沥青混合料 技术性质和标准.

提高沥青路面抗车辙能力的对策
⑵ 提高施工质量与管理水平 不恰当地强调平整度而忽视压实度 为避免摊铺机停顿影响平整度，而不恰当地强调连
续摊铺，以致等待时间过长料温下降而导致严重压 实不足
2 低温性能的评价方法与指标
1) 评价方法
⑴ 预估断裂温度确定方法 抗拉强度[σ] ～温度应力计算值σT
⑵ 低温弯曲蠕变试验试验方法 蠕变速率
1）现象
① 沥青的老化或硬化——变脆、易裂 ② 集料被压碎、或冻融崩解——磨损或级配退化 ③ 沥青与集料间的粘附性降低——剥落、松散
2）评价方法
⑴ 浸水马歇尔试验
残留稳定度MS0
MS 0

MS1 MS
100%
式中：MS ——试件常规马歇尔稳定度(kN)，浸水0.5h
MS1——试件浸水48h（或真空饱水后浸水48h） 后的稳定度(kN)
定义：高温条件下， 沥青混合料在荷载作 用下抵抗永久变形的 能力
强度或模量
温度
高温稳定性
高温稳定性评价方法与评价指标
1）评价方法
⑴ 马歇尔稳定度——稳定度与流值马歇尔试验 ⑵ 车辙试验——动稳定度车辙试验 ⑶ 简单性能试验
蠕变试验 重复荷载试验 剪切试验
高温稳定性
高温稳定性评价方法与评价指标
2）评价指标
沥青混合料应具备的技术性质 及其评价方法
沥青路面的损坏类型及其破损机理 沥青混合料应具备的基本技术性能 评价方法与指标 改善措施
沥青混合料应具备的技术性质
高温稳定性 低温抗裂性 耐久性（水、疲劳、老化） 表面功能（抗滑、降噪、排水） 施工和易性
沥青混合料性能的评价方法与指标
1 高温稳定性
马歇尔方法：稳定度（KN） 流值（0.1mm）
轮辙试验：动稳定度（次/mm）
马歇尔试验示意图
• 马歇尔稳定度MS：试件破坏时的最大荷载 • 流值FL ：达到最大荷载时，试件所产生的 垂直流动变形值（以0.1mm计）
马歇尔试验仪
马歇尔自动击实仪
沥青路面的车辙现象
沥青路面车辙形成过程
沥青路面的车辙现象
对酸性集料采取抗剥措施 严格控制沥青含量
5 施工和易性
混合料易于拌和、摊铺和碾压
影响因素 混合料的级配 沥青用量 沥青粘度 施工条件：气候温度、风速 施工设备：拌和设备、摊铺 机械和压实工具等
APA（Asphalt Pavement Analysis）轮辙试验
轮辙 疲劳 浸水车辙
沥青路面加速加载试验仪APT
沥青路面早期车辙损坏成因分析
车辙诱因：交通量增大－重型车辆和高压轮胎 渠化交通
车辙危害：舒适性降低－路表变形，平整度下降 危害行车的安全－车槽中的积水会引起水飘 方向盘难以控制
车辙成因：沥青混合料是粘弹性材料 结构性车辙：路面结构本身的缺陷 压密性车辙：路面压实度过小 失稳性车辙：剪切变形
沥青路面坑槽破损与成因
沥青用量不 足水稳定性 降低
冻融劈裂强度比值
1.10
1.05
1.00
0.95
0.90
0.85
0.80
3.7
3.9
4.1
4.3
4.5
4.7
沥青用量(%)
空隙率与沥青膜厚度匹配 TSR＝7.3623＋11.3038沥青膜厚度－3.2470空隙率 （R＝0. 8993，n＝21 ）
提高沥青路面抗车辙能力的对策
⑴ 材料设计的措施
沥青混合料高温强度的构成：τ＝C+σtg
提高沥青混合料的粘结力C
♣ 严格控制沥青用量 ♣ 选择高粘度沥青（使用改性沥青）
提高沥青混合料的内摩阻角：
♣ 选择纹理粗糙，多棱角的集料 ♣ 采用适当的矿料级配，增加粗骨料含量 ♣ 选择合适公称最大粒径
设计时考虑交通组成和环境温度的影响
⑶ 受限试件的温度应力试验试验方法 转折温度 破裂温度
⑷ 低温弯曲试验 破坏应变
① 抗拉强度[σ] 直接抗拉强度 劈裂抗拉强度试验
② 温度应力σT
σT=∑△T×S(t)×γ(T）
低温拉伸劲度S(t） •直接抗伸试验 •弯曲蠕变试验试验 温度收缩系数γ(T)
• 低温收缩试验
③ 预估断裂温度Tk
应力与温度的关系
蠕变试验
第一阶段－蠕变迁移阶段 第二阶段－蠕变稳定阶段 第三阶段－蠕变破坏阶段
蠕变速率（1/s/MPa）
speed

( 2
1 ) /(t2 0
t1 )
σ0—— 沥青混合料小梁试件下缘的蠕变弯拉应力（MPa）； t1和t2—— 分别为蠕变稳定期的初始时间和终止时间（s）； ε1和ε2——分别与时间t1和t2对应的跨中梁底应变。
受限试件温度应力试验
转折点温度 破裂温度
低温小梁弯曲试验
试件： 试验温度：-10℃ 指标：破坏应变
2）改善措施
影响因素：沥青混合料劲度模量→沥青劲度
σT=∑△T×S(t)×γ(T）
沥青劲度：感温性 老化程度
改善措施： 采用劲度模量较低的沥青→使用橡胶Βιβλιοθήκη Baidu性沥青 适当增加沥青用量
3 耐久性
概念：沥青混合料抵抗长时间自然因素（风、日光、温度、 水分等）和行车荷载反复作用的能力
降低沥青混合料的离析程度插图
沥青路面坑槽破损与成因
劈裂强度 (MPa) 渗水系数 (mL/min)
沥青路面的压实空隙率过大
透水性大 强度降低
2.2 上面层芯样
1.9
下面层芯样
1.6
1.3
1.0
0.7
0.4
0
2
4
6
8 10 12 14
压实空隙率(%)
240 200 160 120
80 40
0 5 6 7 8 9 10 11 12 13 芯样空隙率/%
110 100
90 80 70 60
空白 改性沥青 T J-066 消石灰 水泥
冻融劈裂强度比 TSR(%)
4 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
2）评价方法与指标 构造深度——铺砂法 摩阻系数——摆式摩阻仪
3）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
⑵ 冻融劈裂强度试验试验
冻融劈裂强度比TSR TSR 1 100% 0
σ1——试件经冻融后的劈裂强度（MPa） σ0——未经冻融试件的劈裂强度（MPa）
⑶ 浸水劈裂强度试验 ⑷ 浸水车辙试验等
劈裂强度测试
3）耐久性改善措施
选择耐老化沥青、坚硬集料 降低沥青混合料空隙率插图 增加沥青用量插图 掺加外加剂插图
沥青路面车辙形成过程
沥青路面的车辙现象
压密变形
剪切 流动
沥青路面车辙形成过程
车辙试验
动稳定度 DS
DS

t2
d2
t1 42
d1

c1

c2
DS——沥青混合料动稳定度(次/mm) d1，d2——时间t1和t2的变形量(mm) 42——每分钟行走次数(次/mm)
c1，c2——试验机或试样修正系数
沥青路面坑槽破损与成因 沥青与集料的粘附性
沥青与集料的粘附性不足——剥落与松散
集料矿物组成 沥青粘度 集料的洁净程度
提高沥青路面抗早期坑槽破损的对策
重视组成材料设计 选择适宜的级配组成：AC-I→AK-A 选择洁净集料 使用改性沥青及抗剥落剂提高沥青与集料的粘附性
改善效果：水泥＞TJ-066抗剥落剂＞消石灰