沥青与沥青混合料知识点总结
沥青及沥青混合料复习知识点
沥青及沥青混合料复习知识点沥青是一种由石油或沥青矿石经过加工制得的胶状物质，广泛应用于道路建设、防水材料、屋顶覆盖等领域。
而沥青混合料（ACM）则是将沥青与骨料、添加剂等混合制成的一种复合材料，常用于道路基层、面层和修补层的施工。
1.沥青的性质和特点：-黑色、胶状的物质，可软化、溶解于温度较高的条件下。
-耐水、耐酸碱，不易受化学腐蚀。
-具有良好的黏附性和可塑性，能与骨料等材料紧密结合。
-具有较高的抗变形和耐磨损性能。
-高温时有一定的流动性，可通过压实和冷却形成坚实的结构。
2.沥青混合料的组成：-骨料：常用的骨料有沥青砂、石粉、碎石等，用于提供沥青混合料的强度和稳定性。
-沥青：作为胶结剂，用于粘合骨料并形成坚固的结构。
-添加剂：如胶粘剂、改性剂、增粘剂等，用于改善沥青混合料的性能和工艺特性。
-矿质填料：如石粉、轻骨料等，用于填充骨料之间的空隙，提高沥青混合料的致密性和抗开裂性能。
3.沥青混合料的分类：-按骨料粒径分类：粗骨料、中骨料、细骨料。
-按沥青用量分类：富沥青混合料、贫沥青混合料。
-按沥青稠度分类：厚层沥青混合料、薄层沥青混合料。
4.沥青混合料的制备工艺：-骨料干燥：将骨料经过筛分、清洗后，通过加热和干燥去除水分，确保沥青能够与骨料粘结。
-沥青加热：将固态的沥青加热至液态，以便与骨料充分混合。
-混合配比：根据设计要求，确定沥青、骨料和添加剂的配比，以保证沥青混合料的性能。
-混合搅拌：将沥青和骨料加入搅拌设备中，通过搅拌使其均匀混合，形成沥青混合料。
-施工铺设：将混合料铺设在路面上，通过压实和冷却使其形成坚实的道路结构。
5.沥青混合料的性能研究：-抗剪强度：用于评估沥青混合料的强度和抗剪切能力。
-动态稳定性：用于评估沥青混合料在交通荷载下的变形能力和稳定性。
-抗老化性能：用于评估沥青混合料在长期使用过程中的性能稳定性。
-密度和空隙率：用于评估沥青混合料的致密性和抗水损害能力。
-显微结构分析：通过显微镜等手段观察沥青混合料的内部结构，了解其性能和变形机制。
沥青混合料——基本知识点
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）。
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）。
热拌沥青混合料种类
密级配 混合料 类 型 连续级配 沥青 混凝土 特粗式 — 沥青 稳定碎 石 ATB-40 间断级配 沥青 玛蹄脂碎 石 — 开级配 间断级配 排水式 沥青磨 耗层 排水式沥 青碎石基 层 ATPB-40
31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 —
三、沥青混合料体积指标的计算
1、空隙率（VV） 计算公式：
注意：①式中
f
f VV 1 100 mm
的意义，一定是毛体积相对密度，而非视密度；
②最大理论相对密度与矿料及沥青的用量、矿料及沥青的相对密 度等有如下的内在联系：
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总结：新规范关于三个体积指标的计算公 式作了统一：考虑了集料部分吸收沥青。
① 空隙率：最大理论相对密度对应着矿料的有 效相对密度； ② 矿料间隙率：只有一个计算公式（b）； ③ 沥青饱和度：有效沥青饱和度。
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23
— SMA-20 SMA-16 SMA-13 SMA-10 — 3～4 — OGFC16 OGFC13 OGFC10 — >18
ATPB-25 — — — — — >18
— AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6～12
26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 —
④ 半开级配沥青碎石混合料： 由适当比例的沥青粗集料、细集料及少量填料 （或不加填料）与沥青结合料拌合而成，经马歇 尔标准击实成型试件的剩余空隙率在6%～12% 的半开式沥青碎石混合料（以AM表示）。 ⑤ 开级配沥青混合料： 矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料 较少，设计空隙率为不小于18%的混合料。
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
对于屋面防水，应注意防止过分软化。通常沥青屋面表面温度比当地最高气温高25—30℃，为避免夏季流淌，屋面用沥青材料的软化点应比屋面最高温度高20℃以上。
01
沥青老化的评价
进行加热试验，比较蒸发损失、针入度。 此外，还有加热老化时间、薄膜烘箱试验及回转薄膜烘箱试验等。
测定方法是：先测定沥青试样的质量及其针入度，然后在160℃下加热蒸发5h，待冷却后再测定其质量和针入度。蒸发损失百分率小、蒸发后针入度比大，大气稳定性好，老化慢。
5) 安全性
*
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沥青
*
沥青是一种以碳氢化合物及其非金属衍生物为主要成分的有机胶凝材料。常温下，沥青呈黑色或黑褐色的固体、半固体或粘性液体。
它与水泥具有同样的功能，即经过自身的物理化学变化，产生一定的强度，并且具有胶结能力，能够把砂、石等矿物质材料粘结为一个整体。
沥青混合料
*
将大小不同粒径的矿质骨料、填料，根据工程需要，按最佳级配原则组配，与适当的沥青材料搅拌均匀而成的混合物叫做沥青混合料。
Ancient Use of Asphalt 在圣经中提到：沥青为诺亚方舟（Noah’s Ark） 作防水处理。 最早的记载是公元前3800年左右苏美尔人用于造船和建筑灰浆，5000多年以来沥青以不同形式用作防水或胶粘剂。 巴比伦王善用沥青为宫殿建筑物作防水处理，并灌浆铺砌石块路。
沥青应用发展史I
01
沥青混合料经浇注或铺筑成型，硬化后成为具有一定强度的固体，称为沥青混凝土。
02
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
沥青混合料知识点
1.高温稳定性：在高温条件下，抵抗车辆荷载反复作用，不发生显著永久变形，保持平整度的特性。
高温稳定性的影响因素：沥青混合料类型的影响（高温稳定性形成机理来源于沥青结合料的高温粘结性和矿料级配的嵌挤作用）；材料（选取优质材料，合适的沥青用量，适当的级配设计。
适当减少沥青用量，加大压实度，使混合料充分嵌挤，又没有留下大的空隙率是提高沥青路面高温稳定性的重要措施）；气候；荷载；评价高温稳定性的试验：马歇尔稳定度试验（马歇尔稳定度和流值）和车辙试验（动稳定度）2.低温抗裂性：低温下产生体积收缩，边界约束在其内部产生温度应力，沥青混合料抵抗这种应力而不破坏的特性。
温度应力超过容许应力时会发生开裂；影响低温性能因素：沥青黏度和沥青温度敏感性，低温弯拉试验的破坏应变指标加以评价。
3.耐久性：使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力。
4.抗滑性：路面的抗滑能力与沥青混合料的粗糙度、级配组成、沥青用量和矿质集料的微表面等因素有关；抗滑性的主要因素：矿物组成、化学成分及风化程度、加工方法所决定的矿料自身表面结构；矿料级配所确定的路面构造深度；沥青用量及含蜡量。
4.施工和易性：混合料在拌和、摊铺与碾压过程中集料颗粒保持分布均匀、表面被沥青膜完整的包裹，并能被压实到规定密度的性质。
施工和易性的因素：组成材料的矿料级配、粗细集料之间比例、沥青与矿粉之间比例、矿料与沥青之间比例和施工条件（温度、拌和时间、拌和设备等）5.水稳定性的因素：集料的化学组成、沥青混合料的压实空隙率或混合料类型、沥青用量和沥青膜厚度、沥青品质水稳定性测试方法：粘附性试验（黏附性等级）、浸水马歇尔试验（残留稳定度）、冻融劈裂试验（冻融劈裂强度比）5.气候分区指标：高温、低温、雨量6.蠕变：在恒定荷载下随时间而增加的应变7.合成级配：几种矿质集料按照一定的比例配合得到的沥青混合料的级配情况8.沥青马蹄脂碎石或SMA混合料：一种粗集料多、矿粉多、沥青用量多，而细集料少，并掺加少量纤维稳定剂组成的沥青马蹄脂混合料。
沥青路面与沥青混合料定义
05
沥青混合料在路面工程中的 重要性
提高路面质量
耐磨耐压
沥青混合料具有较好的耐磨性和 耐压性，能够抵抗车辆的磨损和 压实，保持路面的平整度和完整 性。
防滑性能
沥青混合料在雨天或潮湿路面上 具有良好的防滑性能，能够降低 车辆打滑和交通事故的风险。
降低噪音
沥青混合料路面具有较好的降噪 效果，能够减少车辆行驶噪音对 周围环境的影响。
减少污染
节能减排
推广使用环保型的沥青混合料和生产 工艺，能够降低能源消耗和减少温室 气体排放，有利于实现节能减排的目 标。
优质的沥青混合料能够减少车辆排放 的污染物的吸附，降低空气和噪音污 染。
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压实与养护
通过压路机对摊铺好的沥青路面进行 压实，并采取适当的养护措施，以保 证沥青路面的质量。
质量控制
材料质量控制
对原材料的质量进行严格把关，确保原材料 的质量符合设计要求。
搅拌均匀性控制
通过搅拌设备的控制，确保沥青混合料搅拌 均匀，无结块、离析等现象。
配料比例控制
根据设计要求，严格控制各种原材料的配比， 以保证沥青混合料的质量。
响其质量。
运输工具选择
选择合适的运输工具，确保沥 青混合料在运输过程中不发生
离析、结块等现象。
04
沥青路面的性能与评价
耐久性
耐久性
沥青路面应具备足够的耐久性， 以抵抗自然环境因素（如阳光、 雨水和温度变化）和交通负载的 影响。
耐久性评价
可以通过实验室模拟和实地监测 来评估沥青路面的耐久性，包括 疲劳试验、老化试验和抗压强度 测试等。
摊铺与压实质量控制
对摊铺和压实过程中的沥青混合料进行质量 检测，及时发现并处理问题。
沥青与沥青混合料
组成： 地沥青质含量较高，油分含量较小但有时量树脂，则 粘性大；
温度： 在一定温度范围内，粘性随温度升高而降低，反之则 随之增大。
沥青的针入度试验
规定的荷载、时间和温度下进行
P针入度
开始时
5秒后
针入度仪
针入度等级
道路石油沥青
200～300 150～200 110～150 80～100 50～80
CO冷NDA凝ENND器SERS
COOLERS
OR
PETRO石LE油UM SAND砂A与ND 水WATER
空气AIR
AB氧ILRO化WN A沥SP青HALT
STILL
PROCESS UNIT
沥青 ASPHALT
CEMENTS
加工成 FOR PROCESSING INTO
EMULSIFIED AND CUTBACK ASPHALTS
凝胶结构
沥青的胶体结构
（二）石油沥青的技术性质
粘性（粘滞性） 塑性（延性） 温度敏感性 大气稳定性 其他性能
石油沥青的技术性质
粘性（粘滞性）
概念： 粘性反映石油沥青材料抵抗外力或自重作用下 变形的能力。
评价指标：相对粘度和针入度。相对粘度越大或针入度 越小，粘性越大。
热敏感性 Temperature susceptibility
粘结性
Impact resistance adhesion - explain
高温粘度 Viscosity at high temperature
延度
Ductility
脆性断裂 Brittle fracture
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
沥青与沥青混合料重点总结
沥青与沥青混合料重点总结1四组分分析法（sara法）饱和酚芳香酚胶质沥青质饱和酚（s）：无色粘稠液体，赋予沥青流动性芳香酚（na）：茶色粘稠液体，赋予沥青流动性胶质（pa）：红褐色至黑褐色粘稠液，胶体稳定性，提高吸附性及可塑性沥青质（at）：深褐色固体沫状微粒，提高热稳定性和粘滞性2蜡对沥青路用性能的影响：高温时融化降低沥青粘度温度敏感性增大低温低温时易析出分散在沥青中减少沥青分子间的紧密联系降低沥青延展性粘附性使沥青与石料表面亲和力变小影响沥青与石料的粘附性抗滑性是沥青路面抗滑性能降低。
重交通道路沥青要求：蜡含量<2.2%3石油沥青的胶体结构1）溶胶型结构：针入度指数pi2）溶―凝胶型结构：pi-2~+2高温时具备较低的感温性低温时具备较好的变形能力大多数优质道路沥青都就是这类胶体结构3）凝胶型结构：pi>+2较低的温度感应性较好粘弹特性低温变形能力差4沥青的粘滞性：沥青在外力作用下抗剪切变形的能力。
分成：绝对粘度、运动粘度，表观粘度5沥青的三大指标针入度：（黏稠性）在规定的温度和时间内，额外一定质量的标准针横向倒入式样的深度软化点：（冷稳性）沥青条件切割点至凝结点的温度间隔的87.21%为软化点延度：（塑性）当其受外力的弯曲促进作用时，所能够忍受的塑性变形的总能力6我国石油沥青的标号和等级就是根据沥青采用的气候分区按针入度分割的。
7沥青的感温性辨别方法：针入度指数法（pi）、针入度-粘度指数（pvn）8石料的酸碱性按化学组分中sio2和ca0的含量去分割酸性材料（>65%）→花岗岩石英岩中性材料（52%~65%）→辉绿岩闪长岩碱性材料（<52%）→石灰岩玄武岩优选：碱性石料（碱性石料与沥青的吸附粘结性更好）9毛体积密度：石料在规定条件下，单位毛体积（包含矿质实质和孔隙的体积）的质量。
??=/（++）测定方法：静水秤法”“封蜡法”量积法10吸水性石料在规定条件下吸水的能力。
《沥青与沥青混合料》课件
沥青的分类与用途
石油沥青
天然沥青
从石油中提取，主要用于道路建设和 防水工程。
天然形成的沥青，主要用于道路建设 和防水材料。
煤焦沥青
从煤焦油中提取，主要用于防腐涂料 和铺路材料。
沥青的生产与加工
沥青的生产
通过高温和压力将石油或煤焦油进行 蒸馏和裂化，分离出各种成分，最后 得到沥青。
沥青的加工
为了满足不同用途的需求，需要对沥 青进行各种加工处理，如氧化、乳化 、改性等。
性能
沥青混合料的性能取决于其组成材料的性质、配比以及生产工艺。其性能指标包 括抗压强度、抗弯拉强度、耐磨性、抗疲劳性能等。
沥青混合料的应用领域
01
02
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道路建设
沥青混合料主要用于高速 公路、城市道路、桥梁等 道路建设领域。
机场跑道
由于其良好的防滑性能， 沥青混合料也常用于机场 跑道的建设。
其他领域新技术ຫໍສະໝຸດ 新型搅拌设备、自动化控制系统等新技术的 应用，能够提高沥青混合料制备的效率和精 度，降低人为因素的影响。
沥青混合料性能提升与环保要求
性能提升
通过新型添加剂、改性剂等的应用，沥青混合料的性能 如耐久性、抗车辙性、防滑性等得到显著提升，提高了 道路的安全性和舒适性。
环保要求
随着环保意识的提高，沥青混合料制备过程中的环保要 求也越来越严格。新型环保材料、低排放技术和设备的 研发和应用，能够降低沥青混合料制备过程中的环境污 染。
02
沥青混合料概述
沥青混合料的定义与组成
定义
沥青混合料是一种由沥青、骨料（沙、石等）、填充料（石灰、水泥等）经过 加热、搅拌而成的复合材料，用于铺设道路表面。
组成
沥青混合料主要由沥青、骨料和填充料组成，有时还会加入一些添加剂以改善 其性能。
沥青与沥青混合料（第1-4章）
沥青与沥青混合料（第1-4章）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…。
沥青与沥青混合料复习知识点
沥青与沥青混合料复习知识点1、按来源，1天然沥青（湖沥青，岩沥青）、2石油沥青、3焦油。
2、沥青路面必须满足的基本要求：具有一定的强度刚度、稳定性、耐久性、平整性、抗滑性。
3、老化：沥青中的有机高分子材料，在环境因素的作用下发生氧化等各种反应。
4、原油是由不同分子量和沸点幅度的碳氢化合物组成的混合物。
5、根据基属不同，分为石蜡基沥青、中间基沥青、环烷基沥青。
6、实验对沥青质的影响：溶剂的性质、溶剂的用量、温度。
7、沥青质的含量增加，软化点升高，胶质芳香族增加，软化点下降，饱和族对软化点影响较小。
8、沥青质含量增加，针入度减小，软化点增高，粘度增大。
9、胶质化学稳定性差，能使沥青具有足够的粘附力，对沥青的粘弹性形成良好的胶体溶液等方面都有重要作用。
10、油分，混合烃及非化合物组成的混合物，起柔软和润滑作用。
11、腊，原油、渣油及沥青在冷冻时，能结晶出的熔点在25以上的混合组分.测定腊含量（脱胶步骤，脱腊步骤）12、沥青分子的结构形态和状态与胶体性质、流变性质和路用性质有关。
13、胶体结构的分类：溶胶型结构，溶-凝胶型结构，凝胶型结构（-2《PI《2） 14、优质路用沥青：化学组分比例适当，腊含量少，化学结构环数多，芳环多，烷侧链少，溶-凝胶型结构的沥青。
15、评价沥青与矿料的粘附性：1沥青与集料粘附性实验，2沥青混合料粘附性实验16、改善沥青粘附性措施：1活化集料表面 2在沥青中加入抗剥落剂 17、耐久性：保持良好的流变性能、凝聚力和粘附性的能力 18、沥青变脆变硬的原因：蒸发损失，暗处氧化，光照氧化 19、延性：沥青在外力作用下发生拉伸变形而不破坏的能力20、延性的影响因素：内，化学组分，化学结构；外，试验温度，拉伸速度。
21、沥青的低温性质：沥青低温脆性，温度收缩系数和低温延性22、改性沥青混合料：掺和橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细橡胶粉或其他改性剂，从而使沥青或沥青混合料改善的沥青结合料 23、改性剂：在沥青或沥青混合料中加入天然的或人工的有机无机材料，可熔融，分散在沥青中，改善和提高沥青路面性能的材料24、高聚物基本特征：巨大的分子量，复杂的链结构，晶态与非晶态共存，同一种高聚物可加工成不同性质的材料，高的品质系数 25、高聚物的性能用途分：塑料，橡胶，纤维26、聚乙烯：强度高，延伸率大，耐寒性好，优良的改性剂 27、改性沥青聚合物：热塑性橡胶类（SBS），橡胶类（SBR），树脂类（EV A,PE） 28、1老化试验仪，2动态剪切流变仪-粘弹性，3旋转式粘度计-粘度，4弯曲梁流变仪-低温劲度，5直接拉伸试验仪-低温变形 29、岩石：岩浆岩，沉积岩，变质岩30、石料的技术性质：1物理性质，密度，吸水性，耐水性，抗冻性，耐热性，坚固性。
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。
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沥青质提高热稳定性和粘滞性。
含量↑则粘度↑，针入度↓，软化点↑，温度稳定性↑，硬度↑
油分赋予沥青流动性。
含量越多，则软化点↓，稠度↓
树脂赋予胶体稳定性，提高粘附性及可塑性
蜡破坏沥青结构的均匀性，降低塑性
石油沥青的化学结构与技术性质的关系：（1）烷碳率↑侧链根数↓平均侧链长度↑→感温性↑（2）芳烃指数↑芳香环数↑→粘附性↑（3）饱和率↑→耐候性↑（4）分子量聚合度→粘度（5）分子量聚合度平均侧链长度→劲度模
㈠悬浮－密实结构：采用连续级配，矿料颗粒连续存在，而且细集料含量较多，将较大颗粒挤开，使大颗粒不能形成骨架，而较小颗粒与沥青胶浆比较充分，将空隙填充密实，使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间，形成“悬浮-密实”结构。
这种结构的沥青混合料粘聚力较高，内摩阻力较小，密实度、强度、耐久性较高，但稳定性较差㈡骨架－空隙结构：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间的空隙，形成所谓的“骨架-空隙”结构。
这种结构的沥青混合料粘聚力较低，内摩阻力较大，稳定性较好，但耐久性较差。
㈢骨架－密实结构结构特点：采用间断级配，粗、细集料含量较高，中间料含量很少，使得粗集料能形成骨架，细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙，形成“骨架-密实”结构。
这种结构的沥青混合料粘聚力与内摩阻力均较高，稳定性好，耐久性好，但施工和易性较差。
※※影响沥青混合料强度的因素
内因：沥青集料集料和沥青的交互作用
外因：温度T 时间t
1·沥青的性质对粘结力的影响
*沥青的粘滞度是影响粘结力C的首要因素
沥青的粘滞度反映了沥青在外力作用下抵抗变形的能力。
粘滞力越大→抵抗变形的能力越强→保持矿质集料的相对嵌挤作用
※粘度↑→粘聚力↓，影响大对内摩阻角影响不大
2·矿质混合料级配、矿质颗粒形状和表面特性等对内摩阻角的影响
※矿质颗粒粒径↑→内摩阻角↑内摩阻角：中粒式沥青混凝>>细粒式和砂粒式级配类型：级配良好空隙率适当颗粒棱角尖锐→内摩阻角↑
3·矿料与沥青的交互作用能力的影响
沥青与矿料表面的相互作用对沥青混合料的粘结力和内摩阻角有重要的作用
沥青四组分在石料表面重新排列：结构沥青→连接作用自由沥青→粘度较低使粘结力降低
4·沥青混合料中矿料比面积和沥青用量的影响
4·1沥青的用量
沥青用量很少时沥青不足以形成结构沥青的薄膜来粘结矿料颗粒
沥青用量增加结构沥青逐渐形成沥青更完整地包裹在粒料表面使沥青与矿料间的粘附力随着沥青用量的增加而增加→当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附在矿粉颗粒表面时，沥青胶浆具有最高的粘结力
沥青用量过多逐渐将矿料颗粒推开在颗粒间形成自由沥青则沥青胶浆的粘结力随着自由沥青的增加而降低
4·2矿料的化学性质
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。
在沥青混合料中，采用石灰石矿粉时，矿粉之间更有可能通过结构沥青来联结，因而具有较高的粘聚力 4·3矿料的比表面积
沥青用量相同时，与沥青产生交互作用的矿料表面积愈大，形成的沥青膜愈薄，在沥青中结构沥青所占的比率愈大，沥青混合料的粘聚力也愈高。
矿粉细度：<0.075mm的矿粉不宜过少；<0.005mm的矿粉也不宜过多，否则将使沥青混合料结成团块，不易施工。
矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度影响很大
5·温度和变形速率的影响粘结力随温度升高而显著降低，内摩阻角受温度影响较小变形速率减小粘结力显著提高内摩阻角变化很小
4·3沥青混合料的技术性质
4·3·1沥青混合料的高温稳定性
※马歇尔稳定度试验
※车辙试验
2·影响因素
1）矿料性质：表面特性：粗糙形状：多棱角、颗粒接近立方体酸碱性：
2）矿料级配：起骨架作用的碎石：有足够的数量破碎面多且新鲜
3）矿粉:活化矿粉：与沥青交互能力强：形成了结构沥青膜提高沥青的粘结力
提高沥青混合料的抗剪切能力
沥青粘度：提高沥青粘度，与集料粘附性好，降低感温性，改善高温稳定性
用较大针入度、软化点高的沥青
沥青用量：最佳值
沥青混合料的提及指标空隙率VV→空隙率大
矿料间隙率VMA→过小：耐久性差抗疲劳能力弱使用寿命短
过大：高温稳定性差
所以不能过大或过小3·改进措施
确保沥青混合料中含有较高的破碎集料
大尺寸集料必须具有较好的表面纹理和粗糙度
选用粒度均匀、呈立方体有棱角的集料，集料级配要含有足够的粗颗粒
优化矿料级配：增加粗骨料含量以提高矿料骨架的内摩阻力，集料级配必须含足够的矿粉
用较高粘度的沥青，保证沥青结合料具有足够的粘度
严格控制沥青用量，集料表面需具有充足的沥青膜厚度，确保粘聚力。
4·3·2沥青混合料的低温抗裂性
2·影响因素
沥青的性质：油源→环烷基中间基石蜡基
80% 蜡含量胶体结构粘度针入度感温性
延度→变形能力 15℃与开裂最相关
老化→轻质油分挥发沥青氧化劲度→横向裂缝
混合料的性质：沥青含量集料类型级配类型空隙率
路面结构：路面宽度路面厚度层间粘结
环境因素：路面温度降温速率
4·3·3沥青混合料的水稳定性
水稳定性→沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力 1·水稳定性试验方法浸水马歇尔试验
真空饱水马歇尔试验
真空饱水劈裂试验
冻融劈裂试验
浸水车辙试验
2·影响因素（1）组成材料性质
A.集料性质：表面化学特性（如Ca、Fe含量等）
集料颗粒的表面物理特性；
集料表面的洁净程度。
B.沥青的性质粘度酸值
C.混合料类型空隙率、矿料比表面积等
（2）沥青混合料施工条件与施工质量施工温度、湿度
摊铺均匀程度、压实度
路面排水能力
（3）自然因素冻融循环频繁地区
3·提高水稳定性的措施（1）集料：80%剥离来自于集料，选用孔隙率小，粗糙，洁净的碱性
集料；
（2）沥青：粘度大，酸值大的沥青
（3）掺加抗剥离剂消石灰液体抗剥离剂
（4）混合料类型：密实骨架
（5）路面结构防水
（6）严格控制施工质量
4·3·4沥青混合料的抗滑性
3·影响因素：集料的耐冲击性、耐磨性
混合料的级配：SMA、OGFC、AC
混合料的沥青用量
混合料的空隙率：空隙率大纹理深
1）集料离析的危害①对混合料油石比的影响②对混合料压实性能和压实标准的影响③对压实温度的影响④对路面平整度的影响⑤对路面空隙率的影响⑥对混合料级配的影响⑦对路面渗水性能的影响2）温度离析的危害研究指出：低温混合料将不能被压实，从而导致熨平板起伏，造成摊铺表面的不平整；一些较冷区域的混合料还可能冷却结块。
碾压时，结块物料可能会承受压路机的全部重量，而使其超载碎裂出现裂纹，造成混合料不能碾压成型，破坏路面结构，影响路面强度。