5.1沥青混合料组成及结构.doc

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1、第五章普通沥青混合料本章着重阐述了热拌沥青兴混合料的组成结构、强度形成原理、沥青混合料的体积特征参数、应具有的技术性质、影响因素及评价方法，重点介绍了热拌沥青混合料的马歇尔设计方法，包括组成材料的选择和配合比设计方法，同时对Superpave与GTM沥青混合料设计方法进行了简要介绍。通过学习，要求掌握沥青混合料的组成结构、强度形成原理、技术性质和技术要求，并能按马歇尔法设计沥青混合料的配合组成，同时对Superpave与GTM设计法有一定了解。5.1　沥青混合料组成及结构5.1.1沥青混合料的定义⑴沥青混合料⑵沥青混凝土混合料⑶沥青碎石混合料⑷沥青玛蹄脂碎石混合料5.1.2沥青混合料

2、的分类⑴按结合料分类石油沥青混合料煤沥青混合料石油沥青混合料又包括粘稠石油沥青、乳化石油沥青及液体石油沥青混合料⑵按矿料的级配类型划分①连续级配沥青混合料②间断级配沥青混合料⑶按矿料级配组成及空隙率大小划分①密级配沥青混合料设计空隙率为3％~6％密级配沥青混凝土混合料(AC)密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)②半开级配沥青混合料剩余空隙率在6％~12%沥青碎石（AM）③开级配沥青混合料设计空隙率为18％的混合料排水式沥青磨耗层(OGFC)排水式沥青基层(ATPB)⑷按矿料公称最大粒径划分①特粗式沥青混合料等于或大于31.5mm②粗粒式沥青混合料公称最大粒

3、径等于或大于26.5mm③中粒式沥青混合料：集料公称最大粒径为16mm或19mm的沥青混合料。④细粒式沥青混合料：集料公称最大粒径为9.5mm或13.2mm的沥青混合料。⑸按制造工艺划分①热拌热铺沥青混合料②冷拌沥青混合料③再生沥青混合料5.1.3沥青混合料的组成结构⑴表面理论⑵胶浆理论①粗分散系。以粗集料为分散相，分散在沥青砂浆的介质中。②细分散系。以细集料为分散相，分散在沥青胶浆的介质中。③微分散系。以矿粉填料为分散相，分散在高稠度的沥青介质中。5.1.4沥青混合料的组成结构类型图5-13种类型矿质混合料级配曲线⑴悬浮一密实结构特点是粘聚力较高，混合料的密实性与耐久性较好，但内摩

4、阻力较小，高温稳定性较差。我国传统的AC型沥青混凝土是典型的悬浮一密实结构。⑵骨架一空隙结构特点：内摩擦角较高，高温稳定性较好，但粘聚力较低，耐久性差。沥青碎石混合料（AM）及排水式沥青磨耗层混合料（OGFC）是典型的骨架－空隙结构。⑶密实－骨架结构这种结构的沥青混合料不仅具有较高的密实度、粘聚力和内摩擦角，同时具有较好的高温稳定性，但施工和易性较差。SMA沥青玛蹄脂碎石混合料即属于密实－骨架结构。5.2　沥青混合料强度及影响因素5.2.1沥青混合料的强度形成原理沥青混合料在常温和较高温度下，由于沥青的粘结力不足而产生变形或由于抗剪切强度不足而破坏，一般采用库仑理论来分析其强度和稳定

5、性。　　　　图5-3　沥青混合料三轴试验确定C、ψ值的摩尔－库仑圆5.2.2影响沥青混合料抗剪强度的因素⑴沥青的性质对粘结力C的影响⑵矿质混合料级配、颗粒形状和表面特性对内摩阻角的影响⑶矿料与沥青交互作用能力的影响⑷矿料比面积与沥青用量的影响⑸温度和变形速率的影响5.3沥青混合料路用性能5.3.1高温稳定性　　高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。这种特性是导致沥青路面产生车辙、波浪　及拥包等病害的主要原因。在交通量大、重车比例和经常变速路段的沥青路面上，车辙是最严重、最有危害的破坏形式之一。⑴高温稳定性的评价方法

6、及指标①马歇尔稳定度试验　　马歇尔稳定度试验方法是由美国密西西比州公路局布鲁斯·马歇尔（BrueMarshall）提出的，迄今已经历了半个多世纪。马歇尔试验设备简单、操作方便，被世界上许多国家所采用，是目前我国评价沥青混合料的高温性能的主要试验之一。②车辙试验目前我国的车辙试验是采用标准方法成型的沥青混合料板块状试件，在规定的温度条件下，试验轮以42±1次/min的频率，沿着试件表面同一轨迹上反复行走，测试试件表面在试验轮反复作用下所形成车辙深度，见图7-11。以产生1mm车辙变形所需要的行走次数，即动稳定度指标评价沥青混合料的抗车辙能力，动稳定度由式（1-2）计算。（1-2）式中：

7、DS——沥青混合料动稳定度(次／mm)；d1，d2——时间t1和t2的变形量(一般t1＝45min、t2=60min)（mm）；42——每分钟行走次数(次／min)；c1，c2——试验机与试样的修正系数。⑵高温稳定性的主要影响因素采用表面粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的碎石集料提高沥青的高温粘度粗集料嵌锁骨架结构沥青用量。5.3.2低温抗裂性低温收缩开裂主要有两种形式：材料低温收缩、低温收缩疲劳裂缝⑴低温抗裂性的评价方法和评价指标评价方法可以分为三类：预估沥