沥青与沥青混合料.ppt

一、沥青混合料的组成结构和强度形成原理沥青混合料的组成结构沥青混合料组成结构的现代理论理论沥青混合料是由粗集料、细集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架，此矿质骨架由稠度较稀的沥青混合料分布其表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体。胶浆理论认为沥青混合料是一种多级空间网状结构的分散系。它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系；同样，砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青胶浆介质中的一种细分散系；而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系。04030102沥青混合料的组成结构类型悬浮-密实结构当采用连续型密级配矿质混合料.这种结构的沥青混合料，虽然具有较高的粘聚力c；但摩阻角φ较低，因此高温稳定性较差。骨架-空隙结构当采用连续型开级配矿质混合料时，虽然具有较高的内摩阻角φ，但粘聚力c较低。密实-骨架结构当采用间断型密级配矿质混合料时，不仅具有较高的粘聚力c，而且具有较高的内摩阻角φ。三种典型沥青混合料结构组成示意图悬浮-密实结构；b)骨架-空隙结构；c)密实-骨架结构01沥青混合料抗剪强度的材料参数02路面高温时由于抗剪强度不足或塑性变形过剩而产生推挤等现象。要求沥青混合料在高温时必须具有一定的抗剪强度和抵抗变形的能力。03为了防止沥青路面产生高温剪切破坏，我国城市道路沥青路面设计方法。04τα≤τR（二）沥青混合料的强度形成原理c——沥青混合料的粘结力(MPa)；05φ——沥青混合料的内摩擦角(rad)。06式中：τ——沥青混合料的抗剪强度(MPa)；03σ——正应力(MPa)；04沥青混合料的抗剪强度τ：01τ=c+σtgφ02影响沥青混合料抗剪强度的因素影响沥青混合料抗剪强度的内因沥青粘度的影响在其他因素固定的条件下，沥青混合料的粘聚力c是随着沥青粘度的提高而增加的。沥青与矿料化学性质的影响沥青与矿粉交互作用后，沥青在矿粉表面产生化学组分的重新排列，在矿粉表面形成一层厚度为乱的扩散溶剂化膜。在此膜厚度以内的沥青称为“结构沥青”，在此膜厚度以外的沥青称为“自由沥青”。1234沥青与矿料相互作用不仅与沥青的化学性质有关，而且与矿粉的性质有关。在不同性质矿粉表面形成不同组成结构和厚度的吸附溶化膜，在石灰石粉表面形成较为发育的吸附溶化膜；而在石英石粉表面则形成发育较差的吸附溶化膜。所以在沥青混合料中，当采用石灰石矿粉时，矿粉之间更有可能通过结构沥青来联结，因而具有较高的粘聚力。矿料比面的影响“比表面积”(简称“比面”)。在沥青混合料中矿粉用量虽只占7％左右，而其表面积却占矿质混合料的总表面积的80％以上，所以矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度影响很大。希望0.075mm粒径的含量不要过少；但是0.005mm部分的含量亦不宜过多，否则将使沥青混合料结成团块，不易施工。沥青用量的影响在沥青用量很少时，随着沥青用量的增加，结构沥青逐渐形成，使沥青与矿料间的粘附力随着沥青的用量增加而增加。当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附矿粉颗粒表面时，沥青胶浆具有最优的粘聚力。随后，如沥青用量继续增加，在颗粒间形成“自由沥青”，则沥青胶浆的粘聚力随着自由沥青的增加而降低。矿质集料的级配类型、粒度、表面性质的影响沥青混合料的抗剪强度与矿质集料在沥青混合料中的分布情况有密切关系。影响沥青混合料抗剪强度的外因01温度的影响粘聚力c值随温度升高而显著降低，但是内摩擦角受温度变化的影响较少。02形变速率的影响c值随变形速率的增加而显著提高，而φ值随变形速率的变化很小。03高温稳定性沥青混合料高温稳定性，是指沥青混合料在夏季高温(通常为60℃)条件下，不产生车辙和波浪等病害的性能。用马歇尔稳定度和动稳定度试验、室内大型环道试验和路上加速加载试验等来评价沥青混合料抗车辙能力。030201二、沥青混合料的技术性质和技术标准马歇尔稳定度马歇尔稳定度的试验测定：①马歇尔稳定度(MS)、②流值(FL)指标。稳定度是指标准尺寸试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载(kN)；流值是达到最大破坏荷重时试件的垂直变形(以mm计)。车辙试验制成300mm×300mm×50mm的沥青混合料试件，在60℃的温度条件下，以一定荷载的轮子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lmm所需试验车轮行走次数，即为动稳定度。?低温抗裂性对密级配沥青混合料在-10℃、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应