沥青混合料体积分析

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华 南 理 工 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第３ Ｏ卷 第 １ 期 １
２０ ０ ２年 １ １月
Ｊ ｕｒ ｌｏｆ Ｓ ｕｔ ｈ ｎ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏｆＴｅ ｈｎｏ ｏｇ ｏ ｎａ ｏ ｈ Ｃ ｉ ａ Ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｃ ｌ ｙ
…
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图 １ 沥青 混 合料 的 体 积 组 成
Ｆ ｇ． Ｖｏ ｕ ｔｉ ｏ ｐ ｎ ｎ ｓｏ ｓ ｈ ｌ ｍｉ ｔ ｒ ｉ １ ｌ ｍｅ ｒｃ ｃ ｍ ｏ ｅ ｔ ｆ ａ ｐ ａ ｔ ｘ ｕ ｅ
关键 词 ：沥 青混合 料 ；体积 组成 ； 字图像 处理 数 中 图分 类号 ： ４ １ １ ．１ Ｕ １ ；Ｕ ４ ６ ２ ７ 文献 标 识码 ： Ａ
作 为美 国公路 发 展 战略 研 究计 划 （ ＨＲＰ 的 主 Ｓ ）
１ 沥青 混 合 料 体 积 组 成 的研 究
如 图 １所 示 ， 青 混 合 料 的 体 积 由 粗 集 料 （ 沥 碎 石 ） 细集料 （ 、 石屑 或砂 ） 填 料 （ 、 矿粉 ） 沥 青及 空隙 的 、 体积组 成 ． 按照堆 积 与逐级 填充 的原 则 ， 粗集 料堆积 形 成 的空余 体积 （ Ａ） ＶＣ 必须 由细集 料 和 矿 粉填 充 ， 其 后 的空余体 积 （ ＶＭＡ） 由沥青 填充 ． 再 集料 与 沥青
张 肖宁 李 智 虞 将 苗
（ 南 理 工 大学 道 路 工 程 研 究 所 ，广 东 广 州 ５ ０ ４ ） 华 １６ ０
摘
要 ：针 对 目前 沥青混合料 设计 与 生产领 域 的技 术现 状 ， 分析 Ｓ ｐｒ ａｅ沥青 混合料 在 ｕ ｅｐ ｖ

2、沥青混合料的表观密度
单位体积（含混合料实体体积与不吸收水分的内 部闭口孔隙之和）压实沥青混合料的干质量，又称 视密度，由水中重法测定（仅适用于几乎不吸水的 密实试件）。
3、沥青混合料的毛体积密度
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）压实沥青混合料的干质量，由 表干法、蜡封法或体积法测定。 4、沥青混合料试件的沥青体积百分率 压实沥青混合料试件内沥青部分的体积占试件总体积 的百分率，以VA表示。 5、沥青混合料试件的空隙率 沥青混合料内矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料自 身内部已被沥青封闭的孔隙）的体积占试件总体积的 百分率，以VV表示。
半开级 配
沥青 稳定 碎石 —
公称 最大 粒径 （mm ）
最大 粒径 （mm ）
37.5
53.0
—
ATB-30
—
ATPB-30
—
31.5
37.5
粗粒式
AC-25 AC-20 ATB-25 — — — — — 3～6 — SMA-20 SMA-16 SMA-13 SMA-10 — 3～4 — ATPB-25 — — — — — >18 — AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6～12 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 — 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 —
VMA VV VA

（a） （b）
f VMA 1 P s 100 sb
（3）新规范的计算公式-即Superpave的计算公式（b）
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3、沥青饱和度（VFA） （1）定义：按照试验规程定义总有

排水式沥青路面
排水式开级配沥青碎石ATPB基层 ——Asphalt-Treated Permeable Base
设计空隙率≥18％
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(4) 间断级配沥青混合料
gap-graded bituminous paving mixtures(英) gap-graded asphalt mixtures(美)
47
48
8
2011/5/14
影响沥青混合料抗剪强度的外因
⑴ 温度的影响：温度↑C ↓
第二节 沥青混合料的技术性能
沥青路面的主要损坏类型 沥青混合料应具备的基本技术性能 评价方法与指标 影响因素与改善措施
受温度变化影响较少
⑵ 加载速率的影响：加载速率↑ τ ↑
形变速率的影响：变形速率↑粘度↓ C值↓
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2. 沥青混合料的毛体积密度
f

沥青混合料质量与体积关系示意图
空隙
沥青 质量 m a 空隙体积 V 沥青体积 Va 空隙率 VV 沥青饱和度 VFA
矿料间隙率
ma mg Va Vse V
沥青
VMA
合成矿料有效体积 Vse
合成矿料表观体积
合成矿料毛体积
毛体积相对密度 水中重法 表干法
③ 温拌沥青混合料
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沥青混合料组成与体积参数
空隙率VV 沥青体积率VA 矿料间隙率VMA
4~6. 沥青混合料试件的体积参数
空隙率
沥青混合料 最大理论密度
f VV 1 - t
100%
沥青混合料 毛体积密度
沥青
沥 青 玛 蹄 脂
集料
（ 1 矿料间隙率VMA VMA

规定：高速公路，不宜小于800次/mm
一级公路、城市主干道，不宜小于600次/mm
影响混合料高温稳定性的因素：
沥青用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料尺寸、形状
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
2.1 高温稳定性
车辙实验方法首先是英国运输与道路研究试验所(TRRL) 开发的，并经过了法国、日本等道路工作者的改进与完善。
沥青混合料的抗剪强度与形变速率也有关，粘聚力 C 值随 形变速率的增加而显著提高，内摩阻角随形变速率的变化很 小。
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
高温稳定性 低温抗裂性 疲劳特性 耐久性 水稳定性 抗滑性 施工和易性
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
在沥青用量固定的情况下，矿粉的用量多少也直接影响沥
青混合料的密实程度及粘结力，矿粉用量不能过多，否则使沥
青混合料结团成块，不易施工。
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.6 沥青混合料的结构强度理论 影响抗剪强度τ的因素 矿料的级配类型及表面性质对沥青混合料抗剪强度的影 响
粗、细骨料及填料 较稀沥青分布其间
密实级配的矿质骨架 沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.5 沥青混合料的组成结构类型
胶浆理论：(现代理论) 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆－微分散体系 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆－细分散体系 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料－粗分散体系
特点: 高稠度沥青 / 沥青用量大 / 间断级配
道路工程材料