沥青与沥青混合料 文档
第9章 沥青与沥青混合料2
车辙试验指标：动稳定度。
车辙试验：测定动态 稳定度。在60℃条件下， 用车辙试验机的试验轮
对沥青混合料试件进行
往返碾压 ，测定其在变 形稳定期每增加变形 1mm的碾压次数，即为 动态稳定度。对于高速
公路，此值不小于800次
/mm，对于一级公路， 不小于600次/mm。
影响高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥青 的粘度、矿料的级配、矿料的大小、形状等。
第九章
沥青与沥青混合料
9.1 石油沥青 9.2 路面用沥青混合料
§9.2 沥青混合料
沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合
料的总称。工程上最常用的沥青混合料有两种：
(1)沥青混凝土混合料是由适当比例的粗集料、细集 料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青结合料拌 和而制成的空隙率＜10%的沥青混合料。通常用于公路 的面层。
这种沥青混合料粘聚力较大，内摩擦力较小，因此高温 稳定性较差。 骨架空隙结构: 是指矿质集料属于连续型开级配的混合 料结构，矿质集料中粗集料较多，可形成矿质骨架，细
集料较少，不足以填满空隙。这种结构的沥青混合料内
摩擦力大，但空隙率大，耐久性差，沥青与矿料的粘聚 力差，难以摊铺压实成密实平整的路面。
骨架密实结构: 是指此结构具有较多数量的粗集料形成 空间骨架，同时又有足够的细集料可填满骨架的空隙。 这种结构的沥青混合料具有较高的粘聚力和较高的内摩 阻力，是沥青混合料中最理想的一种结构类型。
通常矿质集料颗粒愈粗，所配制成的沥青混合料的
内摩擦角越高。粗糙表面的矿质集料，在碾压后能相互 嵌挤锁结而具有很大的内摩擦角。在其他条件相同的情 况下，粗粒径且具有粗糙表面状态的集料组成的沥青混 合料具有较高的抗剪强度。
矿料的表面性质的影响： 沥青与矿料相互作用不仅与沥青的化学性质有关，而且 与矿粉的性质有关。在不同性质矿粉表面形成不同组成 结构和厚度的吸附溶化膜，在石灰石粉表面形成较为发
沥青与沥青混合料
沥青与沥青混合料沥青是一种黑色的沥青质物质，它通常以天然沥青或石油沥青的形式存在。
它具有优异的隔水、隔气和耐腐蚀性能，常被用作路面材料和防水材料。
沥青混合料是由沥青和骨料混合而成的一种复合材料。
沥青和沥青混合料在道路、空地和建筑行业中广泛应用，下面我们来详细了解一下这两种材料。
一、沥青1.1 沥青的分类沥青可以分为天然沥青和石油沥青。
天然沥青是一种由深层热力学变化的有机质形成的质地坚硬、富含沥青的矿物质。
石油沥青是从石油中提取的一种黏性液体，它是一种复杂的有机化合物混合物，可以分为原沥青和改性沥青两种。
1.2 沥青的性质沥青的主要物性参数包括黏度、密度、软化点、延伸性和抗拉强度等。
在光照、温度变化和空气湿度等环境因素的作用下，沥青会出现变化，例如退火、氧化、老化和龟裂等。
针对这些问题，研究人员进行了许多改性沥青的研究和开发，以提高其性能。
1.3 沥青的应用沥青被广泛用作路面材料和防水材料。
它的使用可以改善路面的稳定性和使用寿命，并且可以防止水的渗透和损坏建筑物的结构。
此外，它还可以用于生产航空器防冰材料、涂层材料、护板材料和柔性密封材料等。
二、沥青混合料2.1 沥青混合料的分类沥青混合料分为沥青混合料和沥青混凝土两种。
沥青混合料通常是由骨料和沥青混合而成的，它可以进一步分为石料骨料、干浆骨料和沥青混合骨料三种类型。
沥青混凝土是由矿渣、沙子、水泥和沥青等成分混合而成的一种复合材料。
2.2 沥青混合料的性质沥青混合料的性质包括摩擦系数、粘度、弯曲强度、压缩强度和抗剪强度等。
它的性能指标对于道路的使用寿命和耐用性具有至关重要的作用。
2.3 沥青混合料的应用沥青混合料可以用于路面铺装、建筑物防水以及水坝的密封和堆场的防尘等。
其应用范围广泛，覆盖了许多行业和领域。
三、沥青和沥青混合料的应用前景沥青和沥青混合料在各种行业应用广泛，其应用前景也非常广阔。
随着环保意识的增强和技术的发展，研究人员不断提高其性能和可持续发展性，使其在路面材料、防水材料、耐磨材料和表面涂层等领域中有着广泛应用前景。
沥青与沥青混合料
等因素的长期综合作用下，抵抗老化变质的能力。
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密封材料
定义：在土木工程中，常出现大量的建筑结构缝和 施工缝，为保证建筑物的水密性和气密性，需对 这些缝隙填充有一定弹性、粘结性及密封性的材 料。
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7.2.1 防水涂料
施工方法：热施工、冷施工（常温）
一、沥青基防水涂料 1)冷底子油 用石油沥青直接溶于汽油、煤油、柴 油等有机溶剂中成为溶剂型沥青涂料 2)沥青胶
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二、改性沥青防水涂料
再生橡胶改性沥青防水涂料 氯丁橡胶改性沥青防水涂料 SBS改性沥青防水涂料 聚氨酯防水涂料 硅橡胶防水涂料 丙烯酸酯防水涂料
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树脂改性沥青 聚乙烯改性沥青 聚氯乙烯改性沥青 聚丙烯改性沥青 无规聚丙烯改性沥青
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橡胶和树脂共混改性沥青
热塑性弹性体(SBS)改性沥青 苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物
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7.2 沥青及改性沥青基防水材料
防水材料的分类 按形状和用途分为 防水涂料
防水卷材、片材 密封材料 防水材料的发展趋势
①根据道路等级、路面类型、所处的结构部位确 定沥青混合料类型（表12-14）； ②确定矿料最大粒径(D)及级配范围（表12-17）， D与路面结构层最小厚度h有关：h/D≈2; ③根据粗骨料、细骨料、矿粉的筛分试验结果， 计算各种矿料的用量比例。
A、条件： a、混合料类型 b、各种矿料筛分结果
B、方法： a、图解法 b、电算法
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结构 层次
上面层
高速公路、一级公 路
城市快速路、主干 路
三层式 沥
青混凝 土 路面
改性沥青及改性沥青混合料-文档
改性沥青及改性沥青混合料随着经济的快速发展，车流量越来越大，因此对道路的要求就越来越多，进而对沥青的物理化学甚至是其他很重要的性质也有了更多的限制要求。
从改性沥青的基本概念可以知道，改性沥青对于沥青的性质有了很大的帮助，但需要相应的制造出合适的符合路面要求的改性剂。
只有符合公路或是桥梁路面材料的改性剂才是最能提高沥青性质的改性剂。
1改性沥青的主要性质和改性沥青混合料的主要类型1.1改性沥青的主要内容性质改性沥青根据前文的分析比对发现，改性沥青的主要化学物理性质较普通的沥青建筑材料有了很大的改进和提高，因此比较受建筑施工的广泛应用。
分类来看，其性质改良主要从几个方向上看：(1) 对温度的敏感性来说，高温上有稳定性,能控制沥青颗粒分子的活跃性，进而控制了整体的稳定性，对化学性质来说有了很大的帮助。
对于低温来说，增加了路面的抗裂性，特别是针对冬天来说，降低了沥青内部颗粒的活跃性，所以固定的整体性，增加了抗裂性。
综上所述，改性沥青对于公路桥梁的路面与温度之间的敏感程度有了很大的控制趋势。
(2) 增加了沥青材料的防水性，有矢人员做了实验，实验数据分析，举个例子，改性沥青是比较典型的改性沥青混合料，改性沥青改性沥青混合料的劈裂强度和残留稳定度较基质沥青分别提高0.34倍和0.11倍，由此可见，改性沥青材料的抗水性或是防水能力都比以前的基质沥青好了很多，实验表明，改性沥青混合料对水的抗击能力也已经远远强于基质沥青材料。
(3) 延展性比较好，基质沥青材料因为主要是液体性质，所以本身的固定能力就不太好，但是加入改T生剂之后，改变了内部沥青颗粒的空间位置，也改变了颗粒间彼此的压力，所以，延展性就发生了变化，整体上，增加了延展性这种物理性质，增加了路面的稳定性，保证了路面所承受的压力范围有所增加。
1.2改性沥青混合料的主要类型根据实验的分析总结，其改性沥青混合料根据对基质沥青的物理化学性质的改变主要划分为：①温度敏感性。
JTGE20-2019公路工程沥青及沥青混合料试验规程(修订主要内容)_PPT-精品文档
7、T0607 沥青溶解度试验 ⑴适用范围中增加了聚合物改性沥青。 ⑵删除了水流泵过滤的方法，而采用古氏 坩埚及玻璃纤维滤纸过滤。
8、T0609、T0610沥青薄膜加热试验、旋转薄 膜加热试验
本试验的目的是估计热沥青混合料拌合、运输、摊铺的短期老化，尽 管次试验的老化试验短，但与空气的接触面积大，温度高，加快了老 化的速率。 ⑴适用范围中增加了聚合物改性沥青。 ⑵当沥青黏度比较大时，优先采用沥青薄膜加热试验，因沥青旋转薄 膜加热试验（RTFOT）盛样瓶水平放置，沥青易流出，存在不安全 的隐患。 ⑶防止相互污染，不同标号的沥青不得同时进行加热老化。 ⑷经过老化后的沥青指标变化相对比较有规律性，如针入度和延度指 标下降，软化点指标升高。如果试验结果与其相反，应检查仪器是否 正常与操作方法是否正确，可进行温度自校。 ⑸试验数据：质量变化数据准确度由原规程的保留至两位小数修改为 准确至三位小数。
4、T0604 沥青针入度试验
针入度试验的属于条件试验，三大条件：温度、时间和荷载质量（针、 连杆和砝码总质量），任何一个不符合要求，都将会影响试验结果的 准确性。 ⑴针入度仪：手动针入度仪受人为因素影响比较大，因此取消了手动 针入度仪，统一采用自动针入度仪进行测定。 ⑵标准针：要求每根针上必须有打印的号码标准，每根针必须单独放 在装置盒（筒）内，每根针必须有计量部门的检验单。要定期检验标 准针，且学会保养，在每次试验时，宜采用三氯乙烯小心擦拭标准针， 尤其是针尖部位的擦拭。 ⑶温度：要定期进行自校，保证温度保持在25±0.1摄氏度。 ⑷试验准备工作的保温时间，取消了原规程中的保温时间下限，规定 盛有试样的盛样皿在15-30℃室温中冷却不少于1.5h（小盛样皿）、 2h（大盛样皿）或3h（特殊盛样皿）后移入保持规定的试验温度 ±0.1℃的恒温水槽中，保温不少于1.5h（小盛样皿）、2h（大盛样 皿）或2.5h（特殊盛样皿）。
3沥青与沥青混合料(SMA)
稳定度 (kN) 6.6 6.9 6.6
流值 (mm) 2.5 2.6 3.1
41.9 41.7 41.5
通过作图可以看出，当取设计空隙率为4%是，对应的油石比6.1%，且饱和 度(VFA)为77.5%(要求75~85%)，矿料间隙率(VMA)17.8%(要求大于17%)， 混合料粗集料间隙率(VCAmix)41.6%(小于矿料粗集料间隙率41.8%)，各项体 积指标均满足要求，所以6.1%沥青用量是合适的.
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SMA配合比设计流程图
材料选择 粗、细集料、矿粉 纤维稳定剂 材料试验 选择初试级配 以4.75mm通过率为关键筛孔，选用中值及中值±3%三个档次，设计三组级配 测定各级配粗集料相应VCADRC 沥青或改性沥青
选择初试沥青用量，制备马歇尔试件
分析VMA、VCAmix，确定落实设计级配组成 不合格
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SMA组成设计
二是SMA混合料中要控制混合料空隙率，因
为过小的空隙率在高温季节易于造成塑性变 形，而过高的空隙率则易造成水损害； 通常空隙率要求控制在3~4%，北方寒冷地区 为3.5%，对高温稳定性有较高要求的地区为 4%，甚至可达到4.5%； 空隙率合适与否的评定方法是：是否偏低用 车辙试验评定，是否偏高采用室内渗水试验 评定.
SMA特点、组成材料 与设计
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一、SMA综述
2
SMA路面特点
SMA是一种以沥青结合料与适量纤维稳定 剂、以及少量细集料和较多矿粉组成的沥 青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架 空隙中组成的沥青混合料。
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SMA路面特点
——京秦高速公路路况对比
AC
SMA
AC
SMA
4
—— 持久的表面功能 —— 优良的水稳性和耐久性 —— 良好的低温抗开裂能力 ——显著的高温抗车辙形成能力
第6章沥青和沥青混合料
宜用 B石油沥青。建 筑沥青在使用制成的沥 青胶膜较厚，增大了对 温度的敏感性，同时沥 青表面又是较强的吸热 体，一般同一地区的沥 青屋面的表面温度比当 地最高气温高25～30℃。
为了避免夏季流淌，用于屋面的沥青材料的软化点应比本地区屋面最 高温度高出20～25℃，亦即比当地最高温度高出50℃左右。南方炎热 地区气温相当高，A沥青软化点较低，难以满足要求，夏季易流淌。 可选B，但B沥青延伸度较小，在严寒地区不宜使用，否则易出现脆裂 现象。
第6章 沥青和沥青混合料
本章学习指导 工程应用 6.1 沥青材料 6.2 沥青混合料
创造性培养
本章学习指导
本章共两个知识点。本章的学习目的是： （1）掌握沥青材料的基本组成、工程性质及测定 方法；了解沥青的改性和掺配，了解主要沥青制品及其 用途。 （2）掌握沥青混合料配合比，包括矿质材料的配 合比的设计和配制；了解其于工程中的使用要点。
大部分优质道路沥青均配成溶～凝胶型结构。
（2）塑性（延性）
沥青的延性是指当其受到外力的拉伸作用时，所能承受的塑性 变形的总能力，通常是用延度作为条件指标来表征。沥青材料在 低温下，受到瞬时荷载时，常表现为脆性破坏。
受外力作用，变形但不破坏，外力除去，变形保持。 塑性小的沥青，低温下易开裂；塑性大的沥青，不易开裂，且具有 自愈性，防水性也好。 用延度表示。 ∞字形标准试件（中间最小截面面积为1cm2），用延度仪，在规定拉 伸速度和规定温度下拉断时的长度，单位：cm。
本章的难点是沥青混合料配合比设计。建议在弄 懂各步骤的基础上完成相关的练习题，通过实践来掌握 其设计。
工程应用
沥青与沥青混合料
我国公路发展的现状与规划
我国公路建设迅速发展，2003年全国高速公 路里程已达2.97万公里，居世界第二。
截至２０１０年底，全国公路网总里程达到 ３９８．４万公里，其中高速公路通车里程 达到７．４万公里(美国10万公里，居世界第 一)
到2020年，高速公路里程达到10万公里以上， 基本形成国家高速公路网。
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2）变形性能（延性或塑性）
沥青具有良好的塑性。 沥青的塑性大小受内部组成及外界
温度的影响，树脂含量越多的沥青， 塑性越好；外界温度升高，沥青的 塑性增大。 表征沥青塑性的指标是延度。
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沥青的延伸性试验（延度）
一 定 温 度 （ 25oC） 下 ， 以 5cm/min 的速度对沥青试件进行拉伸直至断裂 时所伸长的长度(cm)。
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软 化 点 试 验 仪
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4） Ageing & Durability 大气稳定性——耐久性
石油沥青在温度、湿度、阳光、 氧气等大气因素作用下，抵抗老 化变质的能力称为大气稳定性。
沥青老化：在大气因素作用下， 沥青材料塑性逐渐减小、脆性增 加的现象。
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沥青老化的原因
分子量较小的油分、树脂发生氧 化、挥发、缩合、聚合等作用， 沥青组丛中油分、树脂含量相对 减少，地沥青质含量相对增加。
5) 安全性
➢闪点（也称闪火点）：沥青加热挥发出可 燃气体与空气混合，与火焰接触闪火时的最 低温度。 ➢燃点（也称着火点）：与火焰接触能持续 燃烧5s以上时的最低温度。 ➢二者高低表明沥青引起火灾或爆炸的可能 性的大小，它关系到运输、储存和加热使用 等方面的安全。一般燃点比闪点高10 ℃. ➢例如，建筑石油沥青闪点约230℃．在熬制 时—般温度为185-200℃，为安全起见，沥 青还应与火焰隔离。
沥青混合料成本Microsoft Word 文档 (2)
元机械折旧费：6元铲车油费：2元合计45AC-13细粒式沥青混合料油石比：4.8% 配合比=15：30 : 52: 3 100T 干混合料=95.42T10-20 mm=95.42*0.15*63=901.75-10 mm=95.42*0.3*53=1517.20-5 mm=95.42*0.52*43=2133.6矿粉=95.42*0.03*155=443.7沥青=4.58*5300=24274100T=29270.2元成本为346元/吨AC-16细粒式沥青混合料油石比：4.6% 配合比=26：33 : 38 : 3 100T 干混合料=95.6T10-20 mm=95.6*0.26*63=15665-10 mm=95.6*0.33*53=1672.10-5 mm=95.6*0.38*43=1562.1矿粉=95.6*0.03*155=444.6沥青=4.397*5300=23308100T=28552.8元成本为339元/吨AC-20中粒式沥青混合料油石比：4.4% 配合比=28：33: 36 : 3 100T 干混合料=95.78T10-20 mm=95.78*0.28*63=1689.55-10 mm=95.78*0.33*53=1675.30-5 mm=95.78*0.36*43=1482.8矿粉=95.78*0.03*155=445.4沥青=4.22*5300=22337.2100T=27630.3元成本为329元/吨AC-25粗粒式沥青混合料油石比：4.0% 配合比=28:22: 15: 33:3 100T 干混合料=96.15T10-30 mm=96.15*0.28*73=1965.410-20 mm=96.15*0.22*63=1332.75-10 mm=96.15*0.15*53=764.60-5 mm=96.15*0.33*43=1364.4矿粉=96.15*0.03*155=447.1沥青=3.85*5300=20384.6100T=26258.7元成本为316元/吨沥青混合料机械摊铺：摊铺机120元/h (用油费) 租金6000元/天双钢轮90元/h (用油费) 租金2000元/天压路机40元/h (用油费) 租金1000元/天机械加人工：1500T 1套机械摊铺费15.6元/T 2000T 2套机械摊铺费19.5元/T 2500T 2套机械摊铺费17.2元/T乳化沥青：35%沥青含量1㎡1.98*0.6kg=1.2人工加运输费240元0.6/1000*240=0.15合计1.35元/㎡沥青混合料运输费：3km以内3.5元/吨3km以上每吨另加0.4元。
沥青与沥青混合料配合比
目标配合比与生产配合比都是 两方面的设计，二者有何区别？
目目标标配配合合比比与与生生产产配配合合比比设设计计关关系系图图
取样冷料筛分
矿料通过皮带输入 提升到拌和楼 振动筛二
拌和楼干燥筒加热
热料仓
次筛分热料
取 分 级
热 料 筛 分
图解法确定 冷料比例
通过调整控制室皮带 转速达到设计比例
目标配合比
图解法确定 热料比例
测量工具：游标卡尺 测量方法：四个方向测量，取平均值。 合格判断：标准试件63.5±1.3mm；超出此范围作废。
目标配合比设计
二、最佳沥青用量的确定
（三）马歇尔试验 测定标准
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
4．马歇尔试件密度测定
（1）通常采用表干法测定毛体积相对密度
γf =
ma mf + mw
行比例调整，重新计算直到满足标准为止。
AC-16F矿料合成级配曲线示例
纵坐标为数学坐标 横坐标为泰勒曲线的横坐标
2．沥青混合料的体积特征参数
z 体积特征参数包括密度、空隙率、矿料间 隙率和沥青饱和度等指标
z 沥青混合料的密度是指压实沥青混合料试 件单位体积的干质量。
z理论最大密度（实测或计算） ：
Pa Pb= 100 + Pa
Pa1—已建类似工程标准油石比,% γsb—矿料合成毛体积相对密度 γsb1—已建类似工程矿料合成毛体积相对密度
目标配合比设计
（三）马歇尔试验
二、最佳沥青用量的确定
测定标准
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
1．按照确定的矿料比例配料，根据预估的油石比为中值，以0.5%的间隔成型5组马歇尔试件。
规范规定的矿料级配范围
沥青与沥青混合料讲-改性沥青、乳化沥青
二、几种主要高聚物材料
• • • • • 2．橡胶(Rubber) 1）丁苯橡胶（SBR) 2）氯丁橡胶（CR） 3）高聚物合金（热塑性橡胶） SBS、SIS
3.2 改性沥青的分类与技术标准
• • • • • 一、改性沥青的分类 见图3-1。 按改性剂分： 热塑性橡胶类SBS、SIS、SE/BS 橡胶类NR、SBR、CR、BR、IR、EPDM、 ABR、TTR、SIR、SR、FR • 树脂类EVA、PE、APP、PVC、PS、 EEA、PP、NBR、EP等
10 弹性恢复率 10 X 100 %
二、改性沥青技术性质
• 6.耐久性指标 • 残留针入度比（25℃，100g，5s）残留针入度比越大，说明沥青的抗老化 性能越好。 • 低温残留延度（10℃， 5cm/min） • 残留弹性恢复（15℃，30min，10cm，5cm/min） • 7.贮存稳定性 • 离析试验：SBR、SBS类改性沥青，离析时表现为聚合物上浮，则采用的 离析试验。（注入沥青的管垂直放在163℃烘箱中，保持48h）；上下软化 点差 • 热储存性试验：EVA和PE等聚合物改性沥青 • 8.低温粘结性 • 板冲击试验 • 9.施工指标 • 闪点 • 10.工作度指标 • 135 ℃的高温粘度
改性沥青的选择
• • • • • • • • 2）根据沥青改性的目的和要求选择改性剂 为提高抗永久变形能力，宜使用热塑性橡胶类、热塑性树脂类改性剂； 为提高抗低温变形能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类改性剂； 为提高抗疲劳开裂能力，宜使用热塑性橡胶类、橡胶类、热塑性树脂类改 性剂； 为提高抗水损坏能力，宜使用各类抗剥落剂等外掺剂。 3）改性沥青的选择还与制备的条件有关 由于SBR改性沥青需要特殊的设备才能制备，所以一般使用单位都只能采购 橡胶母体，使用时再将它掺入热沥青中。这样就给使用单位提供了一种加 工改性沥青的方法，尤其是养路部门感到有了提高沥青路面性能的办法。 SBS、PE改性沥青的制备必须使用专门的加工设备，故一般只有大型工程 才有条件采用。 EVA与沥青有较好的相容性，在沥青中只要用对流式搅拌器或者简单的高 剪切混溶机就能使EVA分散开来，因而制备比较方便，一般单位都可选用。 用废旧轮胎磨细的橡胶粉制备改性沥青，设备简单，尤其适合道路养护部 门使用。
沥青与沥青混合料配合比
目标配合比与生产配合比都是 两方面的设计，二者有何区别？
目目标标配配合合比比与与生生产产配配合合比比设设计计关关系系图图
取样冷料筛分
矿料通过皮带输入 提升到拌和楼 振动筛二
拌和楼干燥筒加热
热料仓
次筛分热料
取 分 级
热 料 筛 分
图解法确定 冷料比例
通过调整控制室皮带 转速达到设计比例
目标配合比
图解法确定 热料比例
规范下限 90 76 60 34 20 13 9 7 5
4
规范中值 95 84 70 48 34 24.5 18 13 9.5 6
目标配合比设计 一、矿料组成设计 （二）取样各种集料（冷料）筛分（水洗法）
1．此处取样的集料为冷料，可以从料场直接取样。 2．矿粉直接从包装袋中取样。
3．料场取样尽量要有代表性、均匀性。 4．其他指标也需检测，只是配合比设计时不使用。
目标配合比设计
（三）马歇尔试验
二、最佳沥青用量的确定
6．马歇尔物理指标计算
计算标准 《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40-2004
（2）确定沥青混合料的最大理论相对密度（ γti ）
γti= 或
100 + PaiBiblioteka 100 γse +
Pai γb
γti=
100
Psi γse
+
Pbi γb
γti－相对于计算沥青用量Pb时的混合料 最大理论相对密度,无量纲
2．冷却、脱模 （1）冷却方法有三种
试件横置室温冷却：12h以上 电风扇吹：1h以上 浸水冷却：3min以上 （2）脱模 3．高度测量
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
工程上常采用室温下用电风扇吹12h以上冷却 最好，但时间太长。
公路工程沥青及沥青混合料试验规程完整
公路工程沥青及沥青混合料试验规程2 术语2.1.1 沥青的密度沥青在规定温度下单位体积所具有的质量，以g/cm3计。
2.1.2 沥青的相对密度在同一温度下，沥青质量与同体积的水质量之比值，无量纲。
2.1.3 针人度在规定鍵和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥的深度，以0.1mm计。
2.1.4 针人度指数沥青结合料的温度感应性指标，反映针入度随温度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到，无量纲。
2.1.5 延度规定形态的沥青试样，在规定温度下以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm计。
2.1.6 软化点(环球法)沥青试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，放于水或甘油中，以规定的速度加热，至钢球下沉达规定距离时的温度，以℃计。
2.1.7 沥青的溶解度沥青试样在规定溶剂中可溶物的含量，以质量百分率表示。
2.1.8 蒸发损失沥青试样在163℃温度条件下加热并保持5h后质量的损失，以百分率表示。
2.1.9 闪点沥青试样在规定的盛样器内按规定的升温速度受热时所蒸发的气体以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬即灭的火焰时的温度，以℃计。
盛样器对黏稠沥青是克利夫兰开口杯(简称COC)，对液体沥青是泰格开口杯(简称TOC)。
2.1.10 弗拉斯脆点涂于金属片上的沥青薄膜在规定条件下，因冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以℃计。
2.1.11沥青的组分分析按规定方法将沥青试样分离成若干个组成成分的化学分析方法。
2.1.12 沥青的黏度沥青试样在规定条件下流动时形成的抵抗力或内部阻力的度量，也称黏滞度。
2.1.13 沥青、混合料的密度压实沥青混合料常温条件下单位体积的干燥质量，以g/cm3计。
2.1.14枥青混合料的相对密度同一温度条件下压实沥青混合料试件密度与水密度的比值，无量纲。
2.1.15浙青混合料的理大密度假设压实沥青混合料试件全部为矿料(包括矿料自身内部的孔隙)及沥青所占有、空隙率为零的理想状态下的最大密度，以g/cm3计。
沥青与沥青混合料的粘弹力学原理及应用
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在沥青混合料中，沥青起着胶结剂的作用，能够将石料粘合在一起形成坚固的路面结构。
在沥青与沥青混合料的研究中，粘弹力学是一个重要的研究方向，它通过对沥青和混合料的粘弹性能进行研究，能够帮助我们更好地理解其性能特点，优化混合料的配合比和施工工艺，提高路面的耐久性和安全性。
第五章沥青与沥青混合料
沥青的结构与沥青路面开裂
华北某沥青路面所采用的沥青的沥青质含量高达
33％，并有相当数量芳香度高的胶质形成的胶团。 使用两年后，路面出现较多裂缝，且冬天裂缝产 生越发明显。请分析原因。 该工程所用沥青属凝胶型结构，其沥青质含量高， 沥青质未能被胶质很好地胶溶分散，则胶团就会 连结，形成三维网状结构。此类沥青的特点是弹 性和粘性较好，温度敏感性小，但流动性，塑性 较差，开裂后自行愈合的能力较差，低温变形能 力差。故特别易于冬天形成较多裂缝。
标准粘度计法 我国现行试验方法规定：测定液体沥青等材料流
动状态的粘度时，应采用标准粘度计法，该试验 方法是：在标准粘度计中，液体状态的沥青，在 规定的温度条件下，通过规定的流孔直径，流出 50ml体积，所需的时间秒数(s)被称为沥青的粘 度，并以CT,d表示[T为试验温度(℃)，d为流孔 直径mm)]。在温度和流孔直径相同的条件下，流 出50ml所需时间愈长，表明沥青的粘度愈大。
温度也是影响石油沥青结构性能的因素之一，因
为沥青的某些成分，特别是树脂中的某些成分以 及石蜡等温度敏感性较强。 当温度升高时，这些成分会转变为流动性更好的 液体，使其胶体结构向溶胶结构方向发展； 当温度较低时，这些成分会转变为更为粘稠的固 体或半固体，其胶体结构向凝胶结构方向发展。 因此，在描述石油沥青的结构特征时应当指明相 应的温度。
2、低温脆性 沥青温度降低时会表现出明显的塑性下降，在较
低温度下甚至表现为脆性。特别是在冬季低温下， 用于防水层或路面中的沥青由于温度降低时产生 的体积收缩，很容易导致沥青材料的开裂。显然， 低温脆性反映了沥青抗低温的能力。 不同沥青对抵抗这种低温变形时脆性开裂的能力 有所差别。通常采用弗拉斯(Frass)脆点作为衡 量沥青抗低温能力的条件脆性指标。沥青脆性指 标是在持定条件下，涂于金属片上的沥青试样薄 膜，因被冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以℃ 表示。 低温脆性主要取决于沥青的组分，当树脂含量较 多、树脂成分的低温柔性较好时，其抗低温能力 就较强；当沥青中含有较多石蜡时，其抗低温能 力就较差。
沥青与沥青混合料
一、普通沥青1、技术性质：（1）物理常数：密度——在规定温度条件下，单位体积的质量；相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。
（2）粘滞性：反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称粘性，以绝对粘度表示。
工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。
条件粘度：针入度（适应粘稠石油沥青）；粘度（适应液体石油沥青）（3）延性：沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。
（4）温度敏感性：高温性能指标（软化点、针入度指数）；低温性能指标（脆点）（5）抗老化性（耐久性）：评价方法采用蒸发损失试验、薄膜加热试验、旋转薄膜加热试验；评价指标;蒸发损失百分率、针入度比、蒸发后沥青延度。
（6）安全性：评价指标闪点、燃点。
（7）其他性质：如溶解度、含蜡量、粘附性等。
2、组分：三组分（油分、树脂和沥青质）；四组分（饱和分、芳香分、胶质和沥青质）3、胶体结构：溶胶型结构、溶-凝胶型结构、凝胶型结构（按沥青质含量少、适中、多）4、三大指标：针入度、延度、软化点，分别表征粘滞性、延性和温度敏感性。
（1）针入度：在规定温度（25℃）条件下，以规定质量（100g）的标准针经过规定的时（5s）贯入沥青试样的深度，单位：0.1mm。
表示方法：P（25℃，100g，5s）表征意义：针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小，是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。
（2）延度：将沥青试样制成∞字形标准试件，采用延度仪，在规定温度和规定拉伸速度下拉断时的长度，单位：cm。
表示方法：D（T，v）T为试验温度（0℃、15℃、25℃），v为拉伸速度（1cm/min、5cm/min ）表征意义：沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。
（3）软化点：将沥青试样注于规定内径的铜环中，环上置一钢球，在规定加热速度下，沥青逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，单位：℃。
表示方法：T R&B表征意义：沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。
水利工程沥青与沥青混合料试验规程完整
水利工程沥青与沥青混合料试验规程完整1. 前言本文档旨在规范水利工程沥青与沥青混合料试验的方法和步骤，确保试验数据的准确性和可比性。
2. 试验方法2.1 沥青试验方法2.1.1 软化点试验按照GB/T4507-2016《沥青和沥青混合料软化点测定法(球-环法)》进行试验。
2.1.2 针入度试验按照GB/T 4509-2016《沥青针入度试验方法》进行试验。
2.2 沥青混合料试验方法2.2.1 骨料含量试验按照JTG E20-2011《公路工程沥青混合料配合比设计与检验规程》进行试验。
2.2.2 中粗料含量试验按照JTG E20-2011《公路工程沥青混合料配合比设计与检验规程》进行试验。
2.2.3 沥青含量试验按照JTG E20-2011《公路工程沥青混合料配合比设计与检验规程》进行试验。
2.2.4 空隙率试验按照JTG E20-2011《公路工程沥青混合料配合比设计与检验规程》进行试验。
3. 试验步骤3.1 沥青试验步骤3.1.1 软化点试验步骤1. 烤箱温度设定：维持110℃±5℃。
2. 球与环清洗干净，用纯棉布擦干。
3. 称取准确的样品，放于试验器球形模具中，摆正调整直立度，且要求球的中心与环的中心重合。
4. 以约5mm/s的速度下降球，使球与样品接触。
5. 从开端强制的自由下降位置，提高温度，速率不得超过每分钟2℃，至最终测定温度，保持15min后测量球与环的距离，即标准软化点。
3.1.2 针入度试验步骤1. 清洗干净针头。
2. 在恒温水浴锅上，将针头放置于试验针上。
3. 取样品于100℃温箱中，出炉立即进行试验。
4. 针头先与样品接触并撤回，再以1mm/s的速度插入样品中，插入深度除需测定的数值外，应保持试验针垂直插入，直到观察到2个圆形表面接触，此时停止插入，并记录插入深度。
3.2 沥青混合料试验步骤3.2.1 骨料含量试验步骤1. 取称量准确的样品，经0.075mm筛后，分别装入标准银制筛中。
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一、名词解释
1.针入度：在规定温度和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥青试样的深度，以0.1
㎜表示
2.软化点：沥青试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，放于水或甘油
0表示中，以规定的速度加热，至钢球下沉达规定距离时的温度，以C
3.延度：规定形态的沥青试样，在规定温度下以一定速度受拉伸至断开时的长度，以㎝表
示
4.油石比：沥青混合料中沥青结合料质量与矿料总质量的比值，以百分率计
5.流值：马歇尔试验时相应于最大荷载时试件的竖向变形，以㎜计
二、填空题
0，保持稳定
1.在沥青针入度试验中，要求将恒温水槽调节到要求的试验温度 25 C
2. 马歇尔试验是沥青混合料配合比设计及沥青路面施工质量控制的最重要的试验项目，数据的真实性十分重要。
3.在沥青混合料配合比设计阶段进行沥青混合料的渗水试验是非常重要的，尤其是对
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA），基本上不渗水是重要的一个性质。
4.在沥青混合料表面构造深度试验中，量砂筒的容积为 25 mL 0.15mL，量砂应为足够数量的干燥洁净的匀质砂，其粒径为 0.15㎜---0.3㎜
5.沥青混合料中沥青含量试验的主要方法有：射线法、离心分离法、回流式抽提仪法、脂肪抽提法。
三、选择题
1.标准击实法适用于马歇尔试验、间接抗拉试验等所使用的（ A ）圆柱体试件的成型。
A. Φ101.6mm ×63.5mm
B. Φ100mm ×60.5mm
C. Φ152.6mm ×63.5mm
D. Φ152.4mm ×95.3mm
2.车辙试验的试验温度与轮压可根据有关规定和需要选用，非经注明，试验温度为（ A ）
A. 60C 0
B. 70C 0
C. 80C 0
D. 90C 0
3.车辙试验的温度应能反映夏季高温的（ A ）温度。
A. 路面
B.室内
C.水中
D.户外
4.施工单位试验室最常用的沥青混合料试件制作方法是（ A ）
A.击实法
B.轮碾法
C.静压法
D.以上均不是
5.沥青旋转薄膜加热试验，是评定沥青（ A ）性能
A.老化
B.高温稳定
C.低温抗裂
D.再利用
四、判断题（4`×5=20）
1.表干法适用于测定吸水率不大于1%的各种沥青混合料试件。
（×）
2.水中重法适用于测定几乎不吸水的密实的I 型沥青混合料试件的相对密度。
（×）
3.沥青的溶解度是指沥青在所有溶剂中可溶物的含量。
（×）
4.沥青的相对密度是指在规定温度下，同体积的水的质量与沥青质量之比值。
（×）
5.流值是相应于最大荷载时试件的横向变形。
（×）
五、简答题
1.评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标是什么？并简述各项指标所反映出沥青的性能。
答：针入度，软化点，延度。
三项指标均反映出沥青的路用性能
针入度、软化点均是表示沥青稠度的，也是表示热稳定性的指标，其中针入点是在规定温度下测定沥青的条件粘度；而软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度；延度是反映沥青所能承受的塑性变形的总能力。
2.请写出水中法测沥青混合料密度试验中的试验的表观密度公式，并简述各项含义及量纲。
答： w w a a a m m m ρρ⨯-=
a ρ----试件的表观密度，g/3cm
a m ----干燥试件的空中质量，g
w m ----试件的水中质量，g
w ρ----常温水的密度，取1 g/3cm
1粒子干涉理论
颗粒之间的空隙，应由次小一级颗粒所填充；其余空隙由再次级小颗粒所填充，但填隙的颗粒不得大于其间隙之距离，否则大小颗粒粒子之间势必发生干涉现象。
因此，大小粒子之间应按一定数量分配，并从临界干涉的情况下可导出前分
t-前粒级的间隙（等于次粒级的粒径d）
D-前粒级的粒径
Ψ0-次粒级的理论实积率
Ψs-次粒级的实积率
2最大密度曲线n幂公式
故将富勒最大密度曲线应改为n次幂的通式，即
当ｎ＝1/2
当ｎ＝0.45时，沥青混合料密度最大。
ｎ＝0.25-0.45时，水泥混凝土施工性能好。
0.3-0.7常用范围，可得级配的上限和下限。
泰波理论可用来解决连续级配的级配范围问题，故具有很大的实用意义。
3富勒理论
“级配曲线愈接近抛物线时，则其密度愈大”，因此，当级配曲线为抛物线时为最大密度曲线。
P－通过率 d－筛孔尺寸 K—统计参数
当ｄ＝Ｄ（集料最大粒径）时，P＝100，则：
4劲度模量是温度（T）和载荷作用时间（t）的函数,是表征沥青粘性和弹性联合效应的指标.
沥青劲度模量的影响因素
（1）温度的影响
（2）时间的影响通常意义时间
加载的速率与频率
时间换算
5“老化”：沥青在自然因素（热、氧、光和水）的作用下，产生“不可逆”的化学变化，导致路用性能劣化。
在力学性质方面，表现为针入度减小，延度降低，软化点升高，绝对粘度提高，脆点降低等。
在化学组分含量方面，表现为饱和酚变化甚少，芳香酚明显转变为胶质（速度较慢），而胶质又转变为沥青质（速度较快），但芳香酚转变为胶质不足以补偿胶质转变为沥青质，所以最终是胶质显著地减少，而沥青质显著增加，路用性能劣化。
6感温性：指粘度随温度变化的感应性。
常用评价方法：
针入度指数法（PI）、针入度－粘度指数（PVN）法、软化点试验
7沥青的化学结构与其技术性质的相关性：
A、沥青的感温性与沥青化学结构参数中烷碳率和侧链根数及平均侧链长度有关；
B、沥青的粘附性与其芳烃指数、芳香环数等有关；
C、沥青的耐候性与其饱和碳率有关；
kd
P=
2
D
d
P100
=
D、沥青的粘度与其分子量及聚合度等有关
8评价粘稠石油沥青路用性能最常用的经验指标是什么？并简述各项指标所反映出沥青的性能。
答：针入度，软化点，延度。
三项指标均反映出沥青的路用性能
针入度、软化点均是表示沥青稠度的，也是表示热稳定性的指标，其中针入点是在规定温度下测定沥青的条件粘度；而软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度；延度是反映沥青所能承受的塑性变形的总能力。
9蜡分——去除沥青质和胶质后，在油分中含有的经冷冻能结晶析出，熔点在25℃上的混合组分
蜡分使沥青的温度敏感性增大，影响沥青与矿料的粘结性和水稳性
10沥青混合料的抗剪强度τ取决于沥青混合料的内摩擦角φ和粘结力c。
11、我国现行采用空隙率、饱和度和残留稳定度等指标来表征沥青混合料的耐久性。