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2016年一建《市政公用工程实务》重点：沥青混合料组成与材料
熟悉沥青混合料组成与材料
一、结构组成与分类
(一)材料组成
1.沥青混合料是一种复合材料，主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉组成，有的还加入聚合物和木纤维素拌合而成的混合料的总称;由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构，并具有不同的力学性质。
(二)基本分类
1.按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。
2.按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径等于或大于26.5mm)、中粒式(公称最大粒径l6mm或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。
3.按生产工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。
(三)结构类型
沥青混合料，可分为按嵌挤原则构成和按密实级配原则构成的两大结构类型。
1.按嵌挤原则构成的沥青混合料的结构强度，是以矿质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主、沥青结合料的粘结作用为辅而构成的。这类路面是以较粗的、颗粒尺寸均匀的矿物构成骨架，沥青结合料填充其空隙，并把矿料粘结成一个整体。这类沥青混合料的结构强度受自然因素(温度)的影响较小。
2.按密实级配原则构成的沥青混合料的结构强度，是以沥青与矿料之间的粘结力为主，矿质颗粒间的嵌挤力和内摩阻力为辅而构成的。这类沥青混合料的结构强度受温度的影响较大。
3.按级配原则构成的沥青混合料，其结构组成通常有下列三种形式：
(1)密实一悬浮结构：由次级骨料填充前级骨料(较次级骨料粒径稍大)空隙的沥青混凝土具有很大的密度，但由于前级骨料被次级骨料和沥青胶浆分隔，不能直接互相嵌锁形成骨架，因此该结构具有较大的黏聚力c，但内摩擦角φ较小，高温稳定性较差。通常按最佳级配原理进行设计。
(2)骨架一空隙结构：粗骨料所占比例大，细骨料很少甚至没有。粗骨料可互相嵌锁形成骨架，嵌挤能力强;但细骨料过少不易填充粗骨料之间形成的较大的空隙。该结构内摩擦角φ较高，但黏聚力c也较低。沥青碎石混合料(AN)和OGFC排水沥青混合料是这种结构典型代表。
(3)骨架一密实结构：较多数量的断级配粗骨料形成空间骨架，发挥嵌挤锁结作用，同时由适当数量的细骨料.和沥青填充骨架间的空隙形成既嵌紧又密实的结构。该结构不仅内摩擦角φ较高，黏聚力c也较高，是综合以上两种结构优点的结构。沥青玛碲脂混合料(简称SMA)是这种结构典型代表。
三种结构的沥青混合料由于密度ρ、空隙率VV、矿料间隙率VMA不同，使它们在稳定性和路用性能上亦有显著差别。
二、主要材料与性能
(一)沥青
我国行业标准《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ l规定：城镇道路面层宜优先采用A级沥青，不宜使用煤沥青。其主要技术性能如下：
1.粘结性
沥青材料在外力作用下，沥青粒子产生相互位移的抵抗变形的能力即沥青的黏度。常用的是条件黏度，我国《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40也列入了60℃动力黏度(绝对黏度)作为道路石油沥青的选择性指标。对高等级道路，夏季高温持续时间长、重载交通、停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的结构层，宜采用稠度大(针入度小)的沥青;对冬季寒冷地区、交通量小的道路宜选用稠度小的沥青。当需要满足高、低温性能要求时，应优先考虑高温性能的要求。
2.感温性
沥青材料的黏度随温度变化的感应性。表征指标之一是软化点，指的是沥青在特定试验条件下达到一定黏度时的条件温度。软化点高，意味着等黏温度也高，因此软化点可作为反应感温性的指标。《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40规范新增了针入度指数(PI)这一指标，它是应用针入度和软化点的试验结果来表征沥青感温性的一项指标。
3.耐久性
沥青材料在生产、使用过程中，受到热、光、水、氧气和交通荷载等外界因素的作用而逐渐变硬变脆，改变原有的黏度和低温性能，这种变化称为沥青的老化。沥青应有足够的抗老化性能即耐久性，使沥青路面具有较长的使用年限。我国相关规范规定，采用薄膜烘箱加热试验，测老化后沥青的质量变化、残留针入度比、残留延度(10℃或5℃)等来反映其抗老化性。通过水煮法试验，测定沥青和骨料的黏附性，反映其抗水损害能力，等级越高，黏附性越好。
4.塑性
沥青材料在外力作用下发生变形而不被破坏的能力，即反映沥青抵抗开裂的能力。过去曾采用25℃的延度而不能比较黏稠石油沥青的低温性能。现行规范规定：25℃延度改为l0℃延度或15℃延度，不同标号的沥青延度就有了明显的区别，从而反映出它们的低温性能，一般认为，低温延度越大，抗开裂性能越好。在冬季低温或高、低温差大的地区，要求采用低温延度大的沥青。
5.安全性
确定沥青加热熔化时的安全温度界限，使沥青安全使用有保障。有关规范规定，通过闪点试验测定沥青加热点闪火的温度一闪点，确定它的安全使用范围。沥青越软(标号高)，闪点越小。如沥青标号ll0号到l60号，闪点不小于230℃，标号90号不小于245℃。
(二)粗骨料
(三)细骨料
2.热拌密集配沥青混合料中天然砂用量不宜超过骨料总量的20%，SMA、OGFC不宜使用天然砂。
(四)矿粉
1.应采用石灰岩等憎水性石料磨成，且应洁净、干燥，不含泥土成分，外观无团粒结块。
2.城市快速路、主干道的沥青路面不宜采用粉煤灰作填料。
(五)纤维稳定剂
2.不宜使用石棉纤维。
三、热拌沥青混合料主要类型
(一)普通沥青混合料即AC型沥青混合料，适用于城市次干道、辅路或人行道等场所。
(二)改性沥青(Modified bitumen)混合料
(三)沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone mastic asphalt，简称SMA)
(四)改性(沥青)SMA
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