沥青混合料的结构.
沥青胶体结构类型
沥青胶体结构类型
沥青的胶体结构类型主要有以下三种：
1. 溶胶型结构：沥青中沥青质含量很少，且完全胶溶于油分介质中。
胶团之间没有明显的吸引力，符合牛顿流体特性，剪切力与剪变速率呈直线关系，几乎没有弹性效应。
2. 溶-凝胶型结构：沥青中沥青质含量适中，并含有芳香度较高的胶质。
胶
团数量较多、浓度较大，胶团之间有一定的吸引力。
这类沥青在常温时，在变形的最初阶段，表现为非常明显的弹性效应，但在变形增加到一定数值后，则表现为牛顿流体。
这种结构的沥青粘弹性和触变性较好，也称为弹性溶胶。
3. 凝胶型结构：沥青中沥青质含量较高，可溶质的芳香族组分较少，分散介质的溶解能力不足。
沥青胶体溶液中的胶团较大，大量分子聚集形成空间网状结构，具有非牛顿流体的性质。
这类沥青具有较好的感温性，但低温变形能力较差。
以上内容仅供参考，建议查阅石油沥青相关书籍获取更全面和准确的信息。
沥青混合料的结构 PPT
—
表5.5.14-2 常用沥青混合料20°C条件下回弹模量取值范围（MPa）（ 新规 ）
沥青混合料类型
沥青种类
70号
90号
110号
道路石油沥 道路石油沥 道路石油沥
青
青
青
SMA10/SMA13/SM A16
-
-
AC10/ AC13 8000~12000 7500~11500
沥青混合料回 弹模量（MPa）
试验温度
试验 频率
60 ºC、10rad/s下沥青 剪切模量（kPa）
沥青混合料
lg Ea 5.23 0.032T 0.02 f 2.58G * 0.14Pa 的油石比（%）
0.041V 0.03VCADRC 3.06T 0.0480.033lg f G * f 0.06
按级配类型分： 连续级配（密级配如AC、Superpave）、 开级配(如OGFC)、半开级配（如SMA）；
按粗细分： C型（粗型）、F型（细型）
按混合料组成结构分： 悬浮密实型、骨架密实型、骨架孔隙型；
按拌合及摊铺温度分：热拌沥青混凝土、温拌沥青混凝土、冷拌沥青混凝 土。
e
低应力下，表现为粘弹性
确定加载级别，按3.2的方法测试抗压强度 平均值P，大体均匀地分成10级荷载，分别取 0.1P，0.2P，0.3P……0.7P七级（可取成） 接近的整数作为试验荷载。
qi
4Pi
d 2
E q5 h L5
（T 0713 - 2） （T 0713 - 3）
式中：
qi——相应于各级实验荷载 Pi作用下的压强（MPa）； Pi——施加于试件的各级荷载值（N）； E ——抗压回弹模量（MPa）； q5——相应于第5级荷载（0.5P）时的荷载压强（MPa）； h——试件轴心高度（mm）； △L5 ——相应于第5级荷载（0.5P）时经原点修正后的回弹变形（mm）
ac沥青混合料是什么
ac沥青混合料是一种复合材料，主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉组成，有的还加入聚合物和木纤维素，由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构，并具有不同的力学性质。
工程上最常用的沥青混合料有两类：
其一是沥青混凝土混合料，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、压实后剩余空隙率小于10%的混合料，简称沥青混凝土，以AC 表示，采用圆孔筛时用LH表示。
其二是沥青碎石混合料，是由适当比例的粗集料、细集料及填料或不加填料与沥青拌和、压实后剩余空隙率在10%以上的混合料，简称沥青碎石混合料，以AM表示。
沥青路面面层材料的结构与机理
沥青路面的压实规律
静态压实实验 规律： 规律： 随着压实应力的增加, 随着压实应力的增加,沥青 混合料的压实度初期增加很 而后逐渐变缓。 快,而后逐渐变缓。 随着沥青用量的增加, 随着沥青用量的增加,沥青 混合料显得更容易被压实。 混合料显得更容易被压实。
三种沥青用量的沥青混合料压实试验
压实对沥青混合料强度的影响
2.1引进两个强度参数 粘结力c 2.1引进两个强度参数——粘结力c和内摩阻角φ 引进两个强度参数 粘结力 和内摩阻角φ
2.2参数获取 2.2参数获取 纯沥青材料的c 纯沥青材料的c≠0，φ=0; 干燥骨料的c=0 c=0， 干燥骨料的c=0，φ ≠ 0； 沥青混合料, 沥青混合料,其c≠0， φ ≠ 0 。 参数c 参数c 、φ值的确定 理论准则与实验结果结合。 理论准则与实验结果结合。 理论准则采用摩尔—库仑理论 库仑理论。 理论准则采用摩尔 库仑理论。 实验方法：三轴实验、简单拉压实验或直剪实验。 实验方法：三轴实验、简单拉压实验或直剪实验。
2.2参数获取 2.2参数获取 三轴实验 对于三轴实验来说, 对于三轴实验来说,由图可得其摩尔一库仑的理论表达 式为: 式为:
三轴实验
在给定试验条件下， 在给定试验条件下，σ1和σ3之间具有线性关系
简单拉压实验
c、φ值通过测定无侧限抗压强度R和抗拉强度γ换算。 值通过测定无侧限抗压强度R和抗拉强度γ换算。
1.1沥青混合料嵌挤结构 1.1沥青混合料嵌挤结构 特点： 特点： 采用较粗的、颗粒尺寸较均匀的骨料。 采用较粗的、颗粒尺寸较均匀的骨料。 结构强度主要依赖于骨料颗粒之间相互嵌挤所产生的 内摩阻力。 内摩阻力。 沥青碎石、OGFC路面 路面。 沥青碎石、OGFC路面。 受温度的影响相对较小。 受温度的影响相对较小。
沥青混合料的结构
量测各实验条件下最后5次加载循环中荷载的平均幅值 Pi 和可恢复轴向变形平均 幅值 △i 及同一加载循环下变形峰值与荷载峰值的平均滞后时间 ti，然后根据下列各 式计算测试沥青混合料的动态模量及相位角。
0
Pi A
式中： σ0——轴向应力幅值（MPa）； Pi——最后5次加载循环中轴向试件荷载平均幅值（N）； A——试件径向横截面面积（可取试件上下端面面积平均值）（mm2）
沥青玛蹄脂碎石 中粒式沥青混凝土
密级配粗粒式沥青混凝土 沥青碎石基 层 密级配 半开级配
1200~1600 1000~1400
800~1200 1000~1400 600~800 400~600
1600~2000 1600~2000
1000~1400 1200~1600 — —
1.4~1.9 0.8~1.2
i 0 l0
式中：
ε0——轴型应变幅值（mm/mm）；
△i——最后5次加载循环中可恢复轴向变形平均幅值（mm）； l0——试件上位移传感器的量测间距（mm）。
E
0 0
式中：∣E*∣——沥青混合料动态模量（MPa）； σ 0 ——轴向应力幅值（MPa）； ε0——轴向应变幅值（mm/mm）。
0.032 T 0.150.14lg f VCADRC f 0.21 0.0031f Pa 0.00012 T V
捣实状态下粗集料 的松装间隙率（%） 压实沥青混合料 的空隙率（%）
第三水平：查表确定回弹模量。
常用沥青混合料20°C条件下回弹模量取值范围（MPa）
沥青种类 70号 道路石油沥青 90号 道路石油沥青 110号 道路石油沥青 SBS 改性沥青 7500~12000
贯入试验压头
第三章 沥青混合料
排水式沥青路面
排水式开级配沥青碎石ATPB基层 ——Asphalt-Treated Permeable Base
设计空隙率≥18％
9
10
(4) 间断级配沥青混合料
gap-graded bituminous paving mixtures(英) gap-graded asphalt mixtures(美)
47
48
8
2011/5/14
影响沥青混合料抗剪强度的外因
⑴ 温度的影响：温度↑C ↓
第二节 沥青混合料的技术性能
沥青路面的主要损坏类型 沥青混合料应具备的基本技术性能 评价方法与指标 影响因素与改善措施
受温度变化影响较少
⑵ 加载速率的影响：加载速率↑ τ ↑
形变速率的影响：变形速率↑粘度↓ C值↓
32
2. 沥青混合料的毛体积密度
f
沥青混合料质量与体积关系示意图
空隙
沥青 质量 m a 空隙体积 V 沥青体积 Va 空隙率 VV 沥青饱和度 VFA
矿料间隙率
ma mg Va Vse V
沥青
VMA
合成矿料有效体积 Vse
合成矿料表观体积
合成矿料毛体积
毛体积相对密度 水中重法 表干法
③ 温拌沥青混合料
19
20
沥青混合料组成与体积参数
空隙率VV 沥青体积率VA 矿料间隙率VMA
4~6. 沥青混合料试件的体积参数
空隙率
沥青混合料 最大理论密度
f VV 1 - t
100%
沥青混合料 毛体积密度
沥青
沥 青 玛 蹄 脂
集料
（ 1 矿料间隙率VMA VMA
几种典型沥青混合料性能的比较
几种典型沥青混合料性能的比较几十年来,为了提高沥青路面的使用性能,延长使用寿命,克服车辙、水损坏等常见的沥青路面损坏现象,人们对沥青混合料组成采取了各种措施,控制孔隙率、采取S形级配,使用改性沥青,添加纤维是近年来最常见的方法。
而改性沥青、纤维的广泛使用,使得从混合料结构组成来判断路面使用性能是很有必要的。
标签：沥青混合料;组成结构;S形级配空隙率1 几种典型沥青混合料依据沥青混合料组成结构理论,沥青混合料组成结构类型可主要分为悬浮密实结构、骨架密实结构、骨架空隙结构三种类型。
这三种结构类型在现今被人们所熟知的有:AC、SMA、SAC、Superpave混合料、OGFC、ATB、AK、ATPB等等。
几种混合料的级配见表1。
(1)AC是传统连续密级配沥青混凝土,在《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014-97)中属于悬浮密实结构。
在《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中这种沥青混合料舍弃了原来II型级配混合料,通过对关键筛孔通过率的控制分为粗型和细型。
粗型实际上是AK系列A型的调整型,加强压实度的控制,减小空隙率,级配向骨架密实型靠近。
(2)SMA在我国被称为沥青玛蹄脂碎石混合料,属于骨架密实结构。
它由大比例碎石构成坚固的骨架结构,并由丰富的沥青玛蹄脂填充骨架空隙进行稳定。
(3)SAC为我国自主开发的沥青混合料结构类型,因SAC-16矿料中大于4.75mm的颗粒含量为59%(范围中值),比《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014-97)的AC-16I矿料中大于4.75mm的颗粒含量42.5%多16.5%,故命名为多碎石沥青混凝土。
4.75mm以上碎石含量小于60%的SAC,属于悬浮密实结构;4.75mm以上碎石含量在70%左右,属于骨架密实结构。
(4)Superpave是一种沥青混合料设计法,是美国为寻找一个新的设计体系来克服马歇尔和维姆设计体系造成路面存在的车辙和裂缝这一普遍问题而提出的公路研究计划(SHRP)的一个重要成果。
沥青材料 答案
沥青材料
一、判断题
1、在石油沥青中当油分含量减少时，则粘滞性增大。 （ ） √ 2、针入度反映了石油沥青抵抗剪切变形的能力，针入度值愈小，表明沥青 黏度越小。 （ ） × 3、软化点小的沥青，其抗老化能力较好。 （ ） × 4、当温度的变化对石油沥青的黏性和塑性影响不大时，则认为沥青的温度 √ 稳定性好。 （ ） 5、在同一品种石油沥青材料中随着牌号增加，沥青黏性增加，塑性增加， 而温度敏感性减小。 （ ） ×
8沥青混合料的主要技术性质有适度软化点沥青防水卷材高聚物改性沥青防水卷材合成高分子防水卷材防水工程的底部沥青有机溶剂聚酯纤维无纺布sbs热塑性弹性体树脂薄膜沥青混凝土沥青碎石混合料连续级配沥青混合料间断级配悬浮密实骨架空隙密实骨架高温稳定性低温抗裂性耐久性四选择题1黏稠沥青的粘性用针入度值表示当针入度值愈大时黏性不变
沥青材料
五、问答题
2、分析比较各类沥青防水卷材的性能特点？ 答：传统的沥青纸胎防水卷材由于纸胎抗拉能力差，易腐烂，耐久性差， 极易造成建筑物防水层渗漏，现已基本上被淘汰，属于低档防水卷材； 高聚物改性沥青防水卷材具有高温不流淌，低温不脆裂，拉伸强度高， 以及延伸率较大等优异性能，且价格适中，属于中档防水卷材； 合成高分子防水卷材具有较高的拉伸强度和抗撕裂强度，断裂伸长率 大，耐热性和低温柔性好，耐腐蚀，耐老化等一系列优异的性能，属于高 档防水材料。
沥青材料
四、选择题
1、黏稠沥青的粘性用针入度值表示，当针入度值愈大时，（ A ）。 A. 黏性越小；塑性越大；牌号增大 B. 黏性越大；塑性越差；牌号减小 C. 黏性不变；塑性不变；牌号不变 2、石油沥青的塑性用延度的大小来表示，当沥青的延度值越小时 （ B ）。 A. 塑性越大 B. 塑性越差 C. 塑性不变 3、石油沥青的温度稳定性用软化点来表示，当沥青的软化点越高时， （ A ）。 A. 温度稳定性越好 B. 温度稳定性越差 C. 温度稳定性不变 4、沥青混合料中的沥青，选用哪种结构的沥青较好（ B ）。 A. 溶胶结构 B. 凝胶结构 C. 溶凝胶结构 5、沥青混合料路面的抗滑性与矿质混合料的表面性质有关，选用（ C ） 的石料与沥青有较好的黏附性。 A. 酸性 B. 碱性 C. 中性 6、煤沥青与石油沥青相比较，煤沥青的哪种性能较好（ BDE ）。 A．塑性 B.温度敏感性 C.大气稳定性 D.防腐能力 E.与矿物表面的黏结性。
陈志源《土木工程材料》(第3版)(课后习题 第九章 沥青材料)【圣才出品】
第九章沥青材料1．石油沥青的主要组分有哪些？它们相对含量的变化对沥青的性质有何影响？答：（1）石油沥青的主要组分有油分、树脂和地沥青质。
（2）不同组分对石油沥青性能的影响不同。
油分赋予沥青流动性；树脂使沥青具有良好的塑性和粘结性；地沥青质则决定沥青的耐热性、黏性和硬性，其含量越多，软化点越高，黏性越大，越硬脆。
2．石油沥青的牌号如何划分？牌号大小与沥青性质有何关系？如何正确选择石油沥青的牌号？答：（1）石油沥青的牌号主要根据针入度、延度和软化点等指标划分，并以针入度值表示。
（2）同一品种的石油沥青材料，牌号越高，则黏性越小（即针入度越大），塑性越好（即延度越大）、温度敏感性越大（即软化点越低）。
（3）选用石油沥青的原则是根据工程类别（房屋、道路或防腐）及当地气候条件、所处工程部位（屋面、地下）等具体情况，合理选用不同品种和牌号的沥青。
在满足使用要求的前提下，尽量选用较高牌号的石油沥青，以保证较长的使用年限。
建筑石油沥青多用来制作防水卷材、防水涂料、沥青胶和沥青嵌缝膏，用于建筑屋面和地下防水、沟槽防水防腐，以及管道防腐等工程；道路石油沥青多用来拌制沥青砂浆和沥青混凝土，用于道路路面、车间地坪及地下防水工程。
3．某防水工程需石油沥青20t，要求软化点不低于85℃。
现有60号和10号石油沥青，测得它们的软化点分别为49℃和98℃，问这两种牌号的石油沥青如何掺配？答：较软沥青掺配的比例为：212198851004%100%16.59%98T T Q T T --=⨯=⨯=--℃℃℃℃较硬较硬沥青掺配的比例为：2116.5%73.5%Q =-=掺配60号石油沥青的用量为：20t×16.5%=5.3t掺配10号石油沥青的用量为：20t×73.5%=14.7t4．沥青混合料的结构类型有哪几种？它们各有何特点？答：沥青混合料的结构类型有悬浮密实结构、骨架空隙结构、骨架密实结构三种。
其特点如下：①悬浮密实结构对于连续级配密实式沥青混合料，因粗骨料数量相对较少，细骨料数量较多，使粗骨料悬浮在细骨料之中。
沥青混合料的结构及强度形成机理
目录
一、沥青混合料的材料组成 二、结构类型及构成原理 三、沥青混合料性能及强度形成原理 四、与沥青性能的关系和工程中的表现形式
一、沥青混合料的材料组成
沥青混合料通常用做沥青路面的面层，它承受 着各种车辆荷载和环境因素的直接作用。沥青混 合料是一种复合材料，主要由沥青、粗集料、细 集料、填充料组成，有的还加入聚合物和木纤维 素；由这些不同质量和数量的材料混合形成不同 的结构，并具有不同的力学性质。 具体的材料组 成如下：
这种强度理论在实用上有一定的局限性，它主要适用于沥青 混合料温度较高时评价高温稳定性的状况，当温度较低或者 很低时，混合料的内摩擦角所占的比例越来越小，粘结力的 贡献越来越大，低温状态下采用三轴试验来分析是很困难的 ，而且通过抗压和抗拉实验求得C和 的方法也难以实现， 现在直接采用沥青混合料的高温劲度模量指标作为沥青混合 料的高温状态下的设计参数和性能评价指标。
4）填充料
粒径小于0.075mm的材料称为填充料，由于沥 青和填料混合形成胶浆，是沥青混合料形成强度 的重要因素，故填充料品质要求较严格。沥青混 合料的填充料宜采用岩浆岩中的强基性岩石等憎 水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂 质应除净。矿粉要求干燥、洁净、能自由流出矿 粉仓，其质量应符合规范的技术要求。当采用水 泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿 料总量的2%。
沥青混合料组成结构的现代理论
随着对沥青混合料组成结构研究的深入，目 前对传统的理论提出不同的看法。因此，对沥青 混合料组成结构有以下两种互相对立的理论：⑴ 表面理论；⑵胶浆理论
表面理论(Surface Theory) 按传统的理解，沥青混合料是由粗集料，细 集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架 ，此矿质骨架由稠度较稀的沥青结合料分布其 表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体 。这种理论认识可图解如图所示。
《建筑材料》教案第九章沥青及沥青混合料上课讲义
❖ 塑性是指沥青在外力作用下产生变形而不破坏，除去外力 后仍能保持变形后的形状不变的性质。
❖ 沥青的塑性用“延伸度”（或称延度）表示。按标准试验 方法，制成“8”形标准试件，试件中间最狭处断面积为1cm2 ， 在规定温度（一般为25℃）和规定速度（5cm/min）的条件 下在延伸仪上进行拉伸，延伸度以试件拉细而断裂时的长度 （cm）表示。沥青的延伸度越大，沥青的塑性越好。
（2）四组分分析法：四组分分析法是将沥青分离 为沥青质、饱和分、芳香分和胶质。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
饱和 分
无色液体
0.89
芳香 分
黄色至红色液 体
0.99
胶质 棕色粘稠液体 1.09
沥青 质
深棕色至黑色 固体
1.15
625
烷烃、环烷烃
730 970 3400
芳香烃、含S衍生物
多环结构，含S、O、N 衍生物
缩合环结构，含S、O、 N衍生物
❖ 不同沥青的软化点不同，大致在25～100℃之间。软化点 高，说明沥青的耐热性能好，但软化点过高，又不易加工； 软化点低的沥青，夏季易产生变形，甚至流淌。
图9.1.6 软化点测定示意图
❖ （4） 大气稳定性
❖ 大气稳定性是指石油沥青在热、阳光、氧气和潮湿等因 素长期综合作用下抵抗老化的性能。它是以沥青试样在加 热蒸发前后的“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比” 来评定。蒸发损失百分率愈小，蒸发后针入度比愈大，则 表示沥青大气稳定性愈好，亦即“老化”愈慢。
（5）.
❖ 除以上四种主要性质外，还需了解石油沥青的溶解度、 闪点和燃点等性质。
❖ A. 溶解度 溶解度指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶
解的百分率。用以限制有害的不溶物（如沥青碳或似碳 物）含量。不溶物会降低沥青的粘结性。 B. 闪点和燃点
《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。
沥青混合料层的结构和混合料配合比设计
沥青混合料层的结构和混合料配合比设计摘要：文章结合沥青混合料生产及实际应用过程，探讨沥青混合料物理和体积特性以及配合比的设计方法,并对相应设计方法的主要步骤进行了阐述。
主要包括HVEEM方法、马歇尔方法及SUPERPAVE方法等。
实际应用表明,掌握沥青混合料的物理和体积特性能有效推动配合比设计顺利进行,有利于确保沥青的综合性能。
关键词：沥青混合料、物理特性、结构设计、配合比设计一、概述沥青路面以其良好的行车舒适性和安全性而成为高等级路面的代名词，目前世界各国新建的高速公路路面90%以上采用沥青路面或是沥青混合料上面层结构。
沥青混合料通常由胶结料、沥青、集料、填料、添加剂等组成。
其中，沥青与填料（矿粉）结合形成胶浆，起到将离散的集料粘结成整体的作用。
沥青与填料的比例及总量的多少直接决定了沥青胶浆的性质是粘稠还是稀薄，决定沥青膜的厚度，进而对沥青混合料的路用性能起到重要的控制作用。
集料根据粒径大小的不同分为粗集料和细集料，在沥青混合料结构中，粗集料起到形成混合料骨架的作用，对混合料的力学强度起到重要作用，而细集料的作用则主要是填充粗集料形成的骨架空隙，使整个混合料变得密实，空隙率控制在一定范围。
因此，沥青混合料结构是一种复杂的复合材料多相体系，其各项性能与各粗分材料自身的性能有关，与各组分材料的参量也有关。
二、沥青混合料的物理和体积特性在沥青混合料设计中，物理和体积特性被广泛使用，因为它们可以帮助我们将重量转换成体积，反之亦然。
当不可能进行测试或无法获得实际测试数据时，在结构设计中也会使用体积特性与结构特性之间的相关性。
图1显示了压实沥青混合料的简化示意图。
在沥青加入集料之前，集料结构中只有集料和一些空隙。
部分空隙被沥青结合料填满，其余空隙仍然是空隙。
在沥青结合料中，部分是被集料吸收的，部分仍然是集料表面的有效沥青结合料。
图1压实沥青混合料的简化示意图沥青混合料的的空隙率(VTM):在密实的沥青混合料中，沥青裹覆集料之间空气的总体积，以混合料总容积的百分比表示。
沥青混合料组成结构与强度论文
沥青混合料的组成结构与强度摘要:对沥青混合料的组成结构进行分类，并对其各自的优缺点进行分析。
另外对沥青混合料的关键指标强度提出有利的结构类型及其他改进措施。
关键词:沥青混合料组成结构强度提高措施改革开放三十年来，我国公路市场建设取得了长足的进步与发展，成为拉动国民经济增长瞩目的重点。
公路施工工艺水平和施工技术更是得到了进一步的发展和提高，由以前量的发展变换成为现在质的飞跃。
做为公路行车最直观、最具代表性的沥青路面施工技术，更是成为了广大工程技术人员研究的焦点。
而沥青路面质量的好坏除了与现场施工控制、成品料的拌制运输等生产环节有着密切的关联外，前期的混合料的设计与组成，以及混合料本身所具有的物理性质也起着决定性的作用。
作为一名工程技术人员，我想从沥青混合料的组成结构及其结构形成的强度方面，谈谈我的认识与研究。
沥青混合料是由矿质骨架和沥青胶结物所构成的、具有空间网络结构的一种多相分散体系。
沥青混合料的结构取决于下列因素：矿物骨架结构、沥青的结构、矿物材料与沥青相互作用的特点、沥青混合料的密实度及其毛细—孔隙结构的特点。
而对于沥青混合料的矿料骨架具体分析来说：首先是矿物骨架结构。
矿物骨架结构是指沥青混合料成分中矿物颗粒在空间的分布情况。
由于矿物骨架本身承受大部分的内力，因此骨架由相当坚固的颗粒所组成，并且是密实的。
沥青混合料的强度，在一定程度上也取决于内摩阻力的大小，而内摩阻力又取决于矿物颗粒的形状、大小及表面特性等。
其次，形成矿物骨架的材料结构，也在沥青混合料结构的形成中起很大作用。
应把沥青混合料中沥青的分布特点，以及矿物颗粒上形成的沥青层的构造综合理解为沥青混合料中的沥青结构。
为使沥青能在沥青混合料中起到自己应有的作用，应均匀地分布到矿物材料中，并尽可能完全包裹矿物颗粒。
矿物颗粒表面上的沥青层厚度，以及填充颗粒间空隙的自由沥青的数量，具有重要的作用。
自由沥青和矿物颗粒表面所吸附沥青的性质，对沥青混合料的结构产生影响。
沥青混合料技术性质
1、高温稳定性的评价方法和评价指标
评价试验方法：圆柱体试件的单轴静载、动载、重 复荷载试验；三轴静载、动载、重复荷载试验； 简单剪切的静载、动载、重复荷载试验；马歇尔 稳定度、维姆稳定度和哈费氏稳定度；反复碾压 模拟试验如车辙试验。
常用评价方法：马歇尔试验和车辙试验。
评定指标：马歇尔试验 稳定度、流值 车辙试验 动稳定度
33
（3）沥青与矿料在界面上的交互作用
“自由沥青” “结构沥青”
沥青与矿粉交互作用示意图
34
（4）沥青混合料中矿料比表面积和沥青用量影响
a)沥青与矿粉交互作用 b)结构沥青粘结 c)自由沥青粘结
沥青膜层厚度 对粘结力影响
35
沥青用量对沥青混合料抗 剪强度的影响
（5）沥青用量影响 （1）沥青较少时，不足敷裹集料颗粒表面，使沥青混合料整体强度较低。 （2）增加沥青用量，沥青逐渐敷裹矿料表面，结构沥青增加，矿料间的粘结 力增强，混合料整体强度增高，直到整个矿料表面被“结构沥青”所敷裹。 （3）当沥青用量进一步增加，形成了 “自由沥青”，将矿料“推开”。这部 分沥青在矿料间不是起粘结作用而是起润滑作用，从而降低沥青混合料的内摩 擦角，使沥青混合料的整体强度下降。
40
沥青混合料搅拌机
41
数控电动标准击实仪
42
恒温水浴
43
马歇尔稳定度测定仪
44
①马歇尔稳定度试验
马歇尔稳定度试验方法是由美国密西西比州公路局布 鲁斯.马歇尔（Brue Marshell）提出的，最初是为了美 国工程兵团快速确定沥青用量之用，后来经过多人的 改进，形成为目前的马歇尔设计体系。马歇尔试验最 大特点设备简单、操作方便，现在已被世界上许多国 家所采用。 马歇尔试验用于测定沥青混合料试件的破坏荷载和抗 变形能力，得到马歇尔稳定度、流值和马歇尔模数。
沥青混合料的组成结构及强度原理
第六章沥青混合料的强度构成机理§沥青混合料的组成结构及强度原理沥青混合料的组成结构沥青混合料是一种复杂的多种成分的材料，其“结构”概念同样也是极其复杂的。
因为这种材料的各种不同特点的概念，都与结构概念联系在一起。
这些特点是：矿物颗粒的大小及其不同粒径的分布；颗粒的相互位置；沥青在沥青混合料中的特征和矿物颗粒上沥青层的性质；空隙量及其分布；闭合空隙量与连通空隙量的比值等。
“沥青混合料结构”这个综合性的术语，是这种材料单一结构和相互联系结构的概念的总和。
其中包括：沥青结构、矿物骨架结构及沥青-矿粉分散系统结构等。
上述每种单一结构中的每种性质，都对沥青混合料的性质产生很大的影响。
随着混合料组成结构的研究的深入，对沥青混合料的组成结构有下列两种互相对立的理论。
（1）表面理论按传统的理解，沥青混合料是由粗集料、细集料和填料经人工组配成密实的级配矿质骨架，此矿质骨架由稠度较稀的沥青混合料分布其表面，而将它们胶结成为一个具有强度的整体。
这种理论认识可图解如下：（2）胶浆理论近代某些研究从胶浆理论出发，认为沥青混合料是一种多级空间网状胶凝结构的分散系。
它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系；同样，砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青浆介质中的一种细分散系；而胶浆又是以填料为分散相而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系。
这种理论认识可图解如下：分散相—粗集料沥青混合料（粗分散系）分散相—细集料分散介质—砂浆（细分散系）分散相—填料分散介质—沥青胶结物（微分散系）分散介质—沥青这3级分散系以沥青胶浆（沥青—矿粉系统）最为重要，典型的沥青混合料的弹-粘-塑性，主要取决于起粘结料的作用的沥青-矿粉系统的结构特点。
这种多级空间网状胶凝结构的特点是，结构单元（固体颗粒）通过液相的薄层（沥青）而粘结在一起。
胶凝结构的强度，取决于结构单元产生的分子力。
胶凝结构具有力学破坏后结构触变性复原自发可逆的特点。
沥青混合料分类
矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料 较少，设计空隙率为不小于18%的混合料。
▪ 沥青稳定碎石混合料（简称沥青碎石）
由矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料， 按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少， 分为密级配沥青碎石（ATB）、开级配沥青碎石 （OGFC表面层及ATPB基层）、半开级配沥青 碎石（AM）。
VMA=VV+VA （2）现行规程计算公式：给定两个公式(a)、(b)。
VMA VV VA
（a）
VMA
1
f sb
Ps
100
（b）
（3）新规范的计算公式-即Superpave的计算公式（b）
19
3、沥青饱和度（VFA） （1）定义：按照试验规程定义总有
VFA VA 100 VMA
（2）规程给定的计算公式：
4.堆积密度 单位体积（含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙 体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。粗集 料的堆积密度包括自然堆积密度、振实密度、捣 实密度；细集料的堆积密度包括自然堆积密度、 紧装密度。
5、集料最大粒径
规程：指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。 新的设计规范：混合料中筛孔通过率为100%的最
单位体积（含混合料实体体积与不吸收水分的内 部闭口孔隙之和）压实沥青混合料的干质量，又称 视密度，由水中重法测定（仅适用于几乎不吸水的 密实试件）。
3、沥青混合料的毛体积密度
单位体积（含混合料的实体矿物成分及不吸收水分的 闭口孔隙、能吸收水分的开口孔隙等颗粒表面轮廓线 所包围的全部毛体积）压实沥青混合料的干质量，由 表干法、蜡封法或体积法测定。 4、沥青混合料试件的沥青体积百分率 压实沥青混合料试件内沥青部分的体积占试件总体积 的百分率，以VA表示。 5、沥青混合料试件的空隙率 沥青混合料内矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料自 身内部已被沥青封闭的孔隙）的体积占试件总体积的 百分率，以VV表示。