天津大学
专科毕业论文
题目：沥青材料的分类与应用研究
完成期限：2013年8月19日至2013年11月5日
学生中心奥鹏福州直属年级2011级
专业建筑工程技术指导老师曹松荣
姓名吴书灵学号112701423132
摘要
沥青主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种。在本文中，主要论述了石油沥青材料的组成、结构、技术性质、同时对石油沥青材料的改性方法和常用的沥青基制品做了介绍，针对沥青基防水材料以及对沥青材料应用状况进行了研究，在实际生活中，沥青防水材料应用主要包括冷底子油与沥青胶、沥青防水卷材、沥青防水涂料、建筑防水沥青嵌缝油膏等。
关键词：沥青材料；石油沥青；改性沥青；沥青防水材料
沥青材料的分类与应用研究
一、沥青材料
沥青是高分子碳氢化合物及其非金属衍生物组成的及其复杂混合物，在常温下呈现黑色或黑褐色的固体、半固体或液体状态。
沥青作为一种有机胶凝材料，具有良好的粘性、塑性、耐腐蚀性和憎水性，在建筑工程中主要用做防潮、防水、防腐蚀材料，要应用于屋面、地面、地下结构的防水工程以及其他防水工程和防腐工程。沥青还是道路工程中应用广泛的路面结构胶结材料，它与不同组成的矿质材料按比例配合后可以建成不同结构的沥青路面。
二、沥青材料的分类
沥青按其在自然界中获得的方式分类可分为地沥青和焦油沥青两大类。其中地沥青又分为天然沥青和石油沥青。
（一）焦油沥青
焦油沥青也被称为煤焦油沥青，即焦油蒸馏残留在蒸馏釜内的副产品，这种副产品是一种黑色物质。与精制焦油有物理性质上的分别，并没有明确的分界限，一般的划分方式是软化点在26.7℃以下是焦油，26.7℃以上的是沥青。
焦油沥青中主要成分含有难挥发的蒽、菲、芘、等。这些物质都是有毒性的，因为这些物质在焦油沥青含量有所不同，因此，焦油沥青的性质是也是不同的。冬季温度过低对沥青的影响很大，容易脆裂，而夏季却容易软化。加热的时有特殊气味，加热至260℃在5小时后，焦油沥青中含有蒽，菲，芘，等其他成分将会挥发出来。
（二）天然沥青
天然沥青存储在地下，是石油在自然界长期受地壳挤压并与空气、水接触逐渐变化而形成的，有的形成矿层、有的在地壳表面堆积。这种天然沥青大都经过天然蒸发、氧化，一般没有任何毒素。
按原油的性质分类：石油按其含蜡量的多少分为石蜡基、中间基和环烷基原油，不同性质的原油所炼制的沥青性质有很大差别。石蜡基沥青基蜡含量一般大于5%；环烷基沥青蜡含量少（一般低于3%），沥青黏性好，优质的道路石油沥青大多是环烷基沥青；中间基沥青其蜡的含量约为3%-5%。
按加工方法分类：直馏沥青、溶剂沥青、氧化沥青、裂化沥青、调和沥青。（三）石油沥青
石油沥青是石油原油经蒸馏提炼出各种轻质油（如汽油、煤油、柴油等）及润滑油以后的残留物，或再经加工而得的产品。
三、石油沥青的组分和结构
（一）石油沥青的组分
沥青中化学成分和物理性质相近并具有某些共同特征的部分，划分成为一个组分，石油沥青的三个主要组分：
1、油分：最轻组分，赋予沥青流动性；
2、树脂：粘稠状物体，使沥青具有良好的 塑性和粘结性；
3、地沥青质：固体粉末，决定沥青的耐热性、粘性和脆性，含量愈多，软化点愈高，粘性愈大，愈硬脆。
4、还含有一定量固体石蜡，降低沥青的粘结性、塑性、温度稳定性和耐热性，是有害组分。各组分比例不固定，在外界因素作用下，轻组分会向重组分转化。 （二）石油沥青的结构
石油沥青的结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分构成胶团，无数胶团分散在油分中而形成的胶体结构。石油沥青胶体结构的类型：
溶胶结构：地沥青质含量较少，油分和树脂含量较高时形成，具有溶胶结构的石油沥青粘 性小，流动性大，温度稳定性差。（如图一）
凝胶结构：地沥青质含量较多而油分和树脂较少时形成，具有凝胶结构的石油沥青弹性和粘结性较高，温度稳定性较好，塑性差。（如图二）
溶胶-凝胶结构：地沥青质含量适当并有较多的树脂作为保护层膜时形成，性质介于溶胶型和凝胶型之间。（如图三）
结构状态随温度变化而变化，温度升高，易熔固体成分转变成液体，温度下降恢复原来的状态。
图一 图二 图三
（三）石油沥青的技术性质
1、粘滞性（粘性）
石油沥青的粘滞性反映沥青材料内部阻碍其相对流动的一种特性。反映沥青软硬、稀稠程度。液体石油沥青的粘滞性用粘滞度（标准粘度）指标表示，表征液体沥青在流动时的内部阻力；半固体或固体石油沥青的粘滞性用针入度指标表示，反映石油沥青抵抗剪切变形能力。针入度越大，沥青越软，粘度越小。地沥青质含量高，有适量树脂和较少油分时粘滞性大。温度升高，粘性降低。（针入度仪见图四所示，针入度测量如图五所示）
a. 溶胶型
b. 溶胶凝胶型
c. 凝胶型
图四 图五
2、塑性
塑性是指石油沥青在外力作用时产生变形而不破坏，除去外力后仍保持变形后的形状不变的性质。用延度指标表示石油沥青的塑性，延度愈大，沥青塑性愈好。油分和地沥青质适量，树脂含量越多，延度越大，塑性越好。温度升高，塑性增大。（沥青延度测定如图六所示，沥青塑性延度表示如图七所示）
图七 图六
3、温度敏感性
温度敏感性是指石油沥青的粘滞性、塑性随温度升降而变化的性能。用软化点指标衡量，软化点表示沥青由固态转变为具有一定流动性膏体的温度，软化点越高，沥青耐热性越好，温度稳定性越好。软化点不能太低，不然夏季融化发软流淌；也不能太高，否则不易施工，冬季易脆裂。与地沥青质含量和蜡含量密切相关。地沥青质增多，温度敏感性降低；含蜡量多，温度敏感性大。（软化点测沥青延度测定
(a) 8字模图； (b) 延度测定示意图 沥青塑性用延度表示 针 入 度 仪 针入度的测量
定仪如图八所示）
图八
4、大气稳定性 大气稳定性是指石油沥青在热、光、氧气和潮湿等因素长期综合作用下抵抗老化的性能。老化：在大气因素综合作用下，沥青中轻组分会向重组分转化，而树脂向地沥青质转化的速度比油分向树脂转化速度快得多，石油沥青会随时间进展而变硬变脆，这种现象称老化。石油沥青的大气稳定性 以“蒸发损失百分率”和“蒸发后针入度比”来评定。蒸发损失百分率愈小，蒸发后针入度比愈大，沥青大气稳定性愈好，老化愈慢。此外，为全面评定石油沥青质量和保证安全，还需要了解沥青的溶解度、闪点等性质。溶解度是指石油沥青在三氯乙烯、四氯化碳或苯中溶解的百分率。用以限制有害不溶物含量，不溶物会降低沥青的粘结性。 而闪点是指加热沥青产生的气体和空气的混合物在规定条件下与火焰接触，初次产生蓝色闪光时的温度。闪点高低，关系到运输、贮存和加热使用等的安全。
四、改性沥青混合料的研究、应用现状
（一）沥青的掺配和改性
1、沥青掺配：某一种牌号的石油沥青往往不能满足工程技术要求的软化点，需要用不同牌号沥青进行掺配。可用两种或三种沥青进行掺配。掺配同源原则： 即同属石油沥青或同属煤沥青才可掺配。三种沥青掺配是两种掺配得到新软化点后再与另外一种掺配。当某种沥青性能不能满足要求时，几种石油沥青可掺配使用。
2、氧化改性：也称吹制，在250—300℃高温下向残余沥青或渣油吹入空气，提高沥青粘度和软化点，改善沥青性能。道路石油沥青、建筑石油沥青和普通石油沥青均为氧化改性沥青。
3、矿物填充料改性：为提高沥青的粘性能力和耐热性，降低温度敏感性，在石油沥青中加入一定数量的矿物填充料进行改性。矿物填充料大多是粉状和纤维状，加入填充料数量不宜小于15%。沥青成单分子状排列在矿物颗粒（或纤维）表面，形成结合力牢固的沥青薄膜，称“结构沥青”，具有较高的粘性和耐热性。
软化点测定仪
4、聚合物改性：聚合物（橡胶和树脂）与石油沥青相溶可赋予石油沥青某些橡胶特性，从而改善石油沥青的性能。聚合物掺量达一定的限度形成聚合物网络结构，将沥青胶团包裹。SBS改性沥青（丁苯橡胶的一种）是热塑性弹性体，具有橡胶和塑料的优点。主要用作改性沥青防水卷材。而APP改性沥青（聚丙烯的一种）与石油沥青相比，软化点高，延度大，冷脆点降低，粘度增大，具有优异的耐热性和抗老化性。尤适用于气温较高的地区，主要用于制造防水卷材。（二）改性沥青实际应用现状
随着时代的发展，公路运输，交通量的不断增长和大型化车辆，重载，超载车辆的比例逐步提高，交通对道路的要求越来越高。我们幅员辽阔，温差较大，忽冷忽热，普通沥青路面难以满足的要求，在炎热的季节沥青路面重型车辆下形成永久变形的的车辙，在冬季低温的半刚性开裂反射裂缝裂缝，在雨季和春季形成形成的坑槽、松散等水损害破坏，路面防滑性能大幅度下降，在城市道路和高速公路上时常发生局部开裂。因此，我们必须沥青进行改性、改良，也就是说，我们可以通过通过先进的技术，在一定程度上改善沥青的机械性能（高温稳定性，耐疲劳性，低温抗裂性等），粘合性和耐老化，以满足日益增长的高等级公路路面使用性能和发展需要。目前国内外对沥青混合料的改性的研究可以按照改性方式的不同分为两大类：一为单纯地对沥青的改性；二为通过外掺改性剂法来实现对沥青混合料的改性。
（三）改性沥青市场向多元化发展
随着国内道路沥青市场需求的迅速增长和适合于生产道路沥青原油资源的日益丰富，国内道路沥青生产供应商数量明显增加。在未来20年中，随着我国经济发展，全面建设小康社会，高速公路网覆盖面将达到10万公里，西部地区县与县之间、中部地区县与乡之间、东部地区乡与村之间，公路改造将高达到17万公里，国内道路对沥青需求总量将维持在较高水平，但需求总量将趋于稳定。据统计2004年到2010年我国道路沥青年平均总需求量约为12Mt左右。
同时，我国经济的快速发展和交通量的日益增加，对道路的使用性能要求越来越高，节约资源和保护环境、降低路面行车的交通噪声、延长路面使用寿命、提高路面的抗车辙能力、减少路面龟裂、增加雨天路面的抗滑能力、降低养护费用、提高行车舒适度、路面铺装的厚度小等性能要求。
随着对改性沥青要求越来也严格，国内对于改性沥青研究更深入，越来越多的材料被用作改性剂来制备性能更优良的改性沥青，大部分的生产工艺也趋于成熟。并且在"十二五"计划中把城市轨道交通和飞机场建设作为建设重点，也会促进高铁沥青和高强度沥青的生产。在氟塑料及废高分子材料污染日益严重的情况下，回收率用成为现在讨论的话题，胶粉改性沥青能大大降低生产成本，又有利于实现废物利用，需求越来越被看好。同时，我国东部公路建设基本接近饱和，
后期国家加大对西部开发和建设，适合西部严寒地区的SBR沥青也将得到进一步的发展。所以，预计后期胶粉改性沥青和SBR改性沥青、高粘度特种沥青等将得到更好的发展，SBS改性沥青一统天下的局面将被打破。
五、沥青基防水材料的应用
（一）冷底子油与沥青胶
冷底子油：是用有机溶剂（汽油、柴油、煤油、苯等）与沥青溶合后制得的一种沥青溶液。粘度小，具有良好的流动性。在常温下作为防水工程的底层，一般不单独做防水材料使用。涂刷在基面上形成膜，一方面使基面呈憎水性，另一方面为粘结同类防水材料创造了有利条件。随配随用，应采用与沥青同产源的溶剂。配制方法：热配法和冷配法。应涂刷于干燥基面上。
沥青胶：在沥青中掺入适量的矿物质粉料或再掺入部分纤维状填料配制而成。与纯沥青相比，具有较好的粘性，耐热性，柔韧性和抗老化性。主要用于粘贴卷材、嵌缝、接头、补漏及做防水层的底层。使用方法：热用、冷用，标号以耐热度表示。性质主要取决于沥青的性质。选用：应根据屋面的使用条件、屋面坡度及当地年极端最高气温按有关规定选用。使用时注意同源原则：配制沥青胶所用沥青应与被粘贴卷材所用沥青种类一致。
（二）沥青防水卷材
用原纸、纤维织物、纤维毡等胎体浸涂沥青，表面撒布粉状、粒状或片状材料制成可卷曲的片状防水材料。低档防水材料。
1、石油沥青纸胎油毡、油纸：价格低廉，低温柔性差，胎体易腐烂，耐用年限短。
2、石油沥青玻璃布油毡：以玻璃纤维布为胎体，浸涂石油沥青并两面涂撒隔离材料制成。低温柔度明显优于纸胎油毡，耐霉菌侵蚀，可用于长期受潮湿侵蚀的地下防水工程，适用于地下防水、防腐层以及屋面防水层及管道（热管道除外）的防腐保护层。
3、石油沥青玻璃纤维胎油毡：用玻璃纤维薄毡为胎基，浸涂石油沥青，表面涂撒或覆盖隔离材料制成。与玻璃布油毡特性、应用范围基本相同。
4、铝箔面油毡：采用玻璃纤维毡为胎基浸涂氧化沥青，表面用压纹铝箔贴面，底面撒细粒矿物材料或覆盖乙烯膜制成。具有很高的阻隔蒸汽的能力，抗拉强度较强。适用于多层防水工程的面层。
（三）沥青防水涂料
以沥青为基料配制而成的水乳型或溶剂型防水涂料。分溶剂型和水乳型。溶剂型防水料即冷底子油，一般不单独使用。水乳型防水涂料即水性沥青基防水涂料，是以乳化沥青为基料的防水涂料。
乳化沥青：以水为分散介质并借助于乳化剂的作用将沥青微粒（﹤10μm）
分散成乳液型稳定的分散体系。乳化沥青涂刷于材料表面，成膜后防水。分类：
1、AE–1类：厚质防水涂料，不具流平性；
2、AE–2类：薄质防水涂料，具有流平性。
水性沥青基防水涂料性能较低，可涂刷或喷涂在材料表面作为防潮或防水层，也可做冷底子油用。做屋面防水工程时，必须与其它材料配套使用，或用于油毡屋面的保护涂层，不宜单独使用。
（四）建筑防水沥青嵌缝油膏
以石油沥青为基料，加入改性材料、稀释剂、填料等配制而成的黑色膏状材料。用于嵌填变形缝、分档缝、墙板缝、密封细部构造及卷材搭接缝等。按耐热性和低温柔性分为702和801两个标号。耐热度较低，其它性能指标也较低，属于性能较差的接缝与密封材料。由于成本低，一般建筑仍在使用。
六、沥青材料应用现状及发展趋势
沥青生产和使用可能需要在贮罐内保温贮存，如果处理得当，沥青可以重复在一个较高的加热温度保持很长一段时间没有严重损坏的性能。然而如果暴露在氧，光，热将会导致沥青的硬化，最显著的标志是沥青的软化点增加，渗透减少，延展性变差，从而使沥青的性能的损失。
对于沥青材料的发展趋势，个人觉得这种有机材料用来铺路还稍显浪费，应该对于沥青更多的深入研究。开发出更经济的利用方式方法，比如说用来炼油炼气或者生产一些附加值高的产品。就好像我国目前煤的用途一样，直接烧掉略显浪费，才有了后面的许多煤转气、煤转油等一系列手段来达到高效利用和减少污染。应该重新审视这种东西，把它当成一种能源来看待。下面着重介绍沥青材料的两个新技术性的利用手段——泡沫沥青设备及其技术和高模量沥青混凝土。
泡沫沥青的来源方式就是通过一定的技术手段在沥青内部加入泡沫使其体积变成到原来的15到20倍，然后沥青粘度急剧下降，与混合料具有较好的和易性（即裹覆性能）。泡沫沥青的优点具体表现在：泡沫沥青混合料拌和时可以减少沥青用量达10%到15%，混合料拌和的时间减少15%到20%，不仅大大降低了成本，也提高了生产率；再者，有沥青和矿物材料的加热温度可以降低，从而减少了在生产过程中的能量消耗，减轻沥青的老化程度。此外，不仅可以有效地使用泡沫沥青再生沥青路面材料（RAP），而且可以减少石油资源的开采，受季节和气候影响也小，施工时不必中断交通。这就加大了沥青材料的利用价值和使用范围，对于缺少石油的中国来说，这将使一笔巨大的财富来源，所以我觉得加大这方面的技术投入将是沥青发展的重要趋势。
七、总结
随着我国经济的不断发展和繁荣，公路的交通量日益繁重，超载和渠化交通现象日趋严重。重交通、重荷载和渠化交通对沥青混凝土公路的直接影响就是车
辙。在我国由于使用半刚性或刚性基层和坚固、耐磨性集料，施工时又采用压实度和最大理论密度双控体系，因此发生结构性车辙、磨损性车辙、压实性车辙的可能性较小，流动性车辙已经成为目前沥青路面车辙的最大类型。流动性车辙主要是由沥青混合料的高温抗剪切强度不足而产生的流动变形形成的。这种变形的轻重程度与沥青混合料本身的高温稳定性直接相关，已经成为我国目前公路和高速公路的棘手病害。提高沥青混合料高温稳定性的有效方法之一就是采用高模量沥青混凝土，以期减少车辆载荷作用下沥青混凝土产生的应变，以及减少沥青混凝土不可恢复的残余变形。高模量沥青混凝土是指45℃，10条件下动态模量达到2000以上或45℃，0.IHz条件下动态模量达到500Mpa以上的沥青混合料。高模量沥青混凝土是由低标号硬质沥青或在粘稠石油沥青中添加高模量沥青混凝土外加剂以及一定级配的集料组成。其特点是模量高、抗剪切能力强。国内在高模量沥青混凝土研究方面尚处于起步阶段，没有成熟的经验可以借鉴。虽然我国的高模量沥青混凝土的研究起步较晚，但是面对日益增加的流动性车辙病害，国内已将开始采用高模量沥青混凝土来解决这一世界性难题。从某种方面来看这也是我国未来沥青发展的一个方向。
总之我国目前对于沥青材料的认识度还没达到一个足够的高度，导致现目前的应用还有待加强，从而达到更深入的应用阶段。而我国将来沥青的发展趋势必将是沥青新技术的运用和更高附加值沥青产品的出现。
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沥青路面结构及类型 一、沥青路面结构组成 1.沥青路面结构层可由面层、基层、底基层、垫层组成。 2.面层是直接承受车轮荷载反复作用和自然因素影响的结构层，可由1~3层组成。表面层应根据适用要求设置抗滑耐磨、密实稳定的沥青层；中面层、下面层应根据公路等级、沥青层厚度、气候条件等选择适当的沥青结构层。 3.基层是设置在面层之下，并对面层一起将车轮荷载的反复作用传布到底基层、垫层、土基，起主要承重作用的层次。基层材料的强度指标应有较高的要求。基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。当基层较厚需分两层施工时，可分别称为上基层、下基层。 4.底基层是设置在基层之下，并与面层、基层一起承受车轮荷载反复作用，起次要承重作用的层次。底基层材料的强度指标要求可比基层材料略低。底基层视公路等级或交通量的需要可设置一层或两层。底基层较厚需分两层施工时，可分别称为上底基层、下底基层。 5.垫层是设置在底基层与土基之间的结构层，起排水、隔水、防冻、防污等作用。 二、沥青路面分类 （一）按技术品质和使用情况分类 1.沥青混凝土路面：由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。沥青混凝土路面适用于各级公路面层。 2.沥青碎石路面：用沥青碎石作面层的路面 3.沥青贯入式：用沥青贯入碎（砾）石作面层的路面，即把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青，分层压实，形成一个较致密的沥青结构层。 4.沥青表面处治：用沥青和集料按层铺法或拌和法铺筑而成的厚度不超过3cm的沥青面层，表面处治按浇洒沥青和撒布集料的遍数不同，分为单层式、双层式、三层式。 （二）按组成结构分类 1、密实—悬浮结构 2、骨架—空隙结构 3、密实—骨架结构 （三）按矿料级别分类 1.密级配沥青混凝土混合料 2.半开级配沥青混合料 3.开级配沥青混合料 4.间断级配沥青混合料 （四）按矿料粒径分类 1.砂砾式沥青混合料：矿料最大粒径等于或小于4.75mm（圆孔筛5mm）的沥青混合料。也称为沥青石屑或沥青砂。 2.细粒式沥青混合料：矿料最大粒径为9.5mm或1 3.2mm（圆孔筛10mm或15mm）的沥青混合料。 3.中粒式沥青混合料：矿料最大粒径为16mm或19mm（圆孔筛20mm或25mm）的沥青混合料。 4.粗粒式沥青混合料：矿料最大粒径为26.5mm或31.5mm（圆孔筛30~40mm）的沥青混合料。 5.特粗粒式沥青混合料：矿料最大粒径等于或大于37.5mm（圆孔筛45mm）的沥青混合料。（五）按施工温度分类 1.热拌热铺沥青混合料：沥青与矿料经加热后拌和，并在一定的稳定下完成摊铺和碾压施工过程的混合料 2.常温沥青混合料：采用乳化沥青或稀释沥青在常温下（或者加热温度很低）与矿料拌和，并在常温下完成摊铺和碾压过程的混合料。
沥青混凝土中文名称： 沥青混凝土英文名称： asphalt concrete定义1： 经过加热的骨料、填料和沥青、按适当的配合比所拌和成的均匀混合物，经压实后为沥青混凝土。定义2： 由沥青、填料和粗细骨料按适当比例配制而成。 拼音:liqing hunningtu英文:bituminous concrete沥青混凝土俗称沥青砼（tong)经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35～40毫米以下)、中粒（20～25毫米以下）、细粒(10～15毫米以下)、砂粒(5～7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 配料情况 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经久耐用的路面。配合矿料有多种方法，可以用公式计算，也可以凭经验规定级配范围，中国目前采用经验曲线的级配范围。沥青混合料中的沥青适宜用量，应以试验室试验结果和工地实用情况来确定，一般在有关规范内均列有可资参考的沥青用量范围作为试配的指导。当矿料品种、级配范围、沥青稠度和种类、拌和设施、地区气候及交通特征较固定时，也可采用经验公式估算。 制备工艺 热拌的沥青混合料宜在集中地点用机械拌制。一般选用固定式热拌厂，在线路较长时宜选用移动式热拌机。冷拌的沥青混合料可以集中拌和，也可就地路拌。沥青拌和厂的主要设备包括：沥青加热锅、砂石贮存处、矿粉仓、加热滚筒、拌和机及称量设备、蒸汽锅炉、沥青泵及管道、除尘设施等，有些还有热集料的重新分筛和贮存设备(见沥青混合料拌和基地)。拌和机又可分为连续式和分批式两大类。在制备工艺上，过去多采用先将砂石料烘干加热后，再与热沥青和冷的矿粉拌和。近来，又发展一种先
双永高速公路B3合同段AC-20C下面层目标配合比报告 中交一公局厦门工程有限公司中心试验室 双永高速公路B3合同段工地试验室 二○一一年十月
沥青路面下面层AC-20C目标配合比报告 1、依据规范和要求 1.1、《双永高速路面设计图纸》； 1.2、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）； 1.3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）； 1.4、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）； 2、混合料的类型及层位特点 2.1、沥青路面下面层混合料级配类型采用AC-20C型，属于中粒式密级配沥青混凝土。2.2、在路面结构温度分布中，下面层的温度最高，且下面层承受的剪应力最大，因此最容 易产生车辙病害；在兼顾水稳定性的同时，如何提高中面层抵抗车辙的能力，成为中面层配合比设计的重点。 3、原材料试验 优质的原材料是保证沥青混合料具有优良路用性能的先决条件，为了满足气候环境与交通对路用性能的要求，必须做好原材料的选择。该配合比通过测试沥青、粗集料、细集料和矿粉等材料的性能和技术指标来检测材料是否满足规范及设计图纸要求，从而完成原材料的选择。 3.1、沥青 采用上海春宇实业有限公司的SBS改性沥青（I-D级），所检各项指标均符合有关规范、规定要求，实测指标与技术要求见表1。 表1 SBS改性沥青（I-D级）试验指标与技术要求 3.2、集料 集料是沥青混合料的关键材料之一，其力学性能是决定混合料强度特性的最重要因素，它的颗粒形状不仅影响混合料的构架，也直接关系到混合料的抗车辙能力与抗疲劳性能等材
料特性，此外，集料与沥青的粘附等级对混合料强度的形成也起关键作用，因此选择优质的集料是沥青混合料具有优良路用性能的重要保证。 3.2.1粗、细集料 采用顺发石料场反击式破碎机生产的碎石，规格为：一号料：9.5-19mm、二号料：4.75-9.5mm、三号料：0-4.75mm；粗、细集料所检各项指标与技术要求见表2。 表2 粗、细集料的试验指标与技术要求 3.3、填料 沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等石料经磨细得到的矿粉，本项目采用龙岩市东元矿粉有限公司生产的矿粉，所检各项指标均符合规范及有关规定要求实测试验指标见表3： 表3 矿粉的试验指标与技术要求 3.4、抗剥落剂 用抗剥落剂可以增强沥青与集料的粘附性，从而保证沥青混合料具有较高的抗水损害性。本项目在矿粉中掺入20% 消石灰及0.3%重庆海木交通技术有限公司生产的AMR沥青抗剥落剂。并通过水煮法对其进行检验，粘附性有明显的改善。
沥青路面种类
沥青路面种类 沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。 沥青混凝土路面 由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。 ①碾压式。沥青混凝土混合料多用热拌热铺法制备，其路用性质比较好，故对制备工艺和原材料要求也较高，大多采用集中厂拌法。用得较普遍的沥青混凝土混合料为碾压式类型，即混合料需经重型机械压实后才能成型，故有的国家称它为碾压式地沥青。成型以后路面平整、密实、少尘，有一定粗糙性，因而有较好的行车舒适性和外观；且有较好的耐老化性、耐磨性、温度稳定性和抗行车损坏的能力。使用寿命一般较长，当采用石油沥青作结合料时，大修年限常在15年以上。 ②冷铺式。沥青混凝土热拌冷铺，有的国家也称为冷地沥青，常用于养护小修或需远距离输送混合料的工程，所用沥青比热拌热铺者为稀，用量亦较少，以求在常温时有适当的松散度和粘性，但其使用寿命不及热拌热铺者。
③摊铺式。热拌热铺的沥青混凝土混合料可以不用重型机械压实即能成型，常称作摊铺地沥青。为了使摊铺地沥青混合料在摊铺时有适当流动。 厂拌沥青碎石路面 也称黑色碎石路面或开级配沥青混凝土路面。其加工工艺和铺筑工艺接近沥青混凝土路面，但其孔隙较大（两者的分界线并不严格，中国以孔隙率10%为分界）。沥青碎石混合料可以热拌热铺，也可热拌冷铺；热铺质量较好，用得较普遍。集料的颗粒有同颗粒及有级配之分，多采用有级配者。和沥青混凝土相比，沥青碎石的细集料和矿粉含量较少，粗集料的比例较大，沥青用量相应也较少。沥青碎石混合料的热稳定性主要依靠集料颗粒间的锁结力，故对沥青用量、稠度、混合料的配合比和集料级配的变动范围可比沥青混凝土为宽，而仍能保持其热稳定性。但因多孔之故，路面容易渗水和老化，故沥青碎石常用于面层的下层、联结层、整平层和基层。若用于路面的上层时，须加沥青封层或嵌撒细粒沥青混合料。但也有把它铺在密实的沥青面层之上，作透水的防滑层用的。沥青碎石路面的使用寿命一般短于沥青混凝土路面，但其工程造价常较廉。 沥青贯入式路面 是浇洒成型的一类沥青路面。把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青，分层压实，形成一个较致密的沥青结构层。浇洒施工的优点是设备简单，运料方便；其缺点是施工受气
沥青混凝土(AC-16)目标配合比设计说明 一、概述 1、依据 （1）《公路工程沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004) （2）《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052—2000) （3）《公路工程集料试验规程》(JTG E42—2005) 2、粗集料：碎石经试验其表观相对密度、吸水率、针片状含量、<0.075颗粒含量、磨耗值各项指标均符合规范要求。 二、目标配合比设计 1、级配设计：对10-20mm碎石、粗石粉、石屑、矿粉分别进行了筛分，最终确定各矿料掺配比例为：10-20mm碎石：5-10mm碎石：粗石粉：石屑：矿粉=37：30：11：18：4。 2、最佳油石比的确定 参照试验规程沥青参考用量，结合实际经验，按油石比0.5％变化，制作五组试件，即油石比分别为4.0％、4.5％、5.0％、5.5％、4.85％，每组试件四至五块，冷却12个小时后，测其密度、饱和度、空隙率等指标，然后经马歇尔试验测的稳定度、流值结果汇总见表3—2： 表3-2：沥青混合料试验结果汇总表 根据以上各项试验结果及计算结果，分别绘制饱和度、矿料间隙率、空隙率、密度、与油石比的关系曲线，最后确定最佳沥青用量为4.85%。 三、室内配合比结论
根据上述试验，实验室建议的沥青目标配合比为： 矿料级配：10-20mm碎石：5-10mm碎石：粗石粉：石屑：矿粉= 23 ： 25 ： 25 ： 23 ： 4 最佳油石比：5.09%，最佳沥青用量4.85%。 本次目标配合比设计可作为工地生产配合比设计依据。
安孔路黑埠子-石埠子段 沥青砼路面维修工程 Ac-16沥青混凝土目标配合比设计报告 编制单位:安丘市汇鑫路桥工程有限公司编制日期：2011年6月4日
作者：风骤起 作品编号：31005C58G01599625487 创作日期：2020年12月20日 实用文库汇编之 沥青混凝土中文名称： 沥青混凝土英文名称： asphalt concrete 定义1： 经过加热的骨料、填料和沥青、按适当的配合比所拌和成的均匀混合物，经压实后为沥青混凝土。定义2： 由沥青、填料和粗细骨料按适当比例配制而成。 拼音:liqing hunningtu 英文:bituminous concrete 沥青混凝土俗称沥青砼（tong)经人工选配具有一定级配组成的矿料（碎石或轧碎砾石、石屑或砂、矿粉等）与一定比例的路用沥青材料，在严格控制条件下拌制而成的混合料。分类 沥青混凝土按所用结合料不同，可分为石油沥青的和煤沥青的两大类；有些国家或地区亦有采用或掺用天然沥青拌制的。按所用集料品种不同，可分为碎石的、砾石的、砂质的、矿渣的数类，以碎石采用最为普遍。按混合料最大颗粒尺寸不同,可分为粗粒(35～40毫米以下)、中粒（20～25毫米以下）、细粒(10～15毫米以下)、砂粒 (5～7毫米以下)等数类。按混合料的密实程度不同，可分为密级配、半开级配和开级配等数类，开级配混合料也称沥青碎石。其中热拌热铺的密级配碎石混合料经久耐用，强度高，整体性好，是修筑高级沥青路面的代表性材料，应用得最广。各国对沥青混凝土制订有不同的规范，中国制定的热拌热铺沥青混合料技术规范，以空隙率10％及以下者称为沥青混凝土，又细分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅰ型的孔隙率为3(或2)～6％,属密级配型;Ⅱ型为6～10％,属半开级配型;空隙率10％以上者称为沥青碎石，属开级配型；混合料的物理力学指标有稳定度、流值和孔隙率等。 配料情况 沥青混合料的强度主要表现在两个方面。一是沥青与矿粉形成的胶结料的粘结力；另一是集料颗粒间的内摩阻力和锁结力。矿粉细颗粒(大多小于0.074毫米)的巨大表面积使沥青材料形成薄膜,从而提高了沥青材料的粘结强度和温度稳定性；而锁结力则主要在粗集料颗粒之间产生。选择沥青混凝土矿料级配时要兼顾两者，以达到加入适量沥青后混合料能形成密实、稳定、粗糙度适宜、经
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，
沥青公路混合料配合比设计
目录 一、摘要、引言 (1) 二、工程设计级配范围的确定 (1) 三、原材料选择与准备 (1) 四、矿料配合比设计 (3) 五、马歇尔试验 (3) 六、确定最佳沥青用量 (3) 七、配合比设计检验 (4) 八、工程应用实例 (4) 九、结束语 (5) 十、参考文献 (6)
摘要：本文结合沥青混凝土路面工程实例，论述了沥青混合料配合比设计中影响沥青路面使用品质的几点重要因素，包括工程设计级配范围的确定、原材料选择与准备、矿料配合比设计、马歇尔试验、确定最佳沥青用量、配合比设计检验。 关键词：沥青混合料；级配设计、原材料、马歇尔试验、配合比设计、最佳沥青用量 引言：随着经济的飞速发展，我国交通运输业特别是公路运输业显现出突飞猛进的态势,公路交通量越来越大，轴载迅速增长，车速不断提高，严重影响了沥青路面的使用质量，缩短了沥青路面的使用寿命；同时，沥青路面的病害现象（如泛油、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等）的普遍性和严重性，对路面的正常使用已构成了严重的威胁。这给沥青路面的使用性能提出了愈来愈高的要求，而影响沥青面层使用性能的关键是沥青混合料的设计。本文就结合工程实例对沥青混合料配合比设计进行探讨。 一、工程设计级配范围的确定 选择合适的沥青混合料级配类型是确保沥青凝土路面面层质量的前提。密级配沥青混合料是设计级配应根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种等因素，通过对条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定。夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型)，并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料(AC-F型)，并取较低的设计空隙率。沥青混凝土面层集料的最大粒径宜从上层至下层逐渐增大。上层宜使用中粒式及细粒式，且上面层沥青混合料集料的最大粒径不宜超过层厚1/2，中、下面层集料的最大粒径不宜超过层厚的2/3。采用双层或三层式结构的沥青混凝土面层中应有一层及一层以上是Ⅰ型密级配沥青混凝土混合料，以防水下渗。若上面层采用Ⅱ型沥青混凝土，中面层应采用Ⅰ型沥青混凝土，AM型开级配沥青碎石不宜作面层，仅可做联结层。 二、原材料选择与准备 要保证沥青混合料的质量，必须对原材料进行严格的选择和检验，这也是在沥青混合料配合比设计前必不可少的一个重要环节。选择确定原材料应根据设计文件对路面结构和使用品质的要求，
沥青混凝土摊铺机的分类及其特点 一、概况 沥青商品混凝土摊铺机是铺筑沥青路面的专用施工机械，其作用是将拌制好的沥青商品混凝土均匀地摊铺在路面底基层上，并保证摊铺层厚度、宽度、路面拱度、平整度、密实度等达到施工要求。它广泛用于公路、城市道路、大型货场、机场码头等工程中沥青商品混凝土摊铺作业，可大幅度降低施工人员的劳动强度，加快施工进度，保证所铺路面的质量。沥青商品混凝土摊铺机与自卸车、压路机联合，进行沥青商品混凝土摊铺机械化施工。 自卸车将沥青商品混凝土运至施工现场，倒车行驶至摊铺机前，将后轮抵靠在摊铺机的顶推滚轮上，变速器放在空挡位置，当自卸车将部分沥青商品混凝土 卸入摊铺机接料斗内，由刮板输送机、螺旋摊铺器送至摊铺面后，摊铺机以稳定速度顶推着自卸车向前行驶，自卸车边前进边卸料使摊铺机实现连续摊铺。摊铺后的沥青商品混凝土层由振捣器初步振实，再由熨平器整平。 沥青商品混凝土摊铺机还可用于摊铺各种材料的基层和面层，倒如摊铺防护墙、铁路路基、PCC基础层材料、稳定土等。 现代沥青商品混凝土摊铺机采用全液压驱动和电子控制、中央自动集中润滑、液压振动、液压无级调节摊铺宽度等新技术，自动化程度高，操作简单方便，并 设有自动找平装置、卸载装置、闭锁装置，保证了摊铺面的平整度和质量。摊铺 机上有可以加热的熨平装置，能在较冷的气候条件下施工。
二、分类及特点 沥青商品混凝土摊铺机分类及特点如下： （1）按摊铺宽度分类，沥青摊铺机可分为小型、中型、大型、超大型等四类。 1）小型机的最大摊铺宽度一般小于3600mm，用于路面养护和城市道路的修筑工程。 2）中型机的摊铺宽度为4000-6000mm，用于一般公路路面的修筑和养护工程。 3）大型机的摊铺宽度在7000-9000mm之间，主要用于高等级公路路面施工。 4）超大型机的摊铺宽度为≥12000mm，主要用于高速公路、机场、码头、广场等大面积沥青商品混凝土路面施工，设有自动找平装置的大型、超大型摊铺机摊铺的路面，纵向接缝少，整体性和平整度好。 （2）按行走方式分类可分为拖式和自行式两类。其中自行式又分为履带式 和轮胎式。 1）拖式摊铺机是将接料、输料、分料和熨平等工作装置安装在一个特制的 机架上，摊铺作业靠运料自卸车牵引或顶推进行。它的结构简单，制造、使用成 本低，但因摊铺能力小、质量差，仅适用于低等级公路的路面养护作业。
1.AC-25沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（新疆通力股份有限公司） 碎石(18～31.５mm)：21% 碎石(10～20mm)：25% 碎石(5～10mm)：18% 石屑：17%砂：14% 矿粉：5% 最佳油石比：3.4% 沥青砼密度:2.315 g/cm3 2.AC-25沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（新疆天通路桥工程建设有 限责任公司） 碎石(18～31.５mm)：22% 碎石(10～20mm)：18% 碎石(5～10mm)：20% 石屑：19% 砂：16% 矿粉：5% 最佳油石比：3.5% 沥青砼密度:2.301 g/cm3 3.AC-20沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（新疆天通路桥工程建设有 限责任公司） 碎石(10～20mm)：44% 碎石(5～10mm)：17% 碎石(3～5mm)：11% 碎石(0～3mm)：7% 砂：16% 矿粉：5% 最佳油石比：4.2% 沥青砼密度:2.340 g/cm3 4.AC-13沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（新疆天通路桥工程建设有 限责任公司） 碎石(10～15mm)：26% 碎石(5～10mm)：23% 碎石(3～5mm)：21% 碎石(0～3mm)：8% 砂：16% 矿粉：6% 最佳油石比：5.0% 沥青砼密度:2.311 g/cm3 5.AC-20沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（GZ045线哈—梯段公路改 建工程第一合同段项目部 碎石(10～20mm)：54% 碎石(5～10mm)：12% 碎石(0～5mm)：9% 砂：19% 矿粉：6%
最佳油石比：4.0% 沥青砼密度:2.362 g/cm3 6.AC-13沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（GZ045线哈—梯段公路改 建工程第一合同段项目部 碎石(10～15mm)：27% 碎石(5～10mm)：33% 碎石(0～5mm)：13% 砂：20% 矿粉：7% 最佳油石比：4.9% 沥青砼密度:2.295 g/cm3 7.AC-20沥青混凝土目标配合比矿料配比为:（中铁一局哈罗公路哈南段 项目部试验室） 碎石(10～20mm)：36% 碎石(5～10mm)：16% 水洗砂：24% 石屑:18% 矿粉：6% 最佳沥青用量：4.6% 沥青砼密度:2.366g/cm3 8.AC-20沥青混凝土生产配合比矿料配比为:（中铁一局哈罗公路哈南段 项目部试验室） 碎石(10～20mm)：38% 碎石(5～10mm)：23% 碎石(0～5mm)：33% 矿粉：6% 最佳沥青用量：4.4% 沥青砼密度:2.418g/cm3 9.水泥稳定砂砾基层配合比如下：(GZ045线哈-梯公路改建工程) 三种规格掺配比例为: (0-4.75mm):30% (4.75-19mm):45% (19-31. 5mm):25% 水泥剂量为:4.0% 最大干密度为:2.37g/cm3最佳含水量为:5.3% 以上数据皆为参考,须根据施工情况进行试验确定各实际数据! 二00七年十月二十八日
沥青混合料组成设计 热拌沥青混合料的配合比设计包括3个阶段： 1、目标配合比设计阶段——确定所用材料、计算矿料配合比、据马歇尔试验确定最佳沥青用量，把这个结果作为目标配合比进行试拌，确定拌合机各冷料仓的供料比例、进料速度。 2、生产配合比设计阶段——从二次筛分后进入各热料仓的材料取样筛分，确定各热料仓的材料比例（供控制室使用）。同时调整冷料仓的进料速度，确定生产配合比得最佳沥青用量(目标配合比的最佳沥青、±0.3%)。 3、生产配合比验证阶段——用生产配合比进行试拌、铺试验段，做马歇尔试验进行检验，确定生产用的标准配合比。标准配合比是生产控制的依据和质量检验的标准。矿料级配至少0.075、2.36、4.75三档的筛孔通过率接近要求的中值。 沥青混合料目标配合比设计阶段如何根据马歇尔试验确定沥青最佳用量1）．首先根据选用矿料颗粒组成确定各种矿料的比例，使混合的矿料级配符合设计或规范要求。 2）．根据规范和经验估计适宜的沥青用量，以此沥青用量为中值、0.5%为间隔取5个不同的沥青用量，分别拌和沥青混合料，制备5组马歇尔试验试件。3）．测定试件的密度，计算孔隙率和饱和度。并进行马歇尔试验，测定稳定度和流值等物理力学指标。 4）．整理试验结果。以沥青用量为横坐标，以密度、孔隙率、稳定度、流值和饱和度指标为纵坐标，分别点出试验结果，并绘制关系曲线图。 5）．在图中求取密度最大值对应的沥青用量为a1，稳定度最大值对应的沥青用量为a2，规定空隙率范围的中值对应的沥青用量为a3。计算出沥青最佳用量的初始值OAC1=（a1+a2+a3）/3。 6）．求出符合规范或设计的沥青用量范围OACmin~OACmax，并求取中值OAC2=（OACmin+OACmax）/2。 7）．按沥青最佳用量初始值OAC1在曲线图上求取相应的各项指标值，当各项指标均符合要求时，OAC1和OAC2综合决定沥青最佳用量。若不满足要求时，
公路工程沥青及沥青混合料试验规程 2 术语 2.1.1 沥青的密度 沥青在规定温度下单位体积所具有的质量，以g/cm3计。 2.1.2 沥青的相对密度 在同一温度下，沥青质量与同体积的水质量之比值，无量纲。 2.1.3 针人度 在规定鍵和时间内，附加一定质量的标准针垂直贯入沥的深度，以0.1mm计。 2.1.4 针人度指数 沥青结合料的温度感应性指标，反映针入度随温度而变化的程度，由不同温度的针入度按规定方法计算得到，无量纲。 2.1.5 延度 规定形态的沥青试样，在规定温度下以一定速度受拉伸至断开时的长度，以cm计。 2.1.6 软化点(环球法) 沥青试样在规定尺寸的金属环内，上置规定尺寸和质量的钢球，放于水或甘油中，以规定的速度加热，至钢球下沉达规定距离时的温度，以℃计。 2.1.7 沥青的溶解度 沥青试样在规定溶剂中可溶物的含量，以质量百分率表示。 2.1.8 蒸发损失 沥青试样在163℃温度条件下加热并保持5h后质量的损失，以百分率表示。 2.1.9 闪点 沥青试样在规定的盛样器内按规定的升温速度受热时所蒸发的气体以规定的方法与试焰接触，初次发生一瞬即灭的火焰时的温度，以℃计。盛样器对黏稠沥青是克利夫兰开口杯(简称COC)，对液体沥青是泰格开口
杯(简称TOC)。 2.1.10 弗拉斯脆点 涂于金属片上的沥青薄膜在规定条件下，因冷却和弯曲而出现裂纹时的温度，以℃计。 2.1.11沥青的组分分析 按规定方法将沥青试样分离成若干个组成成分的化学分析方法。 2.1.12 沥青的黏度 沥青试样在规定条件下流动时形成的抵抗力或内部阻力的度量，也称黏滞度。 2.1.13 沥青、混合料的密度 压实沥青混合料常温条件下单位体积的干燥质量，以g/cm3计。 2.1.14枥青混合料的相对密度 同一温度条件下压实沥青混合料试件密度与水密度的比值，无量纲。 2.1.15浙青混合料的理大密度 假设压实沥青混合料试件全部为矿料(包括矿料自身内部的孔隙)及沥青所占有、空隙率为零的理想状态下的最大密度，以g/cm3计。 2.1.16沥青混合料的理论最大相对密度 同一温度条件下沥青混合料理论最大密度与水密度的比值，无量纲。 2.1.17沥青混合料的表观密度 沥青混合料单位体积(含混合料实体体积与不吸收水分的内部闭口孔隙体积之和)的干质量，又称视密度，由水中重法测定(仅适用于吸水率小于0.5%的沥青混合料试件)，以g/cm3计。 2.1.18沥青混合料的表观相对密度 沥青混合料表观密度与同温度水密度的比值，无量纲： 2.1.19沥青混合料的毛体积密度 压实沥青混合料单位体积(含混合料的实体矿物成分及不吸收水分的闭口孔隙、能吸收水分的开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积)的干质量，以g/cm3计。 2.1.20沥青混合料的毛体积相对密度
沥青路面种类 沥青砂、沥青土、沥青碎（砾）石混合料等；按沥青材料品种不同分为：石油沥青路面、煤沥青路面、天然沥青路面和渣油路面。但较普遍的分类方法是按其施工方法、技术品质和使用特点分为：沥青混凝土路面、厂拌沥青碎石路面、沥青贯入式路面、路拌沥青碎（砾）石混合料路面和沥青表面处治路面。 沥青混凝土路面 由适当比例的各种不同大小颗粒的集料、矿粉和沥青，加热到一定温度后拌和，经摊铺压实而成的路面面层。 ①碾压式。沥青混凝土混合料多用热拌热铺法制备，其路用性质比较好，故对制备工艺和原材料要求也较高，大多采用集中厂拌法。用得较普遍的沥青混凝土混合料为碾压式类型，即混合料需经重型机械压实后才能成型，故有的国家称它为碾压式地沥青。成型以后路面平整、密实、少尘，有一定粗糙性，因而有较好的行车舒适性和外观；且有较好的耐老化性、耐磨性、温度稳定性和抗行车损坏的能力。使用寿命一般较长，当采用石油沥青作结合料时，大修年限常在15年以上。 ②冷铺式。沥青混凝土热拌冷铺，有的国家也称为冷地沥青，常用于养护小修或需远距离输送混合料的工程，所用沥青比热拌热铺者为稀，用量亦较少，以求在常温时有适当的松散度和粘性，但其使用寿命不及热拌热铺者。
③摊铺式。热拌热铺的沥青混凝土混合料可以不用重型机械压实即能成型，常称作摊铺地沥青。为了使摊铺地沥青混合料在摊铺时有适当流动。 厂拌沥青碎石路面 也称黑色碎石路面或开级配沥青混凝土路面。其加工工艺和铺筑工艺接近沥青混凝土路面，但其孔隙较大（两者的分界线并不严格，中国以孔隙率10%为分界）。沥青碎石混合料可以热拌热铺，也可热拌冷铺；热铺质量较好，用得较普遍。集料的颗粒有同颗粒及有级配之分，多采用有级配者。和沥青混凝土相比，沥青碎石的细集料和矿粉含量较少，粗集料的比例较大，沥青用量相应也较少。沥青碎石混合料的热稳定性主要依靠集料颗粒间的锁结力，故对沥青用量、稠度、混合料的配合比和集料级配的变动范围可比沥青混凝土为宽，而仍能保持其热稳定性。但因多孔之故，路面容易渗水和老化，故沥青碎石常用于面层的下层、联结层、整平层和基层。若用于路面的上层时，须加沥青封层或嵌撒细粒沥青混合料。但也有把它铺在密实的沥青面层之上，作透水的防滑层用的。沥青碎石路面的使用寿命一般短于沥青混凝土路面，但其工程造价常较廉。 沥青贯入式路面 是浇洒成型的一类沥青路面。把沥青浇洒在铺好的主层集料上，再分层撒布嵌缝石屑和浇洒沥青，分层压实，形成一个较致密的沥青结构层。浇洒施工的优点是设备简单，运料方便；其缺点是施工受气候的影响较大，而且最终成型需要一定时间，成型后的路面不如厂拌
类别 ?沥青混合料的规格?性能及用途 普通沥青及改性沥青密级配沥青混合料?AC-25、AC-20、 AC-16、 ?AC-13、AC-10、 ATB-40、 ?ATB-30、ATB-25 ?密级配沥青混合料是按密实级配原理设计组成 的各种粒径颗粒的矿料与沥青结 ?合料拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及 气候情况、层位可作适当调整 ?）的密实式沥青混凝土混合料（以AC表示）和 密实式沥青稳定碎石混合料（以 ?ATB表示）。按关键性筛孔通过率的不同又可分 为细型、粗型密级配沥青混合 ?料。该类产品可以广泛应用于公路、城市道路、 桥面、隧道、机场、停车场等 ?诸多方面及沥青路面结构的各个层次，是沥青混 凝土中最常用的混合料。 沥青马蹄脂碎石混合料?SMA-16、SMA-13、 SMA-10 ?沥青玛蹄脂碎石混合料，是一种由沥青、纤维稳 定剂、矿粉及少量的细集料组 ?成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间 隙组成一体的沥青混合料，具 ?有空隙率小，良好的高、低温性能及耐久性能等 特点。由于其良好的路用性 ?能，该类混合料主要应用于高等级公路和城市主 干道沥青路面的表面层。
厂拌热再生沥青混合料?AC-25、AC-20、 AC-16、 ?AC-13 ?再生沥青混合料是将回收的旧料，掺加部分再生 剂或新料充分拌和而成，具有 ?节能环保等特点。通过优选再生剂和矿料级配热 再生沥青混合料的路用性能与 ?普通热拌沥青混合料相同，在沥青路面结构中可 同等使用。 密级配及开级配橡胶沥青混合料?ARAC-25、 ARAC-20、 ?RAC-16、ARAC-13、 ARAC-10 ?橡胶粉用于沥青混合料中，有利于改善沥青混合 料的高温稳定性、抗疲劳性能 ?、水稳定性和低温性能等路用性能。橡胶沥青混 合料适用于各种等级的道路沥 ?青路面结构层，尤其对降低城市道路的行车噪音 有明显效果。 抗车辙沥青混合料?KAC-25、KAC-20、 KAC-16、 ?KAC-13 ?抗车辙沥青混合料是通过调整矿料级配、优选沥 青结合料、选用适宜的外掺剂 ?等手段，提高沥青混合料的高温稳定性，同时保 证混合料的低温性能、水稳定 ?性以及耐久性的沥青混合料。由于其具有非常好 的高温抗车辙性能，主要应用 ?于不同等级公路、城市道路的路口、停车港湾、 收费站、重载交通及长上坡路 ?段。
沥青质提高热稳定性和粘滞性。含量↑则粘度↑，针入度↓，软化点↑，温度稳定性↑，硬度↑ 油分赋予沥青流动性。含量越多，则软化点↓，稠度↓ 树脂赋予胶体稳定性，提高粘附性及可塑性 蜡破坏沥青结构的均匀性，降低塑性 石油沥青的化学结构与技术性质的关系：（1）烷碳率↑侧链根数↓平均侧链长度↑→感温性↑（2）芳烃指数↑芳香环数↑→粘附性↑（3）饱和率↑→耐候性↑（4）分子量聚合度→粘度（5）分子量聚合度平均侧链长度→劲度模 ㈠悬浮－密实结构：采用连续级配，矿料颗粒连续存在，而且细集料含量较多，将较大颗粒挤开，使大颗粒不能形成骨架，而较小颗粒与沥青胶浆比较充分，将空隙填充密实，使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间，形成“悬浮-密实”结构。这种结构的沥青混合料粘聚力较高，内摩阻力较小，密实度、强度、耐久性较高，但稳定性较差㈡骨架－空隙结构：采用连续开级配，粗集料含量高，彼此相互接触形成骨架；但细集料含量很少，不能充分填充粗集料间的空隙，形成所谓的“骨架-空隙”结构。这种结构的沥青混合料粘聚力较低，内摩阻力较大，稳定性较好，但耐久性较差。 ㈢骨架－密实结构结构特点：采用间断级配，粗、细集料含量较高，中间料含量很少，使得粗集料能形成骨架，细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙，形成“骨架-密实”结构。这种结构的沥青混合料粘聚力与内摩阻力均较高，稳定性好，耐久性好，但施工和易性较差。 ※※影响沥青混合料强度的因素 内因：沥青集料集料和沥青的交互作用 外因：温度T 时间t 1·沥青的性质对粘结力的影响 *沥青的粘滞度是影响粘结力C的首要因素 沥青的粘滞度反映了沥青在外力作用下抵抗变形的能力。 粘滞力越大→抵抗变形的能力越强→保持矿质集料的相对嵌挤作用 ※粘度↑→粘聚力↓，影响大对内摩阻角影响不大 2·矿质混合料级配、矿质颗粒形状和表面特性等对内摩阻角的影响 ※矿质颗粒粒径↑→内摩阻角↑内摩阻角：中粒式沥青混凝>>细粒式和砂粒式级配类型：级配良好空隙率适当颗粒棱角尖锐→内摩阻角↑ 3·矿料与沥青的交互作用能力的影响 沥青与矿料表面的相互作用对沥青混合料的粘结力和内摩阻角有重要的作用 沥青四组分在石料表面重新排列：结构沥青→连接作用自由沥青→粘度较低使粘结力降低 4·沥青混合料中矿料比面积和沥青用量的影响 4·1沥青的用量 沥青用量很少时沥青不足以形成结构沥青的薄膜来粘结矿料颗粒 沥青用量增加结构沥青逐渐形成沥青更完整地包裹在粒料表面使沥青与矿料间的粘附力随着沥青用量的增加而增加→当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附在矿粉颗粒表面时，沥青胶浆具有最高的粘结力 沥青用量过多逐渐将矿料颗粒推开在颗粒间形成自由沥青则沥青胶浆的粘结力随着自由沥青的增加而降低 4·2矿料的化学性质
1、现有三组混凝土试块，试块尺寸都为100mm×100mm×100mm，其破坏荷载（kN）分别为第一组265、255、320；第二组310、295、280；第三组320、220、270，计算三组混凝土试块的抗压强度值。 答：分别比较每组中最大值和最小值与中间值的差是否超过中间值的15%，结果表明： 第一组中只有最大值320超过了中间值的15%，所以直接去中间值260kN，其抗压强度为 f=260×1000÷100×100×0.95=24.7MPa 第二组中最大值与最小值均未超过中间值的15%，所以首先计算平均值，其抗压强度为 f=（310+295+280）÷3×1000÷100×100×0.95=28.0MPa 第三组中最大值与最小值均超过了中间值的15%，所以试验无效。 2、已知某普通水泥混凝土，其水胶比（W/B）为0.45，砂率（SP）为35%，每立方米混凝土用水量M w为185kg，，矿物掺合料粉煤灰的掺量（M f）为水泥用量(M c)的15%，减水剂掺量(M j)为2.5%，假定其每立方米混凝土质量为2400kg,试计算其试验室混凝土配合比？若工地所用砂的含水率为3%，碎石的含水率为1%，求：该混凝土的施工配合比？ 答:胶凝材料总质量=M w÷W/B=185÷0.45=411.1kg
M c=411.1÷1.15=357.5kg M f=411.1-357.5=53.6kg 因为，M砂+M石=2400-411.1-185=1830.9 且SP=35% 所以，砂质量M砂=631.4kg,碎石质量M石=1199.5kg 混凝土试验室配合比为水泥：水：粉煤灰：砂：石=357.5：185：53.6:631.4:1199.5(1：0.52：0.15：1.77：3.36) 施工配合比：水泥用量M c =357.5kg 粉煤灰用量M f==53.6kg 砂用量M砂=631.4×（1+ 3%）=650.3kg 石用量M石=1199.5×（1+1%）=1211.5kg 施工配合比为水泥：水：粉煤灰：砂：石=357.5：185：53.6：650.3：1211.5（(1：0.52：0.15：1.82：3.39) 3.有一根直径为20mm的HRB335钢筋，其初试标距为断后标距为119.2mm，其断裂位置如下图： 119.2mm o S 65 .5
路面材料分类及结构类型 （一）路面材料的分类 路面材料分为矿料和结合料两大类。矿料分为骨料和填充料两类。骨料是指碎石、卵砾石，有时为片石、料石；填充料是指土、砂、石粉和矿渣等；结合料分为有机结合料———沥青和无机结合料——粘土、石灰、煤粉灰和水泥。 （二）路面结构类型 按矿料在路面结构层中所占位置的不同，路面结构可分为嵌锁结构、混凝结构和细粒结构三种结构形成。 1．嵌锁结构 主要由矿料组成的结构，以中小规格碎石为主体，借碾压外力将骨料拧紧并相互嵌锁牢固，这样形成的结构层，常见的有： （1）沥青碎石，贯入式或拌合式的沥青碎石路面结构，主要靠骨料相互嵌锁，固结成板，沥青材料只起粘 结、密封防水的作用； （2）泥结碎石，骨料结构方式相同，粘结材料为粘土； （3）水结碎石，骨料在重型压路机及洒水碾压下，相互嵌锁形成结构层，再接着在结构层上撒嵌缝料，再 用重碾洒水碾压，使之结成密实的上壳，成为完整 的路面结构。
其他用强度高耐风化的料石嵌成的路面面层，称为条石或石块路面，用手摆片经碾压嵌锁形成的路面基层，都属于这一结构类型。 2混凝结构 采用混凝结构铺筑的路面，都以骨料为主要成分，按比例掺入填充料，并以凝聚性材料使之结合成板状。比如水泥混凝土路面，沥青混凝土路面，砂石级配路面等。 （1）水泥混凝土路面，以碎石为骨料。砂为填充料，水泥为凝聚料胶结而成的路面结构层，具有强度高、水温稳定性好的特点 （2）沥青混凝土路面，以碎石为骨料，砂和石粉为填充料，以石油沥青或煤沥青为凝聚料结合成的路面结构层，具有弹性和放水性能好的特点。 （3）砂石级配路面，以级配碎石为骨料，以级配砂为填充料，按一定比例掺入粘土，结合成的路面结构层，具有一定的整体性。但级配砂砾作基层，抗剪度不足，切均匀度极差，易引起沥青混凝土路面面层的开裂。北京市近20年来的经验证明，级配砂砾层做沥青混凝土路面的基层，往往由于碾压密实度不一，强度不一而过早损坏。 3．细粒结构 以细粒与粘结料相结合，构成具有较高耐磨性但强度不高的结构层，只能用于低级路面的面层或高级里面结构层中的磨耗
一、普通沥青 1、技术性质： （1）物理常数：密度——在规定温度条件下，单位体积的质量； 相对密度——在规定温度下，沥青质量与同体积水质量之比。 （2）粘滞性：反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力，简称粘性，以绝对粘度表示。 工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性。 条件粘度：针入度（适应粘稠石油沥青）；粘度（适应液体石油沥青） （3）延性：沥青材料当受到外力拉伸作用时，所能承受的塑性变形的总能力，以延度作为条件延性的表征指标。 （4）温度敏感性：高温性能指标（软化点、针入度指数）；低温性能指标（脆点） （5）抗老化性（耐久性）：评价方法采用蒸发损失试验、薄膜加热试验、旋转薄膜加热试验； 评价指标;蒸发损失百分率、针入度比、蒸发后沥青延度。 （6）安全性：评价指标闪点、燃点。 （7）其他性质：如溶解度、含蜡量、粘附性等。 2、组分：三组分（油分、树脂和沥青质）；四组分（饱和分、芳香分、胶质和沥青质） 3、胶体结构：溶胶型结构、溶-凝胶型结构、凝胶型结构（按沥青质含量少、适中、多） 4、三大指标：针入度、延度、软化点，分别表征粘滞性、延性和温度敏感性。 （1）针入度：在规定温度（25℃）条件下，以规定质量（100g）的标准针经过规定的时（5s）贯入沥青试样的深度，单位：0.1mm。 表示方法：P（25℃，100g，5s） 表征意义：针入度值愈大，表示沥青的粘度愈小，是目前我国粘稠石油沥青的分级指标。 （2）延度：将沥青试样制成∞字形标准试件，采用延度仪，在规定温度和规定拉伸速度下拉断时的长度，单位：cm。 表示方法：D（T，v）T为试验温度（0℃、15℃、25℃），v为拉伸速度（1cm/min、5cm/min ）表征意义：沥青延度越大，其塑性变形越大，有利于低温变形。 （3）软化点：将沥青试样注于规定内径的铜环中，环上置一钢球，在规定加热速度下，沥青逐渐软化，直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度，单位：℃。 表示方法：T R&B 表征意义：沥青软化点越高，沥青的温度稳定性越好。 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度，软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度。因此，软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标，又是沥青粘度的一种量度。 5、其他性质 （1）脆点：沥青材料在低温下受到瞬时荷载时表现为脆性破坏，采用弗拉斯脆点测定。 （2）闪点：沥青使用时必须加热，由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体，当遇到火焰会发生闪火，此时的温度称为闪点。 （3）燃点：若继续加热，挥发的油分饱和度增加，与空气组成的混合气体遇火极易燃烧，燃烧时的温度称为燃点。 闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的一项重要指标，通常采用克利夫兰开口杯法测定（简称COC法）。 二、改性沥青 1、定义：包括改性沥青混合料，指掺和橡胶、树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉，或者其他材料等外掺剂(改性剂)，从而使沥青或沥青混合料的性能得以改善的沥青结合料。 2、改性剂：在沥青或沥青混合料中加入的天然的或人工的有机或无机材料，可熔融、分散在沥青中，与沥青发生反应或裹覆在集料表面上，改善或提高沥青路面性能的材料。