【正文】 道路工程材料 土木工程與建筑系 道路工程材料 第三章瀝青混合料 第三章 瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 2 瀝青混合料的技術性能 3 瀝青混合料的組成設計 4 其他類型的瀝青混合料 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 定義 瀝青混合料是經(jīng) 人工合理選擇級配組成的礦質(zhì)混合料 與 適 量瀝青材料 ，在一定溫度下經(jīng)拌和而成的高等級路面材料。 瀝青混凝土混合料（ Asphalt concrete mixture） [粗集料 +細集料 +填料 +瀝青 ] 簡稱 AC 瀝青碎石混合料（ Asphalt macadan mixture） [粗集料 +細集料 +填料 +瀝青 ] 簡稱 AM 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 優(yōu)點 良好的力學性能：彈塑性，無需設臵施工縫、伸縮縫，路面平整且有彈性。 良好的抗滑性能：平整且有一定的粗糙度，不反光，行車安全。 施工方便，速度快，能夠及時開放交通。 可分期改造和再生利用。 晴天無塵，雨天不濘，便于汽車高速行駛。 缺點： 老化 表層產(chǎn)生松散。 溫度穩(wěn)定性差：高溫軟化，產(chǎn)生過分變形；低溫脆化，產(chǎn)生裂縫。 瀝青混合料的特點 道路工程材料 第三章瀝青混合料 按膠凝材料種類 （ 1）石油瀝青混合料 （ 2）煤瀝青混合料 按砂料最大粒徑可分為以下幾種 （ 1）特粗式 D= （ 2）粗粒式 D=、下面層 （ 3）中粒式 D=19/16mm 面層或下面層 （ 4）細粒式 D=（ 5）砂粒式 D= 磨耗層 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料分類 道路工程材料 第三章瀝青混合料 瀝青混合料分類 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 按砂質(zhì)混合料級配類型分類 （ 1）連續(xù)級配 如瀝青混凝土混合料 （ 2）間斷級配 如 SMA (Stone Mastic Asphalt) 按連續(xù)級配密實度分 （ 1）密級配瀝青混合料 AC VV10% 其中： I型 3%~6% 。 II型 4~10% （ 2）半開級配瀝青混合料 AM VV10% （ 3）開級配瀝青混合料 AK VV15% 按施工溫度分 （ 1）熱拌熱鋪瀝青混合料 （ 2）熱拌冷鋪瀝青混合料 （ 3）冷拌冷鋪瀝青混合料 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的體積組成 瀝青混合料體積參數(shù)基本指標 試件空隙率 VV (Volume of air Voids) 表征瀝青混合料的組成材料與壓實狀態(tài)之間的關系，直接影響瀝青混合料的穩(wěn)定性和耐久性。 礦料間隙率 VMA (Voids in Mineral Aggregate) 反映瀝青混合料礦料級配組成特征，決定了瀝青混合料的組成結(jié)構類型。 瀝青飽和度 VFA (Voids Filled with Asphalt) 瀝青結(jié)合料填充礦料間隙的程度，直接決定瀝青用量和路面性能。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料結(jié)構理論 表面理論： 瀝青混合料是由粗、細集料和礦粉，大小不同粒徑組成 密實礦質(zhì)混合料的骨架，利用瀝青膠結(jié)料的粘聚力，在加 熱狀態(tài)下施工，使瀝青包裹在礦料的表面經(jīng)過壓實固結(jié) 后，將松散的礦質(zhì)顆粒膠結(jié)成具有一定強度的整體。 瀝青混合料的組成結(jié)構類型 粗、細骨料及填料 密實級配的礦質(zhì)骨架 較稀瀝青分布其間 瀝青混合料 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的組成結(jié)構類型 特點 : 高稠度瀝青 / 瀝青用量大 / 間斷級配 膠漿理論： (現(xiàn)代理論 ) 將高稠度瀝青加到礦粉中形成膠漿－微分散體系 將細骨料添加到膠漿中形成瀝青砂漿－細分散體系 將粗骨料添加到瀝青砂漿中形成瀝青混合料－粗分散體系 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的組成結(jié)構類型 兩種理論的主要區(qū)別 表面理論重點突出礦質(zhì)骨料的骨架作用，強度的關鍵 首先是礦質(zhì)骨料的強度和密實度；而膠漿理論則突出瀝 青膠結(jié)構在混合料中的作用，以及瀝青與填充料之間的 關系，這對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性的影 響尤為重要。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 懸浮 — 密實結(jié)構 是指礦質(zhì)集料由大到小組成連續(xù)型密級配的混合料結(jié)構（ 典型的 AC型 ） 。 骨架 — 空隙結(jié)構 是指礦質(zhì)集料屬于連續(xù)型開級配的混合料結(jié)構 （ 典型的AM型和 OGFC型 ） 。 骨架 — 密實結(jié)構 是指礦質(zhì)集料具有較多數(shù)量的粗集料形成空間骨架 ， 同時又有足夠的細集料填滿骨架的空隙的混合料結(jié)構 （ 典型的 SMA型 ） 。 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的組成結(jié)構類型 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 懸浮 ﹣ 密實結(jié)構 骨架 ﹣ 空隙結(jié)構 骨架 ﹣ 密實結(jié)構 瀝青混合料的典型組成結(jié)構類型 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的結(jié)構強度理論 瀝青混合料在路面結(jié)構中有兩種破壞性式： 庫侖理論：在常溫或較高溫度下，粘結(jié)力不足引起的變形，及抗剪強度不足引起的推擠波浪、擁包等破壞。 在低溫下： 塑形能力變差，使抗拉強度不足導致裂縫而產(chǎn)生破壞。 通過三軸剪切強度研究得出結(jié)論：瀝青混合料的抗剪強度 (τ)主要取決于瀝青與礦質(zhì)集料物理、化學交互作用而產(chǎn)生的粘聚力（ c），以及礦質(zhì)集料在瀝青混合料中分散程度不同而產(chǎn)生的內(nèi)摩擦角 (υ)。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 實驗方法 :三軸剪切試驗 τ — 抗剪強度 C — 粘聚力 σ — 剪切法向壓應力 υ — 內(nèi)摩擦角 結(jié)論： 瀝青混合料抗剪強度 τ取決于粘聚力 C 和內(nèi)摩擦阻角 Ф。 ??? t a n?? c1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的結(jié)構強度理論 道路工程材料 第三章瀝青混合料 ? 瀝青性質(zhì)對粘結(jié)力的影響： 瀝青粘結(jié)性 ↑（粘度 ↑） →粘聚力 C↑→抗剪強度 τ↑ ? 瀝青與礦料相互作用 礦粉對涂敷于周圍的瀝青分子有吸附作用 →靠近界面處粘度 ↑ → 擴散溶劑化膜 (10um) 膜內(nèi) — 結(jié)構瀝青：粘度高 → C大 膜外 — 自由瀝青：粘度小 → C小 影響 υ 和 C 的因素 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的結(jié)構強度理論 道路工程材料 第三章瀝青混合料 ? 瀝青與礦粉的用量比例對瀝青混合料抗剪強度的影響 瀝青用量過少 ， 不足以形成薄膜粘結(jié)礦料顆粒表面 ， 粘結(jié)力不夠；瀝青用量過多 ， 逐漸將礦料顆粒推開 ， 瀝青膠結(jié)物的粘結(jié)力隨著自由瀝青的增加而降低 ， 粘結(jié)力反而下降；適量的瀝青用量 ， 瀝青膠結(jié)物具有最優(yōu)的粘結(jié)力 （ P103 圖 311） 。 在瀝青用量固定的情況下 ， 礦粉的用量多少也直接影響瀝青混合料的密實程度及粘結(jié)力 ， 礦粉用量不能過多 ， 否則使瀝青混合料結(jié)團成塊 ， 不易施工 。 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的結(jié)構強度理論 影響抗剪強度 τ的因素 道路工程材料 第三章瀝青混合料 1 瀝青混合料的類型與組成結(jié)構 瀝青混合料的結(jié)構強度理論 ? 礦料的級配類型及表面性質(zhì)對瀝青混合料抗剪強度的影響 瀝青混合料的抗剪強度與礦質(zhì)集料在瀝青混合料中的分布情況有密切關系 。 礦料級配類型是影響瀝青