第七章 瀝青和瀝青混合料

1、概概 述述第一節(jié)第一節(jié) 瀝瀝 青青第二節(jié)第二節(jié) 瀝青混合料瀝青混合料第七章第七章 瀝青和瀝青混合料瀝青和瀝青混合料概述：概述：1、瀝青在土木工程中的應(yīng)用、瀝青在土木工程中的應(yīng)用：1）道路工程全國道路瀝青年用量已突破萬噸，次高級和高級路面中（包括城市干道）75%以上是瀝青路面。2）建筑工程：屋面、地下室、衛(wèi)生間等防水材料。3）水利工程：防滲芯墻此外，還廣泛用于橋面鋪裝，防水層和各種接縫材料。2、瀝青的分類、瀝青的分類按來源分為兩大類，地瀝青和焦油瀝青。土木工程中常用的是地瀝青中的石油瀝青，其次是焦油瀝青中的煤瀝青。石油瀝青的加工及產(chǎn)品石油瀝青的加工及產(chǎn)品石油瀝青的組成和結(jié)構(gòu)石油瀝青的組成和結(jié)構(gòu)石

2、油瀝青的技術(shù)性質(zhì)石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)石油瀝青的技術(shù)材料標(biāo)準(zhǔn)石油瀝青的技術(shù)材料標(biāo)準(zhǔn)瀝青的改性瀝青的改性 煤瀝青煤瀝青 第一節(jié)第一節(jié) 瀝瀝 青青C/H的概念的概念 石油瀝青的化學(xué)組分石油瀝青的化學(xué)組分 石油瀝青的化學(xué)組成元素石油瀝青的化學(xué)組成元素 主要是C、H，其次是一些非金屬，氧、硫、氮等，并含有極少量的金屬元素鎳、釩、鐵、鉛。 第七章/第一節(jié)石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu) 第七章/第一節(jié) 膠體的形成膠體的形成：以瀝青質(zhì)為膠核；膠核表面吸附有膠質(zhì)，逐漸擴散為膠團；膠團分散于芳香分和飽和分中。這就是瀝青膠體。膠體結(jié)構(gòu)：膠體結(jié)構(gòu)：根據(jù)瀝青膠體中膠團數(shù)量及分散程度的不同，瀝青膠體有不同的結(jié)構(gòu)形態(tài)，

3、使瀝青的流變學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生差異。經(jīng)研究，可分為三種。 溶膠 溶凝膠（見示意圖7-3） 凝膠直餾瀝青多屬于溶膠型氧化瀝青多屬于凝膠型半氧化瀝青或溶劑瀝青多屬于溶凝膠型 瀝青三種膠體結(jié)構(gòu)的劃分可根據(jù)“針入度指數(shù)”PI劃分 P.I+2 凝膠 P.I=-2+2 溶凝膠第七章/第一節(jié)C、H以有機化合物烴鏈的形式組成了石油瀝青的化學(xué)結(jié)構(gòu)。 H H H 直鏈 HCCC CnH2n+2 直鏈6/14=0.43 環(huán)鏈6/6=1.0 H H H直鏈上帶環(huán) （見下頁）C/H比的大小，可以反映石油瀝青分子結(jié)構(gòu)的直鏈烴上帶有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的多少，C/H大，帶環(huán)多；C/H小，帶環(huán)少。石油瀝青中的烴鏈上的C數(shù)一般為20-30個。 第

4、七章/第一節(jié) H H H H H H C 直鏈 HCCC CCC 帶環(huán)直鏈10/15=0.67上帶環(huán) H H C C H H H C H H 石油瀝青是由多種復(fù)雜的碳氫化合物和這些碳氫化合物的非金屬和衍生物所組成的混合物。要將這些化合物從混合物中分離出來十分困難，一般只能根據(jù)其性質(zhì)較近，對路用性能有聯(lián)系的組分進行分析。化學(xué)組分分析方法原理瀝青在不同有機溶劑中可選擇性溶解，在不同吸附劑上可選擇性吸附。組分分析方法種類三組分法及四組分法。三組分法：溶劑法和溶劑吸附法。 四組分法：色譜分析法 第七章/第一節(jié) 石油瀝青的組分：瀝青質(zhì)、樹脂、油分（包括蠟）三組 分法 瀝青質(zhì)、膠質(zhì)（樹脂）、芳香分、飽和分

5、 （包括蠟） 四組分法 分析流程圖7-2 表7-5列有不同基屬的瀝青的化學(xué)組分 環(huán)烷基瀝青瀝青質(zhì)和芳香分含量多，飽和分+蠟少 石蠟基瀝青瀝青質(zhì)和芳香分含量少，飽和分+蠟多 接上頁第七章/第一節(jié)石油瀝青的加工及產(chǎn)品石油瀝青的加工及產(chǎn)品產(chǎn)品 石油的基屬分類加工流程見圖7-1按“關(guān)健餾分特性”和“含硫量”的不同，可將石油（原油）分為不同的三大基屬。石蠟基、中間基、環(huán)烷基，以及不同含硫原油（高、低）（0.5%為界）由于原油產(chǎn)地的不同，其性質(zhì)不同，也影響到瀝青性質(zhì)的不同，可表現(xiàn)在瀝青的粘結(jié)性、軟化點和延度等技術(shù)性質(zhì)的不同 石蠟基瀝青粘結(jié)性小，軟化點高，延度?。ù髴c油田） 環(huán)烷基瀝青粘結(jié)性大，軟化點不高，

6、延度大 （盤綿油 田、單家寺油田） 中間基瀝青的性質(zhì)介于2者之間（克拉瑪依，勝利等） 第七章/第一節(jié)/石油瀝青的加工及產(chǎn)品 渣油常壓蒸餾、減壓蒸餾后的殘渣（慢凝液體瀝青） 直餾瀝青將渣油深拔后的殘余物 氧化瀝青將渣油或直餾瀝青氧化加工的產(chǎn)物粘稠瀝青 溶劑瀝青生產(chǎn)潤滑油時萃取后的殘余物 稀釋瀝青將粘稠瀝青加入一定溶劑稀釋后的產(chǎn)物 乳化瀝青將粘稠瀝青加入乳化劑水溶液經(jīng)乳 化加工所得產(chǎn)物第七章/第一節(jié)/石油瀝青的加工及產(chǎn)品 調(diào)合瀝青將稠度和性質(zhì)不同的兩種或兩種以上石油瀝青或其 它石油精制油調(diào)配而成的瀝青（可形成粘稠瀝青、慢 凝液體瀝青） 混合瀝青將石油瀝青與一定數(shù)量的煤瀝青混合而得的產(chǎn)物 物理特征常

7、數(shù)物理特征常數(shù)粘滯性（粘性）粘滯性（粘性） 延性和脆性延性和脆性 流變特性流變特性 粘附性粘附性 耐久性耐久性 安全性安全性密度、熱脹系數(shù)、介電常數(shù)密度、熱脹系數(shù)、介電常數(shù)1 1）絕對粘度法）絕對粘度法 | 2 2）條件粘度）條件粘度法法 1 1、感溫性、感溫性 2 2、感溫感時性（勁度模量）、感溫感時性（勁度模量）評價方法常用水煮法（粒徑評價方法常用水煮法（粒徑13.2-19mm13.2-19mm）和水浸法（粒徑小于等于和水浸法（粒徑小于等于13.2mm13.2mm）評定。）評定。 1 1、瀝青的老化、瀝青的老化 2 2、耐久性評價方法、耐久性評價方法 以閃、燃點表示，用閃點儀測定以閃、燃點

8、表示，用閃點儀測定 第七章/第一節(jié) 粘性粘性指瀝青材料在外力作用下，抵抗變形的指瀝青材料在外力作用下，抵抗變形的能力。瀝青發(fā)生的變形是由于瀝青粒子產(chǎn)生相互位移，能力。瀝青發(fā)生的變形是由于瀝青粒子產(chǎn)生相互位移，瀝青粘性常用粘度表示，粘度是現(xiàn)代瀝青等級（標(biāo)號）瀝青粘性常用粘度表示，粘度是現(xiàn)代瀝青等級（標(biāo)號）劃分的重要依據(jù)。劃分的重要依據(jù)。 按牛頓定律決定按牛頓定律決定 的絕對粘度的絕對粘度 運動粘度（運動粘度（ ） 針入度針入度 粘滯度（粘度）粘滯度（粘度） 軟化點軟化點 絕對粘度法絕對粘度法條件粘度法條件粘度法粘性的評定方法粘性的評定方法第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/絕對粘度法絕對粘度

9、法動力粘度與密度之比（常用毛細管法測定）見圖7（4-10） m2/s 式中C粘度計標(biāo)定常數(shù)（mm2/s2）；t流經(jīng)時間 ctv第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) 按牛頓定律決定的絕對粘度按牛頓定律決定的絕對粘度（常用真空減壓毛細管法測定）（常用真空減壓毛細管法測定）見見圖圖77（4-114-11）設(shè)在兩金屬板中夾一瀝青層（其厚度為設(shè)在兩金屬板中夾一瀝青層（其厚度為d），將下板固定，對），將下板固定，對上板施以上板施以F力，使其以恒定速度力，使其以恒定速度 定向平移，經(jīng)一段時間后，速定向平移，經(jīng)一段時間后，速度自下板至上板逐漸增加，在度自下板至上板逐漸增加，在y方向上形成速度梯度的流場。瀝方

10、向上形成速度梯度的流場。瀝青層內(nèi)摩擦力青層內(nèi)摩擦力F的大小，與流層間接觸面積的大小，與流層間接觸面積A和接觸面法線方向和接觸面法線方向上的速度變化上的速度變化 成正比。內(nèi)摩擦系數(shù)成正比。內(nèi)摩擦系數(shù)（即瀝青的動力粘度（即瀝青的動力粘度系數(shù)系數(shù)）。按牛頓內(nèi)摩擦定律得：）。按牛頓內(nèi)摩擦定律得： ( ) ( ) dFd1DVAF說明：說明：F與A的大小和 成正比 。比例常數(shù)，即為絕 對粘度Pas； 剪應(yīng)力； 剪變率 d第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) Fd針入度針入度 粘滯度（粘度）粘滯度（粘度）軟化點軟化點第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì) 針入度在規(guī)定溫度和以規(guī)定荷載條件下，標(biāo)準(zhǔn)針在規(guī)定

11、時間內(nèi)貫入瀝青試樣的深度，以（mm）表示，試驗條件一般為25，100g，5秒。試驗見圖7-（4-13） 針入度是目前我國瀝青標(biāo)準(zhǔn)中決定瀝青標(biāo)號的主要指標(biāo)，如：4080（mm）的瀝青定為60號瀝青 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/ 粘滯度（粘度）一種“流出型粘度”，用于測定液體瀝青的粘度試驗溫度60，流出孔直徑5mm，流出50ml所需要的時間t（秒），以C560=t表示,如為粘滯度100，即C560=100s。試驗見圖7（4-12）第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/瀝青是高分子非晶態(tài)物質(zhì)，沒有確切的溶點，從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，有很寬的溫度間隔。于是，經(jīng)研究選擇某一條件下體態(tài)發(fā)生變形時的

12、溫度來表示其感溫性。瀝青感溫性常用技術(shù)指標(biāo)環(huán)與球法測定的“軟化點”，理論上是瀝青硬化點與滴落點間溫度間隔的87.21%作為軟化點。 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/研究表明，瀝青在軟化點時的粘度約為1200PaS或相當(dāng)于針入度值800（mm），因此軟化點是一種人為的“等粘溫度”，既反映熱穩(wěn)定性，也是瀝青粘度的一種量度。即：TRB=0.8721（Td-Ts）+TS環(huán)與球法軟化點的測定方法見圖7（4-14）第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/1、延性：常用延度表示，延度指瀝青在外力作用下發(fā)生變形而不破壞的能力。測定方法是用8字形標(biāo)準(zhǔn)試件，在規(guī)定溫度和拉伸速度下，以拉斷時的長度（cm）表

13、 示，一般規(guī)定t=25，v=5cm/min瀝青延度的大小，表示瀝青塑性變形性能的好壞，延度大，塑性好。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了各種標(biāo)號的瀝青均有相應(yīng)的延度要求 2、脆性：氟拉斯脆點表示。瀝青延度的大小決定于瀝青的膠體結(jié)構(gòu)和流變性能針入度、延度、軟化點為瀝青三大指標(biāo) 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/1、感溫性 2、感溫感時性（勁度模量） 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/ 1）針入度指數(shù)（PI：Penetration index)（普費公式法） 2）修正針入度指數(shù) 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/ 前面已說過,瀝青是一種感溫性材料，對瀝青的粘結(jié)性和感溫性的關(guān)系進行研究的結(jié)果，可得到它

14、們的相關(guān)方程 lg p=ATKP針入度lg 800T溫度lg P25K常數(shù) 25TRB A針入度溫度感應(yīng)性系數(shù) 從而可得出坐標(biāo)圖形中的直線（針入度溫度感應(yīng)系數(shù)）A為直線的斜率，可由下式計算 針入度溫度感應(yīng)系數(shù)）A為直線的斜率，可由下式計算 A= lg800lg P25/ TRB25lg800根據(jù)大量試驗而發(fā)現(xiàn)，瀝青在軟化點時的針入度為800（mm）而針入度指數(shù)與A的關(guān)系，可用下式表示 A= 20-P.I / 10P.I 1/50第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/ 由于普費公式是假定瀝青在軟化點時針入度值為800，實際上軟化點時針入度可在600-1000之間波動（尤其含蠟瀝青）因此確定針入

15、度指數(shù)前應(yīng)先修正軟化點（即尋求在針入度值為800時的溫度）T800，然后再按T800求出修正的針入度指數(shù)（PI）c。一般采用查諾模圖。例一：已知A-60瀝青，在25時針入度為24（1/10mm），在40時的針入度為90（1/10 mm），試用修正諾模圖，求該瀝青的修正軟化點（T800）和修正針入度指數(shù)（PI）c。解：按下列步驟進行：在圖7（4-20），自橫坐標(biāo)溫度為25處引一垂線；并自縱坐標(biāo)針入度為24（1/10 mm）處引一水平線，兩線相交于a點。 同樣方法，得溫度40和針入度90（1/10 mm）之交點b。聯(lián)ab線并外延，與針入度為800（1/10 mm）處的水平線相交，即得T800=64

16、。將ab線平行位移至通過A點，平行線與PI標(biāo)尺相交于0點，即該瀝青的PI=0。 對于固態(tài)彈性材料，一般可用彈性模量來描述該材料的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系（剛度）。瀝青是一種感溫性、且具有流變性質(zhì)的材料，為了了解瀝青的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，則必須規(guī)定其溫度，加荷時間等條件，可用勁度模量Sb來表示（也稱剛度模量） Sb=（ ）（T.t） 范德波爾提出了瀝青勁度模量的計算諾模圖，它以T、t、P.I三個參數(shù)為條件進行查圖計算。查圖時應(yīng)確定4個參數(shù)：（1）修正軟化點T800；（2）修正針入度指數(shù)（PI）c；（3）溫度差（T=T800-Tp=修正軟化點與路面工作溫度之差）；（4）荷載作用時間（按代表性車速查規(guī)范得）。（見

17、P134 ，圖4-13） 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/ 1、瀝青的老化長期受日光、空氣、雨霧作用，瀝青中的化學(xué)組分發(fā)生縮合和聚合反應(yīng)，低分子量成分會逐漸向大分子量成分轉(zhuǎn)化。（芳香分和膠質(zhì)）即油分樹脂瀝青質(zhì)瀝青碳最后使瀝青失去塑性，脆性增加2、耐久性評價方法：重交通采用薄膜烘箱試驗，中、輕交通采用蒸發(fā)損失試驗。 第七章/第一節(jié)/三、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)/（一）、（一）、建筑石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)建筑石油瀝青標(biāo)準(zhǔn) （二）、（二）、道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 按針入度值劃分為40號、30號和10號三個標(biāo)號，建筑石油瀝青針入度較小，軟化點較高，但延度較小。屋面防水宜選針入度較小的10號瀝

18、青，對于地下室，主要考慮耐老化性，宜選擇40號瀝青。標(biāo)準(zhǔn)見表7-2。 第七章/第一節(jié)/（一）、（一）、建筑石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)建筑石油瀝青標(biāo)準(zhǔn) （二）、（二）、道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1、中、輕交通道路石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)以針入度分級，5個標(biāo)號，A200、A180、A140、A100、A60 2、重交通道路石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求分AH130，110，90，70，50， 5個標(biāo)號，延度（15）100；軟化點4055，加熱、損失量不大于0.61.3%，針入度比不小于45 58、含蠟量3%，相對密度1.01.01，閃點不低于230。 3、液體石油瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)分三個等級：AL（R）快凝；AL（M）中凝

19、和AL（S）慢凝。 第七章/第一節(jié)/（一）（一）瀝青的摻配瀝青的摻配 （二）（二）瀝青的改性瀝青的改性 1、建筑工程按軟化點摻配，摻配比例按下式計算： T2-TQ1= 100%，Q2=100-Q1 T2-T1式中：Q1較軟瀝青用量， %；Q2較硬瀝青用量， %；T要求配制瀝青的軟化點， ；T1較軟瀝青軟化點， ；T2較硬瀝青軟化點， 。2、公路工程按針入度摻配： 1、分類 2、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 第七章/第一節(jié)/（一）、（一）、煤瀝青的化學(xué)組成煤瀝青的化學(xué)組成與石油瀝青類似，組分可分為：游離碳、樹脂（硬、軟）、中性油分、有害物（酚、萘）（二）、（二）、煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)與石油瀝青相似，不同

20、之處為：1、煤瀝青的感溫性更強。2、煤瀝青的氣候穩(wěn)定性差（易老化）。3、煤瀝青與石料粘附性好。4、密度石油瀝青的密度 一般用于瀝青面層的下層，多用于養(yǎng)護和簡易瀝青路面的檢修。 （三）、（三）、煤瀝青的技術(shù)要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)煤瀝青的技術(shù)要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 第七章/第一節(jié)/（二）、（二）、煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)煤瀝青的技術(shù)性質(zhì)（一）、（一）、煤瀝青的化學(xué)組成煤瀝青的化學(xué)組成（三）、（三）、煤瀝青的技術(shù)要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)煤瀝青的技術(shù)要求及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（見P141，表4-11）注意，以粘度分級 瀝青：一、瀝青的分類：地瀝青（石油、天然），焦油瀝青（煤）。 二、石油瀝青生產(chǎn)工藝及原油基屬按“關(guān)鍵餾分特性”和含硫分三種。 三、

21、石油瀝青的組成和結(jié)構(gòu)?；瘜W(xué)成分C、H，C/H；組分三組分分析法，四組分分析法；膠體結(jié)構(gòu)膠體的形成，溶、凝、溶凝膠三種； 四、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)物理性質(zhì)、粘性（絕對粘度，針入度，粘滯度）、延性、脆性、流變特性、粘附性、耐久性、安全性。五、瀝青改性； 六、煤瀝青。 第七章/第一節(jié)/一、概述一、概述二、熱拌瀝青混合料二、熱拌瀝青混合料第七章/（一）、瀝青混合料的定義（一）、瀝青混合料的定義 （二）、瀝青路面材料的種類（兩大類）（二）、瀝青路面材料的種類（兩大類） （三）、瀝青混合料的分類（三）、瀝青混合料的分類 （四）、瀝青混合料的基本性質(zhì)（四）、瀝青混合料的基本性質(zhì) 第七章/（一）、（一）、瀝青混

22、合料的定義瀝青混合料的定義：瀝青混合料是人工合理選擇級配組成的礦質(zhì)材料與適量瀝青結(jié)合料拌和而成材料。即瀝青和級配礦料或集料按一定比例拌和而成的混合料。（二）、（二）、瀝青路面材料的種類（兩大類）瀝青路面材料的種類（兩大類）：1、瀝青表處和貫入型路面材料（一般采用分層鋪灑）2、瀝青混合料類型的路面材料（采用拌和攤鋪方式），又可分為瀝青碎石（石屑）和瀝青混凝土。 第七章/（三）、瀝青混合料的分類（三）、瀝青混合料的分類 1、按結(jié)合料品種分：石油瀝青混合料，煤瀝青混合料（結(jié)合品種不同，施工要求和技術(shù)性能不同）2、按拌和與攤鋪時溫度分類：熱拌熱鋪瀝青與礦料都加熱冷拌冷鋪瀝青與礦料都不加熱熱拌冷鋪瀝青加

23、熱，礦料不加熱3、按骨料最大粒徑分 4、按密實程度分類：以剩余空隙率Vv 5、按礦料的級配類型分類 第七章/（四）、瀝青混合料的基本性質(zhì)（四）、瀝青混合料的基本性質(zhì)1、力學(xué)性質(zhì)強度（夏季穩(wěn)定）和變形性（冬季不開裂）2、抗滑性表面粗糙度，可以防滑，與施工質(zhì)量有關(guān)（瀝青性能及用量多少）3、施工方便4、經(jīng)濟耐用5、可分期修建和再生利用6、受日光、氣候影響而老化（煤瀝青尤甚） 7、變形性能有待研究解決。 第七章/1、力學(xué)性質(zhì)強度（夏季穩(wěn)定）和變形性（冬季不開裂）2、抗滑性表面粗糙度，可以防滑，與施工質(zhì)量有關(guān)（瀝青性能及用量多少）3、施工方便4、經(jīng)濟耐用5、可分期修建和再生利用6、受日光、氣候影響而老化

24、（煤瀝青尤甚）7、變形性能有待研究解決。 第七章/v（一）、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強度理論（一）、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強度理論 v（二）、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)（二）、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) v（三）、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求（三）、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求 v（四）、瀝青混合料的組成設(shè)計方法（四）、瀝青混合料的組成設(shè)計方法 v（五）瀝青瑪脂碎石（五）瀝青瑪脂碎石 第七章/1、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu) 2、瀝青混合料的強度理論 類型 理論 1）以高溫條件下受剪切作用時的強度抵抗因素來描述 2）影響瀝青混合料抗剪強度的因素 第七章/（1）、理論是指組成瀝青混合料的各種礦質(zhì)材

25、料與瀝青相互作用而形成整體時的結(jié)構(gòu)狀態(tài)。有兩種理論：1）表面理論：基點是：各種礦質(zhì)材料組成密實的骨架，由稠度較稀的瀝青分布于表面，作為膠粘劑，將它們相互結(jié)合起來而成為一個整體。2）膠漿理論：認為瀝青混合料是多級空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系統(tǒng)，粗集料分散于瀝青砂漿中粗分散系細集料分散于瀝青膠漿中細分散系礦粉分散于瀝青介質(zhì)中微分散系并且認為微分散系對瀝青混合料的力學(xué)性能影響最重要，是研究的方向，研究的問題主要有：礦粉作為填料的技術(shù)要求（成分、粒徑、分布），瀝青與礦粉表面的交互作用，強調(diào)高稠度瀝青及間斷級配的礦質(zhì)混合料。 第七章/ 密實懸浮結(jié)構(gòu)礦料為連續(xù)密級配（均為瀝青膜所包圍，粗粒成分較少） 骨架空隙結(jié)構(gòu)

26、礦料為連續(xù)開級配（骨料相互嵌鎖為主，粗粒料多，細粒料少） 密實骨架結(jié)構(gòu)礦料為間斷型密級配（骨料互相嵌鎖，粗、細礦料合適，空隙較小） 第七章/1）以高溫條件下受剪切作用時的強度抵抗因素來描述的即=C+tg （莫爾庫倫定律）瀝青混合料的抗剪強度作用于瀝青混合料某一剪切面的正應(yīng)力C瀝青混合料的粘聚力（取決于瀝青及瀝青與礦質(zhì)集料交互作用）瀝青混合料的內(nèi)摩阻角（取決于礦料的分散狀態(tài)等） 2）影響瀝青混合料抗剪強度的因素、瀝青粘度的影響，粘度大，C值大 、瀝青與礦料表面互相作用的影響 續(xù)轉(zhuǎn)下頁第七章/續(xù)接上頁結(jié)構(gòu)瀝青擴散溶劑化膜之內(nèi)自由瀝青在擴散溶劑化膜之外的瀝青以足夠厚度的結(jié)構(gòu)膜為好，C值大，瀝青與石灰

27、石礦粉可形成較好的吸附溶劑的瀝青膜、礦粉比表面大小的影響，比表面積大，C值較大，相同瀝青用量和級配良好的情況下而言。（礦粉細度大）、瀝青用量的影響。滿足要求時，瀝青用量偏大，C值下降，值下降（最佳瀝青用量）、集料表面和特征的影響。集料形狀方正，表面粗糙時值大 、溫度和變形速率（單位時間內(nèi)發(fā)生變形的大小），溫度升高，C值降低；變形速率增大時，C值可顯著增大，值影響不明顯 第七章/1、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì) 2、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 1）高溫穩(wěn)定性在夏季高溫條件下（6070），承受多次重復(fù)荷載作用而不發(fā)生過大的永久變形的能力。評價方法馬歇爾穩(wěn)定度試驗和車轍試驗。2）低溫抗裂性在冬季低溫條件下（0

28、以下），不因收縮和交通荷載作用而發(fā)生裂縫，低溫時，裂縫與疲勞性能有關(guān)，可用柔度表征。（柔度：一定變形條件下，達到破壞時所需的荷載作用次數(shù)。柔度，表征疲勞壽命）。評價方法抗拉試驗（劈裂）：冷縮試驗，疲勞試驗。 續(xù)轉(zhuǎn)下一頁第七章/3）耐久性保證在使用年限內(nèi)，性能不明顯惡化的性能。評價方法用殘留穩(wěn)定度、空隙率和飽和度表示。4）抗滑性保持表面粗糙，防止表面有水時引起行車滑溜的性能，主要通過選擇耐磨性好的石料，粘附性好的瀝青和石料，瀝青用量、瀝青含蠟量及合理級配等控制。5）施工性保證拌制、攤鋪時的均勻性和碾壓密實性。主要與瀝青標(biāo)號、瀝青用量、礦料表面特性及配合比當(dāng)?shù)貧鉁厥┕l件有關(guān)。措施是控制溫度，施工

29、機具、瀝青用量、礦粉細度。 1、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì) 2、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 標(biāo)準(zhǔn)見表78 接上頁第七章/瀝青混合料的內(nèi)在質(zhì)量決定于組成材料的性質(zhì)，組成配合比例，以及制備工藝。但首先應(yīng)選用符合技術(shù)要求的組成材料。1、瀝青：其技術(shù)要求隨交通荷載大小，氣候條件、混合料類型及施工條件而變化：溫?zé)岬貐^(qū)，重交通，細粒式選稠度高的瀝青；寒冷地區(qū)，輕交通，粗粒式選稠度低的瀝青。具體要求見表710。2、粗集料：要求強度高或壓碎值低，盡量選用堿性石料或中性石料，要求形狀方正（卵石應(yīng)進行破碎）粗集料的合成級配應(yīng)符合表7-14的級配規(guī)定。3、細集料：（基本同水泥砼的細集料要求） 4、填料，指粒徑小于0.075

30、mm的礦質(zhì)粉末。 第七章/ 按規(guī)范，采用馬歇爾穩(wěn)定度等技術(shù)指標(biāo)，進行設(shè)計控制，配合比設(shè)計包括實驗配合比（目標(biāo)）。生產(chǎn)配合比和試拌試鋪配合比調(diào)整等三個階段。設(shè)計步驟：1、確定礦料組成，按表7-10要求，用圖解法計算配合比；2、馬歇爾穩(wěn)定度試驗確定瀝青最佳用量，具體步驟如下：1）原材料篩分、瀝青密度、礦料視密度試驗；2）制備試件a、計算用料；b、加熱料、c、擊實成型（擊實模、錘的尺寸、重量、落高）3）脫模靜置養(yǎng)護；4）測定試件物理常數(shù)：t、a、VV、VMA、VFA；第七章/用已成型的瀝青混合料的試件，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，采用水中重法、表干法、體積法或封蠟法等方法，測定瀝青混合料的表觀密度；采用馬歇爾試驗

31、儀，測定馬歇爾穩(wěn)定度和流值。并計算空隙率、飽和度和礦料間隙率等物理指標(biāo)。 理論最大密度瀝青混合料試件的理論最大密度，是指壓實瀝青混合料試件全部為礦料（包括礦料內(nèi)部孔隙）和瀝青所組成（空隙率為零）的最大密度?？砂词剑?-9）和式（7-10）計算： 轉(zhuǎn)下一頁第七章/（1）按油石比計算： （7-9） wbann2211atPPPPP100（2）按瀝青含量計算： （7-10） wbbnn2211tPPPP100說明見下頁第七章/n式中 t 瀝青混合料的理論最大密度，g/cm。n1 P1Pn各種礦料配合比（礦料總和為Pi=100），。1 P1Pn各種礦料的配合比（礦料與瀝青之和為Pi +Pb=100），。 1n各種礦料的相對毛體積密度或相對表觀密度。 Pa油石比（瀝青與礦料的質(zhì)量比），。 Pb瀝青含量（瀝青質(zhì)量占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率），。 b瀝青的相對密度（25/25）。 瀝青混合料的空隙率，按