第二章原材料沥青集料矿粉纤维
沥青中木纤维和矿粉要求
中交一航局贵都高速公路路面工程第二合同段
木质素纤维及矿粉用量和技术指标
一、木质素纤维用量及质量要求
SMA-13沥青马蹄脂沥青混合料总量28898方，密度约为2.5g/cm3,总重量约为72245吨。
其中木质素纤维掺量约为0.3%，约为217吨。
木质素纤维的质量技术要求见下表：
二、矿粉用量及质量要求
粗粒式沥青混凝土（AC-25C）总量34159方，密度约为2.44g/cm 3,总重量约为83348吨。
其中矿粉掺量约为4%，约为3334吨。
中粒式改性沥青混凝土（AC-20C）总量43336方，密度约为2.49g/cm 3,总重量约为107907吨。
其中矿粉掺量约为4%，约为4316吨。
沥青马蹄脂沥青混合料（SMA-13）总量28898方，密度约为2.5g/cm3,总重量约为72245吨。
其中矿粉掺量约为10%，约为7225吨。
矿粉总量合计约14875吨。
矿粉的质量技术要求见下表：。
原材料质量管理制度
原材料质量管理制度为加强路面分公司的沥青路面、水稳基层施工质量，提高沥青混合料、水稳混合料的产品品质，按照“源头把关、过程控制、精细管理”的原则。
特制定本管理制度。
第一条材料采购部门、试验室应严格按《公路沥青路面施工技术规范》、《公路基层施工技术规范》、设计图纸、工程量清单、技术服务、监理工程师的要求的原材料技术指标进行质量控制。
第二条试验室应对沥青、改性沥青、石灰岩集料、玄武岩集料、矿粉、纤维、车辙剂等工程材料的合同中的质量条款严格把关，并对材料源头进行考察取样检测。
第三条材料采购部门在材料进场时必须要求供应商到试验室进行登记报检，试验人员和材料员共同检查供货厂家质量保证书。
对于沥青、水泥必须与供货方承运人共同取样签封，以利于质量追溯。
第四条试验室应对进场的原材料进行取样检测，检测合格后通知卸货。
对于试验周期长的材料，如沥青、水泥应取样封样，先卸货再进行试验。
第五条试验人员应不定期检查材料堆放情况，发现堆放不合理或混仓的及时通知材料管理部门进行整改。
第六条试验人员应抽查实际生产过程中的材料是否与计划要求的一致，特别检查玄武岩面层中是否混有石灰岩。
生产配合比管理制度为加强沥青混合料和水稳混合料产品品质，特制定本制度。
第一条根据规范要求，沥青混合料配合比包括目标配合比、生产配合比、生产配合比验证三个阶段。
目标配合比、生产配合比由本试验室进行设计，生产配合比验证应根据工程项目要求由第三方检测机构进行验证。
第二条有监理、技术服务全程监督生产的项目，生产配合比必须经过监理、技术服务同意后签发配合比通知单给生产机组。
第三条无有监理、技术服务监督的项目，根据公司内部要求提供两份生产配合比。
一份用于制备样品的标准生产配合比，一份用于实际生产的配合比。
第四条试验人员每天应对生产机组对配合比的执行情况进行检查，并通过每天的抽提试验对实际生产配合比进行校准，水稳混合料应通过皮带取样进行水洗筛分对配合比进行校准，发现有偏差时及时通知生产机组调整生产配合比。
沥青混凝土原材选择与目标生产验证配合比设计调整及注意事项
沥青混凝土原材选择与目标、生产、验证配合比设计调整及注意事项说明城郊工程总经理部沥青站一、公司沥青站简况沥青站划分16个仓。
2个热料成品仓，2个废料仓，1个垃圾仓，1个铣刨料仓，2个玄武岩仓，1个钢结构大棚石屑细集料仓，7个石料仓。
拌合站为德基4000型有6个筛网6个热料仓，5个冷料仓，2个再生料仓。
二、沥青混凝土材料的选择要保证工程质量，必须对工程材料进行严格的选择和检验，这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。
组成沥青混凝土的原材料主要有：粗集料、细集料、填充料（矿粉）、胶结料（沥青）、稳定剂（纤维）。
选择与确定原材料应根据设计图纸文件以及路面结构和使用品质的要求，按照《规范》的相关规定，结合地材的供应情况，按照相关实验规程的要求进行检验，然后择优选材。
选择原材料按以下原则：技术性好（满足技术指标要求），经济性好，材料稳定，就地取材。
（一）沥青的选择沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量的主要因素。
因此选择沥青时，除了要注意沥青自身品质的优劣以外，还要注意沥青标号对当地环境、气温的适应性，既要兼顾冬季的抗裂性，又要兼顾到夏季的抗塑变能力（高温稳定性），气候条件及交通状况，江苏地区根据F40施工规范划分为1-4-1属于夏炎热冬温潮湿，适采用标号为70#沥青。
（二）粗集料的选择粗集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。
粗集料的质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用粗集料质量技术要求”的规定。
要求必须使用锤击式或锥式破碎机加工的碎石，不得使用鄂式破碎机加工的碎石。
然而反击破生产的石料单价高，镇江当地不生产或运距太远增加了施工成本，往往公司只是进一部分用于应付检查。
（三）细集料的选择细集料一般是指天然砂、人工砂、石屑等，在沥青混合料中增加颗粒间嵌锁作用，减少粗集料间的孔隙，从而增加混合料的稳定性。
公司沥青站细集料采用石灰岩类石屑，石料生产过程中拌合站具有两级抽吸除尘设备，控制细集料中粉尘含量在3%内，质量符合JTG F40-2004 “沥青混合料用细集料质量要求”的规定，通常细集料比表面积大，材质好坏牵扯到沥青用量的多少。
6-第二章-石料与集料
第二章-石料与集料第二章建筑材料《专业知识》科目考试内容及权重分配表本章历年考试内容及权重分配表第一节石料与集料一、石料1.1 石料的岩石学特性1.造岩矿物造岩矿物是具有一定化学成分和结构的天然化合物或单质，简称矿物。
大多数岩石由两种以上的矿物组成。
表2-1 几种代表性造岩矿物2.岩石的分类根据成岩条件将岩石分成三类:岩浆岩—深成岩、喷出岩、火山岩沉积岩—碎屑岩、粘土岩、化学及生物化学岩变质岩—片理状岩、块状岩表2-2 三种岩石种类的特性根据石料组成中二氧化硅成分含量的多少，将岩石分成不同酸碱性石料。
表2-3 岩石的酸碱性亲水系数：表明石料对水亲和力的大小。
亲水系数越大，说明石料与水的结合程度越高，相对应与沥青的结合力就越弱，所以石料的酸碱性直接影响到石料和沥青构成的混合料的性质。
因此为保证沥青混合料的强度，在选择岩石时必须优先采用碱性岩石1.2 石料的物理性质物理常数吸水性抗冻性1）物理常数岩石的物理常数：是反映材料矿物组成、结构状态和特征的参数，与岩石的技术性质有着密切的关系。
常用指标：密度和孔隙率（1）密度密度是指在规定条件下，岩石矿质实体单位体积的质量，根据体积定义的不同，可以分为真实密度和毛体积密度。
2）吸水性岩石吸水性是岩石在规定条件下吸水的能力。
指标：吸水率和饱和吸水率（1）吸水率：在规定条件（常温常压）下，岩石试样最大的吸水质量与干燥岩石试样质量之比，以百分率表示。
（2）饱和吸水率：在强制条件（常温真空）下，岩石试样最大吸水质量与干燥岩石试样质量之比，以百分率表示。
岩石的吸水性能有效的反映岩石裂隙的发育程度，可用来判断岩石的抗冻性和抗风化性。
3）抗冻性岩石的抗冻性，是指岩石在饱水状态下，经受反复冻融循环而不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。
室内试验：抗冻性试验试件尺寸：直径和高为50mm圆柱体，或边长为50mm的正立方体。
（1）抗冻性评价指标：冻融质量损失率、冻融系数、饱水系数。
黑化道路方案
沥青混凝土施工组织方按编制人：审核人：审批人：目录第一章工程说明 (4)一、编制依据 (4)二、工程概况 (4)第二章施工准备 (5)一、现场布置 (5)二、组织管理机构 (5)三、机械设备准备 (6)四、物资准备 (7)五、技术准备 (7)第三章主要施工技术方案 (7)一、沥青路面施工流程 (7)二、施工过程控制 (9)（一）原材料控制 (9)（二）沥青混合料拌和 (15)（三）沥青混合料运输 (17)（四）沥青混合料摊铺碾压 (18)三、成品保护措施 (20)四、特别措施 (21)第四章质量保证措施及预防施工质量通病的措施 (25)一、工程质量保证措施 (25)（一）质量保证技术措施 (25)（二）质量保证体系 (31)（三）质量监控运行控制系统图 (32)（四）质量管理制度 (33)二、预防施工质量通病的措施 (36)第五章特殊季节的施工安排 (38)一、雨天施工措施 (38)二、夜间施工措施 (38)第六章施工安全、环境保护、职业健康安全保证措施 (39)一、安全施工保证措施 (39)二、环境保护保证措施 (41)三、环境因素的有效控制措施 (41)四、职业健康安全保证措施 (42)第七章节能降耗保证措施 (43)一、节能降耗管理目标 (43)二、节能降耗管理网络图 (43)三、节能降耗的有效控制措施 (43)第八章施工进度计划保证措施 (44)一、施工进度节点说明 (44)二、确保总进度计划实施的措施 (44)第九章施工协调配合措施 (45)一、与业主、监理单位的配合 (45)二、与总包单位的配合协调 (46)第一章工程说明一、编制依据1、青羊区2016中小街道道路提升工程施工图纸设计2、国家、部颁的施工技术（验收）规程和规范；3、采用的主要技术规范：(1)《工程测量规范》 GB50026-93(2)《公路沥青路面施工技术规范》 JTGF40-2004(3)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ 052-2000(4) 《公路工程技术标准》JTG B01-2003(5) 《沥青路面施工及验收规范》GB50092-96(6)《建筑机械使用安全技术规程》 JGJ33-2001(7)《建筑施工安全检查标准》 JGJ59-99(8)《成都市城市道路沥青路面道路结构设计导则》 2011年版（9）《成都市城市道路水泥混凝土路面黑化工程设计及施工指导意见》2015年版二、工程概况青羊区2016年中小街道道路提升工程项目包括东坡片区共计24条道路，总长4公里。
建筑道路工程集料
矿粉筛分试验(水洗法)
3、试验步骤 （1）烘干、研磨：将矿粉试样放入105℃±5℃
烘箱中烘干至恒重，冷却，称取100g，准确至 0.1g。如有矿粉团粒存在，可用橡皮头研杵轻轻 研磨粉碎。
（2）干筛：将0.075㎜筛装在筛底上，仔细倒 入矿粉，盖上筛盖。手工轻轻筛分，至大体上筛 不下去为止。存留在筛底上的小于0.075㎜部分可 弃去。
（2）以两次平行试验结果的平均值作为试验结 果。各号筛的通过率相差不得大于2％。
（二）矿粉密度试验
1．目的与适用范围 用于检验矿粉的质量，供沥青混合料配合比设
计汁算使用，同时适用于测定供拌制沥青混合料 用的其它填料如水泥、石灰、粉煤灰的相对密度。 2．仪具与材料
(1)李氏比重瓶：容量为250mL或300mL，如图 所示。
f
f
式中： m1——牛角匙、瓷皿、漏斗及 试验前瓷器中矿粉的干燥质量(g)；
m2——牛角匙、瓷皿、漏斗及试验后 瓷器中矿粉的干燥质量(g)；
V1——加矿粉以前比重瓶的初读数 (mL)；
V2——加矿粉以后比重瓶的终读数 (mL)；
亲水系数试验
（三）亲水系数试验 1、目的与适用范围
矿粉的亲水系数即矿粉试样在水(极性介质)中膨胀的体 积与同一试样在煤油(非极性介质)中膨胀的体积之比，用 于评价矿粉与沥青结合料的粘附性能。本方法也适用于测 定供拌制沥青混合料用的其它填料如水泥、石灰、粉煤灰 的亲水系数。 2、仪具与材料
(1)量筒：50mL两个，刻度至0.5mL。 (2)研钵及有橡皮头的研杵。 (3)天平，感量不大于0.01g。 (4)煤油：在温度270℃分馏得到的煤油，并经杂粘土过 滤而得到者(过滤用杂粘土应先经加热至250℃3h，冷却 后使用)。 (5)烘箱。
沥青砂浆制作方法
沥青砂浆制作方法
沥青砂浆制作方法：
①准备原材料包括道路石油沥青粗细集料矿粉以及必要时添加的纤维稳定剂；
②粗集料通常选用碎石或破碎砾石要求洁净坚硬无风化物粒径分布需符合规范要求；
③细集料则以河砂为主应干燥不含泥土杂质过筛去除超粒径颗粒确保级配合理；
④矿粉作为填充材料使用前需经过烘干处理使其含水量低于规定值增强与沥青粘结力；
⑤根据工程需求设计配合比一般遵循经验公式或通过马歇尔试验确定最佳油石比；
⑥混合过程中先将矿粉与部分沥青干拌均匀使粉末充分湿润避免形成团块影响质量；
⑦接着按顺序加入预热至规定温度的粗细集料与剩余沥青继续搅拌直至颜色一致无花白现象；
⑧如需改善高温稳定性可在最后阶段掺入适量短切纤维均匀分布于混合料中；
⑨完成搅拌后取样检测空隙率饱和度等关键指标合格后方可用于铺设作业；
⑩施工现场需保持干净避免污染同时控制摊铺温度不低于最低要求保证压实效果；
⑪采用专用摊铺机均匀布料并及时碾压成型确保表面平整密实无明显轮迹；
⑫最后对已完成路段实施交通管制防止早期破坏待冷却硬化至足够强度方可开放通行。
09讲005—沥青材料(SMA)
交通与汽车工程学院
2014-5-7
交通工程专业
7
3、耐久性
在SMA混合料中，粗集料骨架空隙被富含沥青的玛蹄脂密实 填充，并将集料颗粒粘结在一起，沥青在集料表面形成较厚 的沥青膜。
此外，SMA混合料空隙率较小，沥青于水或空气的接触较少，
因而SMA混合料的水稳定性和抗老化性较普通沥青混合料好；
又由于SMA混合料及本身不透水的，对中、下面层和基层有
1. SMA混合料的配合比设计指标
表3-29为SMA混合料级配范围的建议值，SMA 混合料的最大粒径应于面层结构设计厚度相匹 配，结构设计厚度为集料的公称最大粒径的 2~2.5倍。
SMA混合料矿料级配范围
2014-5-7 交通工程专业 31
交通与汽车工程学院
沥青混合料
交通与汽车工程学院
2014-5-7
道路建筑材料
主讲教师：李慧
西华大学 交通与汽车工程学院 交通运输系交通工程教研室
交通与汽车工程学院
2014-5-7
交通工程专业
1
沥青混合料
沥青玛蹄脂碎石混合料 沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt)简称为SMA。 它是一种以沥青、矿粉、纤维稳定剂组 成的沥青玛蹄脂胶泥结合料，填充并裹覆矿 料表面和粗集料骨架空隙体积中，形成沥青 混合料。
交通工程专业
11
沥青混合料
（二）细集料 在SMA混合料中细集料（指小于4.75mm颗粒） 的质量仅为10%-20%，但同样要求石质坚硬、富有
棱角，并有一定的表面纹理，软质含量少，塑性低，
粘土含量不超过1%。细集料宜用机制砂，也称人工
砂。
天然砂由于颗粒接近于圆形，磨阻力小，故不 宜多用。
沥青路面施工控制要点
G6呼包高速公路改扩建工程沥青混凝土路面G7韩呼高速公路工程沥青混凝土路面工程质量控制要点除施工技术规范和施工作业指导书的详细要求外，建议从以下几个方面进行控制：一、机械设备进场及管理机械设备要求：1、重新检修沥青拌合站、摊铺机等主要机械设备，使其处于良好工作状态，并进行试拌、试铺；2、重新标定沥青拌合站计量系统，提高拌合站计量精度，特别是沥青喷油精度；3、每个标段增加小型压路机用于路缘石边缘碾压；4、选择性能良好的摊铺机进行摊铺，ABG沥青摊铺机性能较差，不利于上面层高油石比路面施工。
另每个合同段必须配备3台摊铺机；5、按合同要求配备满足施工要求的其他小型设备；6、要求承包人做沥青拌和楼作业性能试验控制要点：1、了解所各标段机械设备基本情况：沥青拌合站热料筛孔及各储料仓的粒径规格，拌合站拌合时间、投料、添加矿粉、温度控制、除尘系统各参数设定和拌合站生产能力；摊铺机、压路机的规格型号及其主要功率、运行参数等；沥青撒布车电脑控制、运行速度等参数。
2、检查承包人机械设备质量和数量是否满足施工要求，检查承包人是否按要求进行标定和检修；承包人标定拌合站称重、温度、喷油精度时必须有监理人员进行旁站和认可。
3、沥青拌和楼作业性能，有成品生产率小于280的拌合楼需要更换或者增加。
二、原材料控制和管理主要原材料要求：1、矿粉、集料、改性沥青、纤维按照招标文件规定的频率进行全面检测，确保原材料质量，经检验合格后方能使用；。
控制的要点：1、严格按照规范要求的频率进行路用碎石筛分检测，认真填写质量记录，杜绝编写假资料现象；2、承包人按规范要求对全部进场材料进行自检，并根据总监办和中心试验室共同确定时间和频率要求送样检测；三、施工方案及技术准备G6 南半幅粘结层及沥青面层施工前，承包人必须重新上报试验路施工组织方案经总监办批准后，方能进行试验路施工；试验路完成后，承包人、监理、中心试验室进行相关试验检测合格，承包人严格按照规范要求编写试验路总结报告作为沥青面层施工开工报告的附件向总监办申请开工，经批复后才能正式开工；面层开工后，承包人每日施工路段必须经过项目监理小组同意才能施工。
沥青沥青混合料技术全参数
注：1坚固性试验可根据需要进行。
2用于城市快速路、主干路时，多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m3，吸水率可放宽至3％，但必须得到建设单位的批准，且不得用于SMA路面。
3对S14即3～5规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，小于0.075mm含量可放宽到3％。
4）粗集料的粒径规格应按表8.1.7-7的规定生产和使用。
表8.1.7-7 沥青混合料用粗集料规格3细集料应符合下列要求：1）含泥量，对城市快速路、主干路不得大于3％；对次干路及其以下道路不得大于5％。
2）与沥青的粘附性小于4级的砂，不得用于城市快速路和主干路。
3）细集料的质量要求应符合表8.1.7-8的规定。
4）沥青混合料用天然砂规格见表8.1.7-9。
5）沥青混合料用机制砂或石屑规格见表8.1.7-10。
中要求。
4矿粉应用石灰岩等憎水性石料磨制。
当用粉煤灰作填料时，其用量不得超过填料总量50％。
沥青混合料用矿粉质量要求应符合表8.1.7-11的规定。
5 纤维稳定剂应在250°C条件下不变质。
不宜使用石棉纤维。
木质纤维素技术要求应符合表8.1.7-12的规定。
8.1.9 沥青混合料配合比设计应符合国家现行标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40的要求，并应遵守下列规定：1各地区应根据气候条件、道路等级、路面结构等情况，通过试验，确定适宜的沥青混合料技术指标。
2开工前，应对当地同类道路的沥青混合料配合比及其使用情况进行调研，借鉴成功经验。
3各地区应结合当地自然条件，充分利用当地资源，选择合格的材料。
8.1.10基层施工透层油或下封层后，应及时铺筑面层。
8.5.1 热拌沥青混合料面层质量检验应符合下列规定：主控项目1 热拌沥青混合料质量应符合下列要求：1）道路用沥青的品种、标号应符合国家现行有关标准和本规范第8.1节的有关规定。
检查数量：按同一生产厂家、同一品种、同一标号、同一批号连续进场的沥青（石油沥青每100t为1批，改性沥青每50t为1批）每批次抽检1次。
第3章沥青混合料—SMA
SMA路面的病害
SMA路面的病害
2. SMA对材料的要求－粗集料
Good Rock Rock
高质量的轧制碎石，其岩石
Bad
应坚韧，具有较高的强度和
刚度。
形状接近立方体，有棱角， 针片状含量低
针入度要小一个等级
（1）沥青结合料
要求沥青具有较高的粘度，与集料具有较好的 粘附性。除满足相关规范要求外，应采用比当地常 用普通沥青混合料所用沥青硬一级的沥青。对于高 等级公路、交通量特别大以及气候环境严酷时，最 好采用改性沥青制备沥青混合料。
改性沥青 、 普通沥青？来自动稳定度（次/mm）8000 7000
LA、抗压碎要求较高
一般不使用石灰岩，可以使
用酸性岩石，但应检验与沥
青粘附性，不满足要求时， 应采取有效的抗剥落措施。
2.SMA对材料的要求－细集料
SMA的细集料含量很小，只有10％左右，但作用不 可小视
最好使用坚硬的机制砂，也可以采用优质石屑部分 替代机制砂使用，且应选择石灰岩石屑，严格控制 实现中土的含量。
1.概述
SMA：是沥青马蹄脂碎石（Stone Matrix Asphalt）的缩 写，是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以 及较多的细集料（矿粉）组成的沥青马蹄脂，填充与间断 级配的粗集料骨架间隙中组成一体所形成的沥青混合料， 简称SMA。
SMA材料组成特点： “三多一少”—粗级料多（≧4.75mm ，粗集料70％～80％）、沥青多、矿粉多（约10％）、细 集料少。
（1）SMA混合料体积结构参数 SMA骨架嵌挤形成的判断
1.概述
纤维素在沥青混合料中的作用
纤维素在沥青混合料中的作用摘要：介绍了纤维素的分类和其在沥青混合料中的主要作用，以及使用方法、质量指标和检测方法。
最后介绍了木质素、合成聚合物、聚丙烯腈和聚酯等常用纤维素的质量指标与参考价格。
在沥青混合料中添加纤维素后能大大提高沥青路面的路用性能，适宜在修筑优质沥青道路时采用。
关键词：沥青路面纤维素强度稳定性耐久性随着我国公路交通的发展，交通运输量特别是重载车辆运输量的增加，在行车产生的疲劳荷载和冲击荷载作用下，沥青路面出现较为严重的破损现象。
沥青路面混合料的性能及级配不同，路面的使用性能也有差别。
近年来，在对提高沥青路面的耐久性深入研究后，发现在沥青混合料中添加纤维稳定剂，既可在生产、运输、摊铺和碾压过程中保证混合料的均匀性及稳定性，又是提高路面耐久性和稳定性的有效措施。
由于国内外对纤维素的研究起步不久，各品牌的纤维素质量、价格相差颇大，设计、施工单位在选择时较难取舍；因此有必要对纤维素的性能、质量标准、检验方法以及其在沥青混合料中的作用作一介绍，为使用者提供决策依据。
1 纤维素的分类及在沥青混合料中的主要作用1.1 纤维素的分类目前，应用在沥青工程中的纤维，按其化学成分，主要有木质素纤维、有机化学合成纤维和无机矿物纤维；按其产品形状，可分为絮状(纯纤维素)和颗粒状(纤维素通过添加部分沥青预制而成)。
1.2 纤维素在沥青混合料中的主要作用根据工程实践和权威部门测定数据证实，在沥青混合料中添加0.3％的路用工程纤维，马歇尔稳定度明显提高；混合料的流值有所降低，使路面处于不易蠕动状态，结构的稳定性大大提高；劈裂强度增长幅度显著；在高温高湿度条件下，残留稳定度仍保持较高数值，从而阻止了沥青和胶浆的涌出。
因此，路用工程纤维已被广泛应用于新建及修建沥青玛蹄脂碎石路面(SMA路面)、纤维加强型沥青路面，以及透水沥青混合料。
其主要作用可归纳为：1)加筋作用，增强路面的抗低温开裂能力。
在添加纤维素的混合料中，纤维与纤维间搭接成三维立体结构，犹如在灰泥中掺加草筋一样，起到加筋增强作用，有效地减少路面低温开裂。
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.
21
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
18
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
1
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。
3
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
沥青沥青混合料技术参数
注：1坚固性试验可根据需要进行。
2用于城市快速路、主干路时，多孔玄武岩的视密度可放宽至m3，吸水率可放宽至3％，但必须得到建设单位的批准，且不得用于SMA路面。
3对S14即3～5规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，小于含量可放宽到3％。
4）粗集料的粒径规格应按表8.1.7-7的规定生产和使用。
表8.1.7-7 沥青混合料用粗集料规格3细集料应符合下列要求：1）含泥量，对城市快速路、主干路不得大于3％；对次干路及其以下道路不得大于5％。
2）与沥青的粘附性小于4级的砂，不得用于城市快速路和主干路。
3）细集料的质量要求应符合表8.1.7-8的规定。
表8.1.7-8 细集料质量要求注：坚固性试验可根据需要进行。
4）沥青混合料用天然砂规格见表8.1.7-9。
表8.1.7-9 沥青混合料用天然砂规格5）沥青混合料用机制砂或石屑规格见表8.1.7-10。
表8.1.7-10 沥青混合料用机制砂或石屑规格注：当生产石屑采用喷水抑制扬尘工艺时，应特别注意含粉量不得超过表中要求。
4矿粉应用石灰岩等憎水性石料磨制。
当用粉煤灰作填料时，其用量不得超过填料总量50％。
沥青混合料用矿粉质量要求应符合表8.1.7-11的规定。
表8.1.7-11 沥青混合料用矿粉质量要求5 纤维稳定剂应在250°C条件下不变质。
不宜使用石棉纤维。
木质纤维素技术要求应符合表8.1.7-12的规定。
表8.1.7-12 木质素纤维技术要求8.1.8 不同料源、品种、规格的原材料应分别存放，不得混存。
8.1.9 沥青混合料配合比设计应符合国家现行标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40的要求，并应遵守下列规定：1各地区应根据气候条件、道路等级、路面结构等情况，通过试验，确定适宜的沥青混合料技术指标。
2开工前，应对当地同类道路的沥青混合料配合比及其使用情况进行调研，借鉴成功经验。
3各地区应结合当地自然条件，充分利用当地资源，选择合格的材料。
沥青混合料原材料技术要求
沥青混凝土原材料要求一、粗集料粗集料应符合下列要求:1）粗集料应符合工程设计规定的级配范围。
2）骨料对沥青的粘附性，城市快速路、主干路应大于或等于4级；次干路及以下道路应大于或等于3级。
集料具有一定的破碎面颗粒含量，具有1个破碎面宜大于90%, 2个及以上的宜大于80%。
沥青混合料用粗集料质量技术要求注：1坚固性试验可根据需要进行.2 用于高速公路、一级公路时，多孔玄武岩的视密度可放宽至m3吸水率可放宽至3%,但必须得到建设单位的批准，且不得用于SMA路面.3 对S14即3〜5规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，＜ 0.075mm含量可放宽到3%.沥青混合料用粗集料规格粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求二、细集料细集料应符合下列要求：1）含泥量，对城市快速路、主干路不得大于3%；对次干路及其以下道路不得大于5%。
2）与沥青的粘附性小于4级的砂，不得用于城市快速路和主干路。
沥青混合料用细集料质量要求沥青混合料用天然砂规格沥青混合料用机制砂或石屑规格三、填料填料应符合下列要求：1）矿粉应用石灰岩等憎水性石料磨制。
当用粉煤灰作填料时，其用量不得超过填料总量50%。
2）纤维稳定剂应在250° C条件下不变质。
不宜使用石棉纤维。
沥青混合料用矿粉质量要求木质素纤维技术要求应符合下列要求：1） 宜优先采用A 级沥青作为道路面层使用。
B 级沥青可作为次干路及其以下道路面层使用。
当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号沥青掺配，掺配比应经试验确定。
2） 在高温条件下宜采用粘度较大的乳化沥青，寒冷条件下宜使用粘度较小的乳化沥青。
3） 用于透层、粘层、封层及拌制冷拌沥青混合料的液体石油沥青应符合相应技术要求。
4） 当使用改性沥青时，改性沥青的基质沥青应与改性剂有良好的配伍性。
乳化沥青技术要求四、沥沥青注：1 P为喷洒型，B为搅拌型，C、A、N分别表示阳离子、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标准粘度计之一测定。
沥青混合料术语、及材料
第二章、术语及沥青原材料认识一、术语1.1 沥青结合料在沥青混合料中起胶结作用的沥青类材料(含添加的外掺剂,改性剂等)的总称。
1.2乳化沥青石油沥青与水在乳化剂、稳定剂等的作用下经乳化加工制得的均匀沥青产品,也称沥青乳液。
1.3 液体沥青用汽油、煤油、柴油等溶剂将石油沥青稀释而成的沥青产品,也称轻制沥青或稀释沥青。
1.4改性沥青掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉,或者其他材料等外掺剂(改性剂)制成的沥青结合料，从而使沥青或沥青混合料的性能得以改善。
1.5 改性乳化沥青在制作乳化沥青的过程中同时加人聚合物胶乳,或将聚合物胶乳与乳化沥青成品混合,或对聚合物改性沥青进行乳化加工得到的乳化沥青产品。
1.6 天然沥青石油在自然界长期受地壳挤压,变化,并与空气、水接触逐渐变化而形成的,以天然状态存在的石油沥青,其中常混有一定比例的矿物质。
按形成的环境可以分为湖沥青、岩沥青、海底沥青、油页岩等。
1.7 透层为使沥青面层与非沥青材料基层结合良好，在基层上喷洒液体石油沥青、乳化沥青煤沥青而形成的透人基层表面一定深度的薄层。
1.8 粘层为加强路面沥青层与沥青层之间，沥青层与水泥混凝土路面之间的粘结而酒布的沥青材料薄层。
1.9 封层为封闭表面空隙、防止水分侵人而在沥青面层或基层上铺筑的有一定厚度的沥青棍合料薄层。
铺筑在沥青面层表面的称为上封层,铺筑在沥青面层下面,基层表面的称为下封层。
1.10 稀浆封层用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与乳化沥青,外掺剂和水，按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。
1.11 微表处采用适当级配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)与聚合物改性乳化沥青，外掺剂和水按一定比例拌和而成的流动状态的沥青混合料,将其均匀地摊铺在路面上形成的沥青封层。
（特点：沥青含量高，石料强度要求高，可直接通车，养护成本低无需碾压；破乳后即可开放交通）微表处是在78655051/稀浆封层基础上发展起来的预防性养护方法。
《道路工程材料》习题册参考答案(全) (1)
《道路工程材料》习题册参考答案绪论及第一章岩石一、填空题1、密度、孔隙率2、常温常压煮沸真空抽气3、直接冻融法质量损失百分率耐冻系数4、耐冻系数抗冻性5、抗压强度磨耗率6、分计筛余百分率累计筛余百分率通过百分率7、细度模数8、吸水率饱和吸水率9、自由吸水煮沸真空抽气10、酸性碱性中性11、4.75mm、2.36 mm12 国家标准、部委行业标准、地方标准、企业标准GB ， QB13 标准名称，标准分类，标准编号，颁布年份14 岩浆岩，沉积岩，变质岩15 3%二、选择题1、C2、B3、A4、B5、D6、B7、B8、D9、D 10、D 11、C 12、D 13、A三、判断题1、×2、√3、×4、√5、×6、×7、√8、×9、√ 10、×四、术语1、碱-集料（骨料）反应——胶凝材料（如水泥）中含有碱性氧化物（Na2O,K2O），与集料中含有的活性成分（如SiO2）发生化学反应，生成物导致结构破坏的现象。
2、密度——在规定条件下，材料在绝对密实状态下的单位体积的质量。
3、表观密度——材料在自然状态下单位体积的质量。
4、毛体积密度（岩石）——在规定条件下，烘干岩石矿质实体包括孔隙（开口和闭口孔隙）体积在内的单位毛体积的质量。
5、孔隙率——是指岩石孔隙体积占岩石总体积（包括开口和闭口孔隙）的百分率。
6、比强度——材料强度与其密度的比值。
7、抗冻性（岩石）——是指岩石能够经受反复冻结和融化而不破坏，并不严重降低岩石强度的能力。
8、级配——是指集料中各种粒径颗粒的搭配比例或分布情况。
五、计算1、烧结粘土砖进行抗压试验，干燥状态下的破坏荷载为207KN，饱和水状态下的破坏荷载为172.5KN，砖的受压面积均为115×120mm2。
试问该砖能否用于水中结构。
解：软化系数172.5/172.50.8330.85207/207RAKA===<该砖不能用于水中结构。
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第二章 原材料
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
第一节 沥青
一、 沥青材料的分类 1、按沥青的来源分类
天然沥青、石油沥青和焦油沥青三大类 • 天然沥青（Native asphalt）：地壳中的石油在
各种因素作用下，其轻质油分蒸发，经浓缩与氧 化作用形成的沥青类物质。(湖沥青、岩沥青)
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
2、按石油加工的方法分类
• 溶剂沥青 利用溶剂对各组分有不同的溶解能力，可选择性的溶解其中 一个或几个组分，这样能实现组分的分离。
组分：将沥青分离为几个化学性质接近而又与其胶体结构性
质、流变学性质和路用性能有一定联系的几个组。 • 调和沥青 按照沥青质量的要求，将几种沥青调和，调整沥青组分之间 的比例，以获得所要求的产品。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
湖沥青
• 特立尼达湖沥青——特立尼达和多巴哥。
• 沥青的物质及化学成分均完全一致。 • 软化点达93-99℃，不含蜡。 • 25%的特立尼达湖沥青和
75%的国产沥青 • 沥青性能优越，抗老
化能力强。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
岩沥青
• 岩沥青是石油在地壳运动的挤压下，从地壳中冒出，存在 于山体、岩石裂隙中，经过亿万年的蒸发凝固而形成的固 体形态的天然沥青。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
乳化沥青
• 乳化沥青是沥青经机械作用分裂为细微的液滴，分散在
含有表面活性物质（乳化剂-稳定剂）的水介质中。
• 乳化剂作用：乳化剂吸附在沥青微滴表面的定向排列作
用而降低水与沥青界面间的界面张力，使沥青微滴能均 匀的分散在水中，不致产生沉析； • 稳定剂：使沥青微滴能在水中形成稳定 的分散系。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
乳化剂
• 乳化剂为一种表面活性剂，一般是长链的线性分子，分子 由亲油基和亲水基组成。
• 乳化剂按其能否在水中解离生成离子而分为离子型乳化剂 和非离子型乳化剂；
• 离子型乳化剂按其解离后亲水端生成离子所带电荷不同分 为阳离子型、阴离子型和两性离子型。
• 按破乳速度分为快裂、慢裂、中裂。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
乳化剂
• 亲油基一般为烷基链，它需要的长度由沥青性质决定； • 阴离子乳化剂按其亲水基的结构可分为：羥酸盐(R-
COONa)、硫酸酯盐(R-SO3Na)、磺酸盐和磷酸酯盐等4大 类。
• 阳离子乳化剂大部分为氮化合物，其铵离子中的氢被烷基 取代而得到的铵盐。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
布敦岩沥青性能
• 路面稳定性好； • 具有较高的抗水损害与的耐微生物侵蚀的能力； • 摩擦系数较大； • 很高的抗疲劳强度; • 与沥青的相容性好; • 颗粒状材料，储运方便，
易于加工。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
石油沥青
• 石油沥青是石油经精制加工成油品后，最后加工而得到 的产品。
• 四川北部龙门山地区，分布着丰富的天然岩沥青矿资源 。 • 由于NES岩沥青产生于特殊的岩石裂隙中，所受的压力与
温度条件要比其他天然沥青高，故聚合程度很高，分子量 很大，软化点较高。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
NES岩沥青特点
• 抗车辙 ； • 与集料的粘附性及抗剥离性得到明显改善； • 抗老化、抗高温 ，NES天然岩沥青改性剂，本身的软化点达到
分馏：利用液态混合物 中各成分的沸点不同， 通过控制温度加热，使 一部分物质经汽化，然 后冷凝液化再收集，另 一部分还保持原来的状 态留在原来的装置中；
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
焦油沥青
• 焦油沥青是各种有机物（煤、泥炭、木材等）干馏加工得 到的焦油，经再加工而成，常用的焦油沥青是煤沥青。
• 干馏是在隔绝空气的条件下，对木材、煤加强热使之分解 的一种加工处理方法。
300℃以上； • 耐候性，抗微生物侵蚀作用很强，并具有在自由表面形成致密光亮
保护膜的特点。 • 不含蜡
第二章原材料沥青集料矿 丹拉高速公路河北段 广西全粉桂纤路维
布敦岩沥青
• 产自印度尼西亚的布敦岛（BUTON）。 • 石油在岩石夹缝经过长达亿万年的沉积、变化，在热、
压力、氧化、触媒、细菌的综合作用下生产的沥青类物 质。 • 岩沥青常年与自然环境共存，性质特别稳定，且通常具 有非常优良的路用性能。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
3、按原油的性质分类
• 石油按其含蜡量可分为石蜡基、中间基、环烷基。 • 石蜡基沥青 蜡的含量一般大于5% • 环烷基沥青 蜡的含量一般小于3%，粘性好。 • 中间基沥青 蜡的含量一般3%-5%
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
4、按沥青的形态分类
• 黏稠沥青 沥青在常温下呈膏体状或固体状。粘滞度比较高动状态。 用溶剂将黏稠沥青加以稀释—稀释沥青 黏稠沥青中加入乳化剂—乳化沥青
干馏后，原料的成分和聚集状态 都将发生变化，产物中固态、气 态和液态物质。 对煤干馏，可得焦炭、煤焦油、 粗氨水、焦炉气。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
2、按石油加工的方法分类
• 直馏沥青 • 渣油经过再减蒸工艺，进一步深拔出各种重质油品，可得
到不同稠度的直馏沥青。 • 氧化沥青 将低标号的沥青或渣油在240-290℃的高温下吹入空气，将 其软化点提高，针入度降低，提高沥青的稠度。
整度等； • 填充车辙。
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
二 沥青的组成和结构
1、沥青的元素组成 沥青材料是由一些极其复杂的高分子的碳氢化合物和这
些碳氢化合物的非金属（氧、硫、氮）的衍至物所组成的混 合物。其中碳占80%-87%，氢占10%-15%，氧、硫、氮
小于 0.3%，此外还有少量微量金属元素。
乳化沥青工程应用
• 稀浆封层
采用机械设备将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配 比拌和成稀浆混合料摊铺形成的薄层。 用于二级及二级以下道路的预防性养护，新建公路的下封层；
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
乳化沥青透、封层
作用：粘结、防水
第二章原材料沥青集料矿 粉纤维
微表处
• 微表处是一种经济、快速、有效的路面预防性养护技术； • 提高路面抗滑性能,封闭路表水下渗,改善路面外观和平