沥青混合料及其力学性能分析 摘要：目前我国高等级公路主要采用沥青路面结构形式，沥青混合料性能的好 坏直接影响到公路的服务功能和使用年限。现代重载交通要求沥青混合料具有优 良的高温稳定性和其它性能；为提高沥青混合料的性能、实现混合料性能的优化，近年来先后出现了大量的新材料和新理论。本文首先对沥青混合料的级配构成原 理进行了分析，其次对其力学性能做出了分析。 关键词：沥青混合料力学性能级配构成 1引言 随着生产力的发展，现代道路工程的特点反映出愈来愈鲜明的功能化。为了 满足日趋复杂、高效的现代化生产过程和日益上涨的生活水平所提出的各种功能 要求，道路工程的使命愈来愈艰难。从这个意义上看，现代道路工程面临着一场 革命作为道路工程中广泛使用的一种复合材料，沥青混合料是由沥青、矿粉、集料、等多种具有不同力学特性、不同几何形状尺寸的材料所构成的具有多相结构 的非各向同性材料。本文主要对沥青混合料及其力学性能进行了研究，希望能够 为沥青混合料的技术发展提供帮助。 2新型沥青混合料的级配构成原理分析 2.1沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA） 沥青玛蹄脂碎石（简称SMA）是一种由沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青 玛蹄脂混合料填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。其4.75mm以 上的集料含量在70%-80%左右，同时小于0.075mm的填料含量通常达到10%，而0.6-4.75mm的颗粒通常仅有10%左右，而AC-I型混合料的0.6-4.75mm的颗粒通 常达30%。因此SMA混合料是典型的由填料填充在粗集料形成的骨架空隙中形成的骨架密实结构。 2.2多碎石沥青混凝土（SAC） 多碎石沥青混凝土（SAC；）是由我国沙庆林院士于1988年提出的一种沥青 混凝土结构形式。其定义为；4.75mm以上的碎石含量占主要部分的密实级配沥 青混凝土。 SAC是在总结我国传统的工型和II型沥青混凝土的有缺点的基础上提出的。 我国传统的工型沥青混凝土空隙率为设计3-6%，因此耐久性好、透水性小，但表面构造深度较小；同时由于细集料试用较多，粗集料悬浮于沥青和细集料所组成 的密实体系中，因此混合料的稳定性随温度的增加下降明显，从而易出现车辙等 病害。 2.3大粒径沥青混凝土（LSAM） 根据以有的研究成果，LSAM的的典型特点是颗粒尺寸大、粗集料含量高、粗集料接触程度高和主骨架稳定性高。LSAM中粗集料的排列特征和级配对混合料 的体积特征有着较大的影响，甚至起着决定性的作用，也即粗集料间必须充分形 成石一石接触的骨架特征。对于LSAM的骨架特征有两个重要指标；骨架稳定度 和骨架接触度。 2.4SuperPAVE沥青混合料 SuperPAVE推荐的级配采用了0.45次方级配图，此级配图是以Fuller最大密 实度理论（n=0.45）为基础，即此图的对角线即为最大密实度线，级配曲线越靠 近对角线，混合料的密实度越大。为便于级配的选择和创新，SuperPAVE摒弃了 传统的对各个筛孔的通过率都严格控制的方法，而改为仅对关键筛孔（如公称最
浅谈高性能沥青路面 徐鹏华 1前言 由于交通量的剧增，轮胎气压和轴载的增加，许多完全满足现行规范的沥青路面却达不到设计的寿命，主要表现为车辙、剥落、低温开裂等病害，即现行的规范无法控制沥青路面的某些早期损坏。从1987年开始，美国公路战略研究计划(SHRP)进行了一项为期5年、耗资5000万元的沥青课题研究，占整个SHRP经费的三分之一，旨在制定一套新的沥青和沥青混合料规范、试验和设计方法。这就是高性能沥青路面(Superpave)。 Superpave技术不仅对沥青工业界产生巨大影响，也引起了世界各国的普遍关注，很多国家均在进行相关的对比试验和验证。我国从1997年引入Superpave，近年来各省市科研单位都在研究探索中，也有不少省份已将Superpave应用于高速公路建设中。 西安—户县高速公路上面层是陕西省第一条高性能沥青路面，是施工单位—中铁十二局路面公司同长安大学课题组合作完成的。现就Superpave的主要研究方法和在西户高速公路上的设计施工情况作一介绍。 2级配要求 Superpave混合料体积设计的级配选择是通过设置控制点和限制区来进行的。设置控制点是要求集料级配必须通过其间的范围,控制点分别设于公称最大尺寸，中等尺寸(2.36mm)和最小尺寸(0.075mm)处，而限制区则为不允许级配线通过的区域,它沿最大密实度曲线(0.45次方级配线)存在于中等尺寸(2.36mm)和0.3mm尺寸之间。由于限制区具有驼峰特征，故通过限制区的级配称为“驼峰级配”。设置限制区的目的有两个，一是为了限制砂的用量；二是为了使矿料具有足够的矿料间隙率（VMA）。在多数情况下，驼峰级配表示为含砂过多的混合料或相对于总砂量来说细砂太多的混合料，这种级配的混合料在施工期间经常存在压实问题，并表现为在使用期抗永久变形能力不足，而且级配通过限制区容易造成VMA过小，这种级配对沥青含量极为敏感，因此，应使集料设计级配位于控制点之间并避开限制区以满足Superpave的要求。图1示出了Sup—19矿料的控制点和限制区。
苏高技（2003）18号 高性能沥青路面(Superpave-19)中面层施工指导意见 (SBS改性沥青) 一、概述 高性能沥青路面（Superpave），采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（Superpave-19）中面层施工指导意见(SBS改性沥青)》，以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层厚度6-7cm，采用石灰岩集料，Superpave19结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制，目标配合比设计统一委托省交通科研院设计，并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，在室内拌制沥青混合料，用旋转压实机成型混合料试件，计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定，从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要
高性能沥青路面（道路石油沥青Superpave-25） 下面层施工指导 Superpave沥青混合料采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（道路石油沥青Superpave25）下面层施工指导意见（修订版》，以指导高速公路沥青路面下面层施工。 沥青路面下面层采用Superpave25结构时其厚度不小于8cm。其沥青混合料级配应满足表一和表二，技术指标应满足表三和表四。 Superpave25设计集料级配限制区界限表一 Superpave25设计集料级配控制点界限表二 Superpave25技术指标表表三 *注：当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.8～1.6。
Superpave25混合料马歇尔技术指标表表四 一、材料要求 1、沥青沥青面层采用优质道路石油沥青，标号70号，技术要求见表五。 沥青性能整套检验由省高指委托有关试验单位进行，各施工单位和驻地监理组工地试验室、市高指中心试验室按xx高技（XX）203号《关于进一步明确高速公路沥青路面原材料检测项目和检测频率的通知》规定对到场沥青进行检测，并留样备检。 2、粗集料应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，粒径大于2.36mm。下面层采用石灰岩等碱性石料，应选用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制细长扁平颗粒含量，以确保粗集料的质量。集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船，对进场粗集料按xx高技（XX）203号文规定进行检验。粗集料技术要求见表六。 3、细集料采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂，石质为石灰岩，不能采用山场的下脚料。对进场细集料，按xx高技（XX）203号文规定进行检查。细集料规格见表七。 4、填料宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁，矿粉质量技术要求见表八，进场填料按xx高技（XX）203号文规定进行检验。拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料，以确保沥青面层的质量。 道路石油沥青技术要求表五
部分道路使用沥青简介
部分道路用沥青简介 1．SBS改性沥青： SBS改性沥青具有优异的高、低温性能，有无可比拟的弹性恢复，现已得到广大公路工作者的认可；山东从1998年开始引入SBS生产，可进行移动式现场改性，也可以工厂化改性，而且已有很好改性沥青稳定技术，可根据用户不同品牌的基质沥青进行改性，按照用户指定的沥青品牌进行实验后做出适合指定沥青并且符合国家标准的改性配方，可以消除业主对基质沥青质量的担忧；SBS改性能够降低基质沥青的针入度，增加沥青延度，增高沥青的软化点指标，使沥青的各项指标更有利用高等级公路的使用，一般应用于表面层的较多。 以70#基质沥青为例，改性后与改性前的部分参数对比如下：
设备投资： 改性沥青移动设备投资一套20吨/小时的在100-240万之间；而固定工厂化生产连生产设备和储存罐及原料罐估计要530万左右。固定式设备的好处利用原料储存罐还可以做其他项目，而且一套生产设备可以同时俱应6-8个标段同时用沥青，而且一次性安装，长期不动，移动式设备一套设备只能供一个拌合站使，而且往复安装；建议固定式生产SBS改性沥青。 2．MAC改性沥青 MAC改性沥青是美国海瑞集团八十年代的技术是一种多级化学改性沥青，已纳入美国印第安那州交通部和美国试验与材料协会ASTM的技术规范；MAC改性沥青呈凝胶状，改性剂掺入沥青中发生一系列化学反应，使沥青分子在沥青定向形成格架式网络状凝胶结构，其结构和性能与“果子冻”的原理相似，其品质稳定，不会产生离析，MAC沥青是一
种高粘度的改性沥青，其较高的高温粘度是其他改性沥青无法比拟的，这使沥青混合料处于热状态下，仍然能给集料以较厚的沥青膜，而且不析漏，从而提高沥青路面的耐久性和高温稳定性，具有较强抗老化性，用它铺筑的路面有良好的耐久性和较高的抗车辙能力，延长公路的使用寿命，改性成本低；在SMA技术不用使用纤维稳定剂，也不析漏，在保证SMA使用性能的条件下成本降10%-20%；可应用于沥青混凝土中面层或表面层中提高沥青的路用性能，现在在山东已经大规模使用，98年至现在山东高速公路新建和路网改造共用90万吨左右。 MAC改性沥青主要是一种化学改性沥青，软化点能达到90℃以上，有的甚至110℃左右；运动粘度也有很大的提高，使沥青混凝土的抗车辙能力大大增强。 设备投资： 若利用MAC改性剂生产MAC改性沥青，投资40万左右再利用原有的沥青储存设备即可生产；利用原材料生产MAC改性沥青则需要投200万左右生产，环保部门不一定能通过，同样要利用原有的沥青储存设备；建议使用MAC 改性剂生产改性沥青。 3、岩沥青改性沥青： 岩沥青改性沥青也是一种新型改性沥青材料，具有成本低，抗车辙能力强等特点；生产设备简单；唯一不足之
SMA与Sup沥青混合料性能指标对比
性好，综合性能有明显改善的沥青面层混合料。同时，由于沥青马蹄脂的粘结作用，使低温变形能力和水稳定性有较大改善。SMA的空隙率很小（3%～4%）几乎不透水，混合料受水的影响很小。由于粗集料比例占70%以上，路面压实后表面形成较大孔隙，构造深度大，使抗滑性能提高。Superpave沥青混合料较传统的密实悬浮类混合料的抗车辙性能有了明显的改善，这一设计方法的最大亮点即为引用了混合料的体积性质作为设计的关键标准，同时旋转压实的成型工艺也较传统的马歇尔击实成型的方法更能模拟实际路面车轮的搓揉作用。 组成成分（1）粗集料：SMA混合料依靠 粗集料的石石接触和紧密嵌挤 而形成骨架结构（SMA-13和 SMA-16为大于的集料，SMA-10 为大于的集料）。粗集料是SMA 质量控制的关键，必须使用石 质坚硬、表面粗糙、形状接近 立方体的优质破碎石料。粗集 料针片状颗粒含量是个重要指 标，要求不大于15%，石料压碎 值要求不大于25%。 （2）细集料：SMA中小于的细 集料比例较少，通常仅为10%～ 15%。细集料应采用机制砂或轧 制的石屑，质量要求坚硬、洁 净、无风化、无杂质。 （1）粗集料：粗集料应采用 石质坚硬、清洁、不含风化颗 粒、近似立方体颗粒的碎石， 粒径应满足规范要求，应采用 反击式破碎机轧制的碎石，具 有 2 个破碎面颗粒的含量不 少于75%。 （2）细集料：采用坚硬、洁 净、干燥、无风化、无杂质并 有适当颗粒级配的人工轧制 的玄武岩、辉绿岩或石灰岩细 集料。其级配规格应符合规范 要求，天然砂的含量不宜大于 集料总量的15%。 （3）矿粉：沥青混合料的矿 粉必须采用石灰岩或岩浆岩 中的强基性岩石等憎水性石 料经磨细得到的矿粉，原石料 中的泥土杂质应除净。矿粉应 干燥、洁净，能自由地从矿粉 仓流出。不得将拌和机回收的 粉尘作为矿粉使用。 （4）沥青：采用SBS 改性沥 青，应符合PG70-22 标准。建 议采用优质进口沥青，60℃动 力粘度≥180。
10.2 沥青路面材料的力学特性与温度稳定性——这三个你仔细看一下吧 10.2.1 沥青混合料的强度特性 表征沥青混合料力学强度的参数是：抗压强度、抗剪强度和抗拉（包括抗弯拉）强度。一般沥青混合料均具有较高的抗压强度，而抗剪和抗拉强度则较低。因此，沥青路面的损坏，往往是由拉裂或滑移开始而逐渐扩展。 1、抗剪强度(shearing strength) 沥青混合料的剪切破坏可按摩尔一库仑原理进行分析。材料在外力作用下如不产生剪切破坏，则应具备下列条件： τmax< σ tg φ+c （2-4） 式中：τmax — 在外荷载作用下，某一点所产生最大的剪应力； σ — 在外荷载作用下，在同一剪切面上的正应力； c — 材料的粘结力； φ — 材料的内摩阻角； 在沥青路面的最不利位置取一单元体，设其三个方向的主应力为σ1、σ2和σ3，且σ1>σ2>σ3。由于单元体中最不利的剪切条件取决于σ1和σ3，故仅根据σ1和σ3分析单元体的应力状况。图2-17为单元体应力状况的摩尔圆。 图2-17 应力状况摩尔圆图 图2-18 三轴剪切实验装置 1-压力环；2-活塞；3-出水口；4-保温罩；5-进水口；6-接压力盒；7-试件；8-接水银压力计 从图2-17可得： ()φσστcos 2131-= （2-5） ()φφφσσσ2231sin cos 21tg c -+= （2-6）
将式(2-5)、(2-6)代人式(2-4)得： ()()[]c ≤+--φσσσσφsin cos 213131 （2-7a ） ()c tg ≤--φτσφτmax max cos (2-7b) 式(2-7a)或(2-7b)为沥青路面材料强度的判别式。 式左端称为活动剪应力，当活动剪应力等于粘结力c 时，材料处于极限平衡，若大于粘结力c ，材料出现塑性变形。 根据式(2-7a)或(2-7b)可求得沥青路面材料应具有的c 和Φ值。 c 和Φ值可通过三轴剪切试验取得。三轴剪切试验的装置如图2-18所示。 三轴剪切试验所用试件的直径应大于矿料最大粒径的4倍，试件的高与直径之比应大于 2。矿料最大粒径小于25cm 时，试件直径为10cm ，高为20m 。试验时，将一组试件分别在不同侧压力下以一定加荷速度施加垂直压力，直至试件破坏。此时测得的最大垂直压力，即为沥青混合料的最大主应力σ1 ,侧压力即为最小主应力σ3(σ1=σ3)。根据各试件的侧压力和最大垂直压力给出相应的摩尔圆，这些圆的公切线称为摩尔包线，切线与τ轴相交的截距即为粘结力，切线的斜率即为内摩阻角Φ（见图2-19)。 由于温度对沥青混合料的抗剪强度有很大的影响，故试件应在高温条件(65℃或50℃)下进行测试。 粘结力c 和内摩阻角Φ值，也可根据无侧限抗压和轴向拉伸试验取得的抗压强度和抗拉强度来计算： 抗压强度 ??? ??+=242φπctg R （2-8） 抗拉强度 ??? ??+= 242φπtg c r （2-9） 从式（2-8）或（2-9）可得： ??? ??+-=r R r R －1sin φ （2-10） Rr c 5.0= （2-11）
高性能沥青路面（Superpave-20）中面层施工指导 意见(AH-70沥青) 苏高技（2003）20号 一、概述 高性能沥青路面（Superpave），采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（Superpave20）中面层施工指导意见（AH-70沥青）》，以指导我省高速公路沥青路面中面层施工。 沥青路面中面层厚度6cm，采用石灰岩集料，Superpave20结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制，目标配合比设计统一委托省交通科研院设计，并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，在室内拌制沥青混合料，用旋转压实机成型混合料试件，计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定，从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要求，不满足要求应重新调整热料仓比例，进行级配设计。同时按生产
第七章沥青混合料的组成设计 沥青混合料从颗粒均匀预涂沥青的沥青涂层碎石(coated stone)到沥青玛碲脂(mastic asphalt)其成分变化无穷。然而，沥青混合料大体上可以分为沥青混凝土(asphalt)和沥青碎石(macadam)两大类。 沥青混凝土与碎石的主要区别如下： ●沥青混凝土的集料级配一般由颗粒大致均匀的粗集料加上大量的细集料和很 少量的中等大小的集料组成。 ●沥青混凝土的强度与砂／填料／沥青成份的劲度即沥青砂浆有关；为了砂浆 要有足够的劲度，制造沥青混凝土时要用比较硬的沥青和含量高的填料；至于沥青碎石的强度，主要是依靠摩擦和集料颗粒间的机械互锁力，因此可以用较软等级的沥青。 ●由于沥青混凝土含的填料比例很大，也即是集料有大幅的表面积要用沥青裹 覆，因而沥青用量较高；而沥青碎石含细小的集料少，因此用以裹覆集料的沥青少量也够了；沥青碎石内的沥青主要功能是在压实时作为润滑剂和在使用过程中粘结着集料颗粒。 ●沥青混凝土的空隙率低，基本上不透水并且用予繁重交通的道路上非常耐久 ；沥青碎石的空隙率相对较高而具透水性，并不如前者耐久。从沥青涂层碎石到沥青玛蹄脂各种沥青合料中，使用的沥青等级愈来愈硬，沥青、矿料和砂的含量增加，粗集料含量减少。 图7-1 各种沥青混合料的典型级配曲线
§7．1道路沥青混合料的种类与性质 7．1．1沥青混凝土 用不同粒径的碎石、天然砂、矿粉和沥青按一定比例以及最佳密实级配原则设计、在拌和机中热拌所得的混合料称沥青混凝土混合料。这种混合料的矿料部分应有严格的级配要求。它们经过压实后所得的材料具有规定的强度和孔隙率时称作沥青混凝土。沥青混凝土的强度和密实度是一般沥青混合料中最大的，但它们在常温或高温下都具有一定的塑性。沥青混凝土的高密实度使得它水稳性好，因此有较强的抗自然侵蚀能力，故寿命长、耐久性好，适合作为现代高速公路的柔性面层。从国外以及国内的工程实践来看，以沥青混凝土作为高等级公路或城市道路的路面材料已经相当普遍。 由于沥青混凝土的胶结料主要为沥青，沥青是一种对温度十分敏感的材料，这就导致了沥青混凝土的性质（主要为力学性能）受温度的影响十分突出（这也是沥青混合料最大的特点），如它们的劈裂强度随温度的变化可从零下温度的几兆帕到高温的零点几兆帕而不同。 沥青混凝土的分类从广义来说，可包括沥青玛碲脂(MA)、热压式沥青混凝土(HRA)、传统的密级配沥青混凝土(HMA)、多空隙沥青混凝土(PA)、沥青玛碲脂碎石(SMA)以及其它新型的沥青混凝土。 传统沥青混凝土、SMA和多空隙沥青混凝土典型级配曲线的比较见下图： 图7－2 三种典型混凝土级配比较 上图中，曲线1为传统沥青混凝土，孔隙率3％；曲线2为SMA，孔隙率3％；曲线3为多孔沥青混凝土、孔隙率20％。就孔隙率而言，当马歇尔设计孔隙率小于4％（或路面实际孔隙率小于8％）时，它已形成较为密实的结构，水不易进入沥青混凝土，整个结构的耐久性较好；或者路面实际孔隙率大于15％时，
2011年第8期（总第210期） 黑龙江交通科技 HEILONGJIANG JIAOTONG KEJI No．8，2011（Sum No．210） 浅析沥青混合料的技术性能和标准 攸立准 （衡水公路工程总公司） 摘 要：在工程实践中，会出现各项性能要求之间的矛盾情况，有时会顾此失彼，因此在设计和施工过程中要因地制宜，抓住主要矛盾，深入细致地对各项性能指标的影响因素按照工艺施工阶段进行质量控制。下面简要对沥青混合料的技术性质和标准进行阐述。关键词：沥青混合料；技术性质；标准；要求中图分类号：U416.217 文献标识码：C 文章编号：1008－3383（2011）08－0069－01 收稿日期：2011－04－28 1高温稳定性 1.1车辙的形成机理及影响因素 （1）失稳型车辙 这类车辙是由于沥青路面结构层在车轮荷载作用下，内部材料流动，产生横向位移而发生，通称集中在轮迹处。 （2）结构型车辙 这类车辙是由于路面结构在交通荷载作用下产生整体 永久变形而形成， 主要是由于路基变形传递到面层而产生。（3）磨耗型车辙 由于沥青路面结构顶层的材料在车轮磨耗和自然环境匀 速下持续不断的损失而形成。分析以上原因， 影响沥青路面车辙的因素主要有集料、结合料、混合料类型、荷载、环境等。此 外，压实方法会直接影响混合料的内部结构，从而产生车辙。1.2混合料稳定性的评价方法 影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的尺寸、形状等。提高路面的高温稳定性，可采用提高沥青混合料的粘结力和内摩擦阻力的方法，增加粗骨料含量可以提高沥青混合料的内摩阻力。适当提高沥青材料的粘度，控制沥青与矿料比值，严格控制 沥青用量，均能改善沥青混合料的粘结力。这样可以增强沥 青混合料的高温稳定性。 1.3沥青路面车辙的防治措施 对于失稳型车辙，可以通过以下方法减缓：确保沥青混合料中含有较高的经过破碎的集料；集料中要含有足够的矿粉；大尺寸集料要具有较好的表面纹理和粗糙度；集料级配中要含有足够的粗颗粒；沥青结合料要有足够的粘度；集料颗粒表面的沥青膜要具有足够厚度，确保沥青与集料间的粘聚力。 对于结构型车辙通过以下方法可以减缓：确保基层设计满足工程实践要求；基层材料满足规范要求，含有较多经破碎的颗粒；混合料内含有足够的矿粉；基底应充分的压实，工后不产生附加压密；路基压实后应满足规范要求；磨耗型车辙可通过交通管制、改善混合料级配来防治。2低温抗裂性 沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用。因此，要求沥青混合料具有一定的低温抗裂性。 沥青混合料的低温裂缝是由混合料的低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的。混合料的低温脆化是指其在低温条 件下， 变形能力降低；低温缩裂通常是由于材料本身的抗拉强度不足而造成的；对于温度疲劳，因温度循环而引起疲劳破坏。 沥青路面低温开裂受多种因素制约，就沥青材料选择和 沥青混合料设计而言，应注意以下几点：注意沥青的油源，在 严寒地区采用针入度较大， 粘度较低的沥青，但同时也应满足夏季的要求；选用温度敏感性小的沥青有利于减少沥青路面的温度裂缝；采用吸水率低的集料，粗集料的吸水率应小于2%；采用100%轧制碎石集料拌制沥青混合料；控制沥青用量在马歇尔最佳用量0．5%范围内对裂缝影响小，但同时也应保证高温稳定性；采用应力松弛性能好的聚合物改性沥 青；掺加纤维， 使用改性沥青。3耐久性 3.1沥青路面的水稳定性 经常会看到，路面在水损害后会出现松散、剥离、坑洞等病害，严重影响路面的使用。沥青路面的耐久性主要依靠沥青与集料之间的粘附程度，水和矿料的作用破坏了沥青与集料之间的粘附性，是影响沥青路面耐久性的主要因素之一。而影响沥青与集料间粘结力的因素包括沥青与集料表面的界面张力、沥青与集料的化学组成、沥青粘性、集料的表面构造、集料的空隙率、集料的清洁度及集料的含水量、集料与沥青拌和的温度。 3.2沥青路面的耐老化性 另一个影响沥青混合料耐久性的是热老化。沥青材料在拌和、摊铺、碾压过程中以及沥青路面的使用过程中都存在老化问题。老化过程可分为施工中的短期老化和道路使用中的长期老化。 （1）沥青短期老化 沥青短期老化可分为三个阶段。 ①运输和储存过程的老化。沥青从炼油厂到拌和厂的热态运输一般在170?左右，进入储油罐，温度有所降低。 调查资料表明，这一过程中沥青老化非常小 。②拌和过程的热老化。加热拌和过程中，沥青是在薄膜 状态下受到加热，比运输过程中的老化条件严酷的多。沥青混合料拌和后，沥青针入度降低到拌和前沥青针入度的 80% 85%。因此，拌和过程引起的沥青老化是严重的，是沥青短期老化的最主要阶段。 ③施工期的老化。沥青混合料运到施工现场摊铺、碾压完毕，降温至自然温度，这一过程中裹覆石料的沥青薄膜仍处于高温状态。沥青混合料在摊铺、碾压和降温期间，沥青热老化进一步发展。 （2）长期老化 混合料中的沥青长期老化是一个漫长而复杂的过程，具有如下特点。 ①沥青路面在使用早期针入度急剧变小，随后变化缓慢，大体发生在 1 4年之间。②沥青老化主要发生在路表与大气接触部分，在深度0．5cm 左右的沥青针入度降低幅度相当大。 ③沥青混合料的空隙率是影响沥青老化的主要原因。④当路面中的针入度减小到35 50之间时，路面容易产生开裂，针入度小于25时路面容易产生龟裂。4抗滑性 用于高等级公路沥青路面的沥青混合料，其表面应具有一定的抗滑性，才能保证汽车高速行驶的安全性。 沥青混合料路面的抗滑性与矿质集料为表面性质、混合料的级配组成以及沥青用量等因素有关。为提高路面抗滑性，配料时应特别注意矿料的耐磨光性，应选择硬质有棱角 的矿料。沥青用量对抗滑性影响也非常敏感， 沥青用量超过最佳用量的0．5%， 即可使抗滑系数明显降低。另外，含蜡量对沥青混合料行滑性有明显影响，我国 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－93）的《重交通量道路路用石油沥青技术要求》提出，含蜡量应不大于3%，在沥青来源有困难时对下面层路面可放宽至4% 5%。 · 96·
沥青及沥青混合料疲劳性能影响因素 作者：林敏 来源：《装备维修技术》2020年第07期 摘要：近年来，随着我国经济和科技的不断进步，人们对日常生活水平的质量要求越来越高。建筑作为人们日常生活和工作必不可少的一部分，人们对其质量要求也存在着定的关注。为了更好地保证沥青混合材料在使用中的抗疲劳性能，逼着对相关的沥青混合料进行了分析。分析研究发现，不同类型的沥青混合料疲劳寿命是与其应力之间有一定的联系。应力比增加，那么滤镜混合材料疲劳寿命就会随之减少。除此之外，还有一系列的研究发现，都有了一定的结果。 关键词：沥青混合料;疲劳性能;影響因素 在一些桥梁路面的基础施工过程中，沥青材料的使用是必不可少的。但是近年随着行车荷载力等方面的因素，很多沥青路面的强度与以前相比发生了明显的变化。不仅容易出现疲劳破坏，还导致路面的使用寿命及使用性能都得到了破坏。因此，对于我国相关企业和管理部门而言，研究影响沥青混合料疲劳性能的因素，并解决其疲劳寿命带来的影响是一项迫在眉睫的任务。笔者通过研究资料和实际情况，对多种沥青混合料的疲劳性能进行了相应的研究，通过研究认为ARAC—13在自愈合作用后疲劳寿命是最长的。此外，笔者还针对不同的行车荷载和温度作用下沥青路面的疲劳性能，并也对此进行了分析和整理。本次分析和整理主要的目的是为了提高今后沥青混合料在使用中的疲劳性和使用寿命，研究结果仅供参考。 一、原材料和混合料配合比 1、原材料技术性质 （1）沥青 根据实际情况，选取了一项路面工程进行研究。在研究中，选取70号沥青和SBS改性沥青进行加护性质的相关测定。研究结束后我们发现，70号沥青技术性质，无论是在针入度、延度、软化点还是闪点方面均符合相关的规定和标准值。而SBS改性沥青技术在这些方面也与70号沥青技术并无太大的区别。这也叫从一定程度上证明70号沥青在工程建筑使用阶段是符合相关规定和标准的。 （2）粗集料 所谓的粗集料指的是采用玄武岩的材料，这种材料的公称粒径分为两种，分别是5～10和10～15。经过研究分析粗集料的技术性质发现，5～10的针片状测试值与10～15的针片状测
高性能沥青路面(Superpave-13)上面层 施工指导意见(SBS改性沥青) 一、概述 高性能沥青路面（Superpave），采用了全新的沥青混合料设计方法。Superpave沥青混合料设计方法，采用旋转压实仪成型试件，依据沥青混合料初始、设计和最大旋转压实次数时的密实度以及在设计压实次数时的空隙率、矿料间隙率、沥青填隙率、填料与有效沥青之比进行沥青混合料的组成设计。它在沥青混合料组成设计时首先依据石料的性质进行级配组成设计，然后再进行油石比的选择。在吸收国外先进设计方法的基础上，结合我省试验研究成果，制定了《高性能沥青路面（Superpave-13）上面层施工指导意见(SBS改性沥青)》，以指导我省高速公路沥青路面上面层施工。 沥青路面上面层厚度4cm，采用玄武岩集料或辉绿岩集料，Superpave-13结构。 二、配合比设计 配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段。由于技术及试验设备限制，目标配合比设计统一委托省交通科研院设计，并提供相关的马歇尔试验技术指标。 根据工程实际使用的材料和设计配比要求，计算出材料配比，在室内拌制沥青混合料，用旋转压实机成型混合料试件，计算沥青混合料的体积指标应满足表1的规定，从而确定矿料的比例和最佳沥青的用量。据此作为目标配合比，供拌和楼冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。 生产配合比设计是将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，再次确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并以目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的-0.3%、+0.3%三个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要求，不满足要求应重新调整热料仓比例，进行级配设计。同时按生产配合
注：1坚固性试验可根据需要进行。 2用于城市快速路、主干路时，多孔玄武岩的视密度可放宽至2.45t/m3，吸水率可放宽至3％，但必须得到建设单位的批准， 且不得用于SMA路面。 3对S14即3～5规格的粗集料，针片状颗粒含量可不予要求，小于0.075mm含量可放宽到3％。 4）粗集料的粒径规格应按表8.1.7-7的规定生产和使用。 表8.1.7-7 沥青混合料用粗集料规格
3细集料应符合下列要求： 1）含泥量，对城市快速路、主干路不得大于3％；对次干路及其以下道路不得大于5％。 2）与沥青的粘附性小于4级的砂，不得用于城市快速路和主干路。 3）细集料的质量要求应符合表8.1.7-8的规定。
4）沥青混合料用天然砂规格见表8.1.7-9。 5）沥青混合料用机制砂或石屑规格见表8.1.7-10。 中要求。 4矿粉应用石灰岩等憎水性石料磨制。当用粉煤灰作填料时，其用量不得超过填料总量50％。沥青混合料用矿粉质量要求应符合表8.1.7-11的规定。
5 纤维稳定剂应在250°C条件下不变质。不宜使用石棉纤维。木质纤维素技术要求应符合表8.1.7-12的规定。 8.1.9 沥青混合料配合比设计应符合国家现行标准《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40的要求，并应遵守下列规定： 1各地区应根据气候条件、道路等级、路面结构等情况，通过试验，确定适宜的沥青混合料技术指标。 2开工前，应对当地同类道路的沥青混合料配合比及其使用情况进行调研，借鉴成功经验。 3各地区应结合当地自然条件，充分利用当地资源，选择合格的材料。8.1.10基层施工透层油或下封层后，应及时铺筑面层。 8.5.1 热拌沥青混合料面层质量检验应符合下列规定： 主控项目 1 热拌沥青混合料质量应符合下列要求： 1）道路用沥青的品种、标号应符合国家现行有关标准和本规范第8.1节的有关规定。
坝顶沥青混凝土路面工程 1一般规定 1.1适用范围 本节规定适用于坝顶道路工程施工，包括沥青混凝土路面面层、石灰粉煤灰稳定碎石基层和12%石灰土底基层的施工。 1.2引用标准 （1）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50—2006）； （2）《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）； （3）《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）； （4）《公路路基施工技术规范》（JTG F10—2006）。 上述技术文件均在不断修改，执行过程中采用由监理人指定的有效版本。 2路面结构 （1）路面 路面结构为沥青混凝土路面，细粒式（AC—13C）沥青混凝土厚50mm。 （2）基层 采用石灰粉煤灰碎石基层厚15cm（6：14：80质量比）。要求按重型击实试验法压实度≥97%，7d无侧限抗压强度不低于0.6MPa。石灰粉煤灰碎石基层上设置透层沥青和乳化沥青下封层。 （3）底基层 底基层采用12%石灰土15cm。要求按重型击实试验法压实度≥95%，7d无侧限抗压强度不低于0.6MPa。 3路基 路基即本工程围坝的坝身，要求压实后顶面横坡与路拱横坡一致。 4底基层 （1）材料 土：土的塑性指数以7～20（100g平衡锥测液陷7，搓条法测塑限。相当于76g平衡锥测液限和搓条法测塑限的7～14）的粘性土为宜。硫酸盐含量超过0.8%的土和有机质含量超过10%的土不宜用于石灰稳定。 石灰：使用的石灰质量应符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）
规定的Ⅲ级以上消石灰或生石灰的技术指标。 水：凡符合人或牲畜饮用的水源均可用于石灰稳定土施工。遇有可疑水源时，应进行试验鉴定。 （2）底基层施工 1）石灰稳定土结构应在气温高于+5℃和非雨天时，才可进行施工。 2）洒水、拌合必须均匀，无夹心现象。石灰稳定土混合料洒水拌合后，宜在当天完成碾压。碾压时应控制混合料的含水量为最佳含水量或略小于最佳含水量1～2%。灰土中粒径大于20mm的土块不得超过10％，最大土块粒径不得超过50mm，石灰中严禁含有未消解颗粒。 3）石灰稳定土层上未铺封层或面层时，禁止开放交通。若需临时开放时，应采取保护措施。 4）在铺筑底基层之前，应从填好的路床上把所有的浮土、杂物全部清除，并整形压实。 5）路床上的车辙松软部分或压实不足的地方，以及任何不符合规定要求的部分都应翻挖、填筑新料、重新整型和压实。 6）石灰稳定土基层可采用路拌法施工。要求石灰应过筛，并铺摊均匀。开始路拌时应使石灰翻至土中间，要防止将石灰落到底部。最后路拌深度应达到底层，不得留有素土夹层，同时要防止破坏下承层的表面。 7）采用路拌法施工时，应事先通过试验确定集料的松铺系数，再现场摊铺土和石灰、机械拌合、整平和压实。 8）分段施工时，段间衔接处应采用搭接形式，并处理好纵横向接缝的质量。 施工方法、质量管理与验收均应符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）的规定。 5基层 采用石灰粉煤灰碎石基层厚15cm。石灰粉煤灰碎砾石的压实度≥97%，7d无侧限抗压强度不低于0.6MPa。 （1）材料 石灰：石灰在使用前7～10天充分消解，石灰等级宜高于Ⅲ级，技术指标应符合《公路路面基层施工技术细则》（JTG/T F20—2015）的有关规定。
沥青混合料的特性 虽然沥青混合料中单个材料的性能对混合料的性能起十分重要的作用，但是，由于沥青混合料中沥青和集料组成统一的系统，其组合特性对沥青混合料的性能影响更大。沥青混合料性能指标包括永久变形、疲劳开裂、低温开裂、应力—应变特性、强度特性。 1．永久变形 永久变形是在重复荷载的作用下路面塑性变形的累积，它是一种不可恢复的变形。轮迹线上的变形一般认为主要有两个原因： 一是作用在土基、底基层、基层和沥青表面层的重复应力较大，虽然面层材料对减少这种类型的车辙起着很重要的作用，但一般认为路面车辙是路面的一种结构组合问题，对于路面面层很薄的结构层车辙较为严重，主要是因为面层太薄而导致，作用在路基顶面的应力较大；对于路面结构在水的作用下土基较为软弱的情况，主要是由于土基的累积变形而引起。路面软化产生的车辙见图9-7。 二是路面面层在重复荷载的作用下的累积变形，这种累积变形是由于沥青面层抵抗重复荷载的抗剪强度较小，一般这种车辙是由于沥青面层的强度太弱。路面的永久变形是由于面层和土基两个原因总和引起。沥青软化产生的车辙见图9-8。 沥青路面的车辙主要是因为在荷载的作用下产生的很小但不可恢复的永久变形累积引起的。沥青混合料的剪切应力将导致垂直变形和侧向流动，当荷载作用足够的次数以后，路面的累积永久变形不断增加，车辙就出现。路面出现车辙以后，由于在辙槽内的水将导致水溅或结冰而影响行车安全。 当沥青稠度低、加载时间长或温度较高时，沥青混合料表现为弹—粘一塑性体，应力重复作用下将会出现较大数量的累积变形。 对沥青混合料永久变形特性的研究，可利用静态蠕变（单轴受压）试验或重复三轴压缩试验进行。前一种试验较简单，而后一种试验同实际受力状况相符，但二者所得到的累积应变一时间关系的规律基本一致，因为重复应力下塑性应变的逐步累积实质上也是一种蠕变现象。 密实型沥青碎石混合料经受重复三轴试验的结果表明，塑性应变量承重复作用次数而增加，温度越高，塑性应变累积量越大。许多试验结果表明，在同一
【摘要】AM-16半开级配碎石各阶段配比设计及混合料拌和、摊铺碾压等施工过程的质量控制，结合检测数据验证其路用性能。本文通过分析AM-16型石油沥青混合料在甘肃省洛礼二级公路改建工程沥青下面层中的使用情况，从配合比设计、沥青混合料的拌合，摊铺碾压控制，生产效率等方面，为AM-16型石油沥青混合料的实际应用提供有价值的参考。 【关键词】AM型;沥青混合料;下面层;应用 随着交通事业的蓬勃发展，交通流量快速增长，沥青路面施工作为公路工程的重要组成部分，其施工质量的好坏会直接影响行车安全、舒适、速度及运输成本。由于沥青路面具有强度高、噪音小、行车舒适及施工方便等优点，在公路应用中受到广泛欢迎。可是，随着车流量迅速增加、超载车辆不断涌现和施工中存在的各种质量隐患，使得沥青路面容易出现早期损坏现象。在我国，AM-16型石油沥青混合料研究起步较晚，虽主要用于低等级公路，但它所带来的优良的路用性能已经受到了人们的认可和重视。 本文通过分析AM-16型石油沥青混合料在甘肃省洛礼二级公路改建工程沥青下面层中的使用情况，从配合比设计、沥青混合料的拌合，摊铺碾压控制，生产效率等方面，为AM-16型石油沥青混合料的实际应用提供有价值的参考。 甘肃省洛礼二级公路，按《公路沥青路面施工技术规范》表A.4.5沥青及沥青混合料气候分区指标划分都为夏热冬寒半干旱区（2-2-3区），沥青混合料粗集料与沥青的粘附性要求为3级。根据初步设计审查意见和批复情况并结合项目主体设计情况，确定路面结构为：3.5cm 细粒式沥青混凝土AC-13上面层;5cm中粒式沥青碎石AM-16下面层;20cm水泥稳定碎石基层;20cm水泥稳定砂砾土底基层。 1 AM-16半开级配沥青碎石配合比设计 AM-16型热拌沥青混合料配合比组成设计是否合理，直接影响了沥青路面的路用性能，本项目采用目前我国使用的马歇尔设计方法。集料为武山县四门镇周家沟的的辉绿岩，原材料分为4档，既0～3mm、3～5mm、5～10mm、10～18mm，沥青为中国石油化工股份有限公司镇海炼化分公司“东海牌”90#A级石油沥青，采用清水石灰岩生产的矿粉。4个热料仓的筛网分别为4mm、6mm、11mm及20mm。按粗、中、细三个级配进行马歇尔试验的各项指标检测，根据检测指标最终确定的目标配合比。生产配合比与马歇尔指标见表1。 2 沥青混合料的拌和 沥青混合料拌合机碾压温度根据布氏旋转粘度试验结果，本项目沥青混合料拌合温度控制160～175℃之间;拌合中石料加热温度170～180℃之间，沥青加热温度150℃左右，沥青混合料拌合楼为北京加龙3000型，拌合一盘料共用时60S左右，称料用时8s→干拌用时8s →投放沥青用时5s→加矿粉3s→拌制36s。 3 摊铺碾压控制 AM-16型石油沥青混合料下面层设计厚度为5cm，根据试验段确定，摊铺松铺厚度7cm，摊铺速度4m/min。碾压机械为一台钢轮压路机（VOLVO DD138HF），两台胶轮压路机（LIU GonG 630R），其中一台加重1-1.5T。碾压工艺：先钢轮静压1遍→胶轮5～6遍→钢轮振动3遍（振幅：450次/min）→加重胶轮5～6遍。 4 AM-16生产效率 混合料性能多次试验检测结果显示AM-16型沥青混合料实测油石比比沥青拌合楼设置油石比（4.5%）小0.1%～0.2%。施工过程中将拌合楼油石比设置提高0.1%，油石比以实测结果为准。混合料级配稳定，偏AM-16级配上限，符合设计及规范要求;室内马歇尔试件试验结果稳定度?R3.5kN;饱和度在40～70%之间;孔隙率在6～10%之间均满足设计及规范要求;现场压实度采用实验室马歇尔标准密度控制，压实度均 ?R98%，厚度满足设计要求;沥青混合料动稳定度试验结果在1200次/毫米～1500次/毫米，大于规范要求的800次/毫米。试验证明AM-16