劳动出版社《土质与筑路材料》-B12-98136模块五 沥青及沥青混合料

1了解沥青混合料的种类及特点。 2. 了解沥青混合料的组成材料。 3. 了解沥青混合料的配合比设计方法。,任务一 认识沥青混合料,沥青混合料的内部结构如何，各组成材料在结构中都起到什么作用，它们的性能和数量的变化会对混合料有什么影响呢？,另外一种路面混合料类型：沥青混合料。,一、沥青混合料的分类,三、沥青混合料的组成材料,1. 沥青混合料的优点 2. 沥青混合料的缺点,二、沥青混合料的特点,1.沥青 （1）沥青的分类,（2）石油沥青的组成和结构,石油沥青四组分分析法的各组分性状,（3）石油沥青的结构,a)溶胶型结构 b) 溶凝胶型结构 c) 凝胶型结构,沥青的针入度指数和胶体结构类型,2.粗集料,沥青混合料用粗集料质量技术要求,粗集料与沥青的黏附性、磨光值的技术要求,3.细集料,沥青混合料用细集料质量要求,4.填料,沥青混合料用矿粉质量要求,用于沥青混合料的填料必须采用石灰岩或者岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉。,五、其他品种沥青混合料,1沥青玛蹄脂碎石（SMA）混合料 2Superpave沥青混合料 3排水性（OGFC）沥青混合料 4常温沥青混合料,热拌沥青混合料的配合比设计步骤,1.确定工程设计级配范围 2.材料选择与准备 3.矿料配合比设计 4.沥青混合料马歇尔试验 5.确定最佳油石比或最佳沥青用量 6.配合比设计检验,沥青混合料配合比设计示例,1. 原始资料 （1）道路等级：高速公路； （2）路面类型：AC-16C型沥青混凝土； （3）结构层位：上面层； （4）气候条件：7月份平均最高气温为31，年极端最低气温为-7，年降雨量为1400mm。,（5）材料性能 1）沥青材料：沥青密度1.037g/cm3。 2）矿质材料：粗集料采用1020mm、510mm和35mm 3档集料，洛杉矶磨耗损失13%，黏附性等级5级。细集料为机制砂。矿粉采用石灰岩矿粉，无团粒结块。 2. 设计要求 （1）进行矿质混合料的配合比设计； （2）确定最佳沥青用量； （3）根据高速公路用沥青混合料要求，检验沥青混合料的水稳定性、高温和低温能力。,1.沥青混合料的分类方法有哪些？ 2.沥青中蜡的存在对沥青路面质量有何影响？ 3.沥青的胶体结构有哪些类型？各有何特点？如何判定？,1掌握石油沥青常用技术性质。 2. 能够对沥青质量进行评定。,任务二 评价石油沥青的性能,沥青质量问题引起的路面破坏类型,某施工单位委托质检部门对其提供的沥青基本性能进行评价，并判断该沥青是否满足相关规范的要求。,一、石油沥青的技术性质与检验,1.密度,沥青密度是指沥青试样在规定温度条件下单位体积所具有的质量。 沥青的密度与相对密度利用比重瓶法测定。,沥青密度试验用比重瓶,2.黏滞性,沥青针入度试验是国际上经常用来测定黏稠沥青（固体、半固体）稠度的一种方法。,沥青的黏滞性（简称黏性）是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移时抵抗剪切变形的能力。,3.塑性（延度）,沥青的塑性是指沥青在外力作用下发生变形而不被破坏的能力，通常用延度指标来表征。,延度主要反映沥青的柔韧性，延度越大，沥青的柔韧性越好。,沥青延度试验,4.温度稳定性,（1）高温稳定性 沥青的高温稳定性用软化点表征。,（2）低温稳定性,沥青软化点试验,（3）沥青的感温性 黏度随温度变化的感应性。针入度指数法是沥青感温性指标的表示方法之一。,针入度指数PI是评价沥青感温性应用最广泛的指标。 值越小，表示沥青的温度敏感性越强。,5.沥青的黏附性,6.沥青的耐久性,黏附性是指沥青与石料之间相互作用所产生的物理吸附和化学吸附的能力。,沥青路面应具有良好的使用性能和较长的使用年限，要求沥青材料具有较好的抗老化性能，即耐久性。,沥青旋转薄膜烘箱,7.沥青的黏弹性,二、我国公路石油沥青的技术要求,物体在外力作用下既产生弹性变形又产生黏性流动变形的性质，称之为黏弹性。,道路石油沥青的适用范围,一、沥青试件制备 1试验准备,沥青质量的评定,（1）沥青熔化加热 （2）沥青过筛 （3）灌模 1）针入度试件制备。,浇注试件,室温冷却,图,5,-,2,-,9,沥青针入度试件的制备,1试验步骤,2）延度试件制备。,沥青延度试件的制备,3）软化点试件制备。,沥青软化点试件的制备,二、沥青针入度的测定 1试验准备,a)针入度仪 b)标准针 c)恒温水槽,针入度试验的仪器设备,2试验步骤,针入度的测定,3试验数据的记录与处理,沥青针入度试验记录表,三、沥青软化点的测定（环球法） 1试验准备,自动软化点试验仪,2试验步骤,软化点试验过程,3试验数据的记录与处理,沥青软化点试验记录表,四、沥青延度的测定 1试验准备,延度仪,2试验步骤,沥青延度试验过程,3试验数据的记录与处理,沥青延度试验记录表,五、沥青质量评定,沥青质量检验报告,1.沥青的技术要求有哪些？都用什么指标表示？ 2.沥青三大指试验的试样制作，关键点有哪些？ 3.沥青三大指标试验中，应注意哪些问题？,1了解沥青混合料的组成结构和强度形成原理。 2. 了解沥青混合料的技术性质和热拌沥青混合料的技术要求。 3. 能够评价热拌沥青混合料的常用性能。,任务三 评价热拌沥青混合料的性能,沥青混合料自身的质量问题引起的路面损害,沥青路面裂缝,沥青路面泛油,某质检部门对AC-16型沥青混合料进行配合比设计，并进行基本性能检验，判断该沥青混合料是否符合相关规范。,一、沥青混合料的组成结构和强度形成原理 1.沥青混合料的组成结构,沥青混合料的典型组成结构,2.沥青混合料的结构强度及其影响因素,不同沥青用量对c 和 的影响,1）沥青黏度的影响 2）沥青与矿料在界面上的交互作用 3）矿料比面和沥青用量的影响 4）矿质混合料的级配类型、颗粒形状和表面性质的影响 5）使用条件的影响,二、沥青混合料的技术性质 1. 高温稳定性,马歇尔稳定度试验,1）马歇尔稳定度试验,（1）高温稳定性的评价方法和评价指标,稳定度：试件受压至破坏时承受的最大荷载为，以KN计； 流值：达到最大破坏荷载时试件的垂直变形以mm计。,2）车辙试验,动稳定度DS ：在60的温度条件下，标准试验轮以0.7MPa轮压在同一轨迹上作一定时间的反复行走，产生1mm车辙变形所需要的行走次数。,动稳定度试验示意图,（2）影响高温稳定性的主要因素,2. 低温抗裂性,1）沥青混合料弯曲试验,在试验温度-10±0.5的条件下，以50mm/min速率，对沥青混合料小梁试件跨中施加集中荷载至断裂破坏，记录试件跨中荷载与挠度的关系曲线。,低温弯曲试验曲线,2）沥青混合料弯曲蠕变试验,在规定温度下，对规定尺寸的沥青混合料小梁试件的跨中施加恒定的集中荷载，测定试件随时间不断增长的蠕变变形，以蠕变稳定阶段的蠕变速率评价沥青混合料的低温变形能力,沥青混合料蠕变变形曲线,蠕变速率越大，沥青混合料在低温下的变形能力越大，低温抗裂性能越好。,3）沥青混合料劈裂试验,沥青混合料劈裂试验是对规定尺寸的圆柱体试件，通过一定宽度的圆弧形压条施加荷载，将试件劈裂直至破坏的试验。 劈裂试验是目前路面工程中常用的间接评价沥青混合料抗拉强度等指标的方法。,3. 耐久性 1）沥青与集料的黏附性试验。 2）沥青混合料浸水马歇尔试验。 3）沥青混合料冻融劈裂试验。 4）热拌沥青混合料加速老化试验。 4. 抗滑性 5.施工和易性,三、热拌沥青混合料的技术要求,一、沥青混合料试件制作方法 (击实法) 1试验准备,自动击实仪,沥青混合料拌和机,对沥青混合料的质量进行评定,制作一个试样材料用量表（总质量1200g） 单位：g,2试验步骤,（1）沥青混合料的拌和,a)粗、细集料拌匀 b) 加入沥青 热拌沥青混合料拌和,（2）称取混合料 （3）装料 （4）击实,装料及击实,（5）高度的检验 （6）脱模 （7）将试件仔细置于干燥洁净的平面上,试件高度检验及脱模,3试验数据的记录与处理,沥青混合料试件制作试验记录表(击实法),二、沥青混合料马歇尔稳定度试验 1试验准备,准备工作：将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到要求温度。,2试验步骤,沥青混合料马歇尔稳定度试验过程,3试验数据的记录与处理,沥青混合料标准马歇尔稳定度试验记录表,4.质量评定,沥青混合料质量检验报告,1.沥青混合料的组成结构有几种？各有何特点？ 2.马歇尔稳定度试验的简要操作步骤有哪些？ 3.浸水马歇尔试验的作用是什么？用什么指标表示？,