道路工程材料之瀝青和瀝青混合料

第五章瀝青和瀝青混合料瀝青的定義：一系列分子量不等的高分子聚合物組成的有機(jī)混合物質(zhì)。瀝青的分類：地瀝青、焦油瀝青瀝青特點(diǎn)：粘結(jié)性、塑性、憎水性、不透水性不導(dǎo)電性、耐蝕性瀝青的應(yīng)用：道路工程、防水工程、防腐工程

（一）、石油瀝青的生產(chǎn)、組叢和結(jié)構(gòu)

生產(chǎn):石油渣油瀝青再加工輕質(zhì)油潤(rùn)滑油提煉§5-1石油瀝青分類：

按原油基屬：石蠟基、環(huán)烷基、中間基按加工方式：直餾、蒸餾、氧化、裂化、酸洗等按狀態(tài)：粘稠瀝青、液體瀝青按用途：道路石油瀝青建筑石油瀝青普通石油瀝青

三組分分析法（溶解-稀釋法）油分：黃色液體，賦予瀝青流動(dòng)性。樹脂：褐色粘稠體，賦予瀝青塑性和粘結(jié)性地瀝青質(zhì)：黑色固體，賦予瀝青溫度穩(wěn)定性石蠟：有害組叢四組分分析法飽和分、芳香分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)組叢：瀝青中物理力學(xué)性質(zhì)相近的成分結(jié)構(gòu)：

結(jié)構(gòu)形式:膠體結(jié)構(gòu)膠體結(jié)構(gòu)類型:溶膠型結(jié)構(gòu)-油分樹脂多,地瀝青質(zhì)少凝膠型結(jié)構(gòu)-油分樹脂少,地瀝青質(zhì)多

溶凝膠型結(jié)構(gòu)-三者適中——土木工程常用瀝青結(jié)構(gòu)

膠體結(jié)構(gòu)劃分依據(jù):針入度指數(shù)(二)、瀝青技術(shù)性能

指標(biāo)：粘稠瀝青：針入度（0.1mm）,P（25℃，100g，5s）液體瀝青：粘度（s），CdT

——針入度↑、粘度↓→粘性小1、粘性（粘滯性）定義：瀝青內(nèi)部阻礙其發(fā)生相對(duì)流動(dòng)的性質(zhì)影響因素：地瀝青質(zhì)↑，油份↓→粘滯性↑溫度↑→粘滯性↓2、塑性（延展性）

定義：在外力作用下產(chǎn)生變形而不破壞的能力影響因素：

油分、樹脂含量↑→塑性↑溫度↑→塑性↑指標(biāo)：延度（mm）

——延度大→塑性好3、溫度穩(wěn)定性（溫度敏感性）定義：粘性和塑性隨溫度升降而變化的性能

Tg

Tm

脆化點(diǎn)

軟化點(diǎn)T溫度玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)改善：增塑劑、橡膠、樹脂、填料指標(biāo)：①軟化點(diǎn)Tm、脆化點(diǎn)Tg影響因素：地瀝青質(zhì)↑、油份樹脂↓→Tg↑

、Tm↑實(shí)際要求：軟化點(diǎn)高，脆化點(diǎn)低。②針入度指數(shù)評(píng)價(jià)原理：針入度（P）隨溫度變化（T）而變化lgP=AT+KA——針入度-溫度敏感系數(shù)A值的計(jì)算原理：已知直線上兩點(diǎn)，即可求得斜率值。

缺陷：A值為小數(shù)，應(yīng)用不方便。針入度指數(shù)（PI）概念的建立原理：以針入度指數(shù)PI表示瀝青的溫度敏感性，假設(shè)20為最佳值，-10為最差值。則：（20-PI）/（PI+10）可評(píng)價(jià)溫度敏感性針入度指數(shù)的計(jì)算：

PI=30/（1+50A）-10

針入度指數(shù)與瀝青膠體結(jié)構(gòu)類型：PI＞2，凝膠結(jié)構(gòu)PI＜-2，溶膠結(jié)構(gòu)-2＜PI＜2，溶凝膠結(jié)構(gòu)土木工程用瀝青針入度指數(shù)的選擇：

道路瀝青：通常：-2＜PI路面：-1＜PI＜1，→0.5＜PI＜1灌漿材料：-3＜PI＜1膠結(jié)劑：-2＜PI＜5——PI越大，高溫穩(wěn)定性越好。低溫性能需做改性處理4、粘附性定義：石油瀝青與其他材料界面粘結(jié)性能或抗剝落的能力。影響因素：瀝青的組叢、被粘結(jié)材料的表面物理、化學(xué)性質(zhì)評(píng)價(jià)方法：

＞13.2mm骨料，水煮法≤13.2mm骨料，水浸法5、大氣穩(wěn)定性定義：瀝青在光、熱、水、氣等環(huán)境因素作用下抵抗老化的性質(zhì)。老化原因：油分→樹脂→地瀝青質(zhì)老化結(jié)果：變硬、變脆、易開裂評(píng)價(jià)方法：蒸發(fā)質(zhì)量損失率、加熱前后針入度比、加熱前后延度變化6、施工安全性定義：石油瀝青在加熱使用時(shí)，不易發(fā)生閃火或燃火的性質(zhì)。評(píng)價(jià)指標(biāo)：閃點(diǎn)：燃點(diǎn)：石油瀝青組分、結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系溶膠型結(jié)構(gòu)粘性↓軟化點(diǎn)↓延度↑針入度↑塑性↑耐熱性↓油分↑樹脂↑地瀝青質(zhì)↓三、石油瀝青分類、標(biāo)準(zhǔn)與選用1、分類 道路、建筑、普通石油瀝青2、標(biāo)號(hào) ——按針入度劃分，并保證其他性能標(biāo)號(hào)↑粘性↓軟化點(diǎn)↓延度↑針入度↑塑性↑耐熱性↓3、選用零依據(jù)：工程性遺質(zhì)、施肯工方法榨、環(huán)境順溫度4、應(yīng)常用：道路石舊油瀝青—拌制混閃凝土、偽用于路城面和地驕坪，移或防肺水防狗潮工痕程建筑嘩石油姑瀝青—建筑防場(chǎng)水、防斃腐普通石瘡油瀝青—性能較裝差，少杠用1、改探性的貞目的——改善性廁能，延吊長(zhǎng)使用何壽命屋面乖防水：高萌溫不沸流淌擦，抗背老化例，抗仙低溫淘脆斷悄。路面工束程：高溫特抗剪強(qiáng)跟度高、墊不擁包碼、推移獎(jiǎng)、抗車衣轍等永位久變形振；抗低用溫開裂充；抗老步化；較治強(qiáng)的粘詞附性、薄抗疲勞滾應(yīng)力、船抗滑等守。四、慢瀝青燒的改薯性及渴應(yīng)用—[樹脂]→耐寒性知、耐熱此性、粘牲性↑瀝青弟—[橡膠]→高溫災(zāi)變形漠性↓低溫賤柔順弓性↑—[填料]→粘性倡、耐素?zé)嵝猿毓Ф确€(wěn)英定性項(xiàng)↑2、改腿性劑和株效果定義礦物癢集料悅與瀝到青拌便合而篇成的茂混合宮料的豬總稱勇。包刺括瀝姥青混輝凝土稻混合抓料和刪瀝青筍碎石干混合煎料。瀝青混怎凝土混拌合料AC收——適當(dāng)比紀(jì)例的粗撤集料、旨細(xì)集料麻及填料暢與瀝青涂在嚴(yán)格輩控制條訪件下拌祝合壓實(shí)男后空職隙率贊＜10%的瀝青套混合料諸。瀝青碎測(cè)石混合虎料AM—委—適當(dāng)圣比例嚴(yán)的粗名骨料眉、細(xì)外骨料牢及少宏量填未料或徹不摻啊填料諒拌合壓實(shí)后珍空隙率刺≥10澡%的瀝誓青混薦合料§5-親2路愈面用瀝竿青混合金料瀝青車混合豎料的氣技術(shù)屑特點(diǎn)物理挑力學(xué)優(yōu)性能——較高的享抵抗荷販載的能攤力、高惹溫穩(wěn)定錢性、低歷溫柔韌完性、水候穩(wěn)定性施工我和易挪性——平整無違接縫、董減震吸積聲、行燭車舒適交通安僑全——具一值定粗盯糙度回、無繞強(qiáng)烈堂反光耐久性——在環(huán)境寫光、熱結(jié)、水、倆氣等因冰素作用雄下保持耳性能瀝青貿(mào)混合戒料的燙分類按最大崖公稱粒厘徑分類（1）粗粒式瀝青混昨合料（Dm為26哪.5蘆mm或31礦.5塞mm）（2）中粒式——（Dm為16抹m它m或19顯mm）（3）細(xì)粒掘式——（Dm為9.5常mm或13.轟2mm）（4）砂粒埋式瀝青盒混合陜料——（Dm為4.愛75夢(mèng)mm）也稱瀝縣青石屑拌或?yàn)r青狠砂按礦料涉級(jí)配和庫路面壓判實(shí)度分劑類連續(xù)攝密級(jí)訓(xùn)配瀝青肉混凝憐土混磁合料——空隙杜率3%~6印%密實(shí)潛式瀝雁青混阿凝土荒混合謎料AC密級(jí)乒配瀝犯青穩(wěn)飛定碎程石ATB半開月級(jí)配賢瀝青建混合槽料——空隙稱率6%~12習(xí)%半開追式瀝片青穩(wěn)澡定碎聲石混鼓合料AM開級(jí)碰配瀝架青混控合料排水式杜瀝青磨漏耗層混區(qū)合料OG居FC空隙茅率18倍%~25%排水把式瀝朋青穩(wěn)遭定碎把石混朝合料AT罰PB空隙率>1脹8%間斷級(jí)頭配瀝青綁瑪蹄棋脂碎失石混唐合料SMA按施工庭溫度分熄類熱拌季熱鋪揚(yáng)瀝青歉混合莊料（熱態(tài)獸拌合、喬熱態(tài)鋪蜓筑）；常溫瀝度青混合霉料——乳化瀝測(cè)青、稀包釋瀝青獸，（常溫毒下操柳作，仔冷施在工）一、瀝柔青混合冒料的強(qiáng)鬼度理論旋和組成電結(jié)構(gòu)1、瀝妹青混降合料撲強(qiáng)度叉理論瀝青路肚面破壞軋形式高溫白時(shí)塑架性變昏形過芹?！辜舳葟?qiáng)度逮不足低溫寨脆裂——抗拉必強(qiáng)度紫不足卡，變士形能射力差因此研剪究瀝青鏡混合料滴的抗剪強(qiáng)握度和抗蔥變形能糕力。摩爾-庫倫包翠絡(luò)線——應(yīng)力圓聰?shù)墓信跃€即為抗緩剪強(qiáng)度袍曲線圓柱診形試否件三軸稼剪切說試驗(yàn)寨得到?jīng)Q定瀝貸青混合做料C與ψ值的釋摩爾斃圓包址絡(luò)線瀝青障混合濾料的抗剪撇強(qiáng)度(τ)公式σ—勒—正應(yīng)哨力（Mp圖a）；C——瀝青原混合患料的舌粘力儲(chǔ)（Mp椅a）；ψ——瀝青抵混合洋料的穩(wěn)內(nèi)摩陳擦角晃。粘聚嘴力C↑，內(nèi)摩擦陪角ψ廢↑→抗剪土強(qiáng)度τ↑2．影響?yīng){瀝青混骨合料強(qiáng)巡壽度與穩(wěn)驗(yàn)定性的議因素內(nèi)墳因①瀝嶺青粘度②瀝米青與礦裂物的化仇學(xué)性質(zhì)③礦艇粉比表盞面（細(xì)打度）④瀝憤青用量⑤鑒集料無的級(jí)廟配類啦型、居粒徑烘、顆彈粒狀胳態(tài)①高瀝青倦粘度瀝青是句膠結(jié)材碗料，其漢粘度大煙，對(duì)集裕料約束碗使其嵌叮鎖結(jié)構(gòu)尤穩(wěn)定，乓粘滯阻猜力大，硬抗變形險(xiǎn)能力強(qiáng)格。因此粘聚恢力C↑→內(nèi)摩睛擦角ψ↑、抗剪熄強(qiáng)度τ↑②響瀝青巖與礦景物的徒化學(xué)醋性質(zhì)瀝青與礦礦物表梯面形成鍬一層厚口度δ0的“結(jié)帽構(gòu)瀝青具”，該混瀝青化明學(xué)組分準(zhǔn)重新排窯列，粘劇度↑，粘聚過力↑，δ0以外妙的瀝達(dá)青稱歉“自驚由瀝既青”籌。自由瀝青結(jié)構(gòu)瀝青討論恐：以“結(jié)構(gòu)裕瀝青”接炎觸的皇兩顆伶粒，粘聚力C↑以“自由瀝譽(yù)青”接盼觸的紙兩顆補(bǔ)粒，獸瀝青書混合理料粘聚踢力C較小“結(jié)辛構(gòu)瀝網(wǎng)青”δ0的厚蹦度與衡礦料喊的化學(xué)性蘆質(zhì)有關(guān)：瀝青—石灰嫁石（棟堿性蠶集料堪）界貴面的δ0厚度疏大，管礦料搜之間享更有練可能云通過討結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)瀝青糕聯(lián)結(jié)催。瀝青—石英石柱（酸性沿集料）末界面的δ0厚度巨小。③礦耕粉比表株面（細(xì)至度）瀝青用羨量一定比，礦粉姻比表面黑積大，恒形成的早“結(jié)構(gòu)聯(lián)瀝青”宿數(shù)量↑，瀝青災(zāi)混合墊料的巨粘聚舞力C↑。礦粉南的性擺質(zhì)和慨用量際對(duì)瀝臘青混服合料賤的抗剪凳強(qiáng)度τ影響很泉大?！獡降V粉并的重要筒性結(jié)論：配制液瀝青機(jī)混凝券土?xí)r璃，必爬須摻閃適量拌礦粉——產(chǎn)生據(jù)“結(jié)移構(gòu)瀝利青”慘→混寇合料給粘結(jié)符力C↑→抗剪強(qiáng)牙度τ↑→高溫憶抗變翅形能膏力↑→提趕高溫沉度穩(wěn)糊定性④瀝糊青用量瀝青典用量慎適當(dāng)棄，可估形成攜足夠仰數(shù)量杜的“挨結(jié)構(gòu)米瀝青搏”，廢使得換粘聚榮力↑，且騙礦料躁之間襖以“箏結(jié)構(gòu)柏瀝青帥”連旁接，揭此時(shí)秧，瀝建青膠林漿有襲最優(yōu)仆的粘扯聚力豬。所以菜在瀝的青混客合料拔配合詠比設(shè)津計(jì)時(shí)桐，要叼考慮悉最佳岔瀝青集用量沃。⑤集好料的級(jí)創(chuàng)配類型賽、粒徑碗和顆粒襪狀態(tài)合理級(jí)命配——顆粒間餓成嵌鎖刻結(jié)構(gòu)，蘿摩擦阻撐力↑，近似正方體，表寒面粗糙的顆城?！獌?nèi)摩擦臨角↑→較巾強(qiáng)的辮力學(xué)退穩(wěn)定享性→片瀝青旬混合練料抗直剪力↑外父因①啞溫度——瀝青屬簽熱塑性廳材料溫度↑，粘聚妄力C↓暖→抗剪韻強(qiáng)度τ↓。②形變湖速率↓→C↑，抗剪強(qiáng)煌度τ↑3.瀝青混極合料的炸組成結(jié)鏟構(gòu)和性洗能瀝青凍混合易料組碼成結(jié)博構(gòu)的竊膠漿哪理論三種瀝屯青混合命料的結(jié)肺構(gòu)常數(shù)左不同，凈穩(wěn)定性借有差異茄。1、懸武浮—密實(shí)停結(jié)構(gòu)連續(xù)刃型密頓級(jí)配循集料——密實(shí)艇度高燭，但撫各級(jí)湯集料角均為筑次級(jí)例集料雀所隔內(nèi)開，煮有大結(jié)量的祥細(xì)顆在粒，扛但粗集料不能恐互相羅靠攏華形成急骨架騎，懸浮于次營(yíng)級(jí)集屑料及妖瀝青行膠漿休之間唯。特點(diǎn)：結(jié)忽構(gòu)瀝喪青多嶺，粘籍聚力C大，內(nèi)鄭摩阻角ψ較小，斑高溫掌穩(wěn)定妙性較服差密實(shí)，倒水穩(wěn)性交、耐久居性較好2、骨架—空隙結(jié)變構(gòu)集料蹲組成統(tǒng)為連朋續(xù)型平開級(jí)鍵配。羊粒徑亡遞減窯系數(shù)俊大，遭粗集沿料多年，細(xì)嗎集料諒少，扁甚至初沒有連。粗敏集料色形成聽骨架討后，舟細(xì)集承料不事能填圖滿其管空隙爹。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)瀝壇青少，香粘聚力C小，內(nèi)磨阻收角ψ高，該難以買攤鋪筐壓實(shí)享成平中整路即面。高溫穩(wěn)壤定性好浪、耐久呼性可能扛受影響3、密實(shí)—骨架結(jié)抵構(gòu)集料組所成采用同間斷級(jí)例配。粗所集料形喚成骨架攜后，相扶當(dāng)數(shù)量矮的細(xì)集免料填滿積其空間門。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)爛瀝青多穴，粘聚希力C較高研，內(nèi)繪磨阻壤角ψ較高堤，可陪攤鋪丈成結(jié)付構(gòu)密戒實(shí)、碑表面箱平整蜓、物潛理力塵學(xué)性到能比指較穩(wěn)幼定的梨路面果。二、瀝邊青混合富料的技凳術(shù)性質(zhì)棉和標(biāo)準(zhǔn)路面祖瀝青計(jì)混合親料要田求具鉗備的查技術(shù)效性質(zhì)①力明學(xué)強(qiáng)度——承受交洪通荷載烤，抗高肥溫變形坑，低溫濤脆裂；②耐歪久性——抵抗自皮然因素?fù)ё饔茫虎圪v抗滑勤性——交通安蜻全；④施膏工和易鄭性——攤鋪線和壓摘實(shí)1、高溫振穩(wěn)定性定義暖：高匹溫條此件下冠承受餓重復(fù)敲荷載短沒有垂很大鞠變形忌（60瞧℃夏季溫梅度不產(chǎn)繼生車轍鞏、擁包氧和波浪秒）。評(píng)價(jià)壘方法當(dāng)：(1)馬歇爾疤穩(wěn)定度格試驗(yàn)(2奏)車轍試控驗(yàn)(1)馬歇團(tuán)爾穩(wěn)從定度——三項(xiàng)澡指標(biāo)101柄.6×礦63.接5mm圓柱蔑體試煩件穩(wěn)定度饑（MS）——規(guī)定壘溫度裹和加曲荷速聯(lián)率時(shí)財(cái)破壞漆荷載皂（kN）；流值晝（FL）——破壞時(shí)蟲，試件備的垂直特變形（0.避1m蛇m）；馬歇槍爾模稅數(shù)（T）（kN/m畫m）（2）車轍教試驗(yàn)——高速眉公路毫、一駁級(jí)公份路、病城市財(cái)快速慰路、黃主干害路要器求此尿項(xiàng)試蜻驗(yàn)。試件：300坡×30含0×5寸0m允m溫度：60℃方法：車造輪反惕復(fù)行埋走。指標(biāo)：減動(dòng)穩(wěn)定招度（DS）試件變拆形1mm深時(shí)濱，車?yán)圯喰械妥叽钨崝?shù)。GBJ皇500稍92-努96規(guī)定60嶺℃時(shí)動(dòng)幸穩(wěn)定雀度——高速公從路，城班市快速剛路DS＞80夜0次/mm——一級(jí)公由路、城拿市主干名道DS＞60畢0次/m最m——新規(guī)疤定見躬表3-蠅212、低銜溫抗顫裂性定義哭：瀝青片混合彩料抵潔抗低鍛溫開村裂的越能力單。評(píng)價(jià)方兄法低溫蠕鉗變?cè)囼?yàn)低溫修彎曲呢試驗(yàn)——列入威新規(guī)幕范3、耐蓬久性(水穩(wěn)定雕性)定義逗：抵抗巡壽自然鏟因素皂和車甘載長(zhǎng)殖期作利用，澡保持寄原有綱性能懂的能混力。瀝青老秀化、集樂料破壞泥、水導(dǎo)詢致瀝青憤與集料肺粘附性震降低而暖出現(xiàn)剝斃落試驗(yàn)賓方法：浸水馬略歇爾試書驗(yàn)嘉浸水車滾轍試驗(yàn)凍融剝劈裂鉤試驗(yàn)登（列敏入新循規(guī)范問）評(píng)價(jià)指酬標(biāo)：殘徐留穩(wěn)惑定度MS’0（%）、空隙漸率VV、飽和度VFA、礦料林間隙奪率VMA、凍融劈囑裂強(qiáng)度地比TSR耐久性線影響因億素①勤化學(xué)抱性質(zhì)漂：瀝度青、敏集料批的化限學(xué)性脂質(zhì)②襯混合冷料的刺組成籠結(jié)構(gòu)——空隙率灰。空隙猾率↓，防陽歡光及滲更水，空隙率↑，瀝青-集料之嶺間粘結(jié)最力差，薯飽水后測(cè)集料剝音離，顆犁粒相互聯(lián)推移，貞力學(xué)強(qiáng)擾度下降在，路面還破壞?！话闼た障鄂r率?？椓?～6%；以諸備夏姓季瀝匪青膨欣脹③壓實(shí)度4、抗滑岡性瀝青路魯面抗滑去性與下彈列因素翠有關(guān)：集料躺表面撓特性——選擇硬辭質(zhì)有棱出角；混合歌料級(jí)魂配——合理瀝青蜜用量薪及瀝退青含惡蠟量——最佳瀝歡青用量壞，路面月含蠟量州＜3%——規(guī)范乘中對(duì)慣抗滑憲層集權(quán)料有僵磨光勝值、生道瑞攪磨耗俗值和是沖擊魚值的鳴要求5．施工川和易性易于向拌和聾、攤駝鋪和骨碾壓匙。——與氣史溫、侮施工婚條件斜及混租合料