項(xiàng)目八瀝青混合料的檢測(cè)與應(yīng)用83課件

項(xiàng)目八瀝青混合料的檢測(cè)與應(yīng)用瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度理論瀝青混合料的主要技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)要求；瀝青混凝土的配合比設(shè)計(jì)；學(xué)習(xí)重點(diǎn)瀝青路面越來越多地被應(yīng)用于不同等級(jí)的公路瀝青路面：所有以瀝青結(jié)合料來粘結(jié)礦料鋪筑而成的不同路面結(jié)構(gòu)，均為瀝青路面。地方道路高速公路城市道路瀝青路面的分類瀝青表面處理瀝青混凝土瀝青貫入式熱拌瀝青碎石用于三級(jí)公路，可用作瀝青路面的磨耗層、防滑層，礦料級(jí)配沒有嚴(yán)格要求，以現(xiàn)場進(jìn)行礦料攤鋪并灑熱瀝青后進(jìn)行碾壓成型。其強(qiáng)度與穩(wěn)定性由石料相互嵌擠作用構(gòu)成，需要2-3周的成型期，在行車碾壓與重力作用下，瀝青逐漸下滲包裹石料，填充空隙，形成整體的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層，溫度穩(wěn)定性好，適用于二、三級(jí)公路，也可作為瀝青混凝土面層的聯(lián)結(jié)層。高溫穩(wěn)定性好，路面不易產(chǎn)生波浪和凍縮裂縫；路面較易保持粗糙，有利于高速行車；對(duì)石料級(jí)配和瀝青規(guī)格要求較寬，材料組成設(shè)計(jì)比較容易滿足要求；瀝青用量少，且不用礦粉，造價(jià)低。熱拌瀝青碎石適宜用于一般公路，不宜用于高等級(jí)公路。

按嵌擠密實(shí)原則構(gòu)成強(qiáng)度。采用優(yōu)質(zhì)瀝青，并采用相當(dāng)數(shù)量的礦粉。強(qiáng)度高，但允許拉應(yīng)變小，會(huì)產(chǎn)業(yè)規(guī)則橫向裂縫，故要求堅(jiān)強(qiáng)的基層。透水性小，水穩(wěn)性好，耐久性高，有較大的抵抗自然因素的能力，使用年限達(dá)15-20年以上。瀝青混凝土路面適用于高速公路及一、二級(jí)公路面層。

礦料粗細(xì)集料填料（礦粉）起到骨架作用膠結(jié)填充作用瀝青膠結(jié)填充作用瀝青混合料由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱。瀝青混合料

拌和

運(yùn)輸

攤鋪

碾壓一、瀝青混合料的分類

瀝青混合料按結(jié)合料分類石油瀝青混合料煤瀝青混合料對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重，工程中很少采用瀝青混合料按施工工藝分類冷拌瀝青混合料熱拌熱鋪瀝青混合料瀝青與礦料在熱態(tài)拌和、熱態(tài)鋪筑的混合料。以乳化瀝青或稀釋瀝青與礦料在常溫狀態(tài)下拌制、鋪筑的混合料瀝青混合料按礦質(zhì)集料級(jí)配類型分類連續(xù)級(jí)配瀝青混合料間斷級(jí)配瀝青混合料空隙率3%~6%，AC類適用于任何面層結(jié)構(gòu)；ATB類適用于基層瀝青瑪蹄脂SMA。瀝青混合料混合料密實(shí)度分類密級(jí)配瀝青混合料開級(jí)配瀝青混合料半開級(jí)配瀝青混合料空隙率<6%，如AC類和ATB類空隙率<18%，細(xì)集料、填料少，粗集料多。如排水式瀝青磨耗層混合料OGFC，排水式瀝青穩(wěn)定碎石基層ATPB?？障堵?%~12%，可不加填料。如瀝青碎石混合料AM瀝青混合料按礦料最大粒徑分類

特粗式dmax≥31.5mm

粗粒式dmax≥26.5mm

中粒式dmax=16mm或19mm

細(xì)粒式dmax=9.5mm13.2mm

砂粒式dmax≤4.75mm密實(shí)式瀝青混凝土混合料AC-16，其公稱最大粒徑為16mm。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(jí)配的、中粒式瀝青混合料。二、瀝青混合料的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和表面功能特性具有良好的受力特性；路面平整、無裂縫或接縫、柔韌舒適、貨物損失率低、噪音小等優(yōu)點(diǎn)表面抗滑性能好既平整、表面又粗糙，有一定的粗、細(xì)紋理構(gòu)造，能保證車輛高速安全行駛經(jīng)濟(jì)耐久性好瀝青路面一次性投資比水泥路面要低得多，其使用壽命以15年計(jì)，實(shí)際使用中只要施工質(zhì)量好、養(yǎng)護(hù)保養(yǎng)及時(shí)有的可以使用20年便于再生利用瀝青再生利用已成為發(fā)達(dá)國家一項(xiàng)熱門的可持續(xù)發(fā)展和能源再生利用的新型課題，我國目前也在進(jìn)行這方面的研究和技術(shù)開發(fā)；可以有利于分期修建其它優(yōu)點(diǎn)如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天無揚(yáng)塵、雨后不泥濘等溫度穩(wěn)定性差夏季高溫瀝青易軟化，路面易產(chǎn)生車轍、波浪；冬季低溫時(shí)易脆裂，在車輛重復(fù)作用下易產(chǎn)生開裂。波浪泛油車轍溫度穩(wěn)定性差的現(xiàn)象

熱拌瀝青混合料熱拌瀝青混合料（HMA）經(jīng)人工組配的礦質(zhì)混合料與粘稠瀝青在專門設(shè)備中加熱拌和而成，用保溫運(yùn)輸工具運(yùn)送至施工現(xiàn)場，并在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪和壓實(shí)的混合料，通稱“熱拌熱鋪瀝青混合料”。適用于各種等級(jí)公路的瀝青路面熱拌瀝青混合料種類一、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)和強(qiáng)度形成原理組成材料質(zhì)量的差異和數(shù)量多少，可形成不同的組成結(jié)構(gòu)瀝青細(xì)集料粗集料礦粉瀝青混合料外加劑瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代理論表面理論膠漿理論瀝青混合料礦質(zhì)骨架結(jié)合料—瀝青粗集料細(xì)集料填料(如礦粉）表面理論瀝青膠結(jié)物理吸附化學(xué)吸附選擇性吸附固-液界面產(chǎn)生的表面張力作用下，在礦料表面形成定向吸附和濕潤現(xiàn)象，吸附的瀝青沒有發(fā)生任何化學(xué)變化瀝青中的瀝青酸及瀝青酸酐與礦料表面的金屬陽離子間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)，生成了瀝青酸鹽，形成穩(wěn)定的瀝青膜礦料表面微孔或毛細(xì)孔產(chǎn)生的吸附作用，使得瀝青中的小分子如油分和樹脂被吸收而使瀝青質(zhì)相對(duì)增多，增強(qiáng)了瀝青的粘結(jié)力，從而使瀝青與礦料作用更穩(wěn)固瀝青混合料（粗分散系）分散相—粗集料分散介質(zhì)—砂漿（細(xì)分散系）分散相—細(xì)集料分散介質(zhì)—瀝青膠結(jié)物（微分散系）分散相—填料分散介質(zhì)—瀝青膠漿理論多級(jí)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)類型懸浮—密實(shí)結(jié)構(gòu)骨架—空隙結(jié)構(gòu)密實(shí)—骨架結(jié)構(gòu)懸浮—密實(shí)結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)代表類型力學(xué)特點(diǎn)路用性能特點(diǎn)采用連續(xù)級(jí)配，礦料顆粒連續(xù)存在，而且細(xì)集料含量較多，將較大顆粒擠開，使大顆粒不能形成骨架，而較小顆粒與瀝青膠漿比較充分，將空隙填充密實(shí)，使大顆粒懸浮于較小顆粒與瀝青膠漿之間，形成“懸浮-密實(shí)”結(jié)構(gòu)按照連續(xù)密級(jí)配原理設(shè)計(jì)的AC型瀝青混合料大顆粒未形成骨架，內(nèi)摩阻力ф值較?。恍☆w粒與瀝青膠漿含量充分，粘結(jié)力C值較大水穩(wěn)定性、低溫抗裂性和耐久性較好；但其高溫性能對(duì)瀝青的品質(zhì)依賴性較大，由于瀝青粘度降低，往往導(dǎo)致混合料高溫穩(wěn)定性變差。骨架—空隙結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)代表類型力學(xué)特點(diǎn)路用性能特點(diǎn)采用連續(xù)開級(jí)配，粗集料含量高，彼此相互接觸形成骨架；但細(xì)集料含量很少，不能充分填充粗集料件的空隙，形成所謂的“骨架-空隙”結(jié)構(gòu)瀝青碎石AM和開級(jí)配磨耗層瀝青混合料OGFC大顆粒形成骨架，內(nèi)摩阻力ф值較大；小顆粒與瀝青膠漿含量不充分，粘結(jié)力C值較低粗集料的骨架作用，使之高溫穩(wěn)定性好；由于細(xì)集料含量少，空隙未能充分填充，耐水害、抗疲勞和耐久性能較差，所以一般要求采用高粘稠瀝青，以防止瀝青老化和剝落密實(shí)—骨架結(jié)構(gòu)基本特點(diǎn)代表類型力學(xué)特點(diǎn)路用性能特點(diǎn)采用間斷級(jí)配，粗、細(xì)集料含量較高，中間料含量很少，使得粗集料能形成骨架，細(xì)集料和瀝青膠漿又能充分填充骨架間的空隙，形成“骨架-密實(shí)”結(jié)構(gòu)瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA粗集料的骨架作用，內(nèi)摩阻力ф值較大；小顆粒與瀝青膠漿含量充分，粘結(jié)力C值也較大，綜合力學(xué)性能較優(yōu)高低溫性能均較好，具有較強(qiáng)的疲勞耐久特性；但間斷級(jí)配在施工拌合過程中易產(chǎn)生離析現(xiàn)象，施工質(zhì)量難以保證，使得混合料很難形成“骨架-密實(shí)”結(jié)構(gòu)。隨著施工技術(shù)的發(fā)展，這類結(jié)構(gòu)得以普遍使用，但一定防止混合料拌合生產(chǎn)、運(yùn)輸和攤鋪等施工過程中防止混合料產(chǎn)生離析。瀝青混合料的強(qiáng)度形成原理

路面破壞原因分析：高溫時(shí)瀝青混合料抗剪強(qiáng)度不足，引起塑性變形過大路面產(chǎn)生波浪、車轍、擁包與推移等高溫變形破壞低溫時(shí)抗拉強(qiáng)度或抗變形能力不足混合料收縮受阻產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過混合料的抗拉強(qiáng)度，產(chǎn)生裂縫瀝青路面必須具備一定的抗剪切破壞的能力

瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度用摩爾-庫倫理論進(jìn)行分析，即瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度由礦料之間的內(nèi)摩阻力以及瀝青與礦料的粘結(jié)力及瀝青自身的內(nèi)聚力構(gòu)成瀝青混合料的粘結(jié)力和內(nèi)摩阻角可以通過三軸剪切試驗(yàn)確定影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的因素影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的因素內(nèi)因外因?yàn)r青粘度瀝青與礦料的化學(xué)性質(zhì)礦料比表面積瀝青用量的影響礦質(zhì)集料的級(jí)配類型溫度形變速率瀝青粘度的影響

瀝青結(jié)合料的粘度反映瀝青自身的內(nèi)聚力。粘度η越大，瀝青膠團(tuán)抗位錯(cuò)能力增強(qiáng)，使瀝青混合料的粘滯阻力增大，保持了礦質(zhì)集料的相對(duì)嵌鎖作用，C值越大。瀝青粘度增大，瀝青混合料粘結(jié)力明顯增大，內(nèi)摩阻角稍有增加物理吸附分子間引力而產(chǎn)生，其大小取決于瀝青中表面活性物質(zhì)及礦料與瀝青親和力的大小。吸附力小，且不能保證水穩(wěn)定性化學(xué)吸附由瀝青中的活性物質(zhì)（如瀝青酸）與礦料中的堿性物質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)而在礦料表面構(gòu)成的單分子層的化學(xué)吸附層（瀝青酸鹽）。粘結(jié)力大，且能保證混合料的水穩(wěn)定性。瀝青粘度的影響礦粉顆粒之間結(jié)構(gòu)瀝青聯(lián)結(jié)

瀝青與礦料交互作用后，因化學(xué)組分重排列，形成瀝青擴(kuò)散膜礦粉顆粒之間自由瀝青聯(lián)結(jié)混合料的性能主要由結(jié)構(gòu)瀝青決定

在瀝青混合料中，礦粉質(zhì)量雖只占7%左右，但其表面積卻占礦料總表面積的80%以上。因而對(duì)礦粉的化學(xué)性質(zhì)和細(xì)度均有一定的要求

礦料的表面需

由瀝青包裹同質(zhì)量礦料，越細(xì)，

則總的表面積越大。

結(jié)論：在相同瀝青用量前提下，礦料的表面積愈大，形成的瀝青膜愈薄，則形成的結(jié)構(gòu)瀝青所占比例愈大礦料比面的影響瀝青用量的影響

含量較少時(shí)，瀝青不足敷裹集料顆粒表面，瀝青混合料整體強(qiáng)度較低；隨著瀝青用量增加，瀝青逐漸敷裹礦料表面，使得結(jié)構(gòu)瀝青用量增加，礦料間的粘結(jié)力增強(qiáng)，混合料整體強(qiáng)度增高，直到整個(gè)礦料表面被“結(jié)構(gòu)瀝青”所敷裹；當(dāng)瀝青用量進(jìn)一步增加，此時(shí)過多的瀝青形成“自由瀝青”，這部分瀝青在礦料間主要起潤滑作用，并將礦料“推開”，從而使瀝青混合料的整體強(qiáng)度下降。不同瀝青用量時(shí)的瀝青混合料結(jié)構(gòu)和C，φ值變化示意圖a瀝青用量不足b瀝青用量適中c瀝青用量過度礦質(zhì)集料的級(jí)配類型、粒度、表面性質(zhì)的影響級(jí)配類型集料粒度表面性質(zhì)連續(xù)型密級(jí)配懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)C大,φ小開級(jí)配骨架空隙結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以嵌鎖力為主,C為輔骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)整體強(qiáng)度高，穩(wěn)定性好礦質(zhì)集料越粗混合料φ越大形似立方體、粗糙、多棱角礦料間嵌擠索結(jié)能力好、混合料φ大在強(qiáng)度參數(shù)中，粘接