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11 第11章 沥青与沥青混合料.pptx

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本课件介绍石油沥青的组分、胶体结构与流变特性,讲解针入度、延度、软化点等主要技术性质与评价指标,说明改性沥青、乳化沥青等品种的特点,并系统展开沥青混合料的组成材料、结构类型与强度形成原理、高温稳定性等技术性质及配合比设计方法。

第11章沥青与沥青混合料封面页,本章涵盖石油沥青、其他沥青、沥青混合料
第11章 沥青与沥青混合料内容导览,列出本章石油沥青、其他沥青、沥青混合料等各节标题
沥青的定义与分类,沥青是高分子碳氢化合物及其非金属(氧、氮、碳等)衍生物组成的极其复杂的混合物,在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固
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第1页:第11章 沥青与沥青混合料

本页为图示内容,具体说明见对应图片。

第2页:第11章 沥青与沥青混合料内容导览

本章内容11.1石油沥青11.2其他沥青11.3沥青混合料

第3页:沥青的定义与分类

沥青是高分子碳氢化合物及其非金属(氧、氮、碳等)衍生物组成的极其复杂的混合物,在常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态

沥青是一种无机的胶结材料,具有粘性、塑性、耐腐蚀及憎水性等,因此在建筑工程中主要用作防潮、防水、防腐材料,用于屋面、地下、以及其他防水工程、防腐工程以及道路工程

第4页:沥青的分类

目前,最常用的主要是石油沥青和煤沥青两类,其次是天然沥青

地沥青焦油沥青沥青天然沥青石油沥青煤沥青页岩沥青

第5页:11.1 石油沥青

11.1.1石油沥青的组成和结构1.石油沥青的组成石油沥青的化学组分极为复杂,对其进行化学成分分析十分困难,许多研究者就从工程使用的角度进行沥青“化学组分”分析的研究

化学组分分析就是将沥青分离为化学性质相近,而且与其使用性能有一定联系的几个组,这些组就称为“组分”

石油沥青的三组分分析法是将石油沥青分离为油分、树脂和沥青3个组分

第6页:石油沥青的组分

石油沥青的各组分性状含量(%)分子量密度(g/cm3)状态颜色性状组分45~60300~5000.7~1.0透明液体淡黄至红褐色油分15~30600~10001.0~1.1粘性半固体黄色至黑褐色树脂5~301000~60001.1~1.5脆性固体微粒深褐色至黑色沥青质

第7页:油分、树脂与沥青质的作用

油分赋予沥青以流动性,但含量多时,沥青的温度稳定性差

树脂赋予沥青以塑性,树脂组分含量高,不但沥青塑性好,粘性也好

沥青质赋予沥青温度稳定性和粘性,沥青质含量高,温度稳定性好,但其塑性降低,沥青的硬脆性增加

第8页:石油沥青的胶体结构

2.石油沥青的胶体结构沥青的技术性质,不仅取决于它的化学组分及其化学结构,而且还取决于它的胶体结构

现代肢体理论认为:沥青的胶体结构,是以固态超细微粒的沥青质为分散相

通常是若干个沥青质密集在一起,它们吸附了极性半固态的胶质,而形成“胶团”

由于胶溶剂一胶质的胶溶作用,而使胶团胶溶、分散于液态的芳香分和饱和分组成的分散介质中,形成稳定的胶体

第9页:图11.3 石油沥青的不同胶体结构

根据沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同,可以形成不同的胶体结构

沥青的胶体结构可分三种类型

(a)(b)(c)图11.3石油沥青的不同胶体结构示意(a)溶胶型结构

(b)溶—凝胶型结构

(c)凝胶型结构

第10页:溶胶型结构

(1)溶胶型结构沥青中沥青质分子量较低,并且含量很少,同时有一定数量的芳香度较高的胶质,这样使胶团能够完全胶溶而分散在分香分和饱和分的介质中

在此情况下,胶团相距较远,它们之间吸引力很小(甚至没有吸引力),胶团可以在分散介质粘度许可范围之内自由运动,这种胶体结构的沥青,称为溶胶型沥青

通常,大部分直馏沥青都属于溶胶型沥青

这类沥青在路用性能上,具有较好的自愈性和低温时变形能力,但温度稳定性较差

第11页:凝胶型结构

(2)凝胶型结构沥青中沥青质含量很高(30%以上),并有相当数量芳香度高的胶质形成胶团

这样,沥青中胶团浓度很大程度的增加,它们之间相互吸引力增强,使胶团靠得很近,形成空间网络结构、此时,液态的芳香分和饱和分在胶团的网络中成为“分散相”,连续的胶团成为“分散介质”

这种肢体结构的沥青,称为凝胶型沥青

通常,深度氧化的沥青多属于凝胶型沥青

这类沥青在路用性能上,虽具有较好的温度稳定性,但低温变形能力较差

第12页:溶—凝胶型结构

(3)溶—凝胶型结构沥青中沥青质含量适当(在15%~25%之间),并有较多数量芳香度较高的胶质

这样形成的胶团数量增多,胶体中胶团的浓度增加,胶团距离相对靠近,它们之间有一定的吸引力

这是一种介乎溶胶与凝胶之间的结构,称为溶—凝胶结构,这种结构的沥青,称为“溶—凝胶型沥青”

这类沥青的路用性能,在高温时具有较低的感温性,低温时又具有较好的形变能力

修筑现代高等级沥青路面用的沥青,都应属于这类胶体结构类型

第13页:11.1.2 石油沥青的技术性质

1.粘滞性(粘性)粘滞性又称粘性,是指沥青材料在外力作用下沥青粒子产生相互位移而抵抗剪切变形的能力

①针入度针入度试验是国际上普遍采用测定粘稠沥青稠度的一种方法

沥青的针入度是在规定温度(25℃)和时间(5S)内,附加一定重量(100g)的标准针垂直贯入试样的深度,以0.1mm表示

P25℃,100g,5s:针入度试验温度为25℃,标准针质量和贯入时间为100g和5s

针入度值愈大,表示沥青愈软(稠度愈小)

第14页:沥青针入度试验示意图

本页为图示内容,具体说明见对应图片。

第15页:标准粘度测定液体石油沥青

②标准粘度测定液体石油沥青、煤沥青和乳化沥青等的粘度,采用道路标准粘度计法

沥青的标准粘度(简称“粘度”)是试样在规定温度下,从标准粘度计规定直径(3、4、5、10mm)的流孔流出50ml所需的时间,以s表示

流出的时间越长,粘度越大

第16页:沥青标准粘度试验

示意图1-沥青试样

2-活动球杆

3-流孔

4-水

第17页:延性(延度)

2.沥青的延度用延度仪测定

沥青的延度是规定形状(倒八字形)试样在规定温度下,以一定速度受拉伸至断开时的长度,以cm表示

延度越大,沥青的延性越好

延性延性
沥青材料在外力拉伸作用下发生塑性变形的能力,通常是用延度作为条件延性指标来表征。

第18页:沥青延度试验

示意图1-试模

2-试件

3-操纵杆

4-手柄

5-滑板架

6-指针

7-滑板

8-底盘

9-控制箱

10-控温仪

11-丝杆

12-水浴槽

13-标尺

第19页:温度感应性沥青是复杂的胶体结构

3.温度感应性沥青是复杂的胶体结构,粘度随温度的不同而产生明显的变化

这种粘度随温度变化的感应性称为温度感应性

沥青是没有严格熔点的粘性物质,随着温度升高逐渐变软,粘度降低

因此,取滴落点和硬化点之间温度间隔的87.21%作为软化点

软化点试验采用环球法

该法是将沥青试样注于内径为18.9mm的铜环中,环上置一重3.5g的钢球,在规定的加热温度(5℃/min)下进行加热,沥青试样逐渐软化,直至在钢球荷重作用下,使沥青产生25.4mm挠度(即接触底)时的温度,称为软化点,以℃计

第20页:沥青软化点试验示意图

(a)起始温度

(b)软化点温度

第21页:软化点与温度感应性

可以看出,针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度,而软化点则是在沥青达到规定条件粘度时的温度

所以软化点是反映沥青材料热稳定性的一个指标,也是条件粘度的一种量度

针入度、延度、软化点是评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标,所以通称“三大指标”

第22页:大气稳定性

4.在阳光、空气、水等外界因素的综合作用下,石油沥青中的各组分会发生不断递变,油分、树脂逐渐减少,沥青质逐渐增多,这一过程称为沥青的老化

大气稳定性大气稳定性
石油沥青在热、光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能,它反映沥青的耐久性。

第23页:耐久性的评价方法

有:薄膜烘箱加热试验、旋转薄膜加热试验、应力老化试验

①薄膜烘箱加热试验将50g的沥青试样装入盛样皿(内径140mm,深9.5mm)内,置于烘箱中,膜的厚度为3.2mm,在163℃下以5.5r/min旋转,保持受热时间5h,冷却

测定质量损失,加热前后针入度等技术指标

第24页:旋转薄膜加热试验

②旋转薄膜加热试验将沥青试样35g装人高140mm、直径64mm的开口玻璃瓶中,盛样瓶插入旋转烘箱中,一边接受4000mL/min流量吹入的热空气,一边在163℃的高温下以15r/min的速度旋转,经过75min的老化后,测定沥青的质量损失及针人度、粘度等各种性能指标的变化

第25页:施工安全性为保证沥青加热质量和施

5.施工安全性为保证沥青加热质量和施工安全,须测定沥青的闪点

闪点是反映道路沥青在施工过程中安全性能的指标

道路石油沥青闪点采用克利夫兰开口杯法(简称COC),将沥青试样盛于标准杯中,按规定的升温速度加热,当点火器扫拂过沥青试样表面,初次发生一瞬即灭的火焰时,此时试样的温度即为闪点

闪点的高低,关系到运输、储存和加热使用等方面的安全

第26页:溶解度沥青的溶解度

6.那些不溶解的物质为有害物质,会降低沥青的性能,应加以限制

溶解度沥青的溶解度
石油沥青在三氯乙烯等有机溶剂中溶解的百分率(即有效物质含量)。

第27页:11.1.3 石油沥青的技术标准

及选用石油沥青按技术性质划分为多种牌号,按应用不同可分为道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青

1.道路石油沥青的技术标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)中,沥青等级划分以沥青路面的气候条件为依据,在同一个气候区内根据道路等级和交通特点再将沥青分为1-3个不同的针入度等级

第28页:沥青路面使用性能气候分区

见课本表11-2,道路石油沥青的技术要求见课本表11-3,不同等级道路石油沥青具有不同的适用范围,见课本表11-4

2.建筑石油沥青、普通石油沥青的技术标准建筑石油沥青、普通石油沥青的技术标准见课本表11-5

三种石油沥青的牌号主要是根据针入度指标来划分的,随着牌号的增加,粘性越小(针入度越大),塑性越好(延度越大),温度感应性越大(软化点越低)

第29页:沥青的掺配

3.石油沥青的掺配两种沥青掺配的比例可用下式估算:式中:Q1—较软沥青用量,%

Q2—较硬沥青用量,%

T—要求配置沥青的软化点,℃

T1—较软沥青的软化点,℃

T2—较硬沥青软化点,℃

如用三种沥青时,可先求出两种沥青的配比,然后再与第三种沥青进行配比计算

第30页:11.2 其他沥青

11.2.1煤沥青煤沥青是将烟煤在隔绝空气条件下进行干馏而得到的副产品——煤焦油,再经蒸馏而获得的产品

蒸馏温度低于270℃所得的产品为液体或半固体,称为软煤沥青

蒸馏温度高于270℃所得固态产品,称为硬煤沥青

第31页:煤沥青的组分分析

1.煤沥青的组分利用选择性溶解的组分分析法,可将煤沥青划分为几个化学性质、路用性能相近的组分,包括油份、软树脂、硬树脂和游离碳等四个组分,油份又可以分为中性油、酚、萘、蒽

2.煤沥青的技术性质(1)温度稳定性校低

(2)大气稳定性差

(3)塑性较差

(4)与矿料粘附性好

(5)有毒、有臭味、防腐能力强

(6)煤沥青密度比石油沥青大

第32页:11.2.2 乳化沥青

乳化沥青是将沥青热融,经过机械的作用,以细小微滴状态分散于含有乳化剂的水溶液之中,形成水包油(O/W)状的沥青乳液

1.乳化沥青的特点(1)可冷态施工,节约能源,减少环境污染

(2)常温下具有较好的流动性,能保证洒布的均匀性,可提高路面修筑质量

(3)采用乳化沥青,扩展了沥青路面的类型

(4)乳化沥青与矿料表面具有良好工作性和粘附性,可节约沥青并保证施工质量

(5)可延长施工季节,低温多雨季节对其影响较小

第33页:乳化沥青的分类

2.乳化沥青的分类乳化沥青的分类、检验标准和技术要求,不同国家规定各不相同

我国根据实际情况和各国经验,按施工方法对乳液进行分类

乳化沥青分为三个部分,第一部分用P或B代表喷洒施工或拌和施工,第二部分用C、A和N代表阳离子、阴离子或非离子乳液,第三部分用1~3表示不同用途分类

阳离子乳化沥青可适用于各种集料品种,阴离于乳化沥青适用于碱性集料

第34页:11.2.3 改性沥青

通过对沥青材料的改性,可以改善以下几个方面的性能:(1)提高高温抗变形能力,可以增强沥青路面的抗车辙性能

(2)提高沥青的弹性性能,可以增强沥青的抗低温和抗疲劳开裂性能

(3)提高沥青的抗老化能力,延长沥青路面的使用寿命

(4)改善沥青与石料的粘附性

改性沥青
向沥青中掺加改性剂,或采用对沥青氧化加工等措施,使沥青的路用性能得到改善而制成的沥青结合料。

第35页:11.3 沥青混合料

11.3.1概述1.沥青混合料的定义沥青混合料是矿质混合料(简称矿料)与沥青结合料拌和而成的混合料的总称,其中矿料起骨架作用,沥青与填料起胶结和填充作用

沥青混合料经摊铺、压实成型后成为沥青路面,是现代道路路面的主要材料之一

第36页:沥青混合料的分类

2.沥青混合料的分类(1)按矿质混合料的级配组成分类①连续密级配沥青混合料按密级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料与沥青结合料拌和而成,包括密实式沥青混凝土混合料(以DAC表示),设计空隙率3%~6%

密实式沥青稳定碎石混合料(以ATB表示),设计空隙率3%~6%

②连续半开级配沥青混合料由适当比例的粗集料、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青结合料拌和而成,压实后剩余空隙率在6%~12%的半开式沥青碎石混合料(以AM表示)

第37页:开级配沥青混合料

③开级配沥青混合料矿料级配主要由粗集料嵌挤组成,细集料及填料较少,经高粘度沥青结合料粘结形成的开级配沥青碎石混合料,设计空隙率大于18%

典型类型如排水式沥青磨耗层混合料(以OGFC表示)和排水式沥青稳定碎石(以ATPB表示)

④间断级配沥青混合料矿料级配组成中缺少1个或几个档次(或用量很少)而形成的沥青混合料,典型类型如沥青玛蹄脂碎石混合料(以SMA表示)

第38页:按矿料的最大粒径分类

(2)按矿料的最大粒径分类根据集料的公称最大粒径,沥青混合料分为:①特粗式沥青混合料:集料公称最大粒径等于或大于31.5mm的沥青混合料

②粗粒式沥青混合料:集料公称最大粒径等于或大于26.5mm的沥青混合料

③中粒式沥青混合料:集料公称最大粒径等于16mm或19mm的沥青混合料

④细粒式沥青混合料:集料公称最大粒径等于9.5mm或13.2mm的沥青混合料

⑤砂粒式沥青混合料:集料公称最大粒径小于9.5mm的沥青混合料

第39页:按制造工艺分类

(3)按制造工艺分类①热拌沥青混合料:沥青和矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料

②冷拌沥青混合料:以乳化沥青、液体沥青或改性乳化沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料

③再生沥青混合料:将需翻修或废弃的旧沥青路面,经翻挖、回收、破碎、筛分,与再生剂、新集料、新沥青材料等按一定的比例重新拌和,形成具有一定路用性能的再生沥青混合料

可以采用冷再生,也可以采用热再生技术

第40页:沥青混合料的特点

3.沥青混合料的特点(1)优良的结构力学性能和表面功能特性

(2)表面抗滑性能好

(3)施工方便

(4)经济耐久性好

(5)便于再生利用

(6)抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天无扬尘、雨后不泥泞等

由于上述特点,沥青混合料广泛应用于各种道路路面

第41页:沥青混合料的组成结构

11.3.2沥青混合料的组成结构1.组成结构的理论(1)表面理论传统的表面理论认为混合料是由粗、细集料和填料组配而成的矿质骨架和沥青组成,沥青分布在矿质骨料表面,将矿质骨料胶结成具有强度的整体

(2)胶浆理论近代胶浆理论认为混合料是一种多级空间网状结构的分散系,以粗集料为分散相分散在沥青砂浆中形成粗分散系,而沥青砂浆是由细集料为分散相分散到沥青胶浆中的细分散系,沥青胶浆则以填料为分散相分散在沥青介质中形成的微分散系

在这种多级分散体系中,因沥青胶浆最为基础,也最为重要,因此沥青胶浆的组成结构决定了沥青混合料的高低温变形能力

第42页:沥青混合料的组成材料

2.沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构通常按其矿质混合料的组成分为悬浮—密实结构、骨架—空隙结构、骨架—密实结构三大类

沥青混合料的结构类型a)悬浮—密实结构

b)骨架—空隙结构

c)骨架—密实结构

第43页:悬浮—密实结构

(1)悬浮—密实结构采用连续级配,矿料颗粒连续存在,而且细集料含量较多,将较大颗粒挤开,使大颗粒不能形成骨架,而较小颗粒与沥青胶浆比较充分,将空隙填充密实,使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间,形成“悬浮—密实”结构

(2)骨架—空隙结构采用连续开级配,粗集料含量高,彼此相互接触形成骨架

但细集料含量很少,不能充分填充粗集料件的空隙,形成所谓的“骨架—空隙”结构

(3)骨架—密实结构采用间断级配,粗、细集料含量较高,中间料含量很少,使得粗集料能形成骨架,细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙,形成“骨架—密实”结构

第44页:11.3.3 沥青混合料的技术性质

和技术标准1.沥青混合料的技术性质(1)我国现行标准《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40—2004)规定,采用马歇尔稳定度试验评定沥青混合料高温稳定性

对于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路用沥青混合料,还应通过车辙试验检验其抗车辙能力

高温稳定性沥青混合料的高温稳定性
沥青混合料在高温(通常为60℃)条件下,能够抵抗车辆荷载的反复作用,不产生车辙、波浪等病害的性能。

第45页:马歇尔稳定度试验

①马歇尔稳定度试验将沥青混合料制成直径为101.6mm、高为63.5mm的圆柱体试件,在高温(60℃)的条件下,保温30~40min,然后将试件放置于马歇尔稳定度仪(如图11.13所示)上,以50±5mm/min的形变速度加荷,直至试件破坏,同时测定稳定度(MS)、流值(FL)、马歇尔模数(T)三项指标

第46页:车辙试验我国标准

②车辙试验我国标准规定,对于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路沥青路面的上面层和中面层的沥青混合料,在用马歇尔试验进行配合比设计时必须采用车辙试验对沥青混合料的抗车辙能力进行检验,不满足要求时,应对矿料级配或沥青用量进行调整,重新进行配合比设计

采用标准方法成型沥青混合料板状试件(300mm×300mm×50mm),在规定的温度条件下(一般为60℃),试验轮以42±1次/min的频率,沿着试件表面同一轨迹上反复行走,试验轮在试件表面反复作用下将形成一定车辙深度

第47页:低温抗裂性

(2)低温抗裂性沥青混合料抵抗低温收缩裂缝的能力称为低温抗裂性

沥青混合料路面的低温收缩开裂主要有两种形式:一种是由于气温骤降造成材料低温收缩

另一种形式是低温收缩疲劳裂缝

沥青混合料低温抗裂性目前仍处于研究阶段

我国现行规范建议采用低温线收缩系数试验、低温弯曲试验及低温劈裂试验评价沥青混合料的低温抗裂性能

第48页:耐久性

(3①沥青混合料的抗老化性在沥青混合料使用过程中,受到空气中氧、水、紫外线等介质的作用,促使沥青发生诸多复杂的物理化学变化,逐渐老化或硬化,致使沥青混合料变脆易裂

②沥青混合料的水稳定性水能使沥青与矿料分离,并使可溶性化合物溶解流失,使沥青混合料强度降低

渗入混合料的水分还会使路面体积膨胀,干燥后路面又再收缩,反复循环导致路面开裂

松散的集料颗粒被滚动的车轮带走,在路表形成独立的大小不等的坑槽,即所谓的沥青路面“水损害”

)耐久性沥青混合料的耐久性
沥青混合料在使用中抵抗外界各种因素(如阳光、空气、水、车辆荷载等)的长期作用,保持原有的性质的能力。

第49页:抗滑性

(4)抗滑性随着现代高速公路的发展,对沥青路面的抗滑性提出了更高要求

为保证长期高速行车安全,配料时要特别注意粗集料的的耐磨光性,应选择硬质有棱角的集料

但表面粗糙、坚硬耐磨的集料多为酸性集料,与沥青粘附性不好,应掺加抗剥剂或采用石灰水处理集料表面等

沥青用量对抗滑性的影响非常敏感,沥青用量超过最佳用量时的0.5%,即可使抗滑系数明显降低

含蜡量对沥青混合料抗滑性也有明显影响

第50页:施工和易性

(5)施工和易性沥青混合料应具备良好的施工和易性,能够在拌和、摊铺与碾压过程中,集料颗粒保持分布均匀,表面被沥青膜完整地裹覆,并能被亚实到规定的密度,这是保证沥青使用质量的必要条件

影响施工和易性的主要材料因素是矿料级配、沥青的用量和矿粉的质量

此外,气候情况、机械性能、施工能力等外部条件也不同程度地影响施工和易性,应结合施工方式和施工条件给予考虑

第51页:沥青混合料技术指标

2.沥青混合料的技术标准(1)马歇尔试验技术标准普通热拌沥青混合料,采用马歇尔试验方法进行配合比设计

在进行配合比设计时,沥青混合料马歇尔试件的体积特征参数、稳定度与流值试验结果应符合课本表11-9和表11-10的技术要求

(2)沥青混合料的高温稳定性指标对用于高速公路、一级公路和城市快速路、主干路沥青路面上面层和中面层的沥青混合料进行配合比设计时,应进行车辙试验检验

沥青混合料的动稳定度应符合课本表11-11的要求

第52页:沥青混合料技术要求

(3)沥青混合料的水稳定性指标沥青混凝土混合料应具有良好的水稳定性

在进行沥青混合料配合比设计及性能评价时,其浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验应符合课本表11-12的要求,达不到要求时必须采取抗剥落措施,调整最佳沥青用量后再次试验

(4)沥青混合料的低温抗裂性指标对密级配沥青混合料应进行-10℃、加载速率50mm/min的弯曲试验,测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量,并根据应力应变曲线形状,综合评价沥青混合料的低温抗裂性能

其中沥青混合料的破坏应变宜满足课本表11-13的要求

第53页:沥青混合料的配合比设计

11.3.4沥青混合料的配合比设计沥青混合料配合比设计的任务就是通过确定粗集料、细集料、矿粉和沥青之间的比例关系,使沥青混合料的各项指标达到工程要求

沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证(试验路试铺阶段)三个阶段

生产配合比设计和生产配合比验证是在目标配合比设计的基础上进行的,需借助施工单位的拌和设备、摊铺和碾压设备完成

只有通过这三个阶段的配合比设计,才能真正提出工程上的实际使用的沥青混合料配合比

第54页:矿料级配的选用

1.沥青混合料的组成材料(1)沥青沥青是沥青混合料中重要的组成材料,其性能直接影响沥青混合料的各种技术性质

沥青路面所用沥青等级应根据气候条件、沥青混合料类型、道路类型、交通性质、路面类型、施工方法以及当地经验,经技术论证后确定

(2)粗集料沥青混合料用粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体,且无风化、不含杂质,具有足够的强度、耐磨耗性

粗集料的粒径规格应按照课本表11-18进行生产和选用

第55页:细集料要求

(3)细集料用于拌制沥青混合料的细集料,可以采用天然砂、机制砂或石屑

细集料应洁净、干燥、无风化、不含杂质,并有适当的级配范围

(4)填料填料在沥青混合料中的作用非常重要,沥青混合料主要是依靠沥青与矿粉的交互作用形成较高粘结力的沥青胶桨,将细集料结合成一个整体

用于沥青混合料的填料最好采用石灰岩或岩浆岩中强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉,生产矿粉的原石料中泥土杂质应清除

矿粉要求干燥、洁净,能自由地从石粉仓中流出

第56页:目标配合比

2.目标配合比设计目标配合比设计分为矿质混合料配合组成和沥青最佳用量确定两部分

密级配沥青混合料目标配合比设计采用马歇尔试验配合比设计方法

(1)矿质混合料配合组成设计①选择热拌沥青混合料种类热拌沥青混合料(HMA)适用于各种等级公路的沥青路面

其种类按集料公称最大粒径、矿料级配、空隙率划分,分类见课本表11-23

第57页:矿料级配范围

②确定工程设计级配范围沥青混合料的矿料级配应符合工程规定的设计级配范围

③矿质混合料配合组成设计计算矿料配合比设计:高速公路和一级公路沥青路面矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子表格用试配法或图解法进行

其他等级公路沥青路面也可参照进行

第58页:最佳沥青用量确定

(2)确定最佳沥青用量①制备马歇尔试件②测定计算体积指标③测定力学指标④确定最佳沥青用量(或油石比)⑤检验最佳沥青用量时粉胶比和有效沥青膜厚度(3)配合比设计检验①高温稳定性检验②水稳定性检验③低温抗裂性检验④渗水系数检验

第59页:生产配合比

3.生产配合比设计对间歇式拌和机,应按规定方法取样测试各热料仓的材料级配,确定各热料仓的配合比,供拌和机控制室使用

同时选择适宜的筛孔尺寸和安装角度,尽量使各热料仓的供料大体平衡

并取目标配合比设计的最佳沥青用量OAC、OAC±0.3%等3个沥青用量进行马歇尔试验和试拌,通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量,由此确定的最佳沥青用量与目标配合比设计的结果的差值不宜大于±0.2%

第60页:生产配合比验证拌和机按生产配合比

4.生产配合比验证拌和机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段,并取样进行马歇尔试验,同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小,由此确定生产用的标准配合比

标准配合比的矿料合成级配中,至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值,并避免在0.3mm~0.6mm处出现“驼峰”

对确定的标准配合比,宜再次进行车辙试验和水稳定性检验

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