土木工程材料 教学课件 作者 周爱军第6章 沥青混合料第6章 沥青混合料2.ppt

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1、第6章沥青混合料土木工程材料3）耐久性技术性质马歇尔试验—稳定度（0.1mm）车辙试验—动稳定度（次／mm）1）高温稳定性2）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（%）4）抗滑性5）施工和易性沥青混合料受自然环境因素和交通荷载作用，要求混合料必须具有高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性和施工和易性。6.4沥青混合料的技术性质和技术标准定义：高温稳定性是指沥青混合料在高温条件（通常为60℃）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。提出高温稳

2、定性的意义：高温条件下或长时间承受荷载作用混合料会产生显著的变形，其中不能恢复的部分成为永久变形，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，重车比例高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。1．高温稳定性（Stability）（1）高温稳定性的评价方法和评价指标1）评价方法⑴马歇尔稳定度试验——稳定度与流值⑵车辙试验——动稳定度2）评价指标马歇尔方法：稳定度（kN）流值（0.1mm）车辙试验：动稳定度（次/mm）马歇尔试验用于测定沥青混合料试件的破坏荷载和抗变形能力，得到马歇尔稳定

3、度、流值和马歇尔模数。检验方法：将沥青混合料制备成规定尺寸的圆柱状试件，试验时将试件横向置于两个半圆形压模中，使试件受到一定的侧限。在规定温度和加荷速度下，对试件施加压力，记录试件所受压力与变形曲线。主要力学指标为马歇尔稳定度和流值。（1）马歇尔稳定度试验马歇尔稳定度MS：稳定度是指在规定温度与加荷速度下，标准尺寸试件可承受的最大荷载(kN)流值FL：达到最大荷载时，试件所产生的垂直流动变形值（以0.1mm计）马歇尔模数（T）：计算得到，稳定度除以流值的商，单位：kN/mm。（2）车辙试验车辙试验方法：采用标准方法成型沥青混合料板状试件

4、，（300×300×50mm板式试件）在规定的温度条件下（一般为60℃），试验轮以42±1次/min的频率，沿着试件表面统一轨迹上反复行走，测试试件表面在试验轮反复作用下所形成车辙深度。以产生1mm车辙变形所需要的行走次数，即动稳定度（以次／mm表示）指标评价沥青混合料的抗车辙能力。我国规范规定，对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或小于19mm的密级配沥青混合料(AC)及SMA、OGFC混合料，在用马歇尔试验进行配合比设计时必须采用车辙试验对沥青混合料的抗车辙能力进行检验，不满足要求时，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配

5、合比设计。车辙试验式中：DS——沥青混合料的动稳定度，次/mm;t1,t2——试验时间，通常为45min和60min;d1,d2——与实验时间t1和t2对应的试件表面的变形量，mm;42——每分钟行走次数，次/min;c1,c2——试样机或试样修正系数。★影响高温稳定性的主要因素♣选择高粘度沥青♣采用表面粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的碎石集料，提高沥青混合料的内摩阻角。♣严格控制沥青用量2.低温抗裂性定义：沥青混合料不出现脆裂、低温缩裂、温度疲劳等现象,以保证路面在冬季低温时不产生裂缝的性质。原因：当冬季气温降低时，沥青面层将产生体积收

6、缩，而在基层结构与周围材料的约束作用下，沥青混合料不能自由收缩，将在结构层中产生温度应力。由于沥青混合料具有一定的应力松弛能力，当降温速率较慢时，所产生的温度应力会随着时间逐渐松弛减小，不会对沥青路面产生较大的危害。但当气温骤降时，所产生的温度应力来不及松弛，当温度应力超过沥青混合料的容许应力值时，沥青混合料被拉裂，导致沥青路面出现裂缝造成路面的损坏。因此要求沥青混合料具备一定的低温抗裂性能，即要求沥青混合料具有较高的低温强度或较大的低温变形能力。低温抗裂性的评价方法和评价指标预估沥青混合料的开裂温度；评价沥青混合料的低温变形能力或应力

7、松弛能力；评价沥青混合料断裂能力。3．耐久性耐久性是指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车和在反复作用的能力，它包括沥青混合料的抗老化性、水稳定性、抗疲劳性等综合性质。现象：①沥青的老化或硬化——变脆、易裂②集料被压碎、或冻融崩解——磨损或级配退化③沥青与集料间的粘附性降低——剥落、松散老化：在沥青混合料使用过程中，受到空气中氧、水、紫外线等介质的作用，促使沥青发生诸多复杂的物理化学变化，逐渐老化或硬化，致使沥青混合料变脆易裂，从而导致沥青路面出现各种与沥青老化有关的裂纹或裂缝。水稳定性不足：沥青剥离，粘结强度降低，集料松散，易形成

8、坑槽，即“水损害”。影响沥青混合料耐久性的因素沥青的化学性质矿料的矿物成分沥青混合料的组成结构（残留空隙、沥青填隙率）耐久性的表征指标空隙率沥青饱和度残留稳定度浸水马歇尔试验真空饱水马歇尔试验浸水劈裂试验冻