瀝青混凝土紡織輕工業(yè)工程科技專業(yè)資料

瀝青混凝土紡織輕工業(yè)工程科技專業(yè)資料第1頁/共84頁內(nèi)容介紹一、概述二、石油瀝青三、改性瀝青四、瀝青混凝土第2頁/共84頁第一節(jié)概述一、瀝青材料的定義與分類（一）定義

瀝青是一種有機膠凝材料，是由多種有機物構(gòu)成的極其復(fù)雜的碳?xì)浠衔锖吞細(xì)浠衔锱c氧、氮、硫的衍生物所組成的混合物。常溫下呈黑色或黑褐色的固體、半固體或粘稠性液體，能溶于多種有機溶劑，幾乎不溶于水，屬于憎水材料。

瀝青材料同水泥材料一樣，是建筑、交通、水利等工程領(lǐng)域中使用最廣泛的建筑材料。第3頁/共84頁（二）分類瀝青天然瀝青煤瀝青石油瀝青地瀝青焦油瀝青木瀝青泥炭瀝青頁巖瀝青

主要作為防水、防潮、防腐蝕材料，用于屋面或地下防水工程、防腐蝕工程、鋪筑道路以及貯水池、浴池及橋梁等防水防潮層。（石油瀝青）第4頁/共84頁二、瀝青建筑材料瀝青具有良好的防水、抗?jié)B、耐化學(xué)侵蝕性，以及它與礦物材料有較強的粘接力、塑性和能抗沖擊荷載的作用，在工程上應(yīng)用面極大，用途很廣。為了使瀝青滿足一定的性能需求，工程上使用的瀝青材料通常都是改性瀝青和瀝青混合料。摻樹脂、磨細(xì)的橡膠粉或其他填料等外摻劑（改性劑）采取對瀝青輕度氧化加工等措施改善瀝青或瀝青混合料的性能。機理：一是改性劑均勻分布形成空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；二是改變化學(xué)組成。第5頁/共84頁（一）改性瀝青按工程需要的物理特性，用工廠生產(chǎn)出的瀝青材料進行人工改造，使其滿足工程要求的瀝青材料。常見的改性瀝青產(chǎn)品有瀝青基防水卷材、瀝青膠等。

（二）瀝青混合料瀝青混合料是瀝青與級配合適的礦物質(zhì)材料拌和均勻配制成建筑瀝青材料。常見的混合料有瀝青混凝土、瀝青砂漿及瀝青嵌縫油膏等。第6頁/共84頁第二節(jié)石油瀝青石油瀝青是石油原油經(jīng)蒸餾等方法提煉出各種輕質(zhì)油（如汽油、柴油等）及潤滑油以后的殘留物或經(jīng)再加工而得到的產(chǎn)品。第7頁/共84頁一、石油瀝青的組成與結(jié)構(gòu)（一）石油瀝青的組分

石油瀝青由于其化學(xué)成分復(fù)雜，為便于分析和使用，常將其物理、化學(xué)性質(zhì)相近的成分歸為若干組，稱為組分。不同的組分對瀝青性質(zhì)的影響不同。組分劃分方法通常有三組分法和四組分法兩種。

三組分法：分為油分、樹脂和瀝青質(zhì)三個組分。油分使瀝青的流動性好，降低瀝青的粘度和軟化點；樹脂含量越多，石油瀝青的延度和粘接力等性能越好；瀝青質(zhì)含量越多，則軟化點越高，粘性越大，也越硬脆。

此外，瀝青中常含有一定量的固體石蠟，是石油瀝青的有害成分，會增大瀝青對溫度的敏感性。（高溫軟化，低溫析晶）第8頁/共84頁四組分法：飽和分－S芳香分－A膠質(zhì)－R瀝青質(zhì)－At組分分子量高溫粘度低溫變形能力化學(xué)穩(wěn)定性飽和分S500~700××√芳香分A300~2000×√×膠質(zhì)R1000~50000√√×瀝青質(zhì)At1000~100000√×—第9頁/共84頁（二）石油瀝青的膠體結(jié)構(gòu)

瀝青組分含量及化學(xué)結(jié)構(gòu)不同，則形成不同類型的膠體結(jié)構(gòu)。把瀝青中的油分和樹脂歸為可溶質(zhì)，因為它們可以相互溶解。樹脂能在瀝青質(zhì)顆粒的表面形成薄膜，從而構(gòu)成以瀝青質(zhì)為膠核，周圍吸附有部分樹脂和油分的膠團，而無數(shù)膠團分散在油分中形成膠體結(jié)構(gòu)。根據(jù)瀝青中瀝青質(zhì)和可溶質(zhì)的相對比例不同，膠體結(jié)構(gòu)可分為溶膠型、凝膠型和溶凝膠型三種結(jié)構(gòu)。1、溶膠型可溶質(zhì)較多，瀝青質(zhì)很少，膠團全部分散。具有較好的流動性和塑性，較強的裂縫自愈能力，但對溫度的敏感性高，溫度穩(wěn)定性差。第10頁/共84頁2、凝膠型可溶質(zhì)較少，瀝青質(zhì)含量很大，膠團相互接觸，形成不規(guī)則的空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，膠團移動比較困難。具有明顯的彈性和粘性，流動性和塑性較低，對溫度敏感性低，溫度穩(wěn)定性高。3、溶凝膠型介于溶膠和凝膠之間的結(jié)構(gòu)，部分膠團相互接觸，這種膠體結(jié)構(gòu)的瀝青在常溫下變形時，最初有明顯的彈性，但變形增大到一定程度后，則為粘性流體。大多數(shù)優(yōu)質(zhì)道路瀝青就是這種類型。第11頁/共84頁二、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)（一）粘滯性

粘滯性又稱粘性或稠度，是反映瀝青材料在外力作用下，瀝青顆粒之間產(chǎn)生互相位移時抵抗便攜的能力，是瀝青材料的一項重要物理力學(xué)性質(zhì)。液態(tài)石油瀝青的粘滯性使用粘度表示，粘度是現(xiàn)代瀝青等級劃分的主要依據(jù)。牛頓流體:是指在受力后極易變形，且切應(yīng)力與變形速率成正比的低粘性流體。由于液體的粘性將此力層層傳遞，各層液體也相應(yīng)運動，形成速度梯度du/dr，稱剪切速率，以r表示。η：動力粘度系數(shù)（簡稱粘度）第12頁/共84頁凡不同于牛頓流體的都稱為非牛頓流體。第13頁/共84頁

在運動狀態(tài)下測定瀝青粘度時，考慮到密度的影響，動力粘度可以用運動粘度νT來表示，即瀝青在某一溫度下的動力粘度與同溫度下的瀝青密度之比。⑴

牛頓液體→粘度（單位：Pa?s）⑵非牛頓液體→視粘度或表觀粘度⑶運動粘度和動力粘度η*

：表觀粘度（Pa·S）c：復(fù)合流動系數(shù)，評價瀝青流變性質(zhì)的指標(biāo)。第14頁/共84頁絕對粘度的測定方法毛細(xì)管法（奧氏粘度計）真空減壓毛細(xì)管法，60℃動力粘度Brookfield粘度計法動態(tài)剪切流變儀（DSR）法條件粘度的測定方法標(biāo)準(zhǔn)粘度計法針入度法軟化點法如何測定粘度？？第15頁/共84頁在嚴(yán)格控制溫度和真空度的條件下，測定一定體積瀝青被吸過毛細(xì)管所需要的時間第16頁/共84頁真空減壓毛細(xì)管法試驗原理

η—瀝青試樣在測定溫度下的動力黏

度（Pa·s）；K—黏度計常數(shù)；t—對應(yīng)的流動時間（s）。第17頁/共84頁Brookfield粘度計法

可用于測定道路瀝青在45℃以上溫度范圍內(nèi)表觀粘度。對于牛頓流體其計算公式為：

②對于非牛頓流體，上式中的可表述為：第18頁/共84頁⑵條件粘度測定方法

①標(biāo)準(zhǔn)粘度計法CT,d——單位s

②針入度法PT,m,t——單位0.1mm

③軟化點TR&B——單位℃（表征瀝青熱穩(wěn)定性）

★針入度是等溫粘度

★軟化點是等粘溫度

1.標(biāo)準(zhǔn)粘度規(guī)定的溫度條件下，通過規(guī)定的流孔直徑，流出50mL體積所需時間，以s為單位。如：C25，5=100表示：試驗溫度25℃，流孔直徑5mm，時間100s。

第19頁/共84頁2、針入度針入度是指在一定溫度條件下的條件粘度，用標(biāo)準(zhǔn)試針垂直貫入瀝青試件的深度表示，單位以0.1mm計。針入度開始時5s后瀝青材料（25℃）

針入度標(biāo)準(zhǔn)試驗規(guī)定：溫度25℃，標(biāo)準(zhǔn)針重100g，貫入時間5s，表示為P（25℃，100g，5s）。針入度越大，粘度越小，瀝青越軟。試驗時選定可不同的條件研究瀝青粘度與溫度的關(guān)系，如P（0℃，200g，60s）。第20頁/共84頁針入度法測定粘稠瀝青針入度示意圖

在規(guī)定溫度條件下，以規(guī)定質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)針經(jīng)過規(guī)定時間貫入瀝青試樣的深度，以0.1mm為單位如：P25,100,5=60表示：試驗溫度25℃

荷載質(zhì)量100g

歷時5s

貫入瀝青深度6mm粘度變化第21頁/共84頁二、石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)（一）粘滯性（二）耐熱性

瀝青的耐熱性是指粘稠的石油瀝青在高溫下不軟化、不流淌的特性。耐熱性常用軟化點表示。1、軟化點軟化點是瀝青從固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)時達(dá)到某特定粘性流動狀態(tài)時的溫度，通常用環(huán)球法來測定。將瀝青注入標(biāo)準(zhǔn)銅環(huán)內(nèi)制成試件，試件中央放一質(zhì)量為3.5g的鋼球，并至于水（或甘油）中，以5℃/min速率加熱至瀝青軟化下垂至規(guī)定距離25.4mm時的溫度，即為瀝青軟化點，以℃為單位。25.4mm第22頁/共84頁軟化點測試示意圖

固態(tài)液態(tài)硬化點滴落點TR&B(℃)條件粘度粘度變化

軟化點高，說明瀝青能夠的耐熱性能好，但軟化點過高，不易加工；軟化點低的瀝青，夏季易產(chǎn)生變形，甚至流淌。第23頁/共84頁2、脆性脆點是在溫度下降過程中，瀝青材料由粘－塑性狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺棧嘈誀顟B(tài)的溫度。脆點測試方法是將瀝青在40mm×20mm金屬片上涂成厚0.15mm的薄膜，將其裝在彎曲器上放入冷卻溶液中，以1℃/min的冷卻速度降溫，同時使試件以每分鐘11次的頻率進行變曲，瀝青薄膜開始出現(xiàn)裂紋時的溫度即為脆點。瀝青的三態(tài)：流動————橡膠————玻璃軟化點脆點第24頁/共84頁（三）溫度穩(wěn)定性瀝青的粘度等性能隨溫度的不同而產(chǎn)生明顯的變化的特性，反映石油瀝青對溫度的敏感程度。溫度TlgPlogP=AT+KA－針入度－溫度感應(yīng)性系數(shù)針入度－溫度關(guān)系A(chǔ)值的確定方法？溫度TlgP25℃P25TR&BPR&B600~1000第25頁/共84頁lgPlgP1lgP2t2(25℃)t1(t軟)t（2）針入度指數(shù)的確定：通常以針入度指數(shù)（P·I）作為瀝青溫度穩(wěn)定性的指標(biāo)。

P·I

值越大，瀝青溫度穩(wěn)定性越好。③數(shù)組（Pi,Ti）→進行回歸第26頁/共84頁①已知條件：不同溫度下的針入度（Pi、Ti）（2組以上）或針入度與軟化點②計算方法計算A值→PI

查圖第27頁/共84頁3）當(dāng)量軟化點（T800）和當(dāng)量脆點值（T1.2）由logP=AT+K：

P＝800

P＝1.24）針入度指數(shù)與膠體結(jié)構(gòu)的關(guān)系

PI<-2→溶膠型瀝青PI>+2→凝膠型瀝青

PI=-2~+2→溶凝膠型瀝青第28頁/共84頁（四）塑性

塑性是指瀝青在外力的作用下產(chǎn)生變形而不破壞，除去外力后仍能保持變形后的形狀的性質(zhì)。

塑性較好的瀝青在常溫下產(chǎn)生裂縫時，因為有粘塑性而可自行愈合，故塑性還反映了瀝青開裂后的自愈能力。瀝青之所以能制造出性能良好的柔性防水材料，很大程度上決定于瀝青這種性質(zhì)。同時，因瀝青有一定的吸收沖擊振動載荷的能力，并能減少摩擦?xí)r的噪音，故是一種優(yōu)良的道路路面材料。第29頁/共84頁瀝青的塑性可用延伸度（延度）來表示。

在一定溫度下，將瀝青標(biāo)準(zhǔn)試件以一定的拉伸速度延伸，試件拉斷是延伸的長度即為延度，以cm計。通常使用的試驗條件為溫度25℃、拉伸速度50mm/min。延度越大，塑性越好。第30頁/共84頁（五）大氣穩(wěn)定性（耐久性）

大氣穩(wěn)定性是指石油瀝青在熱、陽光、氧氣和潮濕等環(huán)境因素的長期綜合作用下抵抗老化的性能，它反映了瀝青的耐久性。

大氣穩(wěn)定性可用瀝青的蒸發(fā)減量及針入度變化來表示，即試樣在160℃溫度加熱蒸發(fā)5h后的質(zhì)量損失百分率和蒸發(fā)前后的針入度比兩項指標(biāo)來表示。蒸發(fā)損失率越小，針入度比越大，則瀝青的大氣穩(wěn)定性越好。第31頁/共84頁（六）其他性能溶解度

石油瀝青在三氯乙烯、四氯化碳或笨中溶解的百分率，以表示瀝青中有效物質(zhì)含量，即純凈程度。不溶解的物質(zhì)會降低瀝青的性能，應(yīng)加以限制。閃點加熱瀝青至初次閃火（有藍(lán)色閃光）時的瀝青溫度。燃點或著火點加熱瀝青，并與火接觸能持續(xù)燃燒5秒以上時的溫度。第32頁/共84頁第三節(jié)瀝青改性方法為使瀝青能滿足工程要求，對從工廠生產(chǎn)的瀝青材料通常要進行改性，使其具有一定的物理性質(zhì)，如彈性、塑性、粘性、強度和溫度穩(wěn)定性等。石油瀝青的改性方法主要有摻配法、乳化法和填充法。一、摻配法

摻配法是指當(dāng)石油瀝青的技術(shù)性質(zhì)（如針入度或軟化點）不能滿足工程要求時，可通過用不同的瀝青進行摻配而改變?yōu)r青的物理特性。摻配料應(yīng)選用表面張力相近和化學(xué)性質(zhì)相近的同產(chǎn)源瀝青，以保證瀝青膠體結(jié)構(gòu)的均勻性。第33頁/共84頁

兩種瀝青摻配時可先繪制摻配比－軟化點曲線，通常按直線法估算摻配量。T2TT1T2Q1Q201000100軟化點摻配量Q1－標(biāo)號較高瀝青的摻量，％；Q2－標(biāo)號較低瀝青的摻量，％；

T－摻配后瀝青的軟化點，℃；T1－標(biāo)號較高瀝青的軟化點，℃；T2－標(biāo)號較低瀝青的軟化點，℃。第34頁/共84頁二、乳化法

乳化法是將瀝青顆粒（1～6μm）分散在含有表面活性物質(zhì)（如乳化劑、穩(wěn)定劑）的水溶液中，形成穩(wěn)定乳狀液的新型瀝青材料。種類根據(jù)所用乳化劑不同有：陰離子型陽離子型膠體乳液制作方法

加熱后直接乳化用溶劑溶解后乳化用途

可涂刷或噴涂在表面上作為防潮或防水層；用于拌制冷用瀝青砂漿或混凝土。第35頁/共84頁1、乳化原理

水是極性分子，瀝青是非極性分子，兩者不能互相溶合。當(dāng)微小瀝青顆粒分散在水中時，形成的瀝青－水分散體系不穩(wěn)定，瀝青顆粒會自動聚集，最后與水分離。

當(dāng)水中含有乳化劑時，乳化劑的活性作用使其在瀝青顆粒和水粒兩相界面上產(chǎn)生強烈的吸附作用，形成了吸附層。吸附層中極性基團與水分子牢固結(jié)合形成水膜，非極性基團與瀝青結(jié)合形成乳化膜。水水膜瀝青顆粒乳化劑乳化劑極性端乳化劑非極性端第36頁/共84頁2、乳化劑的種類

瀝青乳化劑主要有有機和無機兩大類。有機乳化劑包括陰離子乳化劑（如肥皂等），陽離子乳化劑、非離子乳化劑。無機乳化劑包括膨潤土、高嶺土、無機氯化物、氫氧化物等。工程上所用乳化瀝青的一般組分含量為瀝青50％～60％，含有乳化劑、穩(wěn)定劑的水溶液40％～50％，其中乳化劑等的摻量約為1％～3％。第37頁/共84頁三、填充法

填充法是指將細(xì)顆粒（粉狀或纖維狀）礦物料（如滑石、云母、石棉等）、橡膠、合成樹脂和植物油等材料加入到瀝青中，從而改善提高瀝青的強度、溫度穩(wěn)定性、耐酸性、耐堿性、耐熱性、柔性、粘性和防水性等物理性能，使其形成滿足工程需要的改性瀝青。第38頁/共84頁第四節(jié)瀝青混凝土瀝青混凝土是泛指用適量的瀝青材料與一定級配的礦質(zhì)集料經(jīng)過充分拌和而形成的一種粘－彈－塑性瀝青混合料。這種材料不僅具有良好的力學(xué)性質(zhì)和防水性能，而且具有一定的高溫穩(wěn)定性和低溫柔韌性。用它鋪筑的路面平整，無接縫，而且具有一定的粗糙度，路面減震、吸聲、無強烈反光，使行車舒適，有利于行車安全。此外瀝青混合料也是良好的防水材料，常用于土石壩及其它水利工程的防滲。第39頁/共84頁一、瀝青混凝土的組合結(jié)構(gòu)

瀝青混凝土中的礦質(zhì)材料包括粗骨料、細(xì)骨料和填料。粗骨料指粒徑大于2.5mm的骨料，細(xì)骨料指粒徑2.5mm～0.074的骨料，填料指粒徑小于0.074mm的骨料。根據(jù)膠體理論，瀝青混凝土是由礦物質(zhì)材料、瀝青膠結(jié)料和參與空隙率所組成的具有多級空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多相分散體系。

粗骨料為分散相，是分散在瀝青砂漿中的一種分散相；砂漿是以細(xì)骨料為分散相，是分散在瀝青膠漿中的一種細(xì)分散相；膠漿又是一種以填充料為分散相，是分散在稠度瀝青中的一種微分散相。這一理論說明了骨料的礦物組分、級配，以及瀝青與填充料內(nèi)表面的交互作用等因素對瀝青混凝土性能的影響。第40頁/共84頁二、瀝青混凝土的技術(shù)特性

（1）抗?jié)B性

瀝青混凝抗?jié)B性指標(biāo)用滲透系數(shù)來表示。滲透系數(shù)可通過滲透試驗來測定，而工程中實際需要的瀝青混凝土的滲透系數(shù)的大小則應(yīng)根據(jù)工程要求來確定。瀝青混凝土滲透性取決于骨料級配、瀝青用量及瀝青混凝土的壓實程度，隨孔隙率的減小而降低。（2）抗裂性

瀝青混凝抗裂性是指瀝青混凝土在外荷載（如溫降或拉伸）作用下抵抗變形而不產(chǎn)生裂縫的性能，是衡量瀝青混凝土力學(xué)特性的一個重要指標(biāo)。第41頁/共84頁瀝青混凝的抗裂性主要取決于瀝青的性質(zhì)和用量、礦質(zhì)混合料的級配以及填充料與瀝青用量的比值。為了提高瀝青混合料的抗裂性，應(yīng)選用針入度較大、低溫延伸度較大的瀝青，但瀝青的軟化點必須能保證耐熱性的要求。也可在滿足耐熱性的前提下多用瀝青，增加柔性。瀝青使用過多，溫度變形隨之增大，因而受溫度影響而產(chǎn)生裂縫的可能性也要增加。（3）抗滑性抗滑性是路面瀝青混凝土要求的指標(biāo)，用摩擦系數(shù)和構(gòu)造來表示。（4）強度瀝青混凝土的強度由混合料中骨料的咬合、瀝青的粘性、瀝青用量以及混合料的壓實度決定。第42頁/共84頁（5）熱穩(wěn)定性

熱穩(wěn)定性是指瀝青混凝土在高溫下及外荷長期作用下不發(fā)生嚴(yán)重變形或流淌的性質(zhì)。穩(wěn)定性指標(biāo)可用熱穩(wěn)定性系數(shù)、斜坡流淌值或馬歇爾穩(wěn)定度和流值來表示。馬歇爾穩(wěn)定度：將圓柱試件側(cè)放在加荷壓頭內(nèi)，使試件在試驗機上以±50mm/min的變形速率加荷，試件破壞時達(dá)到的最大荷載即為穩(wěn)定度（以N計），試件達(dá)到最大荷載時所發(fā)生的變形即為流值（以0.1mm計）。（6）水穩(wěn)定性水穩(wěn)定性是指瀝青混凝土抵抗水作用下引發(fā)性質(zhì)變化和破壞的能力。通常水工瀝青混凝土用水穩(wěn)定性系數(shù)和殘留穩(wěn)定度指標(biāo)來評定；路面瀝青用殘留穩(wěn)定度、粘附性指標(biāo)評定。

第43頁/共84頁

水穩(wěn)定性系數(shù)越大，瀝青混凝土耐久性越好。瀝青混凝土的水穩(wěn)定性主要決定于瀝青材料性能、骨料與瀝青材料的粘接力及瀝青混凝土的孔隙率等。水工瀝青混凝土要求水穩(wěn)定性系數(shù)不小于0.85，孔隙率小于4％。

水工瀝青混凝土要求殘留穩(wěn)定度應(yīng)為不小于0.85，路面瀝青混凝土的殘留穩(wěn)定度應(yīng)不小于0.6～0.75。第44頁/共84頁何為瀝青混合料?瀝青路面越來越多地被應(yīng)用于不同等級的公路，其原因何在？地方道路高速公路城市道路1．瀝青混合料是一種粘彈性材料，具有良好的力學(xué)性能，鋪筑的路面平整無縫，振動小，噪音低，行車舒適。2．路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，無強烈反光，有利于行車安全。3．施工方便，施工時不需要養(yǎng)護，能及時開通交通。4．維修簡單，舊瀝青混合料可再生利用。1．瀝青路面容易老化。2．溫度穩(wěn)定性差。

但是！第45頁/共84頁老化定義？在長期的大氣因素作用下，因瀝青塑性降低，脆性增強，粘聚力減小，導(dǎo)致路面表面產(chǎn)生松散，引起路面破壞。瀝青路面老化現(xiàn)象第46頁/共84頁夏季高溫瀝青易軟化，路面易產(chǎn)生車轍、波浪；冬季低溫時易脆裂，在車輛重復(fù)作用下易產(chǎn)生開裂。波浪車轍泛油溫度穩(wěn)定性差的表現(xiàn)：第47頁/共84頁瀝青混合料材料級配組成及空隙率大小分材料組成及結(jié)構(gòu)分

制造工藝分

公稱最大粒徑分1.特粗式瀝青混合料2.粗粒式瀝青混合料3.中粒式瀝青混合料4.細(xì)粒式瀝青混合料5.砂粒式瀝青混合料1.連續(xù)級配瀝青混合料2.間斷級配瀝青混合料1.密級配瀝青混合料2.半開級配瀝青混合料3.開級配瀝青混合料1.熱拌瀝青混合料2.冷拌瀝青混合料3.再生瀝青混合料目前公路與城市道路路面多采用復(fù)合類的瀝青混合料，如AC-16F既屬于熱拌瀝青混合料、又屬于密級配的、中粒式瀝青混合料。

瀝青混合料分類第48頁/共84頁（3）耐久性1.技術(shù)性質(zhì)2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗—穩(wěn)定度（0.1mm）車轍試驗—動穩(wěn)定度（次／mm）（1）高溫穩(wěn)定性（2）低溫抗裂性低溫彎曲試驗水穩(wěn)性耐老化性耐疲勞性浸水馬歇爾試驗—殘留穩(wěn)定度（%）凍融劈裂試驗—殘留強度比（%）（4）抗滑性（5）施工和易性《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004

就是馬歇爾試驗指標(biāo)要求參考規(guī)范第49頁/共84頁瀝青混合料的拌合瀝青混合料的運輸瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的碾壓這是路面施工要解決的問題第50頁/共84頁瀝青混合料的拌合拌制瀝青混合料，需解決以下問題：1.對原材料有何要求？如何對其檢測？2.怎樣配制瀝青混合料？即如何進行配合比設(shè)計？第51頁/共84頁瀝青材料瀝青混合料組成材料粗集料細(xì)集料填料基質(zhì)瀝青改性瀝青各種粒徑的碎石（方孔篩）天然砂機制砂石屑礦粉最好都是堿性材料第52頁/共84頁瀝青材料針入度針入度指數(shù)軟化點延度蠟含量閃點溶解度密度壓碎值磨耗值表觀相對密度吸水率堅固性針片狀顆粒含量＜0.075mm顆粒含量軟盡弱顆粒含量磨光值粘附性破碎面要求粗集料細(xì)集料填料表觀密度含水量粒徑范圍外觀親水系數(shù)塑性指數(shù)加熱安定性原材料名稱技術(shù)指標(biāo)執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)1.《公路工程集料試驗規(guī)程》JTGE42-20052.《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000原材料的

技術(shù)要求

（P204~P207）

表觀相對密度堅固性含泥量砂當(dāng)量亞申藍(lán)值棱角性第53頁/共84頁瀝青混合料配合比設(shè)計配合比設(shè)計方法：規(guī)范采用馬歇爾試驗配合比設(shè)計方法，適用于密級配瀝青混凝土及瀝青穩(wěn)定碎石混合料?！豆窞r青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）1、礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計2、最佳瀝青用量確定目標(biāo)配合比設(shè)計目標(biāo)配合比設(shè)計例題第54頁/共84頁目標(biāo)配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比驗證階段礦料的組成設(shè)計最佳瀝青用量確定圖解法或試算法集料篩分（水洗法）馬歇爾試驗確定工程級配范圍預(yù)估計算瀝青用量瀝青與集料相對密度測定配合比設(shè)計三個階段目標(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比都是兩方面的設(shè)計，二者有何區(qū)別？第55頁/共84頁礦料通過皮帶輸入拌和樓干燥筒加熱振動篩二次篩分熱料提升到拌和樓熱料倉根據(jù)目標(biāo)配合比的OAC、OAC±0.3%三組瀝青用量根據(jù)熱料比例確定生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量OAC圖解法確定熱料比例生產(chǎn)配合比目標(biāo)配合比圖解法確定冷料比例確定目標(biāo)配合比最佳瀝青用量OAC取樣冷料篩分根據(jù)冷料比例成型5組馬歇爾試件通過調(diào)整控制室皮帶轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)計比例青用量確定提供標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)配合比最佳瀝熱料比例與最佳瀝青用量輸入控制室計算機生產(chǎn)瀝青混合料熱料篩分取分級目標(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比設(shè)計關(guān)系圖成型3組馬歇爾試件第56頁/共84頁（一）確定工程級配范圍（合成級配）目標(biāo)配合比設(shè)計根據(jù)設(shè)計類型查施工技術(shù)規(guī)范，確定C或F型類型及級配范圍，并計算級級配中值。69.5131824.53448708495規(guī)范中值4579132034607690規(guī)范下限81418263648628092100規(guī)范上限0.0750.150.30.61.182.364.759.513.216.0篩孔尺寸AC-16F瀝青混凝土合成級配要求一、礦料組成設(shè)計

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第57頁/共84頁目標(biāo)配合比設(shè)計1．此處取樣的集料為冷料，可以從料場直接取樣。3．料場取樣盡量要有代表性、均勻性。4．其他指標(biāo)也需檢測，只是配合比設(shè)計時不使用。2．礦粉直接從包裝袋中取樣。一、礦料組成設(shè)計（二）取樣各種集料（冷料）篩分（水洗法）

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第58頁/共84頁目標(biāo)配合比設(shè)計一、礦料組成設(shè)計（1）試驗時取樣方法采用四分法。四分法取樣立面圖平面圖（二）取樣各種集料篩分（水洗法）4．篩分試驗（4）采用通過百分率進行下一步計算。（2）水泥混凝土用集料可采用干篩法試驗。（3）瀝青混合料及基層用集料用水洗法試驗。

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第59頁/共84頁目標(biāo)配合比設(shè)計（三）用圖解法或試驗算法確定各種礦料的組成比例1．繪制矩形圖框。2．連接對角線，表示設(shè)計級配中值（即平均值）。3．采用數(shù)學(xué)坐標(biāo)繪制縱坐標(biāo)，表示集料通過百分率（%）。4．用以下方法繪制橫坐標(biāo)，表示篩孔尺寸（mm）：（1）先計算每個篩孔的設(shè)計級配中值（通過率）；（2）在縱坐標(biāo)上根據(jù)每個篩孔的設(shè)計級配中值，平行作直線與對角線相交；（3）根據(jù)交點作垂線，與橫坐標(biāo)的交點即為每個篩孔的位置。5．在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線。6．按照各集料曲線重疊、相接、相離三種情況確定各集料的用量比例。7．根據(jù)確定的集料比例計算礦料的合成級配，判斷其是否在工程級配范圍內(nèi)，否則需進行比例調(diào)整，重新計算直到滿足標(biāo)準(zhǔn)為止。一、礦料組成設(shè)計

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第60頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（一）測定瀝青與集料的相對密度1．測定瀝青的相對密度（γb）非經(jīng)注明，測定瀝青密度的標(biāo)準(zhǔn)水溫為15℃。瀝青與水的相對密度是指25℃相同溫度下的密度之比?？梢詼y定15℃密度，換算得相對密度（25℃/25℃）二者換算關(guān)系為：瀝青與水的相對密度（25℃/25℃）＝瀝青的密度（15℃）×0.996《公路工程集料試驗規(guī)程》JTGE42-20052．測定集料毛體積相對密度（γ

）與表觀相對密度（γ′

）（網(wǎng)籃法）《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標(biāo)準(zhǔn)測定標(biāo)準(zhǔn)

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第61頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（二）預(yù)估計算瀝青用量1．計算礦料的合成毛體積密度（γsb

）2．計算礦料的合成表觀相對密度（γsa

）100γsb=P2γ2++P1γ1……Pnγn100γsa=P2

γ2′++P1

γ1′……Pn

γn′P1、P2…Pn－各種礦料的比例,其和為100γ1、γ2

…γn－各種礦料相應(yīng)的毛體積相對密度γ1′、γ2′…γn′－各種礦料相應(yīng)的表觀相對密度

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第62頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（二）預(yù)估計算瀝青用量3．預(yù)估瀝青混合料適宜的油石比（Pa）或含油量（Pb

）PaPb=Pa+100Pa1Pa=γsb×γsb1Pa1—已建類似工程標(biāo)準(zhǔn)油石比,%γsb—礦料合成毛體積相對密度γsb1—礦料合成毛體積相對密度

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第63頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗1．按照確定的礦料比例配料，根據(jù)預(yù)估的油石比為中值，以0.5%的間隔成型5組馬歇爾試件。（1）按確定的礦料比例，計算本次成型試件所需礦料的數(shù)量。（3）試模、套筒及擊實座等應(yīng)置于100℃烘箱中加熱1h。（4）拌合時先加入粗細(xì)集料到拌合機，再加入熱瀝青（瀝青采用減量法稱量），拌和1~1.5min，再加入加熱后的礦粉，繼續(xù)

拌和，標(biāo)準(zhǔn)拌合時間共3min。（5）成型馬歇爾試件時試模上下要墊濾紙，試件周邊插搗15次，中間插搗10次，應(yīng)先成型1個試件進行高度校核，校核公式如下：要求試件高度調(diào)整后的混合料質(zhì)量=所得試件高度×原用混合料質(zhì)量（6）根據(jù)調(diào)整后的混合料質(zhì)量進行稱量，成型所有試件。（2）烘料時，粗細(xì)可混合加熱，礦粉單獨加熱。《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標(biāo)準(zhǔn)

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第64頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗2．冷卻、脫模（1）冷卻方法有三種試件橫置室溫冷卻：12h以上電風(fēng)扇吹：1h以上浸水冷卻：3min以上最好，但時間太長。較好，但冷卻效果不好，時間一般需延長。工程上常采用室溫下用電風(fēng)扇吹12h以上冷卻（2）脫模3．高度測量測量工具：游標(biāo)卡尺測量方法：四個方向測量，取平均值。合格判斷：標(biāo)準(zhǔn)試件63.5±1.3mm；超出此范圍作廢?！豆饭こ虨r青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標(biāo)準(zhǔn)局限性大，只能用于測定穩(wěn)定度和流值。

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第65頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗4．馬歇爾試件密度測定（1）通常采用表干法測定毛體積相對密度（2）對于吸水率大于2%的試件，宜改用蠟封法測定毛體積相對密度。maγf=mw+mfSa=mw－mfma－mf×100《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標(biāo)準(zhǔn)

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第66頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗5．馬歇爾穩(wěn)定度、流值測定《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件養(yǎng)護溫度為60℃養(yǎng)護時間為30~40min

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第67頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標(biāo)計算（1）確定礦料的有效相對密度（γse

）《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004

計算標(biāo)準(zhǔn)γse－礦料的有效相對密度,無量綱Pb－試驗采用的瀝青含量,%γt－試驗瀝青含量條件下實測的混合料的最大理論相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱

C－合成礦料的瀝青吸收系數(shù)

wx－合成礦料的吸水率,%γsb－礦料的合成毛體積相對密度,無量綱γsa－礦料的合成表觀相對密度,無量綱

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第68頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標(biāo)計算（2）確定瀝青混合料的最大理論相對密度（γti

）100γti=Paiγb+100γse+Pai或100γti=Pbiγb+γsePsi《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004

計算標(biāo)準(zhǔn)γti－相對于計算瀝青用量Pb時的混合料最大理論相對密度,無量綱Pai－所計算的瀝青混合料中的油石比,%Pbi－所計算的瀝青混合料中的瀝青含量,

Pbi=Pai

／(1+Pai),%Psi－所計算的瀝青混合料中的礦料含量

Psi=100－Pbi,%γse－礦料的有效相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第69頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標(biāo)計算《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTGF40-2004

計算標(biāo)準(zhǔn)VV－試件的空隙率,%VMA－試件的礦料間隙率,%VFA－試件的有效瀝青飽和度,%γf－試件的毛體積相對密度,無量綱γt－混合料的最大理論相對密度,實測或計算,無量綱Ps－各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和,PS=100－PS,%γsb－礦料的合成毛體積相對密度,無量綱

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第70頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定1．將不同油石比（或含油量）的馬歇爾試驗的所有指標(biāo)點繪于圖上：毛體積相對密度(%)油石比穩(wěn)定度(KN)(%)油石比規(guī)范要求＞5KNa1=5.9%a2=5.28%

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第71頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定1．將不同油石比（或含油量）的馬歇爾試驗的所有指標(biāo)點繪于圖上：空隙率(%)(%)油石比流值(mm)油石比(%)規(guī)范要求2~4.5mm

規(guī)范要求3~6%a3=5.32%

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第72頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定1．將不同油石比（或含油量）的馬歇爾試驗的所有指標(biāo)點繪于圖上：飽和度油石比(%)(%)間隙率(%)(%)油石比規(guī)范要求70~85%規(guī)范要求＞14%

a4無法確定

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第73頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定2．確定OAC1（1）從上述圖上找出毛體積密度最大值對應(yīng)瀝青用量a1、穩(wěn)定度最大值對應(yīng)瀝青用量a2、目標(biāo)空隙率（或中值）對應(yīng)瀝青用量a3、瀝青飽和度范圍內(nèi)的中值對應(yīng)瀝青用量a4（2）計算OAC1=（a1+a2+a3+a4

）／4a1=5.9%；a2=5.28%；a3=5.32%；a4無法確定（1）如果所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，只取a1、a2、a3計算（2）若密度或穩(wěn)定度沒有出現(xiàn)峰值，以a3作為OAC1，但OAC1必須介于OACmin～OACmax的范圍內(nèi)OAC1=（a1+a2+a3）／3=5.50%

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第74頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定3．確定OAC2（1）從上述圖上找出符合規(guī)范要求的各物理指標(biāo)的用油量，繪于下圖，找出滿足所有指標(biāo)的公共瀝青用量范圍，并查出最大值OACmax和最小值OACmin。公共瀝青用量中OACmax=5.78%OACmin=5.37%（2）計算OAC2=（OACmax+OACmin）／2OAC2=5.58%

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第75頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定4．最佳瀝青用量OAC=（OAC1+OAC2）／2OAC=（OAC1+OAC2）／2=5.54%

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第76頁/共84頁二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計（四）最佳瀝青用量確定（1）計算瀝青結(jié)合料被集料吸收的比例及有效瀝青含量（2）根據(jù)需要計算有效瀝青的體積百分率及礦料的體Pba－被集料吸收的瀝青結(jié)合料比例,%Pbe－有效瀝青膜用量,%γse－礦料的有效相對密度,無量綱γsb－材料的合成毛體積相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱Pb－瀝青含量,%PS－各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和,PS=100－PS,%Vbe－有效瀝青體積百分率,%Vg－礦料的體積百分率,%γf

－試件的毛體積相對密度,無量綱VV－試件的空隙率,%積百分率5．檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度

目標(biāo)配合比設(shè)計步驟第77頁/共84頁二、最佳瀝青