公路沥青路面施工技术规范》讲座

'《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）讲座稿 湖南省公路学会《公路沥青路面施工技术规范》目录一、沥青混合料基础理论二、公路沥青路面常用材料三、热拌沥青混合料路面四、透层、粘层五、沥青路面使用性能气候分区六、热拌沥青混合料配合比设计方法七、S型嵌挤级配的理论判别方法介绍八、SMA混合料及配合比设计方法 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.1应用流变力学、断裂力学、和能量平衡理论的观点和方法来进行研究和分析沥青混合料的路用性能1.1.1高温稳定性：抵抗永久变形的能力（弹性层状体系理论）：室内车辙试验行高温评价1.1.2低温抗裂性：抵抗低温收缩裂缩的能力（粘弹断裂力学的有关理论）：梁的弯曲蠕变试验进行低温评价 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.1.3疲劳性能：在反复荷载作用下抵抗破坏的能力，采用疲劳曲线及有关断裂力学原理研究疲劳裂缝的发展规律，以确定材料的疲劳性质1.2沥青混合料的基本力学特征：沥青混合料是一种典型的弹、粘、塑性综合体，其基本力学特征是颗粒性和粘弹性 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.2.1颗粒性材料具有以下三个特点1.2.1.1材料由颗粒组成1.2.1.2颗粒的自身强度远大于其联结强度1.2.1.3受外力作用，颗粒间发生错位与移动后，从而导致结构变形和破坏 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.2.2颗粒性力学特征主要表现为四个方面1.2.2.1材料的力学性能与其压实度有关，随着压实度的增加，材料的强度和刚度均相应增加1.2.2.2材料的力学性能与三轴实验的围压有关，材料厂的强度与刚度随围压的增加而相应的增加 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.2.2.3颗粒性材料具有非均质连续性，其抗压强度一般要大于抗拉强度。轮压使材料延展令集料颗粒易呈扁平定向，比击法成型的试件更具有明显的各向异性1.2.2.4温度较高时，沥青混合料的矿料骨架嵌挤作用贡献较大，温度较低时，沥青混合料的颗粒性作用贡献较小 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.2.3沥青混合料的粘弹性特征1.2.3.1材料的力学特征与加载速率有关，速率越大，材料所表现出来的破坏极限强度和刚度均会增大1.2.3.2材料的力学特征对温度十分敏感，温度越高，材料的物理特征表现为变软，强度和刚度会变小 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.2.3.3材料有十分明显的徐变和松驰实验现象1.2.4蠕变与松驰1.2.4.1蠕变：是当应力为一恒定值时，应变随持荷时间逐渐增加的现象1.2.4.2应力松驰：是当应力为恒定值时，应力随持荷时间而衰减的过程 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3沥青、改性沥青及其混合料的流变性能1.3.1流变学：是研究物质流动及同时发生形变规律的一门科学，它包括材料的塑性、弹性、粘性和形变等内容。1.3.2研究对象：应力、应变、温度、分子结构、和界面性质对材料力学性质的影响 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.3对沥青材料而言：1.3.3.1低于玻璃化温度时，材料呈弹性态（-37℃～-35℃,平均为-27℃）,采用弹性模量指标1.3.3.2在高温的粘流态采用粘度指标1.3.3.3在路面使用期的大多数温度下,路面呈粘弹塑性状态,采用劲度模量指标 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.4基本概念1.3.4.1弹性:是指沥青及其混合料荷载作用时间很短或温度很低时，应力与应变呈直线关系（符合虎克定律），弹性模量是一个常数1.3.4.2塑性：是指沥青混合料受外力作用后不可回复的变形，沥青混合料产生剪切变形但并不断裂，与塑性有关的有脆性、延性和韧性 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.4.2.1脆性：是指材料在外力作用下直至破坏仍不出现塑性变形的性质。沥青材料在快速降温及快速加载时常表现为脆性破坏1.3.4.2.2延性：与脆性相反，是指材料在破坏前承受塑性变形的能力1.3.4.2.3韧性：是指材料塑性变形过程中吸收能量的能力 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.4.3粘性：1.3.4.3.1是指沥青及其混合料受力后产生不可瞬时的回复性，粘性是对流变特性的一种度量1.3.4.3.2反映流体发生流动时内部分子间摩阻力的大小1.3.4.3.3是在给定的温度及剪变率条件下，剪应力与剪变率之比 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.4.3.4沥青材料在很高的温度下施工时，接近牛顿流体粘性是牛顿粘性，剪应力与剪变率之比为常数1.3.4.3.5多数情况下，沥青表现为不服从牛顿定律而为非牛顿流体 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.4.3.6动力粘度：沥青试样处于牛顿粘性体的流动状态时，层与层之间产生的阻力（剪应力）与层间相互离开的速度（剪变率）的比例（以Pa·S表示）1.3.4.3.7运动粘度：动力粘度与试件的密度比值（以m2/s表示） 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.4.4粘弹性：是指沥青混合料在外力作用下，既产生弹性变形又产生粘性流力的性质，沥青混合料在使用期内既是综合的粘弹性体1.3.4.5劲度模量：是一定时间(t)和温度(T)条件下应力与总应变的比值S（t，T）=（σ/ε）t,T 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.5沥青及改性沥青粘度与温度的关系1.3.5.1当沥青为牛顿流体时，粘温特性方程式为：η=AeE/RT式中：η——粘度A——材料常数R——气体常数E——牛顿液体的活化能T——绝对温度 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.5.2当沥青为非牛顿流体时，其表观粘度ηa依赖于剪应力水平或剪变率．研究表明，随着温度的降低，剪应力一定状况下的活化能，远远大于剪应变一定下的活化能，非牛顿流动性变得十分明显1.3.5.3改性沥青的粘温关系1.3.5.3.1改性沥青的粘温关系也遵循上述粘温特性方程式，但改性沥青的粘流活化能均大于基质沥青。 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.5.3.2改性沥青的粘度远大于基质沥青的粘度，但当Ｔ＞150℃之后，二者粘度的差距逐渐减小，至190℃时，它们的粘度值已很接近。这一特性有利于改性沥青及其混合料的生产，也有利于施工 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.6沥青、改性沥青粘度与剪变率的关系1.3.6.1沥青材料的拟（伪）塑性和触变性1.3.6.1.1拟塑性：液体沥青在振动或搅拌时的剪切变形作用下，粘性变小，流动性增加。当外力去除后，其表观粘度（结构粘度）又迅速恢复的流变特性 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.6.1.2触变性：当外力除去后流体表观粘度需经过一段时间又恢复或部分恢复的特性☆剪变率对表观粘度的影响可用下式表示ηa=μγC-1ηa——为表观粘度γ——剪变率 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.6.1.3试验证明：无论是基质沥青还是改性沥青，均有剪稀效应1.3.6.1.4对于同一类改性沥青，随着改性剂剂量的增加，其C值整体呈减小趋势，但当剂量大到使其改性剂自身形成网络成为一种连续相结构，改性沥青的物理力学性质发生突变时，C值又有所增大，随后再次呈下降趋势 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.6.1.5研究表明，随着温度上升，流体的拟塑性增强1.3.6.2粘度与剪切对路面的影响1.3.6.2.1沥青路面在高温重载作用下，轮胎对沥青材料的反复揉压剪切作用，使得沥青产生拟塑性和触变性 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.3.6.2.2沥青的流动性在遇到沥青含量太高或空隙太小时，会使得行车道上的轮迹处易出现油斑和泛油现象，粘度的降低使得抗剪强度下降，造成行车道上轮迹处出现车辙问题 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.4矿质混合料级配理论1.4.1级配：指矿料（含矿粉在内的集料）的各种粒径范围颗粒重量的分配比例1.4.1.1按各种粒径范围的连续或中断，分为连续级配和间断级配1.4.1.2按混合料成型后空隙率的大小分为开级配和密级配 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.4.2级配理论1.4.2.1最大密度曲线理论：是W.B富勒根据实验提出的一种理论级配，认为“矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度越大”。泰波认为富勒曲线是一种理想曲线，实际矿料的级配应允许有一定的波动范围，应将富勒曲线改为n次幂的通式表示 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.4.2.1.1泰波公式P=100(d/D)n式中:P——欲计算的某级粒径d（mm）的矿料通过百分率，%D——矿质混合料的最大粒径d——欲计算的某级矿质混合料的粒径mmn——试验指数，当n=0.5时为富勒的理想曲线，通常n在0.3~0.7之间 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.4.2.1.2同济大学i法级配公式P=100ix-1P——第x级通过百分率x——级数，x=1时，对应最大粒径D；x=2时，对应粒径D/2，粒径按1/2递减i=0.7~0.8是合理范围，大于0.8抗车辙差；小于0.7易透水，等于0.75最佳 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.4.3魏矛斯粒子干涉理论：为了达到最大密度，前一级颗粒之间的空隙，应由次一级颗粒所填充，其所余空间又由再次小颗粒所填充，但填隙颗粒的粒径不得大于其间隙之距离，否则大小颗粒之间必发生干涉现象 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5沥青混合料的组成结构和强度特性1.5.1沥青混合料组成结构理论1.5.1.1表面理论：沥青混合料是由粗、细和填料按一定比例组成密实级配的矿质骨架结构，稠度较稀的沥青作为胶结材料并分布于其表面，将它们胶成一个具有强度的整体 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论SHRP研究的成果表明：沥青对于高温车辙的贡献率为29%对于疲劳的贡献率为52%对于温度裂缝的贡献率为87% 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.1.2胶浆理论：沥青混合料是一种具有空间网络结构的多相分散体系。它是以粗集料为分散相而分散在沥青砂浆的介质中的一种粗分散系；同样，砂浆是以细集料为分散相而分散在沥青胶浆介质中的一种细分散系；而胶浆又是以填料为分散雅致而分散在高稠度的沥青介质中的一种微分散系，这三级分散系以沥青胶浆形成的内聚力最为重要 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.1.2.1该理论注重强调：◇矿粉的性质和粗、细度◇胶浆的物理、化学和力学性质◇合理的粉油比◇较高稠度、较大的沥青用量◇断级配沥青混合料 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.1.2.2试验表明，普通沥青混凝土改为改性沥青混凝土后：◇动稳定度能够提高1.76倍◇改性SMA结构后动稳定度提高了0.74倍◇改善沥青胶浆性能有助于提高高温稳定性 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.2沥青混合料组成结构的类型1.5.2.1悬浮密实结构：连续级配沥青混合料，由于前级密排粗集料受次级集料的干涉，前级集料被次级集料挤开，不能直接靠拢形成骨架，有如悬浮于次级集料和沥青胶浆之间，这种结构的混合料具有较高的密实度，较高的粘聚力，但摩擦角较小，因此防水性能好但抗高温性能较差。 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.2.2骨架空隙结构：同悬浮结构相左，骨架结构的粗集料较高，且相互接触形成骨架，但细集料数量较小，不足以填充粗集料形成的空隙，形成开级配骨架空隙结构。摩阻力较大但粘聚力低，高温稳定性较好，适合于透水性路面 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.2.3骨架密实结构：兼备骨架空隙和悬浮密实两种结构的特点，不仅粗集料数量较高，相互接触形成骨架，且因断去了中间尺寸的集料，故而有相当数量的细集料填密骨架的空隙，形成了间断型骨架密实结构。这种结构密实度好、粘聚力强、内摩擦角高，高、低温性能都较好 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3沥青混合料强度形成原理1.5.3.1沥青混合料抗剪强度1.5.3.1.1沥青混凝土路面产生破坏的主要原因1.5.3.1.1.1夏季高温时因抗剪强度不足或塑性变形过大而引起的高温变形1.5.3.1.1.2冬季低温时抗拉强度不足或应力松驰模量降低太慢而抵抗变形能力较差引起的温度开裂 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.1.1.3车辆荷载的重复作用以及沥青性能的老化，引起结构性的疲劳开裂1.5.3.1.1.4抵抗低温变形能力主要取决于沥青胶浆的性质1.5.3.1.1.5提高沥青路面高温抗剪切能力，是减少路面永久破坏的关键 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.1.1.6沥青混凝路面抗剪强度，是指其对于外载荷产生的剪应力的极限抵抗能力，当沥青路面中某点由外力产生的剪应力达到其抗剪强度，剪切破坏是强度破坏的重要特点，其抗剪强度τ,通过三轴试验的方法,应用莫尔—为库仑理论来计算： 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论τ=C+σtgφ式中：τ—沥青混合料在某一平面上产生的剪切力C—沥青混合料的粘结力，MPaφ—沥青混合料的内摩擦角σ—正应力 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2影响沥青混合料抗剪强度的因素1.5.3.2.1沥青的性质及用量1.5.3.2.1.1沥青混合料的抗剪强度不但和粒料的级配有关，而且和沥青粘结力及用量有关1.5.3.2.1.2沥青的粘结力既把矿料胶结成为一个整体，又有利于发挥矿料的嵌挤作用，构成沥青混合料的抗剪强度 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.1.3沥青的粘度是影响粘结力的重要因素，沥青的粘度越大，结构沥青膜越厚，则抗剪强度越强1.5.3.2.1.4改性沥青有使矿料界面上的极性吸附和化学吸附的量增大，同时，改性剂微粒通过自身的界面层与沥青吸附膜的扩散层的交迭，增大了结构沥青的交迭面积，减少了自由沥青的比例，提高了改性沥青和矿料界面的粘结力 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.2矿料的形状和级配1.5.3.2.2.1矿料的级配、形状、大小和表面特征等对沥青混合料内摩阻力均产生影响1.5.3.2.2.2颗粒的棱角形状、表面粗糙度、良好的级配以及适当的空隙率的前堤下，颗粒的粒径越大，内摩阻力愈大，增大集料的粒径是提高内摩阻力和抗剪强度的有效途径 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.3矿料表面性质的影响1.5.3.2.3.1矿料表面的矿粉对裹覆在周围的沥青分子相互有吸附作用，使贴近矿料的沥青组分重新排列，粘度变高，越贴近矿料界面的粘度越高，形成一层一定厚度的扩散结构膜1.5.3.2.3.2此膜之内的为“结构沥青”，其粘度较高，具有较强的粘结力 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.3.3此膜之外的沥青为“自由沥青”，粘结力降低1.5.3.2.3.4沥青表面的相互作用，对沥青混合料的粘结力大小有重要的影响1.5.3.2.3.5矿料与沥青的成分不同会产生不同的效果 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.3.6石油沥青与碱性石料裹覆则产生较多结构沥青,有较好的粘附性1.5.3.2.3.7石油沥青与酸性石料将产生较少结构沥青,其粘附性较差 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.4矿料比表面的影响1.5.3.2.4.1结构沥青形成的主要原因是矿料与沥青的交互作用，引起沥青化学组分在矿料表面的重分布，故在相同沥青用量的条件下，与沥青产生交互作用的矿料表面积越大，则形成的沥青膜越薄，结构沥青所占比例越大，沥青结合料的粘结力越高 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.4.2矿粉的主要机理之一是矿粉表面沥青膜的结构化，故矿粉的性质和用量对沥青混合料的抗剪强度影响很大 湖南省公路学会一、沥青混合料基础理论1.5.3.2.5温度和剪切速率的影响1.5.3.2.5.1随温度的升高和剪切速率的增大，沥青混合料的粘结力减少，抗剪强度降低。这就是夏季高温天气，高速公路连续重载渠化交通或易急刹车，转弯路口路段容易产生车辙的原因 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.1沥青及其基本特性:沥青是一种有机胶结材料,是由一些极其复杂的高分子碳氢化合物及碳氢化合物与氧、氮硫的衍生物所组成的混合料。沥青在常温下随温度的变化表现为弹、粘塑性体。沥青不溶于水，能溶于二硫化碳，四氯化碳、三氯甲烷等有机溶剂中2.1.1道路石油沥青的化学组成结构 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料组分名称外观特征相对密度平均分子量对沥青性质的影响饱和分相当油分无色粘稠液体＜1.0300~1000赋予沥青流动性芳香分茶色粘稠液体胶质（即树脂）红褐色至黑褐色粘稠半固体≈1.0500~1000赋予胶体稳定性，提高粘附性及可塑性，也带给感温性沥青质深棕色至黑色的固体粉未＞1.02000~10000提高热稳定性和粘滞性蜡（石蜡和地蜡）白色结晶＜1.0300~1000破坏沥青结构的均匀性，降低塑性地沥青酸、酐与胶质大致相同碳沥青似碳物黑色固体微粒＞1.010000以上增在脆性、降低粘附性 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.1.2胶体理论：认为构成沥青组分的沥青质与油分是互不相溶的物质，沥青质总浮在油分中，是一种不稳定的混合物，容易集聚絮凝，失去均匀分散特性。树脂则是一种“两亲物质”，既可与油分亲溶，又可与沥青质亲溶。树脂裹覆吸附在沥青质的表面，形成胶团分散在油分中，使沥青成为稳定的胶体 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.1.3胶体结构：沥青各组分的的化学结构和含量不一样，形成的胶体结构类型也不同2.1.3.1溶胶结构:当沥青油分和胶质组分数量较多,沥青质较少时,胶团全部分散,能在分散介质粘度许可范围内自由运动, 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.1.3.2凝胶结构:当沥青质含量多，有一定的胶质,而分散介质较少时,胶团互相接触，形成不规则的空间网络结构，胶团移动比较困难2.1.3.3溶凝胶结构：沥青质含量没有凝胶结构多，部分胶团相互接触有一定吸引作用 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.1.4改性沥青：是指“掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂（改性剂），或采取对沥青轻度氧化加工等措施，使沥青及沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料2.1.5对道路石油沥青及改性沥青的技术要求 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料道路石油沥青及聚合物改性沥青技术要求(JTGF40-2004)指标单位聚合物改性沥青道路石油沥青试验方法SBS类（Ⅰ类）SBR类（Ⅱ类）EVA、PE类（Ⅲ类）Ⅰ-AⅠ-BⅠ-CⅠ-DⅡ-AⅡ-BⅡ-CⅢ-AⅢ-BⅢ-CⅢ-D90#70#针入度(25℃，5S，100g)0.1mm＞10080~10060~8040~60＞10080~10060~80＞8060~8040~6030~4080~10060~80T0604针入度指数PI，不小于-1.2-0.8-0.40-1.0-0.8-0.6-1.0-0.8-0.6-0.4-1.8~1.0-1.8~1.0T0604延度5℃，5cm，不小于cm50403020605040T0605延度10℃不小于cm1510T0605延度15℃不小于cm5040T0605软化点TR&B,不小于℃45505560454850485256604243T0606 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料指标单位聚合物改性沥青道路石油沥青试验方法SBS类（Ⅰ类）SBR类（Ⅱ类）EVA、PE类（Ⅲ类）Ⅰ-AⅠ-BⅠ-CⅠ-DⅡ-AⅡ-BⅡ-CⅢ-AⅢ-BⅢ-CⅢ-D90#70#60℃动力粘度，不小于Pa.S160180T0620运动粘度135℃不大于Pa.S3T0625T0619蜡含量（蒸馏法）不大于%33T0615闪点，不大于℃230245260T0611溶解度，不小于%9999T0607密度（15℃）g/m3T0603弹性恢复25℃，不小于%55606575T0662 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料指标单位聚合物改性沥青道路石油沥青试验方法SBS类（Ⅰ类）SBR类（Ⅱ类）EVA、PE类（Ⅲ类）Ⅰ-AⅠ-BⅠ-CⅠ-DⅡ-AⅡ-BⅡ-CⅢ-AⅢ-BⅢ-CⅢ-D90#70#粘韧性，不小于N·m5T0624韧性，不小于N·m2.5T0624贮存稳定性离析，48h软化点差，不大于℃2.5无改性剂明显析出、凝聚T0661 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料指标单位聚合物改性沥青道路石油沥青试验方法SBS类（Ⅰ类）SBR类（Ⅱ类）EVA、PE类（Ⅲ类）Ⅰ-AⅠ-BⅠ-CⅠ-DⅡ-AⅡ-BⅡ-CⅢ-AⅢ-BⅢ-CⅢ-D90#70#TFOT（或RTFOT）后残留物质量变化，不大于%±1.0±0.8T0610或T0609残留针入度比25℃，不小于%50556065505560505558605458T0604残留延度5℃，不小于cm30252015302010T0605残留延度10℃，不小于cm64T0605残留延度15℃，不小于cm2015T0605 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料橡胶沥青技术指标(交通部公路研究所建议稿)指标项目指标试验方法180℃旋转粘度(Pa·S)1.0~4.025℃针入度(0.1mm)40~80软化点℃＞47弹性恢复(%)＞555℃延度(cm)＞10薄膜烘箱老化后质量损失(%)＜0.425℃针入度比(%)＞80软化点比(%)＜1105℃延度比(%)＞40 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.1.6乳化沥青：是将沥青加热到一定的温度，经过机械的作用使沥青以细小的微滴状态分散在含有乳化剂的水溶液中，形成水包油状的沥青乳液 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.2天然石料：天然石料是将岩石开采后，经加工或未加工所得的不同尺寸和形状的石料2.2.1公路工程中常用的岩石 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料岩类成因常岩石种类结构构造特征用途岩浆岩深成岩熔燃岩浆由地壳内部上升，冷却而成花岗岩、闪长岩、辉长岩等矿物全部结晶块状构造较致密抗压强度高，容重大、孔隙小、吸水性小、耐磨。道路、桥梁、基础、石坝、骨料等喷出岩玄武岩、辉绿岩、安山岩等结晶不完全，有玻璃质结构气孔状熔点高，抗压强度较高，不易磨损，有孔隙形成铸石原料、混凝土骨料、路面用石料等火山岩火山灰、火山砂、浮石等非晶结构，玻璃质结构多孔孔隙率大，具有化学活性水泥原料，轻混凝土骨料 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料岩类成因常岩石种类结构构造特征用途沉积岩机械沉积岩山原来母岩风化后，经搬运，沉积和再造岩作用而形成砂岩、页岩等石英晶屑块状构造一般都具有较多孔隙，强度较低，耐久性差基础、墙身、人行道、骨料等化学沉积岩白云岩细品结构粒状构造做一般建筑材料、碎石等有机沉积岩石灰岩粒状结晶、隐晶质、介壳质结构层状构造做道路建筑材料，制造石灰、水泥的原料、混凝土骨料等 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料岩类成因常岩石种类结构构造特征用途变质岩山岩浆岩形成的石英岩(硅质砂岩变质而来)片麻岩(花岗岩变质而来)等粒或斑品结构片麻状或带状构造碎石、块石、人行道、石板等大理岩(石灰岩变质而来)致密结晶结构块状构造装饰材料由沉积岩形成的细粒结晶结构块状构造 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.3集料2.3.1粗集料：沥青层用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等，但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.3.1.1集料的酸、碱性及其对沥青路面的影响:石料的化学性质主要以岩石化学组成中SiQ2含量的多少来划分：通常将SiQ2含量大于65%的石料称为酸性石料，SiQ2含量为52%-65%的石料称为中性石料，SiQ2含量小于52%的石料称之为碱性石料 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.3.1.2用碱性石料拌制的沥青混合料，在其它条件相同的情况下，因石料与沥青的粘附能力较强，沥青混合料强度较高，中性石料次之；而酸性石料较差2.3.1.3对粗集料的技术要求 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料沥青混合料用粗集料质量要求指标单位高速公路及一级公路其他等级公路试验方法表面层其他层次石料压碎值，不大于%262830T0316洛杉矶磨耗损失，不大于%283035T0317表观相对密度，不小于---2.602.502.45T0304吸水率，不大于%2.03.03.0T0304坚固性，不大于%1212---T0314针片状颗粒含量（混合料），不大于其中粒径大于9.5mm，不大于其中粒径小于9.5mm，不大于%%%15121818152020------T0312水洗法<0.075mm颗粒含量，不大于%111T0310软石含量，不大于%355T0320 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料粗集料与沥青的粘附性.磨光值的技术要求雨量气候区1(潮湿区)2(湿润区)3(半干旱区)4(干旱区)试验方法年降雨量(MM)>10001000~500500~250<250附录A粗集料的磨光值PSV,不小于高速公路,一级公路表面层42403836T0321粗集料与沥青的粘附性,不小于高速公路,一级公路表面层高速公路,一级公路的其他面层次及其他等级公路的各个层次54444533T0616T0663 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4.8.3沥青混合料用粗集料规格规格名称公称粒径(mm)通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)10675635337.531.526.519.013.29.54.752.360.6S140~7510090~100----0~15--0~5S240~6010090~100--0~150~5S330~6010090~100----0~15--0~5S425~5010090~100----0~15--0~5S520~4010090~100----0~15--0~5S615~3010090~100----0~15--0~5S710~3010090~100------0~150~5S815~2510090~100--0~15--0~5S910~2010090~100--0~150~5S1010~1510090-1000~150~5S115~1510090-10040~700~150~5S125~1010090-1000~150~5S133~1010090-10040~700~200~5S143~510090~1000~150~3 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4.8.7粗集料对破碎面的要求路面部位或混合料类型具有一定数量破碎面颗粒的含量(%)试验方法1个破碎面2个或2个以上破碎面沥青路面表面层高速公路,一级公路不小于其他等级公路不小于100809060T0346沥青路面中下面层,基层高速公路,一级公路不小于其他等级公路不小于90708050SMA混合料不小于10090贯入式路面不小于8060 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.3.2细集料：沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑2.3.2.1对细集料的技术要求 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料沥青混合料用细集料质量要求项目单位高速公路,一级公路其他等级公路试验方法表观相对密度,不小于---2.502.45T0328坚固性(>0.3MM部分),不小于%12--T0340含泥量(小于0.075MM的含量),不大于%35T0333砂当量,不小于%6050T0334亚甲蓝值,不大于g/kg25---T0349棱角性(流动时间),不小于S30---T0345 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4.9.4沥青混合料用机制砂或石屑规格规格公称粒径(mm)水洗法通过各筛孔的质量百分比%9.54.752.361.180.60.30.150.075S150~510090~10060~9040~7520~557~402~200~10S160~3--10080~10050~8025~608~450~250~15 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.3.3填料：矿粉：沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细后得的矿粉2.3.3.1对填料的技术要求 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4.10.1混合料用矿粉质量要求项目单位高速公路,一级公路其他等级公路试验方法表观密度,不小于T/M32.502.45T0352含水量,不大于%11T0103烘干法粒度范围<0.6MM<0.15MM<0.075MM%%%10090~10075~10010090~10070~100T0351外观---无团粒结块--亲水系数--<1T0353塑性指数%<4T0354加热安定性--实测记录T0355 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料2.4纤维稳定剂：在沥青混合料中掺加天然稳定剂宜选用本质素纤维、矿物纤维等2.4.1纤维的作用：具有分散、吸附沥青、稳定、增粘等作用2.4.2采用SMA时必须采用纤维稳定剂，如果没有纤维，过多的矿粉和沥青结合料将会成团，施工时不能分散开，将会形成许多油斑 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4.11.1木质素纤维质量技术标准项目单位指标试验方法纤维长度，不大于mm6水溶液用显微镜观测灰分含量%18±5高温590---600℃燃烧后测定残留物PH值---7.5±1.0水溶液用PH试纸或PH计测定吸油率不小于---纤维质量的5倍用煤油浸泡后放在筛上轻振敲后称量含水率（以质量计），不大于%5105℃烘箱烘2H后冷却称重2.4.3对纤维稳定剂的技术要求 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4—12木质素纤维质量标准试验指标筛分析:方法A:冲气筛分析纤维长度通过0.15mm筛方法B:普通筛分析纤维长度通过0.85mm筛通过0.42mm筛通过0.106mm筛<6mm70(±10%)<6mm85(±10%)65(±10%)30(±10%)灰分含量18(±5%),无挥发物PH值7.5±(1.0)吸油率纤维质量的5.0±1.0倍含水率<5%(以质量计) 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4—13矿物纤维质量标准试验指标筛分析:纤维长度纤维厚度球状颗粒含量：通过0.25MM筛通过0.063MM筛<6MM<0.005MM90(±5%)70(±10%) 湖南省公路学会二、公路沥青路面常用材料表4-14不同纤维使用性能的比较纤维品种车辙试验马歇尔试验动稳定度（次/mm）稳定度（ＫＮ）流值（mm）空隙率（％）ＶＭＡ（％）ＶＦＡ（％）国产石棉纤维A23337.974.473.71778.2国外的玄武岩Ｂ21419.84.41.915.284.2国外的颗粒状木质纤维Ｃ25918.053.634.317.375.1国外的松散状木质纤维Ｄ28887.834.575.518.369.9国外的松散状木质纤维Ｅ32508.343.55.41870.3 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.1沥青混合料的种类表5.1.1热拌沥青混合料种类混合料类型密级配开级配半开级配公称最大粒径(mm)最大粒径(mm)连续级配间断级配间断级配沥青碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层特粗式--ATB-40----ATPB-40--37.553.0粗粒式--ATB-30----ATPB-30--31.537.5AC-25ATB-25----ATPB-25--26.531.5中粒式AC-20--SMA-20----AM-2019.026.5AC-16--SMA-16OGFC-16--AM-1616.019.0细粒式AC-13--SMA-13OGFC-13--AM-1313.216.0AC-10--SMA-10OGFC-10--AM-109.513.2砂粒式AC-5--------4.759.5设计空隙率(%)3~53~63~4>18>186~12---- 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.1.1集料粒径和最小层厚关系表5-1集料粒径和最小层厚的关系混合料公称名称1013162025公称最大粒径（mm）9.513.2161926.5最大粒径（mm）13.216(19*)19(22.4*)26.537.53倍公称最大粒径的最小层厚（mm）28.5404857802倍最大粒径的最小层厚（mm）2632(38*)38(45*)53752.5倍公称最大粒径的最小层厚（mm）24334047.566 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.2施工温度表5.2.2-2热拌沥青混合料的施工温度(℃)施工工序石油沥青的标号50号70号90号110号沥青加热温度160~170155~165150~160145~155矿料加热温度间隙式拌和机集料加热温度比沥青温度高10~30连续式拌和机矿料加热温度比沥青温度高5~10沥青混合料出料温度150~170145~165140~160135~155混合料贮料仓贮存温度贮料过程中温度降低不超过10混合料废弃温度，高于200195190185运输到现场温度，不低于150145140135 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面施工工序石油沥青的标号50号70号90号110号混合料摊铺温度，不低于正常施工140135130125低温施工160150140135开始碾压的混合料内部温度，不低于正常施工135130125120低温施工150145135130碾压终了的表面温度，不低于钢轮压路机80706560轮胎压路机85807570振动压路机75706055开放交通的路表温度，不高于50505045 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.2.2-3聚合物改性沥青混合料的正常施工温度范围(℃)工序聚合物改性沥青品种SBS类SBR胶乳类EVA、PE类沥青加热温度160~165改性沥青现场制作温度165~170---165~170成品改性沥青加热温度，不大于175---175集料加热温度190~220200~210185~195改性沥青SMA混合料出厂温度170~185160~180165~180混合料最高温度（废弃温度）195混合料贮存温度拌和出料后降低不超过10摊铺温度，不低于160初压开始温度，不低于150碾压终了的表面温度，不低于90开放交通时的路表温度，不高于50 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5-6bSMA路面的正常施工温度范围(℃)工序不使用改性沥青使用改性沥青测量部位SBS类SBR胶乳类EVA、PE类沥青加热温度150~160160~165沥青加热罐改性沥青现场制作温度---165~170---165~170改性沥青车改性沥青加工最高温度---175---175改性沥青车集料加热温度185~190190~200200~210185~195热料提升斗SMA混合料出厂温度155~170170~185160~180165~180运料车 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-1粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率混合料类型公称最大料径（mm）用以分类的关键性筛孔（mm）粗型密级配细型密级配名称关键性筛孔通过率（%）名称关键性筛孔通过率（%）AC-2526.54.75AC-25C<40AC-25F>40AC-20194.75AC-20C<45AC-20F>45AC-16162.36AC-16C<38AC-16F>38AC-1313.22.36AC-13C<40AC-13F>40AC-109.52.36AC-10C<45AC-10F>45 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.3配合比设计：3.3.1沥青混合料必须在对同类公路配合比设计和使用情况调查研究的基础上，充分借鉴成功的经验，选用符合要求的材料，进行配合比设计。并确保配合比设计的材料与施工时采用的材料一致 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.3.2沥青混合料的级配应符合工程设计规定的级配范围。密级配沥青混合料宜根据公路等级、气候及交通条件按表5.3.2-1选择采用粗型（C型）或细型（F型）混合料，并在表5.3.2-2范围内确定工程设计级配范围，通常情况下工程设计级配范围不宜超过表5.3.2-2的要求。其他类型的混合料宜直接以下列各表中范围作为工程设计级配范围 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-2密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075粗粒式AC-2510090~10075~9065~8357~7645~6524~5216~4212~338~245~174~133~7中粒式AC-2010090~10078~9262~8050~7226~5616~4412~338~245~174~133~7AC-1610090~10076~9260~8034~6220~4813~369~267~185~144~8细粒式AC-1310090~10068~8538~6824~5015~3810~287~205~154~8AC-1010090~10045~7530~5820~4413~329~236~164~8砂粒式AC-510090~10055~7535~5520~4012~287~185~10 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-3沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式SMA-2010090~10072~9262~8240~5518~3013~2212~2010~169~148~138~12SMA-1610090~10065~8545~6520~3215~2414~2212~1810~159~148~12细粒式SMA-1310090~10050~7520~3415~2614~2412~2010~169~158~12SMA-1010090~10028~6020~3214~2612~2210~189~168~13 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-4开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式OGFC-1610090~10070~9045~7012~3010~226~184~153~123~82~6OGFC-1310090~10060~8012~3010~226~184~153~123~82~6细粒式OGFC-1010090~10050~7010~226~184~153~123~82~6 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-5密级配沥青稳定碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075特粗式ATB-4010090~10075~9265~8549~7143~6337~5730~5020~4015~3210~258~185~143~102~6ATB-3010090~10070~9053~7244~6639~6031~5120~4015~3210~258~185~143~102~6粗粒式ATB-2510090~10060~8048~6842~6232~5220~4015~3210~258~185~43~102~6 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-6半开级配混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式AM-2010090~10060~8550~7540~6515~405~222~161~120~100~80~5AM-1610090~10060~8545~6818~406~253~181~140~100~80~5细粒式AM-1310090~10050~8020~458~284~202~160~100~80~6AM-1010090~10035~6510~355~222~160~120~90~6 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.2-7开级配沥青稳定碎石混合料矿料级配范围级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075特粗式ATPB-4010070~10065~9055~8543~7532~7020~6512~500~30~30~30~30~30~30~3ATPB-3010080~10070~9553~8536~8026~7514~600~30~30~30~30~30~30~3粗粒式ATPB-2510080~10060~10045~9030~8216~700~30~30~30~30~30~30~3 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.3.3采用马歇尔试验配合比方法，沥青混合料技术要求应符合下列各表中的规定，一并具有良好的施工性。当采用其他方法设计沥青混合料时，应按JTGF40-2004规范规定的马歇尔试验及各项配合比设计进行检验 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.3-1密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准(本表适用于公称最大粒径≤26.5mm的密级配沥青混凝土混合料)试验指标单位高速公路、一级公路其他等级公路行人道路夏炎热区（1-1、1-2、1-3、1-4区）夏热区及夏凉区（2-1、2-2、2-3、2-4、3-2区）中轻交通重载交通中轻交通重载交通击实次数（双面）次755050试件尺寸mmφ101.6mm*63.5mm空隙率VV深约90mm以内%3~54~62~43~53~62~4深约90mm以下%3~62~43~63~6---稳定度MS不小于kN853流值mm2~41.5~42~4.52~42~4.52~5 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面试验指标单位高速公路、一级公路其他等级公路行人道路夏炎热区（1-1、1-2、1-3、1-4区）夏热区及夏凉区（2-1、2-2、2-3、2-4、3-2区）中轻交通重载交通中轻交通重载交通矿料间隙率VMA(%)，不小于设计空隙率（%）相应于以下公称最大粒径（mm）的最小VMA及VFA技术要求（%）26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.51516186141515.5161719沥青饱和度VFA(%)55~7065~7570~85 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.3-2沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准试验指标单位密级配基层(ATB)半开级配面层(AM)排水式开级配磨耗层(OGFC)排水式开级配基层(ATPB)公称最大粒径mm26.5mm等于或大于31.5mm等于或小于26.5mm等于或小于26.5mm所有尺寸马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm*φ152.4mm*φ101.6mm*φ101.6mm*φ152.4mm*63.5mm95.3mm63.5mm63.5mm95.3mm击实次数(双面)次75112505075空隙率VV%3~66~10不小于18不小于18稳定度,不小于kN7.5153.53.5---流值mm1.5~4实测---------沥青饱和度VFA%55~7040~70------密级配基层ATB的矿料间隙率VMA(%),不小于设计空隙率ATB-40ATB-30ATB-2541111.51251212.51361313.514 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.3-3SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单位技术要求试验方法不使用改性沥青使用改性沥青马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm*63.5mmT0702马歇尔试件击实次数[1]---两面击实50次T0702空隙率VV[2]%3~4T0705矿料间隙率VMA[2]，不小于%17.0T0705粗集料骨架间隙率VCAmax[3]，不大于---VCADRCT0705沥青饱和度VFA%75~85T0705稳定度[4]，不小于kN5.56.0T0709流值mm2~5---T0709谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失%不大于0.2不大于0.1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验%不大于20不大于15T0733 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面注：1、对集料坚硬不易击碎，通告重载交通的路段，也可将击实次数增加为双面75次；2、对高温稳定性要求较高的重工业交通路段或炎热地区，设计空隙率允许放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%（SMA—16）或16%（SMA—19）VFA允许放宽到70%；3、试验粗集料骨架间隙率VCA的关键性筛孔，对SMA—19、SMA—16是指4.75mm，对SMA—13、SMA—10是指2.36mm；4、稳定度难以达到要求时，容许放宽到5.0kn（非改性）或5.5kn（改性），但动稳定度检验必须合格。 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.3-4OGFC混合料技术要求试验项目单位技术要求试验方法马歇尔试件尺寸mmφ101.6mm*63.5mmT0702马歇尔试件击实次数---两面击实50次T0702空隙率%18~25T0705马歇尔稳定度，不小于kN3.5T0709析漏损失%<0.3T0732肯特堡飞散损失%<20T0733 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.4-1沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的动稳定度（次/mm）试验方法七月平均最高气温（℃）及气侯分区>3020~30<201.夏炎热区2.夏热区3.夏凉区1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通沥青混合料，不小于8001000600800600T0719改性沥青混合料，不小于24002800200024001800SMA混合料非改性，不小于1500改性，不小于3000OGFC混合料1500（一般交通路段）、3000（重交通量路段） 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面注：1、如果其他月份的平均最高气温高于七月时，可使用该月平均最高气温；2、在特殊情况下，如钢桥面铺装、重载车特别多或纵坡较大的长距离上坡路段、厂矿专用道路，可酌情提高动稳定度的要求；3、对因气候寒冷确需使用针入度很大的沥青（如大于100），动稳定度难以达到要求，或因采用石灰岩等不很坚硬的石料，改性沥青混合料的动稳定度难以达到要求等特殊情况，可酌情降低要求。4、为满足炎热地区及重载车要求，在配合比设计时采取减少最佳沥青用量的技术措施时，可适当提高试验温度或增加试验荷载进行试验，同时增加试件的碾压成型密度和施工压实度要求。5、车辙试验不得采用二次加热的混合料，试验必须检验其密度是否符合试验规程的要求。6、如需要对公称最大粒径等于和大于26.5mm的混合料进行车辙试验，可适当增加试件的厚度，但不宜作为评定合格与否的依据。 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.4-2沥青混合料水稳定性检验技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区的技术要求（%）试验方法年降雨量（mm）及气候分区>1000500~1000250~500<2501.潮湿区2.湿润区3.半干区4.干旱区浸水马歇尔试验残留稳定度(%)，不小于普通沥青混合料8075T0709改性沥青混合料8580SMA混合料普通沥青75改性沥青80冻融劈裂试验的残留强度比（%），不小于普通沥青混合料7570T0729改性沥青混合料8075SMA混合料普通沥青75改性沥青80 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.4-3沥青混合料低温弯曲试验破坏应变（με）技术要求气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的破坏应变（με）试验方法年极端最低气温（℃）及气候分区<-37.0-21.5~-37.0-9.0~-21.5>-9.01.冬严寒区2.冬寒区3.冬冷区4.冬温区1-12-11-12-23-21-32-31-42-4普通沥青混合料，不小于260023002000T0715改性沥青混合料，不小于300028002500 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.3.4-4沥青混合料试件渗水系数（ml/min）技术要求级配类型渗水系数要求（ml/min）试验方法密级配沥青混凝土，不大于120SMA混合料，不大于80T0730OGFC混合料，不小于实测 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5-25沥青路面车辙的影响因素和防治措施影响因素防治措施材料沥青的粘度偏小、粘聚力差1、采用高质量、高粘度的重交通道路沥青（A级石油沥青）；2、采用比通常情况针入度较小的沥青；3、在中下面层采用针入度更小的沥青；4、按照高温、重载及上坡慢速的条件提高沥青的高温性能分级；5、上面层采用改性沥青，重载交通路段中面层也可以采用；6、在特殊的上坡路段，下面层也考虑采用改性沥青集料棱角性差，缺乏嵌挤能力1、采用坚硬、粗糙、形状接近立方体、洁净的粗、细集料；2、采用棱角性好的粗集料、细集料，增补棱角性指标；3、大力推广应用机制砂；4、在可能发生车辙的路段，控制天然砂用量不超过10%，但是需要使用部分天然砂以改善施工碾压性能，加强碾压密实度；5、改善集料加工工艺，减小针片状颗粒含量；6、控制破碎砾石破碎面比例 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面影响因素防治措施配合比设计集料嵌挤能力差，集料悬浮易变形1、选择合理的矿料级配，提高集料的嵌挤能力；2、采用SMA结构，长大上坡路段中面层也可以采用SMA结构配合比设计不合理1、统一配合比设计体积指标的测定和计算方法；2、可以GTM方法、Superpave方法设计混合料，但必须按马歇尔方法进行检验；3、采用S型嵌挤密实型级配；4、选择合理的VMA沥青用量偏多，沥青膜偏厚1、适当增加设计空隙率；2、增加马歇尔击实次数；3、在夏季炎热、重载交通路段减少沥青用量0.1%~0.5%；4、适当增加矿粉用量，但也不能太多；增大粉胶比，通常不小于1；5、掺加消石灰，增强沥青与集料的粘附性动稳定度要求不符合实际情况按照实际路面温度、荷载加强进行车辙试验，提高动稳定度要求 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面影响因素防治措施施工变异性大，路面空隙率大，压实不足1、加强压实，提高压实度要求，控制残余空隙率不小于3%，不大于7%~8%；2、提高路面的密水性，防止渗水使层间的界面条件改变为滑动状态；3、采用重型轮胎压路机反复搓揉；4、减少污染，喷洒粘层油；5、从各个途径减少施工变异性设计纵坡过大、过长1、在高热地区，尽可能减少纵坡，控制坡长；2、尽可能避免设置长大纵坡路段，改为隧道、桥梁结构沥青层与基层的界面条件不能保证连续，成为滑动状态1、做好封层、洒好透层油；2、合理地选择路面结构形式和沥青层的厚度基层排水性能不良改善基层的排水性能 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.4混合料的拌制3.4.1混合料拌制，高速公路和一级公路宜采用间歇式拌和机拌和，其他公路采用连续式拌和机拌和时，其集料必须稳定不变，且要求配备配料机构，尽量使进入拌和机的材料配合比的变异不大于工程设计级配范围 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5-39间歇式拌和机用振动筛的等效筛孔（方孔筛，mm）标准筛筛孔（mm）2.364.759.513.2161926.531.537.553振动筛筛孔（mm）3~461115192230354160 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.5混合料的运输 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.6混合料的摊铺3.6.1宜用履带式摊铺机3.6.2单台铺筑宽度不宜超过6m（双车道）~7.5（3车道以上），通常宜采用两台或更多台数的摊铺机前后错开10~20m，呈梯队方式同步摊铺，两幅之间应有30~60mm左右宽度的搭接，并躲开车道轮迹带，上下层的搭接位置宜错开200m以上 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.6.3摊铺速度：普通混合料2~6m/min改性沥青或SMA混合料1~3m/min 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表4.6.6沥青混合料的最低摊铺温度下卧层的表面温度（℃）相应于下列不同摊铺层厚度的最低摊铺温度（℃）普通沥青混合料改性沥青混合料或SMA沥青混合料<50mm（50~80）mm>80mm<50mm（50~80）mm>80mm<5不允许不允许140不允许不允许不允许5~10不允许140135不允许不允许不允许10~1514513813216515515015~2014013513015815014520~2513813212815314714325~30132130126147145141>30130125124145140139 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.7沥青路面的压实及成型3.7.1选择合理的压路机组合方式及初压、复压、终压（包括成型）的碾压步骤3.7.2压路机的碾压速度 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面表5.7.4压路机碾压速度（km/h）压路机类型初压复压终压适宜最大适宜最大适宜最大钢筒式压路机2~343~563~66轮胎压路机2~343~564~68振动压路机2~333~4.553~66（静压或振动）（静压或振动）（振动）（振动）（静压）（静压） 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.7.3SMA路面的压实应符合以下要求：3.7.3.1除沥青用量较低，经试验证明采用轮胎压路面碾压有良好的效果外，不宜采用轮胎压路机碾压，以防将沥青结合料搓揉挤压上浮3.7.3.2宜采用振动压路机或钢筒式压路机碾压，“紧跟、慢压、高频、低幅” 湖南省公路学会三、热拌沥青混合料路面3.7.4接缝3.7.4.1纵接缝：采用热接缝将已铺部分留下100~200mm不压，作为后续部分的基准面，然后作跨缝碾压以消除缝迹3.7.4.2横向施工缝：应采用平接缝 湖南省公路学会四、透层、粘层4.1透层：沥青路面各类基层必须喷洒透层油，沥青层必须在透层油完全渗透入基层后方可铺筑。基层上设置下封层时，透层油也不能省略4.1.1透层油渗入基层的深度宜不小于5cm(无机结合料稳定基层)~10cm(无机结合料基层),并能与基层联结成为一体 湖南省公路学会四、透层、粘层表9.1.4沥青路面透层材料的规格和用量表用途液体沥青乳化沥青煤沥青规格用量（L/m2）规格用量（L/m2）规格用量（L/m2）无结合料粒料基层AL（M）-或1.2~3AL（S）-或1.2~31.0~2.3PC-2PA-21.0~2.0T-1T-21.0~1.5半刚性基层AL（M）-或1.2~3AL（S）-或1.2~30.6~1.5PC-2PA-20.7~1.5T-1T-20.7~1.0 湖南省公路学会四、透层、粘层4.2粘层：符合下列情况之一时必须喷洒粘层油：4.2.1双层式或三层式热拌热铺沥青混合料路面的沥青层之间4.2.2水泥混凝土路面、沥青稳定碎石基层或旧沥青路面层上加铺沥青层4.2.3路缘石、雨水口、检查井等构造物与新铺沥青混合料接触的侧面 湖南省公路学会四、透层、粘层 湖南省公路学会五、沥青路面使用性能气候分区 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.1级配基本概念6.1.1集料的级配，即表示集料中大小颗粒搭配的情况。好的级配必须满足既要空隙率小又要表面积小的要求。这样，不同粒径的颗粒搭配适当，互相填充，能得到最大密实度，提高整体的密实度，又能节约胶结材料，可以提高集料间的嵌挤力，使整体强度得以提高 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.1.2级配可通过筛析试验来进行测定。其方法为：在一整套标准筛上进行筛分析，分别称出试样在各筛上的存留质量，然后通过计算一系列参数来判定集料的级配 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.1.2.1分计筛余百分率：某号筛上的筛余质量占试样总质量的百分率。按下式计算：a1=m1/M×100%式中：a1——ι号筛的分计筛余百分率（%）m1——ι号筛上的筛余质量（g）M——试样总质量（g） 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.1.2.2累计筛余百分率：某号筛的分计筛余百分率和所有大于该号筛的分计筛余百分率的总和。Aι=a1+a2+……aι式中：Aι——ι号筛的分计筛余百分率（%）a1+a2+……——分别为筛孔孔径大于ι号筛的各号筛的分计筛余百分率（%） 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.1.2.3通过百分率：通过某筛的质量占试样总质量的百分率。即100与累计计筛余百分率之差。按下式计算：P1=100-A式中：P1为ι号筛的通过百分率（%）；Aι意义同上 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.2连续级配:矿质集料按标准筛进行筛分时，从大到小，一级接一级，每级都有一定质量，所得级配曲线的平顺圆滑。曲线具有连续性。这样的级配称为连续级配，连续级配施工时，由于各级都有一定数量，因而较为均匀，易于拌合，不易产生离析。 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.3间断级配：在矿质集料中，有意剔除一个或几个分级，所得级配曲线不平顺，有水平台阶出现。这样的级配称为间断级配。间断级配由于缺少某些尺寸，造成颗粒级配的间断，大颗粒与小颗粒之间有空档，因而减少了集料间的干扰，使得空隙率小，配出的混合料密实度高 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法集料的级配类型曲线示图 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.4集料的组成设计在土木工程中，拌制各类混合料，特别是沥青混合料，用天然的或人工轧制的一种集料往往很难完全符合某一级配范围的要求，必须采用二种或二种以上集料配合起来，称为矿质混合料，才能符合级配范围的要求 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.4.1热拌沥青混合料的配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计、及生产配合检证三个阶段，确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量6.4.2JTGF40-2004采用马歇尔试验配合比设计方法。 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.4.3确定工程设计级配范围6.4.3.1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，通过条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定，经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据，不得随意变更 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.4.3.2调整工程设计级配范围宜遵守下列原则6.4.3.2.1确定采取C型或F型的混合料6.4.3.2.1.1C型：夏季温度高、高温持续时间长、重载交通多（取较高的空隙率）6.4.3.2.1.2F型：冬季温度低、低温持续时间的长、重载交通较少的路段（取较较低的空隙率） 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.4.3.3为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要，配合比设计时宜减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率6.4.3.4确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.4.3.5根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄，其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%6.4.3.6沥青混合料的配合比设计应充分充分施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实，避免造成严重的离析 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法表B.4.2-1泰勒曲线的横坐标di0.0750.150.30.61.182.364.759.5x=di0.450.3120.4260.5820.7951.0771.4722.0162.754di13.2161926.531.537.55363x=di0.453.1933.4823.7624.3704.7235.1095.9696.4526.5矿料配合比设计 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.5.1修正平衡面积法（略）6.5.2正规议程法（略）6.5.3电子表格法：采用计算机EXCEL的功能,用试配法进行6.5.4实例：AC-20C型 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法AC20-C型胶粉改性沥青混合料配合比设计材料名称26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075成分(%)10-20(S9)10090.660.2235.63.251.340.940.780.740.740.740.74335-10(S12)10010010010091.21.61.21.010.810.810.810.81333-5(S14)10010010010010059.91.01.01.01.01.01.0100-310010010010010010090.26945.931.322.716.323矿粉10010010010010010010010010098.694.2761规范级配上限1001009280725644332417137100规范级配下限100907662502616128543工程设计级配上限1001009080703525211512117工程设计级配下限100908173532816128543规范级配中值10095847162413022.516118.55合成级配100978778.7565.1730.9622.5617.5612.178.806.785.12 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6马歇尔试验6.6.1沥青混合料的制作温度 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法表B.5.2热拌普通沥青混合料试件的制作温度（℃）施工工序石油沥青的标号50号70号90号110号130号沥青加热温度160~170155~165150~160145~155140~150矿料加热温度集料加热温度比沥青温度高10~30（填料不加热）沥青混合料拌和温度150~170145~165140~160135~155130~150试件击实成型温度140~160135~155130~150125~145120~140 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.2矿料合成毛体积相对密度=γsbP1-Pn——各种矿料成分配合比，其和为100γ1-γn——各种矿料相应毛体积相对密度 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.3矿料的合成表观相对密度γsa=P1-Pn——各种矿料成分配合比，其和为100γ1-γn——各种矿料按试验规程方法测出定的表观体积相对密度 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.4沥青用量Pb=Pa——油石比，%Pb——沥青用量，% 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.5非改性矿料的有效相对密度Pb——试验采用的沥青用量，%γt——试验沥青用量条件下实测得的最大相对密度γse=——沥青的密度（25℃/25℃） 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.6合成矿料的吸水率=ωx6.6.7合成矿料的沥青吸收系数C=0.033ωx2-0.2936ωx+0.9339 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.8改性矿料的有效相对密度=C×γsa+（1-C）×γsbγse6.6.9改性混合料的最大理论密度=γti或=Pai——所计算的沥青混合料中的油石比，%Pbi——所计算的沥青混合料的沥青含量=Pai/（1+Pai）,% 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.10混合料试件的空隙率(%)VV=γf——测定的试件的毛体积相对密度%6.6.11混合料的矿料间隙率(%)VMA=Ps——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，Ps=100-Pb,% 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法VFA6.6.12有效沥青的饱和度(%)= 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13确定最佳沥青用量 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.1根据曲线的走势，按下列方法确定沥青混合料的最佳沥青用量0AC1=（a1+a2+a3+a4）a1、_a2、a3、a4—分别为密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率（或中值）、沥青饱和度范围的中值的沥青用量 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.2如果所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青沥青饱和度的要求范围，按下式求取3者的平均值作为0AC1：0AC1=（a1+a2+a3）/36.4.13.3以各项指标均符合技术标准（不含VMA）的沥青用量范围0ACmin~0ACmax的中值作为0AC2=（0ACmin+0ACmax）/2 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.3通常情况下取0AC1和0AC2的中值为计算的最佳沥青用量0AC=(0AC1+0AC2)/26.6.13.4按0AC在马歇尔图曲线图上所对应的各项指标是否符合JTGF40-2004的要求，且0AC宜位于VMA凹凸曲线最小值贫油一测 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.5根据公路等级、气候条件、交通情况以及实践经验调整确定最佳沥青用量：6.6.13.5.1调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量及使用效果，进行必要的最佳沥青用量的调整 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.5.2对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.1%~0.5%作为设计沥青用量 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.5.3对寒区公路、旅游公路、交通量很小的公路，最佳沥青用量可以在0AC的基础上增加0.1%~0.5%,以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度的要求 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.6计算沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量（%）Pba= 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.7计算混合料中的有效沥青用量(%)Pbe=Ps——各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即100-Pb,% 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.8计算有效沥青的体积百分比Vbe及矿料的体积百分率VgVg=100-（Vbe+VV）Vbe= 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法6.6.13.9检验最佳沥青用量时的粉胶比FB、集料的比表面积SA和有效沥青膜厚度DAFB=SA=Pi——各种粒径的通过百分率%FAi——相对于各种粒径的集料的表面积系数 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法集料的表面积系数筛孔尺寸（mm）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075集料比表面总和SA（m2/kg）表面积系数FAi0.0041---0.00410.00820.01640.02870.06140.12290.3277通过百分率Pi比表面FAi×Pi（m2/kg） 湖南省公路学会六、热拌沥青混合料配合比设计方法沥青膜有效厚度DA(μm)DA= 湖南省公路学会七、S型嵌挤级配定量判别方法7.1JTGF40-2004附录B的B.2确定工程设计级配范围B2.2的(2)中对S型嵌挤级配做了一个说明：为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，开成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率 湖南省公路学会七、S型嵌挤级配定量判别方法7.1.1但该说明没有对S型嵌挤级配做定量分析，我们在有关科研课题的研究中，对配合比设计中的粗集料分界筛孔及判断S型嵌挤给予了明确的定义： 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.1SMA的结构特点：8.1.1SMA混合料是由矿质骨料、沥青胶浆和空气组成的三相体系，其中矿质骨架是由粗骨料、细骨料组成，是不连续的分散相，而沥青胶浆是分散介质。是属于间断级配的沥青混合料，属骨架密实结构，有较高的粘结力和内摩阻力 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法SMA20世纪60年代源于德国，1984年列为德国的技术规范，20多年来，美国及欧洲各国得到了广泛的推广与应用。我国20世纪90年代开始引进SMA技术，经过十多年的推广应用，尽管SMA对材料及施工要求高、造价比普通沥青混凝土路面也高，但由于其有十分良好的路用性能及较高的投资效益，已在高速公路沥青路面的罩面表层得到了广泛的应用 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.1.2SMA沥青混合料4.75以上颗粒的粗集料含量在70~80%之间，0.075mm筛孔的通过率10%左右，粉胶比超过通常1.2的限制值，沥青结合料较普通混合料高1%以上，掺纤维稳定剂，在配合比设计时，不完全依靠马歇尔配比设计方法，主要由体积指标确定 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.1.3施工中对材料要求高，且拌和时间延长，施工温度提高 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.2SMA的路用性能8.2.1优良的温度稳定性：包括高温抗车辙能力强和低温抗裂性能8.2.2良好的耐久性：包括水稳定性、耐疲劳性和抗老化性能8.2.3优良的表面特性：低噪声、抗滑、防雨天行车溅水及防车后产生水雾等性能8.2.4投资效益高延长寿命20%~40% 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.3SMA混合料的强度机理：8.3.1τ=σ×tgθ+c式中：τ—抗剪强度σ—材料的正应力θ—摩擦角c—沥青的凝聚力 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法从上式可以看出，摩阻角θ在提高混合料的高温稳定性方面起着重要作用，沥青凝聚力C则在抗剪切、抗弯拉等荷载作用中发挥较大影响。而摩阻角θ的大小主要由矿质集料的结构决定，凝聚力C则主要受沥青的粘度和沥青与矿料的相互作用影响 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.3.2按照表面理论，SMA属于典型的骨架密实结构的沥青混合料，SMA中粗集料的相互嵌挤，在混合料中发挥“支撑、支架、分散、分力”的功能8.3.3胶浆理论认为沥青混合料的强度主要来自于沥青胶浆分散介质，沥青胶浆的组成结构决定了混合料的高温稳定性和低温抗裂、抗变形能力 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.3.4两种不同的理论，在解决沥青混合料的高温稳定性能缺陷时，表面理论重在加强矿质集料的粗集料骨架作用，面胶浆理论则把重点放在增加沥青稠度、增加矿料用量上，其目的都是为了增强混合料的抗剪破坏强度，这也是SMA不但采用骨架结构而且采且聚合物改性沥青的根据 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.3.5对于只有一层SMA结构的路面，粗集料构成了稳固的传力、受力骨架，把车辆荷载大小几乎不变地传递至下面层次，没有起到分散荷载应力的作用，从应力的大小而言，下面层次等同于直接接受车辆荷载，把车辆荷载大小几乎不变地传递至下面层次 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.4SMA混合料的组成设计8.4.1SMA配合比的设计任务是确定骨架和玛碲脂部分各种材料的规格和比例，以便保证真正地形成粗集料骨架、骨架的间隙又恰到好处地填充玛碲脂，使玛碲脂在混合料中起到坚强的整体的胶结作用 湖南省公路学会八、SMA混合料及配合比设计方法8.4.2'