【正文】 （ 7%分水嶺）。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 瀝青路面水穩(wěn)定性 瀝青路面水損害的處理手段 1. 路面結(jié)構(gòu)層均采用水穩(wěn)定性好的密實型瀝青混凝土。 施工后的環(huán)境條件： 施工后的環(huán)境條件包括氣候及交通荷載情況，溫度、降雨量、凍融及干濕循環(huán)等，都將影響水損害；其它條件相同時，交通荷載繁重可加速水損害的發(fā)生和發(fā)展。斷級配和開級配瀝青混合料粗顆粒較多，瀝青用量較少。 瀝青路面水穩(wěn)定性 道路工程材料 第三章瀝青混合料 進水和荷載力對裂縫作用示意 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 瀝青路面水穩(wěn)定性 道路工程材料 第三章瀝青混合料 水損壞產(chǎn)生的原因及影響瀝青路面水穩(wěn)定性的因素 瀝青混合料的性質(zhì)： 包括集料性質(zhì)與瀝青性質(zhì)。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 瀝青混合料路面疲勞破壞形成裂縫 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 水穩(wěn)定性不足：瀝青剝離，粘結(jié)強度降低，集料松散，易形成 坑槽，即 “水損壞”。 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 耐久性 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 耐久性 解決措施： 選擇耐老化瀝青，有足量的瀝青含量。 壓實空隙率的增大，回收瀝青針入度減小，老化程度增加。 在氣候溫暖、日照時間較長的地區(qū)，瀝青的老化速度快，而在氣溫較低、日照時間短的地區(qū)，瀝青的老化速率相對較慢。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 耐久性 老化原因： 在瀝青混合料使用過程中，受到空氣中氧、水、紫外線等介質(zhì)的作用， 促使瀝青發(fā)生諸多復雜的物理化學變化 ，逐漸老化或硬化，致使瀝青混合料 變脆易裂 ，從而導致瀝青路面出現(xiàn)各種與瀝青老化有關(guān)的裂紋或裂縫 。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 疲勞破壞 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 耐久性 定 義 : 耐久性 是指瀝青混合料在使用過程中 抵抗環(huán)境因素及行 車和在反復作用 的能力，它包括瀝青混合料的 抗老化性、 抗疲勞性 等綜合性質(zhì)。在寒冷地區(qū)，可采用稠度較低、勁度較低的瀝青，或選擇松弛性能較好的橡膠類改性瀝青來提高瀝青混合料的低溫抗裂性 級配的影響： 密級配的低溫抗拉強度高于開級配的瀝青混合料，但是粒徑大、空隙率大的瀝青混合料內(nèi)部微空隙發(fā)達，應力松弛能力略強，溫度應力有所減小，兩方面的影響相互抵消，故 級配類型與瀝青路面開裂程度之間沒有顯著關(guān)系 。所以在我國行業(yè)標準（ JTJ03698）中，采用低溫彎曲試驗的破壞應變指標作為評價改性瀝青瀝青混合料的低溫抗裂性能。 相關(guān)的試驗主要包括：等應變加載的破壞試驗，如間接拉伸試驗、直接拉伸試驗；低溫收縮試驗；低溫蠕變彎曲試驗（現(xiàn)規(guī)范推薦方法）；受限試件溫度應力試驗；應力松弛試驗等。 由于瀝青混合料具有一定的應力松弛能力，當降溫速率較慢時，所產(chǎn)生的溫度溫度應力會隨著時間之間松弛減小，不會對瀝青路面產(chǎn)生較大的危害。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 低溫抗裂性 但當氣溫驟降時，所產(chǎn)生的溫度應力來不及松弛，當溫度應力超過瀝青混合料的容許應力值時，瀝青混合料被拉裂，導致瀝青路面出現(xiàn)裂縫造成路面的損壞。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 低溫抗裂性 定義： 低溫抗裂性，保證瀝青路面在低溫時不產(chǎn)生裂縫的能力。 細粒式和中粒式密級配瀝青混合料，適當減少瀝青用量有利于抗車轍能力的提高，當采用馬歇爾試驗進行瀝青混合料配合比設(shè)計時，瀝青用量應選擇最佳瀝青用量范圍的下限。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 高溫穩(wěn)定性 （ 3）瀝青用量的影響 隨著瀝青用量的增加，瀝青膜增厚，自由瀝青比例增加，在高溫條件下，易發(fā)生明顯的流動變形，從而導致瀝青混合料抗高溫變形能力降低。 （ 2）瀝青的影響 瀝青的高溫粘度越大，與集料的粘附性越好，相應的瀝青混合料的抗高溫變形能力就越強。 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 高溫穩(wěn)定性 （ 1）礦料的影響 在瀝青混合料的組成材料中，礦料性質(zhì)對瀝青混合料高溫性能 影響是至關(guān)重要的。 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 高溫穩(wěn)定性 規(guī)定：對于 高速公路、一級公路和城市快速路、主干路瀝 青路面的上面層和中面層的瀝青混合料 ，在用馬歇爾試驗進行配合比設(shè)計時必須采用車轍試驗對瀝青混合料的抗車轍能力進行檢驗。 1次 /min的頻率），形成一定的車轍深度，然后計算試件變形 1mm所需車輪行駛次數(shù)，即為動穩(wěn)定度 規(guī)定：高速公路，不宜小于 800次 /mm 一級公路、城市主干道，不宜小于 600次 /mm 影響混合料高溫穩(wěn)定性的因素： 瀝青用量、瀝青的粘度、礦料的級配、礦料尺寸、形狀 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 高溫穩(wěn)定性 道路工程材料 第三章瀝青混合料 ? 車轍實驗方法首先是英國運輸與道路研究試驗所 (TRRL)開發(fā)的，并經(jīng)過了法國、日本等道路工作者的改進與完善。試驗中一組試件需平行試件通常為 4個，必要時要增至 5~6個。 ，兩側(cè)高度差不大于2mm)。試驗中一組試件需平行試件通常為 4個。 ，兩側(cè)高度差不大于2mm） 。 ② 流值 (FL)：達到最大破壞荷重時，試件的垂直變形，以 。 馬歇爾試驗用于測定瀝青混合料試件的破荷載和抗變形能力，得到 馬歇爾穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù) 。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 瀝青路面的高溫病害 道路工程材料 第三章瀝青混合料 2 瀝青混合料的技術(shù)性能 高溫穩(wěn)定性 評價方法： 我國最常用評價方法是： 馬歇爾試驗 和 車轍試驗 。 高溫穩(wěn)定性的意義： 高溫條件下或長時間承受荷載作用混合料會產(chǎn)生顯著的變形 ，其中不能恢復的部分成為 永久變形 ， 這種特性是 導致 瀝青路面 產(chǎn)生車轍 、 波浪 及 擁包 等 病害 的主要原因。 定義： 瀝青混合料在高溫條件下，承受多次重復荷載不產(chǎn)生過大的累積塑性變形的性質(zhì)。 瀝青混合料的抗剪強度與形變速率也有關(guān) ， 粘聚力 C 值隨形變速率的增加而顯著提高 ， 內(nèi)摩阻角隨形變速率的變化很小 。溫度降低 ， 可使混合料粘聚力提高 ， 強度增加 ， 變形能力降低 。 礦質(zhì)集料愈粗 ， 配制成的瀝青混合料的內(nèi)摩阻角就愈高 。 礦料級配類型是影響瀝青混合料抗剪強度的因素之一 。 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 。 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。 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。 骨架 — 密實結(jié)構(gòu) 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(gòu) （ 典型的 SMA型 ） 。 道路工程材料 第三章瀝青混合料 懸浮 — 密實結(jié)構(gòu) 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(gòu)（ 典型的 AC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(gòu) 瀝青混合料結(jié)構(gòu)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。 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(gòu)類型。 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