第七章沥青及沥青混合料-课件.ppt

1、一、沥青的定义一、沥青的定义 沥青是一种有机胶凝材料沥青是一种有机胶凝材料 常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体 能溶于汽油、二硫化碳等有机溶剂能溶于汽油、二硫化碳等有机溶剂 但几乎不溶于水，属憎水材料但几乎不溶于水，属憎水材料二、沥青的特点与用途二、沥青的特点与用途特特 点点 与矿物材料有较强的粘结力与矿物材料有较强的粘结力具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性具有良好的防水、抗渗、耐化学侵蚀性应应 用用在交通、建筑、水利等工程中，广泛用作路面、在交通、建筑、水利等工程中，广泛用作路面、防水、防潮和防护材料。防水、防潮和防护材料。沥沥青青天

2、然沥青天然沥青地沥青地沥青石油沥青石油沥青焦油沥青焦油沥青煤沥青煤沥青木沥青木沥青页岩沥青页岩沥青 工程上使用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥工程上使用的沥青材料主要为石油沥青和煤沥青，石油沥青的技术性质优于煤沥青，故应用最广。青，石油沥青的技术性质优于煤沥青，故应用最广。石油沥青石油沥青 用石油炼制其它油品后的残渣用石油炼制其它油品后的残渣 加工而得到的产品。加工而得到的产品。煤沥青煤沥青(俗称柏油俗称柏油)由煤干馏所得的煤焦由煤干馏所得的煤焦 油，经再加工后得到的沥青。油，经再加工后得到的沥青。三、学习要求三、学习要求 掌握石油沥青主要技术性质和使用掌握石油沥青主要技术性质和使用 了解石油沥

3、青的标号划分以及测定主要了解石油沥青的标号划分以及测定主要 技术性质的常用方法技术性质的常用方法 了解水工沥青混凝土及配合比设计方法了解水工沥青混凝土及配合比设计方法 石油沥青是石油石油沥青是石油(原油原油)经蒸馏等方法提炼出各经蒸馏等方法提炼出各种轻质油种轻质油(如汽油、煤油、柴油等如汽油、煤油、柴油等)及润滑油以后及润滑油以后的残留物，或经再加工而得的产品。的残留物，或经再加工而得的产品。（1）将石油沥青经常压蒸馏和减压蒸馏后，在蒸馏）将石油沥青经常压蒸馏和减压蒸馏后，在蒸馏塔底所剩的黑色粘稠物称为渣油，当渣油技术性质塔底所剩的黑色粘稠物称为渣油，当渣油技术性质能达到某标号沥青的要求，即得

4、到直馏沥青；能达到某标号沥青的要求，即得到直馏沥青；（2）渣油经过再减压蒸馏工艺，进一步提出各种重）渣油经过再减压蒸馏工艺，进一步提出各种重质油品，可得到不同稠度的直馏沥青；质油品，可得到不同稠度的直馏沥青；（3）渣油经过不同深度的氧化后，可以得到不同稠）渣油经过不同深度的氧化后，可以得到不同稠度的氧化沥青或半氧化沥青；度的氧化沥青或半氧化沥青；（4）将渣油用溶剂法处理，使蜡质溶解，沥青脱出，）将渣油用溶剂法处理，使蜡质溶解，沥青脱出，称为溶剂沥青。称为溶剂沥青。组成元素组成元素 碳碳(8087%)氢氢(1015%),少量的氧、硫、少量的氧、硫、氮等元素氮等元素(5%).(2)主要组分主要组分

5、 将沥青分离为物理化学性质相近，而且与沥青将沥青分离为物理化学性质相近，而且与沥青性质又有一定联系的几个组，这些组称为组分。性质又有一定联系的几个组，这些组称为组分。沥青中主要组分：油分、树脂（沥青脂胶）、沥青中主要组分：油分、树脂（沥青脂胶）、沥青质（地沥青质）。沥青质（地沥青质）。(3).石油沥青的组分特性（表石油沥青的组分特性（表71）(a)油分：赋予沥青以流动性，降低沥青粘度与软油分：赋予沥青以流动性，降低沥青粘度与软化点，含量化点，含量 适当还能增大沥青粘度。含量过大时温适当还能增大沥青粘度。含量过大时温度稳定性差。度稳定性差。(b)树脂（沥青脂胶）：树脂使石油沥青具有良树脂（沥青脂

6、胶）：树脂使石油沥青具有良好的塑性和好的塑性和 粘性。粘性。(c)沥青质（地沥青质）：是决定温度敏感性和沥青质（地沥青质）：是决定温度敏感性和粘性的重要组粘性的重要组 成。其含量愈高，则软化点愈高，粘成。其含量愈高，则软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。性愈大，愈硬脆。粘滞性粘滞性耐热性耐热性塑性塑性温度稳定性温度稳定性耐久性耐久性其它技术指标其它技术指标l 粘滞性是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力粘滞性是指沥青在外力作用下抵抗变形的能力,反映了沥青的软硬程度和胶结能力反映了沥青的软硬程度和胶结能力.l 沥青质含量越多沥青质含量越多,沥青的粘滞性越高沥青的粘滞性越高,其粘结性越其粘结性越好好.l 在

7、施工拌和中在施工拌和中,粘滞性高粘滞性高,不易拌和均匀不易拌和均匀.因此因此,施施工时常用加热或掺入溶剂的方法降低沥青的粘工时常用加热或掺入溶剂的方法降低沥青的粘滞性。滞性。l 针入度是粘稠石油沥青的粘度指标，表示沥青针入度是粘稠石油沥青的粘度指标，表示沥青材料抵抗剪切变形的能力。材料抵抗剪切变形的能力。l 在一定温度条件下，在规定时间内，标准针垂在一定温度条件下，在规定时间内，标准针垂直贯入沥青试件的深度直贯入沥青试件的深度(以以ll0mm计计)称为针入称为针入度。度。l 针人度值表示沥青材料抵抗剪切变形的能力。针人度值表示沥青材料抵抗剪切变形的能力。针人度针人度 值越大，沥青的粘度越小。针

8、入度值值越大，沥青的粘度越小。针入度值P(25,100g,5s)越小越小,表示沥青的粘滞性越大。表示沥青的粘滞性越大。l 石油沥青的牌号就是按针入度值的大小来划分石油沥青的牌号就是按针入度值的大小来划分的。的。针人度试验通常规针人度试验通常规定：试验温度为定：试验温度为25 oC，标准针质量为标准针质量为l00g，贯，贯人时间为人时间为5s，表示为，表示为P(25 oC，l00g，5s)。l 标准粘度是表示液体沥青粘度标准粘度是表示液体沥青粘度的指标。用流出型粘度计测定。的指标。用流出型粘度计测定。l 一定温度一定温度(20、25、30、50或或60 oC)的沥青试样，通过一定孔径的沥青试样，

9、通过一定孔径(3、5或或10mm)的孔口流出的孔口流出50mL所所经历的时间经历的时间(s)，即为其标准粘度。，即为其标准粘度。l 标准粘度表示为标准粘度表示为C td T，上标，上标d代表流孔的直径，下标代表流孔的直径，下标t代试验代试验温度，温度，T代表流出时间。代表流出时间。l 试验温度越高，流孔直径越大，流出时间越长，试验温度越高，流孔直径越大，流出时间越长，则表示沥青的粘度越大。则表示沥青的粘度越大。l 耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌耐热性是指粘稠沥青在高温下不软化、不流淌的性能的性能.可用软化点可用软化点(t(t软软)表示。表示。l 软化点是沥青达到特定粘性流动状态时的温

10、度软化点是沥青达到特定粘性流动状态时的温度,试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为试验证明沥青在软化点温度下的针入度值约为800800。l 软化点越高软化点越高,沥青的耐热性越好。沥青的耐热性越好。l 沥青材料的软化点应与环境温度相适应沥青材料的软化点应与环境温度相适应,不能不能太低太低,也不能太高也不能太高.测定方法：测定方法：环球法环球法3.5g 钢球，钢球，50C/min 加热，下垂加热，下垂25.4mm。加热速度过快，测定值偏高。加热速度过快，测定值偏高。l l 塑性是塑性是 指沥青材料在外力作用下，产生变形而指沥青材料在外力作用下，产生变形而不破坏，除去外力后，仍能保持变形后形状的

11、性质。不破坏，除去外力后，仍能保持变形后形状的性质。l l 沥青材料采用沥青材料采用延伸度延伸度(简称简称延度延度)表示塑性。表示塑性。l l 延度越大，表示沥青的塑性越好。延度越大，表示沥青的塑性越好。塑性好的沥青塑性好的沥青材料能随着构件的变形而变形材料能随着构件的变形而变形，不致产生裂缝不致产生裂缝，这这对水工建筑物的防水作用有着重要意义对水工建筑物的防水作用有着重要意义.将一定温度将一定温度(25、15或或0)的沥的沥青标准试件青标准试件,以一定的拉伸速以一定的拉伸速度度(50或或100 mm/min)延伸延伸,试试件拉断时延伸的长度即为延伸件拉断时延伸的长度即为延伸度度,单位以单位以

12、cm计计。通常采用的通常采用的试验条件为温度试验条件为温度25,拉伸速拉伸速度度50mm/min.试验时拉伸速度快，沥青延试验时拉伸速度快，沥青延度偏小。度偏小。温度稳定性是指沥青的粘度受温度影响的程度。温度稳定性是指沥青的粘度受温度影响的程度。温度稳定性差的沥青，对温度变化的反应敏感，温度稳定性差的沥青，对温度变化的反应敏感，较小的温度变化就可能使沥青粘度出现较大的变较小的温度变化就可能使沥青粘度出现较大的变化。化。沥青材料从固态转变为液态的温度间隔越大沥青材料从固态转变为液态的温度间隔越大，沥青的温度稳定性越好沥青的温度稳定性越好。由于沥青材料的变态稳由于沥青材料的变态稳定间隔通常随软化点

13、提高而增大定间隔通常随软化点提高而增大，温度稳定性也温度稳定性也相应提高相应提高，所以软化点也是反映沥青材料温度稳所以软化点也是反映沥青材料温度稳定性的一个指标定性的一个指标。软化点越高软化点越高，温度稳定性越好温度稳定性越好。沥青针入度的对数与温度呈直线关系，直线斜沥青针入度的对数与温度呈直线关系，直线斜率表示沥青粘度对温度的变化率，斜率越大，温度率表示沥青粘度对温度的变化率，斜率越大，温度稳定性越差。可用斜率作为沥青温度稳定性的评价稳定性越差。可用斜率作为沥青温度稳定性的评价指标，称为针入度温度感应系数指标，称为针入度温度感应系数(A):25)5,100,25(lg800lg软tsgCPA

14、o301 15P IA 10针入度指数：针入度指数：l l 沥青的耐久性称为抗老化性，或大气稳定性，耐沥青的耐久性称为抗老化性，或大气稳定性，耐候性。候性。l l 老化：沥青在施工过程高温加热和使用过程中空老化：沥青在施工过程高温加热和使用过程中空气、阳光、和风雨冻害作用，内部发生物理化学作气、阳光、和风雨冻害作用，内部发生物理化学作用，导致塑性降低、脆性增加、性能不断恶化，逐用，导致塑性降低、脆性增加、性能不断恶化，逐步失去使用功能的过程。步失去使用功能的过程。l l 石油沥青的抗老化性以石油沥青的抗老化性以163oC加热加热5h后的后的蒸发损蒸发损失和蒸发后针入度比来评定。失和蒸发后针入度

15、比来评定。l l 蒸发损失：蒸发损失重量占原重量的百分数。蒸发损失：蒸发损失重量占原重量的百分数。l l蒸发后针入度比：蒸发后针入度占原针入度的蒸发后针入度比：蒸发后针入度占原针入度的百分比。百分比。l l 蒸发损失愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示蒸发损失愈小和蒸发后针入度比愈大，则表示大气稳定性愈高，老化愈慢。大气稳定性愈高，老化愈慢。l l 脆点脆点l l 溶解度溶解度l l 闪点和燃点闪点和燃点 我国石油沥青产品主要分为（三类）我国石油沥青产品主要分为（三类）l l 道路沥青类；道路沥青类；l l 建筑沥青类；建筑沥青类；l l 普通沥青。普通沥青。是土建及水利工程中应用的主要沥青产品。

16、是土建及水利工程中应用的主要沥青产品。三类石油沥青都是按三类石油沥青都是按针人度针人度指标来划分标号的，指标来划分标号的，每个标号还应保证相应的延度和软化点。每个标号还应保证相应的延度和软化点。针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥针入度、软化点和延伸度三个指标是确定试验沥青牌号的主要依据青牌号的主要依据,常被称为沥青的三大技术指标常被称为沥青的三大技术指标.道路石油沥青有七个标号，标号越高，粘性越道路石油沥青有七个标号，标号越高，粘性越小小(即针人度越大即针人度越大)、塑性越好、塑性越好(即延度越大即延度越大)、温度、温度敏感性越大敏感性越大(即软化点越低即软化点越低)。l l 主要用于

17、道路路面或车间地面等工程，一般拌主要用于道路路面或车间地面等工程，一般拌 制成沥青混凝土或沥青砂浆等拌和料使用。制成沥青混凝土或沥青砂浆等拌和料使用。l l 还可作密封材料和粘结剂以及沥青涂料等。此还可作密封材料和粘结剂以及沥青涂料等。此 时一般选用粘性较大和软化点较高的沥青，如时一般选用粘性较大和软化点较高的沥青，如 A一一60甲。甲。l l 建筑石油沥青针人度较小建筑石油沥青针人度较小(粘性较大粘性较大)，软化点，软化点较高较高(耐热性较好耐热性较好)，但延伸度较小，但延伸度较小(塑性较小塑性较小)。l l 主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和沥青嵌主要用于制造油纸、油毡、防水涂料和沥青嵌缝

18、油膏等。它们绝大部分用于屋面及地下防水、缝油膏等。它们绝大部分用于屋面及地下防水、沟槽防水及管道防腐蚀等工程。沟槽防水及管道防腐蚀等工程。l l 普通石油沥青含有害成分的蜡较多，一般含量普通石油沥青含有害成分的蜡较多，一般含量大于大于5，有的高达，有的高达20以上，故又称多蜡石以上，故又称多蜡石油沥青。油沥青。l l 由于含有较多的蜡，针人度较大由于含有较多的蜡，针人度较大(即粘性较小即粘性较小)，塑性较差。故在建筑工程上不宜直接使用。塑性较差。故在建筑工程上不宜直接使用。煤沥青又称焦油沥青。在烟煤炼焦或制煤气煤沥青又称焦油沥青。在烟煤炼焦或制煤气时，从所挥发的物质中冷凝出煤焦油，再将煤焦时，

19、从所挥发的物质中冷凝出煤焦油，再将煤焦油继续蒸馏出轻油、中油、重油和蒽油后所剩的油继续蒸馏出轻油、中油、重油和蒽油后所剩的残渣即为煤沥青。残渣即为煤沥青。煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能煤沥青具有很好的防腐能力、良好的粘结能力。用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料、油力。用于配制防腐涂料、胶粘剂、防水涂料、油膏以及制作油毡等。膏以及制作油毡等。煤沥青主要组分如下：煤沥青主要组分如下：1.油分油分 油分主要由较低分子量的液态芳香族碳氢化油分主要由较低分子量的液态芳香族碳氢化合物所组成。它赋予煤沥青流动性，但降低粘性。合物所组成。它赋予煤沥青流动性，但降低粘性。2.树脂树脂 油可提高煤沥青的粘

20、性；使煤沥青具有塑性。油可提高煤沥青的粘性；使煤沥青具有塑性。3.游离碳游离碳 游离碳有利于提高煤沥青的粘性和温度稳游离碳有利于提高煤沥青的粘性和温度稳定性。但超过一定限度，将使煤沥青变得硬脆。定性。但超过一定限度，将使煤沥青变得硬脆。煤沥青与石油沥青相比，其性质具有以下特点：煤沥青与石油沥青相比，其性质具有以下特点：(1)温度稳定性较差温度稳定性较差：温度敏感性较大，夏天易软化：温度敏感性较大，夏天易软化流淌，冬流淌，冬 天易脆裂。天易脆裂。(2)塑性较差：塑性较差：煤沥青由于含有较多的游离碳，塑性煤沥青由于含有较多的游离碳，塑性降低，易降低，易 因变形而开裂。因变形而开裂。(3)大气稳定性

21、差大气稳定性差：在热、阳光、氧气等长期综合作：在热、阳光、氧气等长期综合作用下，其用下，其 组分容易变化，故易老化而硬脆。组分容易变化，故易老化而硬脆。(4)防腐性较好：防腐性较好：煤沥青中含有蒽、酚等具有煤沥青中含有蒽、酚等具有毒性和臭味的物质，故其防腐能力较好。适毒性和臭味的物质，故其防腐能力较好。适用于木材等材料的防腐处理用于木材等材料的防腐处理。(5)粘结性较好粘结性较好：煤沥青中含有较多的表面活：煤沥青中含有较多的表面活性物质，与矿物材料表面有较强的粘结力。性物质，与矿物材料表面有较强的粘结力。l l 根据煤沥青和石油沥青的某些特征，可按根据煤沥青和石油沥青的某些特征，可按表表75所

22、列方法识别两种沥青。所列方法识别两种沥青。建筑上使用的沥青必需具有一定的物理性质建筑上使用的沥青必需具有一定的物理性质:l l 在低温条件下应有弹性和塑性；在低温条件下应有弹性和塑性；l l 在高温条件下要有足够的强度和稳定性；在高温条件下要有足够的强度和稳定性；l l 在加工和使用时具有抗在加工和使用时具有抗“老化老化”能力；能力；l l 与各种矿料和结构表面有较强的粘附力；与各种矿料和结构表面有较强的粘附力；l l 对构件变形的适应性和耐疲劳性。对构件变形的适应性和耐疲劳性。通常，炼油厂生产的沥青不一定能全面满足这通常，炼油厂生产的沥青不一定能全面满足这些要求，些要求，为此，常用改性材料对

23、沥青进行改性。为此，常用改性材料对沥青进行改性。T2TT1T10 Q1 100 100 Q2 0 当石油沥青的针入度或当石油沥青的针入度或软化点不能满足工程要求时，软化点不能满足工程要求时，可用不同标号沥青进行掺配可用不同标号沥青进行掺配.进行掺配时，应选用表进行掺配时，应选用表面张力相近和化学性质相似面张力相近和化学性质相似的沥青，同产源的沥青。的沥青，同产源的沥青。212121100100TTQTTQQ三、选择化学性质及密度均相近的石油沥青和煤沥选择化学性质及密度均相近的石油沥青和煤沥青，按适当的比例掺混，能得到稳定的混合沥青。青，按适当的比例掺混，能得到稳定的混合沥青。石油沥青的掺量一般

24、小于石油沥青的掺量一般小于20或大于或大于70。混合沥。混合沥青综合了石油沥青和煤沥青的优点，使温度稳定性、青综合了石油沥青和煤沥青的优点，使温度稳定性、延性和粘结性均得到改善。延性和粘结性均得到改善。液体沥青和乳化沥青在常温下具有流动性，不需液体沥青和乳化沥青在常温下具有流动性，不需加热即可使用。加热即可使用。用用3050%的石油沥青加的石油沥青加5070%的轻柴油或煤的轻柴油或煤油调配而成，为防水涂料，它粘度小，能渗透到混凝油调配而成，为防水涂料，它粘度小，能渗透到混凝土或木材的孔隙中去，形成一层牢固的粘膜。土或木材的孔隙中去，形成一层牢固的粘膜。水利工程中常用它涂刷防水底层，提高底层与其

25、水利工程中常用它涂刷防水底层，提高底层与其他材料的粘结力。他材料的粘结力。需要加热熔化及大量的汽油、煤油或其他需要加热熔化及大量的汽油、煤油或其他有机溶剂稀释，而这些有机溶剂是较为贵重的有机溶剂稀释，而这些有机溶剂是较为贵重的材料，在沥青溶液中只起稀释作用，使用后全材料，在沥青溶液中只起稀释作用，使用后全部挥发掉，很不经济。部挥发掉，很不经济。乳化沥青又称为沥青膏乳化沥青又称为沥青膏,是以是以5060%的低软的低软化点沥青为基本材料化点沥青为基本材料,以以4050%的水为稀释剂的水为稀释剂,在乳化剂（掺量约为在乳化剂（掺量约为13）的作用下）的作用下,以强烈以强烈的机械搅拌将沥青以细颗粒状态均

26、匀而稳定地分的机械搅拌将沥青以细颗粒状态均匀而稳定地分散在水溶液中，形成乳胶型的稳定分散体系，即散在水溶液中，形成乳胶型的稳定分散体系，即为乳化沥青。乳化沥青用于涂刷基层表面，等水为乳化沥青。乳化沥青用于涂刷基层表面，等水分蒸发后，沥青颗粒即形成一层薄膜分蒸发后，沥青颗粒即形成一层薄膜,起到防水作起到防水作用。用。乳化沥青是一种棕黑色的水乳液，无毒、无嗅、乳化沥青是一种棕黑色的水乳液，无毒、无嗅、不燃、干燥快、粘结力强等。不燃、干燥快、粘结力强等。l l 在在0以上任意温度下可流动，宜于涂刷和喷涂，以上任意温度下可流动，宜于涂刷和喷涂，在潮湿基层上使用，更为方便，加快了施工速度。在潮湿基层上使

27、用，更为方便，加快了施工速度。l l 采用乳化沥青粘结防水卷材做防水层，造价低、采用乳化沥青粘结防水卷材做防水层，造价低、用量省。用量省。l l 水利工程及道路工程中，乳化沥青可以与湿骨料水利工程及道路工程中，乳化沥青可以与湿骨料混合，用于铺筑坝面、渠道、路面等。混合，用于铺筑坝面、渠道、路面等。l l 沥青在贮运中，应分别堆放，避开热源，防止砂、沥青在贮运中，应分别堆放，避开热源，防止砂、土等杂质和水分混入；土等杂质和水分混入；l l 沥青材料加热温度不能过高，加热时间不能过长，沥青材料加热温度不能过高，加热时间不能过长，避免反复加热；避免反复加热；l l 沥青材料是易燃物质，高温操作施工应

28、注意安全沥青材料是易燃物质，高温操作施工应注意安全防火及火灾事故发生；防火及火灾事故发生；l l 煤沥青略具毒性，施工中应遵守劳动保护规程，煤沥青略具毒性，施工中应遵守劳动保护规程，防止中毒事故。防止中毒事故。以沥青为胶凝材料，并与级配合适的矿物质材料以沥青为胶凝材料，并与级配合适的矿物质材料拌和配制成沥青混合料，经铺筑、成型后则成为沥青拌和配制成沥青混合料，经铺筑、成型后则成为沥青混凝土。混凝土。矿物质材料又称为矿料，包括：矿物质材料又称为矿料，包括：l l 粗骨料粗骨料指粒径大于指粒径大于2.5mm的矿料；的矿料；l l 细骨料细骨料指粒径指粒径2.50.074mm的矿料；的矿料；l l

29、填料填料指粒径小于指粒径小于0.074mm(或或0.08mm)的矿料。的矿料。l l 粗粒式粗粒式矿料最大料径为矿料最大料径为35mm或或30mm；l l 中粒式中粒式矿料最大料径为矿料最大料径为25mm或或20mm；l l 细粒式细粒式矿料最大料径为矿料最大料径为15mm或或10mm；l l 砂粒式砂粒式矿料最大料径为矿料最大料径为5mm。水工沥青混凝土矿料多选择水工沥青混凝土矿料多选择D max1525mm，即细粒式和中粒式。即细粒式和中粒式。l 密级配密级配沥青混凝土的孔隙率小于沥青混凝土的孔隙率小于5，主，主要用作防渗层材料；要用作防渗层材料；l 开级配开级配沥青混凝土的孔隙率大于沥青

30、混凝土的孔隙率大于5，主，主要用作整平胶结层材料；要用作整平胶结层材料；l 沥青碎石沥青碎石沥青碎石的孔隙率大于沥青碎石的孔隙率大于15，渗透性强，主要用作排水层材料渗透性强，主要用作排水层材料。l l 碾压式碾压式沥青混凝土须用碾压机械压实；沥青混凝土须用碾压机械压实；l l 浇筑式浇筑式沥青混凝土具有大的流动性，混沥青混凝土具有大的流动性，混合料在合料在 自重作用下可自行密实。自重作用下可自行密实。碾压式和浇筑式沥青混凝土在防渗墙工程中碾压式和浇筑式沥青混凝土在防渗墙工程中均被采用。均被采用。l l 热铺沥青混凝土热铺沥青混凝土是将材料加热后，在高温下是将材料加热后，在高温下进行拌和、摊铺

31、和压实。进行拌和、摊铺和压实。l l 冷铺沥青混凝土冷铺沥青混凝土采用稀释沥青或乳化沥青配采用稀释沥青或乳化沥青配制，可在常温下施工。制，可在常温下施工。水利工程中，沥青混合料主要用作防渗和防护材水利工程中，沥青混合料主要用作防渗和防护材料，在堤坝、渠道、贮水池等工程中广泛应用。料，在堤坝、渠道、贮水池等工程中广泛应用。水工沥青防渗工程结构型式有水工沥青防渗工程结构型式有(两类两类)l l 沥青混凝土面板沥青混凝土面板自下而上由排水层沥青混凝土自下而上由排水层沥青混凝土(沥青碎石沥青碎石)、整平胶、整平胶结层沥青混凝土结层沥青混凝土(开级配开级配)、防渗层沥青混凝土、防渗层沥青混凝土(密级密级

32、配配)及封闭层沥青胶或沥青砂浆组成。及封闭层沥青胶或沥青砂浆组成。l l 沥青混凝土心墙沥青混凝土心墙碾压式沥青混凝凝土和浇筑式沥青混凝土两种心墙。碾压式沥青混凝凝土和浇筑式沥青混凝土两种心墙。应根据气候条件、建筑物工作条件、沥青混凝土应根据气候条件、建筑物工作条件、沥青混凝土种类和施工方法等来选择沥青材料。种类和施工方法等来选择沥青材料。l l 气候炎热地区，受荷载较大的建筑物，细粒或砂气候炎热地区，受荷载较大的建筑物，细粒或砂粒混合料，应选用标号较低的沥青；反之选用标号粒混合料，应选用标号较低的沥青；反之选用标号较高的沥青。较高的沥青。l l 较重要的工程宜采用较重要的工程宜采用AH-70

33、或或AH-90重交通道路重交通道路石油沥青；石油沥青；l l 封闭层宜采用封闭层宜采用A-50沥青；沥青；l l 浇筑式沥青混凝土工程，温和地区宜用浇筑式沥青混凝土工程，温和地区宜用A60甲，甲，寒冷地区宜用寒冷地区宜用A-100甲，均需通过试验和技术经济论甲，均需通过试验和技术经济论证。证。沥青混凝土矿料应质地坚硬、密实、清洁、沥青混凝土矿料应质地坚硬、密实、清洁、不含过量的有害杂质，级配良好，与沥青材料有不含过量的有害杂质，级配良好，与沥青材料有较好的粘结性。较好的粘结性。掺料是为了改善沥青混凝土的某些技术性质掺料是为了改善沥青混凝土的某些技术性质而掺人的材料。而掺人的材料。l l 为了提

34、高矿料与沥青的粘附性，增强抗剥离的为了提高矿料与沥青的粘附性，增强抗剥离的 能力，可掺入消石灰，水泥；能力，可掺入消石灰，水泥；l l 为了提高沥青混凝土的耐热性和低温抗裂能力，为了提高沥青混凝土的耐热性和低温抗裂能力，可掺入橡胶或合成高分子材料；可掺入橡胶或合成高分子材料；l l 为了提高沥青混凝土的温度稳定性，可掺入石为了提高沥青混凝土的温度稳定性，可掺入石 棉。棉。水工沥青混凝土的主要技术要求有抗渗性、稳定水工沥青混凝土的主要技术要求有抗渗性、稳定性、柔性、耐久性及施工和易性等。性、柔性、耐久性及施工和易性等。沥青混凝土抗渗性用渗透系数来评定。沥青混凝土抗渗性用渗透系数来评定。防渗用密级

35、配沥青混凝土的渗透系数一般为防渗用密级配沥青混凝土的渗透系数一般为10-6 10-9 mms，排水层开级配沥青混凝土的渗透系，排水层开级配沥青混凝土的渗透系数可达数可达1.00.1mms。沥青混凝土抗渗沥青混凝土抗渗性可用沥青混凝土性可用沥青混凝土孔隙率来评定。当孔隙率来评定。当孔隙率小于孔隙率小于4时，时，渗透系数可小于渗透系数可小于10-6 mms。沥青混凝土抗渗沥青混凝土抗渗性还随所受压力的性还随所受压力的增加而增大。增加而增大。l l 稳定性稳定性指沥青混凝土在高温条件下及外荷长指沥青混凝土在高温条件下及外荷长期作用下不发生严重变形或流淌的性质，又称为期作用下不发生严重变形或流淌的性质

36、，又称为高温稳定性。高温稳定性。l l 沥青混凝土的稳定性可用高温抗压强度、热稳定沥青混凝土的稳定性可用高温抗压强度、热稳定性系数或斜坡流淌值及马歇尔试验来评定。性系数或斜坡流淌值及马歇尔试验来评定。l l 常用马歇尔试验的稳定度和流值作为评定沥青混常用马歇尔试验的稳定度和流值作为评定沥青混凝土稳定性指标凝土稳定性指标。将将101.6mm 63.5mm的圆柱试件侧放在加荷的圆柱试件侧放在加荷压头内，使试件在试验机上以压头内，使试件在试验机上以505mmmin的变的变形速率加荷，试件破坏时达到的最大荷载即为稳定形速率加荷，试件破坏时达到的最大荷载即为稳定度度(以以N计计)，试件达到最大荷载时所发

37、生的变形即，试件达到最大荷载时所发生的变形即为流值为流值(以以1/10mm计计)。l 水工沥青混凝土用马歇尔试验对其配合比进水工沥青混凝土用马歇尔试验对其配合比进行初步选择，并用马歇尔试验作为施工质量控制行初步选择，并用马歇尔试验作为施工质量控制的主要方法。的主要方法。l l 沥青混凝土的稳定性与原材料的性质及其配沥青混凝土的稳定性与原材料的性质及其配合比有关。为提高稳定性应选用软化点较高、温合比有关。为提高稳定性应选用软化点较高、温度稳定性较好的沥青，并选用级配良好的碱性岩度稳定性较好的沥青，并选用级配良好的碱性岩石碎石作骨料。石碎石作骨料。l l 温度升高时，沥青材料体积膨胀，膨胀的沥温度

38、升高时，沥青材料体积膨胀，膨胀的沥青会造成矿料颗粒间距增大，稳定性降低。当孔青会造成矿料颗粒间距增大，稳定性降低。当孔隙率大于隙率大于2时，可保证沥青混凝土具有较好的时，可保证沥青混凝土具有较好的稳定性。稳定性。柔性是指沥青混凝土柔性是指沥青混凝土(或砂浆或砂浆)在自重或外力作在自重或外力作用下，能适应变形而不产生裂缝的性能。用下，能适应变形而不产生裂缝的性能。l l 柔性好的沥青混凝土，能适应变形而不易裂缝，柔性好的沥青混凝土，能适应变形而不易裂缝，即使产生裂缝，在高水头压力作用下裂缝也能自行即使产生裂缝，在高水头压力作用下裂缝也能自行封闭。封闭。l l 沥青混凝土的柔性主要取决于沥青的性质

39、和用量沥青混凝土的柔性主要取决于沥青的性质和用量青、矿质混合料的级配以及填充料与沥青用量的比青、矿质混合料的级配以及填充料与沥青用量的比值。值。l l 为了提高沥青混合料的柔性，应选用针人度较大、为了提高沥青混合料的柔性，应选用针人度较大、低温延伸度较大的沥青，但沥青的软化点必须能保低温延伸度较大的沥青，但沥青的软化点必须能保证耐热性的要求。证耐热性的要求。沥青混凝土耐久性指水饱和状态下沥青混凝土抗沥青混凝土耐久性指水饱和状态下沥青混凝土抗压强度、马歇尔稳定度不严重降低，用水稳定性系压强度、马歇尔稳定度不严重降低，用水稳定性系数和残留稳定度作为评定指标。数和残留稳定度作为评定指标。压强度未浸水

40、的沥青混凝土抗抗压强度真空饱水后沥青混凝土水稳定系数 未浸水的马歇尔稳定度度浸水饱和后马歇尔稳定残留稳定度 水工沥青混凝土防渗层要求水稳定系数不小于水工沥青混凝土防渗层要求水稳定系数不小于0.85.。耐久性合格的沥青混凝土，残留稳定度应不小于耐久性合格的沥青混凝土，残留稳定度应不小于0.85。施工和易性指沥青混凝土在拌和、运输，施工和易性指沥青混凝土在拌和、运输，摊铺及压实过程中具有与施工条件相适应，既摊铺及压实过程中具有与施工条件相适应，既保证质量又便于施工的性能。保证质量又便于施工的性能。设计任务设计任务合理选材，初步选择配合比参数，合理选材，初步选择配合比参数，通过试验，选出满足设计要求

41、且经济合通过试验，选出满足设计要求且经济合理的配合比。理的配合比。两个参数两个参数 矿料级配和沥青用量。矿料级配和沥青用量。设计方法及基本步骤设计方法及基本步骤 1矿料级配的确定矿料级配的确定（1）矿料设计级配的选定矿料设计级配的选定 矿料设计级配可按表矿料设计级配可按表711的范围选择。的范围选择。（2）矿料合成级配的确定）矿料合成级配的确定 用图解法、解析法、试算法等方法，确定各种用图解法、解析法、试算法等方法，确定各种矿料（粗、细骨料及矿物粉）的合成比例，使合矿料（粗、细骨料及矿物粉）的合成比例，使合成级配曲线与设计级配曲线尽量相近。成级配曲线与设计级配曲线尽量相近。例：例：设防渗层沥青

42、混凝土采用矿料为：设防渗层沥青混凝土采用矿料为：1510mm碎石、碎石、105mm碎石、河砂及矿物粉四种，碎石、河砂及矿物粉四种，试求四种矿料的合成比例。试求四种矿料的合成比例。2配合比初选试验配合比初选试验(1)(1)沥青用量的初步选择沥青用量的初步选择 沥青混凝土的配合比，通常以矿料总量为沥青混凝土的配合比，通常以矿料总量为100100，沥青用量按其占矿料总量的百分率计。沥青用量按其占矿料总量的百分率计。沥青用量选择可参考表沥青用量选择可参考表711711所列沥青用量范所列沥青用量范围。围。例例前例的防渗层沥青混凝土中，沥青用量范围前例的防渗层沥青混凝土中，沥青用量范围为为7.57.5一一

43、9.09.0，现选择沥青用量为：，现选择沥青用量为：7.57.5、8.08.0、8.58.5、9.09.0。（2）马歇尔试验马歇尔试验 将沥青用量为将沥青用量为7.5、8.0、8.5、9.0四种配合比的沥青混凝土进行马歇尔试验，并四种配合比的沥青混凝土进行马歇尔试验，并测定沥青混凝土的表观密度及孔隙率。测定沥青混凝土的表观密度及孔隙率。l l 设计要求的技术指标设计要求的技术指标孔隙率为孔隙率为24，稳定度大于稳定度大于4kN，流值为，流值为4060；马歇尔试验结果马歇尔试验结果初选配合比确定初选配合比确定综合技术指标，得出同时能满足孔隙率、综合技术指标，得出同时能满足孔隙率、稳定度，流值等技

44、术要求的沥青用量范围为稳定度，流值等技术要求的沥青用量范围为78一一82)。确定一个。确定一个(或几个或几个)沥青用量沥青用量作为初选配合比。现以中值作为初选配合比。现以中值8.0作为选定结果。作为选定结果。对初步选定的配合比，再根据设计规定的技对初步选定的配合比，再根据设计规定的技术要求进行检验。术要求进行检验。如各项技术指标均能满足设计要求，则该配如各项技术指标均能满足设计要求，则该配合比即可确定为试验室配合比；合比即可确定为试验室配合比；否则须另选合成级配或另选沥青用量进行试否则须另选合成级配或另选沥青用量进行试验。验。实验室所使用原材料和成型条件与现场情况实验室所使用原材料和成型条件与现场情况不尽相同，实验室配合比要经现场检验、调整，不尽相同，实验室配合比要经现场检验、调整，