沥青混凝土路面课件

,按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,第十章 瀝青材料,1,第十章 瀝青材料,10.1 瀝青材料種類,10.2 地瀝青之性質,10.3,地瀝青材料之等級與規格,10.4 油溶地瀝青之分級與規格,10.5 瀝青混凝土,10.6 瀝青混凝土路面,10.7 瀝青材料之塗封應用,2,第十章 瀝青材料,瀝青分成地瀝青和焦油兩大類，有天然的也有人造的。,瀝青是碳氫化合物，含烷、烯及芳香族，可為固體、半固體、液體或氣體，是營建工程上的膠結材料。,3,第十章 瀝青材料,瀝青為黑棕色，有優越的膠結力且不透水，可溶解於CS,2,，CCl,4,中。,瀝青的用途廣，主要有瀝青混凝土，屋頂不透水層，營建用品如油毛氈、填縫料、防水材、塗料等。,4,10.1 瀝青材料種類,瀝青材料分成地瀝青和焦油兩大類，各類又含多種樣式，如圖10-1。,5,圖10-1 瀝青材料分類,6,10.1.1 地瀝青,地瀝青最常見，使用最廣泛，主要有天然地瀝青和石油地瀝青兩種：,一、天然地瀝青,天然地瀝青存在於一般的自然礦床中，為石油原油的殘渣，有下列幾種：,1.湖瀝青,2.岩瀝青,3.山瀝青,7,二、石油地瀝青,石油地瀝青為原油提煉汽油、煤油、柴油、潤滑油後餘留下來的殘渣料，經蒸餾而成。有下列幾種：,1.地瀝青膠泥,地瀝青膠泥的石油成分含量多，瀝青精含量較少，有良好黏結性、防水性，但軟化點低、感溫性大、耐候性差。,8,2.油溶地瀝青,為利用石油汽油或煤油等溶劑加以溶解的地瀝青膠泥。不需加熱即可直接使用在舖面工程上。依溶劑的揮發性分成快凝、中凝及慢凝三種油溶地瀝青。,9,3.浮化地瀝青,由地瀝青膠泥與水組成，地瀝青之細粒經由乳化散佈在水中。乳化地瀝青對潮濕表層有良好的黏著效果，常應用於塗抹工業上或舖面的底層、表面層。,10,4.吹製地瀝青,由半固體的瀝青渣加熱（204315）後，吹入空氣使發生聚合反應得之。,吹製地瀝青的軟化點高、感溫性小，高耐候性，但延性、黏著性、防水性較差，不適用在舖面工程，可作屋頂材料、防水塗裝、填縫料等。,11,10.1.2 焦油,又稱柏油，由煤、木材等經蒸餾、提煉而得。,焦油由較輕的油類蒸餾而得，餘留下來的堅硬殘渣即為瀝青脂。,焦油抗風化力佳，但在熱及空氣中易氧化變脆。,12,10.2 地瀝青之性質,地瀝青呈固體或半固體狀，具黏彈性，黑色或黑褐色。,應用於工程上重要的相關性如稠度、黏滯度、針入度、軟化點、燃燒點、耐久性、老化、硬化、抗水性、感溫性等。,13,10.2.1 稠度、黏滯度與針入度,稠度代表瀝青材料在特定溫度下的流動性或塑性,瀝青材料的稠度測定法有黏滯度、針入度等。,14,一、黏滯度,液態的地瀝青可由黏滯度決定其稠度,黏滯度為剪應力與剪速率的比值,瀝青材料的黏滯度可用黏度儀量測，黏滯度用泊(poise)為量測單位，1泊1 g/cms。動黏滯度用史托克(cm,2,/s)或千分史托克(cSt=mm,2,/s)表示。,15,二、針入度,瀝青材料為固體或半固體者，其黏滯度或稠度常用針入度表示。,針入度大者，質較軟，針入度以貫入深度0.1mm為單位。,針入度在300以上屬液態地瀝青，而10以下者為固態地瀝青。,16,10.2.2 比重,比重可用比重瓶量測，瀝青的比重隨溫度升高而減小。,瀝青比重一般接近1.0，如吹製地瀝青為1.01.07，舖路用焦油約1.101.25。,17,10.2.3 軟化點,軟化點指瀝青材料受熱後，由固體轉變成液態的溫度。,軟化點高的瀝青其針入度低，材質較硬。如舖面用的地瀝青膠泥，其軟化點約4050,18,10.2.4 閃火點與燃燒點,瀝青材料著火的最低溫度稱為閃火點。若繼續加熱至某一溫度，引起的火焰可持續燃燒5秒以上時，該最低溫度即為燃燒點。,一般瀝青材料的燃燒點比閃火點高約20，吹製地瀝青的閃火點都在200以上。,19,10.2.5 耐久性，硬化與老化,耐久性指承受水分、空氣、溫度和雜質的抗力。,地瀝青在空氣中會氧化，引起硬化而有礙其耐久性。這種自然硬化的過程稱為老化硬固。,地瀝青中較輕的碳氫化合物蒸發散失稱為揮發，揮發作用會減損其塑性。,20,10.2.6 抗水性,水分可能減損地瀝青材料的黏結力，影響其耐久性。,大部分地瀝青具防水性能。,21,10.2.7 延性與黏性,延性指材料的拉伸能力，可評估瀝青材料的黏性和凝聚性,黏性指瀝青對骨材的黏結能力,地瀝青和焦油有良好的黏性與延性,22,10.2.8 感溫性,地瀝青對溫度改變敏感，加熱時其稠度即起變化，成為較具可塑性。,地瀝青膠泥的感溫性大，應用於舖面時，高溫下容易形成車轍現象。,23,10.3 地瀝青材料之等級與規格,地瀝青材料的等級一般依黏滯度、針入度劃分,24,10.3.1 黏滯度分級,ASTM對地瀝青膠泥的分級有兩種，一為黏滯度分級，另一為老化後黏滯度分級，如表10-1及表10-2,25,表10-1 地瀝青膠泥於60之黏滯度分級規定,試驗項目,黏滯度等級,AC2-5,AC-5,AC-10,AC-20,AC-40,黏滯度，60，泊（P）,25050,500100,1000200,2000400,4000800,黏滯度，135，cm,2,/s(cSt)，min.,80,110,150,210,300,針入度，25，100g，min.,200,120,70,40,20,閃火點，cleveland露口杯，min.,163,177,219,232,232,溶解度（於三氯乙烯），min，殘餘物實驗,99.0,99.0,99.0,99.0,99.0,黏滯性，60，max，泊，max.,1250,2500,5000,10000,20000,延展性，25，5cm/min，cm，min.,100,100,50,20,10,26,表10-2 地瀝青膠泥於60之黏滯度分級規定（老化後黏滯度）,老化殘餘物試驗,黏滯度等級,AR-1000,AR-2000,AR-4000,AR-8000,AR-16000,黏滯度，60，泊（P）,1000250,2000500,40001000,80002000,160004000,黏滯度，135，cm,2,/s(cSt)，min.,140,200,275,400,550,針入度，25，100g，min.,65,40,25,20,20,原針入度之百分比，25，min.,40,45,50,52,延性，25，5cm/min，min.cm,100,b,100,b,75,75,75,原地瀝青之試驗：,閃火點，cleveland露口杯，min.，,205,219,227,232,238,溶解度（於三氯乙烯），min，,99.0,99.0,99.0,99.0,99.0,27,10.3.2 針入度分級,地瀝青膠泥可用針入度分級，分成4050，6070，85100，120150，200300五級（表10-1，表10-2）,28,10.4 油溶地瀝青之分級與規格,油溶地瀝青以60的動黏滯度（cSt）分級,ASTM對慢凝類、中凝類及速凝類三種油溶地瀝青都分成70、250、800及3000四級。,29,10.5 瀝青混凝土,瀝青混凝土（AC）由熱融的地瀝青膠泥與砂石骨材混合而成，組構類似於水泥混凝土，只是以地瀝青膠泥為膠結料，組成剖面如圖10-3。,AC較具黏彈性，易變形而不脆裂，應用於舖設道路、公路、機場等之舖面，稱為柔性路面。,30,圖10-3 瀝青混凝土之組構,31,10.5.1 骨材與膠結料,瀝青混凝土中骨材（粒料）體積佔7075。,地瀝青膠泥使用不可過量，以防造成骨材顆粒滑移，降低舖面變形的穩定性。,粗、細骨材外，AC另加礦物填料，為細微礦物粉料，如石灰石粉、飛灰等，可減少AC中孔隙含量。,32,10.5.2 骨材級配,瀝青混凝土的骨材（粒料）以粗細骨材為主，兩者以#4節（4.75mm）為分界。,骨材級配有開放級配、中級配、密級配三種：,33,10.5.2 骨材級配,1.開放級配（圖10-4A）,骨材中幾乎不含細骨材，孔隙含量大，最大粒徑63.5mm，應用於AC路面之摩擦層，抗滑性佳且具高滲透性。,2.中級配（圖10-4B）,骨材中含有較大比例的砂，通過#8篩的骨材比例達818。,3.密級配（圖10-4C）,粗細骨材的顆粒分佈理想，通過#200篩之細骨材不得超過5。,34,10.5.2 骨材級配,圖10-4 級配模式：(a)密級配 (b)開放級配 (c)細粒過量,35,10.5.3 瀝青混凝土種類,瀝青混凝土分熱拌和冷拌瀝青混凝土兩種,1.熱拌AC,由熱融地瀝青膠泥或焦油與骨材混合而成，拌和前瀝青和骨材均須加熱。,2.冷拌AC,在常溫下拌和，瀝青材料如乳化地瀝青、油溶地瀝青或焦油。,AC可為路拌或廠拌方式，前者在工地拌和製造，後者為先在中央拌和場拌製。,36,10.6 瀝青混凝土路面,瀝青混凝土稱為柔性路面，乃因具有低而適當的抗彎性，擁有足夠的穩定性以支持交通載重，不易破裂。,AC路面結構如圖10-5，由路基、基層、底層和面層四部分組成。,AC路面對軟弱基層能調整差異沈陷，且修補工事簡易為優點；相對於混凝土路面(剛性路面)，則維護工作多，耐久性差為其缺點。,37,圖10-5柔性路面之剖面圖,38,10.7 瀝青材料之塗封應用,路面工程需於面層作塗封，以改善防水性、耐磨性和抗滑性。,塗封方法有多種：,1.表面處理與封層,表面處理為加舖一層或多層地瀝青混凝土作為封層,2.噴霧塗封,簡易的表面塗封法，塗料如乳化地瀝青,39,3.透層塗敷,為將液態地瀝青塗佈在基層或路基上,4.黏層塗敷,是將一層薄瀝青材料塗佈在瀝青混凝土或水泥混凝土上，用以黏結新舊路面。常用材料為乳化地瀝青。,40,5.泥漿塗封,是利用緩凝乳化地瀝青、細骨材、礦物填料等混合成泥漿，塗佈於舖面的表面上，用以塗封路面裂縫。,6.覆蓋層,為於現有路面上加舖的一層AC層，用以提升路面品質，延長使用年限。,41,