瀝青及瀝青混合料相關(guān)試驗(yàn)

1、JU QQ:417050072瀝青、集料瀝青、集料 & &瀝青混合料瀝青混合料 相關(guān)試驗(yàn)相關(guān)試驗(yàn) 適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定級(jí)配的礦料與瀝青結(jié)合料拌合而成的混合料的總稱級(jí)配的礦料與瀝青結(jié)合料拌合而成的混合料的總稱瀝青瀝青集料集料瀝青瑪蹄脂瀝青瑪蹄脂瀝青混合料瀝青混合料瀝瀝 青青路用性能路用性能耐久性耐久性粘附性粘附性粘滯性粘滯性感溫性感溫性塑塑 性性粘滯性粘滯性瀝青在外力作用下抵抗變形的能力瀝青在外力作用下抵抗變形的能力常溫下呈固體或半固體的：用針入度針入度表示粘滯性大小常溫下呈液體的：用粘滯度粘滯度表示粘滯性大小感

2、溫性感溫性瀝青對(duì)溫度變化的敏感性瀝青對(duì)溫度變化的敏感性夏季高溫 需要 粘滯性冬季低溫 需要 柔韌性軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)越高，瀝青的耐熱性越好黏溫指數(shù)針入度指數(shù)黏溫指數(shù)越小，溫度穩(wěn)定性越好PI值越小，溫度敏感性越強(qiáng)黏溫指數(shù)黏溫指數(shù)越小，溫度穩(wěn)定性越好200220240260280300320340360380400134136138140142144146黏溫黏溫黏溫T/mPa.s2.02.12.22.32.42.52.62.72.82.93.0134136138140142144146黏溫指數(shù)黏溫指數(shù)黏溫T/lgy = 0.0616x + 0.21260.000.501.001.502.002.503

3、.0001020304050T-lgPT-lgP線性 (T-lgP)針入度指數(shù)PI值越小，溫度敏感性越強(qiáng)塑塑 性性瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞瀝青在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞延延 度度延度越大，塑性越好粘附性粘附性瀝青與集料之間相互作用產(chǎn)生的吸附能力瀝青與集料之間相互作用產(chǎn)生的吸附能力影響因素影響因素： 集料的集料的酸堿酸堿性：性： SiO2 : 0% 52% 65% 堿性集料堿性集料 中性集料中性集料 酸性集料酸性集料 瀝青的品種與溫度瀝青的品種與溫度 集料的表面狀態(tài)集料的表面狀態(tài) 評(píng)價(jià)方法評(píng)價(jià)方法： 水煮法和水浸法水煮法和水浸法瀝青路面坑洞瀝青路面坑洞耐久性耐久性瀝青的瀝青的“老化老化

4、”輕質(zhì)組分揮發(fā)輕質(zhì)組分揮發(fā)氧化、組分轉(zhuǎn)化氧化、組分轉(zhuǎn)化老老化化前前老老化化后后飽和飽和分分芳香芳香分分膠質(zhì)膠質(zhì)瀝青質(zhì)瀝青質(zhì)流動(dòng)性和塑性流動(dòng)性和塑性 硬脆性硬脆性蒸發(fā)損失試驗(yàn)蒸發(fā)損失試驗(yàn)薄膜加熱試驗(yàn)薄膜加熱試驗(yàn)TFOT旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗(yàn)RTFOTPAV壓力老化試驗(yàn)壓力老化試驗(yàn)質(zhì)量損失質(zhì)量損失針入度比針入度比延度延度1針入度針入度Penetration2延延 度度Ductility3軟化點(diǎn)軟化點(diǎn)Softening Point三 大 指 標(biāo)集集 料料2.36mm為細(xì)集料為細(xì)集料骨架和填充作用骨架和填充作用0.0750.0750.150.150.30.30.60.61.181.182.3

5、62.364.754.759.59.513.213.216.016.019.019.0礦質(zhì)混合料的礦質(zhì)混合料的3 3種典型級(jí)配曲線種典型級(jí)配曲線 a) 密實(shí)密實(shí)-懸浮結(jié)構(gòu)；懸浮結(jié)構(gòu)； b) 骨架骨架-空隙結(jié)構(gòu)；空隙結(jié)構(gòu)； c) 密實(shí)密實(shí)-骨架結(jié)構(gòu)骨架結(jié)構(gòu) 連續(xù)密級(jí)配連續(xù)密級(jí)配 連續(xù)開級(jí)配連續(xù)開級(jí)配 間斷級(jí)配間斷級(jí)配 AC OGFC SMA瀝青混合料瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)的組成結(jié)構(gòu) 懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu) 級(jí)配特點(diǎn)：級(jí)配特點(diǎn)：連續(xù)密級(jí)配，細(xì)集料多，粗集料較少，懸浮于細(xì)集料中，不能形成嵌擠骨架，空隙率較小 使用特點(diǎn)：使用特點(diǎn)：密實(shí)耐久、高溫穩(wěn)定性較差 骨架空隙結(jié)構(gòu)骨架空隙結(jié)構(gòu) 級(jí)配特點(diǎn)：級(jí)配特點(diǎn)：

6、連續(xù)開級(jí)配，粗集料較多，細(xì)集料較少，不足以充分填充粗骨架空隙，空隙率較大 使用特點(diǎn)：使用特點(diǎn)：溫度穩(wěn)定性好、耐久性較差 骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu) 級(jí)配特點(diǎn)：級(jí)配特點(diǎn)：間斷密級(jí)配，粗集料形成骨架，細(xì)集料充分填充骨架空隙，形成密實(shí)、骨架嵌擠結(jié)構(gòu)篩分（水洗）密度、含水率壓碎值磨耗值針片狀粗集粗集料料篩分（水洗）密度、含水率砂當(dāng)量亞甲藍(lán)棱角性細(xì)集料礦質(zhì)實(shí)體閉口孔隙 開口孔隙VsVnVimsm0M連通封閉孔隙極細(xì)微孔隙細(xì)小孔隙粗大孔隙Vo密密 度度與瀝青混合料的理論最大理論最大密度、空隙率密度、空隙率等一系列體積指標(biāo)密切相關(guān)（網(wǎng)籃法）（網(wǎng)籃法）2.36mm 干干 重重 體積（實(shí)體體積（實(shí)體+閉口、開口孔

7、隙）閉口、開口孔隙） 表干重表干重體積（實(shí)體體積（實(shí)體+閉口、開口孔隙）閉口、開口孔隙） 干干 重重體積（實(shí)體體積（實(shí)體+閉口孔隙）閉口孔隙）密密 度度（容量瓶法）（容量瓶法）適用于含有少量適用于含有少量2.36mm的細(xì)集料的細(xì)集料壓碎值：壓碎值：(9.5mm13.2mm)逐級(jí)增加荷載下抵抗壓碎的能力逐級(jí)增加荷載下抵抗壓碎的能力2.36mm1010分鐘加至分鐘加至400KN反映集料的強(qiáng)度反映集料的強(qiáng)度磨耗磨耗：粗集料抵抗摩擦、撞擊的能力 洛杉磯磨耗：洛杉磯磨耗：以磨耗損失(1.7mm方孔篩）表示狄法爾磨耗：狄法爾磨耗：剪切和摩擦過1.18mm方孔篩針片狀針片狀顆粒形狀中的諸方向中的最小厚度（直

8、徑）與最大長度（寬度）的尺寸指標(biāo)小于規(guī)定值時(shí)砂當(dāng)量砂當(dāng)量:細(xì)集料中含粘性土或雜質(zhì)的含量評(píng)定潔凈程度。亞甲藍(lán)亞甲藍(lán)：測(cè)膨脹性粘 土礦物評(píng)價(jià)潔凈程度。棱角性棱角性評(píng)價(jià)細(xì)集料顆粒的表面構(gòu)造和評(píng)價(jià)細(xì)集料顆粒的表面構(gòu)造和粗糙程度粗糙程度預(yù)測(cè)它對(duì)混合料內(nèi)摩擦角和抗預(yù)測(cè)它對(duì)混合料內(nèi)摩擦角和抗流動(dòng)變形性能的影響流動(dòng)變形性能的影響填填 料料瀝青混合料中起填充填充作用的粒級(jí)小于0.075mm的礦物質(zhì)粉末礦粉、水泥、消石灰瀝青混合料在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)的混合料在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)的混合料高溫下瀝青與礦質(zhì)集料能形成良好的粘結(jié)高溫下瀝青與礦質(zhì)集料能形成良好的粘結(jié)制制 樣樣1.確定拌合、壓實(shí)溫度確定拌合、壓實(shí)溫度2.

9、備料，拌合備料，拌合瀝青種類瀝青種類黏度黏度測(cè)定方法測(cè)定方法適宜適宜拌合的黏度拌合的黏度適宜適宜壓實(shí)的黏度壓實(shí)的黏度石油瀝青石油瀝青布氏黏度布氏黏度0.170.02 Pa.s0.280.03 Pa.s姓 名：小馬歇爾出 身：擊實(shí)、壓實(shí)擊實(shí)、壓實(shí)身 高：63.51.3 mm體 重：約1200g姓 名：車轍板出 身：輪碾法輪碾法身 材：300*300*50 mm體 重：體積*Gmm*1.03最佳油石比的確定最佳油石比的確定密級(jí)配瀝青混合料密級(jí)配瀝青混合料SMA、OGFC以期望的設(shè)計(jì)空隙率確定油石比，作為最佳油石比以期望的設(shè)計(jì)空隙率確定油石比，作為最佳油石比空隙率：空隙率：1825%空隙率：空隙率：

10、34%耐耐 久久高溫穩(wěn)定高溫穩(wěn)定低溫抗裂低溫抗裂抗抗 滑滑抗水損壞抗水損壞高溫穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性 夏季高溫經(jīng)車輛荷夏季高溫經(jīng)車輛荷載長期重復(fù)作用后，載長期重復(fù)作用后，不產(chǎn)生車轍和波浪等不產(chǎn)生車轍和波浪等病害的性能。病害的性能。強(qiáng)度或模量強(qiáng)度或模量溫度溫度評(píng)定方法：馬歇爾試驗(yàn)：馬歇爾試驗(yàn)：穩(wěn)定度（穩(wěn)定度（KN） 流值（流值（0.1mm）輪轍試驗(yàn)：輪轍試驗(yàn)：動(dòng)穩(wěn)定度（次動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm） 馬歇爾穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度MS：試件破壞時(shí)的最大荷載：試件破壞時(shí)的最大荷載 流值流值FL ：達(dá)到最大荷載時(shí)，試件所產(chǎn)生的垂直：達(dá)到最大荷載時(shí)，試件所產(chǎn)生的垂直流流 動(dòng)動(dòng)變形值（以變形值（以0.1mm計(jì)）計(jì)） 試驗(yàn)溫

11、度：試驗(yàn)溫度：60，固定荷載：固定荷載：0.7MPa橡膠輪反復(fù)行走橡膠輪反復(fù)行走DS：次：次/mm輪轍試驗(yàn)輪轍試驗(yàn)d1d2t2t1時(shí)間時(shí)間/s變形量變形量車車 轍轍波波 浪浪瀝青路面車轍形成過程瀝青路面車轍形成過程瀝青路面車轍形成過程瀝青路面車轍形成過程壓密變形壓密變形剪切流動(dòng)剪切流動(dòng)瀝青路面車轍形成過程瀝青路面車轍形成過程改改善善措措施施1.提高瀝青混合料的粘結(jié)力提高瀝青混合料的粘結(jié)力C2.提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻角提高瀝青混合料的內(nèi)摩阻角嚴(yán)格控制瀝青用量選擇高粘度瀝青選擇紋理粗糙，多棱角的集料采用適當(dāng)?shù)牡V料級(jí)配，增加粗骨料含量選擇合適公稱最大粒徑3.設(shè)計(jì)時(shí)考慮交通組成和環(huán)境溫度的影響設(shè)計(jì)時(shí)考

12、慮交通組成和環(huán)境溫度的影響瀝青混合料在低溫條件下不產(chǎn)生裂縫的性能。瀝青混合料在低溫條件下不產(chǎn)生裂縫的性能。 低溫抗裂性低溫抗裂性低溫抗裂性所包含的內(nèi)容低溫抗裂性所包含的內(nèi)容溫度收縮系數(shù)溫度收縮系數(shù)； 抗拉強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度； 勁度勁度模量模量； 破壞破壞應(yīng)變。應(yīng)變。評(píng)定方法：評(píng)定方法：瀝青混合料劈裂試驗(yàn)瀝青混合料劈裂試驗(yàn)試驗(yàn)溫度：試驗(yàn)溫度：-100.5加載速率：加載速率：1 mm/min低溫小梁彎曲試驗(yàn)低溫小梁彎曲試驗(yàn)試件：試件：250*30*35mm試驗(yàn)溫度：試驗(yàn)溫度：-10加載速率：加載速率：50mm/min指標(biāo)：破壞應(yīng)變指標(biāo)：破壞應(yīng)變改改善善措措施施影響因素：影響因素：瀝青混合料勁度模量瀝青

13、勁度 瀝青勁度：感溫性 老化程度 改善措施：改善措施： 采用勁度模量較低的瀝青 適當(dāng)增加瀝青用量耐久性耐久性水、疲勞、老化水、疲勞、老化瀝青混合料抵抗長時(shí)間自然因素（風(fēng)、日光、瀝青混合料抵抗長時(shí)間自然因素（風(fēng)、日光、溫度、水分等）和行車荷載反復(fù)作用的能力溫度、水分等）和行車荷載反復(fù)作用的能力現(xiàn)象現(xiàn)象 瀝青的老化或硬化變脆、易裂 集料被壓碎、或凍融崩解磨損或級(jí)配退化 瀝青與集料間的粘附性降低剝落、松散影響因素影響因素原材料質(zhì)量 瀝青混合料結(jié)構(gòu)瀝青用量空隙率 透水性大透水性大強(qiáng)度降低強(qiáng)度降低040801201602002405678910111213芯樣空隙率/%滲水系數(shù)(mL/min)瀝青路面的

14、壓實(shí)空隙率過大0.40.71.01.31.61.92.202468101214壓實(shí)空隙率(%)劈裂強(qiáng)度(MPa)上面層芯樣下面層芯樣瀝青路面坑槽破損與成因?yàn)r青路面坑槽破損與成因?yàn)r青用量不足瀝青用量不足水穩(wěn)定性降低水穩(wěn)定性降低0.800.850.900.951.001.051.103.73.94.14.34.54.7瀝青用量(%)凍融劈裂強(qiáng)度比值 瀝青與集料的粘附性不足瀝青與集料的粘附性不足剝落與松散剝落與松散 集料礦物組成集料礦物組成 瀝青粘度瀝青粘度 集料的潔凈程度集料的潔凈程度 浸水馬歇爾試驗(yàn)浸水馬歇爾試驗(yàn) 殘留穩(wěn)定度殘留穩(wěn)定度 式中：MS 試件常規(guī)馬歇爾穩(wěn)定度(kN)，浸水0.5h MS

15、1試件浸水48h（或真空飽水后浸水48h） 后的穩(wěn)定度(kN) %10010MSMSMS水損壞評(píng)價(jià)方法水損壞評(píng)價(jià)方法 凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn)凍融劈裂強(qiáng)度試驗(yàn) 凍融劈裂強(qiáng)度比凍融劈裂強(qiáng)度比 1試件經(jīng)凍融后的劈裂強(qiáng)度（MPa） 0未經(jīng)凍融試件的劈裂強(qiáng)度（MPa） %10001TSR 50mm/min 25試件的體積參數(shù)指標(biāo)試件的體積參數(shù)指標(biāo)集料吸收的瀝青集料吸收的瀝青瀝青瀝青礦料礦料空氣空氣VvVbaVmaVb空隙率空隙率VVVmbVse礦料間隙率礦料間隙率VMAVV+VA確定瀝青混合料試件的毛體毛體積相對(duì)密度積相對(duì)密度水中重法水中重法1500g（公稱最大粒徑13.2mm、16mm）250.53.7kP

16、a0.3kPa抽氣+震動(dòng)15min2min最大理論密度測(cè)定（真空法）最大理論密度測(cè)定（真空法）1.非改性的普通瀝青混合料非改性的普通瀝青混合料2.改性的瀝青混合料或改性的瀝青混合料或SMA：計(jì)算：計(jì)算根據(jù)毛體積相對(duì)密度和最大相對(duì)理論密度根據(jù)毛體積相對(duì)密度和最大相對(duì)理論密度確定空隙率、礦料間隙率和有效瀝青的飽確定空隙率、礦料間隙率和有效瀝青的飽和度等體積指標(biāo)和度等體積指標(biāo)間隙率空隙率間隙率有效瀝青飽和度）礦料占中混合料的比例最大理論相對(duì)密度毛體積相對(duì)密度（間隙率）最大理論相對(duì)密度毛體積相對(duì)密度（空隙率-100*10011001改改善善措措施施選擇耐老化瀝青、堅(jiān)硬集料選擇耐老化瀝青、堅(jiān)硬集料降低瀝

17、青混合料空隙率降低瀝青混合料空隙率增加瀝青用量增加瀝青用量摻加外加劑摻加外加劑降低瀝青混合料的離析程度降低瀝青混合料的離析程度抗抗滑性滑性足夠的粗糙度足夠的粗糙度表面摩擦系數(shù)( f 0)；表面構(gòu)造深度(TD)；石料磨光值(PSV)。評(píng)價(jià)方法與指標(biāo)評(píng)價(jià)方法與指標(biāo) 摩阻系數(shù)摩阻系數(shù) 擺式摩阻儀擺式摩阻儀構(gòu)造深度構(gòu)造深度 鋪砂法鋪砂法改改善善措措施施1.選用堅(jiān)硬、耐磨選用堅(jiān)硬、耐磨(磨光值高磨光值高)、抗沖擊、抗沖擊性好的碎石或破碎礫石性好的碎石或破碎礫石2.對(duì)酸性集料采取抗剝措施對(duì)酸性集料采取抗剝措施3.嚴(yán)格控制瀝青含量嚴(yán)格控制瀝青含量體積參數(shù)指標(biāo)體積參數(shù)指標(biāo) 空隙率（空隙率（%） 礦料間隙率（礦料間隙率（%） 瀝青飽和度（瀝青飽和