沥青与沥青混合料(第1-4章)

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沥青混合料

沥青混合料
级配主要由粗集料组成,细集料较少,矿料相互拨 开,压实后剩余空隙率大于15%。
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) 与沥青拌和而成,压实后剩余空隙率在10%~15%之间
按矿质集料
连续级配沥青混合料
沥青混合料合料。
用于沥青混凝土的石料(碎石)其形状应近似立方体、表面粗糙、并带 棱角,要求清洁、干燥、无风化、不含杂质,沥青面层用粗集料质量要求按 GB 50092—1996执行。
4 特殊路面对粗集料的要求
对于有抗滑性要求的路面的粗集料(石料)应选用坚硬、耐磨、抗冲击 性能好的碎石或破碎砾石,不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料,具体要求 参照教材表12-3。
一、沥青混合料的结构类型 1 悬浮密实结构
优点:密实度与强度较高,水稳定性、低温抗裂性、 耐久性都比较好,是最普遍使用的沥青混合料。
缺点:高温稳定性较差
2 骨架空隙结构
优点:高温稳定性较好 缺点:透水性、耐老化性、低温抗裂性、耐久性较差
3 骨架密实结构
这种结构兼备上述两种结构的优点,是一种较为理想 的结构类型。现在国际上得到普遍重视是沥青玛蹄脂碎石 混合料(SMA)是典型的骨架密实结构。
二、高温稳定性
定义:指其在夏季高温条件下,经车辆荷载反复作用后不产生车辙和波 浪等病害的性能。
1 温度对沥青混合料的影响
沥青混合料是一种黏弹性材料,其强度随温度升高而急剧下降。
2 提高高温稳定性的措施
① 使用温度稳定性好的沥青(主要措施) ② 在条件允许的情况下,增加碎石用量 ③ 使用碱性岩石 ④ 使用碱性岩石(石灰岩、冶金矿渣)磨成矿粉
(2)粉煤灰作为填料使用时,烧失量应小于12%,塑性指数应小 于4%,其余质量要求与矿粉相同,其用量不宜超过填料总量的50%。

建筑材料沥青及沥青混合料培训课件(共 48张PPT)

建筑材料沥青及沥青混合料培训课件(共 48张PPT)
组成结构类型如下图1 所示。
a-悬浮密实结构
b- 骨架空隙结构
c-骨架密实结构
图1 沥青混合料的组成结构
强度理论
沥青混合料在路面结构中有二种破坏形 式:
1.库仑理论:在常温或较高温度下,粘结力 不足引起变形,抗剪强度不足引起的破坏。 2.在低温下,抗拉强度不足导致破坏。
强度理论
方法:三轴剪切试验
图 3 针入度试验示意图
图2 针入度仪
指标与性质间的关系
针入度越小
针入度与粘度之间 的关系是:针入度 越小, 粘度越大, 石油沥青越硬。
粘度越大
越硬
标准粘度
定义
表示液体石油沥青的相对粘度。
试验
标准粘度计 试验条件及方法:50cm³ 的沥青在规定温度(20、 25、30、60℃)流过规定 直径(3、5、10mm)的所 需时间(s)
1 概述 2 沥青混合料的组成结构及强度理论 3 沥青混合料的技术性质 4 沥青混合料的组成材料 5 沥青混合料的技术标准 6 沥青混合料的配合比设计
1 概 述
沥青混合料定义 沥青混合料的分类 沥青混合料的特点
Back
填料
沥青混合料
摊铺 沥青混凝土 压实
矿质集料
沥青混合料是由矿质混合料和沥青结合料 组成的混合体系。 矿料 (即矿质混合料) + 沥青 → 沥青混合料 → 摊铺,压实 → 沥青混凝土 或 沥青碎石
第七章 沥青及沥青混合料
沥青
桥 面 摊 铺 沥 青
防水卷材施工
沥青防水卷材
§1 石油沥青
1 概述 2 组分 3 胶体结构 4 技术性质 5 标准及选用
Back
石油沥青
概述
• 石油沥青是石油原油经蒸馏等提炼 出各种轻质油及润滑油以后的残留 物或再加工而得的产品。 • 建筑上主要使用石油沥青制成各种 防水材料或铺路材料。

道路建筑材料-第四章沥青混合料技术性质-修改解析

道路建筑材料-第四章沥青混合料技术性质-修改解析
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(二)沥青混合料分类
热拌沥青混合料
按施工温度
中温沥青混合料
冷拌沥青混合料
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沥青混合料的分类
不同类型沥青
不同组成的 矿质集料
不同结构的 沥青路面
1. 沥青混凝土路面AC
2. 沥青马蹄脂碎石混合料路面SMA 3. 多孔隙沥青混合料路面OGFC
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4. 乳化沥青碎石路面 5. 沥青碎石路面AM
E 100 100 100 100 97 89
F 100 100 100 100 95 80
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(二)沥青混合料分类
按集料公称 最大粒径分

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特粗式沥青混合料 粗粒式沥青混合料 中粒式沥青混合料
公称最大粒径 1
>31.5mm
公称最大粒径为 2
26.5或31.5mm
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1、沥青混合料简介
(一)定义
• 沥青混合料 由一定粘度和适当 用量的沥青结合料与一定级配的 矿料拌和而成的混合料总称。
粗集料——骨架作用 沥青+细集料——填充与粘结作用
矿粉
+

+ 沥青
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粗集料骨架 Stones
+ 纤维
+
Mastic
用玛蹄脂填充的粗集料骨架
4
-
OGFC-10
-
-
-
>18
>18
半开级配
沥青稳 定碎石
- - - AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6~12

第四部分--沥青路面养护 (1)

第四部分--沥青路面养护 (1)

3.防治对策 提高沥青混合料的高温稳定性是防治路面永 久变形最有效的途径,具体措施有: (1)选用高粘度沥青 (2)用塑料类改性剂或SBS改性沥青 (3)适当增大粉胶比(增加矿粉或减少沥青含量) (4)合理调整级配(增加粗集料含量、间断级配) (5)加强压实,提高路面的整体强度 (6)加强层间结合
国内情况:雾封层作为高速公路早期预防性养护最有效的方法之 一,2004年《第二届全国公路科技创新高层论坛》上把它作为养 护新技术在全国推广。它是发达国家经常采用的沥青路面预防性 养护技术,目前在我国也得到了初步应用。雾封层技术的关键是 要有高品质的乳化沥青喷洒设备和乳化沥青材料。目前国内已经 可以生产适合雾封层技术的喷洒设备和乳化沥青,为大面积推广 该技术扫除了障碍。 适用对象:一般用于轻度到中度细料损失或松散的道路,开级配 混合料出现松散时,雾封层可有效解决。无论是交通量小的道路 还是交通量大的道路均可使用雾封层。雾封层可更新和保护旧氧 化沥青路面,填补小型裂缝和表面空隙,使低温下的路面免受损 害,加深沥青路面的颜色,加大沥青路面与标线的对比度,防止 开级配路面松散。
第三节、沥青路面预防性养护技术
一、预防性养护定义: 通过对路况的定期调查,及时发现路面的轻 微破坏与病害迹象,分析其产生原因,对症采取 保护性养护措施,以防止病害的进一步扩大,减 轻路面使用性能恶化,使路面长久保持良好服务 状态的一种养护理念。
二、预防性养护分类
嵌缝条 1.裂缝填封 贴封条 沥青灌缝胶
常见灌缝胶种类:
灌缝材料的基本要求: 良好的渗透性
界面粘结性
材料要求
耐高温性
低温延展性
灌缝时间与方法:
缝宽在5mm以内时: • 清除缝中杂物及尘土; • 将低稠度的热沥青(缝内潮湿时应采用乳化沥青)灌入 缝内,灌入深度约为缝深的2/3,切忌不可将缝灌满; • 填入干净石屑或粗砂,并捣实; • 将溢出的沥青及石屑、砂清除干净。 缝宽在5mm以上时: •用开槽机将裂缝切割整齐,清除缝中杂物及尘土; •用热拌沥青混合料填入缝中,捣实。缝内潮湿时应采用乳化 沥青混合料灌缝。

道路工程材料-第3章沥青混合料

道路工程材料-第3章沥青混合料

试件尺寸:
(1)Ф101.6mm×63.5mm(±1.3mm,两侧高度差不大于
2mm)。适用于公称最大粒径<26.5mm的混合料,试件成型
击实次数根据公路等级、混合料类型、气候条件选择,一般
为75次或50次。试验中一组试件需平行试件通常为4个。
(2) Ф152.4mm×95.3mm(±2.5mm,两侧高度差不大于
1.6 沥青混合料的结构强度理论
影响φ 和 C 的因素
沥青性质对粘结力的影响: 沥青粘结性↑(粘度↑)→粘聚力C↑→抗剪强度τ↑ 沥青与矿料相互作用 矿粉对涂敷于周围的沥青分子有吸附作用→靠近界面处粘度↑
→ 扩散溶剂化膜(10um) 膜内—结构沥青:粘度高 → C大 膜外—自由沥青:粘度小 → C小
道路工程材料
第三章沥青混合料
全自动车辙试验机
道路工程材料
第三章沥青混合料
车辙试验试模及成型试件
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
摩阻角就愈高。
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.6 沥青混合料的结构强度理论 影响抗剪强度τ的因素
温度及形变速率对沥青混合料抗剪强度的影响 随温度升高,沥青的粘聚力 C 值减小,而变形能力增强。
温度降低,可使混合料粘聚力提高,强度增加,变形能力降 低。温度过低会使沥青混合料路面开裂。
1、库仑理论:在常温或较高温度下,粘结力不足引起的变 形,及抗剪强度不足引起的推挤波浪、拥包等破坏。

沥青混凝土路面施工作业指导书

沥青混凝土路面施工作业指导书

第一章透层、粘层与封层1.透层1.1水稳碎石基层上必须浇洒透层沥青,透入深度不小于5mm并与基层联结为整体。

1.2 本项目透层油采用慢裂的阳离子洒布用PC-2型乳化沥青。

1.3 透层宜在基层完毕后浇洒,当基层完工后时间较长,表面过分干燥时,应对基层进行清扫,在基层表面少量洒水,并待表面稍干后,采用智能沥青洒布(专用)车均匀喷洒透层沥青,洒布量为0.8kg/m2~1.2kg/m2。

1.4施工要求1.4.1 浇洒透层前,路面应用带有钢丝刷的清扫设备,彻底清净表面浮浆,适当露出粗骨料,并对路缘石及人工构造物应适当防护,以防污染。

1.4.2 透层沥青洒布后应不致流淌,并能够渗透入基层一定深度,不得在表面形成油皮。

透层应不致在运料车和摊铺机作用下粘起、揭皮而遭破坏。

当发现透层沥青不能渗入基层要求的深度或有油皮时,应更换透层沥青或增加稀释剂。

1.4.3 如遇大风或即将降雨时,不得浇洒透层沥青。

1.4.4 气温低于10℃时,不宜浇洒透层沥青。

1.4.5 应按设计的沥青用量一次浇洒均匀。

透层油喷洒过量的部位应撒布吸油用的石屑或砂,必要时可以适当碾压。

1.4.6 浇洒透层沥青后至完全渗透入基层前,严禁车辆、行人通过。

1.4.7 透层油喷洒后,一般养生需达48小时,再进行SBS改性沥青封层。

2.粘层2.1 上、中、下沥青面层层间必须喷洒粘层沥青。

粘层油采用SBS改性沥青,改性乳化沥青用量为0.3kg/m2~0.4kg/m2,其技术要求见表4-2。

2.2 粘层沥青应用智能沥青洒布车喷洒,保证喷洒均匀。

在路缘石、雨水进水口、检查井等局部应用刷子人工涂刷。

2.3 浇洒粘层沥青应符合下列要求:2.3.1 粘层沥青应均匀洒布或涂刷,浇洒过量处应予刮除。

在沥青碎石表面局部离析处应再人工补刷一层。

2.3.2 路面有脏物尘土时应清除干净。

当有沾粘的土块时,应用水刷净,待表面干燥后浇洒。

当有水泥混凝土凝固层时,应用钢刷清扫干净后,再浇洒。

沥青及沥青混合料

沥青及沥青混合料

➢液体沥青—冷底子油
是将汽油、柴油、煤油等有机溶剂 与沥青混合制得旳一种液体沥青。
石油沥青:汽油=30:70; 石油沥青:煤油或轻柴油=40:60。
➢ 乳化沥青
是将热熔沥青经强力机械作用 分散成为沥青微滴(1~6μm),分散 在具有表面活性物质旳水溶液中,构 成旳稳定乳状液。
• 乳化原理
水 —极性分子 沥青—非极性分子
蒸发损失越大,针入度比越小旳沥 青,其大气稳定性越低,“老化”愈快。
(6)其他技术指标
脆点 沥青材料由粘塑性状态转变为弹脆性
状态时旳温度。脆点是沥青发生脆性破坏 旳温度界线,是表征低温特征旳指标。 溶解度
可用来检验沥青中是否混入无机杂质。
闪点和燃点
l 闪点:临近沥青表面旳混合气体遇火后 发生闪火时旳温度。
△T越大,阐明沥青材料从固态向液 态转化旳温度间隔越大,沥青旳温度稳定 性越高。
软化点也能够反应沥青材料旳温度稳定 性。
软化点越高,沥青旳温度稳定性越 好。
针入度指数
针入度指数越大,沥青旳温度稳定 性越好。
(4)塑性
塑性是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 变形后形状旳性质。
温度稳定性差旳沥青,对温度变化旳反 应敏感,较小旳温度变化就可使沥青粘 度出现较大旳变化。
不同温度下,沥青旳三种状态: 玻璃态:沥青呈硬脆性。 高弹态:具有很高旳弹性变形能力。 粘流态::沥青呈粘性流动状态。
温度稳定性旳指标:
△T=t软-t脆
t脆—为高弹态向玻璃态转化旳温度; t软—为高流态向粘流态转化旳温度。
两者一般不相溶 合
水 —极性分子 沥 青—非极性分子 乳化剂—表面活性物质
乳化剂在两相界 面产生强烈旳吸 附作用,形成吸 附层。

第四章-沥青混合料技术性质

第四章-沥青混合料技术性质

沥青路面设计中抗剪强度可以用摩尔-库伦理 论进行分析,即沥青混合料的结构强度由矿料之 间的嵌锁力(内摩阻力)以及沥青与矿料的粘结 力及沥青自身的内聚力构成,即:
τ≦ c + σtgφ
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。
沥青混合料的粘结力和内摩阻角可以通过三轴剪切试 验确定。应力圆的公切线为墨尔-库伦应力包络线,即 抗剪强度曲线,该包络线与纵轴的截距表示沥青混合 料的粘结力c,与横轴的交角为沥青混合料的内摩阻角 φ。即可求出混合料的c、φ值。
表面反复作用下将形成一定的车辙深度。用动稳定 度(产生1mm车辙变形所需要的行走次数)评价 沥青混合料的抗车辙能力。
视频
动稳定度的计算
D S(t1d2t2 )d142c1c2
注:化学吸附比物理吸附作用更强烈,形成的沥青膜更稳定。
(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,如下图所示,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。
稳定性、低温抗裂性和耐久性较好;但其高温性 能对沥青的品质依赖性较大,由于沥青粘度降低, 往往导致混合料高温稳定性变差。
②骨架空隙结构
特点: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。
代表类型:沥青碎石AM和开级配磨耗层沥青混合料 OGFC等。
路面破坏原因: 高温时,由于沥青混合料抗剪强度不足,引起塑性
变形过大(塑性变形为不可恢复变形,随着时间产生累 积),使路面产生波浪、车辙、拥包与推移等高温变形 破坏。

道路建筑材料习题集及参考答案

道路建筑材料习题集及参考答案

第四章沥青与沥青混合料一、单项选择题1、现代高级沥青路面所用沥青的胶体结构应属于 C 。

A、溶胶型B、凝胶型C、溶—凝胶型D、以上均不属于2、可在冷态下施工的沥青是 C 。

A、石油沥青B、煤沥青C、乳化沥青D、粘稠沥青3、沥青混合料中最理想的结构类型是 A 结构。

A、密实骨架B、密实悬浮C、骨架空隙D、以上都不是4、在沥青混合料中,应优先选用 B 。

A、酸性石料B、碱性石料C、中性石料D、以上都不是5、粘稠石油沥青三大性能指标是针入度、延度和 A 。

A、软化点B、燃点C、脆点D、闪点6、根据马歇尔试验结果,沥青混合料中稳定度与沥青含量关系为 A 。

A、随沥青含量增加而增加,达到峰值后随沥青含量增加而降低。

B、随沥青含量增加而增加。

C、随沥青含量增加而减少。

D、沥青含量的增减对稳定度影响不大。

7、根据马歇尔试验结果,沥青混合料中流值与沥青含量关系为 B 。

A、随沥青含量增加而增加,达到峰值后随沥青含量增加而降低。

B、随沥青含量增加而增加。

C、随沥青含量增加而减少。

D、沥青含量的增减对流值影响不大。

8、根据马歇尔试验结果,沥青混合料中空隙率与沥青含量关系为 C 。

A、随沥青含量增加而增加,达到峰值后随沥青含量增加而降低。

B、随沥青含量增加而增加。

C、随沥青含量增加而减少。

D、沥青含量的增减对空隙率影响不大。

9、A级道路石油沥青适用于 A 。

A、各个等级公路的所有层次。

B、适用于高速、一级公路下面层及以下层次C、三级及三级以下公路各个层次D、三级以上公路各个层次10、SMA表示 D 。

A、热拌沥青混合料B、常温沥青混合料C、沥青表面处理D、沥青玛蹄脂碎石混合料11、工程上常用 A 确定沥青胶体结构。

A、针入度指数法B、马歇尔稳定度试验法C、环与球法D、溶解—吸附法12、用标准粘读计测液体沥青粘度时,在相同温度和相同孔径条件下,流出时间越长,表示沥青的粘度 A 。

A、越大B、越小C、不变D、无法确定13、针入度指数的值与 B 有关。

沥青混合料

沥青混合料

沥青混合料第一节沥青混合料概述一、定义:将一定级配的矿质混合料与具有一定粘度和适当用量的沥青结合料,经充分拌和而形成的混合料。

二、分类:1、按矿质集料级配类型分类:1)连续级配沥青混合料:矿料级配组成中从大到小各级粒径都有,按比例相互搭配组成的沥青混合料。

2)间断级配沥青混合料:矿料级配组成中缺少1个或几个粒径档次而形成的沥青混合料2、按矿料级配组成及空隙率大小分类:1)密级配沥青混合料:按密实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合而成、设计空隙率较小(3%-6%)的密实式沥青混凝土混合料(以AC表示)和密实式沥青稳定碎石混合料(以A TB表示)。

2)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)。

3)开级配沥青混合料:矿料级配主要由粗集料嵌挤组成,细集料较少,设计空隙率不小于18%的沥青混合料。

3、按集料公称最大粒径分类:最大粒径:指要求集料100%通过的最小的标准筛筛孔尺寸。

公称最大粒径:混合料中筛孔通过百分率为90%-100%的最小标准筛孔尺寸。

分类:1)、特粗式:公称最大粒径大于31.5mm。

2)、粗粒式:公称最大粒径为26.5mm或31.5mm。

3)、中粒式:公称最大粒径为16mm或19mm。

4)、细粒式:公称最大粒径为9.5mm或13.2mm5)、砂粒式:公称最大粒径小于9.5mm。

4、按制造工艺分类:1)热拌沥青混合料:经人工组配的矿质混合料与粘稠沥青在专门设备中加热拌和而成,保温运输至施工现场,并在热态下进行摊铺和压实的混合料。

2)冷拌沥青混合料:在常温下拌和、铺筑的沥青混合料,所用结合料通常为液体沥青或乳化沥青。

3)再生沥青混合料:把由路面上清除下来的旧沥青混凝土进行加工处理后的混合料。

第二节沥青混合料的组成结构与强度理论2.1沥青混合料组成结构的现代理论表面理论认为,沥青混合料是由粗、细集料和矿粉,大小不同粒径组成密实矿质混合料的骨架,利用沥青胶结料的粘聚力,在加热状态下施工,使沥青包裹在矿料的表面,经过压实固结后,将松散的矿质颗粒胶结成具有一定强度的整体。

沥青混合料技术要求(设计)

沥青混合料技术要求(设计)

设计文献有关材料技术规定沥青混合料技术规定(1)粗集料沥青混合料用粗集料质量技术规定表1所用粗集料应洁净、干燥、表面粗糙,形状方正、扁平、针片状旳成分较少。

质量应符合表2旳规定。

粗集料与沥青旳粘附性应不不不不大于4级。

(2)细集料沥青路面旳细集料包括天然砂、机制砂、石屑。

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质,并具有合适旳颗料级配,其质量应符合表3旳规定。

沥青混合料用细料质量表2(3)砂本项目公路路面用砂采用机轧砂,其规格应符合表4旳规定。

(4)石屑石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm旳筛下部分。

采石场在生产石屑旳过程中应具有抽吸设备,沥青混合料中,选用S15。

石屑规格应符合表4旳规定。

沥青混合料用机制砂或石屑规格表 4(5)矿粉沥青混合料旳矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中旳强基性岩石等憎水性石料经磨细得到旳矿粉,原石料中旳泥土杂质应除净。

矿粉应干燥、洁净,能自由地从矿粉仓流出,其质量应符合表7.5旳技术规定。

拌和机旳粉尘可作为矿粉旳一部分回收使用。

但每盘用量不得超过填料总量旳25%,掺有粉尘填料旳塑性指数不得不不大于4%。

沥青混合料用矿粉质量规定表5(6)道路石油沥青旳技术规定选用90号A级沥青,所用沥青旳质量应符合表6规定旳技术规定。

沥青必须按品种、标号分开寄存。

除长期不使用旳沥青可放在自然温度下存储外,沥青在储罐中旳贮存温度不合适低于1300C,并不得高于1700C。

道路石油沥青在贮存,使用及寄存过程中应有良好旳防水措施,防止雨水或加热管道蒸汽进入沥青中。

道路石油沥青旳技术规定表6(7)沥青混合料矿料级配构成沥青混合料矿料级配构成见表7。

沥青混合料中矿料旳级配构成范围表73稀浆封层技术规定(1)乳化沥青乳化沥青应符合国家现行原则《乳化沥青路面施工及验收规程旳有关规定》;道路用乳化沥青技术规定表8注:[1] P为喷洒型,B为拌和型,C、A、N分别体现阳离子、阴离子、非离子乳化沥青;[2] 粘度可选用恩格拉粘度计或沥青原则粘度计之一测定;[3] 表中旳破乳速度、与集料旳粘附性、拌和试验旳规定与所使用旳石料品种有关,质量检查时应采用工程上实际旳石料进行试验,仅进行乳化沥青产品质量评估时可不规定此三项指标;[4] 贮存稳定性根据施工实际状况选用试验时间,一般采用5d,乳液生产后能在当日使用时也可用1d旳稳定性;[5] 当乳化沥青需要在低温冰冻条件下贮存或使用时,尚需按T 0656进行-5℃低温贮存稳定性试验,规定没有粗颗粒、不结块;[6] 假如乳化沥青是将高浓度产品运到现场经稀释后使用时,表中旳蒸发残留物等各项指标指稀释前乳化沥青旳规定。

第五章沥青与沥青混合料

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。

公路水运试验检测-道路工程-第6章-沥青与沥青混合料-沥青与沥青混合料(3)

公路水运试验检测-道路工程-第6章-沥青与沥青混合料-沥青与沥青混合料(3)

[单选题(江南博哥)]1.沥青混合料浸水飞散试验,可以评价沥青混合料的()。

A.高温稳定性B.低温抗裂性C.水稳定性D.抗疲劳性参考答案:C参考解析:JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》P306,1.3规定:浸水飞散试验用以评价沥青混合料的水稳性。

[单选题]2.用于沥青混合料冻融劈裂试验的一组真空饱水试件的真空保持时间为()。

A.10minB.15minC.20minD.25min参考答案:B参考解析:JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》P295,3.5规定:在真空度为97.5~98.7kPa条件下保持15min。

[单选题]3.真空法测沥青混合料理论最大密度试验的重复性试验允许误差为(),再现性试验的允许误差为()。

A.0.011g/cm3,0.019g/cm3B.0.010g/cm3,0.015g/cm3C.0.010g/cm3,0.019gcm3D.0.011g/cm3,0.020g/cm3参考答案:A参考解析:JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》P236,7规定:重复性试验允许误差为0.011g/cm3,再现性试验的允许误差为0.019g/cm3。

[单选题]4.离心分离法测混合料的沥青含量试验的第一步是()。

A.烘干沥青混合料试样B.将试样在三氯乙烯中浸泡30minC.称取洁净的圆形滤纸质量D.将混合料溶液倒入离心分离器中参考答案:B参考解析:JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》P277,3.2.1规定:将混合料及溶液倒入离心分离器,用少量溶液将烧杯及玻璃棒上的黏附物全部洗入分离器中。

[单选题]5.真空法测沥青混合料理论最大密度的试样要求细集料分散到小于()mm。

A.2.36B.4.75C.6.4D.7.5参考答案:C参考解析:JTG E20《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》P234,3.1.2规定:粗集料不破碎,细集料分散到小于6.4mm。

沥青混合料试验

沥青混合料试验

(二) 方法与步骤 1 选择适宜的浸水天平。 2 除去试件表面的浮粒,称取空中质量(ma)。 3 挂上网篮,调节水位,天平调零,把试件置于网 篮中浸水,待天平稳定后立即读数,称取水中质 量(mw) 。 4 对钻取的芯样,可先称取水中质量(mw),然 后吹干至恒重,再称取空中质量(ma)。
(三)计算 1表观相对密度及表观密度 2以表观相对密度代替毛体积相对密度,按表干法 计算试件的理论最大相对密度及空隙率、沥青的 体积百分率、矿料间隙率、粗集料骨架间隙率、 沥青饱和度等各项体积指标。 (四)注意 若天平读数持续变化,不能在数秒钟内达到稳定, 说明试件有吸水情况,不适用于此法测定,应改 用表干法或蜡封法测定。
第三节 沥青混合料冻融劈裂试验 一、目的与适用范围 1测定沥青混合料劈裂破坏或处于弹性阶段时的力 学性质,亦可供选择沥青混合料力学设计参数及 评价沥青混合料低温抗裂性能时使用。 2对沥青混合料进行冻融循环,测定混合料试件在 受到水损害前后劈裂破坏的强度比,以评价沥青 混合料水稳定性。 3测定时采用沥青混合料的泊松比μ可以查表也可通 过计算得到。
二、方法与步骤 1准备工作: (1)试验轮接地压强测定。 (2)用轮碾成型法制作车辙试验试块。 (3)如需要,将试件脱模测定密度及空隙率等各 项物理指标。如经水浸,应用电扇将其吹干,然 后再装回原试模中。 (4)试件成型后,连同试模一起放置的12h。对聚 合物改性沥青混合料,放置的时间以48h为宜, 使聚合物改性沥青充分固化后方可进行车辙试验, 但室温放置时间也不得长于一周。
二、方法与步骤 1准备工作 (1)制作圆柱体试件,不少于8个。 (2)测定试件的直径及高度,通过圆心画上对称 的十字标记。 (3)测定试件的密度、空隙率等物理指标。 (4)使恒温水槽达到预定的试验温度。浸泡试件 不少于1.5h。恒温空气浴不少于6h。 2试验步骤 (1)劈裂试验

沥青和沥青混合料试验检测方法(新)

沥青和沥青混合料试验检测方法(新)

沥青和沥青混合料试验检测方法(新)第五章:沥青混合料试验检测技术作为高等级道路路面的主要结构形式之一,沥青混合料路面以其表面平整、坚实、无接逢、行车平稳、舒适、噪音小等优点,在国内外得到广泛的应用。

为了保证高等级公路在高速、安全、经济和舒适四个方面的功能要求,沥青混合料除了要具备一定的力学强度,还要具备高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性、抗渗性等各项技术要求。

因此道路工程建设过程中,对沥青混合料的各项性能进行准确的检测,以确保沥青路面的工程质量。

本章简略介绍沥青混合料的组成结构和技术性能,重点介绍沥青混合料组成设计方法和技术性能指标的检测方法,同时介绍SMA的设计及检测方法第一节沥青混合料的分类及其技术要求沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的矿质混合料与粘结材料沥青经拌和而成的混合材料,一般我们将沥青混凝土和沥青碎石通称为沥青混合料。

一、沥青混合料的分类(一)按结合料分类1.石油沥青混合料:以石油沥青为结合料的沥青混合料。

2.煤沥青混合料:以煤沥青为结合料的沥青混合料。

(二)按施工温度分类1.热拌热铺沥青混合料:简称热拌沥青混合料。

沥青与矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料。

2.常温沥青混合料:以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料。

(三)按矿质混合料级配类型分类1.连续级配沥青混合料:沥青混合料中的矿料是按级配原则,从大到小各级粒径都有,按比例相互搭配组成的混合料,称为连续级配沥青混合料。

2.间断级配沥青混合料:连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。

(四)按混合料密实度分类1.密级配沥青混凝土混合料:按密实级配原则设计的连续型密级配沥青混合料,但其粒径递减系数较小,设计空隙率3%-6%。

2.半开级配沥青混凝土混合料:按级配原则设计的连续型级配混合料,但其粒径递减系数较大,设计空隙率6%-12%。

3.开级配沥青混凝土混合料:按级配原则设计的连续型级配混合料,但其粒径递减系数较大,设计空隙率大于18%。

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沥青与沥青混合料IQIN(.VUI IQJNOIIIJNHF.l 黧螬瞬E蕃蓬翟量翟宙E宣言∥}ij。

^Nu,lIUlN'jVt Jl IoING¨I JNHEl一、液体的粘性流动变形流动变形是液体的基本属性。

液体的流动变形行为具有依赖时问、依赖温度、不町恢复等行为特点。

沥青及沥青混合料这一类粘弹性材料的力学行为之所以错综复杂、变化万千,根本原因在于这类材料表现了弹性变形与流动变形综合的力学行为特点。

因此,如果没有对于液体流动变形行为的深入了解,我们就可能无法掌握包括流动变形行为在内的粘弹性力学行为。

另一方面,沥青在一定的温度条件一卜.具有单纯的流动变形特性,路面工程中利用这种依赖于温度的流动特性实现沥青混合料的拌和与摊铺。

仅仅从评价沥青性能、设计沥青混合料、控制沥青路面_L:程质量的角度出发,我们也需要详细了解液体的流动变形行为。

在这‘章中,我们主要以道路石油沥青作为研究对象,重点讨论液体的粘性流动特性。

第一节液体的非牛顿流动特性I糊E]液体的牛顿流动特性流动是物质存在的一种形式,自然界几乎所有的物质都处于流动之中。

物质的流动形态多种多样,最简单或者说最理想的流动是以牛顿内摩擦定律描述酌牛顿液体。

牛顿在1687年首先提出过流动阻力正比于相邻部分流体相对流动速度的假设,19世纪上半叶,法国科学家Cauchy,Poisson及英国科学家Stocks等人通过进·步的试验研究完善了这一体系的基本理论。

假定液体在一定外力作用下表现为图2-1所示的层流。

即假设在两块平行平板间充满流体,两平板间距离日,以y为法线方向。

保持下平板固定不动,使上平板沿所在平面以速度y运动,于是粘附于上平板表面的一层流体随平板以速度y运动,并一层一层地向下影响,各层10相层产正SBS/SIS对简单,能够全面地改善沥青路用性能,因而得到广泛应用。

与其他改性沥青比较,sBS/sIs约占世界市场总量的44%,SB约为10%,EV A约为11%,废旧轮胎胶粉约为9%.EPDM约为12%,PE约为3%,Betaplast约为7%,其他4%,由此可见,SBS改性剂占据了道路沥青改性剂的半数左右…。

要和FIl[三]沥青混合料砂、碎石、矿粉等矿质原料,按照一定比例(必结料具有适宜粘度时,将沥青混合料充分拌面。

沥青混合料种类繁多,大致可以分类如南阳稻度状和化能含j沥j表型外,和胶路青青青沥沥沥油在的一一一料磅足结料满胶填为为他成一一一青包铺沥也摊时后:RmimIIH~WIl~l 第一章概述㈣¨㈣___.㈣㈣__-__._-_._.________--___.⑧@@●|沥青路面沥青混合料在制造、车辆荷载、温度环境与降求日益提高,交通荷载也冈1一I i种媳,列级眦分类概念的常见病害筑及压实之后,必须考虑它的路用性能。

影响路用性能的因素包括、沥青材料的老化等。

随着社会发展,现代交通对于路面的质量要生显著的变化。

1.永久变形沥青路面的永久变形主要指车辙变形和纵向推移引起的平整度劣化。

永久变形主要发生在高温季节,与车辆轴载、行驶状态等因素有关。

口前的沥青混合料没计方法主要根据高温抵抗永久变形的能力确定矿质混合料级配和沥青用量。

2.低温开裂.在降温过程中道路结构约束r面层沥青混合料的温度收缩,导致沥青面层产生温度应力超过材料强度而开裂。

低温开裂主要表现为垂直于道路中线的横向裂缝,裂缝处的承载力下降导致路面碎裂。

低温开裂和极限温度与极限降温速度有关,也叮能来源于重复的升降温过程。

3.疲劳开裂当沥青路面承受重复的车轮载荷时,沥青层底部产生拉应力和拉应变。

如果路面结构强度储备不足,或者水的浸入改变了基层支撑状态,可能导致沥青层产生裂缝并发展为(鳄鱼皮状】碎裂。

疲劳特性的预测及评估是目前沥青路面设计的主要依据。

4.老化沥青是一种高分子材料,沥青路面裸露在自然环境中必然发生老化。

沥青的老化包括拌和摊铺过程中高温引起的老化,称之为短期老化;也可能包括长期使用过程中的热老化、光老化和氧老化,称之为长期老化。

老化导致沥青混合料变得脆硬,损伤其抵抗疲劳和低温开裂的能力。

5.松散磨损沥青胶浆从间隙间逸失导致道路表面出现磨损,严重时会发生松散。

沥青混合料中沥青含量和压实程度是影响磨损与松散的主要原因。

集料的逸失呵能来源于沥青老化,集料表面沥青浆的粘结力丧失或者沥青膜脆裂。

6.泛油交通荷载作用使得沥青混合料内的集料不断嵌紧而空隙减少,最终将沥青胶浆挤压到路表发生泛油。

泛油导致沥青路面滑溜而影响交通安全。

除沥青含量偏高或空隙率偏小等原因外,沥青过软也是主要原因之…。

3铺水发已n络凶芈田莛旨t吡筻E t,,,常变有流青矿能;l正后具有沥仲路x¨陌于力须具及职奶触睛对外必该青一拗黼一。

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刚条特办1、1九‘第一章概述I_目沥青及沥青混合料的性能规范沥青及沥青混合料是铺筑沥青路面最重要的工程材料。

控制沥青及沥青混合料的路用性能与施工质量,减少第一节中述及的路面损坏现象,是一个提高工业化水平的问题[2],必须建立适应工业化水平的技术标准或者技术规范,来指导、控制、管理沥青及沥青混合料的技术性能,使其满足沥青路面建设的技术要求。

制定技术规范首先要适应工业化进程,同时也要具有可靠的科学技术依据。

和其他工业领域一样,道路T程的规范标准正由经验型向理论性转变。

例如,NCHRP Synthesis 212(Cham- berlin 1996)将关于道路工程有关的技术标准与技术规范划分为三个等级,并明确r各个等级的定义,给出了相应的介绍与说明。

性能规范(performance specification)描述如何在规定时间内完成一个路面工程任务。

这些规范的基础应该是路面性能项目( LIPP)长期的研究成果,结合一系列新的试验方法,保证路面在长期使用过程中满足道路的使用性能要求。

这些新的试验结果应该与路面的性能直接相关,而不仅仅是沥青混合料的力学性质。

基于性能的规范(perfonnance-based specifications】描述基于T程性质的期望水平。

这些基本的工程性质如回弹模鼍、疲劳特性等可以作为性能预测模型的变量预测路面的性能。

基于性能的规范试图聚焦于以性能特性来改善现有的质量水平。

然而,材料和施工过程质量特征的检测并不能及时为承包商提供相关信息,日前可能无法对施工过程进行调整。

与性能相关的规范(performance-related specification-PRS) 描述材料和施工诸因素的理想水平。

已经发现这些因素与一些工程特性相关,并可以用来预测路面性能。

同时这些因素可以在施工的过程中予以检测。

与性能相关的规范试图通过确认施工项目的质量水平来实现成本和性能间的最佳平衡。

与性能相关的规范常用的材料质量特征包括空隙率和沥青含量等。

NCHRP Synthesis 212的报告是针对整个道路建设技术领域的,因此,这份报告认为推行性能规范为时尚早。

但是,作为沥青和沥青混合料技术标准的研究,目前已经取得了一些重要的进展。

到20世纪末,道路石油沥青的产品分级标准主要有二类,即针入度分级和粘度分级。

以沥青针人度分级的沥青标准源于1918年美国公路局确定的针人度分级,即按照25℃针入度划分沥青牌号并辅以共他技术指标来控制沥青的质量。

1960年代提出粘度分级体系以适应使用量逐渐增加的氧化沥青。

粘度分级是按真空毛细管测得的60℃粘度划分沥青的牌号并辅以其他技术指标来控制沥青的质量。

我国的道路石油沥青技术标准一赢采用针人度分级。

针入度分级标准是典型的经验型标准,粘度分级标准虽然较针人度分级标准有所进步,但仍然具有经验性。

美国的公路战略研究计划(Strategic Highway Research Program,简称SHRP)提出了按照沥青路用性能分级(Performance Graded,简记为PG)的道路沥青技术标准。

SHRP PG分级依赖于沥青的粘弹性进行分级,分别提出了施工温度范围、高温、中等温度和低温条件下与路面使用环境相关的流变特性指标。

PC分级直接依据路面工作环境、交通荷载和没计温度评价沥青性能,并且充分考虑了沥青使用过程中热老化对于分级的影响。

5沥青与沥青混合整錾焉霉宙臣冒蟊重董置瞄E浏j鼎鼢㈧㈣裂删j嬲“。

7‘’“。

嚣嘉焉嚣篇暑蔑篙黹黑芒经过10年努力,SHRP PG性能分级作为一项新技术,已经在美国得到普遍的推广应用。

定尽管其后发现SHRP PG分级对于改性沥青的评价存在一些关键性的技术缺陷,美国联邦公路局组织有关技术专家继续采用粘弹力学方法研究PG分级的改进。

通过美国国家协作研究项目NCHRP9 - 10课题研究,已经使得该成果对于改性沥青的适用性得到增强。

尽管PG 性能分级要求的技术指标大部分是过去经验型分级标准中从未有过的,需要采用专用的试验仪器和方法,目前尚未得到世界各国的采纳和应用,但PG分级成果促进各国纷纷修订自己的沥青技术指标。

各国沥青技术指标修订的趋势是尽量采用具有明确粘弹力学依据的指标(例如60℃动力粘度)来代替或简化针人度分级指标体系。

寅此外,尽管SHRP研究进行的大量沥青混合料性能评价方法研究,多数尚未能形成技术规范,但其中的大量研究成果如简单剪切试验( SST)、约束试件温度应力试验(TSRST)、弯曲疲劳试验、动态模量试验等,均在全世界引起强烈反响。

这些研究全部采用粘弹性力学手段与方法研究或评份沥青混合料的力学性能与路用性能。

随着2004 AASHTO路面设计指南编制的研究进展,美国正在加紧沥青混合料性能评价方面的研究,大力促进新的路面设计指南真正成为力学.经验型的设计方法。

月综上所述,美国近20年在沥青及沥青混合料技术标准与技术规范方面的研究中,始终坚持采用粘弹力学的理论与方法作为应用研究基础,使得沥青及沥青}昆合料的技术标准与技术规范越来越接近性能规范的水平。

;第三节粘弹力学的基本原理—l[]弹性、粘性与粘弹性再经典力学中,描述物体弹性行为的是虎克定律,即施加外力时物体在瞬间产生变形,并不随时间增加而保持恒定的值,消除外力后变形可以瞬间回复。

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