第五章沥青溷合料精
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沥青混合料组成设计
前苏联k 前苏联k法
如以D1表示矿料最大粒径,当矿料粒径按1/2递减时, 如以D1表示矿料最大粒径,当矿料粒径按1/2递减时,其相 D1表示矿料最大粒径 1/2递减时 应的各级粒径尺寸为:D1 :D1、 应的各级粒径尺寸为:D1、
n为粒径尺寸数
为第一档（D1/0.5D1）粒径的重量百分率， 设a1为第一档（D1/0.5D1）粒径的重量百分率，则相应其 余各档的重量百分率为： 余各档的重量百分率为： ……a a2=a1k，a3=a1k2……am=a1km-1， 其中m为粒料分档数目，m=n其中m为粒料分档数目，m=n-1
连续开级配 粗骨料含量增加,混合料可以形成骨架作用, 粗骨料含量增加,混合料可以形成骨架作用,细集料含量 较少, 较少,不能充分填充粗骨料之间的空隙而有较大的空隙 形成一种骨架空隙结构 骨架空隙结构。 率,形成一种骨架空隙结构。 材料的强度主要取决于内摩阻力 粘结力相对是次要的, 强度主要取决于内摩阻力, 材料的强度主要取决于内摩阻力,粘结力相对是次要的, 其热稳性可以显著提高。 其热稳性可以显著提高。 空隙率太大而使路面耐久 性受到影响。 性受到影响。
2.连续级配理论 2.连续级配理论
1)最大密度曲线理论 1)最大密度曲线理论 最大密度曲线是通过试验提出的一种理想曲线。 最大密度曲线是通过试验提出的一种理想曲线。 W.B.Fuller等的研究认为 等的研究认为: W.B.Fuller等的研究认为:固体颗粒按粒度大小有规则地 组合排列,粗细搭配,可以得到密度最大、 组合排列,粗细搭配,可以得到密度最大、空隙最小的混合 料。 初期研究：细集料以下的颗粒级配为椭圆形曲线, 初期研究：细集料以下的颗粒级配为椭圆形曲线,粗集料 为与椭圆曲线相切的直线, 为与椭圆曲线相切的直线,由这两部分曲线组成的级配曲 线可以达到最大密度。 线可以达到最大密度。 简化的“抛物线最大密度理想曲线” 简化的“抛物线最大密度理想曲线”。
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_第四节沥青混合料最佳用油量的确定 (1)解析
交通科学与工程学院
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4.2 为什么要确定最佳沥青用量
➢ 沥青用量过多
泛油
2020/10/25
车辙
交通科学与工程学院
推移、拥包
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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
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4．在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线 5．按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例 6．合成级配， 7. 校验、调整
矿质混合料组成设计
第四节 沥青混合料最佳沥青用量确定
WHAT
WHY
HOW
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交通科学与工程学院
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4.1 最佳沥青用量（OAC）
沥青用量
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
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4.2 为什么要确定最佳沥青用量
稳高定色温性
低香温
抗裂性
水温味定性
耐久性
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色
香
交通科学与工程学院
味
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4.2 为什么要确定最佳沥青用量
➢沥青用量过少
松散
坑槽
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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
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。
公路施工技术-第五章沥青路面施工(课件)讲课教案
❖对于沥青路面的水稳定性、抗滑性能等与路面 潮湿情况有关的技术要求，应根据道路所在地 的降雨量及降雨天数确定。
年降雨量＞1000mm，多雨潮湿地区
2020/5/12 年降雨量＜500mm，小于少雨干旱地区
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三、沥青路面的结构破坏现象 沥青路面常见的破坏现象有泛油脱皮、骨料松散、坑槽、推挤波
浪和裂缝等。出现这些病害的原因，无非是基层或面层的问题。在基 层和土基均有足够强度和稳定性的情况下，沥青面层的破坏，主要有 如图所示的三种情况。
2020/5/12
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a1
a2
a3
❖从图中取相应于密度最大值的沥青用量 ，相应
于 率范稳围定的度最中大值O 值的的沥1 A 沥青 ( 青用a 1 C 用量 量a 2 。a 3 ，以)/相三3者应平于均规定值作空为隙020/5/12
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最密度大值
密
度
稳 定
a1
度
2020/5/12
具有较高的粘聚力c，还具有较高的内摩擦角φ。
❖ 以上三种结构的沥青混合料，由于结构常数不 同，因而反映在稳定性上亦有显著差异。
2020/5/12
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❖ 2 按施工工艺分类 ❖ 按施工工艺的不同，沥青路面又可分为层铺
法、路拌法和厂拌法三类。
❖ 层铺法，采用分层洒布沥青，分层撒铺矿料 和碾压方法修筑的面层结构。
2、沥青最佳用量的确定
沥青最佳用量的确定可以通过理论计算得到，但误差较大，故 一般采用实验的方法求得。目前，我国采用马歇尔试验法来确定沥 青最佳用量。其方法是： 1）按所设计的矿料配合比配制五组矿质混合料，每组按规范推荐的 沥青用量（或油石比）范围加入适量沥青，沥青用量按0.5％间隔递 增，拌和均匀，制成马歇尔试件。 2）根据集料吸水率大小和沥青混合料的类型采用合适的方法，测出 试件的实测密度，并计算理论密度、空隙率、沥青饱和度等物理指 标。 3）进行马歇尔试验，测定稳定度和流值这二个力学指标。 4）以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳定度、 流值为纵坐标，分别将试验结果点入坐标中，沥青用量与这些指标 之间连成关系曲线。
本章重点：热拌沥青混合料的组成结构技术性质组成材料和设计
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（三）影响沥青混合料抗剪强度的因素 沥青混合料抗剪强度的影响因素主要是 材料的组成、材料的技术性质，以及外界因 素。 1、沥青的粘度对沥青混合料抗剪强度的 影响 沥青混合料的粘聚力c是随着沥青粘度的 提高而增加，内摩阻角随着沥青粘度的提高 稍有提高；沥青粘度大，内部胶团相互位移 时，介质抵抗剪切作用力大，使沥青混合料 的粘滞阻力增大，因而具有较高抗剪强度。
6
沥青混合料的典型组成结构见图5-1所示。
悬浮﹣密实结构 骨架﹣空隙结构 骨架﹣密实结构 图5-1 沥青混合料的典型组成结构
7
（二）沥青混合料的强度理论 沥青混合料的强度理论，主要是要求沥青混 合料在高温时，必须具备抗剪强度和抵抗变形 的能力。 沥青路面结构破坏的原因，主要是高温时抗 剪强度降低塑性变形增大而产生推挤波浪、拥 包等现象；低温时，塑性能力变差，使沥青路 面易产生裂缝现象。 通过三轴剪切强度研究得出结论：沥青混合 料的抗剪强度(τ)主要取决于沥青与矿质集料物 理、化学交互作用而产生的粘聚力（ c ），以 及矿质集料在沥青混合料中分散程度不同而产 生的内摩擦角(φ)。下式所示 τ = c + σ tanφ
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4 、矿料的级配类型及表面性质对沥青混 合料抗剪强度的影响 沥青混合料的抗剪强度与矿质集料在沥青 混合料中的分布情况有密切关系。矿料级配 类型是影响沥青混合料抗剪强度的因素之一。 在沥青混合料中，矿质集料的粗度、形状 对沥青混合料的抗剪强度也有明显的影响， 通常集料颗粒具有棱角，表面有明显的粗糙 度，铺筑路面具有很大的内摩阻角，提高了 混合料的抗剪强度。矿质集料愈粗，配制成 的沥青混合料的内摩阻角就愈高。
2
二、沥青混合料的分类 1、按胶凝材料分类 分为石油沥青混合料和煤沥青混合料。 2、按公称最大粒径分类 分为：特粗式沥青混合料 公称最大粒径等于或 大于31.5mm的沥青混合料； 粗粒式沥青混合料 公称最大粒径为26.5mm的沥 青混合料； 中粒式沥青混合料 公称最大粒径为 16mm 或 19mm的沥青混合料； 细粒式沥青混合料 公称最大粒径为 9.5mm 或 13.2mm的沥青混合料； 砂粒式沥青混合料 公称最大粒径小于4.75mm的 沥青混合料。
第五章 沥青混合料
1-2 1-3 1-4 1000 2800 2-1 600 2000 800 2400
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
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
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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。
沥青混合料拌合设备
1）强制间歇式沥青混合料拌合设备：各种成分是分批 计量好后投入拌合缸进行拌合，拌合好的成品料一批 从拌合缸卸出，接着进行下一批料的拌合，形成周而 复始的循环作业；
2）滚筒连续式沥青混合料拌合设备：各种原材料是连 续进入拌合缸中，拌合好的成品料也是源源不断地从 拌合缸中卸出，在结构上，这种设备的集料烘干和拌 合在同一个滚筒中进行。
二、总体结构、生产工艺流程和特点
1、强制间歇式沥青混合料拌合设备：
主要由冷骨料供给装置、冷骨料烘干加热装置、 热骨料提升装置、热骨料筛分与储存装置、热骨 料计量装置、石粉储存输送和定量供给装置、沥 青储存加热输送和定量供给装置、拌合装置、成 品料输送储存及加热保温装置、除尘装置、控制 装置等组成。
（2）按设备的额定生产率分：
1）小型机：额定生产率小于50t/h；
2）中型机：额定生产率在60~150t/h； 3）大型机：额定生产率大于150t/h；
（3）按设备的机动性分：
1）固定式：拌合设备用地脚螺栓固定在水泥混凝土地面上， 一般属于大、中型设备，其安装和搬迁工程量较大。 2）半固定式：拌合设备的各独立装置可分装在几辆平板车 上，由牵引车挂接运输，在工地上由挂车的支腿顶升起来， 只需完成较小量的安装工程，就可以投入生产，转移工地前 的拆卸也较方便。半固定式沥青混凝土拌合设备通常在设备 上附带自充气的轮式行走装置， 拆下后可直接由牵引车挂接 运输。 3）移动式：拌合设备的全套装置，安装在一台牵引车底盘 上，用牵引车头挂接，就可以转场运输。由于牵引车底盘的 承重能力和安装位置有限，这种设备结构设计和生产工艺都 较简单，一般适用于小型养护作业。
逆料流加热时的烟气温度为350~400℃，而顺料 流加热时的烟气温度为180~200℃。由于逆料流加 热方式的热量利用效果比顺料流加热方式要好得多，
第五章 沥青混合料
（2）在纵坐标上根据每个筛孔的设计级配中值，平行作直线与对角线相交；
（3）根据交点作垂线，与横坐标的交点即为每个筛孔的位置。
5．在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线。 6．按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例。 7．根据确定的集料比例计算矿料的合成级配，判断其是否在工程级配范围内，否则需进 行比例调整，重新计算直到满足标准为止。
第九章
沥青混合料
概述
地方道路
何为沥青 混合料?
高速公路
但是！
1．沥青路面容易老化。 2．温度稳定性差。
城市道路
沥青路面老化现象
老化定义？
在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降 低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表 面产生松散，引起路面破坏。
温度稳定性差的表现：
夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波 浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下 易产生开裂。
第九章 沥青混合料 学 习内容
这就是建材课程要解决的问题
沥青混合料的拌合
沥青混合料的运输
这是路面施工要解决的问题
沥青混合料的摊铺
沥青混合料的碾压
拌制沥青混合料，需解决以下问题： 1.对原材料有何要求？如何对其检测？ 2.怎样配制沥青混合料？即如何进行配合比设计？
第九章 沥青混合料 学 习内容
沥青混合料的拌合
（2）对于吸水率大于2%的试件，宜改用蜡封 法测定毛体积相对密度。 Sa = mf － ma mf － mw
×100
第九章 沥青混合料 目标配合比设计步 骤 目标配合比设计
二、最佳沥青用量的确定 （三）马歇尔试验
测定标准
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 JTJ 052-2000
5．马歇尔稳定度、流值测定 标准马歇尔试件养护温度为60℃
（3）根据交点作垂线，与横坐标的交点即为每个筛孔的位置。
5．在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线。 6．按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例。 7．根据确定的集料比例计算矿料的合成级配，判断其是否在工程级配范围内，否则需进 行比例调整，重新计算直到满足标准为止。
第九章
沥青混合料
概述
地方道路
何为沥青 混合料?
高速公路
但是！
1．沥青路面容易老化。 2．温度稳定性差。
城市道路
沥青路面老化现象
老化定义？
在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降 低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表 面产生松散，引起路面破坏。
温度稳定性差的表现：
夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波 浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下 易产生开裂。
第九章 沥青混合料 学 习内容
这就是建材课程要解决的问题
沥青混合料的拌合
沥青混合料的运输
这是路面施工要解决的问题
沥青混合料的摊铺
沥青混合料的碾压
拌制沥青混合料，需解决以下问题： 1.对原材料有何要求？如何对其检测？ 2.怎样配制沥青混合料？即如何进行配合比设计？
第九章 沥青混合料 学 习内容
沥青混合料的拌合
（2）对于吸水率大于2%的试件，宜改用蜡封 法测定毛体积相对密度。 Sa = mf － ma mf － mw
×100
第九章 沥青混合料 目标配合比设计步 骤 目标配合比设计
二、最佳沥青用量的确定 （三）马歇尔试验
测定标准
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 JTJ 052-2000
5．马歇尔稳定度、流值测定 标准马歇尔试件养护温度为60℃
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砂粒式。 ❖ 3．按级配类型分：连续级配、间断级配。 ❖ 4．按矿料级配组成及空隙率大小分为:密级配、半开级配、
开级配。 ❖ 5．按制造工艺分：热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料和再生
沥青混合料等。
密级配沥青混凝土混合料AC 密级配沥青稳定碎石混合料ATB 半开级配沥青稳定碎石混合料AM 开级配沥青稳定碎石混合料ATPB 开级配排水性磨耗层混合料OGFC 沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
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➢ 优点 ✓ 1、不需设置施工缝和伸缩缝 ✓ 2、具有良好的抗滑性和平整度 ✓ 3．施工方便，速度快，养护期短 ✓ 4、可分期改造和再生利用
➢ 缺点：老化（路面表层松散开裂），温度稳定性差 （夏季易产生车辙、波浪，冬季易产生裂缝）。
二、沥青混合料的分类
返回 本节目录
❖ 1．按胶凝材料的种类分：石油沥青混合料、煤沥青混合料。 ❖ 2．按公称最大粒径分：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、
（三）影响抗剪强度的因素
返回 一
1．沥青的粘度 2．沥青与矿料在界面上的交互作用
3．沥青与矿粉的用量比例
4．矿料的级配类型及表面性质 5．温度及形变速率
1．沥青的粘度
沥青混合料的粘聚力C是随着沥青粘度的 提高而增加；同时内摩阻角Φ随着沥青粘度 的提高稍有提高。
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2．沥青与矿料在界面上的交互作用
第五章 沥青混合料
第一节 概述 第二节 热拌沥青混合料 第三节 其它沥青混合料 练习与作业
第一节 概 述
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❖ 沥青混合料：是经人工合理选择级配组成的矿质混合料 （如粗集料、细集料、矿粉等），与适量沥青拌和而成的 混合料的总称。
一、沥青混合料路面的特点 二、沥青混合料的分类
一、沥青混合料路面的特点
❖ （1）沥青与矿料的物理吸附 液体（沥青）与固体（矿料）分子间的引力作用而产生的。水能破坏沥青与 矿料间的吸附作用。
❖ （2）沥青与矿料的化学吸附（比物理吸附强得多） 形成一层吸附溶化膜（即结构沥青），其吸附性强弱与岩石酸碱性有关:碱性 岩石（如石灰岩等）对石油沥青的吸附性强，而酸性岩石（如石英岩等）对 石油沥青的吸附性弱。
❖ （3）自由沥青－在结构膜以外，未与矿料发生交互作用,保持着沥青的初始 内聚力。 所以在配制沥青混合料时，应控制沥青用量，使混合料能形成结构沥青，减 少自由沥青。
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3．沥青与矿粉的用量比例
❖ （1）沥青用量（油石比） 过少－不足以形成薄膜粘结矿料表面; 最适宜－形成结构沥青，具有最优的粘结力; 约5% 过多－产生自由沥青，粘结力降低。
AM OGFC
骨架——密实结构
间断型密级配
粗集料多-骨架-φ大-热稳定性好 细集料多-密实-耐结构
a）悬浮密实结构 b）骨架空隙结构 c）骨架密实结构
（二） 沥青混合料的强度理论
返回 一
❖ 高温稳定性：要求沥青混合料在高温时，必须具备抗剪强度 和抵抗变形的能力。
分散相 细集料
分散介质 沥青胶浆 （微分散系）
分散相 填料
分散介质 沥青
2、 沥青混合料的组成结构类型
返回 一
组成结构类型 级配类型
特征
示例
悬浮——密实结构
连续型密级配
粗集料少-悬浮-φ小-热稳定性差 由大到小（多）都有-密实-耐久性好
AC
骨架——空隙结构
连续型开级配
粗集料多-骨架-φ大-热稳定性好 细集料少-空隙-耐久性差
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矿料级配组成
按矿料级配组成及空隙率大小分为: 密级配－各种粒径都有，连续级配，空隙率＜6﹪，AC和ATB 半开级配－适当粗细集料，少或无填料，空隙率6﹪～12﹪，AM 开级配－粗集料多，间断级配，细集料及填料少，空隙率18﹪
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热拌沥青混合料的种类
（公路沥青路面施工技术规范 JTG F40—2004）
❖ 1、 组成结构理论 ➢ 表面理论：多种集料组成密实的矿质骨架，与沥青胶 结料形成整体型材料。强调的是矿质集料的骨架作用， 起主导作用的是矿料的强度及其级配的密实度。 ➢ 胶浆理论：多级分散系，强调沥青胶结物在混合料中 的作用，起主导作用的是沥青与填料之间的关系。
粗分散系
分散相 粗集料
分散介质 沥青砂浆 （细分散系）
公称最大粒径
❖ 集料的最大粒径是指通过百分率为100﹪的最小标准筛筛孔尺寸，集料的公称 最大粒径是指全部通过或允许少量不通过（一般允许筛余不超过10﹪）的最
小标准筛筛孔尺寸。通常公称最大粒径比最大粒径小一粒级。 ❖ 2．按公称最大粒径分：
特粗式 ≥31.5mm－高级路面的基层 粗粒式 26.5mm－基层或双层式沥青面层的下层 中粒式 16～19mm－面层或双层式沥青面层的下层 细粒式 9.5～13.2mm－双层式沥青路面面层 砂粒式＜4.75mm－高级路面的磨耗层
❖ 沥青混合料在高温时抗剪强度降低、塑性变形增大而产生推 挤波浪、拥包等。低温时塑性变形能力差而产生裂缝。
❖ 沥青混合料的强度理论：库伦内摩擦理论。 ❖ 测定:三轴剪切强度
❖ 公式： C tg
τ－沥青混合料的抗剪强度 C－沥青与矿料的粘聚力（物理吸附和化学吸附） Φ－矿料在沥青混合料中的内摩阻角
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第二节 热拌沥青混合料
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一、沥青混合料的组成结构和强度理论 二、沥青混合料的技术性质和技术标准
三、沥青混合料组成材料的技术要求 四、沥青混合料配合比设计
一、沥青混合料的组成结构和强度理论本返节回目录
（一）沥青混合料的组成结构 （二）沥青混合料的强度理论 （三）影响抗剪强度的因素
（一）沥青混合料的组成结构
❖ （2）矿粉用量 增加结构沥青，减少自由沥青。过多，则易结团成块，不
易施工。 8%
沥青用量＝m沥青/m矿料 沥青含量＝m沥青/m沥青混合料
沥青用量对沥青混合料强度的影响 返回
❖ 4．矿料的级配类型及表面性质 矿质集料的级配类型（密级配、开级配和间断级配等 ）、
粗度、形状。 ❖ 5．温度及形变速率
温度升高，C减小，变形能力增强。 当温度降低，C提高，强度增加，变形能力降低。 但过 低会开裂。 加荷频率高，可产生永久变形。 ❖ C随形变速率的增加而显著提高， Φ变化很小。
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二、沥青混合料的技术性质和技术标准本返节回目录
（一）沥青路面使用性能的气候分区 （二）沥青混合料的技术性质 （三）热拌沥青混合料的技术标准
开级配。 ❖ 5．按制造工艺分：热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料和再生
沥青混合料等。
密级配沥青混凝土混合料AC 密级配沥青稳定碎石混合料ATB 半开级配沥青稳定碎石混合料AM 开级配沥青稳定碎石混合料ATPB 开级配排水性磨耗层混合料OGFC 沥青玛蹄脂碎石混合料SMA
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➢ 优点 ✓ 1、不需设置施工缝和伸缩缝 ✓ 2、具有良好的抗滑性和平整度 ✓ 3．施工方便，速度快，养护期短 ✓ 4、可分期改造和再生利用
➢ 缺点：老化（路面表层松散开裂），温度稳定性差 （夏季易产生车辙、波浪，冬季易产生裂缝）。
二、沥青混合料的分类
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❖ 1．按胶凝材料的种类分：石油沥青混合料、煤沥青混合料。 ❖ 2．按公称最大粒径分：特粗式、粗粒式、中粒式、细粒式、
（三）影响抗剪强度的因素
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1．沥青的粘度 2．沥青与矿料在界面上的交互作用
3．沥青与矿粉的用量比例
4．矿料的级配类型及表面性质 5．温度及形变速率
1．沥青的粘度
沥青混合料的粘聚力C是随着沥青粘度的 提高而增加；同时内摩阻角Φ随着沥青粘度 的提高稍有提高。
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2．沥青与矿料在界面上的交互作用
第五章 沥青混合料
第一节 概述 第二节 热拌沥青混合料 第三节 其它沥青混合料 练习与作业
第一节 概 述
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❖ 沥青混合料：是经人工合理选择级配组成的矿质混合料 （如粗集料、细集料、矿粉等），与适量沥青拌和而成的 混合料的总称。
一、沥青混合料路面的特点 二、沥青混合料的分类
一、沥青混合料路面的特点
❖ （1）沥青与矿料的物理吸附 液体（沥青）与固体（矿料）分子间的引力作用而产生的。水能破坏沥青与 矿料间的吸附作用。
❖ （2）沥青与矿料的化学吸附（比物理吸附强得多） 形成一层吸附溶化膜（即结构沥青），其吸附性强弱与岩石酸碱性有关:碱性 岩石（如石灰岩等）对石油沥青的吸附性强，而酸性岩石（如石英岩等）对 石油沥青的吸附性弱。
❖ （3）自由沥青－在结构膜以外，未与矿料发生交互作用,保持着沥青的初始 内聚力。 所以在配制沥青混合料时，应控制沥青用量，使混合料能形成结构沥青，减 少自由沥青。
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3．沥青与矿粉的用量比例
❖ （1）沥青用量（油石比） 过少－不足以形成薄膜粘结矿料表面; 最适宜－形成结构沥青，具有最优的粘结力; 约5% 过多－产生自由沥青，粘结力降低。
AM OGFC
骨架——密实结构
间断型密级配
粗集料多-骨架-φ大-热稳定性好 细集料多-密实-耐结构
a）悬浮密实结构 b）骨架空隙结构 c）骨架密实结构
（二） 沥青混合料的强度理论
返回 一
❖ 高温稳定性：要求沥青混合料在高温时，必须具备抗剪强度 和抵抗变形的能力。
分散相 细集料
分散介质 沥青胶浆 （微分散系）
分散相 填料
分散介质 沥青
2、 沥青混合料的组成结构类型
返回 一
组成结构类型 级配类型
特征
示例
悬浮——密实结构
连续型密级配
粗集料少-悬浮-φ小-热稳定性差 由大到小（多）都有-密实-耐久性好
AC
骨架——空隙结构
连续型开级配
粗集料多-骨架-φ大-热稳定性好 细集料少-空隙-耐久性差
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矿料级配组成
按矿料级配组成及空隙率大小分为: 密级配－各种粒径都有，连续级配，空隙率＜6﹪，AC和ATB 半开级配－适当粗细集料，少或无填料，空隙率6﹪～12﹪，AM 开级配－粗集料多，间断级配，细集料及填料少，空隙率18﹪
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热拌沥青混合料的种类
（公路沥青路面施工技术规范 JTG F40—2004）
❖ 1、 组成结构理论 ➢ 表面理论：多种集料组成密实的矿质骨架，与沥青胶 结料形成整体型材料。强调的是矿质集料的骨架作用， 起主导作用的是矿料的强度及其级配的密实度。 ➢ 胶浆理论：多级分散系，强调沥青胶结物在混合料中 的作用，起主导作用的是沥青与填料之间的关系。
粗分散系
分散相 粗集料
分散介质 沥青砂浆 （细分散系）
公称最大粒径
❖ 集料的最大粒径是指通过百分率为100﹪的最小标准筛筛孔尺寸，集料的公称 最大粒径是指全部通过或允许少量不通过（一般允许筛余不超过10﹪）的最
小标准筛筛孔尺寸。通常公称最大粒径比最大粒径小一粒级。 ❖ 2．按公称最大粒径分：
特粗式 ≥31.5mm－高级路面的基层 粗粒式 26.5mm－基层或双层式沥青面层的下层 中粒式 16～19mm－面层或双层式沥青面层的下层 细粒式 9.5～13.2mm－双层式沥青路面面层 砂粒式＜4.75mm－高级路面的磨耗层
❖ 沥青混合料在高温时抗剪强度降低、塑性变形增大而产生推 挤波浪、拥包等。低温时塑性变形能力差而产生裂缝。
❖ 沥青混合料的强度理论：库伦内摩擦理论。 ❖ 测定:三轴剪切强度
❖ 公式： C tg
τ－沥青混合料的抗剪强度 C－沥青与矿料的粘聚力（物理吸附和化学吸附） Φ－矿料在沥青混合料中的内摩阻角
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第二节 热拌沥青混合料
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一、沥青混合料的组成结构和强度理论 二、沥青混合料的技术性质和技术标准
三、沥青混合料组成材料的技术要求 四、沥青混合料配合比设计
一、沥青混合料的组成结构和强度理论本返节回目录
（一）沥青混合料的组成结构 （二）沥青混合料的强度理论 （三）影响抗剪强度的因素
（一）沥青混合料的组成结构
❖ （2）矿粉用量 增加结构沥青，减少自由沥青。过多，则易结团成块，不
易施工。 8%
沥青用量＝m沥青/m矿料 沥青含量＝m沥青/m沥青混合料
沥青用量对沥青混合料强度的影响 返回
❖ 4．矿料的级配类型及表面性质 矿质集料的级配类型（密级配、开级配和间断级配等 ）、
粗度、形状。 ❖ 5．温度及形变速率
温度升高，C减小，变形能力增强。 当温度降低，C提高，强度增加，变形能力降低。 但过 低会开裂。 加荷频率高，可产生永久变形。 ❖ C随形变速率的增加而显著提高， Φ变化很小。
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二、沥青混合料的技术性质和技术标准本返节回目录
（一）沥青路面使用性能的气候分区 （二）沥青混合料的技术性质 （三）热拌沥青混合料的技术标准