沥青及沥青混合料PPT

中交二航局第六工程分司中心试验室陈立兵沥青及沥青混合料由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称，矿料起骨架作用，沥青与填料（矿粉）起胶结和填充作用。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、沥青混合料的分类按结合料分类石油沥青混合料煤沥青混合料按施工温度分类热拌热铺沥青混合料常温沥青混合料改性沥青混合料乳化沥青混合料按矿质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按混合料密实度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Ⅰ型Ⅱ型二、沥青混合料的分类二、沥青混合料的分类按公称最大粒径分类（与最大粒径的区别）特粗式沥青混合料ATB-40粗粒式沥青混合料AC25\ATB30中粒式沥青混合料AC16-20细粒式沥青混合料AC10-13砂粒式沥青混合料AC-5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稳定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悬浮密实结构如AC；骨架空隙结构如OGFC；骨架密实结构如SMA；悬浮密实结构骨架空隙结构骨架密实结构三、沥青混合料的结构耐久性技术性质技术标准马歇尔试验—稳定度（0.1mm）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、沥青混合料的技术性质四、沥青混合料的技术性质高温稳定性检验在规定温度下进行车辙试验（动稳定度指标）标准高温稳定性四、沥青混合料的技术性质2、水稳定性检验（1）浸水马歇尔试验（2）冻融劈裂试验水稳定性四、沥青混合料的技术性质试件：小梁试件试验条件：温度-10℃，加载速50mm/min检测指标：破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量破坏应变标准：低温抗裂性能检验定义：指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力。评价方法a.沥青与集料的粘附性试验b.浸水试验：浸水马歇尔试验、浸水劈裂强度试验浸水前后的马歇尔稳定度比值、劈裂强度比值的大小来评价沥青混合料的水稳定性。耐久性四、沥青混合料的技术性质c.冻融劈裂试验：两组试件，一组试件测定常规状态下的劈裂强度，另一组试件经过一系列冻融过程后进行劈裂试验，通过冻融劈裂强度比（TSR）来评价。检测工程师题：耐久性的影响因素1.沥青混合料的空隙率：空隙率尽量减少，残留3％～6％空隙，以备夏季沥青材料膨胀。2.沥青含量：沥青用量不能过少（过少，松散）四、沥青混合料的技术性质沥青路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关重要，而沥青路面的抗滑性能必须通过合理地选择沥青混合料组成材料、正确地设计与施工来保证。①集料：粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击好、磨光值大②路面构造深度：增加粗集料含量提高宏观构造深度③沥青：①最佳沥青用量②蜡含量低的沥青抗滑性四、沥青混合料的技术性质保证在拌和、摊铺与碾压过程中，集料颗粒保持分布均匀，表面被沥青膜完整地裹覆，并能被压实到规定的密度的性能。施工和易性四、沥青混合料的技术性质检测工程师题：影响施工和易性的因素：组成材料:矿料级配和沥青用量。间断级配混合料容易离析；细集料过少，沥青不容易裹覆粗加料，细集料多，拌合困难；沥青过少或矿粉过多，不易压实；沥青过多或矿粉质量差，容易结团，不易摊铺。施工条件：拌合温度拌合时间拌合设备摊铺机械压实工具压实温度四、沥青混合料的技术性质热拌沥青混合料配合比设计一、沥青混合料组成材料的技术要求1.沥青材料：（1）沥青标号（2）沥青等级公路等级气候条件交通条件路面类型在结构层中的层位及受力特点施工方法（1）沥青标号的选择参考指标高温气候区123气候区名称夏炎热区夏热区夏凉区最热月平均最高气温(℃)＞3020～30＜20低温气候区1234气候区名称冬严寒区冬寒区冬冷区冬温区极端最低气温(℃)＜-37.0-37.0～-21.5-21.5～-9.0＞-9.0雨量气候区1234气候区名称潮湿区湿润区半干区干旱区年降雨量(mm)＞10001000～500500～250＜250气候分区（设计配合比时的标准选择条件）气候分区与马歇尔指标指标等级沥青标号160130号11090705030针入度(25℃)140～200120～140100～12080～10060～8040～6020～40气候分区[6]注[4]注[4]2-12-23-21-11-21-32-22-31-31-42-22-32-41-4注[4]针入度指PIA-1.5～＋1.0B-1.8～＋1.0软化点≮A384043454446454955B363942434244434653C3537414243455060℃粘度≮A-6012016014018016020026010℃延度≮A505040453020302020152520151510B3030303020152015151020151010815℃延度≮AB1008050C80806050403020蜡含量≯A2.2B3.0C4.5TFOT(或RTFOT)后[5]质量变化≯％0.8针入度比≮A48545557616365B45505254586062C40454850545860延度(10℃)≮A121210864－B10108642－延度(15℃)≮C403530201510－气候分区月平均最高气温年极端最低气温(℃)沥青标号针入度(25℃，5s，100g)（0.1mm）1-1＞30＜-37.090号80～1001-2＞30-37.0～-21.590号80～1001-3＞30-21.5～-9.070号，90号60～80，80～1001-4＞30＞-9.050号，70号60～80，40～602-120～30＜-37.0110号100～1202-220～30-37.0～-21.570号，90号，110号60～80，80～100，100～1202-320～30-21.5～-9.070号，90号60～80，80～1002-420～30＞-9.070号60～803-2＜20-37.0～-21.5110号100～120（1）沥青标号的选择沥青等级适用范围A级沥青各个等级的公路，适用于任何场合和层次。B级沥青①高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以下公路的各个层次；②用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C级沥青三级及三级以下公路的各个层次。（2）沥青等级的选择对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，——宜采用稠度大、60℃粘度大的沥青，对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路——宜选用稠度小、低温延度大的沥青；对温度日温差、年温差大的地区——选用针入度指数大的沥青。当高温与低温发生矛盾时——应优先考虑满足高温性能的要求。当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号掺配的调和沥青，其掺配比例由试验决定。（3）结论沥青试验沥青常规试验1、针入度2、软化点3、延度4、改性沥青老化试验沥青试验（针入度）1、针入度试验要点1.1试验条件25℃、100g、5s1.2每根针必须附有计量部门的检验单1.3室温中冷却15-30min、移入规定温度中保温不少于1.5h（小盛样皿）1.4试验3次，每次针与针孔之间及盛样皿边缘不少于10mm1.5试验允许误差沥青试验（延度）1、延度试验要点1.1试验温度可选25℃、15℃、10℃、5℃，拉伸速度为5cm/min±0.25cm/min，低温采用1cm/min±0.5cm/min1.2室温中冷却不少于1.5h然后刮模、连底模移入规定温度中保温1.5h1.3拉伸时试样上浮（密度小）加酒精、下沉（密度大）时加食盐沥青试验（软化点）1、软化点试验要点1.1试验环不用涂隔离剂、只涂玻璃板1.2浇模室温中冷却30min然后刮模，试样、试样环及底板置于5℃±0.5℃恒温水槽中至少15min1.3试验开始温度为5℃±0.5℃1.4软化点80℃以下用水做介质、80℃以上用甘油1.5试验误差80℃以下为1℃、80℃以下为2℃2.粗集料（1）可采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣（2）用于高速公路、一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表层的粗集料应该采用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料，该类粗集料应符合规范中对磨光值和粘附性的要求。一、沥青混合料组成材料的技术要求指标单位高速公路及一级公路其他等级公路试验方法表面层其他层次石料压碎值不大于％262830T0316洛杉矶磨耗损失不大于％283035T0317表观相对密度不小于—2.602.502.45T0304吸水率不大于％2.03.03.0T0304坚固性不大于％1212－T0314针片状颗粒含量（混合料）不大于其中粒径大于9.5mm不大于其中粒径小于9.5mm不大于％％％15121818152020－－T0312水洗法＜0.075mm颗粒含量不大于％111T0310软石含量不大于％355T0320一、沥青混合料组成材料的技术要求3.细集料1）天然砂可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂。2）石屑（注意与机制砂的区别）石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的筛下部分，强度一般较低，且针片状含量较高。不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的石屑，砂当量应符合要求。（注意细集料的密度用塌落度筒法）一、沥青混合料组成材料的技术要求4.填料A、矿粉。沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等增水性石料经磨细得到矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要干燥、洁净，其质量应符合本规范附录C表C.12的技术要求。B、当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%，其余质量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料。拌和站的一级除尘回收的粉尘可以用着填料，但二级粉尘一般不用。C、为了改善沥青混合料的水稳性，可以采用干燥的磨细生石灰粉、消石灰粉或水泥作为填料，其用量不宜超过矿料总量的1%～2%。一、沥青混合料组成材料的技术要求二、配合比组成设计配合比组成设计方法1、马歇尔法（常用法）2、Superpave法（江苏）3、GTM法（天津）二、配合比组成设计（马歇尔法）二、配合比组成设计配合比组成设计一、马歇尔法马歇尔法是二战期间美国工程兵在进行机场沥青路面设计的方法的基础上不断完善而成的一种方法。其设计理念为设计沥青用量根据最大密度、4%孔隙率、75%的沥青填隙率和最大马歇尔稳定度所对应的4个沥青用量的平均值确定。其试件压实成型方法为冲击压实。二、