瀝青混合料化學分析試驗作業(yè)指導書

瀝青混合料化學分析試驗作業(yè)指導書瀝青混合料是由礦料與瀝青結合料拌和而成的混合料的總稱。 一、瀝青混合料分類瀝青混合料可根據(jù)礦物級配、礦料最大粒徑、結構形式以及施工工藝進行分類。1．按礦料級配分類（1）密級配瀝青混凝土混合料：各種粒徑的顆粒級配連續(xù)、相互嵌擠密實的礦料，與瀝青拌合而成，且壓實后的剩余空隙率小于l0％的混凝土混合料。剩余空隙率為3％～6％(行人道路2％～6％)的是I型密實式改性瀝青混凝土混合料；剩余空隙率為4％～10％的是Ⅱ型半密實式改性瀝青混凝土混合料。代表類型有瀝青混凝土、瀝青穩(wěn)定碎石。（2）半開級配瀝青混合料：由適當比例的粗集料、細集料及少量填料(或不加填料)與瀝青拌合而成，壓實后剩余空隙率在10％以上的半開式改性瀝青混合料。代表類型有改性瀝青穩(wěn)定碎石，用AM表示。（3）開級配瀝青混合料：礦料級配主要由粗集料組成，細集料和填料較少，采用高黏度瀝青結合料粘結形成，壓實后空隙率大于15％的開式瀝青混合料。代表類型有排水式瀝青磨耗層混合料，以0GFC表示；另有排水式瀝青穩(wěn)定碎石基層．以ATPB表示。（4）間斷級配瀝青混合料：礦料級配組成中缺少l個或幾個檔次而形成的級配間斷的瀝青混合料。代表類型有瀝青瑪碲脂碎石(SMA)。2．按礦料粒徑分類（1）砂粒式瀝青混合料：礦料最大粒徑等于或小于4．75mm的瀝青混合料，也稱為瀝青石屑或瀝青砂。（2）細粒式瀝青混合料：礦料最大粒徑為9.5mm或13.2mm的瀝青混合料。（3）中粒式瀝青混合料：礦料最大粒徑為16mm或19mm的瀝青混合料。（4）粗粒式瀝青混合料：礦料最大粒徑為26.5mm或31.5mm的瀝青混合料。（5）特粗式瀝青混合料：礦料的最大粒徑等于或大于37.5mm的瀝青混合料。3．按組成結構分類（1）密實一懸浮結構：在采用連續(xù)密級配礦料配制的瀝青混合料中，一方面礦料的顆粒由大到小連續(xù)分布，并通過瀝青膠結作用形成密實結構。另一方面較大一級的顆粒只有留出充足的空間才能容納下一級較小的顆粒，這樣粒徑較大的顆粒就往往被較小一級的顆粒擠開，造成粗顆粒之間不能直接接觸，也就不能相互支撐形成嵌擠骨架結構，而是彼此分離懸浮于較小顆粒和瀝青膠漿中間，這樣就形成了密實一懸浮結構的瀝青混合料。工程中常用的AC—I型瀝青混凝土就是這種結構的典型代表。（2）骨架一空隙結構：當采用連續(xù)開級配礦料與瀝青組成瀝青混合料時，由于礦料大多集中在較粗的粒徑上，所以粗粒徑的顆?？梢韵嗷ソ佑|，彼此相互支撐，形成嵌擠的骨架。但因很少含有細顆粒，粗顆粒形成的骨架空隙無法填充，從而壓實后在混合料中留下較多的空隙，形成骨架一空隙結構。工程中使用的瀝青碎石混合料(AN)和排水瀝青混合料(OGFC)是典型的骨架空隙型結構。（3）密實一骨架結構：當采用間斷型密級配礦料與瀝青組成瀝青混合料時，由于礦料顆粒集中在級配范圍的兩端，缺少中間顆粒，所以一端的粗顆粒相互支撐嵌擠形成骨架，另一端較細的顆粒填充于骨架留下的空隙中間，使整個礦料結構呈現(xiàn)密實狀態(tài)，形成密實一骨架結構。瀝青碎石瑪碲脂混合料(SMA)是一種典型的骨架密實型結構。4．按施工溫度分類（1）熱拌熱鋪瀝青混合料：瀝青與礦料經(jīng)加熱后拌合，并在一定的溫度下完成攤鋪和碾壓施工過程的混合料。（2）常溫瀝青混合料：采用乳化瀝青或稀釋瀝青在常溫下(或者加熱溫度很低)與礦料拌合，并在常溫下完成攤鋪和碾壓過程的混合料。 二、瀝青混合料的基本特性1．高溫穩(wěn)定性瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性是指在夏季高溫條件下，瀝青混合料承受多次重復荷載作用而不發(fā)生過大的累積塑性變形的能力。瀝青混合料路面在車輪作用下受到垂直力和水平力的綜合作用，能抵抗高溫而不產(chǎn)生車轍和波浪等破壞現(xiàn)象的為高溫穩(wěn)定性符合要求。2．低溫抗裂性瀝青混合料為彈性一粘性一塑性材料，其物理性質隨溫度而有很大變化。瀝青混合料在低溫下抵抗斷裂破壞的能力，稱為低溫抗裂性能。3．耐久性瀝青混合料的耐久性是指其在修筑成路面后，在車輛荷載和大氣因素（如陽光、空氣和雨水等）的長期作用下，仍能基本保持原有性能的能力。瀝青混合料的耐久性與組成材料的性質有密切關系，在大氣因素下，瀝青的化學組成會產(chǎn)生轉化，油分減少，瀝青質增加，使瀝青的塑性逐漸消失而脆性增加，路面使用品質下降，產(chǎn)生龜裂破壞，通常稱為“老化”。路面老化的速度，在一定程度上反映了路面材料抵抗自然因素作用的能力，常用氣候穩(wěn)定性來表示。一般采用馬歇爾試驗測定瀝青混合料試件的空隙率、飽和度和殘留穩(wěn)定度等指標，來評價瀝青混合料的耐久性。4．抗滑性隨著公路等級的提高和車輛行駛速度的加快，對瀝青混凝土路面的抗滑性提出了更高的要求。路面的抗滑能力與瀝青混合料的粗糙度、級配組成、瀝青用量和礦質集料的微表面性質等因素有關。面層集料應選用質地堅硬具有棱角的碎石，通常采用玄武巖。采取適當增大集料粒徑，適當減少一些瀝青用量及嚴格控制瀝青的含蠟量等措施，均可提高路面的抗滑性。5．施工和易性影響瀝青混合料施工和易性的因素很多，如當?shù)貧鉁?、施工條件以及混合料性質等。單純從混合料材料性質而言，影響施工難易性的首先是混合料的級配情況。此外，當瀝青用量過少，或礦粉用量過多時，混合料容易產(chǎn)生疏松，不易壓實；反之，如瀝青用量過多，或礦粉質量不好，則容易使混合料粘結成塊，不易攤鋪。間斷級配混合料的施工和易性就較差。 三、瀝青混合料原材料選用原則1．瀝青材料不同型號的瀝青材料，具有不同的技術指標，適用于不同等級、不同類型的路面，在選擇瀝青材料的時候，要考慮到氣候條件、交通量、施工方法等情況。寒冷地區(qū)宜選用稠度較小，延度較大的瀝青，以免冬季裂縫；較熱地區(qū)選用稠度較大，軟化點高的瀝青，以免夏季泛油、發(fā)軟。一般路面的上層宜用較稠的瀝青，下層和聯(lián)結層宜用較稀的瀝青。2．粗集料瀝青混合料的粗集料要求潔凈、干燥、無風化、無雜質，并且具有足夠的強度和耐磨性。一般選用高強、堿性的巖石軋制成接近于立方體、表面粗糙、具有棱角的顆粒。瀝青混合料對粗集料的級配不單獨提出要求，只要求它與細集料、礦粉組成的礦質混合料能符合相應的瀝青混合料的礦料級配范圍。每種混合料按空隙率分為I型(空隙率為３％～６％)和II型（空隙率為6％～10％）兩種。一種粗集料不能滿足要求時，可用兩種以上、不同級配的粗集料摻合使用。3．細集料瀝青混合料的細集料可根據(jù)當?shù)貤l件及混合料級配要求選用天然砂或人工砂，在缺少砂的地區(qū)，也可用石屑代替。細集料同樣應潔凈、粘土含量不大于３％。4．礦粉礦粉是由石灰?guī)r或巖漿巖中的憎水性巖石磨制而成的，也可以利用工業(yè)粉末、廢料、粉煤灰等代替，但用量不宜超過礦料總量的２％。其中粉煤灰的用量不宜超過填料總量的50％，粉煤灰的燒失量應小于12％，塑性指數(shù)應小于４％。礦粉表觀密度應不小于2.50g/cm3，粗度通過0.075mm篩孔的應大于75％，親水系數(shù)(礦粉在水中體積與在煤油中的體積之比）應小于１，礦粉應干燥、不含泥土雜質和石塊，含水量應不大于１％。 四、瀝青混合料配合比設計原則瀝青混合料配合比設計的主要任務就是確定粗集料、細集料、礦粉和瀝青材料相互配合的最佳組成比例，使之既能滿足瀝青混合料的技術要求（如強度、穩(wěn)定性、耐久性和平整度等）又符合經(jīng)濟的原則。瀝青混合料配合比設計步驟如下：1．選擇礦質混合料配合比例確定瀝青混合料所用公路等級、路面類型，哪一結構層以及具體要求，選擇瀝青混合料的類型，并參照《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》推薦的級配作為瀝青混合料的設計級配；測定礦料的密度、吸水率、篩分情況和瀝青的密