土質(zhì)單元六瀝青混合料

第三章瀝青混合料第一節(jié)瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)一、概述1.瀝青路面的分類和優(yōu)缺點（1）瀝青路面：所有以瀝青結(jié)合料來粘結(jié)礦料鋪筑而成的不同路面結(jié)構(gòu)，均為瀝青路面。（2）瀝青路面分類：主要有瀝青表面處治、瀝青貫入式、瀝青碎石、瀝青混凝土等路面結(jié)構(gòu)形式。瀝青表處和瀝青貫入式

屬于次高級路面，礦料級配沒有嚴格要求，一般以現(xiàn)場進行礦料攤鋪并灑熱瀝青后進行碾壓成型的。瀝青碎石

屬于次高級路面，有廠拌和路拌之分，前者質(zhì)量與性能穩(wěn)定。瀝青碎石中礦料級配有一定要求，但沒有瀝青混凝土的嚴格，其中沒有或較少使用礦粉，孔隙率較大。瀝青混凝土組成特點是：級配要求嚴格、使用礦粉（填料）較多、一般拌和要求嚴格（廠拌）。其級配有連續(xù)級配、間斷級配之分，近年來瀝青路面中出現(xiàn)了許多新的結(jié)構(gòu)形式：如SMA、OGFC、SUPERPAVE等。（3）瀝青路面的優(yōu)缺點主要優(yōu)點：①優(yōu)良的結(jié)構(gòu)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(gòu)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(zhì)量能夠得以保障，開放交通早。④經(jīng)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(zhì)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(shù)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。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(jié)構(gòu)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(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。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(zhì)瀝青或采取改性措施等。2.瀝青混合料的分類

瀝青混合料一般是由礦質(zhì)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(guān)。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：瀝青混合料材料級配組成及空隙率大小分材料組成及結(jié)構(gòu)分制造工藝分公稱最大粒徑分1.特粗式瀝青混合料2.粗粒式瀝青混合料3.中粒式瀝青混合料4.細粒式瀝青混合料5.砂粒式瀝青混合料1.連續(xù)級配瀝青混合料2.間斷級配瀝青混合料1.密級配瀝青混合料2.半開級配瀝青混合料3.開級配瀝青混合料1.熱拌瀝青混合料2.冷拌瀝青混合料3.再生瀝青混合料目前公路與城市道路路面多采用復(fù)合類的瀝青混合料，如AC-16F既屬于熱拌瀝青混合料、又屬于密級配的、中粒式瀝青混合料。瀝青混合料分類1）根據(jù)礦質(zhì)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有：DAC和ATB類。

前者設(shè)計空隙率通常為3%~6%，具體應(yīng)根據(jù)不同的交通類型、氣候特點而定，可適用于任何面層結(jié)構(gòu)；

后者設(shè)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。(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(yīng)設(shè)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(jié)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：如瀝青瑪蹄脂SMA。2）按礦料的最大粒徑分類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(yīng)的最大粒徑和公稱最大粒徑見表3-1所示。表3-1熱拌瀝青混合料類型瀝青混合料類型公稱最大粒徑/mm最大粒徑尺寸/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26.531.5DAC-25ATB-25--ATPB-25-31.537.5-ATB-30--ATPB30-特粗式37.553.0-ATB-40--ATPB40-設(shè)計空隙率（%）3~63~66~12>18>183~43）根據(jù)結(jié)合料的類型分類根據(jù)瀝青混合料中所用瀝青結(jié)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(jié)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(gòu)成的瀝青混合料：結(jié)構(gòu)強度主要是以礦料顆粒之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為主，以瀝青結(jié)合料的粘結(jié)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(jié)構(gòu)均屬于此類。按密實原則構(gòu)成的瀝青混合料：則主要是以瀝青與礦料之間的粘結(jié)力為主，礦料間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為輔，一般的瀝青混凝土都屬于此類。二、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)

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。瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)的現(xiàn)代理論表面理論:認為混合料是由粗、細集料和填料組配而成的礦質(zhì)骨架和瀝青組成，瀝青分布在礦質(zhì)骨料表面，將礦質(zhì)骨料膠結(jié)成具有強度的整體。其中瀝青的膠結(jié)作用是一個相當復(fù)雜的過程，物理吸附、化學吸附過程、選擇性作用等。所謂物理吸附：是固-液界面產(chǎn)生的表面張力作用下，在礦料表面形成定向吸附和濕潤現(xiàn)象，吸附的瀝青沒有發(fā)生任何化學變化；化學吸附：是瀝青中的瀝青酸及瀝青酸酐與礦料表面的金屬陽離子間產(chǎn)生的化學反應(yīng)，生成了瀝青酸鹽，化學吸附比物理吸附產(chǎn)生的吸附作用更強烈，形成的瀝青膜更穩(wěn)定；選擇性吸附：主要是由于礦料表面的微孔或毛細孔產(chǎn)生的吸附作用，使得瀝青中的小分子如油分和樹脂被吸收而使瀝青質(zhì)相對增多，增強了瀝青的粘結(jié)力，從而使瀝青與礦料作用更穩(wěn)固。膠漿理論近代膠漿理論認為混合料是一種多級空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系。以粗集料為分散相分散在瀝青砂漿中形成粗分散系；而瀝青砂漿是由細集料為分散相分散到瀝青膠漿中的細分散系；瀝青膠漿則以填料為分散相分散在瀝青介質(zhì)中形成的微分散系。在這種多級分散體系中，因瀝青膠漿最為基礎(chǔ)，也最為重要，因此瀝青膠漿的組成結(jié)構(gòu)決定了瀝青混合料的高低溫變形能力。膠漿理論主要研究：

礦粉的礦物組成、礦粉級配（尤其是<0.075mm的成分）、瀝青與礦粉間的交互作用，特別強調(diào)采用高稠度的瀝青、大的瀝青用量和間斷級配的礦質(zhì)混合料。瀝青混合料結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)、骨架密實結(jié)構(gòu)三大類。

懸浮密實結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。代表類型：DAC型瀝青混合料。力學特點：大顆粒未形成骨架，內(nèi)摩阻力ф值較小；小顆粒與瀝青膠漿含量充分，粘結(jié)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(zhì)依賴性較大，由于瀝青粘度降低，往往導(dǎo)致混合料高溫穩(wěn)定性變差。骨架空隙結(jié)構(gòu)該結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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(nèi)摩阻力ф值較大；小顆粒與瀝青膠漿含量不充分，粘結(jié)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。

骨架密實結(jié)構(gòu)

其結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)。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(nèi)摩阻力ф值較大；小顆粒與瀝青膠漿含量充分，粘結(jié)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(chǎn)生離析現(xiàn)象，施工質(zhì)量難以保證，使得混合料很難形成“骨架-密實”結(jié)構(gòu)。三、瀝青混合料強度形成原理及其影響因素路面破壞原因分析：高溫時，由于瀝青混合料抗剪強度不足，引起塑性變形過大（塑性變形為不可恢復(fù)變形，隨著時間產(chǎn)生累積），使路面產(chǎn)生波浪、車轍、擁包與推移等高溫變形破壞。低溫時，抗拉強度或抗變性能力不足，由于混合料收縮受阻產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過了混合料的抗拉強度，而在混合料內(nèi)產(chǎn)生裂縫。環(huán)境因素對瀝青路面破壞產(chǎn)生的影響氣溫下降材料產(chǎn)生收縮，路面邊界約束下，收縮受阻，混合料內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力，拉應(yīng)力超過抗拉強度，裂縫產(chǎn)生，雨水滲入裂縫引起下臥層水損壞，承載力下降,裂縫擴展,路面結(jié)構(gòu)破壞。在春融季節(jié)，水從裂縫下滲，進入路基內(nèi)，使路基強度下降，而瀝青路面不具有剛性，汽車在路面上行駛，是路基內(nèi)的靜態(tài)水變?yōu)閯討B(tài)水，在路基內(nèi)產(chǎn)生沖刷，使路基內(nèi)的水涌出，瀝青層下陷發(fā)生翻漿現(xiàn)象。疲勞破壞疲勞破壞是在車輛反復(fù)作用下引起的，路面材料和路基的疲勞作用，產(chǎn)生變形累積?？傊瑸r青路面必須具備一定的抗剪切破壞的能力。

瀝青路面設(shè)計中抗剪強度，抗剪強度可以用摩爾-庫倫理論進行分析，即瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度由礦料之間的嵌鎖力（內(nèi)摩阻力）以及瀝青與礦料的粘結(jié)力及瀝青自身的內(nèi)聚力構(gòu)成，可由下式表征：

τ——瀝青混合料的抗剪強度，MPa；c——瀝青混合料的結(jié)力，MPa；

Φ——瀝青混合料的內(nèi)摩阻力，0；

σ——實驗時的正應(yīng)力，MPa。式中：瀝青混合料的路用性能

四、瀝青混合料的路用性能瀝青混合料受自然環(huán)境因素和交通荷載作用，要求混合料必須具有高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性、抗?jié)B性、抗滑性和施工和易性。1高溫穩(wěn)定性高溫穩(wěn)定性:是指瀝青混合料在高溫條件下，能夠抵抗車輛荷載的反復(fù)作用，不發(fā)生顯著永久變形，保證路面平整度的特性。提出高溫穩(wěn)定性的意義：高溫條件下或長時間承受荷載作用混合料會產(chǎn)生顯著的變形，其中不能恢復(fù)的部分成為永久變形，這種特性是導(dǎo)致瀝青路面產(chǎn)生車轍、波浪及擁包等病害的主要原因。在交通量大，重車比例高和經(jīng)常變速路段的瀝青路面上，車轍是最嚴重、最有危害的破壞形式之一。高溫穩(wěn)定性的評價方法和評價指標評價試驗方法：

圓柱體試件的單軸靜載、動載、重復(fù)荷載試驗；三軸靜載、動載、重復(fù)荷載試驗；簡單剪切的靜載、動載、重復(fù)荷載試驗等。馬歇爾穩(wěn)定度、維姆穩(wěn)定度和哈費氏穩(wěn)定度等工程試驗，以及反復(fù)碾壓模擬試驗如車轍試驗等。我國最常用評價方法是：馬歇爾試驗和車轍試驗。馬歇爾試驗最大特點設(shè)備簡單、操作方便，現(xiàn)在已被世界上許多國家所采用。馬歇爾試驗用于測定瀝青混合料試件的破荷載和抗變形能力，得到馬歇爾穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù)。

穩(wěn)定度是指試件受壓至破壞時承受的最大荷載，以kN計，流值是達到最大破壞荷載是實踐的垂直變形，以0.1mm計。試件尺寸：（1）φ101.6mm×63.5mm（±1.3mm，兩側(cè)高度差不大于2mm）。適用于公稱最大粒徑<26.5mm的混合料，試件成型擊實次數(shù)根據(jù)公路等級、混合料類型、氣候條件選擇，一般為75次或50次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個。（2）φ152.4mm×95.3mm(±2.5mm，兩側(cè)高度差不大于2mm)。適用于公稱最大粒徑31.5mm和37.5mm的混合料，擊實次數(shù)一般為112次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個，必要時要增至5~6個。實驗條件：恒溫水浴（60℃）中;小型馬歇爾試件保溫30~40min;大型馬歇爾試件保溫45~60min;在馬歇爾穩(wěn)定度儀上測出馬歇爾穩(wěn)定度和流值。車轍試驗:車轍實驗方法首先是英國運輸與道路研究試驗所(TRRL)開發(fā)的，并經(jīng)過了法國、日本等道路工作者的改進與完善。車轍實驗是一種模擬車輛輪胎在路面上滾動形成車轍的工程試驗方法，試驗結(jié)果較為直觀，與瀝青路面車轍深度之間有著較好的相關(guān)性。規(guī)定:對于高速公路、一級公路和城市快速路、主干路瀝青路面的上面層和中面層的瀝青混合料，在用馬歇爾試驗進行配合比設(shè)計時必須采用車轍試驗對瀝青混合料的抗車轍能力進行檢驗。車轍試驗方法：板狀試件:300×300×50mm板式試件;溫度條件:一般為60℃;試驗輪以:42±1次/min的頻率;以產(chǎn)生1mm車轍變形所需要的行走次數(shù)，即動穩(wěn)定度指標評價瀝青混合料的抗車轍能力。DS——瀝青混合料的動穩(wěn)定度，次/mm;t1、t2——試驗時間，通常為45min和60min;d1、d2——與實驗時間對應(yīng)的試件表面的變形量，mm;42——每分鐘行走次數(shù)，次/min;c1、c2——試樣機或試樣修正系數(shù)。

式中：（3-2）

瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的形成主要來源于礦質(zhì)集料顆粒間的嵌鎖作用及瀝青的高溫粘度。

影響高溫穩(wěn)性的主要因素分析（1）礦料的影響

在瀝青混合料的組成材料中，礦料性質(zhì)對瀝青混合料高溫性能影響是至關(guān)重要的。采用表面粗糙、多棱角、顆粒接近立方體的碎石集料。(2)瀝青的影響瀝青的高溫粘度越大，與集料的粘附性越好，相應(yīng)的瀝青混合料的抗高溫變形能力就越強?？梢允褂煤线m的改性劑來提高瀝青的高溫粘度，降低感溫性，提高瀝青混合料的粘結(jié)力，從而改善了瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。（3）瀝青用量的影響

隨著瀝青用量的增加，瀝青膜增厚，自由瀝青比例增加，在高溫條件下，易發(fā)生明顯的流動變形，從而導(dǎo)致瀝青混合料抗高溫變形能力降低。隨著瀝青膜厚度的增加，車轍深度隨之增加。

細粒式和中粒式密級配瀝青混合料，適當減少瀝青用量有利于抗車轍能力的提高，當采用馬歇爾試驗進行瀝青混合料配合比設(shè)計時，瀝青用量應(yīng)選擇最佳瀝青用量范圍的下限。但對于粗粒式或開級配瀝青混合料，不能簡單的靠采用減少瀝青用料來提高抗車轍能力。

低溫抗裂性定義：低溫抗裂性，保證瀝青路面在低溫時不產(chǎn)生裂縫的能力。原因：當冬季氣溫將低時，瀝青面層將產(chǎn)生體積收縮，而在基層結(jié)構(gòu)與周圍材料的約束作用下，瀝青混合料不能自由收縮，將在結(jié)構(gòu)層中產(chǎn)生溫度應(yīng)力。由于瀝青混合料具有一定的應(yīng)力松弛能力，當降溫速率較慢時，所產(chǎn)生的溫度溫度應(yīng)力會隨著時間之間松弛減小，不會對瀝青路面產(chǎn)生較大的危害。但當氣溫驟降時，所產(chǎn)生的溫度應(yīng)力來不及松弛，當溫度應(yīng)力超過瀝青混合料的容許應(yīng)力值時，瀝青混合料被拉裂，導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)裂縫造成路面的損壞。因此有求瀝青混合料具備一定的低溫抗裂性能，即要求瀝青混合料具有較高的低溫強度或較大的低溫變形能力。

目前用于研究和評價瀝青混合料低溫抗裂性的方法可以分為三類：預(yù)估瀝青混合料的開裂溫度；評價瀝青混合料的低溫變形能力或應(yīng)力松弛能力；評價瀝青混合料斷裂能。相關(guān)的試驗主要包括：等應(yīng)變加載的破壞試驗，如間接拉伸試驗、直接拉伸試驗；低溫收縮試驗；低溫蠕變彎曲試驗（現(xiàn)規(guī)范推薦方法）；受限試件溫度應(yīng)力試驗；應(yīng)力松弛試驗等。低溫抗裂性的評價方法和評價指標圖1美國SHPR使用的TSRST設(shè)備簡圖預(yù)估瀝青混合料的開裂溫度通過間接拉伸試驗或直接拉伸試驗，建立瀝青混合料低溫抗拉強度與溫度的關(guān)系。再根據(jù)理論方法，計算瀝青面層可能出現(xiàn)的溫度應(yīng)力與溫度的關(guān)系。根據(jù)溫度應(yīng)力與抗拉度的關(guān)系預(yù)估瀝青面層出現(xiàn)低溫縮裂的溫度越低，瀝青混合料的開裂溫度越低，低溫抗裂性越好。低溫蠕變試驗在規(guī)定溫度下（如-10℃），對規(guī)定尺寸的瀝青混合料小梁試件30×35×250mm梁式試件）的跨中施加恒定的集中荷載，測定試件隨時間不斷增長的蠕變變形。蠕變變形曲線可分為三個階段，第一段為蠕變遷移階段，第二階段為蠕變穩(wěn)定階段，第三階段為蠕變破壞階段，以蠕變穩(wěn)定階段的蠕變速率評價瀝青混合料的低溫變形能力。蠕變速率越大，瀝青混合料在低溫下的變形能力越大，松弛能力越強，低溫抗裂性能越好。——瀝青混合料的低溫蠕變速率，1/s·MPa——瀝青混合料小梁試件跨中梁底的蠕變拉應(yīng)力，MPa——分別為蠕變穩(wěn)定器的初始實踐和終止時間，s。、（3-3）

低溫彎曲試驗

在試驗溫度-下，以50mm/min速率，對小梁試件（30×35×250mm梁式試件）跨中施加集中荷載至斷裂破壞，記錄試件跨中荷載與擾度的關(guān)系曲線，見圖3-13。由破壞時跨中擾度按公式（3-4）計算瀝青混合料的破壞彎拉應(yīng)變。瀝青混合料在低溫下破壞彎拉應(yīng)變越大，低溫柔韌性越好，抗裂性越好。——時間破壞時的最大彎拉應(yīng)變；d——試件破壞時的跨中擾度，mm；L——試件的跨徑，mm。（3-4）式中：注意：實驗證明，在評價改性瀝青混合料低溫性能時，采用低溫蠕變試驗方法所得結(jié)果對于改性劑種類和改性劑劑量都不夠敏感，數(shù)據(jù)較為分散，而采用低溫彎曲試驗的破壞應(yīng)變指標則相對穩(wěn)定。所以在我國行業(yè)標準（JTJ036-98）中，采用低溫彎曲試驗的破壞應(yīng)變指標作為評價改性瀝青瀝青混合料的低溫抗裂性能。影響瀝青混合料低溫性能的主要因素瀝青的低溫勁度的影響，取決于瀝青粘度和溫度敏感性。在寒冷地區(qū)，可采用稠度較低、勁度較低的瀝青，或選擇松弛性能較好的橡膠類改性瀝青來提高瀝青混合料的低溫抗裂性級配的影響：

密級配的低溫抗拉強度高于開級配的瀝青混合料，但是粒徑大、空隙率大的瀝青混合料內(nèi)部微空隙發(fā)達，應(yīng)力松弛能力略強，溫度應(yīng)力有所減小，兩方面的影響相互抵消，故級配類型與瀝青路面開裂程度之間沒有顯著關(guān)系。3．耐久性定義：耐久性是指瀝青混合料在使用過程中抵抗環(huán)境因素及行車和在反復(fù)作用的能力，它包括瀝青混合料的抗老化性、抗疲勞性等綜合性制。（1）瀝青混合料的抗老化性老化原因：在瀝青混合料使用過程中，受到空氣中氧、水、紫外線等介質(zhì)的作用，促使瀝青發(fā)生諸多復(fù)雜的物理化學變化，逐漸老化或硬化，致使瀝青混合料變脆易裂，從而導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)各種與瀝青老化有關(guān)的裂紋或裂縫。影響因素：瀝青的老化程度、外界環(huán)境因素和壓實空隙率等。在氣候溫暖、日照時間較長的地區(qū)，瀝青的老化速度快，而在氣溫較低、日照時間短的地區(qū)，瀝青的老化速率相對較慢。瀝青混合料的空隙率越大，其老化程度也越高。壓實空隙率的增大，回收瀝青針入度減小，老化程度增加。道路中部車輛作用次數(shù)較高，對路面的壓密作用較大，中部的瀝青比邊緣部位瀝青的老化程度輕些。解決措施：選擇耐老化瀝青，有足量的瀝青含量。施工過程中，應(yīng)控制拌合加熱溫度，并保證瀝青路面的壓實密度。（2）瀝青混合料的水穩(wěn)定性及其評價方法水穩(wěn)定性不足：瀝青剝離，粘結(jié)強度降低，集料松散，易形成坑槽，即“水損壞”。原因：壓實空隙率較大、瀝青路面排水系統(tǒng)不完善，動水壓力對瀝青產(chǎn)生剝離作用，將加劇瀝青路面的“水損害”病害。①

瀝青與集料的粘附性試驗評價實驗方法，例如水煮法、靜態(tài)水浸法、光電比色法及攪動水凈吸附法等。這些方法是將瀝青覆裹在礦料表面，浸入水中，根據(jù)礦料表面瀝青的剝離程度，判斷瀝青與集料的粘附性，其中水煮法和靜態(tài)水浸法是目前道路工程中的常用方法,人為主觀性較大，所以還必須結(jié)合瀝青混合料的水穩(wěn)定性試驗結(jié)果進行綜合評價。②

混合料的浸水試驗浸水試驗是根據(jù)浸水前后瀝青混合料物理、力學性能的降低程度來表征其水穩(wěn)定性的一類試驗，常用的方法有浸水馬歇爾試驗、浸水劈裂強度試驗和浸水抗壓強度試驗等。以浸水前后的馬歇爾穩(wěn)定度比值、車轍深度比值、劈裂強度比值和抗壓強度比值的大小評價瀝青混合料的水穩(wěn)定性。③

凍融劈裂試驗凍融劈裂試驗將瀝青混合料試件分為二組，一組試件用于測定常規(guī)狀態(tài)下的劈裂強度，另一組試件首先進行真空飽水，然后至于-18℃條件下冷凍16h，再在60℃水中浸泡24h，最后進行劈裂強度測試，在凍融過程中，瀝青混合料劈裂強度降低。不同礦物成分集料瀝青混合料的凍融劈裂試驗抗拉強度比TSR表3-3試件條件(MPa)(MPa)TSR(%)劈裂強度降低花崗巖集料0.860.5766.333.7輝綠巖集料0.890.6674.125.9石灰石集料1.020.8987.312.7④

瀝青混合料水穩(wěn)定性的影響因素與瀝青和集料的粘附性有關(guān)，在很大程度上取決于集料的化學組成。表3-2結(jié)果表明花崗巖集料與瀝青的粘附性明顯低于堿性集料石灰?guī)r與瀝青的粘附性，也明顯低于中性集料玄武巖與瀝青的粘附性。通過摻加抗剝落劑可以顯著改善集料或中性集料與瀝青的粘附性。集料種類韓國SK瀝青東海70號瀝青新鮮瀝青TFOT殘留物新鮮瀝青TFOT殘留物未加抗剝落劑加抗剝落劑未加抗剝落劑加抗剝落劑未加抗剝落劑加抗剝落劑未加抗剝落劑加抗剝落劑花崗巖11+5-25-1+535-花崗巖215-341-4+3-5砂巖35-5-5-2+53-5-玄武巖3-53+4+353+5石灰石5-55-55-555混合料壓實空隙率大小及瀝青膜厚度的影響：當空隙率較大、瀝青膜較薄時水穩(wěn)定性較差。成型方法的影響：成型溫度較低，要么壓實度達不到要求，要么集料被壓碎，從而使混合料水穩(wěn)性下降。級配的影響：開級配壓實空隙率較大，往往對水穩(wěn)定性不利。當瀝青用量不足時，即使是密級配的瀝青混合料也會出現(xiàn)水穩(wěn)定性不好的問題。4.瀝青混合料的抗滑性瀝青路面的抗滑性對于保障道路交通安全至關(guān)重要。而瀝青路面的抗滑性能必須通過合理的選擇瀝青混合料組成材料、正確的設(shè)計與施工來保證。瀝青路面的抗滑性與所用礦料的表面構(gòu)造深度、顆粒形狀與尺寸、抗磨性有著密切的關(guān)系。礦料表面構(gòu)造深度取決于礦料的礦物組成、化學成分及風化程度；顆粒形狀與尺寸既受到礦物組成的影響，也與礦料的加工方法有關(guān)；抗磨光性則受到上述所有因素加上礦物成分硬度的影響。因此表層的粗集料應(yīng)粗糙、堅硬、耐磨、抗沖擊性好、磨光值大的碎石或破碎石集料。構(gòu)造深度實驗是將0.15~0.3mm的干砂25ml倒在試件表面，用粘有像膠片的推光板，由里向外重復(fù)作攤鋪運動，使砂填入凹凸不平的試件表面空隙中，不得在表面上留有浮動余砂。用鋼尺量測砂所構(gòu)成園的兩個垂直方向的直徑，取其平均值。式中：TD——瀝青混合料的表面構(gòu)造深度，mmV——砂的體積，25mlD——攤平砂子的平均直徑，mm

增加粗集料含量有助于提高瀝青路面的宏觀構(gòu)造深度。5．施工和易性影響瀝青混合料施工和易性的因素很多，諸如組成材料的技術(shù)品質(zhì)、用量比例，以及施工條件等。目前尚無直接評價混合料施工和易性的方法和指標。（1）組成材料的影響，主要是礦料級配和瀝青用量。在間斷級配的礦質(zhì)混合料中，粗細集料的顆粒尺寸相差過大，中間尺寸顆粒缺乏，混合料容易離析。如果細料太少，或礦粉用量過多時，混合料容易產(chǎn)生疏松且不易壓實；反之，如果瀝青用量過多，或礦粉質(zhì)量不好，則容易使混合料結(jié)團，不易攤鋪。（2）施工條件的影響，如溫度，較高溫度可保證瀝青的流動性，拌和中能夠充分均勻地粘附在礦料顆粒表面；在壓實期間，礦料顆粒能相互移動就位，達到規(guī)定的壓實密度。但溫度過高既會引起瀝青老化，也會嚴重影響瀝青混合料的使用性能。瀝青混合料的拌和與壓實溫度與瀝青粘度有關(guān)，應(yīng)根據(jù)瀝青粘度與溫度的關(guān)系曲線確定.（3）工地氣溫狀況，當?shù)貧鉁卦礁撸┕ず鸵仔栽胶?。粘度適宜于拌和的粘度適宜于壓實的粘度動力粘度（Pa.s）0.17±0.020.28±0.03運動粘度（mm2/s）170±20280±30壓實范圍拌和范圍拌和溫度：148～153壓實溫度：142～146第二節(jié)普通熱拌瀝青混合料的組成設(shè)計熱拌瀝青混合料是由礦料與粘稠瀝青在專門設(shè)備中加熱拌合而成，用保溫設(shè)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。瀝青混合料的拌合瀝青混合料的運輸瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的碾壓瀝青路面的施工有著嚴格的程序一、瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)瀝青混合料的物理力學性質(zhì)瀝青膠結(jié)料的選擇瀝青混合料使用性能的檢驗；瀝青混合料技術(shù)要求環(huán)境因素的影響1.氣候分區(qū)指標依據(jù)：采用工程所在地最近30年內(nèi)最熱月份平均最高氣溫的平均值。作用：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。區(qū)劃數(shù)目：3個一級區(qū)（夏炎熱區(qū)、夏熱區(qū)、夏涼區(qū)）。一級區(qū)劃依據(jù)：采用工程所在地最近30年內(nèi)的極端最低氣溫。作用：作為反映溫度收縮產(chǎn)生裂縫的氣候因子。區(qū)劃數(shù)目：4個二級區(qū)（冬嚴寒區(qū)、冬寒區(qū)、冬冷區(qū)、冬溫區(qū)）二級區(qū)劃依據(jù)：采用工程所在地最近30年的年降雨量的平均值，并作為氣候區(qū)劃的三級指標。作用：作為受雨水影響的氣候因子。區(qū)劃數(shù)目：4個三級區(qū)（潮濕區(qū)、濕潤區(qū)、半干區(qū)、干旱區(qū)）三級區(qū)劃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。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瀝青材料瀝青混合料組成材料粗集料細集料填料基質(zhì)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二、瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)決定于組成材料的質(zhì)量品質(zhì)、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(zhì)量是首先需要關(guān)注的問題。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(shù)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(shù)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(shù)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1.瀝青選擇依據(jù)：瀝青應(yīng)根據(jù)氣候條件和瀝青混合料類型、道路等級、交通性質(zhì)、路面類型、施工方法以及當?shù)厥褂媒?jīng)驗等，經(jīng)技術(shù)論證后確定。瀝青選擇原則：1.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。2.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(chǎn)生較大的高溫變形。3.一般來說，可根據(jù)當?shù)貫r青路面氣候分區(qū)的溫度水平參照第二章表2-6選擇瀝青。4.在夏季溫度高或高溫持續(xù)時間長的地區(qū)，應(yīng)采用粘度高的瀝青；而在冬季寒冷地區(qū)，則宜采用稠度低、低溫勁度較小的瀝青。5.對于日溫差較大的地區(qū)還應(yīng)考慮選擇針入度指數(shù)較大、感溫性較低的瀝青。6.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(wù)區(qū)、停車場等行車速度慢的路段，應(yīng)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。2.粗料集粗料集的物理力學性質(zhì)要求1與瀝青的粘附性要求2粗集料的粒徑規(guī)格3（1）粗料集的物理力學性質(zhì)要求雨量氣候地區(qū)技術(shù)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－瀝青混合料粗集料質(zhì)量要求技術(shù)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（2）與瀝青的粘附性要求若達不到表3-6對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(yīng)按照表3-8進行生產(chǎn)和使用。如某一檔粗集料不符合表3-8的規(guī)格，但確認與其它集料組配后的合成級配符合設(shè)計級配的要求時，也可以使用。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(zhì)量百分率（%）37.531.526.51913.29.54.752.360.6S615~3010090~100--0~15-0~5S710~3010090~100---0~150~5S815~2510095~1000~15-0~5S910~2010095~100-0~150~5S1010~1510095~1000~150~5S115~1510095~10040~700~150~5S125~1010095~1000~100~5S133~1095~10010095~10040~700~200~5S143~50~250~53.細集料（1）細集料的物理力學性能要求①可以采用天然砂、機制砂或石屑。②應(yīng)潔凈、干燥、無風化、不含雜質(zhì)，并有適當?shù)募壟浞秶?，物理力學指標要求見表3-9。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瀝青混合料用細集料質(zhì)量要求

表3-9注：①堅固性實驗根據(jù)需要進行。與瀝青有良好的粘結(jié)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(jié)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(yīng)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。（2）細集料的粒徑規(guī)格①天然砂天然砂宜采用河砂或海砂，當使用山砂時應(yīng)經(jīng)過清洗。天然砂的規(guī)格應(yīng)符合表3-10的規(guī)定，經(jīng)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%（其它等級道路）瀝青面層用天然砂規(guī)格表3-10分類通過各篩孔“（mm）的質(zhì)量百分率（%）細度模數(shù)9.54.752.361.180.60.30.150.075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

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(chǎn)石屑的過程中應(yīng)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(yīng)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(yīng)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(yīng)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%。瀝青面層用機制砂或石屑規(guī)格表3-11規(guī)格公稱粒徑通過下列篩孔（mm）的質(zhì)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細集料的級配在瀝青混合料中的適用性，應(yīng)將其與粗集料及填料配制成礦質(zhì)混合料后，再判斷其是否符合礦料設(shè)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(jīng)磨細得到的礦粉，生產(chǎn)礦粉的原石料中泥土雜質(zhì)應(yīng)清除。礦粉要求干燥、潔凈，能自由地從石粉倉中流出，其質(zhì)量應(yīng)符合表3-12的要求。瀝青面層用礦粉質(zhì)量要求表3-12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(jié)塊親水系數(shù)<1.0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(yīng)經(jīng)過干燥粉碎處理，且不得含有雜質(zhì)。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(zhì)量要求與礦粉相同。粉煤灰燒失量應(yīng)小于12%，與礦粉混合后的塑性值數(shù)應(yīng)小于4%，其余質(zhì)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(jié)力好，且水穩(wěn)性應(yīng)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%。三、熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計標準1．瀝青混合料類型的選擇混合料類型應(yīng)根據(jù)道路等級與所處位置的功能要求進行選擇。礦料的最大粒徑宜從上至下逐漸增大，并與結(jié)構(gòu)層的設(shè)計厚度相匹配。瀝青面層混合料的最小壓實厚度(mm)表3-13瀝青路面結(jié)構(gòu)層類型道路等級高速公路、一級公路、城市快速路、主干路二級以下等級公路一般城市道路行人道路磨耗層表面層瀝青混合料類型DACSMAOGFCDACSMADAC集料公稱最大粒徑(mm)4.75xxxxx109.530252025252013.2403525353525165040x4540x中面層下面層基層瀝青混合料類型DACATBDACAMATBDACAM集料公稱最大粒徑(mm)13.2xx3535x35351650x4540x40401960x6050x55x26.58080x6080xx31.5x100xx90xx37.5x120xx100xx2．馬歇爾試驗配合設(shè)計技術(shù)標準1）瀝青混合料的體積特征參數(shù)瀝青混合料組成材料質(zhì)量與體積的關(guān)系見圖3-18，體積特征參數(shù)有密度、空隙率、礦料間隙率和飽和度等指標表征。（1）瀝青混合料的密度密度是指壓實混合料試件單位體積的干質(zhì)量。在實際使用中，密度（或相對密度）的測試方法非常重要又有一定難度，常用的密度計算或測試方法如下。①瀝青混合料的理論最大密度理論最大密度是假設(shè)瀝青混合料試件被壓實至完全密實，沒有空隙的理想狀態(tài)下，即壓實瀝青混合料試件全部為礦料（包括礦料內(nèi)部空隙）和瀝青所占有，空隙率為零時的最大密度。瀝青混合料的理論最大密度可以通過實測法或計算法確定，實測法有真空法和溶劑法，計算法則按照下面方法進行計算。

集料—瀝青界面示意圖②瀝青混合料毛體積密度毛體積密度是指單位毛體積（含瀝青混合料實體礦物成分體積、不吸收水分的內(nèi)口孔隙、能吸收水分的開口孔隙等顆粒表面輪廓所包圍的全部毛體積）的干密度?；旌狭系拿w積可選用表干法、蠟封法或體積法測定。表干法測定的毛體積密度又稱飽和面干毛體積密度，適用于較密實且吸水很少的試件，根據(jù)測試結(jié)果，按式（3-10）計算。蠟封法采用蠟封條件測試瀝青混合料的毛體積，包括了瀝青混合料試件在蠟封狀態(tài)下實體體積與閉口孔隙、開口孔隙之和，但不計入蠟被吸入混合料的部分（按式（3-11）計算），適用于吸水率大于2%的瀝青混合料試件。體積法采用游標卡尺測量瀝青混合料試件的體積，它適用于空隙率較大、吸水嚴重，甚至完全透水或不能用表干法或蠟封法測定的瀝青混合料試件。壓實瀝青混合料試件密度試驗（水中重、蠟封法、表干法）(2)瀝青混合料試件的空隙率空隙率是指壓實狀態(tài)下瀝青混合料內(nèi)礦料與瀝青實體之外的空隙（不包含礦料本身或表面已被瀝青封閉的孔隙）的體積占試件總體積的百分率，根據(jù)壓實瀝青混合料試件密度和理論最大密度按式（3-12）計算。①測試方法對瀝青混合料試件空隙率的影響由于空隙率是根據(jù)瀝青混合料實測密度計算得到的參數(shù)，當在式（3-12）中取不同的密度值時，空隙率的計算結(jié)果將大不相同。如表3-15所列：水中重法<表干法<體積法。因此，在評價瀝青混合料空隙率時，應(yīng)根據(jù)試件空隙率水平，按照規(guī)定的標準方法進行試驗和計算。不同測試條件下瀝青混合料密度與空隙率計算結(jié)果

表3-15試件編號密度（g/cm3）空隙率（%）水中重法表干法體積法水中重法表干法體積法L-12.4672.3932.3614.046.928.15L-22.4722.4242.3923.205.096.34L-32.5022.4712.4361.282.483.86L-42.4942.4692.4450.871.862.79②組成材料與壓實條件對空隙率的影響在相同的壓實條件下，連續(xù)級配瀝青混合料的空隙率隨著瀝青用量的增加而減小，并與粗集料數(shù)量有著顯著的相關(guān)性。圖3-19為連續(xù)級配瀝青混合料空隙率與粗集料數(shù)量的關(guān)系，4.75mm篩孔通過百分率越小，粗集料含量越高，試件的空隙率越大。相同配合比的瀝青混合料的空隙率隨著壓實溫度增加而顯著降低，見圖3-20。

空隙率是瀝青混合料最重要的體積特征參數(shù)，影響著混合料的穩(wěn)定性和耐久性?？障堵蔬^低，因塑性流動會引發(fā)路面車轍；但空隙率過大，可能增加瀝青的氧化速率和老化程度，并增加水分進入導(dǎo)致瀝青剝落，從而降低混合料的耐久性。(3)瀝青混合料礦料間隙率

礦料間隙率是指壓實瀝青混合料試件中礦料實體以外的空間體積占試件總體積的百分率，它是試件空隙率與瀝青體積百分率之和，由式（3-15）表示。（4）瀝青混合料試件的瀝青飽和度瀝青飽和度是指壓實瀝青混合料試件中瀝青實體體積占礦料骨架實體以外的空間體積的百分率，又稱為瀝青填隙率，如式（3-16）所定義。2）馬歇爾試驗技術(shù)標準普通熱拌瀝青混合料采用馬歇爾試驗方法進行配合比設(shè)計，在進行配合比設(shè)計時，瀝青混合料馬歇爾試件的體積特征參數(shù)、穩(wěn)定度與流值試驗結(jié)果應(yīng)符合表3-16與表3-17的技術(shù)要求。馬歇爾穩(wěn)定度實驗動畫馬歇爾穩(wěn)定度實驗錄像熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)標準表3-16

瀝青混合料類型試驗項目密級配熱拌瀝青混合料DAC密級配瀝青碎石ATB瀝青碎石AM排水式開級配瀝青混合料OGFC高速公路、一級公路、城市快速路、主干路其他等級道路行人道路中輕交通重交通中輕交通重交通夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)及夏涼區(qū)擊實次數(shù)757575755050755050空隙率（%）深100mm以內(nèi)3~54~62~43~53~62~43~66~10≥18深100mm以下3~63~62~43~6瀝青飽和度（%）見表（3-17）的要求55~7040~70-礦料間隙率（%）見表（3-17）的要求≥11--穩(wěn)定度（kN）≥8888537.53.53.5流值（mm）2~41.5~42~4.52~42~4.52~51.5~4--密級配熱拌瀝青混合料的瀝青拌和度與礦料間隙率的要求表3-17集料公稱最大粒徑(mm)4.759.513.216.019.026.531.537.550.0瀝青飽和度VFA(%)70~8560~7555~70在右側(cè)設(shè)空隙率時的礦料間隙率VMA(%)≥空隙率VV(%)215131211.511109.598.5316141312.5121110.5109.5417151413.5131211.51110.5518161514.5141312.51211.5619171615.5151413.51312.53．瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性指標對于高速公路、一級公路和城市快速路、主干路瀝青路面上面層和中面層的瀝青混合料進行配合比設(shè)計時，應(yīng)進行車轍試驗檢驗。瀝青混合料的動穩(wěn)定度應(yīng)符合表3-18的要求。對于交通量特別大，超載車輛特別多的運煤專線、廠礦道路，可以通過提高氣候分區(qū)等級來提高對動穩(wěn)定度的要求。對于輕交通為主的旅游區(qū)道路，可以根據(jù)情況適當降低要求。（車轍試驗flash）（輪碾成型flash）瀝青混合料車轍動穩(wěn)定度技術(shù)要求表3-18氣候條件與技術(shù)指標相應(yīng)于下列氣候分區(qū)所要求的動穩(wěn)定度（次/mm）七月平均最高氣溫（℃）及氣候分區(qū)>30夏炎熱區(qū)20～30夏熱區(qū)<20夏涼區(qū)1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通瀝青混合料非改性≥8001000600800600改性≥240028002000240018004．瀝青混合料的低溫抗裂性指標為了提高瀝青路面低溫抗裂性，應(yīng)對瀝青混合料進行低溫彎曲試驗，試驗溫度為-10℃，加載速度為50mm/min?；旌狭系钠茐膽?yīng)變應(yīng)滿足表3-19的要求。瀝青混合料低溫抗裂性試驗破壞應(yīng)變技術(shù)要求表3-19氣候條件與技術(shù)指標相應(yīng)于下列氣候分區(qū)所要求的破壞應(yīng)變年極端最低氣溫（℃）及氣候分區(qū)＜-37.0冬嚴寒區(qū)-21.5～-37.0冬寒區(qū)-9.0～-21.5冬冷區(qū)>-9.0冬溫區(qū)1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通瀝青混合料非改性≥260023002000改性≥3000280025005．瀝青混合料的水穩(wěn)定性指標在進行瀝青混合料配合比設(shè)計及性能評價時，除了對瀝青與石料的粘附性等級進行檢驗外，還應(yīng)在規(guī)定條件下進行瀝青混合料的浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比應(yīng)滿足表3-20的要求。改性瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強度比均不得小于80%。瀝青混合料水穩(wěn)定性技術(shù)要求

表3-20年降雨量（mm）及氣候分區(qū)>1000潮濕區(qū)500～1000濕潤區(qū)250～500半干區(qū)<250干旱區(qū)浸水馬歇爾試驗的殘留穩(wěn)定度（%）≥非改性8075改性8580凍融劈裂試驗的殘留強度比（%）≥非改性7570改性8075密級配熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計方法

全過程配合比設(shè)計過程：三個階段：目標配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段和生產(chǎn)配合比驗證，即試驗路試鋪階段。目標配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比驗證階段礦料的組成設(shè)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(yù)估計算瀝青用量瀝青與集料相對密度測定配合比設(shè)計三個階段目標配合比與生產(chǎn)配合比都是兩方面的設(shè)計，二者有何區(qū)別？四、密級配熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計方法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(chǎn)配合比最佳瀝青用量OAC圖解法確定熱料比例生產(chǎn)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(diào)整控制室皮帶轉(zhuǎn)速達到設(shè)計比例青用量確定提供標準為生產(chǎn)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(chǎn)瀝青混合料熱料篩分取分級目標配合比與生產(chǎn)配合比設(shè)計關(guān)系圖成型3組馬歇爾試件配合比階段設(shè)計區(qū)別拌料振動篩布置熱料篩分拌和缸出料裝料問題裝料問題目標配合比設(shè)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(shè)計時不使用。2．礦粉直接從包裝袋中取樣。一、礦料組成設(shè)計（二）取樣各種集料（冷料）篩分（水洗法）目標配合比設(shè)計一、礦料組成設(shè)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。目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)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(jīng)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?？梢詼y定15℃密度，換算得相對密度（25℃/25℃）二者換算關(guān)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(wǎng)籃法）《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準測定標準目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)計（二）預(yù)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(yīng)的毛體積相對密度γ1′、γ2′…γn′－各種礦料相應(yīng)的表觀相對密度目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)計（二）預(yù)估計算瀝青用量3．預(yù)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—已建類似工程礦料合成毛體積相對密度目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)計（三）馬歇爾試驗1．按照確定的礦料比例配料，根據(jù)預(yù)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(yīng)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(yīng)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(diào)整后的混合料質(zhì)量=所得試件高度×原用混合料質(zhì)量（6）根據(jù)調(diào)整后的混合料質(zhì)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?！豆饭こ虨r青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)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。《公路工程瀝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。目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)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

測定標準目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)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目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)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(shù)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,無量綱目標配合比設(shè)計步驟二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設(shè)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+Pai或100γti=Pbiγb+γsePsi《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG