道路工程課題瀝青路面第1頁/共111頁瀝青路面的優(yōu)缺點主要優(yōu)點：①優(yōu)良的結構力學性能和表面功能特性：一般瀝青路面均具有良好的受力特性；路面平整、無裂縫或接縫、柔韌舒適、貨物損失率低、噪音小等優(yōu)點②表面抗滑性能好：瀝青路面既平整、表面又粗糙，有一定的粗、細紋理構造，能保證車輛高速安全行駛③施工方便：瀝青路面可以集中拌和（廠拌）、機械化施工（攤鋪、碾壓等），完全可以實現(xiàn)大面積施工，質量能夠得以保障，開放交通早④經濟耐久性好：與水泥路面相比，瀝青路面一次性投資要低得多，但其使用壽命一般在高速公路和機場到面中以15年計，實際使用中只要施工質量好、養(yǎng)護保養(yǎng)及時有的可以使用20年⑤便于再生利用：瀝青再生利用已成為發(fā)達國家一項熱門的可持續(xù)發(fā)展和能源再生利用的新型課題，我國目前也在進行這方面的研究和技術開發(fā)；可以有利于分期修建⑥其它，如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天無揚塵、雨后不泥濘等第2頁/共111頁主要缺點：①瀝青易老化：瀝青是多組分有機材料，隨著使用期的延長，瀝青的膠體結構和組成成分發(fā)生變化，使瀝青粘性變差、塑性降低、瀝青路面易表面松散、整體性降低，從而導致結構破壞；一般可以添加抗老化劑，如添加碳黑可以起到抗氧化的作用，增強瀝青的老化特性，還有其他材料如阻酚類、氨基甲酸酯類、鈣鹽、胺類等，但研究不成熟。②溫度敏感性較差：夏季高溫易流淌，高溫穩(wěn)定性差；低溫易發(fā)脆，抗裂性能差?？刹捎脙?yōu)質瀝青或采取改性措施等。第3頁/共111頁老化定義？在長期的大氣因素作用下，因瀝青塑性降低，脆性增強，粘聚力減小，導致路面表面產生松散，引起路面破壞。瀝青路面老化現(xiàn)象第4頁/共111頁夏季高溫瀝青易軟化，路面易產生車轍、波浪；冬季低溫時易脆裂，在車輛重復作用下易產生開裂。波浪車轍泛油溫度穩(wěn)定性差的表現(xiàn)：第5頁/共111頁2.瀝青混合料的分類瀝青混合料一般是由礦質混合料（包含粗、細集料，礦粉）和瀝青組成，有時還有外加劑，其性能好壞與其組成材料有關。通常根據(jù)瀝青混合料中材料的組成特性、施工的方式等瀝青混合料有以下幾種分類方法：（1）根據(jù)礦質混合料的級配類型進行劃分礦料由適當比例的粗集料、細集料和填料組成，根據(jù)礦料級配組成的特點及壓實后剩余空隙率的大小，可以將瀝青混合料分為以下幾類：①連續(xù)密級配瀝青混凝土混合料特點：級配為連續(xù)密級配，空隙率較低。主要代表瀝青混合料：AC和ATB類。前者設計空隙率通常為3%～6%，具體、應根據(jù)不同的交通類型、氣候特點而定，可見P110頁表3-16所示，可適用于任何面層結構；后者設計空隙率也為3%～6%，但粒徑為粗粒式及特粗式，一般稱為密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料（ATB），主要適用于基層。第6頁/共111頁②連續(xù)半開級配瀝青混合料特點：空隙率較大，一般采用10％左右，粗細集料含量相對密級配要多，填料較少或不加填料主要代表混合料：瀝青碎石混合料AM，適用于三級及三級以下公路、鄉(xiāng)村公路，此時表面應設置致密的上封層。③開級配瀝青混合料特點：礦料級配主要由粗集料組成，細集料和填料較少；瀝青結合料粘度要求較高。主要代表混合料：排水式瀝青磨耗層混合料OGFC，排水式瀝青穩(wěn)定碎石基層ATPB。④間斷級配瀝青混合料特點：采用間斷級配，即礦料級配組成中缺少一個或幾個檔次而形成的級配，粗集料和填料含量較多，中間集料含量較少。代表混合料：瀝青瑪蹄脂SMA。第7頁/共111頁（2）按礦料的公稱最大粒徑分類集料最大粒徑：指篩分試驗中，通過百分率為100％的最小標準篩孔尺寸，如AC-16，其最大粒徑為19mm；集料公稱最大粒徑：指全部通過或允許少量不通過的最小一級標準篩篩孔尺寸，如AC-16，其公稱最大粒徑為16mm，實際上瀝青混合料名稱中的數(shù)值即為公稱最大粒徑。瀝青混合料一般按公稱最大粒徑的大小可分為特粗式、粗粒式、中粒式、細粒式和砂粒式，與之相對應的最大粒徑和公稱最大粒徑見表3-1所示。第8頁/共111頁瀝青混合料類型公稱最大粒徑/mm密級配半開級配開級配間斷級配連續(xù)密級配瀝青混凝土DAC瀝青穩(wěn)定碎石ATB瀝青碎石混合料AM排水式瀝青磨耗層OGFC排水式瀝青穩(wěn)定碎石ATPB瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA砂粒式4.759.5DAC-5AM-5---細粒式9.513.2DAC-10AM-10OGFC-10-SMA-1013.216DAC-13AM-13OGFC-13-SMA-13中粒式1619DAC-16AM-16OGFC16-SMA-161926.5DAC-20AM-20--SMA-20粗粒式26.531.5

DAC-25ATB-25--ATPB-25-31.537.5-ATB-30--ATPB30-特粗式37.553.0-ATB-40--ATPB40-設計空隙率（%）3~63~66~12>18>183~4第9頁/共111頁（3）根據(jù)結合料的類型分類根據(jù)瀝青混合料中所用瀝青結合料的不同，可分為石油瀝青混合料和煤瀝青混合料，但煤瀝青對環(huán)境污染嚴重，一般工程中很少采用煤瀝青混合料。（4）根據(jù)瀝青混合料拌合與鋪筑溫度分類按照這種分類方法，可以將瀝青混合料分為熱拌熱鋪瀝青混合料和常溫瀝青混合料。前者主要采用粘稠石油瀝青作為結合料，需要將瀝青與礦料在熱態(tài)下拌合、熱態(tài)下攤鋪碾壓成型；后者則采用乳化瀝青、改性乳化瀝青或液體瀝青在常溫下與礦料拌合后鋪筑而成的。（5）根據(jù)強度形成原理分類瀝青混合料的組成材料不同，其強度形成原理也不同，一般可以分為嵌擠原則和密實原則兩大類。按嵌擠原則構成的瀝青混合料的結構強度主要是以礦料顆粒之間的嵌擠力和內摩阻力為主，以瀝青結合料的粘結力為輔形成的，如瀝青貫入式、瀝青表處和瀝青碎石等路面結構均屬于此類。按密實原則構成的瀝青混合料則主要是以瀝青與礦料之間的粘結力為主，礦料間的嵌擠力和內摩阻力為輔，一般的瀝青混凝土都屬于此類。第10頁/共111頁

瀝青混合料主要有瀝青、粗集料、細集料、礦粉填料和外加劑（如抗剝離劑、抗老化劑、聚合物改性劑等）組成。影響混合料性能的因素：礦料顆粒的大小和不同粒徑的分布；顆粒組成的空間位置關系；瀝青的分布特征和礦料顆粒表面瀝青層的性質；瀝青混合料空隙率的大?。豢障兜姆植寂c空隙間的連通情況；外加劑與其他材料的配伍相容性及外加劑對瀝青與礦料性能的改善情況等。本部分主要討論瀝青混合料的組成結構類型。二、瀝青混合料的組成結構第11頁/共111頁瀝青混合料結構組成第12頁/共111頁瀝青混合料結構類型由于材料組成分布、礦料與礦料及礦料與瀝青間的相互作用、剩余空隙率的大小等不同，混合料可分為懸浮密實結構、骨架空隙結構、骨架密實結構三大類。（1）懸浮密實結構如圖所示，該結構組成的基本特點：采用連續(xù)級配，礦料顆粒連續(xù)存在，而且細集料含量較多，將較大顆粒擠開，使大顆粒不能形成骨架，而較小顆粒與瀝青膠漿比較充分，將空隙填充密實，使大顆粒懸浮于較小顆粒與瀝青膠漿之間，形成“懸浮-密實”結構。代表類型：按照連續(xù)密級配原理設計的AC型瀝青混合料是典型的這種懸浮密實結構。力學特點：大顆粒未形成骨架，內摩阻力ф值較?。恍☆w粒與瀝青膠漿含量充分，粘結力C值較大。路用性能特點：由于壓實后密實度大，該類混合料水穩(wěn)定性、低溫抗裂性和耐久性較好；但其高溫性能對瀝青的品質依賴性較大，由于瀝青粘度降低，往往導致混合料高溫穩(wěn)定性變差。第13頁/共111頁（2）骨架空隙結構如圖所示，該結構組成的基本特點：采用連續(xù)開級配，粗集料含量高，彼此相互接觸形成骨架；但細集料含量很少，不能充分填充粗集料件的空隙，形成所謂的“骨架-空隙”結構。代表類型：瀝青碎石AM和開級配磨耗層瀝青混合料OGFC等。力學特點：大顆粒形成骨架，內摩阻力ф值較大；小顆粒與瀝青膠漿含量不充分，粘結力C值較低。路用性能特點：粗集料的骨架作用，使之高溫穩(wěn)定性好；由于細集料含量少，空隙未能充分填充，耐水害、抗疲勞和耐久性能較差，所以一般要求采用高粘稠瀝青，以防止瀝青老化和剝落。第14頁/共111頁（3）骨架密實結構如圖所示，其結構組成特點：采用間斷級配，粗、細集料含量較高，中間料含量很少，使得粗集料能形成骨架，細集料和瀝青膠漿又能充分填充骨架間的空隙，形成“骨架-密實”結構。代表類型：瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA。力學性能特點：粗集料的骨架作用，內摩阻力ф值較大；小顆粒與瀝青膠漿含量充分，粘結力C值也較大，綜合力學性能較優(yōu)。路用性能特點：該類混合料高低溫性能均較好，具有較強的疲勞耐久特性；但間斷級配在施工拌合過程中易產生離析現(xiàn)象，施工質量難以保證，使得混合料很難形成“骨架-密實”結構。隨著施工技術的發(fā)展，這類結構得以普遍使用，但一定防止混合料拌合生產、運輸和攤鋪等施工過程中防止混合料產生離析。第15頁/共111頁力學特性

瀝青混合料一般抗壓強度較高，抗剪、抗彎拉強度較低，因此路面的損壞。往往是從拉裂或滑移開始而逐漸擴展。

1、抗剪強度取決于兩個基本參數(shù)：材料內摩阻力與粘結力。內摩阻力：礦料尺寸，形狀，粗糙程度，礦料組成（尺寸大，表面棱角多，顆粒均勻礦料）。瀝青含量過多，瀝青裹附礦料過厚，摩阻降低。粘結力：取決于瀝青與礦料相互作用瀝青粘滯度越高，粘結力越大。礦料比表面積越大，瀝青膜越薄，粘結力越大。瀝青活性高，礦料對瀝青親和性好，吸附作用強。堿性石料粘附作用強（酸性石料強度高，耐磨）?；旌狭现杏兴菸皆诘V料表面，粘結力低。溫度越高，粘結力越低。第16頁/共111頁2．抗拉強度

在氣候較寒冷地區(qū)，冬季氣溫下降，特別是急驟降溫時，瀝青混合料發(fā)生收縮受阻，就會產生拉應力，該應力超過瀝青混合料的抗拉強度時，路面就會產生開裂。瀝青混合料的抗拉強度，可用直接拉伸試驗和間接拉伸—劈裂試驗來測定。第17頁/共111頁

瀝青混合料在低溫下的抗拉強度同瀝青的性質、瀝青含量、礦質混合料的級配、測試時的溫度等因素有關。試驗表明，瀝青的粘滯度大，或瀝青含量較大，瀝青混合料就會具有較高的抗拉強度。密級配瀝青混合料的抗拉強度較開級配混合料高，在低溫下瀝青混合料的抗拉強度隨溫度降低而提高。第18頁/共111頁3．抗彎拉強度瀝青類路面在行車重復荷載作用下往往因路面彎曲而產生開裂破壞。瀝青混合料的抗彎拉強度可通過試驗室內制作梁式試件，然后按簡支梁受力情況進行測定。

瀝青混合料的抗彎拉強度為：

瀝青混合料的抗彎拉強度，取決于所用材料的性質(如瀝青的性質、瀝青的用量、集料的性質、混合料的級配與拌和質量等)及結構破壞過程的加荷狀況(如重復次數(shù)、應力增長速度等)。此外，溫度狀況對抗彎拉強度也有很大影響。第19頁/共111頁瀝青混合料技術性質高溫穩(wěn)定性→車轍、擁包、推擠低溫抗裂性→低溫開裂水穩(wěn)定性→水損壞（坑槽、松散）耐疲勞性能→疲勞裂縫（網裂）……原材料性能混合料性能路面性能第20頁/共111頁溫度穩(wěn)定性（一）高溫穩(wěn)定性隨溫度升高，瀝青的粘滯度降低，集料之間的粘結力消弱，從而導致強度成倍的降低。高等級渠化瀝青路面最常見病害：車轍。高溫穩(wěn)定性指夏季高溫（60℃）條件下行車荷載長期反復作用后不產生車轍波浪的性能。第21頁/共111頁高溫穩(wěn)定性破壞第22頁/共111頁瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性上海地區(qū)的瀝青路面年變溫和日變溫曲線溫度（℃）平均抗壓強度（MPa）501.0～2.0202.5～5.008.0～13.0－1010.0～17.0－3518.0～30.0瀝青混凝土抗壓強度隨溫度的變化第23頁/共111頁影響因素因素變化車轍深度集料表面紋理光滑→粗糙減小形狀圓角→礫減小尺寸最大粒徑增加減小結合料勁度增加減小用量增加增加粘度增加減小混合料空隙率增加增加VMA增加增加荷載大小增加增加作用次數(shù)增加增加環(huán)境條件溫度增加增加濕度增加一般增加影響高溫穩(wěn)定性的因素第24頁/共111頁評定高溫穩(wěn)定性的方法：1、馬歇爾穩(wěn)定度穩(wěn)定度MS（KN）：標準試件、規(guī)定溫度（60℃）及加荷速度在馬歇爾儀中最大破壞荷載。流值FL（0.1mm）：達到最大破壞荷載時試件垂直變形。2、車轍試驗（動穩(wěn)定度）標準成型300×300×50mm瀝青混合料試件。60℃下以固定荷載的橡膠輪在同一軌跡上做一定次數(shù)反復行車，計算變形1mm所需車輪行走次數(shù)。上、中面層高速公路≥800次/1mm

一級公路≥600次/1mm第25頁/共111頁高溫穩(wěn)定性提高方法：增加粗集料含量；瀝青粘稠度高，控制瀝青用量；采用具有活性的礦粉，改善相互作用，提高粘結力；使用改性瀝青；減薄瀝青面層，以減小車轍深度。第26頁/共111頁低溫穩(wěn)定性（未列入標準）瀝青路面的低溫縮裂大致可分為兩類：一類是溫度下降而造成的路面開裂，它與瀝青混合料的體積收縮有關，這種裂縫是由表面開始發(fā)裂而逐漸發(fā)展成為裂縫；另一類是屬于路基或基層收縮與冰凍共同作用而產生的裂縫，這類裂縫是從基層開始逐漸反映到瀝青面層開裂。由于路面收縮的主軸是縱向的，因此，低溫產生的裂縫大多是橫向的，且?guī)缀跏?m～l0m的等距離間隔，裂縫的出現(xiàn)往往就是瀝青路面損壞的開始。隨著低溫循環(huán)的影響，裂縫將會進一步擴展，導致路面工作狀況惡化。第27頁/共111頁影響瀝青路面低溫開裂的因素2.混合料的瀝青含量3.混合料的剩余空隙率4.混合料的級配與礦料品種1.混合料中瀝青的性質瀝青低溫延度及針入度越大，其開裂溫度就越低，其中低溫延度比針入度對開裂溫度的影響更為顯著。6.基礎情況瀝青面層相同情況下，在沙土路基上的瀝青路面的裂縫比粘土路基上的瀝青路面的裂縫要密5.瀝青層的厚度在馬歇爾實驗最佳用量-1%—+0.5%范圍內，不明顯影響路面的橫縫產生頻率剩余空隙率越大，瀝青混合料的勁度越小，低溫收縮越小連續(xù)、密實的級配低溫開例較小，礦料品種對低溫開例影響不明顯較厚的瀝青層能限制和約束收縮裂紋的發(fā)展6.基層情況收縮明顯的半剛性基層常常使瀝青面層產生較多的低溫裂縫和反射裂縫第28頁/共111頁處理方法：使用稠度較低、溫度敏感性低的瀝青。增加瀝青面層厚度。使用改性瀝青。第29頁/共111頁瀝青混合料的水穩(wěn)定性（一）表現(xiàn)基層翻漿混合料松散坑槽（二）影響水穩(wěn)定性的因素1.混合料空隙率2.混合料中礦料與瀝青的黏附性3.下層排水情況第30頁/共111頁耐久性耐久性是指路面抵抗各種破壞因素的能力，例如瀝青老化、集料散失和瀝青從礦料上剝落等。這些因素可能是氣候、交通或兩者結合而造成的結果。瀝青混合料的耐久性一般可以通過二種方法提高：一是采用最大瀝青用量，由于厚的瀝青膜較薄的瀝青膜不容易迅速地老化和硬化，所以，采用最大的瀝青用量，可以使瀝青較長時間地保持其原有特性，最大瀝青含量還可以有效地密封面層中過多的相通孔隙。以阻止空氣和水滲入；二是采用密級配抗剝落集料，密級配能使集料顆粒之間接觸很緊密，防止?jié)B透；抗剝落的集料則可以抵抗水和行車作用從集料顆粒上剝落瀝青膜。目前，常使用抗剝落劑或礦物填料(如石灰等)來加強混合料的抗剝落性能。1、空隙率盡量減少，以防止水滲入和日光對瀝青的老化作用。一般3~6%剩余空隙以備夏季瀝青膨脹。2、還用殘留穩(wěn)定度表征瀝青混合料耐久性（浸水48h）。第31頁/共111頁第二部分瀝青路面分類與抗滑一、瀝青路面的基本特性（一）與水泥混凝土路面相比，瀝青路面具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪音低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、適宜于分期修建等優(yōu)點。（二）瀝青路面屬柔性路面，強度與穩(wěn)定性在很大程度上取決于土基和基層的特性。二、瀝青路面的分類（一）按強度構成原理

密實類:礦料的級配按最大密實原則設計，其強度和穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力和內摩阻力?；旌狭现旅芏途?，但熱穩(wěn)定性較差.

嵌擠類：礦料顆粒尺寸較為均一，路面的強度和穩(wěn)定性主要依靠骨料顆粒之間內摩阻力，而粘聚力則起次要作用。熱穩(wěn)定性較好，但因空隙率較大、易滲水，且耐久性較差。

第32頁/共111頁層鋪法:分層灑布瀝青，分層鋪撒礦料和碾壓的方法修筑;路拌法:在路上用機械將礦料和瀝青材料就地拌和攤鋪和碾壓密實而成的瀝青面層;

（二）按施工工藝的不同廠拌法:一定級配的礦料和瀝青材料在工廠用專用設備加熱拌和，然后送到工地攤鋪碾壓而成的瀝青路面。

第33頁/共111頁（三）按瀝青路面的技術特性瀝青表處：用瀝青和集料按層鋪法或拌和法鋪筑而成的厚度不超過3cm的瀝青路面；適用于三級及三級以下公路、各級施工便道以及在舊路面層上加鋪罩面層或磨耗層。瀝青貫入式：用瀝青和集料按層鋪法鋪筑而成，厚度一般為4～8cm的瀝青路面； 適用于二級及二級以下公路。乳化瀝青稀漿封層：用適當級配的石屑或砂、填料（水泥、石灰、粉煤灰、石粉等）與乳化瀝青，外加劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態(tài)的瀝青混合料，將其均勻攤鋪在路面上的瀝青封層。可封閉裂縫、防水、提高表面耐磨、抗滑性及平整度。第34頁/共111頁瀝青碎石：由適當比例的粗集料、細集料及少量填料（或不加填料）與瀝青拌合而制成的瀝青混合料，壓實后剩余孔隙率大于10%以上（以AM表示）。屬嵌擠結構。瀝青混凝土：由適當比例的粗集料、細集料及填料組成的符合規(guī)定級配的礦料，與瀝青拌合而制成的符合技術標準的瀝青混合料（以AC表示）。壓實后剩余孔隙率10%以下，屬密實級配結構。瀝青混凝土與瀝青碎石瀝青碎石：適用于下面層、聯(lián)結層和整平層。瀝青混凝土：適用于高速公路和一級公路的瀝青面層。第35頁/共111頁乳化瀝青稀漿封層乳化瀝青是將在熱熔狀態(tài)的瀝青和含有乳化劑的水溶液共同在外加的機械力作用下，使瀝青以微滴狀態(tài)均勻穩(wěn)定的分布在水溶液之中的乳狀液(亦稱瀝青乳液)。它的主要優(yōu)點是在常溫下可與冷的石料，表面潮濕的石料進行拌和施工。除此之外，還具有節(jié)省燃料和能源，減少環(huán)境污染，減輕施工人員的勞動強度等優(yōu)點。乳化瀝青是一種配方復雜的乳液，從路面施工和使用的要求來考慮，既希望乳液在貯存運輸過程中保持穩(wěn)定，又希望在路上使用之后乳液中的瀝青能盡快從水中分離出來，以發(fā)揮瀝青的粘結性能。

通常把乳化瀝青中的瀝青微滴從水相界面分離出來，互相結成團以至在石料表面粘連成瀝青薄膜的過程，稱為破乳。其分離出來的快慢程度，稱為破乳速度。這是一個很重要的因素，它直接關系到路面施工方式和機具的適應性。第36頁/共111頁乳化瀝青稀漿封層是用適當級配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰、石粉等)與乳化瀝青，外加劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態(tài)的瀝青混合料，并將其均勻地攤鋪在路面上的瀝青封層。稀漿封層可以作為上封層、也可以可為下封層。對于空隙較大、透水嚴重、有裂縫的舊路面或[日瀝青路面需要鋪抗滑層，新建瀝青路面需鋪筑磨耗層或保護層時，稀漿封層可用作上封層。對于多雨地區(qū)瀝青面層的孔隙較大，在鋪筑基層后不能及時鋪筑瀝青面層且需要開放交通時，可作為下封層。稀漿封層的厚度宜為3cm一6cm。第37頁/共111頁乳化瀝青稀漿封層的主要作用有如下幾個方面。

1．具有填充性稀漿中含有占集料重量10％～20％的水和10％～u％的乳液，且稀漿封層中的混合料較細，具有較好的流動性，很容易進入微裂縫和小坑槽中，將路面填充密實成為整體。因此具有封閉裂縫和提高路面平整度的作用。

2．具有很好的防水性稀漿封層混合料中集料級配合理，能均勻，牢固、密實地粘附在路面上，具有較好的水穩(wěn)性并防止水分滲透，保持基層穩(wěn)定。

3．有一定的耐磨性用于稀漿封層的集料其強度，壓碎值、磨光值、含泥量等性能指標均達到標準要求，不論是酸性和堿性石料都能很好的粘附在路面上，在路面上形成磨耗層。

4．具有良好的抗滑性能由于選擇了堅硬而有棱角的集料，瀝青又能均勻地裹復骨料。封層后紋理深度較佳，摩擦系數(shù)顯著增加。

瀝青混凝土和瀝青碎石通常作為高級路面的面層。第38頁/共111頁SMA瀝青混合料路面

SMA是一種新型瀝青混合料，在歐洲被稱為SplitMasticAsphalt，美國則稱之為StoneMasticAsphalt，我國“公路瀝青路面設計規(guī)范”將其正式命名為“瀝青瑪蹄脂碎石混合料”，其意義為用瀝青瑪蹄脂填充碎石骨架而形成的混合料。

SMA的組成特點和基本特征

SMA路面通過采用木質素纖維或礦物纖維穩(wěn)定劑、增加礦粉用量、瀝青改性等技術手段，組成瀝青瑪蹄脂，瀝青瑪蹄脂可以使瀝青的感溫性變小，瀝青用量增加，由它填充間斷級配碎石集料中的空隙，從而使混合料既能保持間斷級配瀝青混合料表面性能好的優(yōu)點，又能克服其耐久性差的缺點，尤其是能使混合料的高溫抗車轍能力、低溫抗裂性能、耐疲勞性能和水穩(wěn)定性等各種路用性能大幅度提高。

第39頁/共111頁SMA的組成特點

SMA是由瀝青穩(wěn)定添加劑、礦粉及少量細集料組成的瀝青瑪碲脂填充間斷級配的碎石骨架組成的骨架嵌擠型密實結構混合料，它的最基本組成是碎石骨架和瀝青瑪蹄脂兩部分(圖11—1)，其結構組成有如下特點：

①SMA是一種間斷級配的瀝青混合料。圖11—2示出了密級配瀝青混凝土、排水瀝青混凝土及SMA的剖面圖，從中可以看出它們結構組成的不同之處。②SMA增加了礦粉用量，使其能在混合料中加入較多的瀝青，同時還使用了穩(wěn)定添加劑。③SMA的瀝青用量比普通瀝青混合料要高出1％以上，并要求其具有較高的粘結力，通常選用針人度小、軟化點高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青，如能采用改性瀝青，可進一步改善高低溫變形性能及與礦料的粘附性。第40頁/共111頁SMA的基本特征

SMA的特征主要表現(xiàn)在兩個方面:

其一，大粒徑集料互相嵌鎖而形成高穩(wěn)定性(抗變形能力)的結構骨料；其二，由細集料、瀝青結合料及穩(wěn)定添加劑組成的具有足夠數(shù)量的瀝青瑪蹄脂，除滿足將骨架膠結在一起的要求外，還使混合料具有較好的柔性和耐久性。

SMA采用間斷級配集料形成碎石骨架，其中有低百分率的細集料和較高比例的礦粉填料。由于大粒徑集料的含量高，礦料間具有較高的空隙率，使其能容納較多的瀝青，從而減少氧化、老化變硬和低溫裂縫產生的可能性。而細集料則起著填充空隙的作用，纖維添加劑增加了礦料的比表面積，從而增加了瀝青的稠度和瀝青瑪蹄脂的穩(wěn)定性，并可避免瀝青混合料在運輸和攤鋪過程中產生離析現(xiàn)象，還可改善混合料的穩(wěn)定性。與傳統(tǒng)的密級配瀝青混凝土相比較，SMA具有如下特點：(1)較高的穩(wěn)定性SMA具有比密級配瀝青混凝土更高的抗車轍能力。采用相同的粗集料分別制成密級配瀝青混凝土和SMA混合料，經輪轍試驗機在不同溫度下分別進行800次加載試驗后，所得試驗結果列于表11—1。

試驗溫度(℃)轍槽深度(mm)試驗溫度(℃)轍槽深度(mm)密級配

SMA密級配

SMA

20

3．81

1．75

40

2．73

1．51

50

4．40

3．11

60

7．61

4．70表11—1輪轍試驗結果

第41頁/共111頁

(2)較高的疲勞壽命影響瀝青路面疲勞壽命的主要因素有瀝青品種和含量、空隙率、溫度、試驗頻率及荷載作用方式等?；旌狭系目障堵屎蜑r青用量與疲勞壽命的關系極大，而空隙率小、瀝青含量高正是SMA混合料的顯著特點。SMA中碎石所包裹的瀝青膜較厚，有效地減小了混合料的空隙率。此外，高瀝青含量的SMA混合料所產生的疲勞破壞，在夏季行車作用下具有自動愈合的能力。在以上兩方面因素的綜合作用下，使得SMA混合料的抗疲勞能力大大高于密級配瀝青混凝土。

(3)較好的耐久性實踐證明SMA耐久性非常好，不易松散，抵抗溫度裂縫和荷載裂縫的性能好。其優(yōu)異的耐久性來源于瀝青瑪蹄脂的不透水性，由于其滲透性小，空氣及水的滲入量小，從而減緩了瀝青的氧化過程，提高了耐久性。

第42頁/共111頁

(4)較好的抗磨耗及抗滑能力SMA含有高比例、高品質的粗集料，使其具有較大的表面構造深度和抗磨耗能力。

(5)良好的平整度和能見度SMA的高溫穩(wěn)定性使路面穩(wěn)定，具有良好的平整度和行車舒適性。SMA還能減少燈光的反射，減小雨中行車的水霧，從而提高了路面能見度和行車安全。

(6)較好的經濟效益SMA混合料采用高品質的礦質集料，較高含量的優(yōu)質瀝青，并加入添加劑，增加拌和時間，使得SMA的單位價格比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土高，但由其較高的穩(wěn)定性及較高的疲勞壽命，使SMA的使用壽命比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土高出30％一40％，若考慮到有效使用年限、維修費用及使用者費用，折算成年平均成本時，SMA比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土更經濟，特別是在高溫重載、大交通量的條件下，SMA更具有較高的經濟效益。可知，SMA對瀝青路面的各種性能都有所改善，尤其以抗車轍性能及耐久性的改善效果最為顯著。歐洲瀝青路面協(xié)會(EAPA)1998年曾對SMA路面的應用情況做過總結和歸納，EAPA認為，歸納SMA的優(yōu)點，首先是具有良好的表面功能，抗滑，車轍小，平整度高，噪音小，能見度好。其次是增加了路面抗變形能力，不透水，使用壽命長，維修養(yǎng)護工作量小。同時，它可以減薄表面層厚度，易于施工和重建，維修重建對交通的影響小。

第43頁/共111頁SMA的應用

SMA所具有的一系列特性使其除了可代替?zhèn)鹘y(tǒng)密級配瀝青在一般路面上使用外，某些特殊路面或特殊環(huán)境下，還可解決采用密級配瀝青所難以解決的問題。

SMA具有較好的穩(wěn)定性，能有效地抵抗重復荷載作用下所形成的車轍，因而可在交叉口、公交站點等易產生車轍的部位用SMA代替?zhèn)鹘y(tǒng)密級配混凝土以提高抗車轍能力。瀝青混凝土路面鋪筑完工后，應有足夠的時間讓路面冷卻后才能開放交通，如在路面沒有充分冷卻的情況下即提早通車，將對路面造成極大的損害，其主要原因是瀝青沒有充分冷卻時穩(wěn)定性較差，承受車輛荷載作用時，將形成嚴重的轍槽，甚至斷裂。而SMA在高溫時具有比密級配瀝青混凝土更高的穩(wěn)定性，對提早開放交通的影響較小。鋼板橋面鋪裝一直是工程界難以很好解決的一個問題。由于鋼橋橋面板日夜溫差過大，夏季面板溫度很高，再加上其具有的高撓度，要求橋面鋪裝須有較好的高溫穩(wěn)定性，低溫延展性和優(yōu)異的抗疲勞性能，但目前所使用的橋面鋪裝材料多難以勝任，即使是造價不菲的環(huán)氧樹脂，也難以完全解決上述問題。而細粒式SMA，尤其是采用高達7．0％的瀝青含量及經高分子聚合物處理的改性瀝青，可較好地解決上述問題。

第44頁/共111頁第45頁/共111頁（2）干濕狀態(tài)、溫度、車速

但當路表處于潮濕狀態(tài)，特別是路表與輪胎之間形成水膜時，摩擦系數(shù)要小得多。隨著車速的提高，摩擦系數(shù)將降低。溫度對摩擦系數(shù)也有影響，一般隨著路面溫度的升高，摩擦系數(shù)相應減小。

（3）面層結合料、集料對摩擦系數(shù)的影響

抗滑性而言，以煤瀝青最好，混合瀝青次之，粘稠石油瀝青稍差，多蠟液體瀝青(渣油)最差。

不論何種結合料，其用量增加，摩擦系數(shù)均降低。

堿性石料對瀝青的吸附性好，但不耐磨耗，但經過行車作用后易磨損而變光滑。未風化的酸性巖石，大多強度高、耐磨，但與石油瀝青的粘附性較差，所以要經過堿性處理為好。有棱角、表面粗澀、形狀接近立方體的集料，其摩擦系數(shù)要比圓滑的集料大的多。此外，在集料的級配組成上，開級配的路面表面抗滑性能較好。第46頁/共111頁（二）瀝青路面抗滑標準

對瀝青類路面采用摩擦系數(shù)、石料磨光值和路表宏觀構造(即構造深度)三項指標作為抗滑標準。（三）瀝青路面的防滑措施（1）選擇適宜的瀝青標號與瀝青用量。盡可能使用優(yōu)質瀝青；在滿足耐久性的前提下盡量減少瀝青用量。（2）選擇堅硬耐磨、有棱角、表面粗糙的集料，注意集料的級配組成。（3）修筑抗滑表層。指為汽車交通提供較好抗滑能力，用抗滑表層混合料（AK）鋪筑的符合規(guī)定的宏觀粗糙度、摩擦系數(shù)要求的瀝青上面層。第47頁/共111頁抗滑表層是指為汽車交通提供較好的抗滑能力，用抗滑表層混合料(以AK表示)鋪筑，符合規(guī)定的宏觀粗糙度及摩擦系數(shù)要求的瀝青面層的上面層，也稱抗滑磨耗層。

具體作法是在瀝青混合料碾壓即將完成之前，立即鋪撒硬質礦料，并壓人混合料表面內做成防滑封面層，可提高路面的抗滑性能；

（4）也可采用多孔的瀝青混合料(孔隙率2l％～29％)鋪成透水面層，加速路面表面排水，提高輪胎與路面之間的抗滑能力；

（5）亦可以在瀝青路面上涂布粘結力強的人造樹脂，如環(huán)氧樹脂、聚氨甲酸脂等，然后鋪撒硬質粒料，待樹脂完全硬化后，即可形成一表面防滑層，但這種方法成本較高，只有在特殊路段才采用。

第48頁/共111頁瀝青材料瀝青混合料組成材料粗集料細集料填料基質瀝青改性瀝青各種粒徑的碎石（方孔篩）天然砂機制砂石屑礦粉最好都是堿性材料第49頁/共111頁瀝青材料針入度針入度指數(shù)軟化點延度蠟含量閃點溶解度密度壓碎值磨耗值表觀相對密度吸水率堅固性針片狀顆粒含量＜0.075mm顆粒含量軟盡弱顆粒含量磨光值粘附性破碎面要求粗集料細集料填料表觀密度含水量粒徑范圍外觀親水系數(shù)塑性指數(shù)加熱安定性原材料名稱技術指標執(zhí)行標準1.《公路工程集料試驗規(guī)程》JTGE42-20052.《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40-2004《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000原材料的

技術要求

（P204~P207）

表觀相對密度堅固性含泥量砂當量亞申藍值棱角性第50頁/共111頁第三部分瀝青路面材料的要求一、對原材料的要求

1.瀝青

1）石油瀝青道路石油瀝青的性能主要取決于油源氣候瀝青瀝青路面類型分區(qū)種類瀝青表面處治瀝青貫入式及上拌下貫式瀝青碎石瀝青混凝土寒區(qū)石油瀝青A—140A—180A—140A—180AH—90AH—110AH—130A—100AH—90AH—110A—100溫區(qū)石油瀝青A—100A—140A—180A—140A—180AH—90AH—110A—100AH—70AH—90A—60A—100熱區(qū)石油瀝青A—60A—100A—140A—60A—100A—140AH—50AH—70AH—90A—100A—60AH—50AH—70A—60A—100寒冷地區(qū)：年度內最低月平均氣溫（℃）低于－10°；年內月平均氣溫25℃的日數(shù)（天）少于215；溫和地區(qū)：年度內最低月平均氣溫（℃）0～－10°；年內月平均氣溫25℃的日數(shù)（天）215～270；較熱地區(qū)：年度內最低月平均氣溫（℃）高于0°；年內月平均氣溫25℃的日數(shù)（天）多于270。第51頁/共111頁2）煤瀝青酸性、潮濕的石料，以及低溫季節(jié)施工宜選用陽離子乳化瀝青；堿性石料或與摻入的水泥、石灰、粉煤灰共同使用時，宜選用陰離子乳化瀝青。不宜作瀝青面層用，一般僅作為透層瀝青使用3）乳化瀝青4）改性瀝青①熱塑性橡膠類：苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯（SIS)等②橡膠類：天然橡膠(NR)、丁苯橡膠(SBR)、氯丁橡膠(CR)、丁二烯橡膠(BR)等③樹脂類:乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚乙烯(PE}、無規(guī)聚丙烯(APP),聚氧乙烯(PVC)、聚苯乙烯(PS）等。第52頁/共111頁2.粗集料（大于2.36mm粒徑）1）瀝青路面可用的粗集料有碎石、篩選礫石、破碎礫石、礦渣等

指標高速公路、一級公路其它等級公路石料壓碎值不大于(%)2830洛杉磯磨耗損失不大于(%)3040視密度不小于(%)2.502.45吸水率不大于(%)2.03.0對瀝青的粘附性不小于4級3級堅固性不大于(%)12—細長扁平顆粒含量不大于(%)15202）粗集料基本技術要求3）粗集料應優(yōu)先選用同瀝青材料有良好粘附性的堿性碎石

4）粗集料的級配決定混合料的種類第53頁/共111頁

為了保證石料與瀝青之間有較好的粘結性能，經檢驗屬于酸性巖石的石料，用于高速公路、一級公路和城市快速路、主干路時，宜使用針入度較小的瀝青，必要時可在瀝青中摻加抗剝離劑，或用干燥的磨細消石灰或生石灰粉、水泥作為填料的一部分，其用量宜為礦料總量的1%～2%，將粗集料用石灰漿處理后使用也可以有效地提高石料與瀝青之間的粘結力。第54頁/共111頁3.細集料

1）瀝青面層的細集料可采用天然砂、機制砂及石屑；2）細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當?shù)念w粒組成；3）熱拌瀝青混合料的細集料宜采用優(yōu)質的天然砂或機制砂，在缺砂地區(qū)也可以用石屑；4）與瀝青粘結性能很差的天然砂及用花崗巖、石英巖等酸性石料破碎的機制砂或石屑不宜用于高速公路、一級公路瀝青面層。第55頁/共111頁指標高速公路、一級公路其它等級公路視密度不小于(t/m3)2.502.45含水量不大于(%)11粒度范圍<0.6mm(%)<0.15mm(%)<0.075mm(%)10090～10075～10010090～10070～100外觀無團粒結塊親水系數(shù)

<1為提高礦料粘附性，可摻入低于2％的消石灰粉、水泥或粉煤灰4.填料

采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉

第56頁/共111頁瀝青混合料的拌合拌制瀝青混合料，需解決以下問題：1.對原材料有何要求？如何對其檢測？2.怎樣配制瀝青混合料？即如何進行配合比設計？第57頁/共111頁

熱拌瀝青混合料是由礦料與粘稠瀝青在專門設備中加熱拌合而成，用保溫設備運輸至現(xiàn)場，并在熱態(tài)下進行攤鋪和壓實的混合料，簡稱“熱拌瀝青混合料”，以HMA表示，本節(jié)主要介紹熱拌瀝青混合料的組成設計。一．瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)了解瀝青路面分區(qū)指標（高溫、低溫、降雨量）和我國瀝青路面的氣候分區(qū)狀況。1．氣候分區(qū)指標采用工程所在地最近30年內最熱月份平均最高氣溫的平均值，作為反映高溫和重載條件下出現(xiàn)車轍等流動變形的氣候因子，并最為氣候分區(qū)的一級指標，劃分為3個區(qū)。采用工程所在地最近30年內的極端最低氣溫，作為反映溫度收縮產生裂縫的氣候因子，并作為氣候分區(qū)的二級指標，劃分為4個區(qū)。采用工程所在地最近30年的年降雨量的平均值，作為受雨水影響的氣候因子，并作為氣候區(qū)劃的三級指標，劃分為4個區(qū)。

第二節(jié)普通熱拌瀝青混合料的組成設計第58頁/共111頁

2．氣候分區(qū)的確定瀝青路面使用性能氣候分區(qū)由一、二、三級區(qū)劃組合而成，以綜合反映該地區(qū)的氣候特征，見表3-5。如我國上海市屬于1-3-1氣候區(qū)，即為夏炎熱冬冷潮濕區(qū)，對瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性要求較高。每級區(qū)的數(shù)值越小，表明該氣候因子對路面的影響越惡劣。表3-5瀝青路面使用性能氣候分區(qū)氣候分區(qū)指標氣候分區(qū)按照高溫指標高溫氣候區(qū)123氣候名稱夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)夏涼區(qū)七月平均最高溫度>3020～30<20按照低溫指標低溫氣候區(qū)1234氣候名稱冬嚴寒區(qū)冬寒區(qū)冬冷區(qū)冬溫區(qū)極端最低氣溫<-37-37～21.5-21.5～-9>-9按照雨量指標雨量氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱潮濕區(qū)濕潤區(qū)半干區(qū)干旱區(qū)年降雨量(mm)>10001000～500500～250<250第59頁/共111頁二、瀝青混合料組成材料的技術要求瀝青混合料的技術性質決定于組成材料的質量品質、用量比例及瀝青混合料的制備工藝等因素，其中組成材料的質量是首先需要關注的問題。1．瀝青選擇依據(jù)：瀝青應根據(jù)氣候條件和瀝青混合料類型、道路等級、交通性質、路面類型施工方法以及當?shù)厥褂媒涷灥?，經技術論證后確定。選擇原則：粘度較大的粘稠瀝青混合料具有較高的力學強度和穩(wěn)定性，但粘度過高，則混合料的低溫變形能力較差，路面易開裂。反之粘度較低的瀝青的混合料在低溫時變形能力較好，但在高溫時往往會產生較大的高溫變形。一般來說，可根據(jù)當?shù)貫r青路面氣候分區(qū)的溫度水平選擇瀝青。在夏季溫度高或高溫持續(xù)時間長的地區(qū)，應采用粘度高的瀝青；而在冬季寒冷地區(qū)，則宜采用稠度低、氣溫進度較小的瀝青。對于日溫較大的地區(qū)還應考慮選擇針入度指數(shù)較大、感溫性較低的瀝青。對于重載交通路段、高速公路更實行渠化交通的路段、山區(qū)及丘陵區(qū)上坡路段、服務區(qū)、停車場等行車速度慢的路段，應選用稠度大的瀝青。對于交通量小、公路等級低的路段可選用稠度略小的瀝青。第60頁/共111頁2.粗集料（1）粗料集的物理力學性質要求選擇原則：①粗料集料可采用碎石、破碎礫石、篩選礫石、礦渣等。②用于高速公路、一級公路、城市快速公路、主干路瀝青路面表層用粗集料應選用堅硬、耐磨、抗沖擊型號的碎石或破碎礫石，不得使用篩選礫石、礦渣及軟質集料，該類粗集料應符合表3-6對磨光值和粘附性的要求。③當堅硬石料來源缺乏時，允許摻加一定比例較小粒徑的普通粗集料，摻加比例根據(jù)試驗確定。在以骨架原則設計的瀝青混合料中不得摻加其他粗集料。第61頁/共111頁粗集料磨光值及其與瀝青粘附性的技術要求表3-6雨量氣候地區(qū)技術指標1（潮濕區(qū)）2(濕潤區(qū))3（半干區(qū)）4（干旱區(qū)）粗集料磨光值（psv）≥42≥40≥38≥36粗集料與瀝青的粘附性表層≮5≮5≮4≮3其它層次≮4≮4≮3－第62頁/共111頁基本要求：①應該潔凈、干燥、表面粗糙、形狀接近立方體，且無風化、不含雜質，并具有足夠的強度、耐磨耗性。粗集料的質量應符合表3-7的要求。②破碎礫石應采用粒徑大于50mm的顆粒軋制，破碎前必須清洗，含泥量不大于1%，破碎面積應符合表3-7的要求。③鋼渣作為粗集料時，僅限于三級及三級以下公路和次干公路以下的城市道路，并應經過試驗論證取得許可后使用。鋼渣破碎后應由6個月以上的存放期，除吸水率允許適當放寬外，各項指標應符合表3-7的要求。第63頁/共111頁

技術指標高速公路、一級公路、城市快速路、主干路其它等級的公路與城市道路表面層其它層次石料壓碎值（%）≤252830洛杉磯磨耗損失（%）≤283040視密度①（t/m3）≤2.602.502.45吸水率①（%）≤2.03.03.0堅固性②（%）≤1212-軟石含量（%）≤155<0.075mm顆粒含量（水洗法）（%）≤111針片狀顆粒含量（%）≤粒徑〉9.5mm1218-粒徑<9.5mm1820-破碎礫石的破碎面≥1個破碎面1009080（70）③2個破碎面908060（50）③表3-7瀝青混合料用粗集料質量要求注：①當粗集料用于高速公路、一級公路和主干路時，多孔玄武巖的是密度可放寬至2.45t/m3,吸水率可放寬至3%；但須得到主管部門的批準；②堅固性實驗根據(jù)需要進行；③括號外數(shù)據(jù)為對表層用集料的要求；括號種數(shù)據(jù)為對其它層次的要求。第64頁/共111頁（2）與瀝青的粘附性要求在高速公路、一級公路、城市快速路和主干瀝青路面中，需要使用堅硬的粗集料，當時用花崗巖、石英巖等酸性巖是軋制的粗集料時，若達不到粗集料與瀝青粘附性等級的要求，必須采取抗剝落措施。工程中常用的抗剝落方法包括使用高粘度瀝青；在瀝青中摻加抗剝落劑；用干燥的生石灰、消石灰粉或水泥作為填料的一部分，其用量已為礦料總量的1%~2%；將粗集料用石灰漿處理后使用。（3）粗集料的粒徑規(guī)格粗集料的粒徑規(guī)格應按照規(guī)范進行生產和使用。如某一檔粗集料不符合規(guī)格，但確認與其它集料組配后的合成級配符合設計級配的要求時，也可以使用。第65頁/共111頁瀝青面層用粗集料規(guī)格表3～8規(guī)格公稱粒徑(mm)通過下列篩孔（方孔篩，mm）的質量百分率（%）37.531.526.51913.29.54.752.360.6S615~3010090~100--0~15-0~5S710~3010090~100---0~150~5S815~2510095~1000~15-0~5S910~2010095~100-0~150~5S1010~1510095~1000~150~5S115~1510095~10040~700~150~5S125~1010095~1000~100~5S133~1095~10010095~10040~700~200~5S143~50~250~5第66頁/共111頁3.細集料（1）細集料的物理力學性能要求細集料①可以采用天然砂、機制砂或石屑。②應潔凈、干燥、無風化、不含雜質，并有適當?shù)募壟浞秶?，物理力學指標要求見表3-9。③與瀝青有良好的粘結能力，在高速公路、一級公路、城市快速路、主干路瀝青面層用瀝青粘結性能差的天然砂或用花崗巖、石英巖等酸性巖石破碎的人工砂及石屑時，應采取前述粗集料的抗剝離措施對細集料進行處理。在高速公路、一級公路、城市快速路、主干路瀝青路面面層及抗滑磨耗層中，所用石屑總量不宜超過天然砂或機制砂的用量。表3-9瀝青混合料用細集料質量要求注：①堅固性實驗根據(jù)需要進行（2）細集料的粒徑規(guī)格。指標高速公路、一級公路城市快速路、主干路其它公路與城市道路視密度（t/m3）2.502.45堅固性①12——砂當量（%）6050第67頁/共111頁①天然砂天然砂宜采用河砂或海砂，當使用山砂時應經過清洗。天然砂的規(guī)格應符合表3-10的規(guī)定，經篩洗法測定的砂中小于0.075mm顆粒含量不得大于3%（高速公路、一級公路、城市快速路、主干路）和5%（其它登記道路）分類通過各篩孔（mm）的質量百分率（%）細度模數(shù)Mx9.54.752.361.180.60.30.150.075粗砂10090~10065~9535~6515~295~200~50~53.7~3.1中砂10090~10075~10050~9030~598~300~50~53.0~2.3細砂10090~10085~10075~10060~8415~450~50~52.2~1.6表3-10瀝青面層用天然砂規(guī)格第68頁/共111頁②石屑石屑是通過4.75mm或2.36mm的部分，是石料加工破碎過程中表面剝落或撞下的邊角，強度一般較低，針片狀含量較高。所以在生產石屑的過程中應特別注意，避免山體覆蓋層或夾層的泥土混入石屑。石屑規(guī)格應符合表3-11的要求。不得使用泥土、細粉、細薄碎片顆粒含量高的石屑，砂當量應符合表3-9的要求。對于高速公路、一級公路、城市快速路、主干路，應將石屑加工成S14（3～5mm）和S16（0～3mm）兩檔使用，在細集料中石屑含量不宜超過總量的50%。規(guī)格公稱粒徑)通過下列篩孔（mm）的質量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075S150~510090～10060~9040～7520～657～402～200～10S160～310080～10050～8025～508～300～150～10表3-11瀝青面層用機制砂或石屑規(guī)格第69頁/共111頁

細集料的級配在瀝青混合料中的適用性，應將其與粗集料及填料配制成礦質混合料后，再判斷其是否符合礦料設計級配的要求再作決定。當一種細集料不能滿足級配要求時，可采用兩種或兩種以上的細集料摻合使用。4．填料填料最好采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉，生產礦粉的原石料中泥土雜質應清除。礦粉要求干燥、潔凈，能自由地從石粉倉中流出，其質量應符合表3-12的要求。在拌合廠采用干法除塵回收的粉塵可以代替一部分礦粉的使用，濕法除塵的應經過干燥粉碎處理，且不得含有雜質。用量不得超過填料總量的25%，塑性指數(shù)不得大于4%，其余質量要求與礦粉相同。粉煤灰燒失量應小于12%，與礦粉混合后的塑性值數(shù)應小于4%，其余質量要求與礦粉相同。粉煤灰的用量不宜超過填料總量的50%，與瀝青粘結力好，且水穩(wěn)性應滿足要求。高速公路、一級公路和城市快速路、主干路不宜采用粉煤灰做填料。為改善水穩(wěn)定性，可采用干燥的磨細生石灰粉、消石灰分或水泥作為填料，用量不宜超過礦料總量的1%～2%。第70頁/共111頁指標高速公路、一級公路、城市快速路、主干路其他公路與城市道路視密度（t/cm3）2.502.45含水量（%）1.01.0粒度范圍（%）<0.6mm100100<0.15mm90~10090~100<0.07575~10070~100外觀無團粒結塊親水系數(shù)<1.0表3-12瀝青面層用礦粉質量要求第71頁/共111頁目標配合比設計階段生產配合比設計階段生產配合比驗證階段礦料的組成設計最佳瀝青用量確定圖解法或試算法集料篩分（水洗法）馬歇爾試驗確定工程級配范圍預估計算瀝青用量瀝青與集料相對密度測定配合比設計三個階段目標配合比與生產配合比都是兩方面的設計，二者有何區(qū)別？第72頁/共111頁二、混合料組成設計1.目標配合比設計階段用工程實際使用的材料計算各種材料的用量比例配合成表11-12規(guī)定的礦料級配，進行馬歇爾試驗，確定最佳瀝青用量。以此礦料級配及瀝青用量作為目標配合比。供拌和機確定各冷料倉的供料比例、進料速度及試拌使用第73頁/共111頁第74頁/共111頁2.生產配合比設計階段從二次篩分后進入各熱料倉的材料取樣進行篩分，以確定各熱料倉的材料比例，供拌和機控制室使用。同時反復調整冷料倉進料比例以達到供料均衡，并取目標配合比設計的最佳瀝青用量、最佳瀝青用量±0.3%等三個瀝青用量進行功能性試驗（通常為馬歇爾試驗），確定生產配合比的最佳瀝青用量。

第75頁/共111頁3.生產配合比驗證階段拌和機采用生產配合比進行試拌、鋪筑試驗段，并用拌和的瀝青混合料及路上鉆取的芯樣進行馬歇爾試驗檢驗，由此確定生產用的標準配合比。

第76頁/共111頁

配合比設計過程：分為三個階段：目標配合比設計階段、生產配合比設計階段和生產配合比驗證（即試驗路試鋪階段），后兩個階段是目標配合比的基礎上進行的，需借助施工單位的拌和設備、攤鋪和碾壓設備完成。設計目的和任務：確定瀝青混合料中組成材料品種、礦質集料級配和瀝青用量。本節(jié)主要介紹瀝青混合料的目標配合比設計過程，其設計流程圖見圖3-21。第77頁/共111頁圖3-21瀝青混合料配合比設計流程圖不合格合格不合格合格計算VV、VMA、VFA等體積指標與馬歇爾設計標準比較綜合分析確定1組設計級配及最佳瀝青用量按規(guī)定進行車轍試驗、浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗、低溫彎曲試驗、礦渣膨脹試驗等，檢驗配合比設計是否合理完成配合比設計，提交材料品種、配比、礦料級配、最佳瀝青用量確定混合料及設計級配范圍材料選擇、取樣材料試驗其他材料，外摻劑等粗集料、細集料、礦粉瀝青結合料在設計級配范圍內優(yōu)選礦料級配確定試驗溫度對優(yōu)選的設計級配，初選5組瀝青用量，拌和混合料，分別制作馬歇爾試件測定試件毛體積相對密度，進行馬歇爾試驗真空法測定理論最大相對密度第78頁/共111頁礦料通過皮帶輸入拌和樓干燥筒加熱振動篩二次篩分熱料提升到拌和樓熱料倉根據(jù)目標配合比的OAC、OAC±0.3%三組瀝青用量根據(jù)熱料比例確定生產配合比最佳瀝青用量OAC圖解法確定熱料比例生產配合比目標配合比圖解法確定冷料比例確定目標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組馬歇爾試件通過調整控制室皮帶轉速達到設計比例青用量確定提供標準為生產配合比最佳瀝熱料比例與最佳瀝青用量輸入控制室計算機生產瀝青混合料熱料篩分取分級目標配合比與生產配合比設計關系圖成型3組馬歇爾試件第79頁/共111頁1．礦質混合料的組成設計（1）瀝青混合料類型和礦料級配得確定根據(jù)道路等級、路面結構層位等按照表3-13選擇使用的瀝青混合料類型，并按照表3-14確定相應的礦質混合料級配范圍，也可以根據(jù)試驗路研究成果選擇其他類型的瀝青混合料類型及相應的級配范圍，經技術經濟認證后確定。（2）礦質混合料配合比計算①組成材料的原始數(shù)據(jù)測定按照規(guī)定方法對實際工程使用的材料進行取樣，測試粗集料、細集料及礦粉的密度，并進行篩分試驗，確定各種規(guī)格集料的級配組成。②確定各檔集料的用量比例根據(jù)各檔集料的篩分結果，采用計算法或圖解法，確定的各檔集料的用量比例，計算礦質混合料的合成級配。礦質混合料的合成級配曲線要求：①必須符合設計級配范圍的要求，不得有過多的犬牙交錯。當經過反復調整仍有兩個以上的篩孔超出設計級配范圍時，必須對原材料進行調整或更換原材料重新設計。②合成級配曲線宜盡量接近設計級配中值，尤其應使0.075mm、2.36mm、4.75mm等篩孔的通過量盡量接近設計級配范圍的中限。對于交通量大、軸栽重的道路，合成級配可以考慮偏向級配范圍的下限，而對于中、輕交通量或人行道路等，合成級配宜于偏向級配范圍上限。第80頁/共111頁（一）確定工程級配范圍（合成級配）目標配合比設計根據(jù)設計類型查施工技術規(guī)范，確定C或F型類型及級配范圍，并計算級級配中值。69.5131824.53448708495規(guī)范中值4579132034607690規(guī)范下限81418263648628092100規(guī)范上限0.0750.150.30.61.182.364.759.513.216.0篩孔尺寸AC-16F瀝青混凝土合成級配要求一、礦料組成設計第81頁/共111頁目標配合比設計1．此處取樣的集料為冷料，可以從料場直接取樣。3．料場取樣盡量要有代表性、均勻性。4．其他指標也需檢測，只是配合比設計時不使用。2．礦粉直接從包裝袋中取樣。一、礦料組成設計（二）取樣各種集料（冷料）篩分（水洗法）第82頁/共111頁目標配合比設計一、礦料組成設計（1）試驗時取樣方法采用四分法。四分法取樣立面圖平面圖（二）取樣各種集料篩分（水洗法）4．篩分試驗（4）采用通過百分率進行下一步計算。（2）水泥混凝土用集料可采用干篩法試驗。（3）瀝青混合料及基層用集料用水洗法試驗。第83頁/共111頁目標配合比設計（三）用圖解法或試驗算法確定各種礦料的組成比例1．繪制矩形圖框。2．連接對角線，表示設計級配中值（即平均值）。3．采用數(shù)學坐標繪制縱坐標，表示集料通過百分率（%）。4．用以下方法繪制橫坐標，表示篩孔尺寸（mm）：（1）先計算每個篩孔的設計級配中值（通過率）；（2）在縱坐標上根據(jù)每個篩孔的設計級配中值，平行作直線與對角線相交；（3）根據(jù)交點作垂線，與橫坐標的交點即為每個篩孔的位置。5．在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線。6．按照各集料曲線重疊、相接、相離三種情況確定各集料的用量比例。7．根據(jù)確定的集料比例計算礦料的合成級配，判斷其是否在工程級配范圍內，否則需進行比例調整，重新計算直到滿足標準為止。一、礦料組成設計第84頁/共111頁

目標配合比設計步驟第85頁/共111頁（4）礦料配合比設計

需要用兩種或兩種以上具有不同級配的原材料摻配后才能得到既定級配要求的礦質集料。對高速公路及一級公路，宜在工程設計級配范圍內計算1~3組粗細不同的配合比，繪制設計級配曲線，分別位于工程設計級配范圍的上方、中值和下方。。第86頁/共111頁2．瀝青混合料馬歇爾試驗目的是確定最佳瀝青用量OAC。通常采用馬歇爾試驗確定瀝青混合料中的最佳瀝青用量，基本過程：（1）制備試樣①按確定的礦質混合料配合比，計算各種規(guī)格集料的用量。②根據(jù)經驗估計一個適宜的瀝青用量（或油石比）。以估計的瀝青用量為中值，按0.5%間隔變化，取五個不同的瀝青用量，拌制瀝青混合料，并按表3-17規(guī)定的擊實次數(shù)成型馬歇爾試件。（2）測定試件的物理力學指標測定瀝青混合料試件的密度，并計算試件的空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率，粗集料間隙率等體積參數(shù)。在馬歇爾試驗儀上，測定試件的馬歇爾穩(wěn)定度和流值。第87頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（一）測定瀝青與集料的相對密度1．測定瀝青的相對密度（γb）非經注明，測定瀝青密度的標準水溫為15℃。瀝青與水的相對密度是指25℃相同溫度下的密度之比。可以測定15℃密度，換算得相對密度（25℃/25℃）二者換算關系為：瀝青與水的相對密度（25℃/25℃）＝瀝青的密度（15℃）×0.996《公路工程集料試驗規(guī)程》JTGE42-20052．測定集料毛體積相對密度（γ

）與表觀相對密度（γ′

）（網籃法）《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準測定標準第88頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（二）預估計算瀝青用量1．計算礦料的合成毛體積密度（γsb

）2．計算礦料的合成表觀相對密度（γsa

）100γsb=P2γ2++P1γ1……Pnγn100γsa=P2

γ2′++P1

γ1′……Pn

γn′P1、P2…Pn－各種礦料的比例,其和為100γ1、γ2

…γn－各種礦料相應的毛體積相對密度γ1′、γ2′…γn′－各種礦料相應的表觀相對密度第89頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（二）預估計算瀝青用量3．預估瀝青混合料適宜的油石比（Pa）或含油量（Pb

）PaPb=Pa+100Pa1Pa=γsb×γsb1Pa1—已建類似工程標準油石比,%γsb—礦料合成毛體積相對密度γsb1—礦料合成毛體積相對密度第90頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗1．按照確定的礦料比例配料，根據(jù)預估的油石比為中值，以0.5%的間隔成型5組馬歇爾試件。（1）按確定的礦料比例，計算本次成型試件所需礦料的數(shù)量。（3）試模、套筒及擊實座等應置于100℃烘箱中加熱1h。（4）拌合時先加入粗細集料到拌合機，再加入熱瀝青（瀝青采用減量法稱量），拌和1~1.5min，再加入加熱后的礦粉，繼續(xù)

拌和，標準拌合時間共3min。（5）成型馬歇爾試件時試模上下要墊濾紙，試件周邊插搗15次，中間插搗10次，應先成型1個試件進行高度校核，校核公式如下：要求試件高度調整后的混合料質量=所得試件高度×原用混合料質量（6）根據(jù)調整后的混合料質量進行稱量，成型所有試件。（2）烘料時，粗細可混合加熱，礦粉單獨加熱。《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準第91頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗2．冷卻、脫模（1）冷卻方法有三種試件橫置室溫冷卻：12h以上電風扇吹：1h以上浸水冷卻：3min以上最好，但時間太長。較好，但冷卻效果不好，時間一般需延長。工程上常采用室溫下用電風扇吹12h以上冷卻（2）脫模3．高度測量測量工具：游標卡尺測量方法：四個方向測量，取平均值。合格判斷：標準試件63.5±1.3mm；超出此范圍作廢?！豆饭こ虨r青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準局限性大，只能用于測定穩(wěn)定度和流值。第92頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗4．馬歇爾試件密度測定（1）通常采用表干法測定毛體積相對密度（2）對于吸水率大于2%的試件，宜改用蠟封法測定毛體積相對密度。maγf=mw+mfSa=mw－mfma－mf×100《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準第93頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗5．馬歇爾穩(wěn)定度、流值測定《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準標準馬歇爾試件養(yǎng)護溫度為60℃養(yǎng)護時間為30~40min第94頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標計算（1）確定礦料的有效相對密度（γse

）《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40-2004

計算標準γse－礦料的有效相對密度,無量綱Pb－試驗采用的瀝青含量,%γt－試驗瀝青含量條件下實測的混合料的最大理論相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱

C－合成礦料的瀝青吸收系數(shù)

wx－合成礦料的吸水率,%γsb－礦料的合成毛體積相對密度,無量綱γsa－礦料的合成表觀相對密度,無量綱第95頁/共111頁二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標計算（2）確定瀝青混合料的最大理論相對密度（γti

）100γti=Paiγb+100γse