技术大练兵沥青混合料马歇尔、流值、空隙率、矿料间隙率

2013年江津区交通工程质量和安全监督站试验检测中心检测技术大练兵学习资料江津区交通工程质量和安全监督站试验检测中心第一章沥青混合料马歇尔稳定度流值、空隙率、矿料间隙率地方道路高速公路城市道路沥青混合料试验JTGE20-2011一、沥青混合料取样方法（T0701—2011）1目的与适用范围本方法适用于在拌和厂及道路施工现声采集热拌沥青混合料或常温沥青混合料试样。供施工过程中的质量检验或在试验室测定沥青混合料的各项物理力学性质。所取的试样应有充分的代表性。1.1试验仪具与材料1铁锹。2手铲。3搪瓷盘或其它金属盛样器、塑料编织袋。4温度计：分度为1℃。宜采用有金属插杆的热电偶沥青温度计，金属插杆的长度应不小于300mm。量程0℃～300℃，数字显示或度盘指针的分度0.10C，且有留置读数功能。5其它：标签、溶剂（汽油）、棉纱等。1.2试验方法与步骤2.1取样数量取样数量应符合下列要求：2.1.1试样数量试验目的决定，宜不少于试验用量的2倍，按现行规范进行沥青混合料试验的每一组代表性取样，平行试验应加倍取样。在现场取样直接装入试模或盛样盒成型时，也可等量取样。2.1.2沥青混合料集料公称最大粒径，样应不少于下列数量：细粒式沥青混合料，不少于4kg；中粒式沥青混合料，不少于8kg；粗粒式沥青混合料，不少于12kg；特粗粒式沥青混合料，不少于16kg。2.1.3取样材料用于仲裁试验时，取样数量除应满足本取样方法规定外，还应保留一份有代表性试样，直到仲裁结束。1.2试验方法与步骤2.2取样方法沥青混合料取样就是随机的，并具有充分的代表性。以检查拌和质量（如油石比、矿料级配）为目的时，应从拌和机一次放料的下方或提升斗中取样，不得多次取样混合后使用。以评定混合料质量为目的时，必须分几次取样，拌和均匀后作为代表性试样。2.2.1在沥青混合料拌和厂取样在拌和厂取样时，宜专用的容器（一次可装5kg～8kg）装在拌和机卸料斗下方（图1），每放一次料取样一镒，顺次装入试样容器中，每次倒在表扫干净的平板上，连续几次取样，混合均匀，按四分法取样至足够数量。2.2.2在沥青混合料运料车上取样在运料汽车上取沥青混合料样品时，宜在汽车装料一半后开出去于汽车车厢内，分别用铁铲从不同方向的3个不同高度处取样，然后混在一起用手铲拌和均匀，取出规定数量。这种车到达施工现场后取样时，应在卸掉一半后将车开出去从不同方向的3个不同高度处取样。宜从3辆不同的车上取样混合使用。注意：在运料车上取样时不得从满载的运料车车顶上取样，且不允许只在一辆车上取样。图11.2试验方法与步骤2.2.3在道路施工现场取样在道路施工现场取样时，应在摊铺后未碾压前于摊铺宽度的两侧1/2～1/3位置处取样，用铁铲将摊铺层的全厚铲出，但不得将摊铺层下的其它层料铲入。每摊铺一车料取一次样，连续３车取样后，混合均匀按四分法取样至足够数量。对现场制件的细粒式沥青混合料，也可在摊铺机经螺旋拨杆拌匀的一端一边前进一边取样。2.2.4对热拌沥青混合料每次取样时，都必须用温度计测量温度，准确至0.1℃。2.2.5乳化沥青常温混合料的取样方法与热拌沥青混合料相同，但宜在乳化沥青破乳水分蒸发后状袋，对袋常温沥青混合料亦可直接从储存的混合料中随机取样。取样袋数不少于3袋，使用时将3袋混合料倒出作适当拌和，按四分法取出规定数量试样。2.2.6液体沥青常温沥青混合料的取样方法同上，当用汽油稀释时，必须在溶剂挥发后方可封袋保存。当用煤油或柴油稀释时，可在取样后即装袋保存，保存时应特别主火安全。其余与热拌沥青混合料同。2.2.7从碾压成型的路面上取样时，应随机选取3个以上不同地点，钻孔、切割或刨取混合料至全厚度，仔细清除杂物及不属于这一层的混合料，需重新制作试件时，应加热拌匀按四分法取样至足够数量。1.3试样的保存与处理1.3.1热拌热铺沥青混合料试样需送至中心试验室或质量检测机构作质量评定逐步形成二次加热会影响试验结果（如车辙试验）时，必须在取样后趁高温立即装入保温桶内，送试验室立即成型试件，试件成型温度不得低于规定要求。1.3.2热混合料需要存放时，可在温度下降至60℃后装入塑料纺织袋内，扎紧袋口，并宜保存，应防止潮湿，淋雨等，且时间不要太长。1.3.3在进行沥青混合料质量检验或进行物理力学性质试验时，由于采集热拌混合试样温度下降或稀释沥青溶剂挥发结成硬块已不符合试验要求时，宜用微波炉或烘箱适当加热重塑，且只容许加热一次，不得重复加热。不得用电炉或燃气炉明火局部加热。用微波炉加热沥青混合料时不得使用金属容器和带有金属的物件。沥青混合料的加热温度以达到符合压实温度要求为度，控制最短的加热时间，通常用烘箱加热时不宜超过4h，用工业微波炉加热约5min～10min。1.4样品的标记4.1取样后当场试验时，可将必要的项目一并记录在试验记录报告上。此时，试验报告必须包括取样时间、地点、混合料温度、取样数量、取样人等栏目。4.2取样后转送试验室试验或存放后用于其它项目试验时应附有样品标签，样品标签应记载下列事项：4.2.1工程名称、拌和厂名称及拌和机型号。4.2.2样品概况：包括沥青混合料种类及摊铺层次，沥青品种、标号、矿料种类取样时混合料温度及取样位置或用以摊铺的路段桩号等。4.2.3试样数量。4.2.4取样人，提交试样单位及责任者姓名。4.2.5取样目的或用途（送达单位）。4.2.6样品标签填写人，取样日期。4.2.7备考：其它应予注明的事项。是矿质混合料（简称矿料，如碎石）与沥青结合料经拌制而成的混合料的总称。其中，矿料起骨架作用，沥青与填料（矿粉）起胶结和填充作用。沥青混合料是现代公路路面结构的主要材料之一。一、沥青混合料的定义沥青材料沥青混合料组成材料粗集料细集料填料基质沥青改性沥青各种粒径的碎石天然砂机制砂石屑矿粉一、沥青混合料的定义沥青混合料材料级配组成及空隙率大小分材料组成及结构分制造工艺分公称最大粒径分1.特粗式沥青混合料2.粗粒式沥青混合料3.中粒式沥青混合料4.细粒式沥青混合料5.砂粒式沥青混合料1.连续级配沥青混合料2.间断级配沥青混合料1.密级配沥青混合料2.半开级配沥青混合料3.开级配沥青混合料1.热拌沥青混合料2.冷拌沥青混合料3.再生沥青混合料二、沥青混合料的分类二、沥青混合料的分类石油沥青混合料按生产工艺分类热拌沥青混合料常温沥青混合料煤沥青混合料按结合料分类定义：以石油沥青为结合料的沥青混合料，包括黏稠石油沥青、乳化石油沥青、液体石油沥青混合料。定义：以煤沥青为结合料的沥青混合料。定义：沥青和矿料在热态拌和、铺筑的沥青混合料。定义：以乳化沥青、液体沥青或改性乳化沥青与矿料在常温状态下拌和、铺筑的沥青混合料。按结合料分类按集料级配类型分类连续级配沥青混合料间断级配沥青混合料二、沥青混合料的分类定义：集料按级配原则，从大到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的沥青混合料。定义：连续级配沥青混合料集料中缺少一个或几个档次粒径（或用量少）的沥青混合料。按空隙率分类密级配沥青混合料开级配沥青混合料半开级配沥青混合料ACATB定义：按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料与沥青结合料拌和而成，设计空隙较小（对不同交通及气候情况、层位可作适当调整）的密实式沥青混凝土混合料(AC)和密实式沥青稳定碎石混合料（ATB)。定义：矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，设计空隙率为18%的沥青混合料。定义：由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青结合料拌和而成，经马歇尔标准击实成型试件剩余空隙率在6%～12%的半开式沥青碎石混合料（AM)。按空隙率分类密级配沥青混合料开级配沥青混合料半开级配沥青混合料二、沥青混合料的分类按公称最大粒径分类特粗式粗粒式中粒式细粒式砂粒式定义：集料公称最大粒径37.5mm，最大粒径53.0mm。定义：集料公称最大粒径31.5mm或26.5mm，最大粒径37.5mm或31.5mm。定义：集料公称最大粒径19.0mm或16.0mm，最大粒径26.5mm或19.0mm。定义：集料公称最大粒径13.2mm或9.5mm，最大粒径16.0mm或13.2mm。定义：集料公称最大粒径4.75mm，最大粒径9.5mm。按公称最大粒径分类特粗式粗粒式中粒式热拌沥青混合料种类混合料类型密级配开级配半开级配公称最大粒径(mm)最大粒径(mm)连续级配间断级配间断级配沥青碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层特粗式ATB-40ATPB-4037.553粗粒式ATB-30ATPB-3031.537.5AC-25ATB-25ATPB-2526.531.5中粒式AC-20SMA-20AM-201926.5AC-16SMA-16OGFC-16AM-161619细粒式AC-13SMA-13OGFC-13AM-1313.216AC-10SMA-10OGFC-10AM-109.513.2砂粒式AC-5AM-54.759.5设计空隙率(%)3～53～63～418186～12主要优点：①优良的结构力学性能和表面功能特性；②表面抗滑性能好；③施工方便；④经济耐久性好；⑤便于再生利用；⑥其它。主要缺点：①沥青易老化；②温度稳定性较差。三、沥青路面的优缺点沥青路面老化现象在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂。温度稳定性差的表现：波浪车辙泛油四、沥青混合料的结构悬浮密实结构骨架空隙结构骨架密实结构沥青混合料结构悬浮密实结构骨架空隙结构沥青混合料结构（1）悬浮密实结构悬浮密实结构悬浮密实结构悬浮密实结构该结构组成的基本特点：采用连续级配，矿料颗粒连续存在，而且细集料含量较多，将较大颗粒挤开，使大颗粒不能形成骨架，而较小颗粒与沥青胶浆比较充分，将空隙填充密实，使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间，形成“悬浮-密实”结构。力学特点：大颗粒未形成骨架，内摩阻力ф值较小；小颗粒与沥青胶浆含量充分，粘结力C值较大。路用性能特点：由于压实后密实度大，该类混合料水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好；但其高温性能对沥青的品质依赖性较大，由于沥青粘度降低，往往导致混合料高温稳定性变差。四、沥青混合料的结构（2）骨架空隙结构骨架空隙结构骨架空隙结构骨架空隙结构该结构组成的基本特点：采用连续开级配，粗集料含量高，彼此相互接触形成骨架；但细集料含量很少，不能充分填充粗集料件的空隙，形成所谓的“骨架-空隙”结构。力学特点：大颗粒形成骨架，内摩阻力ф值较大；小颗粒与沥青胶浆含量不充分，粘结力C值较低。路用性能特点：粗集料的骨架作用，使之高温稳定性好；由于细集料含量少，空隙未能充分填充，耐水害、抗疲劳和耐久性能较差，所以一般要求采用高粘稠沥青，以防止沥青老化和剥落。四、沥青混合料的结构（3）骨架密实结构骨架密实结构骨架密实结构骨架密实结构其结构组成特点：采用间断级配，粗、细集料含量较高，中间料含量很少，使得粗集料能形成骨架，细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙，形成“骨架-密实”结构。力学性能特点：粗集料的骨架作用，内摩阻力ф值较大；小颗粒与沥青胶浆含量充分，粘结力C值也较大，综合力学性能较优。路用性能特点：该类混合料高低温性能均较好，具有较强的疲劳耐久特性；但间断级配在施工拌合过程中易产生离析现象，施工质量难以保证，使得混合料很难形成“骨架-密实”结构。随着施工技术的发展，这类结构得以普遍使用，但一定防止混合料拌合生产、运输和摊铺等施工过程中防止混合料产生离析。四、沥青混合料的结构悬浮密实结构骨架空隙结构骨架密实结构四、沥青混合料的结构图示：耐久性技术性质技术标准马歇尔试验—稳定度（0.1mm）流值车辙试验—动稳定度（次／mm）高温稳定性低温抗裂性低温弯曲试验水稳性耐老化性耐疲劳性浸水马歇尔试验—残留稳定度（%）冻融劈裂试验—残留强度比（%）抗滑性施工和易性《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004马歇尔试验指标要求参考规范四、沥青混合料的技