油瀝青具有良好的塑性和粘結(jié)性。地瀝青質(zhì)含量愈多，則軟化點愈高，粘性愈大，即愈硬脆。

4石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)

油分、樹脂和地瀝青質(zhì)是石油瀝青的三大組分;其中油分和樹脂可以互相溶解，樹脂能浸潤地瀝青質(zhì)，并在地瀝青質(zhì)的超細(xì)顆粒表面形成樹脂薄膜。石油瀝青的結(jié)構(gòu):以地瀝青質(zhì)為核心，周圍吸附部分樹脂和油分的互溶物而構(gòu)成膠團(tuán)，無數(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。（1）溶膠結(jié)構(gòu)。地瀝青質(zhì)含量較少，膠團(tuán)間完全沒有引力或引力很小，在外力作用下隨時間發(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)橛凶枘岬恼承粤鲃印４蟛糠謨?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。粘滯性對使用粘稠（半固體或固體）的石油瀝青用針入度表示，對液體石油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（25℃）條件下，以規(guī)定質(zhì)量（100ｇ）的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定時間（５s）內(nèi)貫入試樣中的深度來表示，單位以1/10mm計。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，在某溫度下經(jīng)一定直徑的小孔流出50cm3所需的時間，以秒表示。常用符號“CdtT”表示粘滯度，其中ｄ為小孔直徑（mm），ｔ為試樣溫度，Ｔ為流出50cm3瀝青的時間。ｄ有10、５、３mm三種，ｔ通常為25℃或60℃。（3）塑性塑性指石油瀝青在外力作用下產(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)。瀝青的塑性對沖擊振動荷載有一定吸收能力，并能減少摩擦?xí)r的噪聲，故瀝青是一種優(yōu)良的道路路面材料。石油瀝青的塑性用延度表示。延度愈大，塑性愈好。延度測定是把瀝青制成“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，用拉斷時的伸長度來表示，單位用cm計。（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，其溫度敏感性較小。瀝青中含蠟量較多時，則會產(chǎn)生溫度較高（60℃左右）時就發(fā)生流淌，在溫度較低時又易變硬開裂。在工程中使用時往往加入石灰石粉等礦物填料，以減小其溫度敏感性。石油瀝青的分類及其應(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。對于屋面防水工程，應(yīng)注意防止過分軟化；道路石油瀝青：道路石油瀝青牌號較多，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、瀝青拌合料或瀝青砂漿等使用；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使用，可與其他瀝青摻和使用思考：怎樣劃分石油瀝青的牌號？牌號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)來劃分牌號，牌號數(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與主要性質(zhì)之間的關(guān)系是：牌號愈高，其粘性愈?。ㄡ樔攵仍酱螅苄杂螅囱佣仍酱螅?，溫度穩(wěn)定性愈低（即軟化點愈低）。[評注]嚴(yán)格地講，石油瀝青的牌號是按瀝青的針入度、延度和軟化點指標(biāo)來劃分的。

一般來說，牌號越大，針入度和延性越大，而軟化點降低，因此，牌號高的瀝青易軟化，即溫度敏感性大，但塑性良好，質(zhì)地柔軟；低牌號的瀝青，其性能相反；牌號小的瀝青一般用于溫?zé)峄蚴軣岵课?；牌號中等的瀝青，使用于寒冷或受曬、冬凍、地下防潮的部位；高牌號的瀝青應(yīng)用于一些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？【例】某建筑工程屋面防水，需用軟化點為75℃的石油瀝青，但工地僅有軟化點為95℃和25℃的兩種石油瀝青，問應(yīng)如何摻配？解：摻配時較軟石油瀝青（軟化點為25℃）用量為：

較硬石油瀝青（軟化點為95℃）用量為：Q2=100%-Q1=71.4%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，所得殘渣即為煤瀝青。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。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、良好的粘結(jié)能力。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。瀝青改性的目的：使瀝青具有良好的綜合性能，滿足工程使用的需要瀝青改性的方法：（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）橡膠和樹脂共混改性瀝青等。7.2瀝青基防水材料1.瀝青防水卷材凡用原紙或玻璃布、石棉布、棉麻織品等胎料浸漬石油瀝青（或焦油瀝青）制成的卷狀材料，稱為浸漬卷材（有胎卷材）。將石棉、橡膠粉等摻入瀝青材料中，經(jīng)碾壓制成的卷狀材料稱為輥壓卷材（無胎卷材）。這兩種卷材通稱瀝青防水卷材。1.1油氈和油紙油氈一般用于多層防水層的各層；油紙一般用于建筑防潮或多層防水層的最下層。2.2．橡膠瀝青防水涂料橡膠瀝青防水涂料是以瀝青為基料，加入改性材料橡膠和稀釋劑及其他助劑等而制成的粘稠液體。橡膠瀝青防水涂料的特點是耐水性強(qiáng)。適用于基層易開裂的屋面防水層。又因其耐化學(xué)腐蝕性好，故也可作木材、金屬管道等的防腐涂層。3.瀝青膠與冷底子油3.1瀝青膠瀝青膠是在熔（溶）化的瀝青中加入粉狀或纖維狀的填充料經(jīng)均勻混合而成。瀝青膠有熱用和冷用的兩種，一般工地施工是熱用。配制熱用瀝青膠時，先將礦粉加熱到100～110℃，然后慢慢地加入已熔化的瀝青中，繼續(xù)加熱并攪拌均勻即成。熱用瀝青膠用于粘結(jié)和涂抹石油瀝青油氈。冷用時需加入稀釋劑將其稀釋后于常溫下施工應(yīng)用，它可以涂刷成均勻的薄層3.2．冷底子油冷底子油是用汽油、煤油、柴油、工業(yè)苯等有機(jī)溶劑與瀝青材料溶合制得的瀝青涂料。它能滲入到混凝土、砂漿、木材等材料的毛細(xì)孔隙中，待溶劑揮發(fā)后，便與基材牢固結(jié)合，使基面具有一定的憎水性，為粘結(jié)同類防水材料創(chuàng)造了有利條件。因它多在常溫下用作防水工程的打底材料，故名冷底子油。4.建筑防水瀝青嵌縫油膏定義：是以石油瀝青為基料，再加入改性材料廢橡膠粉和硫化魚油、稀釋劑（松焦油、松節(jié)重油和機(jī)油）及填充料（石棉紡和滑石粉）等，經(jīng)混拌制成膏狀物，為最早使用的冷用嵌縫材料。特點：瀝青嵌縫油膏的主要特點是炎夏不易流淌，寒冬不易脆裂，粘結(jié)力較強(qiáng)，延伸性、塑性和耐候性均較好；應(yīng)用：廣泛用于一般屋面板和墻板的接縫處，也可用作各種構(gòu)筑物的伸縮縫、沉降縫等的嵌填密封材料。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（簡稱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（簡稱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。（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)混合料級配類型分類（1）連續(xù)級配瀝青混合料（2）間斷級配瀝青混合料

4．按混合料密實度分類（1）密級配瀝青混凝土混合料①Ⅰ型瀝青混凝土混合料：剩余空隙率3％～6％；②Ⅱ型瀝青混凝土混合料：剩余空隙率4％～10％。（2）開級配瀝青混凝土混合料剩余空隙率大于15％。（3）亦有將剩余空隙率介于密級配和開級配之間的（即剩余空隙率10％～15％）混合料稱為半開級配瀝青混合料。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7.3.1熱拌瀝青混合料一、瀝青混合料的組成結(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、瀝青混合料組成材料五、瀝青混合料配合比設(shè)計定義：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設(shè)備中加熱拌和而成，用保溫運輸工具運送至施工現(xiàn)場，并在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實的混合料。一、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度理論（一）瀝青混合科的組成結(jié)構(gòu)（二）瀝青混合料的強(qiáng)度理論（一）瀝青混合科的組成結(jié)構(gòu)1.懸浮密實結(jié)構(gòu)連續(xù)密級配的瀝青混合料力學(xué)特點粗集料少，不能形成骨架粘聚力C大，內(nèi)摩擦角φ??；2.骨架空隙結(jié)構(gòu)連續(xù)開級配的瀝青混合料細(xì)集料少，不能填充集料間空隙C小，φ大3.骨架密實結(jié)構(gòu)

間斷密級配的瀝青混合料，

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（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的抗剪強(qiáng)度不足和塑性變形過剩冬季低溫時的抗拉強(qiáng)度不好和抵抗變形能力過差引起試驗表明：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。1.影響瀝青混合料內(nèi)摩擦角的因素（1）瀝青的粘度對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響通常情況下，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)會就大，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度高。（4）瀝青用量對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響瀝青用量過少，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)到一定程度時，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，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，減少瀝青路面的開裂。（5）礦料的級配、表面性質(zhì)、粒度等對瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的影響表面粗糙有棱角且接近正立方體時，瀝青混合料抗剪強(qiáng)度高。二、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)（一）高溫穩(wěn)定性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是指混合料在高溫情況下，承受外力不斷作用，抵抗永久變形的能力。評定指標(biāo)：馬歇爾試驗：穩(wěn)定度，流值車轍試驗：動穩(wěn)定度影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要因素：瀝青的用量，瀝青的粘度，礦料的級配，礦料的尺寸、形狀等。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：增加粗集料用量采用表面粗糙有棱角的集料等（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。一般通過不同溫度下小梁彎拉破壞試驗來反映。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評定。對于溫度疲勞，可以模擬溫度循環(huán)進(jìn)行疲勞破壞，但由于其試驗條件要求較高，故改用低頻疲勞試驗代替。（三）耐久性瀝青混合科的耐久性是指其在外界各種因素（如陽光、空氣、水、車輛荷載等）的長期作用下，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、瀝青混合料的壓實度與空隙率等。目前，一般采用馬歇爾試驗來評價瀝青混合料的耐久性。測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，才能說明瀝青混合料的耐久性合格。（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，因而對于面層集料應(yīng)選用質(zhì)地堅硬，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。測定路面抗滑性的指標(biāo)有路面摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度。摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度越大，說明路面的抗滑性越好。（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配和瀝青用量。合理的礦料級配，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不同程度地影響施工和易性。目前，評價施工和易性還沒有一個定量的指標(biāo)，只能憑經(jīng)驗來目估。三、瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（一）穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度是評價瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的指標(biāo)。將瀝青混合料按一定的比例混合并拌勻，采用人工或機(jī)械擊實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（對粘稠石油瀝青），然后，把試件置于馬歇爾試驗儀上，以50±5mm／min的速度加荷，至試驗荷載達(dá)到最大值，此時的最大荷載即為穩(wěn)定度（MS），以ＫN計。殘留穩(wěn)定度是反映瀝青混合料受水損害時抵抗剝落的能力。浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗方法與馬歇爾試驗基本相同，只是將試件在60±1℃恒溫水槽中保溫48h，然后，再測定其穩(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。（二）流值流值是評價瀝青混合料抗塑性變形能力的指標(biāo)。在馬歇爾穩(wěn)定度試驗時，當(dāng)試件達(dá)到最大荷載時，其壓縮變形值，也就是此時流值表上的讀數(shù)，即為流值（FL），以0.1mm計。（三）空隙率空隙率是評價瀝青混合料壓實程度的指標(biāo)?？障堵实拇笮。苯佑绊憺r青混合料的技術(shù)性質(zhì)，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測密度求得。1.瀝青混合料試件的實測密度對于密實的瀝青混凝土試件，其集料的吸水率不大時，采用水中重法測定。

式中：——試件實測密度，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）。對于表面較粗但較密實的瀝青混凝土試件，其吸水率小于2％時，采用表干法測定。式中：——試件的表干質(zhì)量，g；——意義同前。對于吸水率大于2％的瀝青混凝土試件，采用蠟封法測定。

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密度；——意義同前。2.瀝青混合料試件的理論密度假定瀝青混合料壓至絕對密實，而不考慮其內(nèi)部空隙時試件的密度為理論密度。（1）油石比（瀝青與礦料的質(zhì)量比）計算時，試件理論密度為

式中：——理論密度，g/cm3;——各種礦料的配合比（％）（礦料總和為）；——各種礦料相對密度；——油石比，％；——瀝青的相對密度；——常溫水的密度，g/cm3。（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）計算時，試件理論密度為：

式中：——各種礦料的配合比（％）（礦料與瀝青之和為）；——瀝青含量，％；——意義同前。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，g/cm3;——試件的實測密度，g/cm3。（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；飽和度過大，減少了瀝青混凝土的空隙率，防礙夏季瀝青體積膨脹，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，％。瀝青體積百分率是指瀝青體積占試件體積的百分率。（1）當(dāng)試件采用油石比計算時，瀝青體積百分率

式中：——意義同前。（2）當(dāng)試件采用瀝青含量計算時，瀝青體積百分率

式中：——意義同前。

我國的現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《瀝青路面施工與驗收規(guī)范》（GBJ92-93）對熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)有規(guī)定，見教材。四、瀝青混合料組成材料（一）瀝青材料不同型號的瀝青材料，具有不同的技術(shù)指標(biāo)，適用于不同等級，不同類型的路面。在選擇瀝青材料的時候，要考慮到交通量（重）、氣候條件（熱）、施工方法、瀝青面層類型、材料來源籌各種情況，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。（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配，這樣，瀝青混合料顆粒之間既能夠比較緊密地排列起來，以達(dá)到足夠的壓實度，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)到要求的級配外，對于它們本身還有不同的技術(shù)要求。1.粗集料瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并且具有足夠的強(qiáng)度和耐磨性。對路面抗滑表層的粗集料應(yīng)選用堅硬、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、一級公路、城市快速道路、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，對于堅硬石料來源缺乏的情況下，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)超過粗集料總質(zhì)量的40％。2.細(xì)集料熱拌瀝看混合料的細(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。但對于高等級公路的面層或抗滑表層，石屑的用量不宜超過砂的用量。3.填料瀝青混合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，其用量不宜超過礦料總量的2％。其中粉煤灰的用量不宜超過填料總量的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)中的粉塵回收來作礦粉使用，其量不得超過填料總量的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％。五、瀝青混合料配合比設(shè)計瀝青混合料配合比設(shè)計的任務(wù)就是通過確定粗集料、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、平整度等各項要求，在聯(lián)系與矛盾中達(dá)到統(tǒng)一。瀝青混合料配合比設(shè)計包括：試驗室配合比設(shè)計、生產(chǎn)配合比設(shè)計和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個階段。本節(jié)主要著重介紹試驗室配合比設(shè)計。試驗室配合比設(shè)計分為礦質(zhì)混合料配合組成和瀝青最佳用量確定兩部分。（一）礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計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，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)計分下列幾步：1.確定瀝青混合料類型確定所設(shè)計的瀝青混合料用于什么樣的公路等級、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。2.確定礦料的最大粒徑各國對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，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)混合料的級配范圍根據(jù)確定下來的瀝青混合料類型，參照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（GBJ92-93）推薦的級配作為瀝青混合料的設(shè)計級配。

4.測出礦質(zhì)集料的密度、吸水率、篩分情況以及瀝青的密度。5.采用圖解法或數(shù)解法，求出已知級配的粗集料、細(xì)集料和礦粉之間的比例關(guān)系，求得的合成級配應(yīng)根據(jù)下列要求作必要的配合比調(diào)整。（1）通常情況下，合成級配曲線宜盡量接近設(shè)計級配中限，尤其應(yīng)使0.075mm、2.36mm和4.75mm篩孔的通過量盡量接近設(shè)計級配范圍中限；（2）對交通量大、軸載重的公路，宜偏向級配范圍的下（粗）限，對中小交通或人行道路等宜偏向級配范圍的上（細(xì)）限；（3）合成級配曲線應(yīng)接近連續(xù)或有合理的間斷級配，不得有過多的犬牙交錯；當(dāng)經(jīng)過再三調(diào)整，仍有兩個以上的篩孔超出級配范圍時，必須對原材料進(jìn)行調(diào)整或更換原材料重新設(shè)計。（二）瀝青最佳用量的確定瀝青最佳用量的確定可以通過理論計算得到，但誤差較大，故一般采用實驗的方法求得。目前，我國采用馬歇爾試驗法來確定瀝青最佳用量。其方法是：1.按所設(shè)計的礦料配合比配制五組礦質(zhì)混合料，每組按規(guī)范推薦的瀝青用量（或油石比）范圍加入適量瀝青，瀝青用量按0.5％間隔遞增，拌和均勻，制成馬歇爾試件。2.根據(jù)集料吸水率大小和瀝青混合料的類型采用合適的方法，測出試件的實測密度，并計算理論密度、空隙率、瀝青飽和度等物理指標(biāo)。3.進(jìn)行馬歇爾試驗，測定穩(wěn)定度和流值這二個力學(xué)指標(biāo)。4.以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以實測密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值為縱坐標(biāo)，分別將試驗結(jié)果點入坐標(biāo)中，瀝青用量與這些指標(biāo)之間連成關(guān)系曲線。從圖中取相應(yīng)于密度最大值的瀝青用量，相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值的瀝青用量，相應(yīng)于規(guī)定空隙率范圍的中值的瀝青用量。以三者平均值作為最佳瀝青用量的初始值。

根據(jù)瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定各關(guān)系曲線上瀝青用量范圍，取各瀝青用量范圍的共同部分，即為瀝青最佳用量范圍，求其中值。按最佳瀝青用量初始值，在上述關(guān)系曲線中取相應(yīng)的各項指標(biāo)值，當(dāng)各項指標(biāo)值均符合馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)時，由和確定最佳瀝青用量，如不能符合規(guī)定時，應(yīng)重新進(jìn)行級配調(diào)整和計算，直至各項指標(biāo)均符合要求。根據(jù)氣候條件和實踐經(jīng)驗，最佳瀝青用量的確定有下列三種情況。（1）一般情況下，取和的中值作為最佳瀝青用量。（2）對熱區(qū)公路以及車輛渠化交通的高速公路、一級公路，預(yù)計有可能造成較大車轍的情況下，可在