瀝青混凝土23179

1、瀝青混凝土瀝青混凝土路瀝青混凝土（bituminous concrete）俗稱瀝青砼，是經(jīng)人工選配具有一定級配組成的礦料（碎石或軋碎礫石、石屑或砂、礦粉等）與一定比例的路用瀝青材料，在嚴(yán)格控制條件下拌制而成的混合料。瀝青混凝土瀝青混凝土按所用結(jié)合料不同，可分為石油瀝青的和煤瀝青的兩大類；有些國家或地區(qū)亦有采用或摻用天然瀝青拌制的。按所用集料品種不同，可分為碎石的、礫石的、砂質(zhì)的、礦渣的數(shù)類，以碎石采用最為普遍。按混合料最大顆粒尺寸不同，可分為粗粒（3540毫米以下）、中粒（2025毫米以下）、細粒（1015毫米以下）、砂粒 （57毫米以下）等數(shù)類。按混合料的密實程度不同，可分為密級配、半開級配

2、和開級配等數(shù)類，開級配混合料也稱瀝青碎石。其中熱拌熱鋪的密級配碎石混合料經(jīng)久耐用，強度高，整體性好，是修筑高級瀝青路面的代表性材料，應(yīng)用得最廣。各國對瀝青混凝土制訂有不同的規(guī)范，中國制定的熱拌熱鋪瀝青混合料技術(shù)規(guī)范，以空隙率10%及以下者稱為瀝青混凝土，又細分為型和型，型的孔隙率為3（或2）6%，屬密級配型；型為610%，屬半開級配型；空隙率10%以上者稱為瀝青碎石，屬開級配型；混合料的物理力學(xué)指標(biāo)有穩(wěn)定度、流值和孔隙率等。瀝青混合料的強度主要表現(xiàn)在兩個方面。一是瀝青與礦粉形成的膠結(jié)料的粘結(jié)力；另一是集料顆粒間的內(nèi)摩阻力和鎖結(jié)力。礦粉細顆粒（大多小于0.075毫米）的巨大表面積使瀝青材料形成薄

3、膜，從而提高了瀝青材料的粘結(jié)強度和溫度穩(wěn)定性；而鎖結(jié)力則主要在粗集料顆粒之間產(chǎn)生。選擇瀝青混凝土礦料級配時要兼顧兩者，以達到加入適量瀝青后混合料能形成密實、穩(wěn)定、粗糙度適宜、經(jīng)久耐用的路面。配合礦料有多種方法，可以用公式計算，也可以憑經(jīng)驗規(guī)定級配范圍，中國目前采用經(jīng)驗曲線的級配范圍。瀝青混合料中的瀝青適宜用量，應(yīng)以試驗室試驗結(jié)果和工地實用情況來確定，一般在有關(guān)規(guī)范內(nèi)均列有可資參考的瀝青用量范圍作為試配的指導(dǎo)。當(dāng)?shù)V料品種、級配范圍、瀝青稠度和種類、拌和設(shè)施、地區(qū)氣候及交通特征較固定時，也可采用經(jīng)驗公式估算。熱拌的瀝青混合料宜在集中地點用機械拌制。一般選用固定式熱拌廠，在線路較長時宜選用移動式熱拌

4、機。冷拌的瀝青混合料可以集中拌和，也可就地路拌。瀝青拌和廠的主要設(shè)備包括：瀝青加熱鍋、砂石貯存處、礦粉倉、加熱滾筒、拌和機及稱量設(shè)備、蒸汽鍋爐、瀝青泵及管道、除塵設(shè)施等，有些還有熱集料的重新分篩和貯存設(shè)備（見瀝青混合料拌和基地）。拌和機又可分為連續(xù)式和分批式兩大類。在制備工藝上，過去多采用先將砂石料烘干加熱后，再與熱瀝青和冷的礦粉拌和。近來，又發(fā)展一種先用熱瀝青拌好濕集料，然后再加熱拌勻的方法，以消除因集料在加熱和烘干時飛灰。采用后一種工藝時，要防止殘留在混合料中的水分影響瀝青混凝土使用壽命，最好能同時采用瀝青抗剝落劑，以增強抗水能力。1 傳統(tǒng)的瀝青混凝土面層（AC)ps：普通密級配瀝青混凝土

5、公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范JTJ01497，根據(jù)“七五”國家科技攻關(guān)研究及修訂該規(guī)范的專題研究，統(tǒng)一將瀝青混合料中集料粒徑標(biāo)準(zhǔn)由圓孔篩標(biāo)準(zhǔn)改為方孔篩標(biāo)準(zhǔn)。其主要原因為：計量標(biāo)準(zhǔn)向ISO國際標(biāo)準(zhǔn)靠近；便于參考國外同類結(jié)構(gòu)形式的級配標(biāo)準(zhǔn)；世行項目增多，便于國際招標(biāo)、監(jiān)理及質(zhì)量檢驗；許多國外拌和設(shè)備均以方孔篩為標(biāo)準(zhǔn)。瀝青混凝土的符號由原LH改為AC。1.1 按瀝青混合料集料的粒徑分類1.1.1 細粒式瀝青混凝土：AC9.5mm或AC13.2mm。1.1.2 中粒式瀝青混凝土：AC16mm或AC19mm。1.1.3 粗粒式瀝青混凝土：AC26.5mm或AC31.5mm。其組合原則是：瀝青面層集料的最大粒徑宜

6、從上層至下層逐漸增大。上層宜使用中粒式及細粒式，且上面層瀝青混合料集料的最大粒徑不宜超過層厚1/2，中、下面層集料的最大粒徑不宜超過層厚的2/3。1.2 按瀝青混合料壓實后的孔隙率大小分類1.2.1 型密級配瀝青混凝土：孔隙率為（3%6%)1.2.2 型密級配瀝青混凝土：孔隙率為（4%10%)c、AM型開級配熱拌瀝青碎石：孔隙率為（大于10%)其組合原則是：瀝青面層至少有一層是型密級配瀝青混凝土，以防水下滲。若上面層采用型瀝青混凝土，中面層須采用型瀝青混凝土，AM型開級配瀝青碎石不宜作面層，僅可做聯(lián)結(jié)層。2 多碎石瀝青混凝土面層（SAC)2.1 產(chǎn)生背景較大流量的車輛在高速公路上安全、舒適高速

7、地通行，瀝青面層必須具有良好的抗滑性能。這就要求瀝青面層不但要有較大的磨擦系數(shù)，而且要有較深的表面構(gòu)造深度（構(gòu)造深度是高速行車減低噪音和減少水LM漂、濺水影響司機視線的主要因素）。近年來的研究成果表明：“瀝青面層的抗滑性能是由面層結(jié)構(gòu)的微觀構(gòu)造和宏觀構(gòu)造兩部分形成。其中宏觀構(gòu)造來源于瀝青混合料的配合比，主要由骨料的粗細、級配形式?jīng)Q定”。80年代中期中國開始修筑高等級公路，從瀝青面層的結(jié)構(gòu)形式來看：型瀝青混凝土，空隙率3%6%，透水性小，耐久性好，表面層的摩擦系數(shù)能達到要求，但表面構(gòu)造深度較小，遠不能達到要求。型瀝青混凝土空隙率6%10%，表面構(gòu)造深，抗變形能力較強，但其透水性、耐久性較差。為了

8、解決瀝青面層的抗滑性能（特別是表面層在構(gòu)造深度較大的情況下，又具有良好的防水性的結(jié)構(gòu)形式），多碎石瀝青混凝土面層被加以研究和使用。2.2 多碎石瀝青混凝土面層的特點多碎石瀝青混合料是采用較多的粗碎石形成骨架，瀝青砂膠填充骨架中的孔隙并使骨架膠合在一起而形成的瀝青混合料形式。具體組成為：粗集料含量69%78%，礦粉6%10%，油石比5%左右。經(jīng)幾條高等公路的實踐證明，多碎石瀝青混凝土面層既能提供較深的表面構(gòu)造，又具有傳統(tǒng)型瀝青混凝土那樣的較小空隙及較小透水性，同時又具有較好的抗形變能力（動穩(wěn)定度較高）。換言之，“多碎石瀝青混凝土既具有傳統(tǒng)型瀝青混凝土的優(yōu)點，又具有型瀝青混凝土的優(yōu)點，同時又避免了

9、兩種傳統(tǒng)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式的不足?！? 瀝青瑪蹄脂碎石混合料面層（SMA)3.1 形成背景60年代的德國交通十分發(fā)達，根據(jù)本國的氣候特點（夏季氣溫20左右，冬季不太冷），習(xí)慣修筑“澆筑式瀝青混凝土”路面。這種結(jié)構(gòu)中瀝青含量12%左右，礦粉含量高。使用中發(fā)現(xiàn)路面的車轍十分嚴(yán)重，另外當(dāng)時該國家的汽車為了防滑的需要，經(jīng)常使用帶釘?shù)妮喬ィòW洲一些國家亦如此），其結(jié)果是路面磨耗十分嚴(yán)重（1年可減薄4cm左右）。為了克服日益嚴(yán)重的車轍，減少路面的磨耗，公路工作者對瀝青混合料的配合比進行調(diào)整，增大粗集料的比例，添加纖維穩(wěn)定劑，形成了SMA結(jié)構(gòu)的初形。1984年德國交通部門正式制定了一個SMA路面的設(shè)計及

10、施工規(guī)范，SMA路面結(jié)構(gòu)形式基本得以完善。這種新型的路面結(jié)構(gòu)先后在德國、歐洲一些國家逐漸被推廣、運用。90年代初，美國公路界認為其公路路面質(zhì)量不如歐洲國家的路面質(zhì)量好。經(jīng)考察發(fā)現(xiàn)存在兩個方面的差距：在改性瀝青的運用上；在路面的結(jié)構(gòu)形式上（即SMA）。1991、1992年開始加以研究、推廣SMA這種結(jié)構(gòu)形式，最典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運會對公路網(wǎng)進行改建和新建，全部采用了SMA這種結(jié)構(gòu)形式做路面。3.2瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面（SMA）的組成原理及特點瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級配的礦料骨架中，所形成的混合料。其組

11、成特征主要包括兩個方面：含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩(wěn)定性（抗變形能力強）的結(jié)構(gòu)骨架；細集料礦粉、瀝青和纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結(jié)一起，并填充骨架空隙，使混合料有較好的柔性及耐久性。SMA的結(jié)構(gòu)組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少”。具體講：SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達70%80%，礦粉的用量達7%13%，（“粉膠比”超出通常值1.2的限制）。由此形成的間斷級配，很少使用細集料；為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時使用纖維作為穩(wěn)定劑；瀝青用量較多，高達6.5%7%，粘結(jié)性要求高，并希望選用針入度小、軟化點高、溫度穩(wěn)定性

12、好的瀝青（最好采用改性瀝青）SMA的特點：瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當(dāng)前國際上公認（使用較多）的一種抗變形能力強，耐久性較好的瀝青面層混合料。由于粗集料的良好嵌擠，混合料有非常好的高溫抗車轍能力，同時由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，低溫變形性能和水穩(wěn)定性也有較多的改善。添加纖維穩(wěn)定劑，使瀝青結(jié)合料保持高粘度，其攤鋪和壓實效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好。同時混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好，從而全面提高了瀝青混合料的路面性能。4 橡膠瀝青（AR)橡膠瀝青是先將廢舊輪胎原質(zhì)加工成為橡膠粉粒，再按一定的粗細級配比例進行組合，同時添加多種高聚合物改性劑，并在充分拌合的高溫

13、條件下（180以上），與基質(zhì)瀝青充分熔脹反應(yīng)后形成的改性瀝青膠結(jié)材料。橡膠瀝青具有高溫穩(wěn)定性、低溫柔韌性、抗老化性、抗疲勞性、抗水損壞性等性能，是較為理想的環(huán)保型路面材料，目前主要應(yīng)用于道路結(jié)構(gòu)中的應(yīng)力吸收層和表面層中。橡膠瀝青經(jīng)過50年的應(yīng)用，形成了兩個成熟的級配混合料產(chǎn)品系列。與常規(guī)瀝青混合料相比，橡膠瀝青混合料擁有較高的瀝青用量（7.5%左右）。開級配混合料（AR-OGFC）：由高用量橡膠瀝青（9-10%）與單一粒徑碎石為主的集料拌合而成。特點及應(yīng)用：開級配混合料具有良好的抗滑、防濺水、降噪音和持久穩(wěn)定性，是高速公路和城市快速道路的理想表面層材料。同時開級配混合料突出的抗反射裂縫能力，被

14、廣泛用于水泥路面超薄罩面。間斷級配混合料（AR-GAP）：由中間粒徑間斷級配與橡膠瀝青拌合而成。動穩(wěn)定度達到3000以上，凍融劈裂值達到80以上。特點及應(yīng)用：由于具備較好的表面構(gòu)造、密水性、抗剪切穩(wěn)定性，間斷級配和混合料被普遍用于交叉和變速較多的城市道路面層和補強結(jié)構(gòu)。橡膠瀝青路面的性能優(yōu)勢：優(yōu)異的抗疲勞性提高路面的耐久性能；由于膠結(jié)料含量高、彈性好，提高了路面對疲勞裂縫、反射裂縫的抵抗能力；較強的低溫柔韌性減輕了路面的溫度敏感性；因為膠結(jié)料含量高、油膜厚以及輪胎中含有抗氧化劑，故提高了道路抗老化、抗氧化能力；優(yōu)異的抗車轍、抗永久變形能力；由于道路的耐久性得到提高，使得道路的養(yǎng)護費用顯著降低；

15、大量使用廢舊輪胎，既節(jié)約了能源，也有利于環(huán)境保護；橡膠中的炭黑能夠使路面黑色長期保存，與標(biāo)線的對比度高，提高了道路的安全性；橡膠瀝青用于瀝青混合料時，由于施工厚度薄，施工迅速，縮短了施工時間。5 Superpave瀝青混合料（SUP）Superpave瀝青混合料是美國戰(zhàn)略公路研究計劃（SHRP）的研究成果之一。Superpave是Superior Performing Asphalt Pavement的縮寫，中文意思就是“高性能瀝青路面”Superpave瀝青混合料設(shè)計法是一種全新的瀝青混合料設(shè)計法，包含瀝青結(jié)合料規(guī)范，瀝青混合料體積設(shè)計方法，計算機軟件及相關(guān)的使用設(shè)備、試驗方法和標(biāo)準(zhǔn)。Spe

16、rpave混合料設(shè)計分為三個水準(zhǔn)：混合料體積設(shè)計也稱水準(zhǔn)I設(shè)計，使用旋轉(zhuǎn)壓實機（SGC）并根據(jù)體積設(shè)計要求選擇瀝青用量?；旌狭现械嚷访嫘阅芩皆O(shè)計也稱水準(zhǔn)設(shè)計，以混合料體積設(shè)計為基礎(chǔ)，附加一組SST和IDT試驗以達到一系列性能預(yù)測?；旌狭献罡呗访嫘阅芩皆O(shè)計也稱水準(zhǔn)設(shè)計，以混合料體積設(shè)計為基礎(chǔ)，附加的SST和IDT試驗是在一個較寬溫度變化范圍內(nèi)進行試驗。由于包含了更廣泛的試驗范圍和結(jié)果，完全分析可提供更可靠的性能預(yù)測水平。Superpave瀝青混合料設(shè)計系統(tǒng)是根據(jù)項目所在地的氣候和設(shè)計交通量，把材料選擇與混合料設(shè)計都集中在體積設(shè)計法中，該方法要求在設(shè)計瀝青路面時，充分考慮在服務(wù)期內(nèi)溫度對路面地

17、影響，要求路面在最高設(shè)計溫度時能滿足高溫性能地要求，不產(chǎn)生過量地車轍；在路面最低溫度時，能滿足低溫性能地要求，避免或減少低溫開裂；在常溫范圍內(nèi)控制疲勞開裂。對于瀝青結(jié)合料，采用旋轉(zhuǎn)薄膜烘箱試驗來模擬瀝青混合料在拌和和攤鋪工程中的老化；采用壓力老化容器模擬瀝青在路面使用工程中的老化。對于集料，在進行混合料級配設(shè)計時，采用控制點和限制區(qū)的概念來限定，優(yōu)選試驗級配設(shè)計。對于瀝青混合料，在拌好后，采用短期老化來模擬瀝青混合料在拌和攤鋪壓實過程中的老化，瀝青混合料試件采用旋轉(zhuǎn)壓實儀準(zhǔn)備。試件壓實過程中，記錄旋轉(zhuǎn)壓實次數(shù)與試件高度的關(guān)系，從而對瀝青混合料體積特性進行評價。所謂Superpave混合料體積設(shè)

18、計是根據(jù)瀝青混合料的空隙率、礦料間隙率、瀝青填隙率等體積特性進行熱拌瀝青混合料設(shè)計的，方法主要有設(shè)計材料選擇、瀝青混合料拌和、瀝青混合料體積分析以及混合料驗證，包括體積性質(zhì)和水敏感性。瀝青混合料體積設(shè)計過程主要由四部分組成：材料選擇；集料級配選擇；確定瀝青混合料最佳瀝青含量；評估瀝青混合料的驗證，包括體積性質(zhì)和水敏感性。Suerpave瀝青混合料體積設(shè)計法對材料、集料級配、混合料均有嚴(yán)格的規(guī)定，并制定了相應(yīng)的嚴(yán)格規(guī)范要求，包括膠結(jié)料規(guī)范、集料規(guī)范、混合料規(guī)范。6 SBS改性瀝青混凝土（SBS)SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上，摻加2.5%、3.0%、4.0%的SBS改性劑，改性后的瀝青，與原瀝青相比，其高溫粘度增大，軟化點升高。在良好的設(shè)計配合比和施工條件下，瀝青路面的耐久性和高溫穩(wěn)定性明顯提高。改性瀝青及其效果評價指標(biāo)所謂改性瀝青，也包括改性瀝青混合料，是指“摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑（改性劑），或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料”。改性劑是指“在瀝青或瀝青混合料中加入的天然的或人工的有機或無機材料，可熔融、分散在瀝青中，改善或提高瀝青路面性能（與瀝青發(fā)生反應(yīng)或裹覆在集料表面上）的材料”。改性效果的好壞，主要用改性瀝青指標(biāo)來進行評價，改性瀝青的評價指標(biāo)為：感溫性指標(biāo)：針