土木工程材料沥青.pptx

中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院1.沥青及青及沥青混合料的基本概念（青混合料的基本概念（组成、成、结构与技构与技术性性质的关系）；的关系）；2.沥青及青及沥青混合料具青混合料具备哪些基本特哪些基本特质；3.如何根据土木工程如何根据土木工程应用用选择沥青和配制青和配制沥青混合料；青混合料；4.重点重点：石油：石油沥青的青的组成、成、结构、技构、技术性性质、技、技术标准。准。5.难点点：石油：石油沥青的青的组成、成、结构构。本章学习目标1中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院概 述1.一些极一些极为复复杂的高分子碳的高分子碳氢化合物及其非金属化合物及其非金属(氧、硫、氮等氧、硫、氮等)衔生物所生物所组成的混合物，在常成的混合物，在常温下呈固体、半固体或稠液体的形温下呈固体、半固体或稠液体的形态；2.憎水性材料，几乎不溶于水，且构造致密，具憎水性材料，几乎不溶于水，且构造致密，具有良好的防水性；有良好的防水性；3.沥青能抵抗一般酸、碱、青能抵抗一般酸、碱、盐类等侵等侵蚀性液体和性液体和气体的侵气体的侵蚀，具有，具有较强的抗腐的抗腐蚀性；性；4.沥青能青能紧密粘附于密粘附于矿物材料的表面，具有很好物材料的表面，具有很好的粘的粘结力；力；5.具有一定的塑性，能适具有一定的塑性，能适应基材的基材的变形。形。2中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院概 述 沥青按产源分为以下品种沥青按产源分为以下品种 沥沥青青地地沥沥青青天然沥青天然沥青由地表或岩石中直接采集、提炼由地表或岩石中直接采集、提炼加工后得到的沥青加工后得到的沥青石油沥青石油沥青由提炼石油的残留物制得的沥青，由提炼石油的残留物制得的沥青，其中包含石油中所有的重组份。其中包含石油中所有的重组份。焦焦油油沥沥青青煤沥青煤沥青由煤焦油蒸馏后的残留物制取的由煤焦油蒸馏后的残留物制取的沥青沥青页岩沥青页岩沥青由页岩焦油蒸馏后的残留物制取由页岩焦油蒸馏后的残留物制取的沥青的沥青3中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青分类a.按原油成分：按原油成分：I.石蜡基沥青II.沥青基沥青III.混合基沥青b.按石油加工方式按石油加工方式I.直馏沥青II.氧化沥青III.溶剂沥青4中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青分分类a.按稠度按稠度：I.液体沥青II.粘稠沥青b.按用途按用途:I.道路石油沥青II.建筑石油沥青III.普通石油沥青5中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青组分与结构a.油分：决定流油分：决定流动性的性的组分分b.树脂：决定塑性的脂：决定塑性的组分分c.地地沥青青质：决定粘性的：决定粘性的组分分d.其他其他I.沥青酸II.沥青酸酐III.沥青碳IV.似碳物6中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院性状性状外观外观特性特性平平 均均分子量分子量碳氢比碳氢比含量含量物化特性物化特性油分油分 淡黄淡黄色透色透明液明液体体200200700 700 0.50.50.70.745456060几乎溶于大部分有机几乎溶于大部分有机溶剂，具有光学活性，溶剂，具有光学活性，常发现有荧光，相对常发现有荧光，相对密度约密度约0.70.71.01.0树脂树脂红褐红褐色粘色粘稠半稠半固体固体8008003 3 0000000.70.70.80.815153030温度敏感性高，熔点温度敏感性高，熔点低于低于100100，相对密度，相对密度大于大于1.01.01.11.1沥青沥青质质深褐深褐色固色固体微体微粒粒1 0001 0005 5 0000000.80.81.01.05 53030加热不熔化而碳化，加热不熔化而碳化，相对密度相对密度1.11.11.51.57中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青组分与结构a.结构构沥青质（沥青质（核心核心）胶团胶团胶体胶体+（油分（油分+树脂）树脂）+油分油分8中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青组分与结构a.结构构I.溶胶溶胶结构构II.溶溶-凝胶凝胶结构构III.凝胶凝胶结构构9中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院溶胶结构溶胶结构溶溶-凝胶结构凝胶结构沥青质含量增加沥青质含量增加凝胶结构凝胶结构沥青质含量增加沥青质含量增加10中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院凝胶结构凝胶结构温度升高温度升高溶溶-凝胶结构凝胶结构溶胶结构溶胶结构温度升高温度升高11中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院沥青结构对性能的影响1.具有溶胶具有溶胶结构的石油构的石油沥青粘性小而流青粘性小而流动性大，温度性大，温度稳定性定性较差。差。2.具有凝胶具有凝胶结构的石油构的石油沥青青弹性和粘性和粘结性性较高，温度高，温度稳定性定性较好，但塑性好，但塑性较差。差。3.溶胶凝胶型石油溶胶凝胶型石油沥青的性青的性质介于溶胶介于溶胶型和凝胶型两者之型和凝胶型两者之间。12中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青技术性质a.粘性（粘滞性）粘性（粘滞性）I.定义：在自重或外来作用下沥青抵抗变形的能力。II.影响因素地地沥青青质含量含量温度温度III.测试方法针入度入度（半固体、固体）（半固体、固体）粘粘 度度（液体）（液体）反应胶体结构的致密程度反应胶体结构的致密程度13中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青技术性质a.塑性塑性I.定定义：在外来作用：在外来作用产生生变形而不破坏，外力撤除后保持形而不破坏，外力撤除后保持变形或形状的性形或形状的性质。II.影响因素树脂含量脂含量，塑性塑性温度温度，塑性塑性III.对沥青性质的影响塑性小，易开裂塑性小，易开裂塑性大，不易开裂，具有自愈性塑性大，不易开裂，具有自愈性IV.测试方法：延度延度14中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青技术性质a.温度温度稳定性（敏感性）定性（敏感性）I.定定义：粘性和塑性随温度：粘性和塑性随温度变化而改化而改变的程度的程度II.影响因素地地沥青青质含量含量，稳定性好定性好石蜡石蜡，稳定性下降定性下降III.测试方法：软化点化点15中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青技术性质a.大气大气稳定性（抗老化）定性（抗老化）I.定定义：在大气因素：在大气因素综合作用下保持性能合作用下保持性能稳定的定的性性质II.组分随分随时间的的变化化油分油分 树脂脂树脂脂 地地沥青青质III.老化对沥青性质的影响塑性降低塑性降低粘度增大粘度增大IV.测试方法：蒸发损失率、针入度比、16中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青技术性质a.其他性其他性质I.闪点点II.燃点燃点III.耐腐耐腐蚀性性17中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院问题 温度和时间各对石油沥青的结构和性能有何温度和时间各对石油沥青的结构和性能有何影响？影响？随温度的升高，树脂转变为液体，使原来的凝随温度的升高，树脂转变为液体，使原来的凝胶结构转变为溶胶结构，粘度降低、流动性和塑胶结构转变为溶胶结构，粘度降低、流动性和塑性增大。性增大。随时间的迁移，树脂转变为地沥青质、油分转随时间的迁移，树脂转变为地沥青质、油分转变为树脂，塑性降低、粘度增大、沥青老化。变为树脂，塑性降低、粘度增大、沥青老化。18中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青标准、选用与掺配a.标准准I.品种：道路石油品种：道路石油沥青、建筑石油青、建筑石油沥青、普通石青、普通石油油沥青青II.牌号：牌号：针入度表示入度表示III.牌号越大、粘性越小、塑性越大、牌号越大、粘性越小、塑性越大、稳定性越差、定性越差、使用寿命越使用寿命越长19中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青标标准、准、准、准、选选用与用与用与用与掺掺配配配配a.选用用I.屋面防水：屋面防水：软化点高于化点高于环境气温境气温2530，并并考考虑坡度；坡度；II.不受高温作用部位不受高温作用部位选较大牌号大牌号沥青青III.普通石油普通石油沥青不宜青不宜单独使用独使用土木工程选用石油沥青的原则1.包括工程特点、使用部位;2.环境条件要求;3.满足主要性能要求的前提下，尽量选用较大牌号的石油沥青;20中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.石油石油沥青青标准、选用与掺配a.掺配配I.I.计算方法：插算方法：插值法法 P P1 1=（T-TT-T2 2）/（T T1 1-T T2 2）100%100%；P P2 2=100-=100-P P1 1 II.根据根据计算算结果上下波果上下波动5%10%,通通过试验绘制曲制曲线；III.根据曲根据曲线确定确定实际掺配比例配比例21中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.煤煤沥青青性能特点性能特点a.密度大密度大b.塑性差塑性差c.温度温度稳定性差定性差d.大气大气稳定性差定性差e.有毒、有味、防腐能力有毒、有味、防腐能力强f.与与矿物物质材料表面粘材料表面粘结力力强g.耐久性耐久性较好好22中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第一节 石油沥青与煤沥青1.煤煤沥青青应用用a.地下防水工程地下防水工程b.防腐工程防腐工程c.次要工程次要工程d.停停车场e.使用使用时严格控制加格控制加热温度和温度和时间、防止中毒、防止中毒f.注意与石油注意与石油沥青的区青的区别23中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.改性改性沥青青改性目的改性目的a.改善低温改善低温韧性和塑性性和塑性b.提高高温下的提高高温下的强度和度和稳定性定性改性材料改性材料a.填充料：滑石粉、石灰石粉、磨填充料：滑石粉、石灰石粉、磨细砂、粉煤灰等砂、粉煤灰等b.橡胶：橡胶：氯丁橡胶、再生橡胶丁橡胶、再生橡胶c.树脂：聚脂：聚氯乙乙烯、无、无规聚丙聚丙烯d.共聚物：共聚物：SBS工工艺改性：氧化改性改性：氧化改性24中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料 1.定定义沥青混合料是青混合料是沥青混凝土混合料青混凝土混合料和和沥青碎石青碎石混合料混合料的的总称。称。沥青混凝土混合料青混凝土混合料由适当比例的由适当比例的粗集料粗集料、细集料集料及及填料填料与与沥青青在在严格控制条件下拌和格控制条件下拌和的的沥青混合料（剩余空隙率青混合料（剩余空隙率10%）。）。沥青碎石混合料青碎石混合料由适当比例的由适当比例的粗集料粗集料、细集料集料、及、及填料填料（或不加填料）与（或不加填料）与沥青青拌和的拌和的沥青混合料（剩余空隙率青混合料（剩余空隙率10%）。25中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料 1.分分类按按结合料合料分分类a.石油石油沥青青混合料混合料以煤以煤沥青青为结合料的合料的沥青混合青混合料料b.煤煤沥青青混合料混合料以煤以煤沥青青为结合料的合料的沥青混合料。青混合料。按按施工温度施工温度分分类（沥青混合料拌制和青混合料拌制和摊铺温温度）度）a.热拌拌热铺沥青混合料青混合料b.常温常温沥青混合料青混合料26中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料 1.分分类按按矿质混合料混合料级配配类型型a.连续级配配沥青混合料青混合料b.间断断级配配沥青混合料青混合料按混合料按混合料密密实度度分分类a.a.密密级配配沥青混凝土混合料青混凝土混合料I.I.型型沥青混凝土混合料：青混凝土混合料：剩余空隙率剩余空隙率3 36 6；II.II.型型沥青混凝土混合料：青混凝土混合料：剩余空隙率剩余空隙率4 41010；b.b.开开级配配沥青混凝土混合料剩余空隙率大于青混凝土混合料剩余空隙率大于1515c.c.半开半开级配配沥青混合料：剩余空隙率青混合料：剩余空隙率1010151527中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料 1.1.分分类按最大粒径分按最大粒径分类a.粗粒式粗粒式沥青混合料青混合料b.中粒式中粒式沥青混合料青混合料c.细粒式粒式沥青混合料青混合料d.砂粒式砂粒式沥青混合料青混合料我国目前主要按矿料的公称最大粒径区分沥青混合料沥青混凝土混合料沥青混凝土混合料：AC（方孔筛）/LH（圆孔筛）+公称最大粒径沥青碎石混合料沥青碎石混合料：AM（方孔筛）/LS（圆孔筛）+公称最大粒径28中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.优点点良好的高温良好的高温稳定性和低温抗裂性；定性和低温抗裂性；路面平整有路面平整有弹性（柔性），防滑性好、无性（柔性），防滑性好、无强烈反光，行烈反光，行车舒适、安全；舒适、安全；施工方便、开放交通快；施工方便、开放交通快；可分期改造和再生利用。可分期改造和再生利用。29中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组成成结构和构和强度理度理论组成成结构构a.矿料骨架：分散相，起其骨架、填充作用；料骨架：分散相，起其骨架、填充作用；b.沥青胶青胶结料：分散介料：分散介质，高温下，高温下赋予混合料予混合料流流动性，低温性，低温时起胶起胶结作用；作用；c.组成成结构构类型型I.悬浮密浮密实结构构II.骨架空隙骨架空隙结构构III.骨架密骨架密实结构构30中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院悬浮密实结构悬浮密实结构l连续密密级配配的的沥青青混混合合料料粗粗集集料料少少，不不能能形形成成骨架骨架 l力学特点力学特点uu粘聚力粘聚力粘聚力粘聚力C C C C大；大；大；大；uu内摩擦角内摩擦角内摩擦角内摩擦角小；小；小；小；uu稳稳定性差；定性差；定性差；定性差；uu密密密密实实、强强度高度高度高度高31中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院骨架空隙结构骨架空隙结构l连连续续开开开开级级配配配配的的的的沥沥青青青青混混混混合合合合料料料料，细细集集集集料料料料少少少少，不不不不能填充粗集料能填充粗集料能填充粗集料能填充粗集料间间空隙空隙空隙空隙 l力学特点力学特点uu粘聚力粘聚力粘聚力粘聚力C C C C小，小，小，小，uu内摩擦角内摩擦角内摩擦角内摩擦角大大大大；uu稳稳定性好；定性好；定性好；定性好；32中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院骨架密实结构骨架密实结构l间断断密密级配配的的沥青青混混合合料料，中中间集集料料少少，既既有有足足够的的粗粗集集料料 形形成成骨骨架架，又又有有细集集料料填充其填充其间的空隙的空隙 l力学特点力学特点uu粘聚力粘聚力粘聚力粘聚力C C C C大，大，大，大，uu内摩擦角内摩擦角内摩擦角内摩擦角大；大；大；大；33中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组成成结构和构和强度理度理论强度理度理论a.沥青混合料破坏的原因青混合料破坏的原因I.夏季高温下抗剪夏季高温下抗剪强度不足或塑性度不足或塑性变形形过剩剩II.冬季低温下抗拉冬季低温下抗拉强度不足或度不足或变形能力差形能力差b.影响影响沥青抗剪青抗剪强度的因素度的因素34中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.1.组成成结构和构和强度理度理论强度理度理论a.a.影响影响沥青抗剪青抗剪强度的因素度的因素I.I.沥青粘度：粘度增大、粘青粘度：粘度增大、粘结力力C C增加，增加，提高提高II.II.沥青和青和矿料之料之间的相互作用：的相互作用：结构构沥青增加、青增加、提高提高 沥沥青与青与青与青与矿矿粉交互作用后，粉交互作用后，粉交互作用后，粉交互作用后，沥沥青在青在青在青在矿矿粉表面粉表面粉表面粉表面产产生化学生化学生化学生化学组组分的重新排列，分的重新排列，分的重新排列，分的重新排列，沥沥青在青在青在青在矿矿粉表面形成一粉表面形成一粉表面形成一粉表面形成一层扩层扩散溶散溶散溶散溶剂剂化膜，此膜以内的化膜，此膜以内的化膜，此膜以内的化膜，此膜以内的沥沥青青青青为结为结构构构构沥沥青青青青35中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院结构沥青的形成结构沥青的形成36中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院沥青与矿料的性质对沥青混合料抗剪强度的影响沥青与矿料的性质对沥青混合料抗剪强度的影响R 37中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.1.组成成结构和构和强度理度理论强度理度理论a.a.影响影响沥青抗剪青抗剪强度的因素度的因素I.I.沥青粘度：粘度增大、粘青粘度：粘度增大、粘结力力C C增加，增加，提高提高II.II.沥青和青和矿料之料之间的相互作用：的相互作用：结构构沥青增加、青增加、提高提高III.III.矿料物理性料物理性质比表面比表面积级配配表面特征表面特征38中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组成成结构和构和强度理度理论强度理度理论a.影响影响沥青抗剪青抗剪强度的因素度的因素I.沥青用量青用量39中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响沥青用量对沥青混合料抗剪强度的影响R 40中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.1.组成材料与技成材料与技术要求要求矿料料 具有良好的级配，颗粒之间既能够比较紧密地排列起来，具有良好的级配，颗粒之间既能够比较紧密地排列起来，以达到足够的压实度，又能让颗粒之间具有一定的空隙，使以达到足够的压实度，又能让颗粒之间具有一定的空隙，使沥青混合料保持良好的稳定性；沥青混合料保持良好的稳定性；沥青混合料的矿质材料包括沥青混合料的矿质材料包括粗集料粗集料、细集料细集料和和矿粉矿粉，41中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组组成材料与技成材料与技成材料与技成材料与技术术要求要求要求要求矿料料a.粗集料粗集料I.洁净、干燥、无、干燥、无风化、无化、无杂质，II.足足够的的强度和耐磨性。度和耐磨性。III.对路面抗滑表路面抗滑表层的粗集料的粗集料应选用用坚硬、耐磨、硬、耐磨、抗冲抗冲击性好的碎石或破碎性好的碎石或破碎砾石，不可使用石，不可使用软质集料。集料。IV.用于高速公路、一用于高速公路、一级公路、城市快速道路、主公路、城市快速道路、主干路干路沥青路面表面青路面表面层及各及各类道路抗滑道路抗滑层用的粗用的粗集料，集料，应符合磨光符合磨光值、道瑞磨耗、道瑞磨耗值和冲和冲击值的的要求。要求。42中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组成材料与技成材料与技术要求要求矿料料a.细集料集料 细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层或抗滑表层，可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层或抗滑表层，可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层或抗滑表层，可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层或抗滑表层，石屑的用量不宜超过砂的用量。石屑的用量不宜超过砂的用量。石屑的用量不宜超过砂的用量。石屑的用量不宜超过砂的用量。43中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组成材料与技成材料与技术要求要求矿料料a.填料填料pp 宜宜宜宜采采采采用用用用石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩或或或或岩岩岩岩浆浆浆浆岩岩岩岩中中中中的的的的强强强强基基基基性性性性（憎憎憎憎水水水水性性性性）岩岩岩岩石石石石磨磨磨磨制制制制而成而成而成而成pp 可可可可以以以以由由由由石石石石灰灰灰灰、水水水水泥泥泥泥、粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰代代代代替替替替，但但但但用用用用这这这这些些些些物物物物质质质质作作作作填填填填料料料料时，其用量不宜超过矿料总量的时，其用量不宜超过矿料总量的时，其用量不宜超过矿料总量的时，其用量不宜超过矿料总量的2 2 2 2。44中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.组成材料与技成材料与技术要求要求沥青青 根根据据当当地地气气候候条条件件、施施工工季季节节气气温温、路路面面类类型型、施施工工方方法法等等具具体体情情况况选选用用沥沥青青标标号号。煤煤沥沥青青不不宜宜用用于于热热拌拌沥沥青青棍棍合合料路面的表面层。料路面的表面层。45中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料的技青混合料的技术性性质高温高温稳定性定性a.定定义b.评价指价指标I.马歇歇尔稳定度定度II.流流值：流：流值是是评价价沥青混合料抗塑性青混合料抗塑性变形能力形能力的指的指标。III.抗抗车辙能力能力46中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料的技青混合料的技术性性质耐久性耐久性a.空隙率空隙率b.耐水性：耐水性：评价指价指标残余残余稳定度定度c.填隙率填隙率施工和易性施工和易性低温抗裂性低温抗裂性抗滑性抗滑性47中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法混合料配合混合料配合组成成设计a.确定确定沥青混合料青混合料类型型 确定所设计的沥青混合料用于什么样的确定所设计的沥青混合料用于什么样的公路等级、路面类型及哪一结构层，根据各公路等级、路面类型及哪一结构层，根据各层的不同要求，选择沥青混合料类型。层的不同要求，选择沥青混合料类型。48中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法混合料配合混合料配合组成成设计a.确定确定矿质混合料的混合料的级配范配范围 根据确定下来的沥青混合料类型，参照根据确定下来的沥青混合料类型，参照公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范（GBJ92-93GBJ92-93）推荐的级配作为沥青混合料的设计级配。推荐的级配作为沥青混合料的设计级配。49中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法混合料配合混合料配合组成成设计a.测出出矿质集料的密度、吸水率、集料的密度、吸水率、筛分情况分情况以及以及沥青的密度。青的密度。50中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法混合料配合混合料配合组成成设计a.配合比例配合比例计算算 采用图解法或数解法，求出已知级配的粗集料、细集料采用图解法或数解法，求出已知级配的粗集料、细集料和矿粉之间的比例关系，求得的合成级配应根据下列要求作和矿粉之间的比例关系，求得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。必要的配合比调整。（1 1）通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配）通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使中限，尤其应使0.075mm0.075mm、2.36mm2.36mm和和4.75mm4.75mm筛孔的通过量尽筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限；量接近设计级配范围中限；51中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法混合料配合混合料配合组成成设计a.配合比例配合比例计算算 （2 2）对交通量大、轴载重的公路，宜偏向级配范围的）对交通量大、轴载重的公路，宜偏向级配范围的下（粗）限，对中小交通或人行道路等宜偏向级配范围的下（粗）限，对中小交通或人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限；上（细）限；（3 3）合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，）合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错；当经过再三调整，仍有两个以上不得有过多的犬牙交错；当经过再三调整，仍有两个以上的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。材料重新设计。52中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法最佳最佳沥青用量（青用量（OACOAC）沥青最佳用量的确定可以通过理论计算得沥青最佳用量的确定可以通过理论计算得到，但误差较大，故一般采用实验的方法求得。到，但误差较大，故一般采用实验的方法求得。目前，我国采用马歇尔试验法来确定沥青最佳目前，我国采用马歇尔试验法来确定沥青最佳用量。用量。53中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法最佳最佳沥青用量（青用量（OACOAC）a.a.按所按所设计的的矿料配合比配制五料配合比配制五组矿质混合料，每混合料，每组按按规范推荐的范推荐的沥青用量（或油石比）范青用量（或油石比）范围加入加入适量适量沥青，青，沥青用量按青用量按0.50.5间隔隔递增，拌和均增，拌和均匀，制成匀，制成马歇歇尔试件。件。b.b.根据集料吸水率大小和根据集料吸水率大小和沥青混合料的青混合料的类型采用合型采用合适的方法，适的方法，测出出试件的件的实测密度，并密度，并计算理算理论密密度、空隙率、度、空隙率、沥青青饱和度等物理指和度等物理指标。c.c.进行行马歇歇尔试验，测定定稳定度和流定度和流值这二个力学二个力学指指标。54中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院第二节 沥青混合料1.1.沥青混合料青混合料组成成设计方法方法最佳最佳沥青用量（青用量（OACOAC）a.a.a.a.以以以以沥沥青用量青用量青用量青用量为为横坐横坐横坐横坐标标，以，以，以，以实测实测密度、空隙率、密度、空隙率、密度、空隙率、密度、空隙率、饱饱和和和和度、度、度、度、稳稳定度、流定度、流定度、流定度、流值为纵值为纵坐坐坐坐标标，分，分，分，分别别将将将将试验结试验结果点入果点入果点入果点入坐坐坐坐标标中，中，中，中，沥沥青用量与青用量与青用量与青用量与这这些指些指些指些指标标之之之之间连间连成关系曲成关系曲成关系曲成关系曲线线。从从从从图图中取相中取相中取相中取相应应于密度最大于密度最大于密度最大于密度最大值值的的的的沥沥青用量青用量青用量青用量 ，相，相，相，相应应于于于于稳稳定度最大定度最大定度最大定度最大值值的的的的沥沥青用量青用量青用量青用量 ，相，相，相，相应应于于于于规规定空隙定空隙定空隙定空隙率范率范率范率范围围的中的中的中的中值值的的的的沥沥青用量青用量青用量青用量 。以三者平均。以三者平均。以三者平均。以三者平均值值作作作作为为最佳最佳最佳最佳沥沥青用量的初始青用量的初始青用量的初始青用量的初始值值。55中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院e.e.根根据据沥沥青青混混合合料料马马歇歇尔尔试试验验技技术术标标准准，确确定定各各关关系系曲曲线线上上沥沥青青用用量量范范围围 ，取取各各沥沥青青用用量量范范围围的的共共同同部部分分，即即为为沥沥青青最最佳佳用用量量范范围围，求其中求其中值值 。56中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院f f.按按最最佳佳沥沥青青用用量量初初始始值值 ，在在上上述述关关系系曲曲线线中中取取相相应应的的各各项项指指标标值值，当当各各项项指指标标值值均均符符合合马马歇歇尔尔试试验验技技术术标标准准时时，由由 和和 确确定定最最佳佳沥沥青青用用量量，如如不不能能符符合合规规定定时时，应应重重新新进进行行级级配配调调整和整和计计算，直至各算，直至各项项指指标标均符合要求。均符合要求。57中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院根根据据气气候候条条件件和和实实践践经经验验，最最佳佳沥沥青青用用量量 的确定有下列三种情况。的确定有下列三种情况。（1 1）一一般般情情况况下下，取取 和和 的中的中值值作作为为最佳最佳沥沥青用量。青用量。（2 258中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院G.按最佳沥青用量制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验。当残留稳定度不符合表规定的要求时，应重新进行配合比试验。当最佳沥青用量值与两初始值和相差甚大时，应按、分别制作试件，进行残留稳定度试验，根据结果，适当调整值。59中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院中南大学土木建筑学院H.H.按按最最佳佳沥沥青青用用量量制制作作车车辙辙试试验验试试件件，检检验验其其高高温温抗抗车车辙辙能能力力。当当动动稳稳定定度度不不符符合合下下列列要要求求时时，即即高高速速公公路路应应不不小小于于800800次次mmmm，一一级级公公路路应应不不小小于于600600次次mmmm，应应重新重新进进行配合比行配合比设计设计。当当最最佳佳沥沥青青用用量量值值与与两两初初始始值值和和相相差差甚甚大大，应应按按、分分别别制制作作试试件件，进进行行车车辙辙试试验验，根根据据结结果果，适适当当调调整整值值。通通过过以上的以上的试验试验和和计计算，最后确定最佳算，最后确定最佳沥沥青用量。青用量。60