第三章沥青混合料2课件

（1 1）评价方法和评价指标）评价方法和评价指标）评价方法和评价指标）评价方法和评价指标 评价方法：评价方法：评价方法：评价方法：预估沥青混合料的低温开裂温度；预估沥青混合料的低温开裂温度；预估沥青混合料的低温开裂温度；预估沥青混合料的低温开裂温度；评价沥青混合料低温变形能力或应力松弛能评价沥青混合料低温变形能力或应力松弛能评价沥青混合料低温变形能力或应力松弛能评价沥青混合料低温变形能力或应力松弛能力；力；力；力；评价沥青混合料断裂能。评价沥青混合料断裂能。评价沥青混合料断裂能。评价沥青混合料断裂能。试验方法：等应变加载的破坏试验：间接拉伸试验方法：等应变加载的破坏试验：间接拉伸试验方法：等应变加载的破坏试验：间接拉伸试验方法：等应变加载的破坏试验：间接拉伸试验、直接拉伸试验；低温收缩试验；低温蠕变试验、直接拉伸试验；低温收缩试验；低温蠕变试验、直接拉伸试验；低温收缩试验；低温蠕变试验、直接拉伸试验；低温收缩试验；低温蠕变弯曲试验；受限试件温度应力试验；应力松弛试弯曲试验；受限试件温度应力试验；应力松弛试弯曲试验；受限试件温度应力试验；应力松弛试弯曲试验；受限试件温度应力试验；应力松弛试验；三点弯曲定积分试验；验；三点弯曲定积分试验；验；三点弯曲定积分试验；验；三点弯曲定积分试验；c*c*积分试验等。积分试验等。积分试验等。积分试验等。（1）评价方法和评价指标1应力与温度的关系应力与温度的关系预估沥青混合料的开裂预估沥青混合料的开裂预估沥青混合料的开裂预估沥青混合料的开裂温度：温度：温度：温度：a.a.间接拉伸试验或间接拉伸试验或间接拉伸试验或间接拉伸试验或直接拉伸试验可以得出直接拉伸试验可以得出直接拉伸试验可以得出直接拉伸试验可以得出低温抗拉强度与稳定的低温抗拉强度与稳定的低温抗拉强度与稳定的低温抗拉强度与稳定的关系。关系。关系。关系。b.b.混合料劲度模量、混合料劲度模量、混合料劲度模量、混合料劲度模量、温度收缩系数及降温幅温度收缩系数及降温幅温度收缩系数及降温幅温度收缩系数及降温幅度计算沥青面层的温度度计算沥青面层的温度度计算沥青面层的温度度计算沥青面层的温度应力与温度的关系。由应力与温度的关系。由应力与温度的关系。由应力与温度的关系。由二者交叉得出临界开裂二者交叉得出临界开裂二者交叉得出临界开裂二者交叉得出临界开裂温度温度温度温度T Tp p，T Tp p越低，沥青越低，沥青越低，沥青越低，沥青混合料的开裂温度越低，混合料的开裂温度越低，混合料的开裂温度越低，混合料的开裂温度越低，低温抗裂性越好。低温抗裂性越好。低温抗裂性越好。低温抗裂性越好。应力与温度的关系预估沥青混合料的开裂温度：a.间接拉伸试验2第三章沥青混合料2课件3低温蠕变试验：以蠕变变形曲线三阶段中的稳定阶低温蠕变试验：以蠕变变形曲线三阶段中的稳定阶低温蠕变试验：以蠕变变形曲线三阶段中的稳定阶低温蠕变试验：以蠕变变形曲线三阶段中的稳定阶段的蠕变速率评价沥青混合料的低温性能。蠕变速段的蠕变速率评价沥青混合料的低温性能。蠕变速段的蠕变速率评价沥青混合料的低温性能。蠕变速段的蠕变速率评价沥青混合料的低温性能。蠕变速率越大，沥青混合料在低温下的变形能力越大，松率越大，沥青混合料在低温下的变形能力越大，松率越大，沥青混合料在低温下的变形能力越大，松率越大，沥青混合料在低温下的变形能力越大，松弛能力越强，低温抗裂性能越好。弛能力越强，低温抗裂性能越好。弛能力越强，低温抗裂性能越好。弛能力越强，低温抗裂性能越好。沥青混合料的低温蠕变速率（沥青混合料的低温蠕变速率（1/sMPa）0 沥沥青青混混合合料料小小梁梁试试件件下下缘缘的的蠕蠕变变弯弯拉拉应应力力（MPa）；）；t1和和t2 分分别别为为蠕蠕变变稳稳定定期期的的初初始始时时间间和和终终止止时时间间（s）；）；1和和2分分别与与时间t1和和t2对应的跨中梁底的跨中梁底应变。低温蠕变试验：以蠕变变形曲线三阶段中的稳定阶段的蠕变速率评4第一阶段蠕变迁移阶段第一阶段蠕变迁移阶段第二阶段蠕变稳定阶段第二阶段蠕变稳定阶段第三阶段蠕变破坏阶段第三阶段蠕变破坏阶段第一阶段蠕变迁移阶段5低温弯曲试验：在试验温度低温弯曲试验：在试验温度-100.5的条件下，的条件下，以以50mm/min速率，对沥青混合料小梁试件跨中速率，对沥青混合料小梁试件跨中施加集中荷载至断裂破坏，记录试件跨中荷载与施加集中荷载至断裂破坏，记录试件跨中荷载与挠度的关系曲线。挠度的关系曲线。由破坏时的跨中挠度计算沥青混合料的破坏弯由破坏时的跨中挠度计算沥青混合料的破坏弯拉应变。破坏弯拉应变越大，低温柔韧性越好，拉应变。破坏弯拉应变越大，低温柔韧性越好，抗裂性越好。我国行业标准中，采用低温弯曲试抗裂性越好。我国行业标准中，采用低温弯曲试验的破坏应变指标作为评价改性沥青混合料的低验的破坏应变指标作为评价改性沥青混合料的低温抗裂性能。温抗裂性能。低温弯曲试验：在试验温度-100.5的条件下，以50m6第三章沥青混合料2课件7受限试件温度应力试验受限试件温度应力试验转折点温度转折点温度破裂温度破裂温度 受限试件温度应力试验转折点温度8（2）影响沥青混合料低温性能的因素）影响沥青混合料低温性能的因素 沥青的性质沥青的性质 感温性：在低温时不至于劲度过大，感温性较低，感温性：在低温时不至于劲度过大，感温性较低，劲度变化小。劲度变化小。劲度：劲度越小，抗裂性越好。劲度：劲度越小，抗裂性越好。针入度：针入度越大，裂缝越少。针入度：针入度越大，裂缝越少。延度：延度：0延度越好，抗裂性越好。延度越好，抗裂性越好。老化性：老化越严重，劲度越大，开裂越早。老化性：老化越严重，劲度越大，开裂越早。（2）影响沥青混合料低温性能的因素9混合料组成混合料组成 沥青用量：一般在最佳用量沥青用量：一般在最佳用量0.5%-1.0%内波内波动对抗裂性能影响不大，但增加沥青用量可降低混动对抗裂性能影响不大，但增加沥青用量可降低混合料劲度。合料劲度。矿料性质与级配：矿料性质与级配：吸水性大的骨料，引起裂缝吸水性大的骨料，引起裂缝较多。粗粒径、大空隙的混合料应力松弛能力越好，较多。粗粒径、大空隙的混合料应力松弛能力越好，但强度低。中粒式比细粒式温度应力小。密级配强但强度低。中粒式比细粒式温度应力小。密级配强度大，但收缩系数比大空隙的大。一般认为级配影度大，但收缩系数比大空隙的大。一般认为级配影响不明显。响不明显。剥落率：混合料易剥落，则易产生裂缝。剥落率：混合料易剥落，则易产生裂缝。混合料组成10路面结构尺寸路面结构尺寸 一般认为窄路面比宽路面的温度裂缝间距近。一般认为窄路面比宽路面的温度裂缝间距近。基层的影响基层的影响 基层与面层的结合是否连续，保证连续要洒透基层与面层的结合是否连续，保证连续要洒透层油。层油。影响沥青混合料低温性能的最主要因素是沥青影响沥青混合料低温性能的最主要因素是沥青的低温劲度，而沥青粘度和温度敏感性是决定沥的低温劲度，而沥青粘度和温度敏感性是决定沥青劲度的主要指标，针入度较大、温度敏感性较青劲度的主要指标，针入度较大、温度敏感性较低的沥青低温劲度越小，抗裂能力较强。低的沥青低温劲度越小，抗裂能力较强。路面结构尺寸11概概念念：沥沥青青混混合合料料抵抵抗抗长长时时间间自自然然因因素素（风风、日日光光、温温度度、水水分分等等）和和行行车车荷荷载载反反复复作作用用的的能能力力。包包括括抗老化、水稳定性和抗疲劳性等。抗老化、水稳定性和抗疲劳性等。3.耐久性耐久性概念：沥青混合料抵抗长时间自然因素（风、日光、温度、水分等）12（1）沥青混合料的抗老化性）沥青混合料的抗老化性 沥青混合料在使用过程中，受到空气中氧、水、沥青混合料在使用过程中，受到空气中氧、水、紫外线等介质的作用，促使沥青逐渐老化或硬化，紫外线等介质的作用，促使沥青逐渐老化或硬化，致使沥青混合料变脆易裂，从而使沥青路面出现致使沥青混合料变脆易裂，从而使沥青路面出现裂纹或裂缝。裂纹或裂缝。影响因素：外界环境因素：气候温度，日照时影响因素：外界环境因素：气候温度，日照时间，紫外线强弱等；沥青性质：抗老化性；压实间，紫外线强弱等；沥青性质：抗老化性；压实空隙率；施工条件：施工温度，拌和时间，沥青空隙率；施工条件：施工温度，拌和时间，沥青储存温度与时间。储存温度与时间。评价方法：延迟老化特性评价方法：延迟老化特性 美国美国SHRP：短期老化采用强制通风烘箱：短期老化采用强制通风烘箱（135）老化老化4h或压实强度或压实强度2h；长期老化采用；长期老化采用压实试件压实试件85，5d；老化后两试件的强度比。；老化后两试件的强度比。（1）沥青混合料的抗老化性 沥青混合料在使用过13（2）沥青混合料的水稳定性与其评价方法）沥青混合料的水稳定性与其评价方法 定义：沥青混合料在受水作用后，强度和刚度定义：沥青混合料在受水作用后，强度和刚度保持稳定的能力。保持稳定的能力。水稳定性不足的表现：混合料颗粒剥落、坑槽、水稳定性不足的表现：混合料颗粒剥落、坑槽、动水压力作用。动水压力作用。（2）沥青混合料的水稳定性与其评价方法 定义：沥14评价方法：评价方法：沥青与集料的粘附试验沥青与集料的粘附试验水煮法：沸煮水煮法：沸煮3min。静态水浸法：静态水浸法：80水浸水浸30min。光电比色法：光强度比。光电比色法：光强度比。搅动水净吸附法：加搅动棍。搅动水净吸附法：加搅动棍。详见第二章相关内容。详见第二章相关内容。评价方法：沥青与集料的粘附试验15浸水试验浸水试验浸水马歇尔试验：浸水马歇尔试验：残留稳定度残留稳定度MS0 式中：式中：MS 试件常规马歇尔稳定度试件常规马歇尔稳定度(kN)，浸水，浸水0.5h MS1试件浸水试件浸水48h（或真空饱水后浸水（或真空饱水后浸水48h）后的稳定度后的稳定度(kN)浸水车辙试验：车辙深度比值浸水车辙试验：车辙深度比值浸水劈裂强度试验：劈裂强度比值浸水劈裂强度试验：劈裂强度比值浸水抗压强度试验：抗压强度比值浸水抗压强度试验：抗压强度比值浸水试验浸水马歇尔试验：残留稳定度MS016冻融劈裂试验冻融劈裂试验 在冻融劈裂试验中，双面击实在冻融劈裂试验中，双面击实50次，（使沥青混次，（使沥青混合料空隙率保持合料空隙率保持7%左右）得到沥青混合料试件，左右）得到沥青混合料试件，将试件分为二组，一组试件在将试件分为二组，一组试件在20水中保持水中保持30-40min，测定常规状态下的劈裂强度，测定常规状态下的劈裂强度1；另一组试；另一组试件首先进行真空饱水，然后置于一件首先进行真空饱水，然后置于一18条件下冷冻条件下冷冻16h，再在，再在60水中浸泡水中浸泡24h，在，在20 水中饱水水中饱水30-40min，最后测试劈裂强度，最后测试劈裂强度2。冻融劈裂强度。冻融劈裂强度比比TSR：冻融劈裂试验 在冻融劈裂试验中，双面击实50次17劈裂强度测试劈裂强度测试劈裂强度测试18沥青混合料水稳定性的影响因素沥青混合料水稳定性的影响因素沥青混合料水稳定性的影响因素沥青混合料水稳定性的影响因素）沥青的性质：沥青酸与沥青酸酐的含量，沥青）沥青的性质：沥青酸与沥青酸酐的含量，沥青的粘度等。的粘度等。）石料的性质：由）石料的性质：由SiO2含量决定的石料的酸性、含量决定的石料的酸性、碱性和中性。碱性和中性。）压实空隙率：）压实空隙率：7%为密水为密水 8%-15%易水易水 15%为透水为透水）车辆荷载）车辆荷载 设计中主要考虑：选择原材料，混合料设计中设计中主要考虑：选择原材料，混合料设计中保证空隙率和饱和度，混合料水稳定性验证。保证空隙率和饱和度，混合料水稳定性验证。沥青混合料水稳定性的影响因素）沥青的性质：沥青酸与沥青酸194.抗滑性抗滑性 评价方法与指标评价方法与指标 构造深度构造深度铺砂法铺砂法 摩阻系数摩阻系数摆式摩阻摆式摩阻仪仪横向力系数横向力系数SFC汽车行驶时，路面与车轮间有一定的附着力，阻止汽车行驶时，路面与车轮间有一定的附着力，阻止车辆制动时的滑动。车辆制动时的滑动。4.抗滑性 评价方法与指标汽车行驶时，路面与车轮间有一定的附20影响因素影响因素 集料的表面构造：粗糙，抗滑性好（磨光值）集料的表面构造：粗糙，抗滑性好（磨光值）集料的级配组成：粗粒优于细粒集料的级配组成：粗粒优于细粒 沥青用量：超过标准值，抗滑性就会下降沥青用量：超过标准值，抗滑性就会下降 沥青含量：蜡含量升高则抗滑性降低沥青含量：蜡含量升高则抗滑性降低影响因素21混混合合料料易易于于拌拌和和、摊摊铺铺和和碾压碾压影响因素影响因素 混合料的级配混合料的级配 沥青用量沥青用量 沥青粘度沥青粘度 施施工工条条件件：气气候候温温度度、风速风速 施施工工设设备备：拌拌和和设设备备、摊铺机械和压实工具等摊铺机械和压实工具等5.施工和易性施工和易性混合料易于拌和、摊铺和碾压5.施工和易性22第二节第二节 普通热拌沥青混合料的组成设计普通热拌沥青混合料的组成设计一、沥青路面使用性能的气候分区一、沥青路面使用性能的气候分区1.气候分区指标气候分区指标按照设计高温指标，一级区划分为按照设计高温指标，一级区划分为3个区；个区；按照设计低温指标，二级区划分为按照设计低温指标，二级区划分为4个区；个区；按照设计雨量指标，三级区划分为按照设计雨量指标，三级区划分为4个区。个区。2.气候分区的确定气候分区的确定每个气候分区用每个气候分区用3个数字表示：第一个数字代表高温个数字表示：第一个数字代表高温分区，第二个代表低温分区，第三个代表雨量分区。分区，第二个代表低温分区，第三个代表雨量分区。第二节 普通热拌沥青混合料的组成设计一、沥青路面使用性能的气23第三章沥青混合料2课件241、沥沥青青材材料料：不不同同型型号号的的沥沥青青材材料料，具具有有不不同同的的技技术术指指标标，适适用用于于不不同同等等级级，不不同同类类型型的的路路面面。在在选选择择沥沥青青材材料料的的时时候候，要要考考虑虑到到交交通通量量（重重）、气气候候条条件件（热热）、施施工工方方法法、沥沥青青面面层层类类型型、材材料料来来源源等等各各种种情情况况选选择择沥沥青青，这这样样才才能能使使拌拌制制的的沥沥青青混混合合料料具具有有较较高高的的力力学学强强度度和和较较好好的的耐耐久久性。性。可参照第二章表可参照第二章表2-6选择沥青。选择沥青。二、沥青混合料组成材料的技术要求二、沥青混合料组成材料的技术要求1、沥青材料：不同型号的沥青材料，具有不同的技术指标，适用于252.2.粗集料粗集料粗集料粗集料 沥沥沥沥青青青青混混混混合合合合料料料料的的的的粗粗粗粗集集集集料料料料要要要要求求求求洁洁洁洁净净净净、干干干干燥燥燥燥、无无无无风风风风化化化化、无无无无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。杂质，并且具有足够的强度和耐磨性。对对对对路路路路面面面面抗抗抗抗滑滑滑滑表表表表层层层层的的的的粗粗粗粗集集集集料料料料应应应应选选选选用用用用坚坚坚坚硬硬硬硬、耐耐耐耐磨磨磨磨、抗抗抗抗冲冲冲冲击击击击性性性性好好好好的的的的碎碎碎碎石石石石或或或或破破破破碎碎碎碎砾砾砾砾石石石石，不不不不可可可可使使使使用用用用筛筛筛筛选选选选砾砾砾砾石石石石、矿矿矿矿渣渣渣渣及及及及软软软软质质质质集集集集料料料料。用用用用于于于于高高高高速速速速公公公公路路路路、一一一一级级级级公公公公路路路路、城城城城市市市市快快快快速速速速道道道道路路路路、主主主主干干干干路路路路沥沥沥沥青青青青路路路路面面面面表表表表面面面面层层层层及及及及各各各各类类类类道道道道路路路路抗抗抗抗滑滑滑滑层层层层用用用用的的的的粗粗粗粗集集集集料料料料，应应应应符符符符合合合合磨磨磨磨光光光光值值值值、道道道道瑞瑞瑞瑞磨磨磨磨耗耗耗耗值值值值和和和和冲冲冲冲击击击击值值值值的的的的要要要要求求求求，对对对对于于于于坚坚坚坚硬硬硬硬石石石石料料料料来来来来源源源源缺缺缺缺乏乏乏乏的的的的情情情情况况况况下下下下，允允允允许许许许掺掺掺掺加加加加一一一一定定定定比比比比例例例例普普普普通通通通集集集集料料料料作作作作为为为为中中中中等等等等或或或或小小小小颗颗颗颗粒粒粒粒的的的的粗粗粗粗集集集集料料料料，但但但但掺掺掺掺加加加加比比比比例例例例不不不不应应应应超超超超过过过过粗集料总质量的粗集料总质量的粗集料总质量的粗集料总质量的4040。质量技术要求见表。质量技术要求见表。质量技术要求见表。质量技术要求见表3-73-72.粗集料263.3.细细细细集集集集料料料料：一一一一般般般般采采采采用用用用天天天天然然然然砂砂砂砂或或或或人人人人工工工工砂砂砂砂，在在在在缺缺缺缺少少少少砂砂砂砂的的的的地地地地区区区区，也也也也可可可可以以以以用用用用石石石石屑屑屑屑代代代代替替替替。但但但但对对对对于于于于高高高高等等等等级级级级公公公公路路路路的的的的面面面面层层层层或或或或抗抗抗抗滑滑滑滑表表表表层层层层，石石石石屑屑屑屑的的的的用用用用量量量量不不不不宜宜宜宜超超超超过过过过砂砂砂砂的的的的用用用用量量量量。质量技术要求见表质量技术要求见表质量技术要求见表质量技术要求见表3-93-9。3.细集料：一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也可以用274.4.填料填料填料填料 沥沥沥沥青青青青混混混混合合合合料料料料的的的的填填填填料料料料宜宜宜宜采采采采用用用用石石石石灰灰灰灰岩岩岩岩或或或或岩岩岩岩浆浆浆浆岩岩岩岩中中中中的的的的强强强强基基基基性性性性（憎憎憎憎水水水水性性性性）岩岩岩岩石石石石磨磨磨磨制制制制而而而而成成成成的的的的，也也也也可可可可以以以以由由由由石石石石灰灰灰灰、水水水水泥泥泥泥、粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰代代代代替替替替，但但但但用用用用这这这这些些些些物物物物质质质质作作作作填填填填料料料料时时时时，其其其其用用用用量量量量不不不不宜宜宜宜超超超超过过过过矿矿矿矿料料料料总总总总量量量量的的的的2 2。其其其其中中中中粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰的的的的用用用用量量量量不不不不宜超过填料总量的宜超过填料总量的宜超过填料总量的宜超过填料总量的5050。质量技术要求见表。质量技术要求见表。质量技术要求见表。质量技术要求见表3-123-124.填料28三、热拌沥青混合料配合比设计标准三、热拌沥青混合料配合比设计标准1.沥青混合料类型的选择沥青混合料类型的选择 沥青混合料类型应根据道路等级与所处位沥青混合料类型应根据道路等级与所处位置的功能要求进行选择，一般来说，矿料的置的功能要求进行选择，一般来说，矿料的最大粒径宜从上至下逐渐增大，并与结构层最大粒径宜从上至下逐渐增大，并与结构层的设计厚度相匹配。的设计厚度相匹配。三、热拌沥青混合料配合比设计标准1.沥青混合料类型的选择29 AC适用于各级公路沥青面层的任何结构层。适用于各级公路沥青面层的任何结构层。SMA适用于铺筑新建公路的表、中面层或旧路适用于铺筑新建公路的表、中面层或旧路面加铺磨耗层。面加铺磨耗层。AM（vv=6-12%）仅适用于混合料拌和设备缺）仅适用于混合料拌和设备缺乏添加矿粉装置或采用人工砂料情况下的三级及乏添加矿粉装置或采用人工砂料情况下的三级及三级以下公路。三级以下公路。ATB（VV=3-6%）仅适用于路面的基层。）仅适用于路面的基层。ATPB（VV18%）适用于排水基层。）适用于排水基层。OGFC（VV18%）适用于高速行车、多雨潮）适用于高速行车、多雨潮湿、不易污染、非冻地区的磨耗层。湿、不易污染、非冻地区的磨耗层。AC适用于各级公路沥青面层的任何结构层。30公称最大粒径确定公称最大粒径确定 一般热拌热铺密级配沥青混合料一层压实厚度不一般热拌热铺密级配沥青混合料一层压实厚度不应小于集料公称最大粒径的应小于集料公称最大粒径的2.5倍。对高、一级公倍。对高、一级公路则不宜小于路则不宜小于3倍；倍；SMA、OGFC等混合料则不宜等混合料则不宜小于公称最大粒径的小于公称最大粒径的2-2.5倍。目的就是保证压实倍。目的就是保证压实度，减少集料离析。度，减少集料离析。公称最大粒径确定31混合料结构组合混合料结构组合 各层沥青混合料除考虑路用性能外，还应注意各层沥青混合料除考虑路用性能外，还应注意以下几点：以下几点：（1）沥青面层宜采用双层或三层式结构，各层之间）沥青面层宜采用双层或三层式结构，各层之间应联结成整体，沥青层下洒透层油，沥青层间洒应联结成整体，沥青层下洒透层油，沥青层间洒粘层油。粘层油。（2）沥青面层应该是耐久、抗车辙、抗裂、密水、）沥青面层应该是耐久、抗车辙、抗裂、密水、抗滑等多方面性能要求，且便于施工，还应根据抗滑等多方面性能要求，且便于施工，还应根据施工机械、工程造价等综合选择混合料种类。施工机械、工程造价等综合选择混合料种类。（3）对高、一级公路为了提高使用寿命或普通沥青）对高、一级公路为了提高使用寿命或普通沥青不满足要求时，要对上面层或中面层采取改性措不满足要求时，要对上面层或中面层采取改性措施，或采用施，或采用SMA混合料，如需要，二级公路也可混合料，如需要，二级公路也可采用采用SMA或改性沥青。或改性沥青。混合料结构组合 各层沥青混合料除考虑路用性能32（4）高、一级公路等选择级配类型、确定矿料级配）高、一级公路等选择级配类型、确定矿料级配和最佳沥青用量时，应首先保证各层的组合不该和最佳沥青用量时，应首先保证各层的组合不该产生早期破坏。一般：产生早期破坏。一般：）表面层应具有良好的表面功能、密水、耐久、）表面层应具有良好的表面功能、密水、耐久、抗车辙、抗裂、潮湿区和湿润区应符合潮湿条件抗车辙、抗裂、潮湿区和湿润区应符合潮湿条件下的抗滑要求，若不满足要求时，宜铺筑抗滑磨下的抗滑要求，若不满足要求时，宜铺筑抗滑磨耗层，寒冷地区，还应考虑低温抗裂要求。耗层，寒冷地区，还应考虑低温抗裂要求。）三层式的中面层或双层式下面层应重点考虑高）三层式的中面层或双层式下面层应重点考虑高温抗车辙性能。温抗车辙性能。）下面层应在考虑高温性能基础上，重点考虑抗）下面层应在考虑高温性能基础上，重点考虑抗疲劳与抗裂性要求。疲劳与抗裂性要求。（4）高、一级公路等选择级配类型、确定矿料级配和最佳沥青用量33）除排水式混合料外，每一层都应考虑密水性，）除排水式混合料外，每一层都应考虑密水性，当上层为渗水性结构层时，层间或下层应采取防当上层为渗水性结构层时，层间或下层应采取防渗水或排水措施。渗水或排水措施。）高速公路紧急停车带、硬路肩应采用与行车道）高速公路紧急停车带、硬路肩应采用与行车道相同的结构，且表面宜采用密级配混合料铺筑。相同的结构，且表面宜采用密级配混合料铺筑。）除排水式混合料外，每一层都应考虑密水性，当上层为渗水性结34空隙率空隙率空隙率空隙率VVVV沥青体积沥青体积沥青体积沥青体积VAVA矿料间隙率矿料间隙率矿料间隙率矿料间隙率VMAVMAVV+VAVV+VA2.马歇尔试验配合比设计技术标准1）沥青混合料的体积特征参数 沥青混合料的体积特征参数有密度、空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度等。空隙率VV沥青体积VA矿料间隙率2.马歇尔试验配合比设计技术35（1）沥青混合料的密度）沥青混合料的密度沥青混合料的理论最大密度沥青混合料的理论最大密度 假设沥青混合料试件被压实至完全密实，即空假设沥青混合料试件被压实至完全密实，即空隙率为零的理想状态下单位体积混合料的质量。隙率为零的理想状态下单位体积混合料的质量。对于非改性的普通沥青混合料，在成型马歇尔对于非改性的普通沥青混合料，在成型马歇尔试件的同时，以给定的沥青用量拌和试件的同时，以给定的沥青用量拌和2组混合料，组混合料，采用真空实测最大相对密度。采用真空实测最大相对密度。（1）沥青混合料的密度沥青混合料的理论最大密度36油石比油石比油石比油石比P Pa a：沥青质量占：沥青质量占矿质混合料矿质混合料（集料）质量百分含（集料）质量百分含量量沥青混合料沥青质量集料质量沥青混合料沥青质量集料质量PaPi Pa 100Pa100沥青含量沥青含量沥青含量沥青含量P Pb b：沥青质量占：沥青质量占沥青混合料沥青混合料质量的百分含量质量的百分含量沥青混合料质量沥青质量集料质量沥青混合料质量沥青质量集料质量PbPi100Pb100-Pb油石比Pa：沥青质量占矿质混合料（集料）质量百分含量Pa1037 对对于于改改性性沥沥青青混混合合料料、SMA、纤纤维维沥沥青青混混合合料料则则采用（采用（JTG F402004）计算理论密度的方法）计算理论密度的方法 对于改性沥青混合料、SMA、纤维沥青混合料则采用（JT38合成毛体积相对密度合成毛体积相对密度合成表观相对密度合成表观相对密度合成毛体积相对密度合成表观相对密度39“BIG BILL”理论密度仪理论密度仪测试条件：测试条件：振动频率为振动频率为120rpm 抽真空时间为抽真空时间为1525 min 试验水温为室温试验水温为室温 老化时间为老化时间为4h 真空度为真空度为97.3kPa 振动模式为顺时针逆时振动模式为顺时针逆时针。针。改性沥青混合料：计算改性沥青混合料：计算普通沥青混合料：真空法实测普通沥青混合料：真空法实测“BIG BILL”理论密度仪改性沥青混合料：计算40沥青混合料试件的毛体积密度沥青混合料试件的毛体积密度表干法（饱和面干法）表干法（饱和面干法）式中：式中：ma沥青混合料干燥试件在空气中的质沥青混合料干燥试件在空气中的质量，量，g。mw沥青混合料试件在水中的质量，沥青混合料试件在水中的质量，g。md沥青混合料饱和面干状态试件在空沥青混合料饱和面干状态试件在空气中的质量，气中的质量，g。沥青混合料试件的毛体积密度表干法（饱和面干法）式中：ma41式中：式中：式中：式中：mmp p蜡封试件的空气中质量，蜡封试件的空气中质量，蜡封试件的空气中质量，蜡封试件的空气中质量，g g；m mc c蜡封试件的水中质量，蜡封试件的水中质量，蜡封试件的水中质量，蜡封试件的水中质量，g g；常温下石蜡与水的相对密度；常温下石蜡与水的相对密度；常温下石蜡与水的相对密度；常温下石蜡与水的相对密度；m ma a 意义同前。意义同前。意义同前。意义同前。蜡封法（吸水率蜡封法（吸水率2%）式中：mp蜡封试件的空气中质量，g；蜡封法（吸水率2%42（2）沥青混合料空隙率）沥青混合料空隙率VV空隙率与材料、压实条件、测试方法有关。空隙率与材料、压实条件、测试方法有关。（2）沥青混合料空隙率VV空隙率与材料、压实条件、测试方法有43（3）矿料间隙率矿料间隙率VMAVA+VV（沥青含量）（4）沥青混合料试件的沥青饱和度）沥青混合料试件的沥青饱和度（3）矿料间隙率VMAVA+VV（沥青含量）（4）沥青44密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准(JTG F402004)2）马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准(JTG F40200445沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求(JTG F402004)3.沥青混合料的高温稳定性指标沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求(JTG F4020046沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变()技术要求技术要求(JTG F402004)小梁弯曲试验：试验温度小梁弯曲试验：试验温度-10 加载速率加载速率50mm/min 4.沥青混合料的低温抗裂性指标沥青混合料低温弯曲试验破坏应变()技术要求(JTG 47沥青混合料水稳定性检验技术要求沥青混合料水稳定性检验技术要求(JTG F402004)5.沥青混合料的水稳定性指标沥青混合料水稳定性检验技术要求(JTG F402004)548目的：目的：选配具有足够密实度、并有较高内摩阻力的矿质混合料选配具有足够密实度、并有较高内摩阻力的矿质混合料设计步骤：设计步骤：1)确定沥青混合料类型确定沥青混合料类型 依据：道路等级、路面类型、所处的结构层位依据：道路等级、路面类型、所处的结构层位 2)确定矿质混合料的级配范围确定矿质混合料的级配范围 3)矿质混合料配合比设计矿质混合料配合比设计合成级配合成级配 合成级配曲线尽量接近设计级配中限合成级配曲线尽量接近设计级配中限 （关键筛孔（关键筛孔0.075mm、2.36mm、4.75mm）交通量大、轴载重的道路：合成级配接近范围下限交通量大、轴载重的道路：合成级配接近范围下限 中小交通量或人行道路：合成级配接近范围上限中小交通量或人行道路：合成级配接近范围上限四、密集配热拌沥青混合料配合比设计方法四、密集配热拌沥青混合料配合比设计方法1.矿质混合料组成设计矿质混合料组成设计目的：四、密集配热拌沥青混合料配合比设计方法1.矿质混合料组49矿质混合料组成设计（矿质混合料组成设计（图解法图解法）矿质混合料组成设计（图解法）50步骤步骤马歇尔试验法马歇尔试验法1)制备试样制备试样2)测定与计算试件的体积结构参数测定与计算试件的体积结构参数毛体积密度毛体积密度空隙率空隙率VV矿料间隙率矿料间隙率 VMA沥青饱和度沥青饱和度VFA3)测定试件的力学指标测定试件的力学指标马歇尔稳定度马歇尔稳定度流值流值4)马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析5)5)配合比设计检验配合比设计检验2.沥青混合料马歇尔试验沥青混合料马歇尔试验步骤马歇尔试验法2.沥青混合料马歇尔试验51 计算各档集料用量计算各档集料用量根据按矿质混合料配合比根据按矿质混合料配合比 估计适宜沥青用量（或油石比）估计适宜沥青用量（或油石比）成成型型数数组组马马歇歇尔尔试试件件以以估估计计沥沥青青用用量量为为中中值值，按按0.3%0.5%间隔变化间隔变化 制备试样制备试样3.确定最佳沥青用量确定最佳沥青用量 计算各档集料用量根据按矿质混合料配合比 制备试样3.52 绘制沥青用量与物理力学指标关系图绘制沥青用量与物理力学指标关系图 沥青用量毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料空隙率沥青用量毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料空隙率 稳定度、流值稳定度、流值 确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值OAC1 OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4 确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2 OAC2=(OACmin+OACmax)/2 确定沥青最佳用量确定沥青最佳用量OAC 绘制沥青用量与物理力学指标关系图53 确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4从图中取相应于：从图中取相应于：稳定度最大值稳定度最大值沥青用量沥青用量a1密度最大值密度最大值沥青用量沥青用量a2目标空隙率（或中值）目标空隙率（或中值）沥青用量沥青用量a3沥青饱和度范围的中值沥青饱和度范围的中值沥青用量沥青用量a4 确定最佳沥青用量初始值OAC1=(a1+a2+a3+54首先确定各指标均符合技术标准（不含首先确定各指标均符合技术标准（不含VMA）的沥青用量范围：的沥青用量范围：OACminOACmax 确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2 首先确定各指标均符合技术标准（不含VMA）的沥青用量范围：O55 确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2=(OACmin+OACmax)/2 OACOACmaxmaxOACOACminmin 确定沥青最佳用量初始值OAC2=(OACmin+OAC56 根据根据根据根据OACOAC1 1和和和和OACOAC2 2综合确定沥青最佳用量综合确定沥青最佳用量综合确定沥青最佳用量综合确定沥青最佳用量OACOAC通常情况下：通常情况下：通常情况下：通常情况下：OACOAC（OACOAC1 1OACOAC2 2）/2/2 检验在检验在检验在检验在OACOAC下，下，下，下，VMAVMA和和和和VVVV是否符合技术要求是否符合技术要求是否符合技术要求是否符合技术要求 OACOAC宜位于宜位于宜位于宜位于VMAVMA凹形曲线最小值凹形曲线最小值凹形曲线最小值凹形曲线最小值贫油贫油贫油贫油一侧一侧一侧一侧 根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量OAC通常情况57 对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、交通路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、交通路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、交通路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路主干路主干路主干路 设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量 OACOAC（0.10.10.50.5）%空隙率必须符合设计要求范围空隙率必须符合设计要求范围空隙率必须符合设计要求范围空隙率必须符合设计要求范围 对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路 设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量OACOAC（0.10.10.30.3）%设计沥青用量调整设计沥青用量调整设计沥青用量调整设计沥青用量调整 对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通路段、山区584.4.沥青混合料的性能检测沥青混合料的性能检测高温稳定性检验：抗车辙能力检验高温稳定性检验：抗车辙能力检验水稳定性检验水稳定性检验低温抗裂性能检验低温抗裂性能检验渗水系数检验渗水系数检验4.沥青混合料的性能检测59第三节第三节 间断级配间断级配SMA混合料混合料SMA是一种以沥青结合料与少量的纤维稳是一种以沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多的填料组成的沥青定剂、细集料以及较多的填料组成的沥青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架间玛蹄脂，填充于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。它属隙中组成一体所形成的沥青混合料。它属于骨架密实结构，具有耐磨抗滑、密实耐于骨架密实结构，具有耐磨抗滑、密实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂等优点。等优点。第三节 间断级配SMA混合料SMA是一种以沥青结合料与少60一、一、SMA混合料的技术特性混合料的技术特性1.高温稳定性高温稳定性 大量的粗颗粒之间有着良好的嵌锁作用，沥青大量的粗颗粒之间有着良好的嵌锁作用，沥青玛蹄脂起胶结作用并填充粗集料的骨架空隙，所玛蹄脂起胶结作用并填充粗集料的骨架空隙，所以以SMA混合料抵抗荷载变形的能力较强，有较强混合料抵抗荷载变形的能力较强，有较强的高温抗车辙能力。的高温抗车辙能力。2.低温抗裂性低温抗裂性 当温度下降混合料收缩使集料颗粒被拉开时，当温度下降混合料收缩使集料颗粒被拉开时，SMA中相当数量的沥青玛蹄脂具有较高的粘结能中相当数量的沥青玛蹄脂具有较高的粘结能力，它的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温力，它的韧性和柔性使得混合料具有良好的低温性能。性能。一、SMA混合料的技术特性613.耐久性耐久性 SMA是骨架密实型结构，沥青在集料的是骨架密实型结构，沥青在集料的表面形成较厚的沥青膜，混合料的空隙较小，表面形成较厚的沥青膜，混合料的空隙较小，因而因而SMA 混合料的水稳定性和抗老化性较普混合料的水稳定性和抗老化性较普通沥青就、混合料为好；此外，通沥青就、混合料为好；此外，SMA混合料混合料基本不透水，对中、下面层和基层有着较好基本不透水，对中、下面层和基层有着较好的保护作用。的保护作用。4.表面特征表面特征 表面的构造深度大，使得沥青层具有良好表面的构造深度大，使得沥青层具有良好的抗滑性和耐磨性能，还能减少溅水、噪声，的抗滑性和耐磨性能，还能减少溅水、噪声，提高道路行驶质量。提高道路行驶质量。3.耐久性62二、二、SMA混合料的组成材料及其技术要求混合料的组成材料及其技术要求1.沥青混合料沥青混合料 沥青应具有较高的粘度，与集料有较好沥青应具有较高的粘度，与集料有较好的粘附性，并必须符合我国的粘附性，并必须符合我国“重交通道路重交通道路沥青技术要求沥青技术要求”，对较高要求的道路，最，对较高要求的道路，最好采用改性沥青配制好采用改性沥青配制SMA混合料。混合料。2.集料与填料集料与填料 粗集料应是高质量的轧制碎石，具有较粗集料应是高质量的轧制碎石，具有较高的强度和刚度，还应严格控制集料中的高的强度和刚度，还应严格控制集料中的针片状颗粒含量，其它技术要求见下表针片状颗粒含量，其它技术要求见下表3-27二、SMA混合料的组成材料及其技术要求1.沥青混合料63 细集料最好使用坚硬的机制砂，除了满足普通热细集料最好使用坚硬的机制砂，除了满足普通热拌沥青混合料对细集料的要求外，棱角性最好大于拌沥青混合料对细集料的要求外，棱角性最好大于45%。填料必须采用石灰石等碱性岩石磨细的矿粉，回填料必须采用石灰石等碱性岩石磨细的矿粉，回收粉尘的比例不得超过填料总量的收粉尘的比例不得超过填料总量的25%，其它要求，其它要求同普通热拌沥青混合料。同普通热拌沥青混合料。3.纤维纤维 SMA 混合料中常用纤维材料有：木质素纤维、混合料中常用纤维材料有：木质素纤维、矿物纤维、腈纶纤维、涤纶纤维、玻璃纤维等聚合矿物纤维、腈纶纤维、涤纶纤维、玻璃纤维等聚合物化学纤维。对木质纤维的技术要求如下表物化学纤维。对木质纤维的技术要求如下表3-28 细集料最好使用坚硬的机制砂，除了满足普通热拌64三、三、SMA混合料的配合比设计混合料的配合比设计1.SMA混合料配合比设计指标混合料配合比设计指标（1）SMA混合料设计级配范围混合料设计级配范围 见表见表3-29三、SMA混合料的配合比设计65 （2）SMA混合料的体积结构参数混合料的体积结构参数 粗集料骨架间隙率粗集料骨架间隙率VCA VCA用于评价按照嵌挤原则设计的骨架型沥青混用于评价按照嵌挤原则设计的骨架型沥青混合料的体积特征。合料的体积特征。a.捣实状态下粗集料骨架间隙率捣实状态下粗集料骨架间隙率式中：式中：VCADRC捣实状态下粗集料骨架间隙率，捣实状态下粗集料骨架间隙率，%；捣实法测定的粗集料装填密度，捣实法测定的粗集料装填密度，g/cm3;b粗集料的平均毛体积密度，粗集料的平均毛体积密度，g/cm3。（2）SMA混合料的体积结构参数66 b.沥青混合料试件的粗集料间隙率沥青混合料试件的粗集料间隙率式中：式中：VCAmix沥青混合料粗集料骨架间隙率，沥青混合料粗集料骨架间隙率，%；Pca沥青混合料中粒径沥青混合料中粒径4.75mm（或（或2.36mm）的粗集料比例，的粗集料比例，%；ca粗集料的平均毛体积密度，粗集料的平均毛体积密度，g/cm3；b沥青混合料实测毛体积密度，沥青混合料实测毛体积密度，g/cm3；w水的密度，水的密度，1。沥青混合料中的粗集料间隙率应不大于粗集料骨架沥青混合料中的粗集料间隙率应不大于粗集料骨架间隙率，这样才能充分发挥间隙率，这样才能充分发挥SMA混合料中粗集料石混合料中粗集料石石骨架的嵌挤作用。石骨架的嵌挤作用。b.沥青混合料试件的粗集料间隙率式中：VCAmix沥青混67马歇尔试件的体积参数马歇尔试件的体积参数 矿料间隙率矿料间隙率VMA应足够大以保证加入足应足够大以保证加入足量沥青。量沥青。沥青饱和度沥青饱和度VFA的大小反映沥青混合料中的大小反映沥青混合料中沥青用量是否合适。沥青用量是否合适。压实后压实后SMA混合料的空隙率混合料的空隙率VV对沥青路对沥青路面的使用性能和耐久性有着较大的影响。面的使用性能和耐久性有着较大的影响。马歇尔试件的体积参数68（3）SMA混合料的力学性能指标混合料的力学性能指标 马歇尔试验的目的是检测试件的各项体积马歇尔试验的目的是检测试件的各项体积结构参数，以确定结构参数，以确定SMA混合料的矿料级配。混合料的矿料级配。采用浸水试件的残留稳定度评价采用浸水试件的残留稳定度评价SMA混混合料的水稳定性。合料的水稳定性。SMA混合料的高温抗车辙能力通过车辙混合料的高温抗车辙能力通过车辙试验进行检测，动稳定度应满足规范要求。试验进行检测，动稳定度应满足规范要求。见表见表3-30（3）SMA混合料的力学性能指标69（4）析漏试验和飞散试验）析漏试验和飞散试验谢伦堡沥青析漏试验谢伦堡沥青析漏试验:取取SMA混合料一千克左右混合料一千克左右（W1）放入烧杯中）放入烧杯中,在在170的烘箱中放置一个小的烘箱中放置一个小时时,然后将混合料倒出然后将混合料倒出,称量烧杯上粘附的沥青的质称量烧杯上粘附的沥青的质量量W2,滴漏沥青含量为滴漏沥青含量为W=W1/W2,通过试验通过试验,几几种种SMA混合料均满足规范的混合料均满足规范的W不大于不大于0.3%的要的要求。用以确定最高沥青用量。求。用以确定最高沥青用量。肯塔堡飞散试验：采用沥青混合料的马歇尔试件肯塔堡飞散试验：采用沥青混合料的马歇尔试件在洛杉矶磨耗试验机中进行，标准试验温度为在洛杉矶磨耗试验机中进行，标准试验温度为20，水中养生时间为，水中养生时间为20h。飞散损失以试件在。飞散损失以试件在洛杉矶磨耗试验机中旋转撞击规定次数后，试件洛杉矶磨耗试验机中旋转撞击规定次数后，试件的损失质量的百分率。用以确定最低沥青用量。的损失质量的百分率。用以确定最低沥青用量。（4）析漏试验和飞散试验702.SMA混合料的配合比设计方法混合料的配合比设计方法（1）原材料选择及其性能测试）原材料选择及其性能测试（2）确定）确定SMA混合料的初级级配混合料的初级级配（3）试验检测）试验检测 测试粗集料骨架间隙率测试粗集料骨架间隙率VCADRC 制作马歇尔试件制作马歇尔试件 试件体积参数的测试试件体积参数的测试（4）确定）确定SMA混合料的设计级配混合料的设计级配（5）确定）确定SMA混合料的沥青用量混合料的沥青用量（6）SMA混合料的性能检测混合料的性能检测2.SMA混合料的配合比设计方法（1）原材料选择及其性能测试71第四节第四节 常温沥青混合料常温沥青混合料一、乳化沥青混合料一、乳化沥青混合料二、沥青稀浆封层混合料二、沥青稀浆封层混合料三、其它常温沥青混合料三、其它常温沥青混合料第五节第五节 其它沥青混合料其它沥青混合料第四节 常温沥青混合料一、乳化沥青混合料第五节 其它沥青72