土木工程材料：改性瀝青、乳化瀝青、改性瀝青防水材料、瀝青混合料

§11.2改性瀝青一、改性物質(zhì)的種類

1.礦物填料常用礦物填料：滑石粉、石灰石粉、硅藻土、石棉絨和云母粉等。

2.熱塑性樹脂

3.橡膠二、常用改性瀝青

1.樹脂改性瀝青主要改性物質(zhì)：

苯乙烯嵌段共聚物苯乙烯-丁二烯-苯乙烯styrene-butadiene-styrene（SBS）苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯styrene-isoprene-styrene（SIS）苯乙烯-聚乙烯/丁基-苯乙烯styrene-polyethelene/butyl-styrene（SE/BS）SBS改性瀝青是使用最多的改性瀝青材料。工程實(shí)例：首都機(jī)場路、八達(dá)嶺高速等

特點(diǎn)：高溫穩(wěn)定性好（軟化點(diǎn)高），低溫延度大，彈性恢復(fù)性能好，抗老化，大氣穩(wěn)定性好。

另外：聚乙烯（PE），聚苯乙烯（PS）無規(guī)聚丙烯atacticpolypropylene(APP)等主要是增加高溫穩(wěn)定性，APP改性瀝青卷材廣為使用。2.橡膠改性瀝青改性材料：丁苯橡膠styrene-butadienerubber（SBR）氯丁橡膠chloroprenerubber（CR）

SBR改性瀝青特點(diǎn)：低溫性能好，適合于寒冷氣候條件下的道路施工。工程實(shí)例：青藏公路

CR改性瀝青用作煤瀝青改性劑?！?1.3

乳化瀝青

一、概念乳化瀝青是指瀝青均勻分散在乳化劑、穩(wěn)定劑的水溶液中制得的穩(wěn)定懸浮液。二、應(yīng)用特點(diǎn)：

1.冷態(tài)施工現(xiàn)場無需加熱，簡化施工，操作方便。

2.與溫集料拌合，粘結(jié)能力強(qiáng)

3.穩(wěn)定性較差，保質(zhì)期半年以內(nèi)，0度以上存放

4.用于筑路時(shí)，成型期較長。三、組成及比例1.瀝青：55%～70%瀝青形成乳液的難易程度—易乳化性。針入度較大易乳化；瀝青酸含量超過1%時(shí)易乳化2.水30%或以上；純凈水為宜，CaO含量不大于80mg/L3.乳化劑有效成分占乳化瀝青總量的0.3％乳化劑成分：木質(zhì)素、十八烷基三甲基氯化胺、三乙烯四胺、三甲胺、妥爾油脂肪酸；摻入量占瀝青量的0.6-0.8%4.穩(wěn)定劑總量的0.1-0.15%常用穩(wěn)定劑：聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纖維素等。四、乳化瀝青的制備1.潔凈自來水+乳化劑加熱，溫度：55-70℃2.瀝青加熱，溫度：125-130℃3.以既定比例摻配,一般瀝青：水＝6：４）4.乳化機(jī)中乳化5.成品存放五、乳化瀝青的分裂瀝青從乳液中分離出來，形成連續(xù)的瀝青膜層。分裂機(jī)理：1.水份的蒸發(fā)作用；2.集料的吸附作用；3.機(jī)械激波作用。1.冷底子油；

2.乳化瀝青；30號(hào)或60號(hào)瀝青+乳化劑

3.瀝青瑪蹄脂（Asphaltmastic）

10號(hào)或30號(hào)瀝青+粉狀或纖維狀填料

4.瀝青防水油膏瀝青+橡膠粉、桐油等

5.APP改性瀝青防水卷材

6SBS改性瀝青彈性密封膏

7.SBS改性瀝青防水卷材

8.自粘性改性瀝青防水卷材§11.4改性瀝青防水材料§12瀝青混合料一、概述

1.定義

瀝青混合料＝合理級(jí)配的礦質(zhì)材料+瀝青結(jié)合料礦料＝粗骨料+細(xì)骨料+填料

2.瀝青混合料的分類

1）按膠凝材料種類（1）石油瀝青混合料（2）煤瀝青混合料（3）乳化瀝青混合料2）按礦料最大粒徑可分為以下幾種（1）砂粒式D<=4.75mm磨耗層

（2）細(xì)粒式D=13.2/9.5mm面層（3）中粒式D=19/16mm面層或下面層（4）粗粒式D=31.5/26.5mm用于基層、下面層

（5）特粗式D>=37.5mm3）按礦料級(jí)配類型分類

（1）連續(xù)級(jí)配如瀝青混凝土混合料（AC）（2）間斷級(jí)配如瀝青瑪蹄脂碎石（SMA）stonemasticAsphalt4、按連續(xù)級(jí)配密實(shí)度分（1）密級(jí)配瀝青混合料ACVV<10%

其中：3%-6%I型4-10%II型（2）半開級(jí)配瀝青混合料

VV=6%～12%（AM）asphaltmacadam（3）開級(jí)配瀝青混合料VV>18%（4）間斷級(jí)配瀝青拌合料5、按施工溫度分（1）熱拌熱鋪瀝青混合料（2）熱拌冷鋪瀝青混合料（3）冷拌冷鋪瀝青混合料瀝青混合料的特點(diǎn)1、良好的力學(xué)性能：彈塑性，無需設(shè)置施工縫、伸縮縫，路面平整且有彈性2、良好的抗滑性能：平整且有一定的粗糙度，不反光，行車安全3、施工方便，速度快4、可分期改造和再生利用5、晴天無塵，雨天不濘，便于汽車高速行駛?cè)秉c(diǎn)：

1、老化，表層產(chǎn)生松散、龜裂

2、溫度穩(wěn)定性差：高溫軟化，產(chǎn)生過分變形；低溫脆化，產(chǎn)生裂縫二、瀝青混合料的組成材料

1.粗集料碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣、鋼渣等。質(zhì)量及級(jí)配應(yīng)符合JTGF40-2004要求。粗集料特點(diǎn)：

1.增加了耐磨性要求；

2.級(jí)配特點(diǎn)：間斷級(jí)配

2.細(xì)集料天然砂，相關(guān)性能指標(biāo)同普通混凝土

3.礦粉石灰?guī)r或其它巖石粉料。作用：填料，節(jié)約瀝青、提高強(qiáng)度及耐高溫能力。三、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)一）結(jié)構(gòu)理論：

1.表面理論：礦料形成礦質(zhì)骨架，瀝青膠結(jié)料分布在礦料表面起粘聚作用

2.膠漿理論多級(jí)網(wǎng)絡(luò)分散體系粗分散系：以粗集為為分散相，分散在瀝青砂漿的介質(zhì)中細(xì)分散系：以細(xì)集料為分散相，分散在瀝青膠漿中微分散系：礦填料分散相，分散在高稠度的瀝青介質(zhì)中3、瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)類型

1）懸浮—密實(shí)結(jié)構(gòu)

——連續(xù)級(jí)配，大顆粒以懸浮狀態(tài)存在于小顆粒之間。特點(diǎn)：粘聚力大，內(nèi)摩阻角小，高溫性差，是AC特有的結(jié)構(gòu)

3、瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)類型2）骨架—空隙結(jié)構(gòu)（AK）：

——屬于連續(xù)開級(jí)配，粗集料緊密接觸，且形成空隙。特點(diǎn)：空隙率大，耐久性差，瀝青與礦料間的粘聚力差，但熱穩(wěn)定性好，內(nèi)摩阻力大

3、瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)類型3）骨架—密實(shí)結(jié)構(gòu)（SMA）：

——一種理想結(jié)構(gòu)，它既有一定的粗集料形成骨架，又有足夠的細(xì)集料充填空隙，既有較高的粘聚力，又有較高的內(nèi)摩阻角二）瀝青混合料的強(qiáng)度理論

庫倫理論設(shè)：材料受雙向應(yīng)力作用，沿某一斜面剪切破壞，破壞時(shí)的斷面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力計(jì)算：消去α瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度與內(nèi)聚力c，內(nèi)摩擦力α的正切值、正應(yīng)力存在直線關(guān)系。摩爾庫侖包絡(luò)線（三）影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的因素1、瀝青粘度通常瀝青的粘度越高，瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度越高。

粘度升高——c升高；2.礦質(zhì)材料級(jí)配粒徑大，α大；不規(guī)則顆粒,α大密級(jí)配：c大，α小開級(jí)配：c小，α大間斷級(jí)配：c大，α大3、瀝青與礦料之間的吸附作用瀝青吸附于礦料（主要是礦粉料）的表面形成結(jié)構(gòu)瀝青。結(jié)構(gòu)瀝青的強(qiáng)度的決定因素：表面狀態(tài)和酸堿度。

4、瀝青與礦粉用量比例瀝青用量過少：不足以包裹礦料表面增加瀝青，形成結(jié)構(gòu)瀝青瀝青用量過多：形成自由瀝青5.溫度和變形速率提高溫度，強(qiáng)度降低；變形速率加快，抗剪強(qiáng)度增大；（四）瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)1、高溫穩(wěn)定性指混合料在高溫（通常為60℃）條件下，經(jīng)車輛荷載長期重復(fù)作用后，不產(chǎn)生車轍和波浪等病害的性能評價(jià)方法：馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)Marshall試驗(yàn)①將混合料，擊實(shí)成φ152.4×95.3mm或φ101.6×63.5mm

的圓柱形試件，60℃

保溫45min，然后把試件迅速臥放在弧形加荷頭內(nèi)，以50.5mm／min的速度加壓。試件達(dá)到破壞時(shí)的最大荷載即——穩(wěn)定度，MS（kN）破壞時(shí)對應(yīng)的壓縮變形量——流值，F(xiàn)L(0.1mm)。馬歇爾模數(shù)：影響高溫穩(wěn)定性的因素：1.瀝青的感溫性；（軟化點(diǎn)）2.瀝青用量；3.礦料級(jí)配4.瀝青粘度；2、低溫抗裂性混合料隨溫度降低，變形能力下降，路面由于低溫而收縮以及行車荷載的作用，在薄弱部位產(chǎn)生裂縫影響因素：

1）瀝青感溫性（脆點(diǎn)）；

2）瀝青粘度3、耐久性指在長期的荷載作用和自然因素影響下，保持正常使用狀態(tài)而不出現(xiàn)剝落和松散等損壞的能力影響因素：瀝青的化學(xué)性質(zhì)、礦料的礦物成分、混合料的組成結(jié)構(gòu)、混合料的空隙率控制指標(biāo)：空隙率、飽和度（瀝青填隙率）4、抗滑性：影響因素：

1）礦質(zhì)集料的微表面性質(zhì)；

2）混合料級(jí)配；

3）瀝青用量

4）含蠟量5、施工和易性指混合料在施工過程中易于拌和、攤鋪和壓實(shí)的性能影響因素：砂料級(jí)配、瀝青品種及用量、施工環(huán)境條件等三、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)Marshall法配合比設(shè)計(jì)：設(shè)計(jì)目標(biāo)：較高的密實(shí)度，較大的