第五章 沥青混合料
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%。
第五章 沥青及沥青混凝土
第五章沥青及沥青混凝土1 概述沥青材料的定义沥青是一种有机胶凝材料，常温下呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘稠性液体。
有良好的憎水性、粘结性和可塑性，能抗冲击荷载的作用，对酸碱盐等化学物质有较强的抗侵蚀能力。
在交通、建筑、水利等工程中，广泛用作路面、防潮、防水和防潮材料。
分类：1、地沥青：①天然沥青(自然形成)②石油沥青2、焦油沥青：①页岩沥青②木沥青③煤沥青沥青建筑材料沥青材料一般情况下却很少单独使用；在工程上使用的沥青必需具有一定的物理性质，如在低温条件下应有弹性和塑性，在高温条件下要有足够的强度和稳定性，在加工和使用时具有抗“老化”能力，与各种骨料和结构表面有较强的粘附力，以及对构件变形的适应性和抗疲劳性等。
因此在工程上使用的沥青材料通常都是改性沥青和沥青混合料。
（一）改性沥青改性沥青是指按工程需要的物理特性，对沥青材料进行人工改造，使其满足工程要求的沥青材料。
改性方法通常有掺配法、填充、乳化。
（二）沥青混合料沥青混合料是沥青与级配合适的矿物质材料拌和均匀配制成建筑沥青材料。
常见的沥青混合料有沥青混凝土、沥青砂浆、沥青胶（又称玛碲脂）及沥青嵌缝油膏等，主要用于铺路、水工防渗及建筑防水。
7.１石油沥青一、石油沥青石油沥青是石油原油经蒸馏等方法提炼出各种轻质油（如汽油、煤油和柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
一石油沥青的组成和结构1、石油沥青的组分石油沥青是由许多高分子碳氢化合物及其非金属（主要为氧、硫、氮等）衍生物组成的复杂混合物。
它是石油中分子量最大、组成和结构是为复杂的部分。
化学组分分析就是将沥青分离为物理化学性质相近，而且与沥青性质又有一定联系的几个组。
石油沥青的化学组分有三组分和四组分两种分析法。
石油沥青三组分分析法：油分、树脂（沥青胶质）、沥青质。
四组分分析法：饱和分，芳香分，胶质和沥青质。
（1）油分：淡黄色至红褐色的油状液体，是沥青中分子量最小和密度最小的组分，在170℃较长时间加热时会挥发，能溶于多种有机溶剂，但不溶于酒精。
第五章_第四节沥青混合料最佳用油量的确定(1)
沥青混合料技术标准 • 马歇尔稳定度技术标准 • 动稳定度技术要求 • 水稳定性技术要求 • 破坏应变的技术要求 • 渗水系数技术要求
2019/7/22
交通科学与工程学院
3
目标配合比 设计阶段
生产配合比 设计阶段
沥青混合料设计
配合比设计三个阶段
矿料的 组成设计
最佳沥青 用量确定
图解法 或试算法
13
4.2 为什么要确定最佳沥青用量
沥青用量过多
泛油
2019/7/22
车辙
交通科学与工程学院
推移、拥包
14
4.2 为什么要确定最佳沥青用量
对沥青混合料强度影响
= c + (tan
沥青混合料 沥青粘结 集料嵌挤
的强度 c
交 互 沥青性质 作 用
集料性质
2019/7/22
交通科学与工程学院
• 技术性质：高温稳定性（评价指标、影响因素）
•
低温抗裂性（评价指标、影响因素）
•
水稳定性（评价指标、影响因素）
沥青混合料设计
矿质混合料设计：试算法、图解法 最佳沥青用量： 马歇尔试件体积参数、马歇尔试验、确 定OAC的方法
2019/7/22
交通科学与工程学院
40
X aM i 100 a Ai
• (2)计算B集料在矿质混合料中的用量,设B集料中占优势粒径的粒径尺寸为j,其含量为 aB(j),混合料M中该粒径要求的分计筛余百分率为aM(j),则B在混合料中的用量(Y)为
Y aM j 100 aB j
• (3)计算C集料在矿质混合料中的用量(Z)为
沥青占沥青混合料的比例 油石比：沥青占集料及矿粉之和的比例
路基路面工程第五章 沥青路面幻灯片PPT
➢ 沥青混合料高温稳定性评价方法：
• 单轴压缩试验
简单剪切试验
• 马歇尔试验
轮辙试验
• 蠕变试验
➢ 沥青路面高温稳定性技术标准
沥青路面车辙的技术指标
容许车辙深度标准
沥青混合料永久变形指标
轮辙试验标准
动稳定度建议标准
➢ 沥青路面车辙防治措施：
• 失稳型车辙：集料级配要有足够的粗颗粒；沥青结合料具有足 够的粘度；集料外表沥青膜具有足够的厚度；
➢ 提高沥青路面水稳定性的措施：
➢ 完善路面构造排水系统。 ➢ 沥青材料选择。 ➢ 集料选择。 ➢ 施工时保持集料枯燥，无杂质，拌和充分，摊铺时不
产生离析，碾压时保证到达压实要求等。
5.3.4 沥青路面疲劳性能
弹性状态的路面材料承受重复应力作用时，可能在低于静载一 次作用下的极限应力值时出现破坏，这种材料强度的降低现象 称为疲劳。
➢ 抗拉强度
直接拉伸试验
间接拉伸试验
当材料的抗拉强度缺乏以抵抗上述拉应力时，路面构造就会产 生拉伸断裂。
➢ 抗弯拉强度
1
=
Pl bh 2
5.3 沥青路面稳定性与耐久性
5.3.1 沥青路面高温稳定性
➢ 车辙的形成机理及影响因素：
• 初始阶段的压密过程
• 沥青混合料的侧向流动
• 矿料的重新排列及矿料骨架的破坏
• 间接拉伸试验 • 直接拉伸试验
➢ 沥青路面低温开裂的预防措施：
• 使用稠度较低、针入度较大的沥青，同时应满足夏季的要求； • 选用温度敏感性低的沥青有利于减小沥青路面的温度裂缝； • 采用吸水率低的集料， • 控制沥青用量在马歇尔最正确用量±5%范围内，但同时也应
保证高温稳定性； • 采用应力松弛性能良好的聚合物改性沥青等。
沥青混合料—沥青混合料概述(土木工程材料)
蒋经理
王经理
沥青混合料的分类
沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Mastic Asphalt， SMA）。 是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级 配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料。具有高含量粗集料、高含量矿粉、 较大沥青用量、低含量中间粒径颗粒的组成特点。高含量的粗骨料在混合料中颗 粒面与面直接接触、相互嵌锁构成的骨架直接承受了荷载作用，这种骨架对温度 敏感性小。含量较高的矿粉与沥青形成粘聚力很高的胶凝状物――玛蹄脂，使得 混合料的整体力学性质提高。这两方面的作用使混合料具有足够的竖向与侧向约 束，在车辆荷载的作用下，不产生或只产生微小的永久性变形。
蒋经理
王经理
沥青混合料的结构
压实沥青混合料的组成结构通常按其矿质混合料的组成分为三种结构类型。 （1）悬浮-密实结构:连续型密级配 （2）骨架-空隙结构:连续型开级配 （3）骨架-密实结构:间断型密级配
蒋经理
王经理
沥青混合料的结构
沥青混合料结构组成示意图 a) 悬浮-密实结构；b) 骨架-空隙结构；c) 密实-骨架结构
沥青混合料的分类
3、按照矿质混合料的级配类型进行划分 1）连续密级配沥青混凝土混合料：该类沥青混合料的主要特点是级配采用连续密 级配，空隙率比较低。①密级配沥青混凝土混合料（Dense Asphalt Coarse-Graded Mixes, AC)，可适用于任何面层结构；②密级配沥青稳定碎石混合料（Asphalttreated Permeable Base, ATB)与前者的区别是公称最大粒径较大，通常＞26.5mm， 主要适用于基层；③当公称最大粒径≥37.5mm时，也称为大粒径沥青混合料 （Large-Stone Asphalt Mixes，LSAM）。
沥青混合料运输规章制度
沥青混合料运输规章制度第一章总则第一条为规范沥青混合料运输行为，保障道路交通安全，保护环境，对沥青混合料的运输实行规章制度。
第二条本规章制度适用于所有进行沥青混合料运输的单位和个人。
第三条沥青混合料运输应当遵守相关法律法规，坚决抵制超载、超速、违章行为。
第四条沥青混合料运输单位应当建立健全管理制度，进行定期培训，并保证驾驶员具备相关资格证书。
第二章沥青混合料运输车辆管理第五条沥青混合料运输车辆应当经过定期检查，确保机动车各项技术指标符合规定标准。
第六条沥青混合料运输车辆应当安装GPS定位装置，并保证正常运行。
第七条沥青混合料运输车辆应当保证车辆整洁，定期清洗，避免因车辆脏污导致交通事故。
第八条沥青混合料运输车辆应当携带相应证件，如行车证、驾驶证等，并定期检查证件是否有效。
第三章驾驶员管理第九条沥青混合料运输驾驶员应当经过相关培训，并取得相应资格证书。
第十条沥青混合料运输驾驶员应遵守交通规则，遵守交通信号，确保安全驾驶。
第十一条沥青混合料运输驾驶员应当严格遵守工作时间规定，不得疲劳驾驶。
第十二条沥青混合料运输驾驶员应当保证车辆整洁，遵守文明驾驶规范。
第四章装载及卸载沥青混合料第十三条装载沥青混合料应当按照规定施工方案进行，确保不会对道路交通及周边环境造成影响。
第十四条装载沥青混合料时，应当按照车辆载重量标准，并确保不超载。
第十五条装载沥青混合料时，应当确保装载设备完好，并采取相应的安全防护措施。
第十六条卸载沥青混合料时，应当选择合适的卸料地点，确保安全卸载。
第五章沥青混合料运输安全管理第十七条沥青混合料运输单位应当建立完善的安全管理制度，进行沥青混合料运输安全培训。
第十八条沥青混合料运输单位应当定期检查车辆及设备，保证安全运输。
第十九条沥青混合料运输单位应当采取相应的应急措施，确保在突发情况下能够及时处置。
第六章处罚措施第二十条对于违反本规章制度的相关单位和个人，将根据相关法律法规进行惩罚，情节严重者将追究法律责任。
第五章 沥青混合料
2.夏热区 ( 20~30)
2-2 2-3 2-4 800 2400
3.夏凉区 (＜ 20)
3-2 600 1800
1500
3000 1500(一般交通路段）、3000(中交通量路段）
我国沥青混合料设计方法
气候条件与技术指标 气候分区及 年降雨量(mm) 普通沥青混合料 改性沥青混合料
⑶ 浸水劈裂强度试验 ⑷ 浸水车辙试验等
劈裂强度测试
抗滑性 1）影响因素 • 集料的表面构造（粗糙度） • 集料的级配组成 评价方法与指标 构造深度——铺砂 法 摩阻系数——摆式 摩阻仪
抗滑性改善措施
• 选用坚硬、耐磨(磨光值高)、抗冲击性好的碎石 或破碎砾石 • 对酸性集料采取抗剥措施 • 严格控制沥青含量
SMA 混合料
普通沥青 改性沥青
冻融劈裂试验的残留强度比(%)，不小于 普通沥青混合料 改性沥青混合料 SMA 混合料 普通沥青
改性沥青
80
我国沥青混合料设计方法
沥青混合料低温弯曲试验破坏应变(με )技术要求 (JTG F40－2004)
气候条件与技术 指标 相应下列气候分区所要求的破坏应变（ με ）
VMA
——矿料间隙率，％； ——试件的沥青体积百分率，％； VA VV VMA
VA
VV
——试件空隙率，％。
试件的体积参数指标
三、沥青饱和度VFA
沥青体积百分率VA
VA VFA 100% VMA
油石比：VA P s 100% 100 Pa b w
a
Pb s 沥青用量：VA 100 ％ b w
沥青面层混合料课件
材
后称为Stone Mastrix Asphalt，缩写为
料
SMA）。中文名为“沥青玛蹄脂碎石混合料”
沥
➢最初作为一种强度很高的沥青路面罩面，以
青
抵抗带钉轮胎造成的各种路面损坏。
面 层 材
➢德国1984年版《沥青路面工程补充技术规范 及准则》中将SMA列为德国标准的路面材料。
料
4
1.2SMA在国外的应用情况
➢ SMA
12
2 SMA的特点
高
等 ➢2.1构成：
筑 路 材
➢SMA是按照内摩擦角最大的原则，以间断级 配的粗集料形成相互嵌挤的矿料骨架；
料
➢然后按照空隙率较小的原则，以沥青玛蹄脂
沥
填充骨架的空隙，形成一种骨架密实结构的
青
沥青混合料。
面
层 材
细集料、矿粉、沥青和纤维等构成的混合物
料
13
2 SMA的特点☆
青 面
式中：VV——试件的空隙率，%； VMA——试件的矿料间隙率，%；
VMA
层
VFA——试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA的体积比例)，%；
材 料
γf——按B.5.8测定的试件的毛体积相对密度，无量纲； γt——沥青混合料的最大理论相对密度，按B.5.9的方法计算或实测得到， 无量纲；
Ps——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即Ps=100-Pb，%；
--确定最佳设计级配
高
等 ➢ 3.3.6成型马歇尔试件
筑
➢ 按初试油石比和级配成型马歇尔试件，一组马歇尔
路
试件的数目不得少于4~6个。
材
料
➢ 用表干法测定SMA马歇尔试件的毛体积相对密度γf。
沥青混合料报告
沥青混合料报告1. 引言沥青混合料（Asphalt Concrete）是一种由沥青和矿料按一定比例和一定温度混合制成的道路铺装材料。
本报告旨在对沥青混合料进行详细的介绍和分析。
2. 沥青混合料的组成沥青混合料主要由以下几个组成部分构成：•沥青：沥青是沥青混合料中的粘结剂，能够将矿料牢固地黏结在一起。
沥青可以根据原料和生产工艺的不同分为沥青和改性沥青两种类型。
•矿料：矿料是沥青混合料中的骨料部分，可以分为粗骨料和细骨料两种。
粗骨料通常是由石料碎石等原料制成，细骨料通常由河砂、机制砂等制成。
•沥青混合料添加剂：沥青混合料中的添加剂可以改善沥青混合料的性能，如增强黏结力、提高耐久性等。
3. 沥青混合料的生产过程沥青混合料的生产过程主要包括以下几个步骤：1.骨料处理：首先将粗骨料和细骨料进行混合，并通过筛分、洗涤等工艺进行初步处理，以保证骨料的质量和粒径分布。
2.沥青生产：沥青可以通过石油加工或从天然沥青中提取得到。
在生产过程中，需要控制沥青的温度和黏度，以满足混合料的要求。
3.混合料配制：根据设计要求，将骨料和沥青按一定比例进行混合。
混合的过程需要控制温度、时间和搅拌速度等参数。
4.施工和养护：混合料在施工前需要进行均匀铺装，然后经过压实和养护等工序，以确保混合料的稳定性和耐久性。
4. 沥青混合料的性能测试为了评估沥青混合料的质量和性能，需要进行一系列的测试，常见的测试包括：•含沥青饱和度：用于评估沥青在混合料中的含量是否满足要求。
•稳定度和流动度：用于评估混合料的抗变形能力和流动性。
•标准贯入度：用于评估混合料的粘性和黏结性。
•压实度：用于评估混合料在压实过程中的变形和稳定性。
•耐久性：用于评估混合料在长期使用过程中的耐久性和疲劳性能。
5. 沥青混合料的应用领域沥青混合料广泛应用于道路铺装领域，主要包括以下几个方面：•高速公路：沥青混合料被广泛应用于高速公路的铺装，因其良好的耐久性和承载能力而得到广泛认可。
《道路建筑材料》最新备课课件：第五章 沥青混合料
4.矿料级配类型及表面性质的影响
➢ 矿料的级配类型：密级配c↑、↓；开级配c↓、↑；间断 级配c↑、↑。
➢ 矿料的表面状态：集料颗粒具有棱角、近似正方体、表面有 明显的粗糙度时，具有很大的内摩擦角（↑），混合料的 抗剪强度高（↑）。
外因：
5.温度及形变速率产生的影响
温度升高：沥青易变形，黏聚力C下降，强度降低； 温度降低：黏聚力C升高，内摩擦角变化不大，故抗剪强度
3）骨架-密实结构：是一种理想结构，它既有一定的粗集料形成骨架，又有 足够的细集料充填空隙，既有较高的粘聚力，又有较高的内摩阻角。
3.沥青混合料的强度理论
➢ 沥青混合料铺筑的路面产生破坏的主要原因： 夏季高温时的抗剪强度不足导致变形过大产生推挤、拥包等现象 冬季低温时抵抗变形能力过差导致裂缝的产生
2.沥青与矿料的吸附作用
①物理吸附 矿料与沥青间的分子力吸附，与沥青表面活性物质含量有关，且只有
在干燥状态下才具有一定的黏附力。 ②化学吸附
沥青在沥青混合料中以两种形式存在，一种为结构沥青，一种为自由沥青。
沥青与矿料交互作用后，沥青在矿料表面形成一层扩散结构膜如下 图所示，在结构膜以内的称为结构沥青，在结构膜以外的称为自由沥青。
泛油
波浪
车辙
一、定义
沥青混合料是将经合理级配组成的矿质混合料（如碎石、砂、矿粉 等），与适量的沥青材料在一定温度下经拌和所组成的混合物。将沥 青混合料经摊铺后碾压成型，即成为各种类型的沥青混合料路面。
沥青混凝土： 结构是粗集料较多、细集料和矿粉也较多。 特点：对级配要求严格、密实度大、空隙率＜10%，抗渗性好。
2.沥青混合料组成结构类型
1）悬浮-密实结构：属于连续型密级配， 细集料较多，粗集料较少 特点：粘聚力大，内摩阻角小，高温稳定性差。强度主要来源于沥青的 粘结力。 沥青路面中，要求至少有一层是密级配沥青混合料。
沥青混合料
沥青混合料1、沥青混合料主要由沥青、粗集料、细集料、矿粉组成，有的还加入聚合物和木纤维素拌和而成。
2、城镇道路面层宜优先采用A级沥青，不宜使用煤沥青。
3、按矿质骨架的结构状况，沥青混合料的组成结构分为三个类型（1）悬浮密实结构。
由于粗集料的数量较少，细集料的数量较多，较大颗粒被小一档颗粒挤开，使粗集料以悬浮状态存在于细集料之间，不能直接互相嵌锁形成骨架，因此该结构具有较大的黏聚力，但内摩擦角较小，高温稳定性较差，如普通沥青混合料（AC）属于此种类型。
（2）骨架孔隙结构。
当采用连续开级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料时，粗集料较多，彼此紧密相接，细集料的数量较少，不足以充分填充空隙，形成骨架空隙结构。
沥青碎石混合料（AM）多属此类型。
这种结构的混合料，粗骨料能充分形成骨架，骨料之间的嵌挤力和内摩阻力起重要作用。
这种沥青混合料内摩擦角较高，但黏聚力较低，受沥青材料性质的变化影响较小，因而热稳定性较好，但沥青与矿料的黏结力较小、空隙率大、耐久性较差。
（3）骨架密实结构。
采用间断型级配矿质混合料与沥青组成的沥青混合料时，是综合以上两种结构优势的一种结构。
既有一定数量的粗骨料形成骨架，又根据粗集料空隙的多少加入细集料，形成较高的密实度。
这种结构的沥青混合料不仅内摩擦角较高，黏聚力较高，密实度、强度和稳定性都较好，是一种较理想的结构类型，如沥青玛蹄脂混合料（SMA）。
4、沥青混合料的技术性质（1）高温稳定性。
沥青混合料的高温稳定性，通常采用高温强度与稳定性作为主要技术指标，常用的测试评定方法有：马歇尔试验法、无侧限抗压强度试验法、史密斯三轴试验法等。
马歇尔试验法比较简便，既便于沥青混合料的配合比设计，也便于工地现场质量检验，因而得到了广泛应用，我国国家标准也采用了这一方法。
但该方法仅适用于热拌沥青混合料。
（2）低温抗裂性。
沥青混合料低温开裂是由混合料的低温脆化、低温收缩和温度疲劳引起的。
混合料的低温脆化一般用不同温度下的弯拉破坏试验来评定。
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。
沥青混合料名词解释
沥青混合料名词解释1.沥青混合料定义沥青混合料是一种由沥青、骨料（沙、石）、填料（石灰、水泥等）及其他添加剂组成的混合料。
它经过一定的工艺加工，形成具有一定性能的建筑材料，主要用于道路建设。
2.沥青混合料组成沥青混合料主要由沥青、骨料和填料组成。
其中，沥青是粘结剂，将骨料和填料粘结成一个整体；骨料是构成沥青混合料主体的主要成分，分为粗骨料和细骨料；填料通常为石灰石粉或水泥等，用以改善沥青混合料的性能。
3.沥青混合料分类根据不同的分类标准，沥青混合料可分为不同类型。
按骨料的粒径可分为粗粒式、中粒式和细粒式沥青混合料；按骨料的材质可分为碎石沥青混合料和砂沥青混合料；按施工温度可分为热拌热铺沥青混合料和常温沥青混合料。
4.沥青混合料性质沥青混合料具有良好的弹性和耐久性，能在温度变化、水分和紫外线作用下保持其性能稳定。
同时，它还具有良好的抗压强度、抗滑性能和低噪音性能，适用于各种道路建设。
5.沥青混合料应用沥青混合料广泛应用于道路建设，包括高速公路、城市道路、桥梁、隧道等。
此外，它还可用于制作防水材料、建筑材料等领域。
6.沥青混合料性能测试为保证沥青混合料的性能，需要进行一系列的性能测试，包括抗压强度、抗弯强度、耐久性、摩擦系数等。
这些测试旨在评估沥青混合料的各项性能指标，以保证其在道路建设中能满足工程要求。
7.沥青混合料配合比设计为达到最佳的路用性能，需根据不同的使用要求和环境条件，设计出合理的沥青混合料配合比。
配合比设计过程中需综合考虑骨料的级配、沥青的用量、填料的种类和用量等因素，以确定最佳的配合比。
8.沥青混合料制备工艺沥青混合料的制备工艺主要包括骨料的破碎、筛分、搅拌和熔炼等环节。
根据不同的配合比要求，将各种骨料和填料进行比例配合，再加入适量的沥青进行搅拌熔炼，最终形成所需的沥青混合料。
9.沥青混合料养护制备完成的沥青混合料需进行适当的养护，以保证其性能稳定。
养护过程中需控制好温度和湿度，并定期进行质量检测，以确保其满足工程要求。
第五章沥青混合料配合比设计
——表5-2
3、原材料选取
沥青标号、骨料品质 ——表5-3、4、5、7、8、9、10
4、骨料级配确定和设计
确定选取骨料的组配，满足级配要求。
粗骨料、细骨料、矿粉比例
——表5-8
5、沥青混合料设计 确定最佳沥青用量，满足技术指标要求。
（3）计算石屑在矿质混合料中的含量Y Y= 1 - X – Z = 50.9%
（4）校核、计算、调整。 如何校核？原则是什么？
图解法
基本原理 （1） n幂公式p=100（d/D）n 中， p与（d/D）n为直
线关系
（2） 假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为 直线
（3）各粒径骨料用量可通过首尾相连，与级配中值线 的交点确定
P2=kd 当筛孔尺寸d等于集料的最大粒径D时，该颗粒 的通过百分率P为100
p=100（d/D）0.5 实际应用 ：p=100（d/D）n ，n幂级配通式 n通常在0.3~0.7之间 ，0.5时为最大密度曲线
P-d级配曲线
P-logd级配曲线
——已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围
2、矿质混合料的组成设计
（3）计算空隙率（VV）：VV(1S )100 T
（4）计算沥青体积百分率（VA）：VA Pb s bw
（5）计算矿料间隙率（VMA）： VM V A AVV
（6）计算沥青饱和度（VFA）：VFA VA 100 VAVV
（7）测定力学指标 A：马歇尔稳定度MS B：流值FL C：计算马歇尔模数T
要求：Ⅰ型沥青混凝土不低于75%，Ⅱ型沥青混凝 土不低于70%
5）抗车辙试验
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5.3.2低温抗裂性
（2）评价方法与指标
①低温蠕变试验：以蠕变速率评价低温变形与松弛能力
车辙试件
47
50mm
切割
小梁试件
35mm
300mm 温度：0℃ 速度： 50mm/min
250mm
F
2
1
speed
2 1 t2 t1 0
speed , 变形能力 ，抗裂性能
（1）沥青混合料组成结构理论
表面理论
沥青混合料 矿质骨架
20
胶浆理论
沥青混合料 粗集料 沥青砂浆 细集料 填料
结合料 沥青
沥青胶浆
粗集料
细集料
填料
沥青
强调沥青的裹覆作用
多级分散体系，强调 沥青胶浆的作用
5.1.4 沥青混合料的组成结构
（2）沥青混合料的结构类型
21
悬浮密实结构
骨架空隙结构
骨架密实结构
（2）摩尔-库伦强度理论
破坏形式:剪切破坏 原理：莫尔-库伦理论
25
C tan
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
沥青黏度的影响
沥青与矿料交互作用的影响
26
内因
矿料的影响
沥青用量的影响
矿料的级配、形状和表面性质影响
外因
温度的影响 变形速率的影响
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
（3）矿粉的影响 ① 矿粉性质
29
矿粉吸附溶化膜结构图式(紫外线分析法) 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 石灰石粉表面形成发育较好的吸附溶化膜 石英石粉表面则形成发育较差的吸附溶化膜
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
（3）矿粉的影响 ② 矿粉细度和用量
5.1.2 沥青路面的特点
温度敏感性较高
11
缺点
沥青路面易老化
施工受气候和季节影响大
5.1.3 沥青混合料的分类
（1）沥青混合料的分类方法
① 按矿料级配类型 ② 按级配类型和空隙率 ③ 按公称最大粒径 ④ 按生产温度Leabharlann 12⑤ 按再生工艺
5.1.3 沥青混合料的分类
（2）沥青混合料的分类
① 按矿料级配类型
变形速率的变化很小
第三节 沥青混合料路用性能
5.3.1 高温稳定性
5.3.2 低温抗裂性 5.3.3 水稳定性 5.3.4 抗滑性——道路安全指标 5.3.5 抗疲劳性能 5.3.6 抗老化性能 5.3.6 施工和易性
34
第三节 沥青混合料路用性能
沥青路面的工作环境
交通荷载 环境温度 水
35
第三节 沥青混合料路用性能
d2
d1
DS ，高温稳定性
t1 45min
t2 60min
5.3.1 高温稳定性
（3）影响因素
车辙 内因 路面材料 原材料 结合料 集料 材料配合比 沥青用量过多 粗集料较少 矿粉用量较少 剩余空隙率过小 路面结构 面层厚度不适 层间结合较差 施工 交通荷载 混合料离析 压实不足 外因 温度
石油沥青成为使 用量最大的铺路 材料
随着国自产路用沥青材料工 业的发展，沥青路面广泛应 用于城市道路和干线公路， 成为目前中国铺筑面积最多 的一种高级路面。
5.1.2 沥青路面的特点
沥青混合料 95%wt
10
=
矿料（骨架作用）
+
沥青（粘结和填充作用）
5%wt
优点
具有良好的力学性能和路用性能 表面平整无接缝，行车振动小，噪音低 便于机械化施工，开放交通快，养护简便 沥青混合料可再生利用
40
④ 蠕变试验 ——蠕变模量、劲度模量
⑤ 足尺试验 ——直道、环道、加速加载
5.3.1 高温稳定性
（2）评估方法与指标
①马歇尔稳定度试验
马歇尔试验仪 马歇尔击实仪 恒温水槽
41
Φ101.6〓h63.5mm Φ152.4〓h95.3mm
试验温度：60℃〒1℃ 标准试件保温30-40min 大试件45～60min
7
学习难点
体积参数、组成设计方法、路用性能评价指标
参考资料
《沥青与沥青混合料》，黄晓明主编，人民交通出版社
公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTG E20-2011)
公路沥青路面施工技术规范 (JTG F40—2004)
第一节 沥青混合料组成及结构
5.1.1 沥青路面的简史 5.1.2 沥青路面的特点
37
沥 青 混 合 料 路 用 性 能
稳定性
5.3.1 高温稳定性
（1）病害表现类型
车辙、推移、拥包、推挤、搓板、泛油等病害
38
5.3.1 高温稳定性
（1）病害表现类型
车辙
磨耗型车辙
冬季埋钉轮胎造成的路面磨损
39
结构型车辙
荷载作用超过路面各层强度，发生在沥 青面层以下结构层。宽度较大，两侧没 有隆起
《道路建筑材料》
第五章 普通沥青混合料
主讲人：张久鹏 长安大学 公路学院
http://202.117.64.98/ec/C24/index.asp
◆ 前言
2
7 条北京放射线
9 条纵向路线
18 条横向路线
◆ 前言
3
7 条北京放射线
9 条纵向路线
18 条横向路线
◆ 前言
两种典型的路面结构
4
������ ������ ������ ������
矿料级配不同，c、 φ不 同 颗粒形状及其粗糙度 具有显著的破裂面和 棱角 近似正方体 表面粗糙 颗粒愈粗
32
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
（6）温度和变形速率的影响
温度的影响：c值随
33
温度升高而显著降低 ，而φ受温度变化的影 响较少。
变形速率的影响：c 值随变形速率的增大 而显著提高，而φ值随
原地面 沥青层 下基层及路基 结构性车辙 路基变形
失稳型车辙
剪应力超过材料抗剪强度，使流动变形 不断累积形成车辙，一般都有两侧隆起 现象
原地面
沥青层 流动性车辙 剪切变形
5.3.1 高温稳定性
（2）评估方法与指标
① 马歇尔试验——稳定度、流值 ② 轮辙试验 ——动稳定度、轮辙深度 ③ 剪切试验 ——粘聚力、内摩阻角
5.3.2低温抗裂性
（2）评价方法与指标
②低温弯曲试验：以破坏应变评价低温变形
温度：-10℃ 速度： 50mm/min
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
（4）沥青用量的影响
过少，则不足以形 成结构沥青膜； 偏多，则自由沥青 偏多，粘聚力降低； 过多，则部分自由 沥青起润滑作用，降 低内摩擦角； 沥青用量须适中
31
不同沥青用量时的沥青混合料结构
5.2.2 影响沥青混合料强度的因素
（5）矿料级配、颗粒形状、表面性质的影响
44
重车
5.3.2低温抗裂性
（1）病害表现形式
低温收缩裂缝、低温收缩疲劳裂缝
45
5.3.2低温抗裂性
（2）评价方法与指标
三类
① 预估开裂温度 ② 评价低温变形能力或松弛能力的方法 ③ 评价断裂能的方法
46
试验方法
① ② ③ ④ ⑤
直接、间接拉伸试验 低温收缩试验 低温蠕变、弯曲试验 应力松驰试验 约束试件温度应力试验 （冻断试验，SHRP）
EX. 沥青碎石AM
开级配~（VV=18~25%）
EX. 开级配磨耗层OGFC、沥青排水基层混合料ATPB
减少噪音 提高能见度
密级配沥青路面
开级配沥青路面
5.1.3 沥青混合料的分类
（2）沥青混合料的分类 ③ 按公称最大粒径
特粗式（DNmax≥37.5mm）
16
粗粒式（DNmax=26.5、31.5mm）
5.1.3 沥青混合料的分类 5.1.4 沥青混合料的结构类型
8
5.1.1 沥青路面的简史
15世纪
9
印加帝国采用天然沥青修筑沥青碎石路
1832
英国在格洛斯特郡修筑了第一段煤沥青碎石路
1858年
法国在巴黎用天然岩沥青修筑了第一条地沥青碎石路
中国上海开始铺设沥青路面 20世纪
20世纪20年代
1949年以后
5.6 第六节 Superpave沥青混合料组成设计方法 5.7 第七节 GTM沥青混合料组成设计方法
内容简介与学习要求
内容简介
沥青混合料的组成与结构（理解）
强度形成原理及其影响因素（理解） 沥青混合料路用性能、评价方法与技术标准（掌握） 普通热拌沥青混合料组成设计方法（掌握） Superpave、GTM沥青混合料技术特点与要求（了解）
柔性基层沥青路面 半刚性基层沥青路面 刚性基层沥青路面 全厚式沥青路面
������ 普通混凝土（JPCP） ������ 钢筋混凝土（JRCP） ������ 连续配筋混凝土（CRCP） ������ 钢纤维混凝土 ������ 预应力混凝土、装配式 混凝土、碾压混凝土
其中，沥青路面占总里程的90%以上
优点：环保，节能 缺点：技术不成熟
17
优点：环保，节能，混合料能储存 缺点：路用性能差
5.1.3 沥青混合料的分类
（2）沥青混合料的分类 ④ 按生产温度
18
WMA
HMA
5.1.3 沥青混合料的分类
（2）沥青混合料的分类 ⑤ 按再生工艺
厂拌热再生
19
就地热再生 就地冷再生
厂拌冷再生
5.1.4 沥青混合料的组成结构
5.1.4 沥青混合料的组成结构
（2）沥青混合料的结构类型