《建筑材料》课程教学资源（教案讲义）第八章 沥青及沥青混合料

第八章沥青及沥青混合料8.1石油沥青沥青—----一种憎水性的有机胶凝材料，构造致密，与石料、砖、混凝土及砂浆等能牢固的黏结在一起。优点：具有良好的隔潮、防水、抗渗、耐腐蚀等性能。8.1.1石油沥青的组分和胶体结构（一）石油沥青的化学组分化学组成：主要为高分子碳、氢化合物（C：70%～80%，H：10%15%），并含少量的氧、氮、硫等元素的复杂化合物。化学组分：将沥青中化学成分及性质极为相近，并且物理力学性质有一定关系的成分，划分为若干个组，这些组即称“组分”。沥青中各组分相对含量多少，与沥青的技术性质有着直接关系（二）石油沥青的胶体结构胶体结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团。无数个胶团分散在油分中而形成胶体结构。溶胶型石油沥青一-当油分和树脂较多时，胶团外膜较厚，胶团之间的相对运动较自由，沥青流动性和塑性较好，开裂后自行愈合能力强，对温度的敏感性强。凝胶型石油沥青一-当油分和材脂含量少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集，相互吸引力增大。胶团间相互移动比较困难.弹性和粘性高，温度敏感性较小，开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。8.1.2石油沥青的技术性质1、粘性表示沥青抵抗变形或阻滞塑性流动的能力。针入度--是标准针在规定条件下刺入沥青的深度。在一定温度范围随温度升高而降低，针入度越小，表明粘度越大。2、塑性塑性是指沥青受到外力作用时，产生变形而不破坏，当外力撤消，能保持所获得的变形的能力。沥青的塑性以延伸度（伸长度）表示。延度愈大，塑性愈大。温度愈高或沥青膜愈厚，塑性愈大。8.2沥青混合料沥青混合料的物理力学性质与使用环境，如气温和湿度关系密切。因此，在选择沥青胶结料等级，进行沥青混合料配合比设计，检验沥青混合料的使用性能时，应考虑沥青路面工程的环境因素，尤其是温度和湿度条件。（一）气候分区指标：（二）气候分区的确定

第八章 沥青及沥青混合料 8.1 石油沥青 沥青-一种憎水性的有机胶凝材料，构造致密，与 石料、砖、混凝土及砂浆等能牢固的黏结在一起。 优点：具有良好的隔潮、防水、抗渗、耐腐蚀等性能。 8.1.1 石油沥青的组分和胶体结构 （一）石油沥青的化学组分 化学组成：主要为高分子碳、氢化合物（C：70％～80％，H：10％～15％）， 并含少量的氧、氮、硫等元素的复杂化合物。 化学组分：将沥青中化学成分及性质极为相近，并且物理力学性质有一定关系的 成分，划分为若干个组，这些组即称‘组分’。 沥青中各组分相对含量多少，与沥青的技术性质有着直接关系 （二）石油沥青的胶体结构 胶体结构是以地沥青质为核心，周围吸附部分树脂和油分，构成胶团。无数 个胶团分散在油分中而形成胶体结构。溶胶型石油沥青-当油分和树脂较多时， 胶团外膜较厚，胶团之间的相对运动较自由，沥青流动性和塑性较好，开裂后自 行愈合能力强，对温度的敏感性强。 凝胶型石油沥青-当油分和材脂含量少时，胶团外膜较薄，胶团靠近聚集， 相互吸引力增大。胶团间相互移动比较困难．弹性和粘性高，温度敏感性较小， 开裂后自行愈合能力较差，流动性和塑性较低。 8.1.2 石油沥青的技术性质 1、粘性 表示沥青抵抗变形或阻滞塑性流动的能力。针入度-是标准针在规定条件下 刺入沥青的深度。在一定温度范围随温度升高而降低，针入度越小，表明粘度越 大。 2、塑性 塑性是指沥青受到外力作用时，产生变形而不破坏，当外力撤消，能保持 所获得的变形的能力。 沥青的塑性以延伸度（伸长度）表示。延度愈大，塑性愈大。温度愈高或 沥青膜愈厚，塑性愈大。 8.2 沥青混合料 沥青混合料的物理力学性质与使用环境，如气温和湿度关系密切。因此，在 选择沥青胶结料等级，进行沥青混合料配合比设计，检验沥青混合料的使用性能 时，应考虑沥青路面工程的环境因素，尤其是温度和湿度条件。 （一）气候分区指标；（二）气候分区的确定

沥青混合料：经人工合理选择级配组成矿质混合料，与适量沥青结合料拌和而成高级路面材料。1.按矿料公称最大粒径划分：（1）特粗式沥青混合料：公称最大粒径等于或大于37.5mm的沥青混合料。（2）粗粒式沥青混合料：公称最大粒径为26.5mm的沥青混合料。（3）中粒式沥青混合料：公称最大粒径为16mm或19mm的沥青混合料。（4）细粒式沥青混合料：公称最大粒径为9.5mm或13.2mm的沥青混合料。（5）砂粒式沥青混合料：公称最大粒径小于9.5mm的沥青混合料。2.按材料组成及结构划分：（1）连续级配沥青混合料：矿料按级配原则，从大到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的沥青混合料。（2）间断级配沥青混合料：矿料级配组成中缺少1个或几个粒径档次（或用量很少）而形成的沥青混合料。3.按矿料级配组成及空隙率大小划分：（1）密级配沥青混合料：按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料与沥青结合料拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及气候情况、层次可作适当调整）的密实式沥青混凝土混合料和密实式沥青稳定碎石混合料。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。（2）半开级配沥青混合料：由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或不加填料）与沥青结合料拌和而成，经马歇尔标准击实成型的试件剩余空隙率在6%～12%的半开式沥青碎石混合料。（3）开级配沥青混合料：矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，设计空隙率为18%的沥青混合料。（4）按制造工艺划分：有热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。二、沥青混合料的特点优点：1．沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性质，铺筑的路面平整无接缝，振动小，噪声低，行车舒适。2.路面平整且有一定的粗糙度耐磨性好，无强烈反光，有利于行车安全。3.施工方便，不需养护，能及时开放交通。4．维修简单，旧沥青混合料可再生利用。缺点：1.老化：在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表层产生松散，引起路面破坏。2.温度稳定性差：夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪等现象；冬季低温时易脆裂，在车辆重复荷载作用下易产生开裂

沥青混合料：经人工合理选择级配组成矿质混合料，与适量沥青结合料拌和 而成高级路面材料。 1．按矿料公称最大粒径划分： （1）特粗式沥青混合料：公称最大粒径等于或大于 37.5mm 的沥青混合料。 （2）粗粒式沥青混合料：公称最大粒径为 26.5mm 的沥青混合料。（3）中粒式 沥青混合料：公称最大粒径为 16mm 或 19mm 的沥青混合料。（4）细粒式沥青混 合料：公称最大粒径为 9.5mm 或 13.2mm 的沥青混合料。（5）砂粒式沥青混合料： 公称最大粒径小于 9.5mm 的沥青混合料。 2．按材料组成及结构划分： （1）连续级配沥青混合料：矿料按级配原则，从大到小各级粒径都有，按 比例相互搭配组成的沥青混合料。 （2）间断级配沥青混合料：矿料级配组成中缺少 1 个或几个粒径档次（或 用量很少）而形成的沥青混合料。 3．按矿料级配组成及空隙率大小划分： （1）密级配沥青混合料：按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料 与沥青结合料拌和而成，设计空隙率较小（对不同交通及气候情况、 层次可作适当调整）的密实式沥青混凝土混合料和密实式沥青稳定碎石混合料。 按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料等。粗集料嵌 挤作用较好的也称嵌挤密实型沥青混合料。 （2）半开级配沥青混合料：由适当比例的粗集料、细集料及少量填料（或 不加填料）与沥青结合料拌和而成，经马歇尔标准击实成型的试件剩余空隙率在 6%～12%的半开式沥青碎石混合料。 （3）开级配沥青混合料：矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料 较少，设计空隙率为 18%的沥青混合料。 （4）按制造工艺划分：有热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混 合料等。 二、沥青混合料的特点 优点：1．沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性质，铺筑的路 面平整无接缝，振动小，噪声低，行车舒适。2．路面平整且有一定的粗糙度， 耐磨性好，无强烈反光，有利于行车安全。3．施工方便，不需养护，能及时开 放交通。4．维修简单，旧沥青混合料可再生利用。 缺点：1．老化：在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强， 粘聚力减小，导致路面表层产生松散，引起路面破坏。2．温度稳定性差：夏季 高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪等现象；冬季低温时易脆裂，在车辆重 复荷载作用下易产生开裂