瀝青混合料ppt

1、河南交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 曹 學(xué) 禹,瀝青混合料,由礦料與瀝青結(jié)合料拌和而成的混合料的總稱，礦料起骨架作用，瀝青與填料（礦粉）起膠結(jié)和填充作用。,一、瀝青混合料的定義,一、瀝青混合料的定義,,,,,,,,瀝青 混合料,,,,,材料級(jí)配組成及空隙率大小分,材料組成及 結(jié)構(gòu)分,制造工 藝分,公稱最大粒徑分,1.特粗式瀝青混合料2.粗粒式瀝青混合料3.中粒式瀝青混合料4.細(xì)粒式瀝青混

2、合料5.砂粒式瀝青混合料,1.連續(xù)級(jí)配瀝青混合料2.間斷級(jí)配瀝青混合料,1.密級(jí)配瀝青混合料2.半開級(jí)配瀝青混合料3.開級(jí)配瀝青混合料,1.熱拌瀝青混合料2.冷拌瀝青混合料3.再生瀝青混合料,二、瀝青混合料的分類,二、瀝青混合料的分類,按結(jié)合料分類,,,,石油瀝青混合料,煤瀝青混合料,按施工溫度分類,,,熱拌熱鋪瀝青混合料,常溫瀝青混合料,改性瀝青混合料,乳化瀝青混合料,,,,,,按礦質(zhì)集料級(jí)配類型分類,,,,,連續(xù)級(jí)配瀝青

3、混合料,間斷級(jí)配瀝青混合料,按混合料密實(shí)度分類,,,,,密級(jí)配瀝青混合料,開級(jí)配瀝青混合料,半開級(jí)配瀝青混合料,,Ⅰ型,Ⅱ型,二、瀝青混合料的分類,二、瀝青混合料的分類,,,按公稱最大粒徑分類,,,,,特粗式瀝青混合料,粗粒式瀝青混合料,中粒式瀝青混合料,,細(xì)粒式瀝青混合料,,,砂粒式瀝青混合料,熱拌瀝青混合料種類,,,,,懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu) 如AC； 骨架空隙結(jié)構(gòu) 如OGFC； 骨架密實(shí)結(jié)構(gòu) 如SMA；,懸浮

4、密實(shí)結(jié)構(gòu) 骨架空隙結(jié)構(gòu) 骨架密實(shí)結(jié)構(gòu),三、瀝青混合料的結(jié)構(gòu),,,耐久性,,馬歇爾試驗(yàn)— 穩(wěn)定度（0.1mm）,車轍試驗(yàn)— 動(dòng)穩(wěn)定度（次／mm）,,高溫穩(wěn)定性,低溫抗裂性,低溫彎曲試驗(yàn),水穩(wěn)性,耐老化性,耐疲勞性,浸水馬歇爾試驗(yàn)— 殘留穩(wěn)定度（%）,凍融劈裂試驗(yàn)— 殘留強(qiáng)度比（%）,,,,抗滑性,,施工和易性,《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 JTG F40-2004,馬歇

5、爾試驗(yàn)指標(biāo)要求,,參考規(guī)范,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),1.瀝青：適當(dāng)減少瀝青用量 提高瀝青粘度 2.礦料：粒徑大 有棱角 級(jí)配合理3.加入外加劑,檢測(cè)工程師題：影響高溫穩(wěn)定性的因素和改進(jìn)措施,高溫穩(wěn)定性,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),檢測(cè)工程師題：影響瀝青混合料低溫性能的主要因素及改進(jìn)措施a.瀝青的低溫勁度。對(duì)同一油源的瀝青，針入度較大、溫度敏感性較低的瀝青低溫勁度較小，抗裂能力較強(qiáng)。所以在寒冷地區(qū)，可采用稠度較低、勁度較低的瀝青

6、，或選擇松弛性能較好的橡膠類改性瀝青來(lái)提高瀝青混合料的低溫抗裂性。b.瀝青混合料的級(jí)配類型與瀝青路面開裂程度之間 沒有顯著關(guān)系。,低溫抗裂性,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),定義：指瀝青混合料在使用過(guò)程中抵抗環(huán)境因素及行車荷載反復(fù)作用的能力。評(píng)價(jià)方法a.瀝青與集料的粘附性試驗(yàn)b.浸水試驗(yàn)：浸水馬歇爾試驗(yàn)、浸水劈裂強(qiáng)度試驗(yàn) 浸水前后的馬歇爾穩(wěn)定度比值、劈裂強(qiáng)度比值的大小來(lái)評(píng)價(jià)瀝青混合料的水穩(wěn)定性。,耐久性,四、瀝青混合料的技術(shù)

7、性質(zhì),c.凍融劈裂試驗(yàn)：兩組試件，一組試件測(cè)定常規(guī)狀態(tài)下的劈裂強(qiáng)度，另一組試件經(jīng)過(guò)一系列凍融過(guò)程后進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，通過(guò)凍融劈裂強(qiáng)度比（TSR）來(lái)評(píng)價(jià)。,檢測(cè)工程師題：耐久性的影響因素1.瀝青混合料的空隙率：空隙率盡量減少，殘 留3％～6％空隙，以備夏季瀝青材料膨脹。2.瀝青含量：瀝青用量不能過(guò)少,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),瀝青路面的抗滑性對(duì)于保障道路交通安全至關(guān)重要，而瀝青路面的抗滑性能必須通過(guò)合理地選擇瀝青混合料組成材料、正

8、確地設(shè)計(jì)與施工來(lái)保證。①集料：粗糙、堅(jiān)硬、耐磨、抗沖擊好、磨光值大 ②路面構(gòu)造深度：增加粗集料含量提高宏觀構(gòu)造深度 ③瀝青：①最佳瀝青用量 ② 蠟含量低的瀝青,抗滑性,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),保證在拌和、攤鋪與碾壓過(guò)程中，集料顆粒保持分布均勻，表面被瀝青膜完整地裹覆，并能被壓實(shí)到規(guī)定的密度的性能。,施工和易性,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),檢測(cè)工程師題：影響施工和易性的因素：組成材料:礦料級(jí)配和瀝青用量。間斷級(jí)配混合料容易離

9、析；細(xì)集料過(guò)少，瀝青不容易裹覆粗加料，細(xì)集料多，拌合困難；瀝青過(guò)少或礦粉過(guò)多，不易壓實(shí)；瀝青過(guò)多或礦粉質(zhì)量差，容易結(jié)團(tuán)，不易攤鋪。施工條件：拌合溫度 拌合時(shí)間 拌合設(shè)備 攤鋪機(jī)械 壓實(shí)工具 壓實(shí)溫度,四、瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì),熱拌瀝青混合料配 合 比 設(shè) 計(jì),一、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求,1.瀝青材料： （1）瀝青標(biāo)號(hào) （2）瀝青等級(jí),公路等級(jí) 氣候條件 交通條件 路面類型 在結(jié)構(gòu)層中的層位及

10、受力特點(diǎn) 施工方法,（1）瀝青標(biāo)號(hào)的選擇,參考指標(biāo),氣 候 分 區(qū),,,,,,,,,,,,（1）瀝青標(biāo)號(hào)的選擇,（2）瀝青等級(jí)的選擇,對(duì)高速公路、一級(jí)公路，夏季溫度高、高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、重載交通、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、服務(wù)區(qū)、停車場(chǎng)等行車速度慢的路段，——宜采用稠度大、60℃粘度大的瀝青，對(duì)冬季寒冷的地區(qū)或交通量小的公路、旅游公路——宜選用稠度小、低溫延度大的瀝青；對(duì)溫度日溫差、年溫差大的地區(qū)——選用針入度指數(shù)大的瀝青。當(dāng)高溫與低

11、溫發(fā)生矛盾時(shí)——應(yīng)優(yōu)先考慮滿足高溫性能的要求。當(dāng)缺乏所需標(biāo)號(hào)的瀝青時(shí)，可采用不同標(biāo)號(hào)摻配的調(diào)和瀝青，其摻配比例由試驗(yàn)決定。,（3）結(jié) 論,2.粗集料（1）可采用碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣（2）用于高速公路、一級(jí)公路、城市快速道路、 主干路瀝青路面表層的粗集料應(yīng)該采用堅(jiān) 硬、耐磨、抗沖擊性好的碎石或破碎礫石， 不得使用篩選礫石、礦渣及軟質(zhì)集料，該 類粗集料應(yīng)符合規(guī)范中對(duì)磨光值和粘附性

12、 的要求。,一、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求,一、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求,3.細(xì)集料1）天然砂 可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂。2）石屑 石屑是采石場(chǎng)破碎石料時(shí)通過(guò)4.75mm或2.36mm的 篩下部分，強(qiáng)度一般較低，且針片狀含量較高。 不得使用泥土、細(xì)粉、細(xì)薄碎片顆粒含量高的 石屑，砂當(dāng)量應(yīng)符合要求。,一、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求,4.填料粉煤灰作為填料使用時(shí)，用量不得超過(guò)

13、填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應(yīng)小于12%，與礦粉混合后的塑性指數(shù)應(yīng)小于4%，其余質(zhì)量要求與礦粉相同。高速公路、一級(jí)公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰作填料。為了改善瀝青混合料的水穩(wěn)性，可以采用干燥的磨細(xì)生石灰粉、消石灰粉或水泥作為填料，其用量不宜超過(guò)礦料總量的1%～2%。,一、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求,二、配合比組成設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)階段第一階段：目標(biāo)配合比第二階段：生產(chǎn)配合比第三階段：生產(chǎn)配合比驗(yàn)證設(shè)計(jì)內(nèi)容1.礦料配

14、合比設(shè)計(jì)：試算法或圖解法 2.確定最佳瀝青用量：馬歇爾試驗(yàn),,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段,生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段,生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段,,,礦料的組成設(shè)計(jì),最佳瀝青用量確定,,,圖解法或試算法,集料篩分（水洗法）,馬歇爾試 驗(yàn),確定工程級(jí)配范圍,,預(yù)估計(jì)算瀝青用量,瀝青與集料相對(duì)密度測(cè)定,,,,,,二、配合比組成設(shè)計(jì),礦料通過(guò)皮帶輸入拌和樓干燥筒加熱,振動(dòng)篩二次篩分熱料,提升到拌和樓,熱料倉(cāng),根據(jù)目標(biāo)配合比的OAC、

15、OAC±0.3%三組瀝青用量,,根據(jù)熱料比例,,,,,目標(biāo)配合比,圖解法確定冷料比例,確定目標(biāo)配合比最佳瀝青用量OAC,取樣冷料篩分,根據(jù)冷料比例成型5組馬歇爾試件,,,,,通過(guò)調(diào)整控制室皮帶,轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)計(jì)比例,,青用量確定提供標(biāo)準(zhǔn),為生產(chǎn)配合比最佳瀝,熱料比例與最佳瀝青用量輸入控制室計(jì)算機(jī)生產(chǎn)瀝青混合料,,,熱料篩分,取分級(jí),目標(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)關(guān)系圖,成型3組馬歇爾試件,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì),（一） 確定瀝

16、青混合料類型 選取材料并檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo),,河南省高等級(jí)公路路面結(jié)構(gòu)匯總表,河南省二級(jí)公路瀝青面層調(diào)查結(jié)果,河南省二級(jí)公路瀝青面層調(diào)查結(jié)果,河南省二級(jí)公路瀝青面層調(diào)查結(jié)果,從調(diào)查表4-1可以看出目前河南省高等級(jí)公路瀝青路面典型構(gòu)造為4cm中粒式瀝青混凝土+5cm粗粒式瀝青混凝土+7cm(6cm)熱拌瀝青碎石。從表4-2可以看出河南省二級(jí)瀝青路面典型構(gòu)造為：3cm細(xì)粒式瀝青混凝土+4cm中粒式瀝青混凝土。,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì),

17、原材料的技術(shù)要求,表觀相對(duì)密度 堅(jiān)固性含泥量 砂當(dāng)量 亞甲藍(lán)值 棱角性,原材料檢驗(yàn),（二）礦料配合比設(shè)計(jì)1.確定瀝青混合料類型及工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍。2.對(duì)各種礦料進(jìn)行篩分試驗(yàn)，計(jì)算通過(guò)百分率3.用試算法或圖解法確定礦料配合比4.校核礦料配合比是否滿足要求,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì),(三)確定最佳油石比（瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)）1.制備試樣 1）按確定的礦質(zhì)混合料配合比，計(jì)算制備一 個(gè)馬歇爾試件各種規(guī)格集料的用量。

18、 2）按一定間隔(對(duì)密級(jí)配瀝青混合料通常為 0.5%)，取5個(gè)或5個(gè)以上不同的油石比分 別成型馬歇爾試件。,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì),2.測(cè)定試件的物理力學(xué)指標(biāo) 測(cè)定壓實(shí)瀝青混合料試件的毛體積相對(duì)密度、最大理論相對(duì)密度、穩(wěn)定度、流值、計(jì)算試件的孔隙率VV、礦料間隙率VMA、瀝青飽和度VFA。3.計(jì)算OAC1和OAC2,,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì),試件的物理力學(xué)指標(biāo),,密級(jí)配瀝青混凝土混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),,求取相應(yīng)于密度最大值、穩(wěn)

19、定度最大值、目標(biāo)空隙率(或中值)、瀝青飽和度范圍的中值的瀝青用量a1、a2、a3、a4。取平均值作為OAC1。OAC1= (a1十a(chǎn)2十a(chǎn)3十a(chǎn)4)/4,確定最佳瀝青用量的初始值OAC1,試件的物理力學(xué)指標(biāo),,,密度最大值 a1,,,a1,,穩(wěn)定度最大值 a2,,,a2,,目標(biāo)空隙率(或中值)a3,,,,,a3,,瀝青飽和度范圍的中值 a4,,,,,a4,OAC1= (a1十a(chǎn)2十a(chǎn)3十a(chǎn)4)/4,如果在所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝

20、青飽和度的要求范圍，按下式求取三者的平均值作為OAC1。OAC1= (a1十a(chǎn)2十a(chǎn)3)/3,確定瀝青最佳用量的初始值OAC1,,,確定最佳瀝青用量的初始值OAC2,,確定最佳瀝青用量的初始值OAC2,,確定最佳瀝青用量的初始值OAC2,,確定最佳瀝青用量的初始值OAC2,,,,,,,,,,,,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,密度,空隙率,穩(wěn)定度,流值,VMA,VFA,,,,OACmin,OACmax,,,油石比,（％）,確定

21、最佳瀝青用量的初始值OAC2,,,,最佳瀝青用量的初始值OAC2 OAC2=(OACmin十OACmax)/2,最佳用量的初始值OAC OAC=(OAC1十OAC2)/2,目標(biāo)配合比設(shè)計(jì),一、礦料組成設(shè)計(jì),1．取樣各種集料，此處取樣的集料為熱料，是經(jīng)熱料倉(cāng)振動(dòng)篩二次篩分后的分級(jí)熱料。,2．篩分分級(jí)熱料（水洗法）,3．取篩分后的通過(guò)率用圖解法確定熱料的組成比例,進(jìn)行試驗(yàn)確定最佳瀝青用量（同目標(biāo)配合比的方法,1．根據(jù)上述方法確定的

22、熱料比例，按照目標(biāo)配合比的,OAC、 OAC±0.3%三組瀝青用量成型馬歇爾試件,（同目標(biāo)配合比冷料確定方法 一樣）。,,二、最佳瀝青用量確定,2．檢驗(yàn)最佳瀝青時(shí)的粉膠比和有效瀝青膜厚度（與目,標(biāo)配合比一樣）,一樣）。,生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì),三、 本 章 試 驗(yàn),（一）明確幾個(gè)概念,1.油石比和瀝青含量2.空隙率VV：礦料及瀝青以外的空隙（不包括礦料自身內(nèi)部的孔隙）的體積占試樣總體積的百分率。3.礦料間隙率VMA：試件全部礦料部

23、分以外的體積占試樣總體積的百分率。4.瀝青飽和度VFA：試件礦料間隙中扣除被集料吸收的瀝青以外的有效瀝青結(jié)合料部分的體積在WMA中所占的百分率。,（二）馬歇爾試驗(yàn),1.試件制作 (1)試件數(shù)量:4～6個(gè)（2）試件尺寸：φ101.6mm×63.5 mm（3）試件高度允許值： 63.5mm±1.3mm（4）最大粒徑：26.5mm（5）標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件大約質(zhì)量:1200g (6)當(dāng)已知瀝青混合料的密度時(shí)，

24、可根據(jù)試件的標(biāo) 準(zhǔn)尺寸計(jì)算并乘以1.03得到要求的混合料數(shù)量。,（二）馬歇爾試驗(yàn),（7）礦粉單獨(dú)加熱 在攪拌時(shí)最后加入（8）插搗方式：周邊插搗15次，中間10次。（9）礦料加熱溫度：石油瀝青163 ℃改性瀝青180℃ 2.穩(wěn)定度試驗(yàn)（1）加載速率 50mm/min±5mm/min（2）水槽溫度 60℃±1℃ (3) 保溫時(shí)間 標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾 30～40min

25、 浸水馬歇爾試驗(yàn)48h,3.結(jié)果處理,（二）馬歇爾試驗(yàn),馬歇爾模數(shù),殘留穩(wěn)定度,當(dāng)一組測(cè)定值中某個(gè)測(cè)定值與平均值之差大于標(biāo)準(zhǔn)差 k 倍時(shí)，該測(cè)定值應(yīng)予舍棄，并以其余測(cè)定值的平均值作為試驗(yàn)結(jié)果，當(dāng)試件數(shù)量 n 為3、4、5、6時(shí)，k 值分別為1.15、1.45、1.67、1.82。,（三）車轍試驗(yàn),1.試件尺寸：300×300×50 300×300×40

26、 300×300×100 300×150×502.試驗(yàn)輪壓強(qiáng)：0.7MPa±0.05MPa3.碾壓速度:42次/min±1次/min (21次往返/min)4.恒溫室溫度：60±1 ℃ 試件溫度： 60±0.5 ℃5.最大變形達(dá)到25mm時(shí)可停止試驗(yàn) 6.動(dòng)穩(wěn)定度:每產(chǎn)生1mm輪轍變形試驗(yàn)輪行走的次數(shù)。

27、 以“次/mm”計(jì)。,,水浸法：,水煮法：,★對(duì)同一種料源集料最大粒徑既有大于又有小于13.2mm不 同的集料時(shí)，取大于13.2mm水煮法試驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)。★細(xì)粒式瀝青混合料應(yīng)以水浸法試驗(yàn)為標(biāo)準(zhǔn)。,（1）試驗(yàn)方法：,（四）瀝青與粗集料的粘附性試驗(yàn),水煮法 選取粒徑為13.2mm～19mm形態(tài)接近正方體的規(guī)則集料5個(gè)，經(jīng)瀝青裹覆后，在蒸餾水中沸煮3min，按瀝青膜剝落的情況分為五個(gè)等級(jí)來(lái)評(píng)價(jià)瀝青與集料的粘附性。,（四）瀝青與

28、粗集料的粘附性試驗(yàn),水浸法選取粒徑為9.5mm～13.2mm的集料100g與5.5g的瀝青在規(guī)定溫度條件下拌和成混合料，冷卻后浸入80℃的蒸餾水中保持30min然后按剝落面積百分率來(lái)評(píng)價(jià)瀝青與集料的粘附性。,（四）瀝青與粗集料的粘附性試驗(yàn),（2）等級(jí)評(píng)定,（四）瀝青與粗集料的粘附性試驗(yàn),（五）馬歇爾試件密度檢測(cè),1.水中重法：幾乎不吸水2.表干法：吸水率≯2%3.蠟封法：吸水率＞2%4.體積法：空隙率較大的瀝青碎石混合料