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2016年一建《市政公用工程實務(wù)》重點：瀝青混合料組成與材料
熟悉瀝青混合料組成與材料
一、結(jié)構(gòu)組成與分類
(一)材料組成
1.瀝青混合料是一種復合材料，主要由瀝青、粗骨料、細骨料、礦粉組成，有的還加入聚合物和木纖維素拌合而成的混合料的總稱;由這些不同質(zhì)量和數(shù)量的材料混合形成不同的結(jié)構(gòu)，并具有不同的力學性質(zhì)。
(二)基本分類
1.按材料組成及結(jié)構(gòu)分為連續(xù)級配、間斷級配混合料。按礦料級配組成及空隙率大小分為密級配、半開級配、開級配混合料。
2.按公稱最大粒徑的大小可分為特粗式(公稱最大粒徑大于31.5mm)、粗粒式(公稱最大粒徑等于或大于26.5mm)、中粒式(公稱最大粒徑l6mm或19mm)、細粒式(公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公稱最大粒徑小于9.5mm)瀝青混合料。
3.按生產(chǎn)工藝分為熱拌瀝青混合料、冷拌瀝青混合料、再生瀝青混合料等。
(三)結(jié)構(gòu)類型
瀝青混合料，可分為按嵌擠原則構(gòu)成和按密實級配原則構(gòu)成的兩大結(jié)構(gòu)類型。
1.按嵌擠原則構(gòu)成的瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度，是以礦質(zhì)顆粒之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為主、瀝青結(jié)合料的粘結(jié)作用為輔而構(gòu)成的。這類路面是以較粗的、顆粒尺寸均勻的礦物構(gòu)成骨架，瀝青結(jié)合料填充其空隙，并把礦料粘結(jié)成一個整體。這類瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度受自然因素(溫度)的影響較小。
2.按密實級配原則構(gòu)成的瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度，是以瀝青與礦料之間的粘結(jié)力為主，礦質(zhì)顆粒間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為輔而構(gòu)成的。這類瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度受溫度的影響較大。
3.按級配原則構(gòu)成的瀝青混合料，其結(jié)構(gòu)組成通常有下列三種形式：
(1)密實一懸浮結(jié)構(gòu)：由次級骨料填充前級骨料(較次級骨料粒徑稍大)空隙的瀝青混凝土具有很大的密度，但由于前級骨料被次級骨料和瀝青膠漿分隔，不能直接互相嵌鎖形成骨架，因此該結(jié)構(gòu)具有較大的黏聚力c，但內(nèi)摩擦角φ較小，高溫穩(wěn)定性較差。通常按最佳級配原理進行設(shè)計。
(2)骨架一空隙結(jié)構(gòu)：粗骨料所占比例大，細骨料很少甚至沒有。粗骨料可互相嵌鎖形成骨架，嵌擠能力強;但細骨料過少不易填充粗骨料之間形成的較大的空隙。該結(jié)構(gòu)內(nèi)摩擦角φ較高，但黏聚力c也較低。瀝青碎石混合料(AN)和OGFC排水瀝青混合料是這種結(jié)構(gòu)典型代表。
(3)骨架一密實結(jié)構(gòu)：較多數(shù)量的斷級配粗骨料形成空間骨架，發(fā)揮嵌擠鎖結(jié)作用，同時由適當數(shù)量的細骨料.和瀝青填充骨架間的空隙形成既嵌緊又密實的結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)不僅內(nèi)摩擦角φ較高，黏聚力c也較高，是綜合以上兩種結(jié)構(gòu)優(yōu)點的結(jié)構(gòu)。瀝青瑪碲脂混合料(簡稱SMA)是這種結(jié)構(gòu)典型代表。
三種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料由于密度ρ、空隙率VV、礦料間隙率VMA不同，使它們在穩(wěn)定性和路用性能上亦有顯著差別。
二、主要材料與性能
(一)瀝青
我國行業(yè)標準《城鎮(zhèn)道路工程施工與質(zhì)量驗收規(guī)范》CJJ l規(guī)定：城鎮(zhèn)道路面層宜優(yōu)先采用A級瀝青，不宜使用煤瀝青。其主要技術(shù)性能如下：
1.粘結(jié)性
瀝青材料在外力作用下，瀝青粒子產(chǎn)生相互位移的抵抗變形的能力即瀝青的黏度。常用的是條件黏度，我國《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40也列入了60℃動力黏度(絕對黏度)作為道路石油瀝青的選擇性指標。對高等級道路，夏季高溫持續(xù)時間長、重載交通、停車場等行車速度慢的路段，尤其是汽車荷載剪應(yīng)力大的結(jié)構(gòu)層，宜采用稠度大(針入度小)的瀝青;對冬季寒冷地區(qū)、交通量小的道路宜選用稠度小的瀝青。當需要滿足高、低溫性能要求時，應(yīng)優(yōu)先考慮高溫性能的要求。
2.感溫性
瀝青材料的黏度隨溫度變化的感應(yīng)性。表征指標之一是軟化點，指的是瀝青在特定試驗條件下達到一定黏度時的條件溫度。軟化點高，意味著等黏溫度也高，因此軟化點可作為反應(yīng)感溫性的指標。《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40規(guī)范新增了針入度指數(shù)(PI)這一指標，它是應(yīng)用針入度和軟化點的試驗結(jié)果來表征瀝青感溫性的一項指標。
3.耐久性
瀝青材料在生產(chǎn)、使用過程中，受到熱、光、水、氧氣和交通荷載等外界因素的作用而逐漸變硬變脆，改變原有的黏度和低溫性能，這種變化稱為瀝青的老化。瀝青應(yīng)有足夠的抗老化性能即耐久性，使瀝青路面具有較長的使用年限。我國相關(guān)規(guī)范規(guī)定，采用薄膜烘箱加熱試驗，測老化后瀝青的質(zhì)量變化、殘留針入度比、殘留延度(10℃或5℃)等來反映其抗老化性。通過水煮法試驗，測定瀝青和骨料的黏附性，反映其抗水損害能力，等級越高，黏附性越好。
4.塑性
瀝青材料在外力作用下發(fā)生變形而不被破壞的能力，即反映瀝青抵抗開裂的能力。過去曾采用25℃的延度而不能比較黏稠石油瀝青的低溫性能。現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定：25℃延度改為l0℃延度或15℃延度，不同標號的瀝青延度就有了明顯的區(qū)別，從而反映出它們的低溫性能，一般認為，低溫延度越大，抗開裂性能越好。在冬季低溫或高、低溫差大的地區(qū)，要求采用低溫延度大的瀝青。
5.安全性
確定瀝青加熱熔化時的安全溫度界限，使瀝青安全使用有保障。有關(guān)規(guī)范規(guī)定，通過閃點試驗測定瀝青加熱點閃火的溫度一閃點，確定它的安全使用范圍。瀝青越軟(標號高)，閃點越小。如瀝青標號ll0號到l60號，閃點不小于230℃，標號90號不小于245℃。
(二)粗骨料
(三)細骨料
2.熱拌密集配瀝青混合料中天然砂用量不宜超過骨料總量的20%，SMA、OGFC不宜使用天然砂。
(四)礦粉
1.應(yīng)采用石灰?guī)r等憎水性石料磨成，且應(yīng)潔凈、干燥，不含泥土成分，外觀無團粒結(jié)塊。
2.城市快速路、主干道的瀝青路面不宜采用粉煤灰作填料。
(五)纖維穩(wěn)定劑
2.不宜使用石棉纖維。
三、熱拌瀝青混合料主要類型
(一)普通瀝青混合料即AC型瀝青混合料，適用于城市次干道、輔路或人行道等場所。
(二)改性瀝青(Modified bitumen)混合料
(三)瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stone mastic asphalt，簡稱SMA)
(四)改性(瀝青)SMA
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