道路沥青混合料的种类与性质

第七章沥青混合料的组成设计

沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。

沥青混凝土与碎石的主要区别如下：

●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很

少量的中等大小的集料组成。

●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆

要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。

●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹

覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。

●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐

久；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。

图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线

§7．1道路沥青混合料的种类与性质

7．1．1沥青混凝土

用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。

由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。

沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。

传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图：

图7－2 三种典型混凝土级配比较

上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％

时，水能顺利地从孔隙中排走，也不会对混凝土结构造成水害；只有当孔隙率介于这两者之间时，混凝土为半开半闭结构，这种情况十分不利于路面的耐久性。

7．1．1．1碎石沥青玛蹄脂（SMA）

我国现有主要道路大都按连续级配进行组成设计。我国《规范》规定，Ⅰ型沥青混凝土混合料的制余空隙率对于公路为3%～6%，对于城市道路为2%～6%；Ⅱ型为4%～10%。

由于我国大多数道路的沥青混合料是悬浮密实结构，因此密实度和强度都较大。但受沥青材料的性质和物理状态的影响较大，所以稳定性较差。加之我国国产沥青中含蜡量较高，高温稳定性更加受到影响，所以在现代重型汽车交通荷载作用下，路面容易因热稳性不足而产生车辙、波浪、推移等变形，从而影响其正常使用。而且由于沥青的温感性，又会产生低温裂缝、泛油的不易克服的病害问题。

SMA沥青混合料由于其自身的特定而与我国现行的密级配沥青混合料在集料配比和沥青含量有所不同。SMA沥青混合料与密级配沥青混合料相比，具有高粗集料含量、高沥青含量、高矿粉含量以及低的空隙率等特点。粗集料含量高，增加集料与集料的接触，提高了抵抗永久变形的能力；沥青含量高和矿粉用量多，增加沥青的粘结能力，提高了路面的耐久性；低空隙率减少水的渗入和混合料老化硬化。

表7-1是德国《沥青路面工程补充技术规范及准则》中有关SMA的有关指标。

(一)集料的材质

在欧洲，SMA混合料中的粗集料和细集料一般要求100%轧制，德国规范要求至少90%粗集料轧制，圆集料需两次破碎，即要求有两个或两个以上破碎面，对于SMA混合料集料，理想形状应为立方体颗粒。

SMA混合料因为是骨架密实结构，所以要求集料要有足够的硬度耐久性，因此不得使用易磨光或相对较纯的碳酸盐集料。在我国可采用玄武岩、耀长岩、片麻岩等。在德国SMA混合料中,不重视酸性石料对混合料抗水损害的影响,认为SMA混合料中沥青和矿粉含量高，加之一定量的纤维加筋作用，致使沥青与石料间有足够的粒结力，完全能够抗水损害的影响。因此，即使石料为酸性，也不加抗剥落剂。

矿物填料应由石灰石粉或其它合适材料组成，使用时要求足够干燥，不得成团，能自由流动。

(二)沥青

沥青等级可使用本地区普通沥青混合料所用的沥青等级，也可使用略稠硬的沥青。沥青拌和温度要求粘度为170±20mm/S。

(三)纤维稳定添加剂

SMA混合料因沥青含量高和矿料用量大，在贮存、运输和摊铺过程中，沥青和矿粉会产生滴漏和离析，所以纤维稳定剂的作用是防止沥青离析，并且纤维，沥青和填料共同组成高强度的玛碲脂填充在集料之间，使路面结构十分稳定，不易变形。

纤维稳定剂最早曾用石棉纤维和聚合物纤维，但后来发现石绵纤维是直线体，而植物纤维则是曲线体。用植物纤维作为SMA混合料中的稳定剂，其性能明显优于矿物纤维，且使用植物纤维素，不仅能更好地保证SMA的质量，而且有利于保护环境，更可大幅度节省工程费用。因此，在德国95%的稳定剂为纤维素纤维。早期的植物纤维为松散絮状型，这种纤维不易添加，容易受潮，拌合不均匀。为便于贮存、运输和SMA混合料的生产，纤维素与沥青按质量比2:1混合后，经特殊加工成粒状产品。在SMA中粒状纤维的用量为混合料总重的

0.45%，即相当于加入0.3%植物纤维素。

7．1．1．2热压式沥青混凝土

英国于1895年首先在切而西(Chelsea)的国王街和肯辛顿(Kensington)的佩勒姆街使用热拌沥青混凝土(hot rolled asphalt，简称HRA)，不幸，当时对砂的级配和填料含量的重要性没有足够的认识，材料在几个月内就损坏了。美国工程师克利福德．理查森(CIinbrd Richardson)是HRA的倡导者之一。他在对美国和欧洲的沥青混凝土路面调查的阶段，在1896年访问了英国。基于他本人的经验介绍了和沥青砂磨耗层非常相似的一种沥青混凝土，经过多年使用性能还很良好。

如前所述，HRA的重要特性之一是它的集料为“间断级配”。也就是说，粒径2．36mm-9.5mm的集料的含量很少，它是由砂、细的矿质填料和沥青组成的结合料搀入14mm中值粒径的粗集料。尽管搀入粗集料成分能增加材料硬度，但主要作用还是在于增大砂浆体积使这种材料更为经济化。间断级配为HRA磨耗层提供了抗风化性能和耐久的表面，使道路能够承受重型荷载而不开裂。

1985年版的BS594刊载了不同粗集料含量的HRA路面主层：基层和磨耗层混合料的规格。路面主层和基层混合料一般含有60％的粗集料。在这样的水平上应力是通过集料的接触和沥青砂浆分布的。细集料和填料含量比较低的路面主层和基层混合料，其沥青含量一般较磨耗层材料为少。在这两种混合料中，粗集料的中值粒径一般较磨耗层的为大，级配也较粗，以便与材料的摊铺厚度相匹配，以摊铺路面基层为例它的厚度可达15Omm。

磨耗层混合料可含有0%、15%、30%、4O%或55%不同比例的粗集料。尽管以粗集料4O％含量厚为50mm的磨耗层混合料的使用日渐普遍，但一般认为，粗集料含量为30%摊铺厚度为40mm的磨耗层混合料已适宜作绝大多数的用途。

增加摊铺厚度可以大幅延长材料的适宜碾压时间，这也是改善冬季气候施工性能的一个方法。粗集料含量高达40％的材料所铺筑的面层表面较为光滑，如在热拌沥青混凝土表面压入14mm或20mm粒径的涂层石屑，就可使表面粗糙。对石屑性质的要求诸如磨光值、磨耗值，一般均在规格书内根据现场的要求予以分别列明。磨耗层混合料含有55％的粗集并无规定必须要在表面压入石屑构成粗的纹理，因为当粗集料含量高于45％已难以将石屑埋人在沥青混凝土内。

HRA的材料四种成分的材料功能可以概述如下：

●粗集料：增大砂浆体积使混合料更为经济并增加它的稳定性。

●细集料：它是砂浆的主要成分，可能也是影响施工操作和路用性能的最主要

的组成部份。

●填料：这成分可以从两方面发挥作用。首先，它可以改善细集料的级配，从

而构成较密实的混合料并使集料之间的接触点增加。其次，也许是发挥它更重要的作用，就是填料与沥青共同组成了粘结料，它既起润滑作用，又可将细集料粘结在一起构成砂浆；砂浆的性质与细集料的性质以及粘结料的量和粘度有关。沥青在压实时起润滑作用。

●路面使用时则是具高粘度的粘／弹性粘结料；共有五个不同等级的沥青可供

使用：针入度35、50、70、100和 HD40号。35号和HD40号沥青只用于交通量最繁重的地点，70号和100号的用于交通量较轻的地点，50号的则适合于大多数用途。

HRA是一种高质素的材料，主要用于交通繁重的道路，亦即高速公路、干线道路和少数的城市街道。传统上对混合料成分配比的规格是根据气候和交通载荷去规定集料和沥青的质量和比例。另一种办法是用马歇尔试验方法去“设计”HRA磨耗层混合料的成分。

1989年在英国铺筑超过6万平方米的HRA磨耗层。如果都经严格规定、设计、施工和压实，绝大部分的材料到下个世纪将仍然保持良好使用性能。

7．1．1．3沥青混凝土

沥青混凝土(asphaltic concrete)混合料与沥青碎石同为连续级配，但它含粗集料较少，细集料和填料较多，并由大量稍硬的沥青裹覆。

沥青混凝土的强度和稳定度主要是因为集料的互锁作用，其次是赖予砂／填料沥青砂浆。沥青混凝土的成分是按美国沥青学会的马歇尔混合料设计程序制

定，其目的是获得最适当的沥青含量而有最大稳定度与密度。最终得到经济的集料与沥青混合料并在交通载荷下有高稳定度和使用耐久性，同时也有良好的施工性能方便铺筑，压实达到3％一5％标准的空隙率。它的沥青含量与密实型和密级配沥青碎石相类似，但一般使用较硬的70号和100号针入沥青。在铺筑时，材料的压实必须小心地加以操作以保证最佳的压实密度。

一般来说，沥青混凝土是指常规的普通沥青混凝土，它按不同的标准可分成不同的种类：

(1)根据所用沥青的稠度和沥青混凝土混合料摊铺时的温度，沥青混凝土可分为热铺、温铺和冷铺三种。

(2)根据沥青混凝土的密实度或孔隙率，热铺和温铺沥青混凝土可分为两种：密实沥青混凝土，孔隙率为2％－5％；孔隙沥青混凝土，孔隙率为5％－10％，它一般用作面层的下层或调平层。

(3)根据骨料的最大粒径，沥青混凝土可分为四种：粗粒式，含有最大公称粒径为25mm或30mm的骨料；中粒式，含有最大公称粒径为20mm或16mm的骨料；细粒式，含有含有最大公称粒径为10mm或13mm的骨料；砂粒式，含有最大公称粒径为5mm的天然砂或破碎砂。我国“公路沥青路面设计规范”就将沥青混凝土分为这四类，前面冠以字母AC表示沥青混凝土(Asphalt Concrete)，前三种再可分为Ⅰ型（孔隙率3％－6％）和Ⅱ型（孔隙率6％－10％）。

粗粒式沥青混凝土通常用作面层的下层，其粗糙表面有利于层间连接，且作为下面层它的抗弯拉疲劳能力明显强于沥青碎石。中粒式沥青混凝土主要用于修筑路面的上层，或用于铺筑单层面层；由于它的表明具有较大的粗糙度，因而能产生良好的摩擦性能，有利于汽车行驶；但Ⅰ型的构造深度通常难达到要求，Ⅱ型的孔隙率偏大而耐久性不理想，而且它们都易产生离析。细粒式沥青混凝土是比较理想的上面层材料，它在城市道路中使用十分广泛；它的特点是，孔隙率小、密实性好、均有性好、表面摩擦性能不够好。砂粒式沥青混凝土的特点是塑性大，易产生波浪和剪切变形，因此使用时一般要求将沥青用量减少到最低限度，且要求设计时严格遵循最佳密实度的原则；为增强其抗滑功能，通常在砂粒式沥青混凝土面层表面撒布预拌沥青碎石。

7．1．2 预拌式沥青碎石

预拌式沥青碎石(coated macadam)是用煤焦油(tar)预先把沥青碎石涂层，是英国最古老的预拌制造方法。它的记载是始于1832年用在格洛斯特郡(Gloucester·shire)和1884年在诺丁汉郡(Nottingham shire)。本世纪初有了石油沥青供应，沥青碎石才得以开始使用。沥青碎石混合料，即麦克当(macadam)这个词是为了永远纪念著名的苏格兰道路工程师约翰．劳顿．麦克亚当（ LIohn Loudon McAdam)的。他深信碎石集料层要获得最佳的强度必须用不同粒径的集料，即是有级配的集料。麦克亚当利用这技术把粗集料间的空隙用细集料填充，制造了较稀松组织(开式级配)的嵌锁式集料层。开式级配的石油沥青和煤沥青碎石混合料的生产也是麦克亚当原理的发展。给二十世纪中叶涂层材料工业的发展奠定了基础。

预拌的沥青碎石混合料由三种集料成分和沥青组成。分别的功能可以概括如下：

●粗集料：构成嵌锁碎石的主要构架以分布交通载荷；

●细集料：填充或部分填充粗集料构架的空隙；

●填料：增加粘结料的粘度因而减少沥青从集料中渗泄的危险，与沥青一起填

塞细微的空隙。

●沥青：压实时起润滑作用及在使用中它是防水和粘结材料。对密实的沥青碎

石，它也参与填充空隙并增加混合料强度，对以下多种类型的预拌沥青碎石成分调配规格，也就是指沥青含量和集料级配等，例如：

密实型沥青碎石路面主层；

密实型沥青碎石表面基层；

开式级配沥青碎石表面基层；

单层沥青碎石；

开式级配磨耗层；

密级配磨耗层；

密实型磨耗层；

中等级配磨耗层；

细级配磨耗层；

透水性磨耗层

7．1．2．1开式级配和中等级配沥青碎石

这两种沥青碎石适用作表面基层和磨耗层混合料。它们主要的特征是细集料含量低因而摊铺施工性能好，压实后的空隙率在15%－25%之间。为了防止水分渗入道路结构而需要有一层防渗护面，例如表面处治材料的强度主要依靠集料的互锁作用，只有小部分来自沥青。沥青的主要功能之一是为道路表面提供抗拉强度，在承受密集的交通应力时防止细集料从表面失散。混合料通常使用200号或30O号的针入沥青或稀释沥青，选用沥青的级别取决于交通密度和材料的摊铺季节。

磨耗层的表面纹理在抗滑方面起着重要作用。开式级配和中等级配的沥青碎石作为私用车道、停车场及游戏场等轻便和普通的交通路面，它提供了适宜的表面纹理。这类材料对整个道路结构强度并无很大作用。这类混合料因具渗透性故有利于作机场跑道和繁重交通道路以防止漂滑和减少溅水现象。当用于机场时称为抗滑层而用于公路则称为透水沥青碎石。

7．1．2．2密实型和密级配沥青碎石

密实型沥青碎石的路面主层和表面基层在过去25年内被大量用在道路修建而且它适合于最繁重的交通情况。由于细料含量高使它成为密实型材料，标准的

空隙量为5％－10%。它有良好的载荷分布能力及抗变形力很强并有足够的柔韧性可以抵抗由重复载荷引起的裂化。

密实型和密级配磨耗层混合料只适用于轻便或普通的交通道路，因为这两种混合料既不具有长期耐久性，也不具有繁重交通要求的高速行车的抗滑行能力。7．1．2．3重型的沥青碎石

密实型沥青碎石被用在最繁重的交通道路已有四分之一个世纪之久，它的高强度路面主层和表面基层性能都很良好。然而，为了配合预测的交通载荷增长，要求更强的路面主层材料和比沿用的更强而具永久抗变形的表面基层。重型的沥青碎石(heavy duty macadam，简称HDM)正是这种材料。它是在密实型沥青碎石的基础上用较硬的沥青(针入度50号)和较高的填料含量(8％)配制而成的。

这两种成分变化使动态劲度增大近3倍。就可以使表面基层的厚度比一般的密实型沥青碎石路面基层薄10％一15％而性能相同。既减少了厚度又具有同样性能这对于改建工程很有吸引力，这类工程往往由于原有的标高、埋得不深的公共设施管道或者桥梁下净空高度限制而只能用比一般薄的结构。另一种做法是维持厚度不变，而使用寿命更长。

7．1．2．4细级配沥青碎石

多数细级配沥青碎石用200号或3O0号针入沥青或1O0号的稀释沥青拌制，需要在80－100℃温度下摊铺和压实。稀释度高的沥青则可冷铺和仓贮。

细级配沥青碎石刚铺好后它的空隙率很高，因此对水的作用很敏感。所以须注意选用集料。在使用下空隙量逐渐减小，混合料最终变为不透水。这种材料的摊铺厚度一般为15mm一25mm，因此当用作加铺的覆盖层可以消除路面上的一些不平整之处。这种材料增强对道路结构的作用很小。鉴于这些原因而要求有一个坚固和较好的不透水的基层结构。此外，在这材料下面要求有很均匀的底层，因为若是它的铺筑厚度不匀就容易出现问题。

7．1．3透水沥青碎石

透水沥青碎石，或透水沥青混凝土，一般用作路面的磨耗层，因此在许多文献或资料中被称作多孔隙沥青混凝土磨耗层（PAWC）、开级配磨耗层（OGFC）活排水沥青混凝土磨耗层。

五十年代在英国的道路上，据估计l0％的雨天道路事故主要是由于车辆(特别是卡车)快速行驶溅起的水雾而引起的。水雾造成事故的损失价值可达潮湿道路滑溜事故的1／3。因此运输与道路研究试验所(TRRL)将机场使用得十分成功的10mm防滑层改为道路上用的20mm透水沥青碎石是一项合乎逻辑的改善。

7．1．3．1透水沥青碎石路面的发展

1967年开始进行许多大规模试验，以确定透水沥青碎石对繁重交通道路的适用性。查特科斯基(Szatkowski)和布朗(Brown)的研究报告指出，在试验中以较大粒径集料拌制的沥青碎石，一般具有最大的空隙量、渗透性和纹理深度，但是同时用两种粒径的集料，上述数值在铺筑后最初几年内都大幅下降。不过使用20mm集料拌制的材料在减少行车引起的水雾效果保持良好，例如在繁重交通道路(＞7，000货车辆／天／车道)至少可持续3年，一般流量的交通道路(2，500货车辆／天／车道)可持续达6年之久。即使在奏效的防水雾性能减弱之后，路面仍保持良好，使用寿命甚至达15年之久。报告还进一步指出，用20mm集料的防滑效果与使用同一种集料的其他类型路面相似。20mm集料的防滑性随不同车速的变化与纹理的深度有关系，这与HRA和表面处治所观察的情况相似。

从结构方面看，以100号或200号针入沥青铺筑40mm厚的透水沥青碎石与16mm的HRA或20mm的密实型沥青碎石等效。然而，如果以环氧沥青取代针入沥青，透水沥青碎石的动态劲度将明显地增强，它的结构所起的作用等于或大于HRA 。凡沥青含有乙烯一乙酸乙烯共聚物(EVA)和苯乙烯一丁二烯嵌段共聚物(SBS)等聚合物，其效果在上述两者之间。

7．1．3．2透水沥青碎石路面的优点

7．1．3．2．1减少行车引起的水雾及避免水漂

在潮湿的道路上，特别是高速行车由轮胎溅起飞扬的水雾所带来的危害已久为人所共知。水雾阻碍了视线特别使超车变得非常危险。广泛的道路试验明确地证实，透水沥青碎石道路在相当的程度上减少由交通引起的水雾现象，它的空隙率可高达25％之多，从而在层内形成一个水道网，所以像海绵似地把雨水吸收。40mm厚的透水性沥青碎石层足以吸收8mm的雨量才趋于饱和状态。减少了大量水雾也就可以消除路表面的反光现象，从而使道路标志保持较高的可见度，有利于交通安全。同时，当降雨时，落到透水沥青碎石表面的雨水可通过表面层内部的孔隙流出路面，这样它也就起了排水层的作用，使雨水能够渗透出面层而不是被集积于路表面形成水膜或径流，从而避免在降雨过程中在一般路面上高速行驶时产生的水漂现象。

7．1．3．2．2降低噪音

由于道路表面有粗糙的宏观纹理，在雨天高速时轮胎面加强与路面的接触，有助于保持良好的防滑能力。TRRL曾对噪音与路面摩擦性能间的关系进行研究。用铺砂法由路面纹理的深度去推断摩擦性能，以及用同一辆测试车分别在130km/h和50km／h刹车时测得的刹车力系数变化的百分率来评定的。以这方面的总结看出从轻型到重型车辆的最高噪音是纹理深度的函数，也是制动力系数变化的百分率对数的函数。实际上就是说不可期望在一般的道路面层具高度的抗滑性能而又不产生高噪音水平。

幸而这关系并不适用于透水性沥青碎石，因为它的路面水份的消散方式不同。根据多处的现场试验，又进一步提出了关于车辆行驶在多孔隙的路面所产生噪音的报告。这项工作明确地证实，车辆行驶在透水沥青碎石表面所产生的噪音比有同等防滑程度的普通沥青路面要低得多：在干燥时要低3—4分贝(A)而潮湿情况下更低7一8分贝(A)之多。最近在荷兰的调查也指出透水沥青碎石的结构能够吸收相当部分的车辆引擎噪音。

透水沥青碎石路面特性另外的好处是减少车辆轮胎的滚动阻力。根据计算在高速公路和干线上，如用透水沥青碎石多孔隙稀松路面去取代HRA或刷毛水泥混凝土的表面纹理，每年可节省大量的燃料。

7．1．3．3透水沥青碎石路面的不足及改进方法

尽管透水沥青碎石路面具有很多明显的优点，但也有一些或大或小的缺点必须加以克服。

透水沥青碎石混合料的沥青含量的允许变化范围较小。如果沥青含量过低则集料裹覆不够或是沥青膜太薄而很快地被氧化导致路面提早损坏。另一方面，如果沥青含量过高(或是混合温度过高)，沥青将在运送过程中从集料中泄出令摊铺时材料的沥青含量不均匀。曾有极罕见的例子看到有沥青从运输车尾板处流出。

在1984年以前，英国在透水沥青碎石混合料的沥青含量方面，基本上是在不断摸索的基础上规定的。然而，TRRL对这种拌和型混合料研制了沥青泄流模拟定量试验。试验是将透水沥青碎石混合料放在烘箱内的一个带孔金属篮中，篮下有一个事先称过重量的浅盘用以收集泄出的沥青。以同样的方法对一系列沥青含量的样品进行试验。把余留的沥青量作为韧始沥青含量的函数作图，如固7-2所示。继续试验直到没有沥青泄出的“极限”含量。超过这个含量，沥青流出显著增加，最后达到一个峰值。超过峰值后混合料中留下的沥青含量反而下降，这就是所知的“雪崩”效应。这个泄流试验使沥青含量的规定有了理性的基础。然而全面的沥青泄流试验显示了实验室结果与实际操作相比有可能低估了沥青的泄流量，其理由正由TRBL作调查。

图7-3 沥青试验结果

加入消石灰作为填料可以将沥青粘度大幅提高如图7-3所示，因此可减少沥青的泄出。同时又可改善沥青的粘附性，这显然对在水中浸泡了相当时间的多孔

材料有利。

从定义上看，透水沥青碎石和防滑层均是透水的，因此压实材料里的沥青膜经常与氧气接触，结果是在现场的沥青被加速氧化。图7-4显示了有1至9年路龄的机场防滑层现场的针入沥青。9年后的沥青针入度变为20，有人认为这达到了“临界”针入度，也就是说当针入度低于20时，该材料很容易被磨损。

全面试验的初步结果认为消石灰和某些聚合物可以降低现场沥青的氧化率。实验室试验(36)也说明，假如加入0．5%一1．0%的消石灰，沥青的氧化就会减轻。这是假设消石灰吸收了极性氧化物质，使它不能参予进一步的氧化反应。

处理透水沥青碎石路面的积雪和融冰所需要的盐要比处理常规HRA的路面多2—3倍，其原因是有两方面的。首先，如果雪已被压入透水沥青碎石的空隙里，盐分有先驱除其他部位的雪的倾向而使压实的积雪留在车辙里。其次，雪融化产生的含盐污水会从路面以下泄去而盐就起不了作用。然而，尽管额外的盐处理是件讨厌的事而无疑增加了冬季的养护成本，但是给驾驶者带来的莫大方便以及大幅降低了扰人的交通噪音，远远超过了用多些盐的价值。

由于孔隙率较大，透水沥青碎石的孔隙容易被细小尘土颗粒堵塞，这使得表面构造深度减小及其水传导性随时间而降低，因此必须采取相应的措施以保证路面维持其有效的使用功能。1995年第20次世界道路会议关于多孔隙沥青混凝土的专题报告给出了解决孔隙堵塞问题的两种方法：

Ⅰ. 预防堵塞；

Ⅱ. 除去堵塞材料。

1．减少孔隙堵塞的方法为：

（1）采用集料最大粒径大于11mm和孔隙率至少20％的沥青混合料，这样可较长时间维持高水平水传导性；

（2）避免用形状特殊的集料，当使用纤维和聚合物改性沥青时，纤维量应限制在不超过沥青用量的0.3%，宜用矿质纤维；

（3）用沥青砂浆封闭无交通的车道和硬路肩；

（4）在与无沥青面层或无水泥混凝土道路的交叉处或交通量小的路段建议不采用多孔沥青混凝土。

2．清孔隙：硬路肩、履带车行驶道和其它使用不多的车道应每年用专门开发的设备清洗一次。

图7-4 填料含量对沥青软化点的影响

图7-5 防滑层沥青的硬化

7．1．4 沥青稳定基层

现我国修筑的高等级公路的基层大多为半刚性基层，它们一般是用无机结合料（如水泥、石灰等）作为稳定材料，除这种基层之外，有时也采用沥青稳定基层。

将土粉碎，用沥青（液体石油沥青、煤沥青、乳化沥青、沥青膏胶等）为结合料，将其与土拌和均有，摊铺整平，碾压密实成形的基层称为沥青稳定土基层。理论上说，各种土都可用液体沥青来稳定以形成一定强度的基层。沥青土的强度和水稳性在沥青和水位最佳含量时达最大，沥青和水的最佳含量总和略高于素土压实时的最佳含水量。最佳含量的沥青包括吸附沥青和自由沥青两部分，吸附沥青是受土的分子力作用下的沥青，其量仅约0.5％－01％，自由沥青填充土的孔隙，约为7％－8％。吸附沥青的形成是土对沥青中所含表面活性物质复杂多样的选择性的物理吸附的结果，使沥青具有憎水性；同时当土中含有某些重金属的盐类时，由于与沥青酸等一些沥青中的活性物质的相互作用，产生了化学吸附过程，这使得沥青膜具有不可逆性，因此具有很高的水稳性。在土或沥青中掺加活性物质，都可以提高沥青土地水稳性，各国比较成功的经验是在土中掺入微量的石灰，或采用阳离子乳液处治低塑性土，用阴离子乳液处治粘性土。自由沥青在压实时起润滑和填充作用，使沥青土具有较小的毛细吸水作用，保护吸附沥青膜免受水的浸蚀，这对可逆的吸附沥青膜的水稳性特别重要。

用沥青稳定粘性土时，土中的适量水分对稳定土的强度和水稳性起着十分有利的作用，它在沥青土结构的形成中与沥青一起起着结合料的作用。有关研究资料认为，当土中含有与其结合最坚固的水（相当于土地最大分子吸湿量），而且沥青掺加量能使土粒表面上形成填充其孔隙的足够的膜时，沥青土能达到最大的水稳性。因此用沥青稳定粘土时，最宜的水分应多于沥青含量，一般是，水的数量为素土含水量的0.3－0.4倍，沥青含量为0.25－0.35倍。用沥青稳定砂土时，水主要起有利于压实的润滑作用，对提高水稳性的作用不大。国外有些国家用沥青乳液稳定砂土已取得了良好的效果。

但沥青稳定土的基层也有一些缺点，如结合料与土粒表面粘着力不够、内聚力不大，因此，沥青稳定土的特征是强度形成较慢、并且随着含水量的增加强度会显著下降。

除以上的沥青稳定土基层外，另一种沥青稳定基层是构筑于高等级公路和城市主干道面层下面的排水基层，即多孔隙沥青稳定碎石排水基层，一般跟纵向边缘集水沟结合使用，形成完整的排水系统，具体布置形式在新版的《公路排水设计规范（JTJ018-97）》中作了详细叙述。

沥青碎石排水基层由含少量细料的开级配碎石集料和沥青（2.5%－3.5%）组成。粗集料应选用洁净、坚硬、未风化的碎石，最后为碱性，以确保与沥青的良好粘结性，细集料采用人工轧制石料或天然砂，沥青采用较稠的标号，AH-50或AH-70；混合料的孔隙率一般不小于20％；排水基层的厚度视孔隙率、路表渗入量和基层渗流量而定，一般为8－12cm。

排水基层在面层下，一方面迅速疏干路表面渗入水，另一方面作为基层，起承重作用。采用沥青稳定碎石排水基层后，其下原有的半刚性基层厚度可作相应的减少，或可减薄沥青面层中连接层的厚度，如把中面层下面层改成一层铺筑；

同时，面层底面的应力随沥青稳定碎石的模量的变化而变化，由此可通过控制其模量而使沥青面层都处于受压状态，有关资料介绍，在15℃时，沥青稳定碎石的模量超过1100MPa即可达到目的。顺便说一下，排水基层的下层基层应为不透水层，并应做好层间连接。

多孔沥青稳定碎石作为排水基层，在使用性能上应符合三项要求－透水性、抗变形能力及水稳性（为减少水的侵蚀，一般要求沥青用量不低于2.5%）。

7．1．5 浇注式沥青混凝土

浇注式沥青混合料起源于德国，英文名字为Guss Asphalt，由于该混合料在施工时（高温，200℃左右）呈流动状态（从下面施工图中可以明显看出），故被称为浇注式沥青混合料。

图 7-6 浇注式沥青混凝土摊铺施工图

就工程应用而言，浇注式沥青混合料在发源地德国使用最多，德国的高速公路在一个时期（七八十年代）大部分是浇注式，成本大概比HMA高90％；它

们的实践表明，浇注式沥青混合料的使用情况一般比较好，使用年限可达12到18年。但有些路段有不同程度的车辙和裂缝。在世界各国其它地方，浇注式沥青混合料由于其自身的一些优点，在桥面铺装上用的也比较多。下表列出了具有代表性的浇注式沥青混合料的工程实例：

附带指出，浇注式沥青混合料在亚洲国家的使用则刚刚开始，所以许多科研机构和相关建筑、商业公司都比较重视。日本专门修订了有关使用方法，韩国则在1998年申请了浇注式沥青混合料的专利（Darin Corp Co., Ltd.），在我国也仅仅在以上两个大桥桥面铺装中开始使用。

从制备过程来看，浇注式沥青混合料由两部分组成，一部分为细料和沥青组成的基质沥青玛碲脂（Mastic Epure，简称ME）；另一部分为粗骨料，这两部分在温度为200℃左右的拌和车中混合即成为浇注式沥青混合料。浇注式沥青混合料与一般的沥青沥青混凝土相比，其在材料使用与组成结构上的特点为：（1）胶结料一般采用特立尼达湖沥青和直馏沥青混合而成的掺配沥青，一般湖沥青和直馏沥青的掺配比例从20:80到50:50不等，有时根据需要，湖沥青所占比例可更多。因湖沥青的显著优点之一是它的高粘性，这使得沥青与矿料之间的粘结度十分高，抗剥落能力远远高于一般要求。同时，由于浇注式混凝土流动的特点，用油量较AC型沥青混凝土多，以提供足够的自由沥青，但由于湖沥青软化点较高，一般不会出现泛油。

工程上使用得较多的湖沥青通常是指南美洲岛国特立尼达-多巴哥的特立尼达湖所出产的天然沥青，英文名称为Trinidad Lake Asphalt，简称TLA，该沥青的特性在前面有关沥青材料的内容中已介绍，它在路面气候环境中性能相当稳定，是理想的沥青路面材料。将高粘度的湖沥青和普通直馏沥青掺配，可有效地改善沥青结合料的温度敏感性，从而提高整个混合料的使用性能。

（2）集料部分：与一般沥青混凝土的组成相比，矿粉和细集料占的比例较多，约占整个混合料的一半左右，它们和沥青混合形成的基质沥青玛碲脂在拌和高温时具有良好的流动性，常温下则非常坚硬，且可以加工成块状半成品，用塑料薄膜包装或木桶装好，便于运输。其余部分为粗骨料，它们在混合料中起一定的骨架作用，但由于混合料为明显的悬浮密实结构，粗骨料的骨架作用不是十分突出。

浇注式沥青混合料的路面使用性能特点为：

（a）由于湖沥青较强的抗老化能力这一特点，浇注式沥青混凝土路面的的使用寿命比一般沥青混凝土路面长，从综合的角度考虑，这有利于提高工程的经济使用效率；

（b）路面在高温时或渠化交通处的抗车辙能力还有待于进一步提高；

（c）常温下具有较强的抗压能力，以及抵抗重复荷载疲劳作用的能力；

（d）低温时具有很高的抗劈裂强度以及一定的变形能力；

（e）空隙率几乎为0，这一特性使得浇注式沥青混凝土具有十分强的抵抗水害的能力，有利于提高路面的服务周期；

（f）若用作钢桥面铺装，它具有良好的适合于钢板变形的随从性；

（g）维修方便，只需采用小型维修工具，两三个工作人员，操作简单；

从以上各条可以看出，由于浇注式沥青混合料具有一些传统沥青混凝土难以达到的适合于路用性能的优点，因此它在某些场合有着广泛的应用前景，如用作钢桥面铺装等；但从工程建设投资来看，采用湖沥青的浇注式沥青混合料的费用会高于一般的沥青混凝土，所以，因统筹兼顾，从工程的投入、效益等的综合角度考虑是否采用该种混合料。

7．1．6 环氧沥青混凝土

环氧沥青混凝土，即Epoxy Asphalt，顾名思义，它是在一般的沥青混凝土中加入环氧配置而成。环氧的作用主要是在沥青混凝土中充当固化剂，待其发生固化效用后，由于环氧本身的高粘度，沥青以及整个混合料便组成了一个高强度整体。从严格意义上讲，环氧沥青混凝土不属于一般的改性沥混凝土，它是近年来出现的一种新型的沥青混合料，在美国和日本的桥面铺装以及特殊要求的路段上进行过这方面的应用和科学研究；我国正在建设的南京长江二桥的桥面铺装也将在国内首次采用这项技术。

在材料使用和混合料级配组成上，环氧沥青混凝土与一般沥青混凝土相比，没有什么大的差别：先按一般密级配沥青混凝土（AC型）的级配设计，然后再加入3％左右（或沥青用量的一半）的环氧。

在实验室制作环氧沥青混凝土时，集料部分按一般沥青混凝土的制作要求预先加热好，然后放入搅拌炉，再加入所需沥青，同时放入预热好的环氧（注意，环氧预热时温度不能过高，一般60℃左右，否则，环氧预先发生固化，失去其自身的作用，且不会均匀分布于沥青混合料中），然后搅拌成均匀的沥青混合料，成型。由于环氧自身易固化这一特性，整个过程应该在半小时内完成。

环氧沥青混凝土最显著的力学特性是其十分高的强度－抗压强度、抗劈裂强度等，它的力学强度值是一般沥青混凝土难以达到的。在实验室进行相关的力学破坏性试验时，在不同温度下试验均成明显的脆性破坏。

有关资料给出的环氧沥青混凝土的主要使用性能的优点是：

（a）良好的抗车辙性能；

（b）良好的抗剥落性能；

（这两项性能从下图7-7、7-8中可以明显地看出）

（c）具有一定的弹性，能在表面处产生适当的变形，且不易产生裂缝；

（d）良好的耐久性，因为结合料受温度和气候的影响很小；

图7-7 抗剥落试验结果比较图7-8 车辙试验结果比较

环氧沥青混凝土通常被使用的场合为：

（1）车辙十分严重之处，一般的改性沥青混凝土不能满足要求；

（2）路面沥青混凝土发生严重塑性流动的地方；

（3）下雪寒冷地区以抗剥落；

（4）桥面铺装；

值得注意的是，尽管环氧沥青混凝土有其许多优越性，但它对施工的要求十分苛刻，如天气、工艺等，这些因素是这项技术能成功的关键。

沥青的介绍、分类、标准、用途

沥青材料 沥青材料是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物和这些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）衍生物所组成的黑色或黑褐色的固体、半固体或液体的混合物，憎水性材料，结构致密，几乎完全不溶于水、不吸水，具有良好的防水性，因此广泛用于土木工程的防水、防潮和防渗；沥青属于有机胶凝材料，与砂、石等矿质混合料具有非常好的粘结能力，所制 石油沥青的组成与结构 1.元素组成 石油沥青是由多种碳氢化合物及非金属（氧、硫、氮）衍生物组成的混合物，其元素组成主要是碳（80％~87%）、氢（10％~15%）；其余是非烃元素，如氧、硫、氮等（＜3%）；此外，还含有一些微量的金属元素。 2.组分组成 通常将沥青分离为化学性质相近、与其工程性能有一定联系的几个化学成分组，这些组就称为“组分”。我国现行规程中有三组分分析法和四组分两种分析法两种。 石油沥青的三组分分析法将石油沥青分离为油分、树脂和沥青质三个组分。 1）油分为淡黄色透明液体，赋予沥青流动性，油分含量的多少直接影响着沥青的柔软性、抗裂性及施工难度。我国国产沥青在油分中往往含有蜡，在分析时还应将油、蜡分离。蜡的存在会使沥青材料在高温时变软，产生流淌现象；在低温时会使沥青变得脆硬，从而造成开裂。由于蜡是有害成分，故常采用脱蜡的方法以改善沥青的性能。 2）树脂为红褐色粘稠半固体，温度敏感性高，熔点低于100℃，包括中性树脂和酸性树脂。中性树脂使沥青具有一定塑性、可流动性和粘结性，其含量增加，沥青的粘结力和延伸性增加；酸性树脂含量不多，但活性大，可以改善沥青与其它材料的浸润性、提高沥青的可乳化性。 3）沥青质为深褐色固体微粒，加热不熔化，它决定着沥青的粘结力、粘度和温度稳定性，以及沥青的硬度、软化点等。沥青质含量增加时，沥青的粘度和粘结力增加，硬度和温度稳定性提高。 石油沥青的技术性质

沥青混合料及其力学性能分析

沥青混合料及其力学性能分析 摘要：目前我国高等级公路主要采用沥青路面结构形式，沥青混合料性能的好 坏直接影响到公路的服务功能和使用年限。现代重载交通要求沥青混合料具有优 良的高温稳定性和其它性能；为提高沥青混合料的性能、实现混合料性能的优化，近年来先后出现了大量的新材料和新理论。本文首先对沥青混合料的级配构成原 理进行了分析，其次对其力学性能做出了分析。 关键词：沥青混合料力学性能级配构成 1引言 随着生产力的发展，现代道路工程的特点反映出愈来愈鲜明的功能化。为了 满足日趋复杂、高效的现代化生产过程和日益上涨的生活水平所提出的各种功能 要求，道路工程的使命愈来愈艰难。从这个意义上看，现代道路工程面临着一场 革命作为道路工程中广泛使用的一种复合材料，沥青混合料是由沥青、矿粉、集料、等多种具有不同力学特性、不同几何形状尺寸的材料所构成的具有多相结构 的非各向同性材料。本文主要对沥青混合料及其力学性能进行了研究，希望能够 为沥青混合料的技术发展提供帮助。 2新型沥青混合料的级配构成原理分析 2.1沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA） 沥青玛蹄脂碎石（简称SMA）是一种由沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青 玛蹄脂混合料填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。其4.75mm以 上的集料含量在70%-80%左右，同时小于0.075mm的填料含量通常达到10%，而0.6-4.75mm的颗粒通常仅有10%左右，而AC-I型混合料的0.6-4.75mm的颗粒通 常达30%。因此SMA混合料是典型的由填料填充在粗集料形成的骨架空隙中形成的骨架密实结构。 2.2多碎石沥青混凝土（SAC） 多碎石沥青混凝土（SAC；）是由我国沙庆林院士于1988年提出的一种沥青 混凝土结构形式。其定义为；4.75mm以上的碎石含量占主要部分的密实级配沥 青混凝土。 SAC是在总结我国传统的工型和II型沥青混凝土的有缺点的基础上提出的。 我国传统的工型沥青混凝土空隙率为设计3-6%，因此耐久性好、透水性小，但表面构造深度较小；同时由于细集料试用较多，粗集料悬浮于沥青和细集料所组成 的密实体系中，因此混合料的稳定性随温度的增加下降明显，从而易出现车辙等 病害。 2.3大粒径沥青混凝土（LSAM） 根据以有的研究成果，LSAM的的典型特点是颗粒尺寸大、粗集料含量高、粗集料接触程度高和主骨架稳定性高。LSAM中粗集料的排列特征和级配对混合料 的体积特征有着较大的影响，甚至起着决定性的作用，也即粗集料间必须充分形 成石一石接触的骨架特征。对于LSAM的骨架特征有两个重要指标；骨架稳定度 和骨架接触度。 2.4SuperPAVE沥青混合料 SuperPAVE推荐的级配采用了0.45次方级配图，此级配图是以Fuller最大密 实度理论（n=0.45）为基础，即此图的对角线即为最大密实度线，级配曲线越靠 近对角线，混合料的密实度越大。为便于级配的选择和创新，SuperPAVE摒弃了 传统的对各个筛孔的通过率都严格控制的方法，而改为仅对关键筛孔（如公称最

沥青混合料(题)

沥青混合料 一、填空题 1、沥青混合料是经人工合理选择组成的矿质混合料，与适量拌和而成的混合料的总称。 2、沥青混合料按公称最大粒径分类，可分为、、 、、。 3、沥青混合料按矿质材料的级配类型分类，可分为和。 4、沥青混合料按矿料级配组成及空隙率大小分类，可分为、、和。 5、沥青混合料按沥青混合料制造工艺分类可分为、、 ，目前公路工程中最常用的是。 6、目前沥青混合料组成结构理论有和两种。 7、沥青混合料的组成结构有、、三个类型。 8、沥青与矿料之间的吸附作用有与。 9、沥青混合料的强度主要取决于与。 10、根据沥青与矿料相互作用原理，沥青用量要适量，使混合料中形成足够多的沥青，尽量减少沥青。 11、沥青混合料若用的是石油沥青，为提高其粘结力则应优先选用矿料。 12、我国现行国标规定，采用试验和试验来评价沥青混合料高温稳定性，其技术指标项目包括、和。 13、沥青混合料配合比设计包括、和三个阶段。 14、在AC—25C中，AC表示；25表示；C表示。 15、沥青混合料悬浮—密实结构中的粗集料数量比较，不能形成骨架。它的粘聚力比较，内摩阻角比较，因而高温稳定性。 16、标准马歇尔试件的直径为mm，高度为mm。 17、目前最常用的沥青路面包括、、和等。 18、沥青混合料按施工温度可分为和。 19、沥青混合料按混合料密实度可分为、和。 20、沥青混合料是和的总称。

21、沥青混合料的强度理论是研究高温状态对的影响。 22、通常沥青－集料混合料按其组成结构可分为、和三类。 23、沥青混合料的抗剪强度主要取决于和两个参数。 24、我国现行标准规定，采用、方法来评定沥青混合料的高温稳定性。 25、我国现行规范采用、、和等指标来表征沥青混合料的耐久性。 26、沥青混合料配合比设计包括、和三个阶段。 27、沥青混合料试验室配合比设计可分为和两个步骤。 28、沥青混合料水稳定性如不符合要求，可采用掺加的方法来提高水稳定性。 29、马歇尔模数是和的比值，可以间接反映沥青混合料的能力。 30、沥青混合料的主要技术性质为、、、和。 二、选择题 1、特粗式沥青混合料是指（）等于或大于31.5mm的沥青混合料。 A、最大粒径 B、平均粒径 C、最小粒径 D、公称最大粒径 2、在沥青混合料AM—20中，AM指的是（） A、半开级配沥青碎石混合料 B、开级配沥青混合料 C、密实式沥青混凝土混合料 D、密实式沥青稳定碎石混合料 3、关于沥青混合料骨架—空隙结构的特点，下列说法有误的是（） A、粗集料比较多 B、空隙率大 C、耐久性好 D、热稳定性好 4、关于沥青混合料骨架—密实结构的特点，下列说法有误的是（） A、密实度大 B、是沥青混合料中差的一种结构类型 C、具有较高内摩阻角 D、具有较高粘聚力 5、关于沥青与矿料在界面上的交互作用，下列说法正确的是（） A、矿质集料颗粒对于包裹在表面上的沥青分子只具有物理吸附作用 B、矿质集料颗粒对于包裹在表面上的沥青分子只具有化学吸附作用 C、物理吸附比化学吸附强 D、化学吸附比物理吸附强； 6、关于沥青与矿粉用量比例，下列说法正确的是（） A、沥青用量越大，沥青与矿料之间的粘结力越大

沥青混凝土详细分类

沥青混凝土中文名称： 沥青混凝土英文名称： asphalt concrete定义1： 经过加热的骨料、填料和沥青、按适当的配合比所拌和成的均匀混合物，经压实后为沥青混凝土。定义2： 由沥青、填料和粗细骨料按适当比例配制而成。 拼音:liqing hunningtu英文:bituminous concrete沥青混凝土俗称沥青砼（tong)经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35～40毫米以下)、中粒（20～25毫米以下）、细粒(10～15毫米以下)、砂粒(5～7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 配料情况 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。配合矿料有多种方法，可以用公式计算，也可以凭经验规定级配范围，中国目前采用经验曲线的级配范围。沥青混合料中的沥青适宜用量，应以试验室试验结果和工地实用情况来确定，一般在有关规范内均列有可资参考的沥青用量范围作为试配的指导。当矿料品种、级配范围、沥青稠度和种类、拌和设施、地区气候及交通特征较固定时，也可采用经验公式估算。 制备工艺 热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。一般选用固定式热拌厂，在线路较长时宜选用移动式热拌机。冷拌的沥青混合料可以集中拌和，也可就地路拌。沥青拌和厂的主要设备包括：沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉仓、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等，有些还有热集料的重新分筛和贮存设备(见沥青混合料拌和基地)。拌和机又可分为连续式和分批式两大类。在制备工艺上，过去多采用先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和。近来，又发展一种先

石油沥青期货相关知识

石油沥青期货相关知识 概述 众所周知，沥青是最古老的石油产品，人类在认识石油之前便开始使用沥青了。早在5000多年前人们发现了天然沥青，并且利用其良好的黏结能力、防水特性、防腐性能等特征，以不同的形式用作铺筑石块路的黏结剂，为宫殿等建筑物作防水处理，作为船体填缝料等。21世纪的今天，沥青作为工程材料在国民经济各部门有广泛的用途，在许多领域仍然是不可替代的产品，而且应用领域还在不断拓宽。 沥青是经过简单加工就可以生产出来的石油产品。早期沥青来自天然沥青矿,其大规模生产和使用是在大约100年前利用原油作为原料之后。只要原油选择合适，通过常减压蒸馏就可以得到铺路用的沥青，或再经过吹风氧化提高沥青的硬度就可得到屋面防渗、防水用沥青。 石油沥青经过一百多年的生产和发展，已经出现道路沥青、防水防潮、油漆涂料、绝缘材料等数十个品种和上百个牌号的产品。目前石油沥青已被广泛用于国民经济各个领域，特别是随着公路交通事业的发展，使用高等级道路沥青铺筑的路面越来越多。沥青的生产和使用已成为一个国家公路建设、房屋建筑等发展水平的主要标志。我国是发展中的第一大国，公路建设和建筑业持续高速发展，特别是近年来提出加大基础设施的建设，西部大开发等，对石油沥青的需求愈发强劲，市场容量很大。自1988年我国首条高速公路——沪嘉高速建成，高等级公路建设在我国迅猛发展。2011年高速公路通车里程达8.5万公里，截止“十二五”末期我国高速公路规划总里程将达到13.9万公里，成为世界高速公路总里程第一的国家。伴随着公路建设的飞速发展，石油沥青市场方兴未艾，我国无疑已经成为全球最大、最活跃的沥青市场。 沥青的概念及分类 尽管早在20世纪初，人们就企图将沥青做一个统一的定义，但是，迄今为止还没有定论。在国外关于沥青的名词有：bitumen，asphalt，asphaltic bitumen等。在国内一般将bitumen，asphalt，asphaltic bitumen均译为沥青，而在使用上，bitumen常常指天然沥青，asphalt常常指石油炼制所得的沥青。这里需要说明的是：在文献与著作中，美国习惯把来自石油加工所得渣油或由渣油氧化所得产物叫做“asphalt”，而欧洲则习惯地称之为“bitumen”。 沥青主要是指由高分子的烃类和非烃类组成的黑色到暗褐色的固态或半固态粘稠状物质，它全部以固态或半固态存在于自然界或由石油炼制过程制得。 沥青按其在自然界中获得的方式可分为地沥青和焦油沥青两大类。地沥青又分为天然沥青和石油沥青，天然沥青是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成

沥青路面种类

沥青路面种类

沥青路面种类 沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。 沥青混凝土路面 由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。 ①碾压式。沥青混凝土混合料多用热拌热铺法制备，其路用性质比较好，故对制备工艺和原材料要求也较高，大多采用集中厂拌法。用得较普遍的沥青混凝土混合料为碾压式类型，即混合料需经重型机械压实后才能成型，故有的国家称它为碾压式地沥青。成型以后路面平整、密实、少尘，有一定粗糙性，因而有较好的行车舒适性和外观；且有较好的耐老化性、耐磨性、温度稳定性和抗行车损坏的能力。使用寿命一般较长，当采用石油沥青作结合料时，大修年限常在15年以上。 ②冷铺式。沥青混凝土热拌冷铺，有的国家也称为冷地沥青，常用于养护小修或需远距离输送混合料的工程，所用沥青比热拌热铺者为稀，用量亦较少，以求在常温时有适当的松散度和粘性，但其使用寿命不及热拌热铺者。

③摊铺式。热拌热铺的沥青混凝土混合料可以不用重型机械压实即能成型，常称作摊铺地沥青。为了使摊铺地沥青混合料在摊铺时有适当流动。 厂拌沥青碎石路面 也称黑色碎石路面或开级配沥青混凝土路面。其加工工艺和铺筑工艺接近沥青混凝土路面，但其孔隙较大（两者的分界线并不严格，中国以孔隙率10%为分界）。沥青碎石混合料可以热拌热铺，也可热拌冷铺；热铺质量较好，用得较普遍。集料的颗粒有同颗粒及有级配之分，多采用有级配者。和沥青混凝土相比，沥青碎石的细集料和矿粉含量较少，粗集料的比例较大，沥青用量相应也较少。沥青碎石混合料的热稳定性主要依靠集料颗粒间的锁结力，故对沥青用量、稠度、混合料的配合比和集料级配的变动范围可比沥青混凝土为宽，而仍能保持其热稳定性。但因多孔之故，路面容易渗水和老化，故沥青碎石常用于面层的下层、联结层、整平层和基层。若用于路面的上层时，须加沥青封层或嵌撒细粒沥青混合料。但也有把它铺在密实的沥青面层之上，作透水的防滑层用的。沥青碎石路面的使用寿命一般短于沥青混凝土路面，但其工程造价常较廉。 沥青贯入式路面 是浇洒成型的一类沥青路面。把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青，分层压实，形成一个较致密的沥青结构层。浇洒施工的优点是设备简单，运料方便；其缺点是施工受气

道路沥青混合料种类与性质

第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐久 ；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线

§7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％时，

浅析沥青混合料的技术性能和标准

2011年第8期（总第210期） 黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI No．8，2011（Sum No．210） 浅析沥青混合料的技术性能和标准 攸立准 （衡水公路工程总公司） 摘 要：在工程实践中，会出现各项性能要求之间的矛盾情况，有时会顾此失彼，因此在设计和施工过程中要因地制宜，抓住主要矛盾，深入细致地对各项性能指标的影响因素按照工艺施工阶段进行质量控制。下面简要对沥青混合料的技术性质和标准进行阐述。关键词：沥青混合料；技术性质；标准；要求中图分类号：U416.217 文献标识码：C 文章编号：1008－3383（2011）08－0069－01 收稿日期：2011－04－28 1高温稳定性 1.1车辙的形成机理及影响因素 （1）失稳型车辙 这类车辙是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移而发生，通称集中在轮迹处。 （2）结构型车辙 这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体 永久变形而形成， 主要是由于路基变形传递到面层而产生。（3）磨耗型车辙 由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境匀 速下持续不断的损失而形成。分析以上原因， 影响沥青路面车辙的因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境等。此 外，压实方法会直接影响混合料的内部结构，从而产生车辙。1.2混合料稳定性的评价方法 影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、形状等。提高路面的高温稳定性，可采用提高沥青混合料的粘结力和内摩擦阻力的方法，增加粗骨料含量可以提高沥青混合料的内摩阻力。适当提高沥青材料的粘度，控制沥青与矿料比值，严格控制 沥青用量，均能改善沥青混合料的粘结力。这样可以增强沥 青混合料的高温稳定性。 1.3沥青路面车辙的防治措施 对于失稳型车辙，可以通过以下方法减缓：确保沥青混合料中含有较高的经过破碎的集料；集料中要含有足够的矿粉；大尺寸集料要具有较好的表面纹理和粗糙度；集料级配中要含有足够的粗颗粒；沥青结合料要有足够的粘度；集料颗粒表面的沥青膜要具有足够厚度，确保沥青与集料间的粘聚力。 对于结构型车辙通过以下方法可以减缓：确保基层设计满足工程实践要求；基层材料满足规范要求，含有较多经破碎的颗粒；混合料内含有足够的矿粉；基底应充分的压实，工后不产生附加压密；路基压实后应满足规范要求；磨耗型车辙可通过交通管制、改善混合料级配来防治。2低温抗裂性 沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用。因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。 沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。混合料的低温脆化是指其在低温条 件下， 变形能力降低；低温缩裂通常是由于材料本身的抗拉强度不足而造成的；对于温度疲劳，因温度循环而引起疲劳破坏。 沥青路面低温开裂受多种因素制约，就沥青材料选择和 沥青混合料设计而言，应注意以下几点：注意沥青的油源，在 严寒地区采用针入度较大， 粘度较低的沥青，但同时也应满足夏季的要求；选用温度敏感性小的沥青有利于减少沥青路面的温度裂缝；采用吸水率低的集料，粗集料的吸水率应小于2%；采用100%轧制碎石集料拌制沥青混合料；控制沥青用量在马歇尔最佳用量0．5%范围内对裂缝影响小，但同时也应保证高温稳定性；采用应力松弛性能好的聚合物改性沥 青；掺加纤维， 使用改性沥青。3耐久性 3.1沥青路面的水稳定性 经常会看到，路面在水损害后会出现松散、剥离、坑洞等病害，严重影响路面的使用。沥青路面的耐久性主要依靠沥青与集料之间的粘附程度，水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的粘附性，是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。而影响沥青与集料间粘结力的因素包括沥青与集料表面的界面张力、沥青与集料的化学组成、沥青粘性、集料的表面构造、集料的空隙率、集料的清洁度及集料的含水量、集料与沥青拌和的温度。 3.2沥青路面的耐老化性 另一个影响沥青混合料耐久性的是热老化。沥青材料在拌和、摊铺、碾压过程中以及沥青路面的使用过程中都存在老化问题。老化过程可分为施工中的短期老化和道路使用中的长期老化。 （1）沥青短期老化 沥青短期老化可分为三个阶段。 ①运输和储存过程的老化。沥青从炼油厂到拌和厂的热态运输一般在170?左右，进入储油罐，温度有所降低。 调查资料表明，这一过程中沥青老化非常小 。②拌和过程的热老化。加热拌和过程中，沥青是在薄膜 状态下受到加热，比运输过程中的老化条件严酷的多。沥青混合料拌和后，沥青针入度降低到拌和前沥青针入度的 80% 85%。因此，拌和过程引起的沥青老化是严重的，是沥青短期老化的最主要阶段。 ③施工期的老化。沥青混合料运到施工现场摊铺、碾压完毕，降温至自然温度，这一过程中裹覆石料的沥青薄膜仍处于高温状态。沥青混合料在摊铺、碾压和降温期间，沥青热老化进一步发展。 （2）长期老化 混合料中的沥青长期老化是一个漫长而复杂的过程，具有如下特点。 ①沥青路面在使用早期针入度急剧变小，随后变化缓慢，大体发生在 1 4年之间。②沥青老化主要发生在路表与大气接触部分，在深度0．5cm 左右的沥青针入度降低幅度相当大。 ③沥青混合料的空隙率是影响沥青老化的主要原因。④当路面中的针入度减小到35 50之间时，路面容易产生开裂，针入度小于25时路面容易产生龟裂。4抗滑性 用于高等级公路沥青路面的沥青混合料，其表面应具有一定的抗滑性，才能保证汽车高速行驶的安全性。 沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料为表面性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。为提高路面抗滑性，配料时应特别注意矿料的耐磨光性，应选择硬质有棱角 的矿料。沥青用量对抗滑性影响也非常敏感， 沥青用量超过最佳用量的0．5%， 即可使抗滑系数明显降低。另外，含蜡量对沥青混合料行滑性有明显影响，我国 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－93）的《重交通量道路路用石油沥青技术要求》提出，含蜡量应不大于3%，在沥青来源有困难时对下面层路面可放宽至4% 5%。 · 96·

沥青混合料力学性能指标2

10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧 10.2.1 沥青混合料的强度特性 表征沥青混合料力学强度的参数是：抗压强度、抗剪强度和抗拉（包括抗弯拉）强度。一般沥青混合料均具有较高的抗压强度，而抗剪和抗拉强度则较低。因此，沥青路面的损坏，往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。 1、抗剪强度(shearing strength) 沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。材料在外力作用下如不产生剪切破坏，则应具备下列条件： τmax< σ tg φ+c （2-4） 式中：τmax — 在外荷载作用下，某一点所产生最大的剪应力； σ — 在外荷载作用下，在同一剪切面上的正应力； c — 材料的粘结力； φ — 材料的内摩阻角； 在沥青路面的最不利位置取一单元体，设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3，且σ1>σ2>σ3。由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3，故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。 图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环；2-活塞；3-出水口；4-保温罩；5-进水口；6-接压力盒；7-试件；8-接水银压力计 从图2-17可得： ()φσστcos 2131-= （2-5） ()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= （2-6）

将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得： ()()[]c ≤+--φσσσσφsin cos 213131 （2-7a ） ()c tg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b) 式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。 式左端称为活动剪应力，当活动剪应力等于粘结力c 时，材料处于极限平衡，若大于粘结力c ，材料出现塑性变形。 根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。 c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。三轴剪切试验的装置如图2-18所示。 三轴剪切试验所用试件的直径应大于矿料最大粒径的4倍，试件的高与直径之比应大于 2。矿料最大粒径小于25cm 时，试件直径为10cm ，高为20m 。试验时，将一组试件分别在不同侧压力下以一定加荷速度施加垂直压力，直至试件破坏。此时测得的最大垂直压力，即为沥青混合料的最大主应力σ1 ,侧压力即为最小主应力σ3(σ1=σ3)。根据各试件的侧压力和最大垂直压力给出相应的摩尔圆，这些圆的公切线称为摩尔包线，切线与τ轴相交的截距即为粘结力，切线的斜率即为内摩阻角Φ（见图2-19)。 由于温度对沥青混合料的抗剪强度有很大的影响，故试件应在高温条件(65℃或50℃)下进行测试。 粘结力c 和内摩阻角Φ值，也可根据无侧限抗压和轴向拉伸试验取得的抗压强度和抗拉强度来计算： 抗压强度 ??? ??+=242φπctg R （2-8） 抗拉强度 ??? ??+= 242φπtg c r （2-9） 从式（2-8）或（2-9）可得： ??? ??+-=r R r R －1sin φ （2-10） Rr c 5.0= （2-11）

《沥青及沥青混合料》课程教学大纲2014.2

沥青及沥青混合料 一、课程名称：沥青及沥青混合料Asphalt and asphalt mixture 课程负责人：黄维蓉 二、学时与学分：48+16学时 3.5学分 三、适用专业：材料科学与工程专业 四、课程教材：谭忆秋编著，沥青与沥青混合料，哈尔滨工业大学出版社，2007 五、参考教材：吕伟民编著，沥青混合料设计原理与方法，同济大学出版社，2001 沈金安编著，沥青与沥青混合料路用性能，人民交通出版社，2001 张登良编，沥青路面工程手册，人民交通出版社，2003 黄晓明等编著，沥青与沥青混合料，东南大学出版社，2002 六、开课单位：土木建筑学院 七、课程性质、目的和任务： 本课程为必修课程；是材料科学与工程专业的一门专业课程。 本课程的主要教学目的和任务是： 1、掌握沥青与沥青混合料的基本知识，常用沥青混合料配合比设计方法，沥青与沥青混合料实验分析方法。 2、培养学生应用所学知识进行沥青与沥青混合料的性能评价、沥青混合料配合比设计。 3、通过课程理论与实验教学、沥青混合料综合设计实验、实习等，使学生初步具备从事混凝土配合比设计、施工、检测、管理的能力及研究、开发新型沥青路面材料的知识和能力。 八、课程的教学基本要求： 本课程理论教学环节48学时，实践教学环节16学时，理论教学以课堂讲授为主，辅以多媒体教学、问题讨论、查阅文献资料、工程实例与网上交流等多种教学方式；实践教学在教师讲解和指导下以学生动手操作为主。 1、掌握沥青与沥青混合料的基本技术性质、评价方法、影响因素。 2、掌握常用沥青混合料的配合比设计方法、质量检验评定方法及工程应用，为学生今后从事相关工作打下基础。 3、熟悉新型沥青混合料基本性能及组成设计方法。 4、了解SHRP沥青胶结料的评价方法和Superpave体积设计法及其他设计法。 5、初步掌握沥青与沥青混合料的常规实验方法及相应数据处理方法，实验内容参照《沥青及沥青混合料》课程实验教学大纲执行。

石油沥青的分类技术标准及应用

石油沥青的分类、技术标准及应用 一、石油沥青的分类 按用途分： 道路石油沥青； 建筑石油沥青； 防水防潮石油沥青。 二、技术标准 道路石油沥青、建筑石油沥青和防水防潮石油沥青都是按针入度指标来划分牌号的。在同一品种石油沥青材料中，牌号愈小，沥青愈硬；牌 号愈大，沥青愈软，同时随着牌号增加，沥青的粘性减小（针入度增加），塑性增加（延度增大），而温度敏感性增大（软化点降低）。 三、石油沥青的选用 在选用沥青材料时，应根据工程性质（房屋、道路、防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）来选用不同品种和牌号的沥青。 1、道路石油沥青牌号较多，主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌制成沥青混凝土、沥青拌合料或沥青砂浆等使用。道路石油沥青 还可作密封材料、粘结剂及沥青涂料等。此时宜选用粘性较大和软化点 较高的道路石油沥青，如60甲。 2、建筑石油沥青粘性较大，耐热性较好，但塑性较小，主要用作制造油毡、油纸、防水涂料和沥青胶。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水、防腐蚀及管道防腐等工程。对于屋面防水工程，应注意防止

过分软化。据高温季节测试，沥青屋面达到的表面温度比当地最高气温高25℃～30℃，为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点应比当地气温下屋面可能达到的最高温度高20℃以上。例如某地区沥青屋面温度可达65℃，选用的沥青软化点应在85℃以上。但软化点也不宜选择过高，否则冬季低温易发生硬脆甚至开裂对一些不易受温度影响的部位，可选用牌号较大的沥青。 3、防水防潮石油沥青的温度稳定性较好，特别适用做油毡的涂覆材料及建筑屋面和地下防水的粘结材料。其中3号沥青温度敏感性一般，质地较软，用于一般温度下的室内及地下结构部分的防水。4号沥青温度敏感性较小，用于一般地区可行走的缓坡屋面防水。5号沥青温度敏感性小，用于一般地区暴露屋顶或气温较高地区的屋面防水。6号沥青温度敏感性最小，并且质地较软，除一般地区外，主要用于寒冷地区的屋面及其它防水防潮工程。 4、普通石油沥青含蜡较多，其一般含量大天5%，有的高达20%以上（称多蜡石油沥青），因而温度敏感性大，故在工程中不宜单独使用，只能与其它种类石油沥青掺配使用。 石油沥青的技术标准见表11-5。

沥青混合料的特性指标1

沥青混合料的特性 虽然沥青混合料中单个材料的性能对混合料的性能起十分重要的作用，但是，由于沥青混合料中沥青和集料组成统一的系统，其组合特性对沥青混合料的性能影响更大。沥青混合料性能指标包括永久变形、疲劳开裂、低温开裂、应力—应变特性、强度特性。 1．永久变形 永久变形是在重复荷载的作用下路面塑性变形的累积，它是一种不可恢复的变形。轮迹线上的变形一般认为主要有两个原因： 一是作用在土基、底基层、基层和沥青表面层的重复应力较大，虽然面层材料对减少这种类型的车辙起着很重要的作用，但一般认为路面车辙是路面的一种结构组合问题，对于路面面层很薄的结构层车辙较为严重，主要是因为面层太薄而导致，作用在路基顶面的应力较大；对于路面结构在水的作用下土基较为软弱的情况，主要是由于土基的累积变形而引起。路面软化产生的车辙见图9-7。 二是路面面层在重复荷载的作用下的累积变形，这种累积变形是由于沥青面层抵抗重复荷载的抗剪强度较小，一般这种车辙是由于沥青面层的强度太弱。路面的永久变形是由于面层和土基两个原因总和引起。沥青软化产生的车辙见图9-8。 沥青路面的车辙主要是因为在荷载的作用下产生的很小但不可恢复的永久变形累积引起的。沥青混合料的剪切应力将导致垂直变形和侧向流动，当荷载作用足够的次数以后，路面的累积永久变形不断增加，车辙就出现。路面出现车辙以后，由于在辙槽内的水将导致水溅或结冰而影响行车安全。 当沥青稠度低、加载时间长或温度较高时，沥青混合料表现为弹—粘一塑性体，应力重复作用下将会出现较大数量的累积变形。 对沥青混合料永久变形特性的研究，可利用静态蠕变（单轴受压）试验或重复三轴压缩试验进行。前一种试验较简单，而后一种试验同实际受力状况相符，但二者所得到的累积应变一时间关系的规律基本一致，因为重复应力下塑性应变的逐步累积实质上也是一种蠕变现象。 密实型沥青碎石混合料经受重复三轴试验的结果表明，塑性应变量承重复作用次数而增加，温度越高，塑性应变累积量越大。许多试验结果表明，在同一

关于LH类型热拌沥青混合料

7 热拌沥青混合料路面 7.1 一般规定 7.1.1热拌沥青混合料适用于各种等级公路的沥青面层。高速公路和一级公路沥青面层的上面层、中面层及下面层应采用沥青混凝土混合料铺筑，沥青碎石混合料仅适用于过渡层及整平层。其他等级公路的沥青面层上面层宜采用沥青混凝土混合料铺筑。 7.1.2 热拌沥青混合料的种类应按表7.1.2选用，其规格以方孔筛为准，集料最大粒径不宜超过31.5mm。当采用圆孔筛作为过渡时，集料最大粒径不宜超过40mm。 7.1.3 应根据不同地区道路等级及所处层位的功能性要求，从表7.1.3中选择适当的结构组合，并应遵循以下原则： 7.1.3.1应综合考虑满足耐久性、抗车撤、抗裂、抗水损害能力、抗滑性能等多方面要求，根据施工机械、工程造价等实际情况选择沥青混合料的种类。

注：当铺筑抗滑表面层时，可采用AK-13或AK-16型热拌沥青混合料，也可在AC-10(LH-15)型细粒式沥青混凝土上嵌压沥青预拌单粒径碎石S-10铺筑而成。 7.1.3.2 沥青混凝土混合料面层宜采用双层或三层式结构，其中至少必须有一层是I型密级配沥青混凝土混合料。当各层均采用沥青碎石混合料时，沥青面层下必须做下封层。 7.1.3.3 多雨潮湿地区的高速公路和一级公路的上面层宜采用抗滑表面混合料，其他等级公路及少雨干燥地区的高速公路和一级公路宜采用I型沥青混凝土混合料做表层。 7.1.3.4 沥青面层的集料最大粒径宜从上至下逐渐增大，中粒式及细粒式用于上层，粗粒式只能用于中下层。砂粒式仅适用于通行非机动及行人的路面工程。 7.1.3.5 上面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过层厚的1/2，中、下面层及联结层的集料最大粒径不宜超过层厚的2/3。 7.1.3.6 高速公路的硬路肩沥青面层宜采用I型沥青混凝土混合料作表层。 7.1.4 热拌热铺沥青混合料路面应采用机械化连续施工。 7.2 施工准备 7.2.1 基层准备应符合本规范第3章的要求。 7.2.2 施工前应对各种材料进行调查试验，经选择确定的材料在施工过程中应保持稳定，不得随意变更。

石油沥青

石油沥青 石油沥青是石油原油(或石油衍生物)分馏出汽油、煤油、柴油及润滑油后的残留，再经过氧化处理而得到的产品。 8.1.1石油沥青的组分 石油沥青的化学组成和结构甚为复杂，常按其化学组成和物理力学性质比较接近的成分划分为若干组，称为组分。石油沥青的组分主要有以下几种： 1．油分 油分为淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，其分子量为100～500，密度为0.70～1.00g／cm3，能溶于大多数有机溶剂，但不溶于酒精。在石油沥青中，油分的含量为40％～60％。油分赋予沥青以流动性。 2．树脂(沥青脂胶) 沥青脂胶为黄色至黑色半固体粘稠物质，分子量为600～1000，密度为1.0～1.1g／cm3，熔点低于100oC。沥青脂胶中绝大部分属中性树脂，其含量增加，沥青的品质就好。在石油沥青中，沥青脂胶的含量为15％～30％，它使石油沥青具有良好的塑性和粘结性。 3．地沥青质（沥青质） 地沥青质为深褐色至黑色固态无定形的固体粉末，分子量为2000～6000，密度大于1.0 g／cm3。地沥青质是决定石油沥青温度敏感性和粘性的重要组分。沥青中地沥青质含量在10％～30％，其含量愈多，则软化点愈高，粘性愈大，也愈硬脆。 此外，石油沥青中还含2％～3％的沥青碳和似碳物，它会降低石油沥青的粘结力。石油沥青中还含有蜡，它会降低石油沥青的粘结性和塑性及温度稳定性。所以，蜡是石油沥青中的有害成分。 8.1.2石油沥青的结构 在石油沥青中，油分和树脂可以互溶，而树脂能浸润地沥青质，并在地沥青质的表面形成薄膜，构成以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分的胶团，无数胶团分散在油分中，形成胶体结构。在此分散体系中，分散相为吸附部分树脂的地沥青质，分散介质为溶有树脂的油分，地沥青质和树脂之间无明显界面。 石油沥青的性质随各组分的数量比例不同而变化。油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团间相对运动较自由，沥青的流动性、塑性较好，开裂后有一定的自行愈合能力，但温度稳定性差。当油分和树脂含量较少时，胶团外膜较薄，胶团彼此靠拢，相互间的引力增大，沥青的弹性、粘性和温度稳定性较高，但流动性和塑性较低。 8.1.3石油沥青的技术性质 1．粘滞性 粘滞性，又称粘性，是指石油沥青在外力作用下，抵抗变形的性能。当地沥青质含量较高，有适量树脂，但油分含量较少时，则粘滞性较大。在一定温度范围内，当温度升高时，粘性随之降低；反之，则增大。 粘稠石油沥青的粘滞性用针入度值来表示。其测定方法是：在25℃的温度下，用质量

沥青混合料高温性能评价指标概述

沥青混凝土高温性能指标概述 李清霞姚辉宁 （山东公路建设集团济南 250012） 摘要：通过对沥青混合料高温性能指标研究过程的回顾，先后介绍了从实际出发模拟车辙变形的试验，通过对路面结构应力的分析，获取混合料的抗剪切性能的试验，以及从设计模量本身出发，研究混合料模量与混合料性能的试验。 关键词：高温性能车辙剪切模量 1、背景 自从道路工程师使用沥青混凝土铺筑路面后，就在寻求评价沥青混合料高温性能的简单方法。历史上最广泛使用的马歇尔法，采用成型的圆柱体试件在60℃温度下抵抗荷载的能力评价混合料稳定性，但是其击实的成型方法并不能的模拟路面碾压成型过程，评价指标马歇尔稳定度也有很高的变异性，与路用性能并不存在好的相关性。 从上世纪70年代到80年代，一种新型混合料路用性能高温指标评价方法出现，即车轮在成型的板状沥青混合料上行驶，观察其沥青混合料的变形情况，这一时期，出现了很多该原理下的轮式试验测试设备，如轮辙仪，法国车辙仪(French Laboratory Rutting Tester)、诺丁汉车辙仪（Nottingham tester）、汉堡车辙仪（Hamburg Wheel Rut Tester）、沥青路面分析仪（APA）等。 图1法国车辙仪图2汉堡车辙仪 这些试验设备可以对试件所处环境进行模拟，如温度、湿度等，具有一定的实际意义，但是得到的轮辙变形结果如轮辙深度、相对变形量、动稳定度等只是一种经验指标，并且试验结果受到很多限制，如车轮形状、试件形状、试件与试模的边际效应等。因此必须从力学原理上研究车辙的产生机理，并使用相应的技术手段提高混合料的抗车辙能力。 2、力学分析

热拌沥青混合料生产工艺

热拌沥青混合料生产工艺 拌沥青混合料是当前沥青混凝土路面施工的主要方法，也是沥青混凝土路面施工的关键环节，主要依靠先进的搅拌设备，将优质的组成材料，经科学合理的配置，进行充分的加热拌和，达到精确、均匀的路用混合料材料。 1工艺特点 成套大型机械施工，循环往复式作业，质量容易得到保证。 2适用围 适用于高速公路、一级公路及以下等级公路沥青混合料(含SMA 混合料)生产。 3工艺原理及设计要点 3.1工艺原理 将不同规格的冷砂、石料经冷矿料储存及配料装置的给料机进行初配后，由冷矿料输送机送至干燥筒烘干、加热后从滚筒排出，由热矿料提升机送入筛分装置进行二次筛分；筛分好的各种砂、石料分别储存在热储料仓的隔仓，然后按预先设定的比例先后进入热矿料称料斗称重计量，此外，储存在保温罐的热沥青由沥青输送泵经带保温的沥青管道，抽送至沥青称量桶称重计量；各种材料按配合比分别计量后，按预先设定的程序先后投入到搅拌器进行强制搅拌，掛待拌和均匀后，或直接卸入运输车中，或送至成品料储存仓暂时储存。 3.2设计要点 3.2.1热拌沥青混合料的种类 热拌沥青混合料(HMA)适用于各种等级公路的沥青路面。其种类按最大粒径、矿料级配、空隙率划分见表1。 表1 热拌沥青混合料种类 混合料类别 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 沥青碎石 沥青混凝 土 沥青稳定 碎石 排水式沥青 磨耗层 排水式沥青碎 石基层 特粗式ATB-40 ATPB-40 37.5 53.0 粗粒式 ATB-30 ATPB-30 31.5 37.5 AC-25 ATB-25 ATPB-25 26.5 31.5 中粒式AC-20 AM-20 19.0 26.5 AC-16 OGFC-16 AM-16 16.0 19.0 细粒式AC-13 OGFC-13 AM-13 13.2 16.0

高速公路沥青混合料检测性能及指标

高速公路沥青混合料应具备的性能评价指标及影 响因素 作者：冯光营 摘要:我国沥青路面的发展历史虽然只有十几年,但是在高速公路的发展过程中公路路面由过去的表面处治、贯人式路面跃为沥青混凝土面层,然而新的经济发展带来的交通量剧增、超载严重,使许多高速公路建成不久就发生了早期破坏。因此提高高速公路沥青混合料的路用性能显得重要，从沥青混凝土的高温稳定性，低温抗裂性，耐久性，抗滑性，以及施工和易性来研究沥青混凝土。 关键词：高速公路沥青混合料高温稳定性低温抗裂性耐久性抗滑性施工和易性 Highway asphalt mixture should have the performance evaluation index and influencing factors fengguangying Abstract：The development history of the asphalt in China although only ten years, but on the highway in the process of the development of highway pavement from the surface treatment, and through one type YueWei pavement of asphalt concrete pavement, however the new economic development will bring traffic volume excursion, overload and serious, make many highways built soon happened early destruction. Therefore improve highway asphalt mixture road performance is important, this article from asphalt concrete of high temperature stability, low temperature crack resistance, durability, skid resistance, as well as construction workability to study the asphalt concrete. Keywords:highway asphalt mixture at high temperature stability low temperature crack resistance durability skid resistance construction workability 引言 据调查,美国于20 世纪80年代,沥青路面的设计使用寿命为20 年, 但实际使用寿命为8~ 12 年; 而我国的高速公路沥青路面的设计使用寿命为15 年,可是大部分高速公路的通车时间不长,仅 2~ 3 年,沥青路面就出现大面积的破坏, 甚至有的不到一年就出现大面积的严重破坏。究其原因就是沥青混合料在实验室配合比试验中，其性能指标不能满足实际要求，下面就沥青混合料路用性能指标及其影响因素进行论述。 １高速公路沥青混合料路面发生的病害 沥青混凝土路面，使用沥青结合料，因而增强了矿料件的粘结力，提高了混合料的强度和稳定性，使路面的使用质量和耐久性都得到了提高。然而随着我国交通量的逐年增加，也使沥青路面出现多种病害，沥青混合料路面的常见病害有裂缝，车辙，松散剥落，表面磨光等。对此急需提高混凝土的性能。其性能包括： 1.1高温抗车辙性能：它是抵抗路面流动变形的能力。 1.2低温抗裂性能：它是抵抗低温收缩裂缝的能力。1.3耐久性：它是使用过程中抵抗不利环境因素的能力及承受车荷载重复作用的能力 1.4抗滑性：它是保障公路交通安全的一个重要因素，特别是行驶速度高的高速公路。 1.5施工和易性：它是沥青混合料在施工工程中施工的难易程度的指标。 2高速公路的性能指标 2.1高温抗车辙性 高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下, 能够抵抗荷载的反复作用, 不发生显著永久变形(不可恢复变形如车辙、波浪及推移拥包等) , 保持路面平整的特性。沥青混合料的高温稳定性的形成主要来源于矿料的嵌挤作用和沥青的高温粘度, 有研究认为,沥青混合料的高温抗车辙性能, 集料的因素约占 70%而沥青约占30%。矿料颗粒的嵌挤作用主要与集料级配、颗粒特性有关,多级嵌挤混合料组成结构显然比密实悬浮结构高温稳定性优越,破碎的碎石具有丰富的棱角和发达的纹理构造,经压实后颗粒之间能形成紧密的嵌锁作用, 有利于增强混合料的稳定性。沥青高温粘度大, 与集料的粘附性好, 在高温下仍能保持足够的粘滞性, 使混合料具有一定的强度和劲度,而不致出现过大的变形;因此控制好沥青混合料中的油料比，集料的级配，有利于提高混凝土的高温