第章沥青路面.ppt

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1、第11章 沥青路面,在各类基层上铺筑沥青混合料面层后得到的路面结构称为沥青路面，与水泥混凝土路面相比，沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适；耐磨、振动小、噪声低，施工期短、养护维修方便等优点，因此广泛应用于各级公路。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.1 基本特性,1、面层抗拉强度低。其强度和整体稳定性取决于土基和基层的特性。 2、透水性小。土基和基层的水份难以排出。 3、低温抗变形能力差。 4、对交通量较大的路段，为使沥青路面具有较强的抗拉和抗疲劳性能，宜设置相对较厚的面层。面层较薄时，应加强粘结。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,（1）层铺法：

2、将沥青分层洒布、矿料分层撒铺、碾压形成沥青路面结构的方法。 优点：设备和工艺简单、效率高、进度快、造价低 缺点：结构强度低、使用寿命短、路面成型期长（需要经过炎热季节行车碾压成型） 代表结构类型：沥青表面处治、沥青贯入式路面,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,沥青表处：用沥青和集料按层铺法（或拌和法）铺筑而成的厚度不超过3公分的沥青面层。 适用条件：沥青表处适用于三级及三级以下公路的面层，旧沥青面层上加铺罩面或抗滑层、磨耗层等。 强度型成原理：嵌挤型 施工方法：层铺法、拌和法 特点：由于处治层很薄，一般不起提高强度的作用，其主要作用是抵抗行车的磨耗，增强防水性，提

3、高平整度，改善行车条件（摩擦系数大、表面构造深度大、抗低温开裂性能好）。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,沥青贯入式：在初步压实的碎石上分层浇洒沥青，撒布嵌缝料或再在上部铺筑热拌沥青混合料封层经压实而成的沥青面层（上拌下贯）。厚度一般为48，但用乳沥青时，厚度不宜超过5，沥青贯入式路面上部加铺热拌沥青混合料面层时，其中拌和层厚度不小于1.5。 适用条件：沥青贯入式碎石适用于三级及三级以下公路的沥青面层，也可以作为沥青混凝土路面的联结层或基层。 强度形成原理：嵌挤型 施工方法：层铺法，拌和法（拌和层） 特点：沥青贯入式路面具有较高的强度和稳定性，由于贯入式路面是一

4、种多孔隙结构，为了防止路表水的浸入和增强路面的水稳定性，其面层的最上层必须加铺封层（采用上拌下贯时可不加铺封层料）。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,碎石封层：按碎石撒铺工艺的不同，分异步碎石封层和同步碎石封层。异步碎石封层是先由沥青洒布机撒布沥青，再由碎石撒布机撒布石料，两工序间隔时间10min左右，同步封层则两道工序由同一台设备完成，间隔几秒种，能够保证沥青高温时撒面石料，粘结良好。,同步碎石封层车,同步碎石封层,沥青碎石同步封层车,撒布沥青,石屑撒布机是采用层铺法铺筑沥青路面的专用机械之一。主要用途是在洒好沥青的路基上均匀地撒布一层粒径范围一定的石屑，以修

5、筑表面处治沥青路面，贯入式沥青路面施工，路面联结层铺设和各种防水层铺设，在养护作业中可以用于改善磨耗层的摩阻性能和防水性能。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,（2）路拌法 在路面上用人工或机械将矿料和沥青就地拌和、摊铺、碾压成形的沥青路面结构。 代表结构类型：乳化沥青碎石,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,冷拌沥青碎石：采用乳化沥青或液体沥青与矿料在常温状态下拌和而成的常温沥青混合料。冷拌沥青混合料宜采用密级配沥青混合料，当采用半开级配的冷拌沥青碎石时应铺筑上封层。 适用条件：冷拌沥青混合料适用于三级及三级以下公路的沥青面层，二级公

6、路养护罩面以及各级公路的基层、联结层或整平层。 强度形成强理：密实型或嵌挤型 施工方法：厂拌法，无条件时也可采用路拌法或工人摊铺。 特点：常温施工，工艺简单，成本低，污染小、成型期短、但耐久性差。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,（3）厂拌法 用不同粒径的碎石、砂、矿粉等和沥青按一定比例混合，在一定温度下热拌所得的沥青混和料，在规定的温度内运到工地摊铺、碾压密实后成型的沥青混合料。 按强度形成原理、材料组成及结构、矿料级配和空隙率、公称最大粒径等分为以下几类： 代表结构类型：热拌沥青混合料（HMA)）,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分

7、类,1、沥青混凝土（AC）：设计空隙率35%、连续密级配，适用于各级公路沥青面层的任何层次，我国公路沥青路面施工技术规范规定：高速公路及一级公路的表面层、中面层、下面层应采用沥青混凝土，二级公路的表面层宜用沥青混凝土（AC525）。 2、沥青稳定碎石混合料基层（ATB）：设计空隙率为36%、连续密级配，粗粒式及特粗式，适用于基层。（ATB2540） 3、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）：设计空隙率为34%、间断密级配，适用于铺筑新建公路的表面层或旧路面加铺磨耗层。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.2 沥青路面的分类,4、沥青碎石混合料（AM）:设计空隙率612%、半开级配，仅适用于三

8、级及三级以下公路、乡村公路、且沥青混合料拌合设备缺乏添加矿粉装置和人工炒拌的情况（AM1040）。 5、排水式沥青稳定碎石混合料（OGFC）:设计空隙率大于18%，细粒式，适用于高速行车、多雨潮湿、不易被尘土污染、非冰冻地区铺筑排水式沥青磨耗层（OGFC1016）。 6、排水式沥青碎石混合料（ATPB）:设计空隙率大于18%，粗粒式及特粗式，适用于排水基层，且下卧层应具有排水和抗冲刷能力（ATPB2540）。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.3 沥青路面的选择与应用,特粗式沥青混合料适用于基层， 粗粒式沥青混合料适用于下面层或基层， 中粒式沥青混合料适用于中面层和表面层， 细料式沥

9、青混合料适用于表面层和薄层罩面， 砂粒式沥青混合料适用于非机动车道或人行道。,11.1 沥青路面基本特性及分类 11.1.3 沥青路面的选择与应用,（1）表面层功能：高温抗车撤、低温抗裂、密水、抗滑、耐磨 （2）中下面层功能：高温抗车撤、抗疲劳、抗裂 （3）除排水式功能层外，均考虑密水性，渗水性结构的层间或层底应采取防渗或排水措施 （4）沥青面层集料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并与压实层厚度相匹配。压实厚度不宜小于集料公称最大粒径的2倍。 （5）沥青路面一般不宜铺在纵坡大于6%的路段，在纵坡大于3%的路段应考虑抗滑措施。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.1 强度特性,1、抗剪强度：

10、 沥青路面的抗剪强度与集料级配、形状和表面特性有关，与沥青的粘结力和用量有关。要通过直剪和三轴压缩试验得到。 沥青混合料的粘结力取决于下列因素： （1）沥青的粘度：粘度越高，粘结力越大 （2）沥青用量：最佳沥青用量，粘结力最大 （3）温度与剪切速率：温度升高、剪切速率下降，粘结力下降 （4）细料：细料含量多，粘结力提高,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.1 强度特性,2、抗拉强度 沥青混合料的抗拉强度由混合料中沥青的粘结力提供，可采用直接拉伸或劈裂试验，由所测得的应力应变曲线上的最高应力值确定。 直接拉伸试验：将混合料做成圆柱形试件（马歇尔直径高101.6*63.5mm），其两端用环氧

11、树脂粘于金属盖帽上，通过安置在试件上的变形传感器，测定在各级拉力下的应变值，应力应变曲线中的最大值即是。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.1 强度特性,劈裂试验：将混合料试件两侧沿直径方向按一定速率施加压力，直到试件开裂破坏。 沥青混合料受条形荷载作用时大都沿垂直于直径的平面劈裂破坏，混合料的极限抗拉强度为： （1）沥青粘度大，含量高则抗拉强度高 （2）密级配优于开级配 （3）在低温下混合料的强度随温度降低而提高，形成峰会值（脆化点）后强度下降。 （4）我国现行规范采用劈裂强度作为沥青混合料的抗拉强度。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.1 强度特性,3、抗弯拉强度 沥青混合

12、料的抗弯拉强度在室内用梁式试件（L*b*h250*30*35mm，温度15）在简支受力下，采用三分点加载使梁中部处于纯弯拉状态。,沥青混合料的抗弯拉强度取决于材料的性质及结构破坏过程的加荷状况，试验时的温度对抗弯拉强度也有很大影响。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.2 应力应变特征,1、弹粘塑性质：沥青混合料在受力较小，受荷时间短时，基本上处于弹性状态兼有粘弹性的性质，当混合料受荷达到一定值，受荷时间较长时，不仅出现弹性应变，而且还有随时间而发展的粘塑性应变，混合料表现出弹粘塑性质。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.2 应力应变特征,2、应力松驰特性：沥青混合料的应力松驰时

13、间取决于粘滞度，且随温度变化而变化。因此沥青混合料的应力应变特性不仅同荷载大小和时间有关，还与材料的温度有关。,应力松驰是变形物体在恒定应变下，应力随时间而自动降低的过程，为使物体保持变形的状态，随着时间的推移，所需的力愈来愈小，使应力下降到初始数值的持续时间，叫应力松驰时间。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.2 应力应变特征,流体在流动时，相邻流体层间存在着相对运动，则该两流体层间会产生摩擦阻力，称为粘滞力。粘度是用来衡量粘滞力大小的一个物理数据。粘度通常分为绝对粘度(动力粘度)、运动粘度和条件粘度。 绝对粘度(又称动力粘度)是指当两个面积为1m2，垂直距离为1m的相邻液层，以1m

14、.s-1的速度作相对运动时所产生的内摩擦力，常用表示。当内摩擦力为1N时，则该液体的粘度为1，其法定计量单位为Pa.s(即N.s.m-2)。在温度t时的绝对粘度用t表示。 沥青混合料在冬季低温时具有很高的粘滞度，应力松驰时间较长，具有弹性体的变形特征，夏季高温时，混合料的粘滞度迅速降低，应力松驰时间大大缩短，在临界状态下产生塑性变形。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.2 应力应变特征,我们用劲度模量作为表征弹-粘-塑性材料的性质指标。所谓劲度模量，就是材料在给定的荷载作用时间和温度条件下应力与应变的比值。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.2 应力应变特征,沥青的弹-粘-塑性

15、可用蠕变试验来描述 设在沥青试件上施以拉应力0并保持不变，其应变随时间t增加，这种现象称蠕变，当时间为t时，总应变 瞬时弹性模量E，延迟复回模量D，劲度模量Sb3/t。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2.3 疲劳特性,疲劳破坏： 疲劳寿命： 沥青混合料的疲劳试验研究： 真实荷载试验： 足尺寸模拟试验： 室内小型试件疲劳试验：,纯弯曲梁实验装置及弯矩图,多功能电测实验装置,沥青混合料的弯曲试验是对规定尺寸的标准梁式试件，在跨中施加集中荷载至断裂，由破坏时的最大荷载求试件的抗弯强度，由破坏时的跨中挠度求混合料的破坏弯拉应变。两者之比为弯曲劲度模量。,11.2 沥青混合料的力学性质 11.2

16、.3 疲劳特性,以中性轴为Z轴，y轴向下为正，设弯曲后中性轴曲率半径为，则距中性轴为y处的纵向线应变为y/,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,道路用沥青有有石油沥青、煤沥青、乳化沥青等。 高树脂、少石蜡的石油是炼制道路沥青的最好原料。（石蜡基、中间基、环烷基） 1、道路石油沥青的适用范围 A级：各个等级的公路，适用于任何场次和层次 B级：高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次。 C级：三级及三级以下公路的各个层次。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵

17、区上坡路段、服务区停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大、60度粘度大的沥青； 对冬季寒冷地区或交通量小的公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青， 对温度日温差、年温差大的工区宜选用针入度指数大的沥青， 当高温要求与低温要求发生矛盾时优先满足高温性能要求。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,2、道路石油沥青的技术标准。 目前，在世界范围内具有代表性的道路沥青的评价体系有三种，即针入度分级体系、粘度分级体系和PG分级体系。 道路沥青的针入度分级体系是根据沥青针入度的大小确定沥青所适应的气候条件和载荷条件。针入度分级体系的主体是人们所熟悉的拉（延度）

18、、扎（针入度）、落（软化点），辅以 沥青安全性指标闪点， 沥青纯度指标溶解度， 沥青抗老化性能指标薄膜烘箱试验， 原油约束指标蜡含量等，构成了沥青的针入度分级体系。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,粘度分级体系是根据沥青或薄膜烘箱后的沥青在60时的粘度值确定沥青的使用环境和使用条件的。 PG分级体系的是美国联邦公路局历经5年的研究所进行的美国战略公路计划（简称SHRP）中有关沥青分级体系的研究成果， 在PG分级体系中，用路面最高设计温度下的动态剪切模量表征沥青的高温性能，用最低路面设计温度下的劲度和劲度随变形的变化速率表征沥青的低温性能，用疲劳温度下的动态剪切模量表征沥

19、青的抗疲劳性能，用旋转薄膜烘箱试验和压力老化试验分别表征沥青的短期老化和长期老化性能。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,包括：针入度、适用的气候分区、针入度指数PI、软化点、60度动力粘度、10度延度、15度延度、蜡含量、闪点、溶解度、密度、老化试验后的质量损失、残留针入度比、残留延度等。 其中30#沥青仅适用于沥青稳定基层，130#、160#沥青除寒冷地区可直接在中低级公路上使用外，通常作乳化沥青、稀释沥青、改性沥青的基质沥青。,高温分区指标：一级区划分为3个区,低温分区指标：二级区划4个区,雨量分区指标：三级区划4个区,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.

20、1 沥青,以B级90#沥青为例： 针入度80100（0.1mm）（25C,0.1mm，5s）， 针入度指数：1.8+1.0， 软化点：4243， 60动力粘度Pa.s：不要求， 延度10：1530cm，15：100cm， 蜡含量：蒸馏法3， 闪点：245， 溶解度：99.5%（三氯乙烯），15密度：实测， TFOT或RTFOT后质量变化0.8（163，5h，3.2mm）， 残留针入度比：54， 残留延度106cm，15残留延度：20cm。,SYD2801D型沥青针入度仪,主要技术参数： 标准针和连杆重量：50g 时间选定：5S60S, (3)测量范围：50mm(500针入度), (4) 带恒温

21、浴数字显示25,SYD-2801I 针入度自动试验器,针入度是沥青试样在规定温度下以规定荷载的标准针，经历规定的时间贯入沥青试样中的深度。针入度是反映特定温度下沥青的粘度指标。,针入度指数是一种沥青结合料的温度感应性指标，反映针入度随温度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到。 沥青的感温性是采用粘度随温度而变化的行为来表达，针入度指数PI赿大，表示沥青的感温性赿低，沥青针入度指数的提高，可增加沥青路面的抗车辙能力，但是沥青的高温抗变形能力与低温抗裂能力往往是互相矛盾的。,SYD2806E型电脑沥青软化点侧定仪,SYD-2806H 全自动沥青软化点试验器,软化点是沥青试样在规定尺寸

22、和质量的钢球（直径为9.5 mm重为3.5g，），放于水或苷油中，以规定的速度（起始温度5C或32C,以5C/min）加热至钢球下沉达到规定距离时的温度，以C表示。软化点既是反映沥青材料感温性的一个指标，也是沥青粘度的一种量度。,SYD0620沥青动力粘度计(真空减压毛细管法),SYD0621沥青标准粘度计,动力粘度是沥青试样处于牛顿粘性体的流动状态时，试样内部层与层之间产生的阻力（剪应力）与层间相互离开的速度（剪变率）的比例，称为动力粘度，以pa.s表示。,SY1.5(2)B型低温双数显沥青延度仪 （齿条式）,SY1.5(2)C型低温双数显沥青延度仪 (双丝杆式),延度是规定形态的沥青试样，

23、在规定温度下以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm表示。延度表示沥青的塑性。所谓塑性是沥青在外力作用下发生变形而不破坏的能力。,WSY10型石油沥青蜡含量测定仪,石油沥青中的蜡含量的测定是个比较复杂的问题，它是以蒸馏法馏出油分后，在规定的溶剂及低温下结晶析出的蜡含量，以质量%表示。最新的论点认为蜡对沥青质量的影响不仅决定于蜡的数量，而且更重要的是决定于蜡在沥青中的存在状态。,SYD-3536克利夫兰开口闪点仪,SYD-3536 克利夫兰开口闪点试验器,闪点是沥青试样在规定的盛样器内按规定的升温速度受热时所蒸发的气体以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬即灭的火焰时的试样温度，以C表示,溶解度是沥

24、青试验在规定溶剂中可溶物的含量，以质量百分率表示。,85型沥青旋转薄膜烘箱,旋转薄膜烘箱试验，是对沥青薄膜样品进行烘烤试验，通过烘烤前和烘烤后测定沥青的粘度、针入度、延度来确定沥青样品的老化特性（163，75min）,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,3、乳化石油沥青 乳化沥青是将粘稠沥青加热至流动态，经机械力作用，将沥青形成微滴分散在有乳化剂稳定剂的水中，形成均匀稳定的乳状液。 乳化石油沥青适用于沥青表面处治路面、沥青贯入式路面、冷拌沥青混合料路面，也可用于浇洒透层和粘层。 阳离子乳化沥青适用于酸性、潮湿的石料和施工温度较低的环境，阴离子乳化沥青适用于碱性、干燥的石料，

25、可与水泥、石灰或粉煤灰共同使用。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,4、液体石油沥青与煤沥青 用轻质油分将沥青稀释后得到液体石油沥青，通常用于浇洒透层和粘层，也可用于常温沥青混合料路面及沥青路面的养护与维修。 路用煤沥青主要是由炼焦或制造煤气得到的高温焦油加工而得。 适宜于浇洒沥青路面的透层及粘层，也可用于三级及三级以下的公路的面层。因污染环境而很少使用。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.1 沥青,5、改性沥青 目前，国内用于沥青改性的聚合物品种繁多，归纳起来，大致可分为三种类型： (1) 橡胶改性类：如天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）、氯丁橡胶（CR）

26、、丁二烯橡胶（BR）、乙丙橡胶（EPDM）、废旧的汽车轮胎等； (2) 热塑性弹性体：如苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）、苯乙烯-异二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SIS）； SBS是一种热塑性弹性橡胶，在沥青中主要起到改性作用，提高沥青的耐老化性能。 (3) 树脂类：包括热塑性树脂与热固性树脂。前者有聚乙烯（PE）、乙烯-醋酸-乙烯共聚物（EVA）、聚乙氯烯（PVC），后者有近年来国外（美国）广泛用作正交异性钢桥面铺装的环氧树脂（EP）（国内首次使用在正交异性钢桥上的工程案例为南京长江二桥）。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.2 粗集料,1、沥青混合料用粗集料技术： （1）压

27、碎值 （2）洛杉矶磨耗损失 （3）表观相对密度 （4）吸水率 （5）针片状含量 （6）水洗0.075mm颗粒含量 （7）软石含量 （8）粘附性 （9）磨光值,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.2 粗集料,（1）压碎值：2.5-2.6,表观密度、堆集密度、空隙率是集料技术性质的三大主要参数。 （4）吸水率：2.0-3.0%，在标准条件下，石料试件最大吸水质量占烘干质量的百分率。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.2 粗集料,（5）坚固性：12%，坚固性反映集料在气候外力或其它物理因素作用下抵抗碎裂的能力。有冻结和硫酸盐浸泡法两种。在硫酸钠溶液中循环5次，烘干称重。标准试样

28、侵入20h烘干4h冷却循环五次水冼烘干称重。 （6）针片状含量：1518%，根据粒级取样，按所规定的粒级用规准仪逐粒检查，凡颗粒长度大于针状规准仪上相应间距者，为针状颗粒，厚度小于片状规准仪相应孔宽者为片状颗粒。 （7）含泥量：1.0，指粒径小于0.075mm颗粒含量。干称水洗过筛干称。 （8）软石含量：3-5%，试样三分510mm,1020mm,20mm以上，加荷0.15或0.25或0.34KN，破裂颗粒即为软弱颗粒。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.2 粗集料,（9）粘附性 我国现行试验法规定，沥青与集料的粘附性试验，根据沥青混合料的最大粒径，大于13.2mm者采用水煮法，小

29、于或等于13.2mm者采用水浸法。 水煮法：细线栓集料，105烤恒温，浸入130150沥青中，45s，集料颗粒完全为沥青裹覆，冷却后，浸入微沸水中3min，取出观察剥离程度。 水浸法：将裹覆沥青的集料放入80左右恒温槽中，30min，取出观察剥离状况 1级:沥青移动完全剥落， 2级:大部移动，局部保留，剥离面积大于30%， 3级:局部移动大部保留，剥离面积小于30%， 4级:少部移动，剥离面积小于10%， 5级:沥青膜保存完好，剥离面积接近0。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.2 粗集料,（10）磨光值PSV36-42：选取510mm料，密排于试模中，用砂密填，用环氧树脂砂浆固结

30、，养护24h，将试件安装于加速磨光机的道路轮上，模似汽车轮胎旋转，道路轮在轮胎养动下旋转，在两轮间加入水和金刚砂，使试件受到磨料的磨耗，6h上取下试件，冲去金刚砂，用摆式摩擦系数仪测定试件的摩擦系数值，换算后得石料磨光值。刻盘读数/0.6，玄武岩、辉绿岩。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.2 粗集料,2、粗集料的技术规格 最大粒径和级配：s1-14共十四个粒级。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.3 细集料,1、细集料的技术要求 （1）表观相对密度 （2）坚固性 （3）含泥量 （4）砂当量 （5）亚甲蓝值 （6）棱角性（流动时间） 2、细集料的技术规格：s15/s16

31、,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.3 细集料,（1）砂当量：测定细集料中所含粘性土或杂质的含量，以评定砂的洁净程度。砂当量是评定细集料中小于0.075mm颗粒的塑性部分的一个重要鉴别试验。砂当量试验在我国尚不普及。 砂当量我国标准为60%，用高浓度的CaCl2溶液加适量甲醛、丙三醇配制试验液，将一定量的砂倒入装有试验液的量筒中，测定试筒底部到絮状凝结物的上液面高度h1，和沉淀物高度h2，（h2/h1）100为砂当量。 （2）亚甲蓝值：测定泥和石粉含量，并区分机制砂中的土和石粉。在水冼悬浮液（0.075mm）中加入亚甲蓝溶液，直到稳定浅蓝色色晕yun持续5min为止（试纸法）。 M

32、B每千克0-2.36mm粒级试样所消耗的亚甲蓝克数。 （3）棱角性：流动时间法：预测细集料对沥青混合料的内摩擦角和抗流动变形性能及对拌制水泥混凝土的和易性的影响。,11.3 沥青路面对材料的基本要求 11.3.4 矿粉与纤维稳定剂,沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石（憎水性石料），经磨细得到的矿粉，原石料中泥土杂质除尽。 矿粉的亲水系数是单位质量的矿粉在同体积水（极性分子）中和同体积煤油（非极性分子）中的膨胀体积之比值。 加热安定性指加热过程中受热不产生变质的性质。 增加比表面积，减少自由沥青数量，提高粘结力，过多则胶泥成团，造成不良后果。,11.3 沥青路面对材料的基本要求

33、11.3.4 矿粉与纤维稳定剂,根据岩浆岩中的SiO2的含量由低至高，将岩浆岩分为超基性岩、基性岩、中性岩、酸性岩四大类，它是岩浆分异假说中的理论依据之一。一般标准：sio2 45%，超基：橄榄岩、辉石岩 45-52%，基性；辉长岩、斜长岩、玄武岩, 52-65%，中性：闪长岩、安山岩， 65%，酸性：石英岩、花岗岩,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,1、高温稳定性 （1）高温稳定性破坏 复季高温时，在频繁停车地点或行车变速的路段上，在重复荷载下产生变形累积，如推挤、拥包等永久变形。 薄则整体滑动，厚则内挤推移。 路面车辙是沥青混合料高温稳定性不足造成的

34、另一种永久变形。由于沥青高温时强度不足以抵抗车轮荷载的反复作用。轮下的部分沥青混合料产生剪切变形逐渐被挤压到两侧，两侧的沥青面层鼓起，形成辙槽。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,（2）影响沥青混合料高温稳定性因素 沥青用量与质量：相同条件下，用量越大，高温稳定性越差。稠度较大的沥青，高温稳定性提高。 混合料类型与矿料级配类型：矿料粒径大、颗粒较粗的高温稳定性好。嵌挤型好，密实级配型差。 矿料颗粒形状与表面特性：接近立方体、表面粗糙好。 沥青与矿料的粘附：好。 矿粉用量：适中。 温度、湿度：温度高、湿度大高温稳定性差。 行车荷载：轮载大、速度慢则变形大。

35、 施工质量：施工压实度高，高速稳定性好。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,（3）沥青混合料高温性能试验方法 我国现行沥青路面施工技术规范规定，采用马歇尔试验方法进行沥青混合料的组成设计，对高速、一级公路、城市快速路、主干路用沥青混合料还应通过动稳定度试验检验其抗车辙能力。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,以夏热及夏凉区重载交通为例： 稳定度：MS8KN。 流值：FL2-4mm。 空隙率：VV（3-5）。 矿料间隙率VMA14。 沥青饱和度（沥青填隙率）VFA：（6575） 车辙试验： 普通类夏热区800次，夏凉

36、区600次，改性类夏热区2400次，夏凉区1800次。,稳定度：MS8KN。是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载（KN）。 流值：FL2-4mm。是达到最大破坏荷载重时试件垂直变形。 空隙率：VV（3-5）。矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料自身内部孔隙）的体积占总体积的百分率。 矿料间隙率VMA14。压实沥青混合料试件内矿料部分以外体积占总体积的百分率。VMA=VV+VA VA沥青体积百分率。 沥青饱和度（沥青填隙率）VFA：（6575）。 压实混合料中沥青部分体积占矿料骨架以外空隙部分体积的百分率。 车辙试验：目前的方法是用标准成型方法制成30030050mm的

37、沥青混合料试件，在60的温度条件下，以一定荷载（0.7MPa）的轮子在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走的次数，即为动稳定度。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,（4）提高沥青混合料高温稳定性的措施。 选用粘度高，针入度小，软化点高和含蜡量低的沥青 用外掺剂改性沥青。 采用略小于马歇尔试验确定的最佳沥青用量 采用沥青较大和碎石含量多的矿料 保持矿粉与沥青之比为1-1.2。 剩余孔隙率4% 采用较高的压实度。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,2、低温抗裂性 （

38、1）低温开裂破坏 沥青路面的低温开裂，大致分为两类：一是低温缩裂，由表向里，它与沥青混合料的体积收缩率有关。另一类是反射裂缝：由基层收缩与冰冻共同作用产生。由于收缩主轴是纵向的，多表现为横缝。 使用稠度低，温度敏感性低的沥青，可以减少或延缓路面的开裂 增加沥青面层的厚度，可以减少延缓路面开裂但不能根除 在面层与基层间加铺一层沥青橡胶混合料应力吸收薄膜夹层，能有效防止反射开裂。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质, 低温抗裂性试验：在温度10度，加载速度5cm/min条件下进行弯曲试验

39、其破坏应变满足下列要求：普通类冬寒区2300。改性类不小于2800。,LRB-1型微机沥青混合料高低温弯曲蠕变试验系统 用于沥青混合料弯曲蠕变试验，它由高低温恒温水槽、杆杠加载装置、数采系统及微机数据处理系统等部分组成，是国内首创的沥青混合料弯曲蠕变自动测试设备。,主要技术参数： 1、温度范围：-2060，准确度0.1； 致冷功率：1500W； 加热功率：2000W； 2、加载范围：020； 3、数显位移测试范围：050，,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,3、水稳定性 规范规定：高速公路、一级公路二级公路的沥青混凝土应具有良好的水稳定性。沥青混合料的水

40、稳性指标： （1）浸水马歇尔试验残留稳定度不小于75-85% （2）冻融劈裂试的残留强度比不小于70-80% （3）沥青与矿料的粘附等级不低于四级。,浸水马歇尔试验在60浸水48h，测定其稳定度,用于规定条件下对混合料进行冻融循环，测定试件在受水损前后劈裂破坏的强度比（18，加载50mm/min，压力30t） JTY-2 沥青混合料冻融劈裂试验机用于在规定条件下对沥青混合料进行冻融循环，测定试件在受到水损前后劈裂破坏的强度比，评价沥青混合料稳定性。可自动打印劈裂力值和变形量图形。 特点 : JYT-2 沥青混合料冻融劈裂试验机试验温度： -18 机械加载速率： 50mm/min 压条尺寸：宽

41、12.7mm 内侧曲率半径 50.8mm 宽 19mm 内侧曲率半径 75mm 压力荷载 :30T 变形传感器 :0-500mm。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,4、渗水系数检验：密级配沥青混凝土渗水系数120ml/min。,路面渗水仪：形状及尺寸上部盛水量筒由透明有机玻璃制成，容积600mL，上有刻度，在100mL及500mL处有粗标线，下方通过拳10mm的细管与底座相接，中间有一开关。量筒通过支架联结，底座下方开口内径150mm，外径165mm，仪器附压重铁圈两个，每个质量约5kg，内径160mm。,计算沥青路面的渗水系数计算，CW=（V2-V1

42、）/（T2-T1）*60计算时以水面从l00mL下降至500mL所需的时间为标准，若渗水时间过长，亦可采用3min通过的水量计算：,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,耐久性 我国现行规范采用空隙率、饱和度（即沥青填隙率）和残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。 从耐久性角度出发，希望沥青混合料空隙率尽量减少，以防止水的渗入和日光紫外线对沥青的老化作用，但一般均应残留36%的空隙，以备夏季沥青材料膨胀。 沥青的空隙率与水稳性有关，空隙大，在饱水后矿料与沥青的粘附力降低，易发生剥落。 沥青用量较正常小时，沥青膜变薄，混合料的延伸能力下降，脆性增加。同时V

43、V增加，沥青膜暴露较多，加速老化。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,抗滑性： 我国现行标准对抗滑层集料提出了磨光值、道瑞磨耗值和冲击值等三项新指标，沥青用量对抗滑性的影响非常敏感，沥青用量超过最佳用量0.5%即可使抗滑系数明显降低。 含蜡量对沥青混合料抗滑性有明显影响，我国现行行业标准道路用石油沥青技术要求提出，含蜡量应不大于A级2.2%,B级3%,C级4.5%。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.1 沥青混合料技术性质,施工和易性。 指混合料的流变特性：包含流变性、可塑性、稳定性和易密性。满足运输和摊铺的流变性，不为外力作用产生脆断的

44、可塑性，不产生分层、离析的稳定性和易于压实的密实性。 影响施工和易性因素： 级配：细料少粗料多易分层离析，细料太多拌和困难。 沥青用量：沥青用量少不易压实，多则结团成块，不易摊铺。 矿粉用量：太多不易压实。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,确定工程设计级配范围 材料选择与准备 矿料配合比设计 马歇尔试验 确定最佳沥青用量（或油石比） 配合比设计检验 （1）高温稳定性检验， （2）水稳定性检验 （3）低温抗裂性检验， （4）渗水系数检验,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,1、确定工程设计级配范围 （1）

45、确定沥青混合料类型： （2）确定矿质混合料的级配范围： 对夏季气温高，持续时间长，重载交通多的路段采用C型，并取较高的设计空隙率。对冬季气温低，持续时间长，重载交通少的路段采用F型，并取较低的设计空隙率。 为确保高温抗车撤能力，同时兼顾低温抗裂需要，设计时适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S形级配，并取中高水平的设计空隙率。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,2、矿料配合比设计 组成材料的原始数据测定，筛分曲线、相对密度 计算组成材料的配合比，图解法或电算法 调整配合比,11.4 沥青混

46、合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,3、马歇尔试验 （1）制备试件：根据规范列表和工程经验，初步估计恰当的沥青用量，并以该估计值为中值，以0.5%为步长上下变化沥青用量，取5个不同的沥青用量制备马歇尔试验的试件。 （2）测定物理和力学指标：按规定的试验温度和试验方法进行马歇尔试验，测定混合料的稳定度、流值、密度，并计算压实后混合料的剩余空隙率、饱和度和矿料间隙率，马歇尔试验的各项指标应符合表列技术标准要求。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,（3）马歇尔试验结果分析：以沥青用量为横坐标，以视密度、空隙率、饱和度、稳定度和

47、流值为纵坐标，将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。确定均符合要求的沥青用量范围OACminOACmax。 （4） 选择的沥青用量必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能满足沥青饱和度要求范围，并使密度及稳定度曲线出现峰值。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,4、最佳沥青用量确定 （1）OAC1=（a1+ a2+ a3+a4）/3 OAC1=（a1+ a2+ a3）/3 OAC1= a3 （2）OAC2=（OACmin+OACmax）/2 （3）OAC（OAC1OAC2）/2 （4）调整OAC,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4

48、.2 密级配沥青混合料组成设计,对炎热地区公路以及高速、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量，减小0.10.5%作为设计沥青用量。 对于寒区公路、旅游公路、交通量很少的公路最佳沥青用量可以在OAC基础上增加0.10.3%，以适当减少设计空隙率，但不得降低压实度要求。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,5、配合比设计检验 （1）水稳定性检验 按最佳沥青用量制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验或真空饱水马歇尔试验，检验其残留稳定度是否合格。 （2）高温稳定性检验：抗车辙能力校核检验，在60，0.7MPa的条件下用车辙试验机检验最佳沥青用量下沥青混合料的高温稳定性。,11.4 沥青混合料技术性质与组成设计 11.4.2 密级配沥青混合料组成设计,（3）低温抗裂性能检验：对公称最大粒径等于或小于19的混合料，按规定方法进行低温弯曲试验。 （4）渗水系数检验：密级配沥青混凝土渗水系数120ml/min。 6、配合比设计报告。,矿料级配曲线示例,马歇尔试验结果示例（横坐标为油石比）,马歇尔试验结果示例,图中a1=4.2%,a2=4.25%,a3=4.8%,a4=4.7%, OAC1= 4.49%,OAC2=4.8%OACmax=5.3%,OACmin=4.3