沥青混合料技术性质课件.ppt

1、铺设沥青混合料铺设沥青混合料路面压实路面压实稀浆封层施工稀浆封层施工沥青路面钻芯检测沥青路面钻芯检测沥青路面摩擦系数检测沥青路面摩擦系数检测沥青路面弯沉值沥青路面弯沉值良好的力学性质和路用性能路面无接缝，行车舒适。2、施工方便，开放交通快。3、便于修理和再生利用。物理吸附、化学吸附和选择性吸附物理吸附、化学吸附和选择性吸附沥青混合料中的多级分散体系沥青混合料中的多级分散体系一级二相体二级二相体三级二相体粗分散体系：粗集料沥青砂浆细分散体系：细集料沥青胶浆微分散体系：矿粉沥青结合料分散相分散介质（3 3）沥青与矿料在界面上的交互作用）沥青与矿料在界面上的交互作用 沥青与矿粉交互作用示意图沥青与矿

2、粉交互作用示意图“自由沥青自由沥青”“结构沥青结构沥青”（一）高温稳定性（一）高温稳定性21122142)(ccddttDS动稳定度的计算动稳定度的计算（二）低温抗裂性（二）低温抗裂性评价改性沥青混合料的低温抗裂性BBBBBBRSLhdbhLPR22623应力应力抗拉强度温度应力Tp0正温负温t1t2d2，2 2d1，1 1稳定稳定时间弯拉应变或跨中扰度迁移迁移破坏破坏沥青混合料蠕变变形曲线沥青混合料蠕变变形曲线01212)(ttspeed 水损害破坏是沥青混凝土路面在水或冻融循环的条件下，由于车轮动态荷载的作用，进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用，水分逐渐渗入沥青

3、与集料的界面上，使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面脱落（剥离），沥青混合料出现掉粒、松散，继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。抗滑性指抵抗车轮打滑的能力。对于交通安全至关重要。表面构造深度构造深度计算构造深度计算2231831)2(1000DDVTD 影响因素：a.集料的性质 b.沥青混合料级配 c.混合料空隙率 d.沥青的用量 热拌沥青混合料在拌和或压实时沥青的粘度水平每个数字越小，表示气候对沥青路面影响越严重每个数字越小，表示气候对沥青路面影响越严重 技术指标高速公路、一级公路、城市快速路、主干道其它等级公路与城市道路表面层其它层次石料压碎值(%)252830洛杉矶磨耗率(%

4、)283040视密度(kg/m3)260025002450吸水率(%)2.03.03.0坚固性(%)1212软石含量(%)1559.5mm1218粒径0.3mm)（）12砂当量（）6050 沥青面层用天然砂规格沥青面层用天然砂规格沥青面层用天然砂的规格 沥青面层用机制砂或石屑规格沥青面层用机制砂或石屑规格 规格公称粒径通过质量百分率（）9.54.752.361.180.60.30.150.075S15051009-100609040752065740220010S160310080-10050802550830015010沥青面层用矿粉质量要求沥青面层用矿粉质量要求 矿质混合料的设计方法主要采

5、用矿质混合料的设计方法主要采用数解法数解法和和图解法图解法。在应用设计方法时应具备以下两项条件：在应用设计方法时应具备以下两项条件：（1 1）各种集料的）各种集料的级配参数级配参数。（2 2）按规范要求确定的矿质混合料的）按规范要求确定的矿质混合料的目标级配范围目标级配范围。则则B B集料：集料：Y=100-X-Y=100-X-Z Z 调整原则:通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075 mm、2.36 mm和4.75 mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。对高速公路、一级公路、城市快速路和主干路等交通量大、车辆载重大的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限；对一般道路、

6、中小交通量和人行道路等宜偏向级配范围的上（细）限。合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错。当经过再三调整，仍有两个以上的筛孔超过级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。2 2图解法图解法 设计步骤设计步骤（1 1）准备工作）准备工作 对所使用的各集料进行筛分，并计算出各自的通过百分率。明对所使用的各集料进行筛分，并计算出各自的通过百分率。明确设计级配要求的级配范围，并计算出该要求级配范围的中值。确设计级配要求的级配范围，并计算出该要求级配范围的中值。（2 2）绘制框图）绘制框图a a、按比例（通常纵横边各为、按比例（通常纵横边各为100mm100mm和和1

7、50mm150mm）绘制一矩形框，从左下）绘制一矩形框，从左下向右上引对角线向右上引对角线OOOO作为合成级配的中值。作为合成级配的中值。b b、在纵坐标上标出通过百分率，根据合成级配要求的、在纵坐标上标出通过百分率，根据合成级配要求的通过百分率中通过百分率中值值，在纵坐标上找出该值的位置，然后从纵坐标，在纵坐标上找出该值的位置，然后从纵坐标引平行于横坐标的引平行于横坐标的直线与对角线相交直线与对角线相交，再从，再从交点处向下作垂线交点处向下作垂线，垂线与横坐标的，垂线与横坐标的相交相交点点即为各筛孔相应位置。即为各筛孔相应位置。（3 3）确定各集料用量）确定各集料用量 用直线将各集料通过率对

8、应的点连接起来，根据相邻两条曲用直线将各集料通过率对应的点连接起来，根据相邻两条曲线的关系，确定各集料相对比例。线的关系，确定各集料相对比例。1 1）重叠关系）重叠关系：如集料：如集料A A的级配曲线下部与集料的级配曲线下部与集料B B的级配曲线上的级配曲线上部搭接。部搭接。解：在两条级配曲线之间引一条垂线解：在两条级配曲线之间引一条垂线AA AA，要求要求与与A A、B B的的级配曲线截距相等，即级配曲线截距相等，即a=aa=a，过垂线，过垂线AAAA与对角线与对角线OOOO交点交点M M作一作一水平线与纵坐标交于水平线与纵坐标交于P P点点,L,LOPOP（以（以mmmm计）就是计）就是A

9、 A的含量。的含量。2 2）相接关系）相接关系：相邻两条曲线首尾相接，如：相邻两条曲线首尾相接，如B B的末的末端与端与C C的首端正好相接。的首端正好相接。解：从解：从C C的首端向的首端向B B的末端引垂线的末端引垂线BBBB，该过，该过BBBB与与OOOO交点交点N N，作水平线与纵坐标交于点，作水平线与纵坐标交于点Q Q，则，则L LPQPQ就就是是B B的含量。的含量。3 3）分离关系）分离关系：相邻两条曲线分离，如：相邻两条曲线分离，如C C的级配的级配曲线与曲线与D D在水平方向彼此分离。在水平方向彼此分离。解：作一条垂线解：作一条垂线CCCC平分这段水平间距，使平分这段水平间距

10、，使b=b b=b。过过CCCC与与OOOO交点交点R R，作一水平线与纵坐标交于点，作一水平线与纵坐标交于点S S，则则L LQSQS是是C C的含量，的含量，L LSTST即为即为D D的含量。的含量。实际上第一种关系为最常见。实际上第一种关系为最常见。图解法用图 矿质混合料配合组成计算例题（图解法）试用图解法设计某高速公路用细沥青混凝土矿质混合料的配合比。试用图解法设计某高速公路用细沥青混凝土矿质混合料的配合比。【原始资料】(1)现有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，筛析试验得到各粒径通过百分率列于表6-11 表表6-11 6-11 原有矿质集料级配表原有矿质集料级配表材料名称通过下列筛孔（

11、方孔筛，mm）的质量百分率（）16.013.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075碎 石 100 93 17 0 石 屑 100 100 100 8414 8 40砂 100 100 100 100 92 82 42 21 114矿 粉 100 100 100 100 100 100 100 100 96 87(2)设计级配范围按沥青路面施工及验收规范（GB 5009296）细粒式沥青混凝土混合料要求，其级配范围和中值列于表6-12。表表6-12 6-12 矿质混合料要求级配范围和中值表矿质混合料要求级配范围和中值表级配名称通过下列筛孔（方孔筛，mm）的

12、质量百分率（）16.013.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075上面细粒式(AC-13 I)(GB50092-96)级配范围100 95100 7088 4868 3653 2441 1830 1222 816 48级配中值100 98 79 58 4533 24 17 126【计算要求】(1)根据p与(d/D)n关系，将规范的级配中值（表6-12）绘出各粒径在横坐标上的位置。(2)将各原有矿质材料筛析结果（如表6-11）在图上绘出级配曲线。按图解法求出各种材料在混合料中的用量。(3)按图解法求得的各种材料用量计算合成级配，并校核合成级配是否符合技术规

13、程的要求，如不符合应调整级配重新计算。【计算步骤】(1)绘制级配曲线图（如图6-4），在纵坐标上按算术坐标绘出通过量百分率。(2)连对角线OO,表示规范要求的级配中值。在纵坐标上标出规范（GB 50092-96）规定的细粒式混合料（AC-13 I）各筛孔的要求通过百分率，作水平线与对角线OO相交，再从各交点作垂线交于横坐标上，确定各筛孔在横坐标上的位置。(3)将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘于图6-4上。(4)在碎石和石屑级配曲线相重叠部分作一垂直线AA，使垂线截取二级配曲线的纵坐标值相等（即a=a）。自垂线AA与对角线交点M引一水平线，与纵坐标交于P点，OP的长度X=31，即为碎石的用量。

14、同理，求出石屑的用量Y=30，砂的用量Z=31，则矿粉用量W=8。图图6-4 组成集料级配曲线和要求合成级配曲线图组成集料级配曲线和要求合成级配曲线图(5)根据图解法求得的各集料用量百分率，列表进行校核计算如表6-13。从表6-13可以看出，按碎石：石屑：砂：矿粉31：30：31：8计算结果，合成级配中筛孔0.3mm和0.6mm的通过量偏低，筛孔0.075mm的通过量偏高，且曲线呈锯齿状。(6)由于图解法的各种材料用量比例是根据部分筛孔确定的，所以不能控制所有筛孔。通常需要调整修正，才能达到满意的结果。通过试算现采用减少粗石屑的用量、增加砂的用量和减少矿粉用量的方法来调整配合比。经调整后的配合

15、比为：碎石用量X=31；石屑用量Y=26；砂的用量Z=37；则矿粉用量W=6。按此配合比计算如表6-11中括号内数值。(7)将表6-13计算得到合成级配通过百分率，绘于规范要求级配曲线中，如图6-5。从图中可以看出，合成级配曲线在规范要求的级配范围之内，并且接近中值，呈一光滑平顺的曲线。确定矿质混合料配合比为碎石：石屑：砂：矿粉31：26：37：6。材料名称通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（）16.013.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075原材料级配碎 石100100 93 17 0-石 屑100 100 100 100 8414 8 40-

16、砂 100100 100 100 100 92 82 42 21 114矿 粉100 100 100 100 100 100 100 100 100 96 87各种矿料在混合料中的级配碎 石31(31)31.0(31.0)28.8(28.8)5.3(5.3)0(0)-石 屑30(26)30.0(26.0)30.0(26.0)30.0(30.0)25.2(21.8)4.2(3.6)2.4(2.1)1.2(1.1)0(0)-砂 31(37)31.0(37.0)31.0(37.0)31.0(37.0)31.0(31.0)28.5(34.0)25.4(30.3)13.0(15.5)6.5(7.8)3.

17、4(4.1)1.2(1.5)矿 粉86)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)8.0(6.0)7.9(5.8)7.0(5.2)合 成 级 配 100(100)97.8(97.8)74.3(74.3)58.8(64.2)40.7(43.6)35.8(38.4)22.2(22.6)14.5(13.8)11.3(9.9)8.2(6.7)GB 50092-96要求AC-13 I级配范围 100 95100 7088 4868365324411830122281648表表6-13 6-13 矿质混合料组合计算表矿质混合料组合计算表

18、图图6-5 要求级配曲线和合成级配曲线要求级配曲线和合成级配曲线 矿质混合料配合组成计算例题（图解法）现有细碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，其筛析试验得到各粒径通过百分率现有细碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，其筛析试验得到各粒径通过百分率见下见下表表1 1，其要求的级配范围中值结果见，其要求的级配范围中值结果见表表2 2。试用图解法将其配成。试用图解法将其配成AC-10AC-10型的型的沥青混合料。沥青混合料。作 业 采用采用“试算法试算法”和和“图解法图解法”分别确定某矿质混合料的配合比（碎石、石屑和分别确定某矿质混合料的配合比（碎石、石屑和矿粉的筛分析试验结果以通过百分率列于下表第矿粉的筛分析

19、试验结果以通过百分率列于下表第2 24 4列；设计级配范围要求值列列；设计级配范围要求值列于下表第于下表第5 5列）。列）。筛孔尺寸(mm)原材料筛分析试验结果，通过百分率（%）设计级配范围通过百分率(%)碎石石屑矿粉26.510010010010019.09710010095-10016.061.510010075-9013.234.510010062-809.519.893.810052-724.754.677.910038-582.36-58.710028-461.18-36.010020-340.6-23.09715-270.3-11.09410-200.15-926-140.075-

20、70.54-8要求：计算出各材料在混合料中的用量比例；并校核合成级配是否符的要求，如不符合应调整。wbannatppppp 2211100沥青与矿料的质量比wbbnntpppp 2211100 不同测试条件下沥青混合料密度与空隙率计算结果不同测试条件下沥青混合料密度与空隙率计算结果OACOAC1 1（a a1 1a a2 2a a3 3 a a4 4）/4/4OACOAC2 2（OACOACminminOACOACmaxmax）/2/231%碎石用量碎石用量8%矿粉用量矿粉用量31%砂用量砂用量30%石屑用量石屑用量 试设计试设计AC-16CAC-16C型中粒式沥青混合料的配合比。型中粒式沥青

21、混合料的配合比。按我国标准推荐的AC-16型中粒式沥青混合料的参考沥青用量（4.5%6.5%），制备了五组不同沥青用量的沥青混合料试件，试验结果汇总见表。试分析试验结果，确定AC-16G沥青混合料的最佳油石比。参考答案：参考答案：试设计AC-16C型中粒式沥青混合料的配合比:OAC1=5.20%OAC2=5.14%OAC=5.17%沥青玛蹄脂的质量要求沥青玛蹄脂的质量要求(GB 50207-2002)(GB 50207-2002)%100)1(bDRCVCA%100)1(cawcabmixPVCA%1000102mmmmm（3 3）试验检测）试验检测4 4SMASMA施工特点：施工特点：拌和拌

22、和 SMA与普通密级配沥青混凝土的最大不同之处是SMA为间断级配,粗集料量多,细集料很少,矿粉用量多,这将给混合料的拌和带来很多困难。最明显的是热料仓的材料数量严重分配不均,使得在拌和过程中,实际拌和时间并不多,而放料、等料和排料的时间占去大半,生产率较低。因此要考虑将集料的粒径适当增大一些并适当减小沥青用量。SMASMA需使用纤维,一般需增加干拌时间5-10s,湿拌不再增加时间,投料可利用拌和锅两侧的观察窗或投人提升料斗进入拌和锅。使用矿物纤维或木质素纤维时方法基本相同。改性沥青影响拌和,主要表现在拌和温度一般需提高20以上,如SMA-16的拌和温度规定为175180。七月平均最低高温 30（夏炎热区）2030（夏热区）20 （夏凉区）气候分区1-11-21-31-42-2232432车辙试验动稳定度(次/mm)（60、0.7MPa)150020001000 140017002000800年极端最低气温 9 （冬温区）气候分区1-12-11-22-23-23-32-31-42-4弯曲试验破坏应变（）不小于（-10、50mm/min)3000350028002500350020002500 15002000R