第6章沥青混合料1.ppt

第第6章章 沥青混合料沥青混合料土木工程材料本本 节节 内内 容容概述概述 1沥青混合组成材料技术要求沥青混合组成材料技术要求 2热拌沥青混合料组成结构和强度原理热拌沥青混合料组成结构和强度原理 3沥青混合料技术性质和技术标准沥青混合料技术性质和技术标准 4热拌沥青混合料配合比设计热拌沥青混合料配合比设计 5沥青玛蹄酯碎石混合料沥青玛蹄酯碎石混合料 6【本章内容导读本章内容导读】讲述内容讲述内容 本章主要讲述沥青混合料的组成材料要求，沥本章主要讲述沥青混合料的组成材料要求，沥青混合料的组成结构和强度理论；重点讲述沥青混合料的组成结构和强度理论；重点讲述沥青混合料的技术性质及技术标准，沥青混合料青混合料的技术性质及技术标准，沥青混合料的配合比设计，讲述其他沥青混合料的主要性的配合比设计，讲述其他沥青混合料的主要性能及使用特点能及使用特点。学习重点学习重点 和要求和要求 通过本章的学习，要求学生应掌握热拌沥青混通过本章的学习，要求学生应掌握热拌沥青混合料的组成结构、强度形成原理及其影响因素，合料的组成结构、强度形成原理及其影响因素，熟练掌握沥青混合料的技术性能、影响技术性熟练掌握沥青混合料的技术性能、影响技术性能的因素和评价方法，特别要重点把握普通热能的因素和评价方法，特别要重点把握普通热拌沥青混合料的组成设计方法（包括组成材料拌沥青混合料的组成设计方法（包括组成材料的选择、矿料配合比设计和最佳沥青用量确定的选择、矿料配合比设计和最佳沥青用量确定方法），了解其他沥青混合料（如方法），了解其他沥青混合料（如SMASMA、常温、常温沥青混合料）的技术特点、组成材料的特点和沥青混合料）的技术特点、组成材料的特点和基本要求基本要求 。沥青混合料是适当比例的矿料（包括碎石、沥青混合料是适当比例的矿料（包括碎石、石屑、砂）和填料与沥青经混合拌制而成的石屑、砂）和填料与沥青经混合拌制而成的混合料的总称混合料的总称 沥青沥青矿料矿料沥沥青青混混合合料料沥青与填料起胶结沥青与填料起胶结和填充作用和填充作用矿料起骨架作用矿料起骨架作用6.1.1 沥青混合料的定义沥青混合料的定义6.1 概述概述 沥青混合料包括沥青混凝土混合料和沥青碎石混沥青混合料包括沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料两种类型。合料两种类型。沥青混凝土混合料沥青混凝土混合料（Asphalt concrete mixture 简称简称AC）是由）是由适当比例的粗集料、细适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥规定级配的矿料，与沥青结合料在严格控制条青结合料在严格控制条件下拌和而成的沥青混件下拌和而成的沥青混合料合料 沥青碎石混合料沥青碎石混合料（Asphalt macadam mixture 简称简称AM）是由）是由适当比例的粗集料、细适当比例的粗集料、细集料及填料（或不加填集料及填料（或不加填料）与沥青结合料拌和料）与沥青结合料拌和形成的沥青混合料形成的沥青混合料 6.1.2 沥青混合料的优缺点沥青混合料的优缺点l随着我国公路等级的提高，用沥青混合料修随着我国公路等级的提高，用沥青混合料修筑的沥青路面已成为高等级道路路面中占主要筑的沥青路面已成为高等级道路路面中占主要地位的路面结构。地位的路面结构。l最常用的沥青路面包括：沥青表面处理、沥最常用的沥青路面包括：沥青表面处理、沥青贯入式、沥青碎石和沥青混凝土等四种类型。青贯入式、沥青碎石和沥青混凝土等四种类型。沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路地方道路地方道路高速公路高速公路城市道路城市道路l沥青路面的主要优点：沥青路面的主要优点：优良的结构力学性能和表面功能特性优良的结构力学性能和表面功能特性表面抗滑性能好表面抗滑性能好施工方便施工方便经济耐久性好经济耐久性好便于再生利用便于再生利用其它，如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴其它，如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天无扬尘、雨后不泥泞等天无扬尘、雨后不泥泞等1 1沥青路面容易沥青路面容易老化。老化。2 2温度稳定性差。温度稳定性差。沥青混合料路面主要缺点：沥青混合料路面主要缺点：老化老化在长期的大气因素作用下，在长期的大气因素作用下，因沥青塑性降低，脆性增强，因沥青塑性降低，脆性增强，粘聚力减小，导致路面表面粘聚力减小，导致路面表面产生松散，引起路面破坏。产生松散，引起路面破坏。沥青路面老化现象沥青路面老化现象夏季高温沥青易软化，路面易产夏季高温沥青易软化，路面易产生车辙、波浪；冬季低温时易脆生车辙、波浪；冬季低温时易脆裂，在车辆重复作用下易产生开裂，在车辆重复作用下易产生开裂。裂。波浪波浪车辙车辙泛油泛油温度稳定性差的表现温度稳定性差的表现 沥青沥青 混合料混合料矿料级配矿料级配组成及空组成及空隙率大小隙率大小分分材料组成材料组成及结构分及结构分 制造制造工艺分工艺分 公称最公称最大粒径分大粒径分 1.1.特粗式沥青混合料特粗式沥青混合料2.2.粗粒式沥青混合料粗粒式沥青混合料3.3.中粒式沥青混合料中粒式沥青混合料4.4.细粒式沥青混合料细粒式沥青混合料5.5.砂粒式沥青混合料砂粒式沥青混合料1.1.连续级配沥青混合料连续级配沥青混合料2.2.间断级配沥青混合料间断级配沥青混合料1.1.密级配沥青混合料密级配沥青混合料2.2.半开级配沥青混合料半开级配沥青混合料3.3.开级配沥青混合料开级配沥青混合料1.1.热拌沥青混合料热拌沥青混合料2.2.冷拌沥青混合料冷拌沥青混合料3.3.再生沥青混合料再生沥青混合料6.1.3 沥青混合料的分类沥青混合料的分类 1.1.按材料组成及结构分类按材料组成及结构分类n连续级配沥青混合料：连续级配沥青混合料：密级配、半开级配、密级配、半开级配、开级配开级配n间断级配沥青混合料：矿料级配组成中缺间断级配沥青混合料：矿料级配组成中缺少少1 1 个或几个档次个或几个档次(或用量很少或用量很少)而形成的沥青而形成的沥青混合料。混合料。代表混合料：沥青玛蹄脂碎石混合料代表混合料：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA。矿矿质质混混合合料料的的3 3种种典典型型级级配配曲曲线线 1000500.0750.31.184.7519间断级配间断级配开开级配级配密密级配级配半开级配半开级配SMA（Stone Matrix Asphalt）混合料混合料密级配沥青混合料。按密实级配原理设计组成的各种粒径密级配沥青混合料。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。颗粒的矿料，与沥青结合料拌和而成，设计空隙率较小。设计空隙率设计空隙率36%n密实式沥青混凝土混合料（以密实式沥青混凝土混合料（以AC表示）表示）粒径偏细，粒径偏细，可适用于任何面层结构可适用于任何面层结构n密实式沥青稳定碎石混合料（以密实式沥青稳定碎石混合料（以ATB表示）表示）粒径偏粒径偏粗，主要适用于基层粗，主要适用于基层2.按矿料级配及空隙率大小分类按矿料级配及空隙率大小分类开级配沥青混合料。矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细开级配沥青混合料。矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料较少，集料及填料较少，设计空隙率设计空隙率1818以上以上的混合料的混合料 n排水式排水式沥青磨耗层混合料沥青磨耗层混合料OGFCn排水式沥青稳定碎石基层排水式沥青稳定碎石基层ATPB 半开级配沥青混合料：由适当比例的粗集料、细集料及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试件的歇尔标准击实成型试件的设计空隙率在设计空隙率在612的半的半开式沥青混合料开式沥青混合料n沥青碎石混合料（以沥青碎石混合料（以AM表示）表示）适用于三级及三级以下公路、乡村公路，此时表面应设置致密的上封层。排水式沥青路面排水式沥青路面热拌热铺沥青混合料热拌热铺沥青混合料：粘稠沥青热态施工：粘稠沥青热态施工冷拌沥青混合料：冷拌沥青混合料：液态沥青常温施工液态沥青常温施工v乳化沥青乳化沥青v液体沥青液体沥青v泡沫沥青泡沫沥青再生沥青混合料再生沥青混合料：现场再生、场拌再生：现场再生、场拌再生3.3.按制造工艺分类按制造工艺分类4.按集料的公称最大粒径分类按集料的公称最大粒径分类砂粒式：公称最大粒径砂粒式：公称最大粒径4.75mm细粒式：公称最大粒径细粒式：公称最大粒径9.5mm或或13.2mm中粒式：公称最大粒径中粒式：公称最大粒径16mm或或19mm粗粒式：公称最大粒径粗粒式：公称最大粒径26.5mm特粗式：公称最大粒径特粗式：公称最大粒径31.5mm表表6-1 热拌沥青混合料的类型热拌沥青混合料的类型 沥青沥青混合混合料料类型类型公称公称最最大粒大粒径径/mm最大最大粒径粒径/mm密级配密级配半开级配半开级配开级配开级配连续级配连续级配间断级配间断级配沥青碎石沥青碎石间断级配间断级配沥青混凝沥青混凝土土沥青沥青稳定碎石稳定碎石沥青玛沥青玛蹄脂碎石蹄脂碎石排水式沥排水式沥青磨耗层青磨耗层排水式沥排水式沥青稳定碎青稳定碎石基层石基层砂粒砂粒式式4.759.5AC-5AM-5细粒细粒式式9.513.2AC-10SMA-10AM-10OGFC-1013.216.0AC-13SMA-13AM-13OGFC-13中粒中粒式式16.019.0AC-16SMA-16AM-16OGFC-1619.026.5AC-20SMA-20AM-20粗粒粗粒式式26.531.5AC-25ATB-25ATPB-2531.537.5ATB-30ATPB-30特粗特粗式式37.553.0ATB-40ATPB-40设计空隙率设计空隙率/%35363461218186.2 沥青混合料组成材料的技术要求沥青混合料组成材料的技术要求 6.2.1 沥青材料沥青材料 l在在选选择择沥沥青青材材料料的的时时候候，宜宜按按照照公公路路等等级级、气气候候条条件件、交交通通条条件件、路路面面类类型型及及在在结结构构层层中中的的层层位位及及受受力力特特点点、施施工工方方法法等等，结结合合当当地地的的使使用经验，并经技术论证后确定用经验，并经技术论证后确定l可可根根据据当当地地沥沥青青路路面面气气候候分分区区的的温温度度水水平平参参照照第第5章表章表5-3选择沥青选择沥青 表表6-2 沥青路面使用性能气候分区沥青路面使用性能气候分区气候分区指标气候分区指标气候分区气候分区按照高温按照高温指标指标高温气候区高温气候区123气候区名称气候区名称夏炎热区夏炎热区夏热区夏热区夏凉区夏凉区最热月平均最热月平均最高温度最高温度/30203020按照低温按照低温指标指标低温气候区低温气候区1234气候区名称气候区名称冬严冬严寒区寒区冬寒区冬寒区冬冷区冬冷区冬温冬温区区极端最低气极端最低气温温/-37-37-21.5-21.5-9-9按照雨量按照雨量指标指标雨量气候区雨量气候区1234气候区名称气候区名称潮湿潮湿区区湿润区湿润区半干区半干区干旱干旱区区年降雨量年降雨量/mm10001000500500250250l对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大、次，宜采用稠度大、6060粘度大的沥青，也可提高高温粘度大的沥青，也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级；气候分区的温度水平选用沥青等级；选择原则：选择原则：l对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青；对温度日温差、年温差用稠度小、低温延度大的沥青；对温度日温差、年温差大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。大的地区宜注意选用针入度指数大的沥青。沥沥青青混混合合料料的的粗粗集集料料可可采采用用碎碎石石、破破碎碎砾砾石石、筛筛选选砾砾石石、矿矿渣渣等等，但但高高速速公公路路和和一一级级公公路路不不得得使使用用筛筛选选砾石和矿渣砾石和矿渣。沥沥青青混混合合料料的的粗粗集集料料要要求求洁洁净净、干干燥燥、表表面面粗粗糙糙，接接近近立立方方体体，无无风风化化，不不含含杂杂质质，其其各各项项质质量量应应符符合合表表6-3的要求的要求。6.2.2 粗集料粗集料 1一般要求一般要求表表 6-3 沥青混合料用粗集料的质量技术要求沥青混合料用粗集料的质量技术要求 技术指标技术指标单单位位高速公路及一级公路高速公路及一级公路其他等级公路其他等级公路表面层表面层其他层次其他层次表面层表面层其他层其他层次次石料压碎值石料压碎值%262830洛杉矶磨耗损失洛杉矶磨耗损失%283035表观相对密度表观相对密度 t/m32.602.502.45吸水率吸水率%2.03.03.0坚固性坚固性%1212针片状颗粒含量（混合料）针片状颗粒含量（混合料）其中粒径大于其中粒径大于9.5mm 其中粒径小其中粒径小于于9.5mm%15121818152020水洗法水洗法0.075mm颗粒含量颗粒含量%111软石含量软石含量%3552路面抗滑表层用粗集料的要求路面抗滑表层用粗集料的要求对路面抗滑表层的粗集料应选用坚硬、耐磨、对路面抗滑表层的粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不可使用筛抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不可使用筛选砾石、矿渣及软质集料。高速公路、一级选砾石、矿渣及软质集料。高速公路、一级公路沥青路面的表面层（或磨耗层）的磨光公路沥青路面的表面层（或磨耗层）的磨光值、应符合表值、应符合表6-4的要求。的要求。表表6-4 粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求粗集料与沥青的粘附性、磨光值的技术要求 雨量气候区雨量气候区1（潮湿区）（潮湿区）2（湿润区）（湿润区）3（半干区）（半干区）4（干旱区）（干旱区）年降雨量年降雨量/mm10001000500500250250粗集料的磨光值粗集料的磨光值PSV 高速公路、一级公路表面层高速公路、一级公路表面层42403836粗集料与沥青的粘附性粗集料与沥青的粘附性/高速公路、一级公路表面层高速公路、一级公路表面层高速公路、一级公路的其他高速公路、一级公路的其他层次层次及其他等级公路的各个层次及其他等级公路的各个层次544443333粗集料与沥青的粘附性要求粗集料与沥青的粘附性要求粗集料与沥青的粘附性应符合表粗集料与沥青的粘附性应符合表6-4的要求。当的要求。当使用不符要求的粗集料时，宜掺加消石灰、水使用不符要求的粗集料时，宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理后使用，必要时可同时泥或用饱和石灰水处理后使用，必要时可同时在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂，也可采用改性沥青的措施，使沥青混合落剂，也可采用改性沥青的措施，使沥青混合料的水稳定性检验达到要求。掺加外加剂的剂料的水稳定性检验达到要求。掺加外加剂的剂量由沥青混合料的水稳定性检验确定量由沥青混合料的水稳定性检验确定 4粗集料的规格粗集料的规格粗集料的粒径规格应满足书中表粗集料的粒径规格应满足书中表6-5的要求。的要求。6.2.3 细集料细集料1细集料的物理力学性能要求细集料的物理力学性能要求可以采用天然砂、机制砂或石屑。可以采用天然砂、机制砂或石屑。应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围，应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围，物理力学指标要求见表物理力学指标要求见表6-66-6。与沥青有良好的粘结能力，在高速公路、一级公路、城市与沥青有良好的粘结能力，在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青面层用沥青粘结性能差的天然砂或用花快速路、主干路沥青面层用沥青粘结性能差的天然砂或用花岗岩、石英岩等酸性岩石破碎的人工砂及石屑时，应采取前岗岩、石英岩等酸性岩石破碎的人工砂及石屑时，应采取前述粗集料的抗剥离措施对细集料进行处理。在高速公路、一述粗集料的抗剥离措施对细集料进行处理。在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中，级公路、城市快速路、主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中，所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂的用量。所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂的用量。表表6-6 沥青混合料用细集料质量要求沥青混合料用细集料质量要求 项项 目目单位单位高速公路、高速公路、一级公路一级公路其他等级公其他等级公路路表观相对密度，不小于表观相对密度，不小于2.502.45坚固性（坚固性（0.3mm部分），不小部分），不小于于 12含泥量（小于含泥量（小于0.075mm的含量），的含量），不大于不大于 3 5砂当量，不小于砂当量，不小于 6050亚甲蓝值，不大于亚甲蓝值，不大于g/kg25棱角性（流动时间），不小于棱角性（流动时间），不小于s302细集料的粒径规格细集料的粒径规格天然砂可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、天然砂可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂，其规格应符合表中砂，其规格应符合表6-7中的规定。石屑中的规定。石屑是采石场破碎石料时通过是采石场破碎石料时通过4.75mm或或2.36mm的筛下部分，其规格应符合表的筛下部分，其规格应符合表6-8的要求。的要求。6.2.4 填料填料 l填料是指在沥青混合料中起填充作用的粒径小填料是指在沥青混合料中起填充作用的粒径小于于0.075mm的矿质粉末。的矿质粉末。l矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石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得到的矿粉等憎水性石料经磨细得到的矿粉 l应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合表量应符合表6-9的技术要求的技术要求l高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰做填料灰做填料 表表6-9 沥青混合料用矿粉质量要求沥青混合料用矿粉质量要求 项项 目目单单 位位高速公路、一级公高速公路、一级公路路其他等级公路其他等级公路表观密度，不小于表观密度，不小于t/m32.502.45含水量，不大于含水量，不大于 11粒度范围粒度范围 0.6mm0.15mm0.075mm 10090100751001009010070100外观外观无团粒结块无团粒结块亲水系数亲水系数1塑性指数塑性指数4加热安定性加热安定性实测记录实测记录沥青混合料的典型组成结构沥青混合料的典型组成结构 a)悬浮悬浮-密实结构；密实结构；b)骨架骨架-空隙结构；空隙结构；c)骨架骨架-密实结构密实结构 连续密级配连续密级配 连续开级配连续开级配 间断级配间断级配6.3.1 热拌沥青混合料的组成结构热拌沥青混合料的组成结构6.3 热拌沥青混合料的组成结构与强度原理热拌沥青混合料的组成结构与强度原理三种结构类型混合料的级配组成三种结构类型混合料的级配组成 间断级配间断级配连续开级配连续开级配连续密级配连续密级配悬浮密实型悬浮密实型骨架空隙型骨架空隙型密实骨架型密实骨架型l级配特点：连续密级配，细集料较多，粗集料较级配特点：连续密级配，细集料较多，粗集料较少，悬浮于细集料中，不能形成嵌挤骨架，空隙率少，悬浮于细集料中，不能形成嵌挤骨架，空隙率较小较小l代代表表类类型型：按按照照连连续续密密级级配配原原理理设设计计的的AC型型沥沥青青混合料是典型的这种悬浮密实结构。混合料是典型的这种悬浮密实结构。1.悬浮密实结构悬浮密实结构l力力学学特特点点：大大颗颗粒粒未未形形成成骨骨架架，内内摩摩阻阻力力值值较较小小；小颗粒与沥青胶浆含量充分，粘结力小颗粒与沥青胶浆含量充分，粘结力C值较大。值较大。l路用性能特点：密实耐久、强度高，但高温稳定性路用性能特点：密实耐久、强度高，但高温稳定性较差较差l级级配配特特点点：连连续续开开级级配配，粗粗集集料料较较多多，细细集集料料较较少，不足以充分填充粗骨架空隙，空隙率较大少，不足以充分填充粗骨架空隙，空隙率较大l代代表表类类型型：沥沥青青碎碎石石AM和和开开级级配配磨磨耗耗层层沥沥青青混混合料合料OGFC等。等。2.骨架空隙结构骨架空隙结构l力力学学特特点点：大大颗颗粒粒形形成成骨骨架架，内内摩摩阻阻力力值值较较大大；小颗粒与沥青胶浆含量不充分，粘结力小颗粒与沥青胶浆含量不充分，粘结力C值较低。值较低。l使使用用特特点点：高高温温稳稳定定性性好好、耐耐水水害害、抗抗疲疲劳劳和和耐耐久久性性较较差差。，所所以以一一般般要要求求采采用用高高粘粘稠稠沥沥青青，以以防止沥青老化和剥落。防止沥青老化和剥落。l 级级配配特特点点：间间断断密密级级配配，粗粗集集料料形形成成骨骨架架，细细集集料料充充分填充骨架空隙，形成密实、骨架嵌挤结构分填充骨架空隙，形成密实、骨架嵌挤结构l 代表类型：沥青玛蹄脂碎石混合料代表类型：沥青玛蹄脂碎石混合料SMA。l 力力学学性性能能特特点点：粗粗集集料料的的骨骨架架作作用用，内内摩摩阻阻力力值值较较大大；小小颗颗粒粒与与沥沥青青胶胶浆浆含含量量充充分分，粘粘结结力力C值值也也较较大大，综合力学性能较优综合力学性能较优3.骨架密实结构骨架密实结构 使用特点：密实度、高、低温度稳定性均较好使用特点：密实度、高、低温度稳定性均较好，具，具有较强的疲劳耐久特性；但间断级配在施工拌合过有较强的疲劳耐久特性；但间断级配在施工拌合过程中易产生离析现象，施工质量难以保证，使得混程中易产生离析现象，施工质量难以保证，使得混合料合料 很难形成很难形成“骨架骨架-密实密实”结构。结构。随着施工技术的发展，这类结构得以普遍使用，但随着施工技术的发展，这类结构得以普遍使用，但一定防止混合料一定防止混合料 拌合生产、运输和摊铺等施工过程拌合生产、运输和摊铺等施工过程中防止混合料产生离析。中防止混合料产生离析。1.1.沥青混合料结构强度构成沥青混合料结构强度构成 1）沥青路面的主要破坏形式）沥青路面的主要破坏形式 高高温温产产生生车车辙辙高高温温时时由由于于抗抗剪剪强强度度不不足足或或塑塑性性变变形形过过大大 而产生推挤等现象。而产生推挤等现象。低温出现裂缝低温出现裂缝由于低温时抗拉强度不足或变形能力较差由于低温时抗拉强度不足或变形能力较差 而产生裂缝现象。而产生裂缝现象。总之，沥青路面必须具备一定的抗剪切破坏的能力。6.3.2 沥青混合料的强度原理沥青混合料的强度原理沥沥青青路路面面设设计计中中抗抗剪剪强强度度，抗抗剪剪强强度度可可以以用用摩摩尔尔-库库伦伦理理论论进进行行分分析析，即即沥沥青青混混合合料料的的结结构构强强度度由由矿矿料料之之间间的的嵌嵌锁锁力力（内内摩摩阻阻力力）以以及及沥沥青青与与矿矿料料的的粘粘结结力力及及沥沥青青自自身身的的内内聚聚力力构构成成，可可由由下下式表征：式表征：沥青混合料的沥青混合料的抗剪强度（抗剪强度（）主要取决于：）主要取决于：粘聚力和粘聚力和内摩擦角两个内摩擦角两个参数。参数。沥青混合料的粘结力和内摩阻角可以通过沥青混合料的粘结力和内摩阻角可以通过三轴剪切试验三轴剪切试验确定。确定。应力圆的公切线为墨尔应力圆的公切线为墨尔-库伦应力包络线，即抗剪强度曲线，该库伦应力包络线，即抗剪强度曲线，该包络线与纵轴的截距表示沥青混合料的粘结力包络线与纵轴的截距表示沥青混合料的粘结力c，与横轴的交角与横轴的交角为沥青混合料的内摩阻角为沥青混合料的内摩阻角。即可求出混合料的。即可求出混合料的c、值。值。1 1 3 3C 1）沥青粘度的影响）沥青粘度的影响 越大，越大，C C值越大，因值越大，因为为越越 大，沥青胶团大，沥青胶团抗位错能力增强，使抗位错能力增强，使沥青混合料的粘滞阻沥青混合料的粘滞阻力增大，保持了矿质力增大，保持了矿质集料的相对嵌锁作用。集料的相对嵌锁作用。沥青粘度增大，沥青沥青粘度增大，沥青混合料粘结力明显增混合料粘结力明显增大，内摩阻角稍有增大，内摩阻角稍有增加加。2沥青混合料抗剪强度的影响因素沥青混合料抗剪强度的影响因素（1）影响沥青混合料抗剪强度的内因）影响沥青混合料抗剪强度的内因 列列宾宾捷捷尔尔认认为为，沥沥青青与与矿矿料料交交互互作作用用后后，因因化化学学组组分分重重排排列列，形形成成沥沥青青扩扩散散膜膜。这这一一作作用用是是化化学学吸吸附附引引起起的的，该该沥沥青青膜膜即即为为“结结构构沥沥青青”，其其粘粘度度将将大大大大提提高高；在在“结结构构沥沥青青”层层外外，可可以以“自自由由”运运动动的的是是“自自由由沥沥青青”，这这部部分分沥沥青青的的性性能能保保持沥青初始状态性能，混合料的性能主要由结构沥青决定。持沥青初始状态性能，混合料的性能主要由结构沥青决定。a.沥青与矿料的交互作用沥青与矿料的交互作用2）沥青与矿料化学性质的影响）沥青与矿料化学性质的影响 l矿料间由矿料间由结构沥青结构沥青膜联结，粘聚力大；膜联结，粘聚力大；l矿料间由矿料间由自由沥青自由沥青所联结，则粘聚力小。所联结，则粘聚力小。结构沥青结构沥青粘度提高，粘结力粘度提高，粘结力C较强较强自由沥青自由沥青在结构沥青之外的沥青膜在结构沥青之外的沥青膜结构沥青连接结构沥青连接自由沥青连接自由沥青连接 化化学学吸吸附附有有选选择择性性，不不同同矿矿料料的的“结结构构沥沥青青”膜膜厚厚度度不不一一样样，混混合合料料中中“结结构构沥沥青青”占占的的比比例例也也不不同同。碱碱性性石石料料（如如石石灰灰岩岩）的的混混合合料料其其“结结构构沥沥青青”所所占占比比例例比比酸酸性性石石料料的的要要高高。所所以以碱碱性性石石料料的的沥沥青青混混合合料料强强度度和和稳稳定定性性比比酸性石料的好。酸性石料的好。b.b.矿料表面性质的影响矿料表面性质的影响与碱性石料（如石灰石）有较好的粘附性与碱性石料（如石灰石）有较好的粘附性与酸性石料则粘附性较差与酸性石料则粘附性较差石灰石矿粉石灰石矿粉石英石砂粉石英石砂粉l沥青用量不足：不足以形成结构沥青，沥青用量不足：不足以形成结构沥青，小，小，较较大。大。l沥青用量适中：逐渐形成结构沥青，沥青用量适中：逐渐形成结构沥青，增大，增大，减小减小；l当形成当形成结构沥青膜，具有结构沥青膜，具有maxmax(对应最佳沥青用量对应最佳沥青用量OAC)OAC)。l沥青用量过量：开始形成自由沥青，沥青用量过量：开始形成自由沥青，下降，下降，减小减小。maxOAC3）沥青用量的影响）沥青用量的影响 比面（比表面积）比面（比表面积）单位质量集料的总表面积单位质量集料的总表面积A/G粗集料（粗集料（d5mm）：）：比面为比面为0.53 m2/kg细集料（细集料（d5mm）：）：比面为比面为3002000 m2/kg比面积比面积沥青膜减薄沥青膜减薄 结构沥青结构沥青C值值4）矿料比表面积的影响）矿料比表面积的影响 矿矿料料比比面面越越大大，所所形形成成的的沥沥青青膜膜越越薄薄，“结结构构沥沥青青”的的比比例例越越大大，促促使使矿矿质质颗颗粒粒能能够够粘粘结结牢牢固固，构构成成较较高高的的整整体体强强度度。矿矿粉粉用用量量和和性性质质，可可以以影影响响沥沥青青膜膜厚厚度度和和“结构沥青结构沥青”所占比例。所占比例。级配影响：连续密级配、级配影响：连续密级配、悬浮密实结构C大大 小小 连续开级配、连续开级配、骨架空隙结构C小小 大大 间断级配、间断级配、骨架密实结构C大大 大大 颗粒粒径：最大粒径颗粒粒径：最大粒径 、C 颗粒表面特征：多棱角、表面粗糙颗粒表面特征：多棱角、表面粗糙 颗粒相互嵌紧颗粒相互嵌紧 较大较大5）矿质集料的级配类型、粒度、表面性质的影响）矿质集料的级配类型、粒度、表面性质的影响 4003002001000.60.50.40.30.2102030405060T(C)c =f(T)c=f(T)（2）影响沥青混合料抗剪强度的外因）影响沥青混合料抗剪强度的外因1)1)温度的影响：粘聚力随温度的升高而显著降低温度的影响：粘聚力随温度的升高而显著降低,内摩擦角的内摩擦角的影响较小。影响较小。温度温度C 受温度变化影响较少受温度变化影响较少2 2）形变的影响：）形变的影响：变形速率对沥青混合料内摩擦角影响较小，变形速率对沥青混合料内摩擦角影响较小，而粘聚力影响较为显著。而粘聚力影响较为显著。4003002001000.60.50.40.30.212345c c=f(v)=f(v)V变形速率变形速率C值值 值值随随变变形形速速率率变变化化较小较小