《道路建筑材料》教学课件06沥青混合料.ppt

POWEPOINT适用于商务主题及相关类别演示目录6.3其他沥青混合料6.1 沥青混合料概述6.2沥青混合料的组成与配合比6.4新型沥青混合料模块6 沥青混合料模块6 沥青混合料学习目标了解沥青混合料的强度形成原理掌握沥青混合料的技术性质和技术标准了解沥青混合料组成材料的要求和配合比设计掌握沥青混合料技术质量的检定方法了解其他各类沥青混合料6.1 沥青混合料概述 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 6.1.1根据矿质混合料根据矿质混合料的级配类型分类的级配类型分类1.（1）连续密级配沥青混合料2）连续半开级配沥青混合料3）开级配沥青混合料4）间断级配沥青混合料6.1 沥青混合料概述根按矿料的最大粒径分类根按矿料的最大粒径分类2. （1）骨料最大粒径筛分试验中,通过百分率为100%的最小标准筛孔尺寸,如AC16,其最大粒径为19 mm （2）骨料公称最大粒径指全部通过或允许少量不通过的最小一级标准筛筛孔尺寸,如AC-16,其公称最大粒径为16 mm,实际上沥青混合料名称中的数值即为公称最大粒径沥青混合料一般按公称最大粒径的大小可分为特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式和砂粒式,与之相对应的最大粒径和公称最大粒径见表6-1。

6.1 沥青混合料概述表6-1 热拌沥青混合料的类型6.1 沥青混合料概述根据结合料的类型分类根据结合料的类型分类3. 根据沥青混合料中所用沥青结合料不同,可分为石油沥青混合料和煤沥青混合料,但煤沥青对环境污染严重,一般工程中很少采用煤沥青混合料6.1 沥青混合料概述根据沥青混合料拌和与铺筑温度分类根据沥青混合料拌和与铺筑温度分类4. 按照这种分类方法,可以将沥青混合料分为热拌热铺沥青混合料和常温沥青混合料前者主要采用黏稠石油沥青作为结合料,需要将沥青与矿料在热态下拌和、摊铺碾压成形；后者则采用乳化沥青、改性乳化沥青或液体沥青在常温下与矿料拌和后铺筑而成6.1 沥青混合料概述根据强度形成的原理分类根据强度形成的原理分类5. 沥青混合料的组成材料不同,其强度形成原理也不同,一般可以分为嵌挤原则沥青混合料和密实原则沥青混合料两大类 按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度主要是以矿料颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主,以沥青结合料的黏结力为辅形成的,如沥青贯入式、沥青表处和沥青碎石等路面结构均属于此类按密实原则构成的沥青混合料则主要以沥青与矿料之间的黏结力为主,矿料间的嵌挤力和内摩阻力为辅,一般的沥青混合料都属于此类。

6.1 沥青混合料概述 沥青混合料的特点沥青混合料的特点 6.1.2沥青混合料的主要优点沥青混合料的主要优点1.（1）具有优良的结构力学性能和表面功能特性2）表面抗滑性能好3）施工方便4）经济耐久性好5）便于再生利用6）其他优点6.1 沥青混合料概述沥青混合料的主要缺点沥青混合料的主要缺点2.（1）沥青易老化2）温度敏感性较差6.2 沥青混合料的组成与配合比 沥青混合料的组成结构和强度理论沥青混合料的组成结构和强度理论 6.2.1沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构1.1 1）表面理论）表面理论 按传统的理解,沥青混合料是由粗骨料、细骨料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架,此矿质骨架由稠度较稀的沥青混合料分布其表面,而将它们胶结成为一个具有强度的整体这种理论认识的图解如图6-1所示6.2 沥青混合料的组成与配合比图6-1 沥青混合料结构组成表面理论6.2 沥青混合料的组成与配合比2 2）胶浆理论）胶浆理论 近代某些研究从胶浆理论出发,认为沥青混合料是一种多级空间网状胶凝结构的分散系它是以粗骨料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系同样,砂浆是以细骨料为分散相而分散在沥青浆介质中的一种细分散系。

而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系这种理论认识如图6-2所示6.2 沥青混合料的组成与配合比图6-2 沥青混合料结构组成胶浆理论6.2 沥青混合料的组成与配合比沥青混合料的结构类型沥青混合料的结构类型2. 沥青混合料,按其强度构成原则的不同可分为按嵌挤原则构成的结构和按密实级配原则构成的结构两大类 按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度,是以矿质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主、沥青结合料的黏结作用为辅构成的按级配原则构成的沥青混合料,其结构通常可按图6-3所示方式组成6.2 沥青混合料的组成与配合比图6-3 沥青混合料的典型组成结构6.2 沥青混合料的组成与配合比1 1）密实）密实- -悬浮结构悬浮结构 密实-悬浮结构的沥青混合料是由连续级配矿质混合料组成的密实混合料,由于骨料颗粒从大到小连续存在,并且各有一定数量,实际上同一档较大颗粒都被较小一档颗粒挤开,大颗粒犹如以悬浮状态处于较小颗粒之中这种结构通常按最佳级配原理进行设计,密实度与强度较高,但受沥青材料的性质和物理状态的影响较大,故稳定性较差6.2 沥青混合料的组成与配合比2 2）骨架）骨架- -空隙结构空隙结构 骨架-空隙结构的沥青混合料以较粗骨料彼此紧密相接,较细骨料的数量较少,不足以充分填充空隙。

因此,混合料的空隙较大,粗骨料能够充分开成骨架在这种结构中,粗骨料之间的内摩阻力起着重要的作用,其结构强度受沥青的性质和物理状态的影响较小,因而稳定性较好6.2 沥青混合料的组成与配合比3 3）密实）密实- -骨架结构骨架结构 密实-骨架结构的沥青混合料是综合以上两种方式组成的结构混合料中既有一定数量的粗骨料形成骨架,又根据粗骨料空隙的多少加入细骨料,形成较高的密实度间断级配即是按此原理构成6.2 沥青混合料的组成与配合比沥青混合料的强度理论与强度参数沥青混合料的强度理论与强度参数3. 沥青混合料属于分散体系,是由强度很高的粒料与黏结力较弱的沥青材料所构成的混合体根据沥青混合料的颗粒性特征,可以认为沥青混合料的强度构成起源于两个方面,一是由于沥青的存在而产生的黏结力,二是由于骨料的存在而产生的内摩阻力 目前,对沥青混合料强度构成特性展开研究时,许多学者普遍采用了摩尔库仑理论摩尔库仑理论作为分析沥青混合料的强度理论,并引起两个强度参数黏结力c和内摩阻角u,作为其强度理论的分析指标6.2 沥青混合料的组成与配合比沥青与矿料之间的相互作用沥青与矿料之间的相互作用4. 沥青与矿料之间的相互作用是沥青混合料结构形成的决定性因素。

它直接关系到沥青混合料的强度、温度稳定性、水稳定性及老化速度等一系列重要性能研究认为,沥青与矿料相互作用后,沥青在矿料表面产生化学组分的重新排列,在矿料表面形成一层扩散结构膜见图6-4（a）,在此膜厚度以内的沥青称为结构沥青，此膜以外的沥青称为自由沥青如果颗粒之间接触处由扩散结构膜联结见图6-4(b),则促成沥青具有更高的黏滞度和更大的扩散结构膜的接触面积,从而可以获得更大的颗粒黏着力反之,如颗粒之间接触处为自由沥青联结见图6-4（c）,则具有较小的黏着力6.2 沥青混合料的组成与配合比图6-4 沥青与矿粉交互作用的结构6.2 沥青混合料的组成与配合比影响沥青混合料强度的因素影响沥青混合料强度的因素5.1 1）影响沥青混合料）影响沥青混合料强度的内因强度的内因沥青黏度沥青黏度的影响1 1）沥青与矿沥青与矿料化学性料化学性质的影质的影响2 2）矿料比矿料比表面积的表面积的影响3 3）沥青用沥青用量的影量的影响4 4）矿质骨料矿质骨料的级配类的级配类型、粒度、型、粒度、表面性质表面性质的影响5 5）6.2 沥青混合料的组成与配合比图6-5 不同矿粉的吸附溶化膜结构图示6.2 沥青混合料的组成与配合比2 2）影响沥青混合料强度的外因）影响沥青混合料强度的外因（1）温度的影响。

2）形变速率的影响6.2 沥青混合料的组成与配合比提高沥青混合料强度的措施提高沥青混合料强度的措施6. 提高沥青混合料的强度包括两个方面：一是提高矿质骨料之间的嵌挤力与摩阻力,二是提高沥青与矿料之间的黏结力为了提高沥青混合料的嵌挤力和摩阻力,要选用表面粗糙、形状方正、有棱角的矿料,并适当增加矿料的粗度此外,合理地选择混合料的结构类型和组成设计,对提高沥青混合料的强度也具有重要的作用提高沥青混合料的黏结力可以采取的措施是改善矿料的级配组成,以提高其压实后的密实度；增加矿粉含量；采用稠度较高的沥青；改善沥青与矿料的物理化学性质及其相互作用过程6.2 沥青混合料的组成与配合比 沥青混合料的技术性质沥青混合料的技术性质 6.2.2温度感应性温度感应性1.1 1）高温稳定性）高温稳定性 高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下,能够抵抗车辆荷载的反复作用,不发生显著永久变形,保证路面平整度的特性1）高温稳定性的评价方法我国最常用评价沥青混合料高温稳定性的方法是马歇尔稳定度试验和车辙试验2）影响高温稳定性的主要因素沥青混合料高温稳定性的形成主要来源于矿质骨料颗粒间的嵌锁作用及沥青的高温黏度6.2 沥青混合料的组成与配合比2 2）低温抗裂性）低温抗裂性（1）低温抗裂性的评价方法。

2）影响低温抗裂性的主要因素6.2 沥青混合料的组成与配合比耐久性耐久性2.1 1）老化性）老化性（1 1）影响老化）影响老化的主要因素的主要因素2 2）老化的解）老化的解决措施6.2 沥青混合料的组成与配合比2 2）水稳定性）水稳定性（1）影响水稳定性的主要因素 （2）水稳定性的评价方法6.2 沥青混合料的组成与配合比抗滑性抗滑性3. 沥青混合料路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关重要,而沥青路面的抗滑性能必须通过合理的选择沥青混合料组成材料、正确的设计与施工来保证表层的粗骨料应选择粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击性好、磨光值大的碎石或破碎石骨料矿料级配影响路面的宏观构造,用压实后路表构造深度试验评价6.2 沥青混合料的组成与配合比施工和易性施工和易性4. 沥青混合料的矿料级配和沥青用量都会对和易性产生一定的影响如采用间断级配的矿料,当粗细骨料颗粒尺寸相差过大、缺乏中间尺寸颗粒时,沥青混合料容易离析又如当沥青用量过少时,混合料疏松且不易压实；但当沥青用量过多时,混合料容易黏结成团,不易摊铺1 1）材料组成）材料组成6.2 沥青混合料的组成与配合比2 2）施工条件）施工条件 施工条件也可对沥青混合料的和易性产生影响。

如温度过低,沥青混合料就难以拌和充分,而且不易达到所需的压实度；温度过高则会引起沥青老化,严重时将会明显影响沥青混合料的路用性能6.2 沥青混合料的组成与配合比 沥青混合料的技术标准沥青混合料的技术标准 6.2.3沥青混合料使用沥青混合料使用性能的气候分区性能的气候分区1.表6-2 沥青路面使用性能气候分区6.2 沥青混合料的组成与配合比热拌沥青混合料的马歇尔试验技术标准热拌沥青混合料的马歇尔试验技术标准2.表6-3 热拌沥青混合料的马歇尔试验技术标准6.2 沥青混合料的组成与配合比沥青混合料的高温稳定性指标沥青混合料的高温稳定性指标3.表6-4 沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求6.2 沥青混合料的组成与配合比沥青稳定性的低温抗裂性指标沥青稳定性的低温抗裂性指标4.表6-5 沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求6.2 沥青混合料的组成与配合比沥青稳定性的低温抗裂性指标沥青稳定性的低温抗裂性指标4. 沥青混合料应具有良好的水稳定性,在进行沥青混合料配合比设计及性能评价时,除了对沥青与岩石的黏附性等级进行检测外,还应在规定条件下进行沥青混合料的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验残留稳定度和冻融劈裂残留强度比应满足表6-6的要求。

表6-6 沥青混合料水稳定性的技术要求6.2 沥青混合料的组成与配合比 沥青混合料组成材料的技术要求沥青混合料组成材料的技术要求 6.2.4沥青沥青1. 沥青应根据气候条件和沥青混合料类型、道路等级、交通性质、路面类型施工方法及当地使用经验等,经技术论证后确定黏度较大的黏稠沥青混合料具有较高的力学强度和稳定性,但黏度过高,则混合。