土木工程材料第十章 沥青与沥青混合料专用课件.ppt

2）沥青结合料的粘度与用量 a.沥青粘性 沥青η↑→C ↑ ；沥青η随温度T ↑而↓→C↓ b.沥青用量q q越多，矿料表面沥青膜越厚 →φ越小 图 沥青用量q-C及q-φ关系图 沥青用量(q)(%) C φ Φ=f(q) C=f(q) a.矿料化学性质的影响 矿料 矿料化学性质不同 碱 性 SiO2＜52% 中 性 SiO2 =52%-65% 酸 性 SiO2 ＞65% 矿料的化学性质变化，对沥青混合料的性质起重要的作用。 3）矿粉的品种与用量 矿质混合料名称 干燥抗压强度 (KN) 浸水后抗压强度（KN） 浸水后强度降低（%） 石灰石质 2058 1893 8.01 石英石质 1176 917 22.08 矿料化学性质的影响 原因分析： 碱性石料与沥青酸酐产生化学吸附→形成的吸附溶剂化膜发育完善→C大→混合料强度高；酸性石料与沥青形成的吸附溶剂化膜发育不完善→C小→混合料强度低。 c.矿料比面（单位质量矿料的表面积）影响: 沥青用量一定，矿料比面↑→结构沥青多→C↑ b.矿料颗粒间的联结形式 矿粉对涂敷于周围的沥青分子有吸附作用，使沥青在矿粉表面产生化学组分的重排，形成一层扩散结构膜， 膜内—结构沥青 膜外—自由沥青 ?结构沥青的粘聚力大于自由沥青 试验 方法 车辙试验 三轴试验法 维姆稳定度法 马歇尔试验 三、沥青混合料的技术性质 定义：沥青混合料在高温条件下，承受多次重复荷载不产生过大的累积塑性变形的性质。经长期荷载作用不产生车辙、波浪等现象的性质。 影响因素：沥青粘度、沥青与石料相互作用特征、矿料性质。 1.高温稳定性 马歇尔试验指标 马歇尔稳定度MS：最大的破坏荷载（kN）。 流值FL：最大破坏荷载时的垂直变形（0.1mm）。 马歇尔模数T：稳定度除以流值的商。 动稳定度(车辙)试验 300mm×300mm×50mm的标准试件，在60℃的温度条件下，以一定荷载的轮子（轮压0.7 MPa），在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定的车辙深度，然后计算试件变形1mm所需试验车轮行走的次数。 热拌沥青马歇尔试验指标 试验项目 沥青混合料类型 高速公路、一级公路、城市快速道、主干道 其它等级过路与城市道路 行人道路 稳定度（MS），KN Ⅰ型沥青混凝土 Ⅱ型沥青混凝土、抗滑表层 ＞7.5 ＞5.0 ＞5.0 ＞4.0 ＞3.0 — 流值（FL），0.1mm Ⅰ型沥青混凝土 Ⅱ型沥青混凝土、抗滑表层 20～40 20～40 20～45 20～45 20～50 — 空隙率（VV），％ Ⅰ型沥青混凝土 Ⅱ型沥青混凝土、抗滑表层 沥青碎石 3～6 4～10 ＞10 3～5 4～10 ＞10 2～5 — — 沥青饱和度（VFA），％ Ⅰ型沥青混凝土 Ⅱ型沥青混凝土、抗滑表层 沥青碎石 70～85 60～75 40～60 70～85 60～75 40～60 75～90 － － 残留稳定度（MS0），％ Ⅰ型沥青混凝土 Ⅱ型沥青混凝土、抗滑表层 ＞75 ＞70 ＞75 ＞70 ＞75 － 定义： 温度较低时沥青混合料抵抗收缩变形，不产生开裂的性质。 沥青路面裂纹原因： ① 重复荷载 →疲劳开裂 ② 低温脆化 →变形能力↓→开裂 ③ 低温收缩 ④ ①+② 影响因素： 沥青质量及用量，矿料级配等 2.低温抗裂性 定 义: 沥青混合料抵抗长时间的大气因素的反复作用和行车荷载作用的能力。 影响因素: 沥青的化学性质 矿料成分 沥青混合料的组成结构 沥青用量 例如：沥青用量少0.5% → Vv↑→ 混合料的寿命降低一年。 3.耐久性 改善耐久性的措施: 采用坚固矿料 提高混合料的密实度 选用细粒密级配沥青混合料 增加沥青用量等 试验： 加速老化试验、马歇尔试验 指标：耐久性可由下列指标来评价： 空隙率 饱和度（沥青填隙率） 残留稳定度 3.耐久性 影响因素： 　 矿料表面结构、级配、混合料组成及沥青用量。 改善措施： ① 选用耐磨石料，对磨耗率及冲击值有一定要求。 ? 注意，硬质石料往往属于酸性石料，需加抗剥离剂。 ② 控制沥青用量：沥青用量q↑→表面平滑 ↑→抗滑性↓ Back 4.抗滑性 改善措施： ① 添加抗剥落剂 ② 采用碱性集料，提高沥青与集料的粘附性 ③ 采用密实结构以减小空隙率 ④ 用消石灰粉取代部分矿粉 Back 5.水稳定性 影响因素： 矿料级配：适当级配不易产生离析现象 沥青粘度及用量 气温及施工条件 Back 6.施工和易性 四、热拌沥青混合料（HMA）的配合比设计 任务：确定粗集料、细集料、矿粉和沥青等材料相互配合的最佳组成比例，是沥青混合料的各项