677-第五章 沥青混合料 本章重点：热拌沥青混合料的组成结构、技术性质.ppt

沥青混合料
第五章
第五章沥青混合料
本章重点:热拌沥青混合料的组成结构、技术性质、组成材料和设计方法。
本章要求:掌握沥青混合料的结构类型和强度形成原理;掌握沥青混合料的技术性质和技术标准;能按照现行方法进行沥青混合料的组成设计。
第一节概述
一、沥青混合料的特点
沥青混合料作为高等级公路最主要的路面材料,具有其它建筑材料无法比拟的优越性。具体表现为:
1、沥青混合料是一种弹塑性粘性材料,具有一定的高温稳定性和低温抗裂性。
2、沥青混合料路面有一定的粗糙度,具有良好的抗滑性。
3、施工方便,速度快,养护期短,能及时开放交通。
4、沥青混合料路面可分期改造和再生利用。
沥青混合料也存在问题,即在夏季高温时易软化,路面易产生车辙、波浪等现象;冬季低温时易脆裂,在车辆重复荷载作用下易产生裂缝;易老化,使路面表层产生松散开裂而破坏路面。
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:;
;
中粒式沥青混合料公称最大粒径为16mm或19mm的沥青混合料;
;
。
3、按矿质材料的级配类型分类
分为连续级配沥青混合料和间断级配沥青混合料。
4、按矿料级配组成及空隙率大小分类
分为密级配沥青混合料、半开级配沥青混合料、开级配沥青混合料。
1)密级配沥青混合料设计空隙率较小
2)半开级配沥青混合料成型试件的剩余空隙率在6%~12%。
3)开级配沥青混合料设计空隙率为18%。
5、按沥青混合料制造工艺分类
分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料和再生沥青混合料。
第二节热拌沥青混合料
热拌沥青混合料是人工组配的矿质混合料与沥青在专门设备中加热拌和而成,在热态下进行摊铺和压实的混合料。
一、沥青混合料的组成结构和强度理论
(一)沥青混合料的组成结构
沥青混合料的组成结构可分为三种类型
1、悬浮—密实结构
是指矿质集料由大到小组成连续型密级配的混合料结构。(典型的AC型)
2、骨架—空隙结构
是指矿质集料属于连续型开级配的混合料结构。(典型的AM型和OGFC型)
3、骨架—密实结构
是指矿质集料具有较多数量的粗集料形成空间骨架,同时又有足够的细集料填满骨架的空隙的混合料结构。(典型的SMA型)
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
(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
(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。