道路建筑材料

單元七瀝青混合料課程思政元素：

“家國情懷”價值引領：瀝青混合料應用廣泛，其路用性能在我國科技進步和前輩的辛勤努力與無私奉獻下不斷提高，瓶頸問題不斷被突破。

新時代大學生要有遠大的交通報國理想與愛國主義情懷，

能夠肩負起“交通強國”的光榮使命!知識目標?了解瀝青混合料的強度形成原理和影響因素?熟悉瀝青混合料的結構類型、技術性質和配合比設計方法?掌握瀝青混合料組成材料技術要求并能根據《公路瀝青路面施工技術規范》設計瀝青混合料能力目標?能根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》對瀝青混合料的相關技術指標進行檢測，并依據《公路瀝青路面施工技術規范》對所測定的技術指標進行正確評定和進行瀝青混合料的組成設計?能夠規范填寫實驗原始記錄，并獨立出具相關試驗報告模塊一瀝青混合料的特點及分類

用不同粒徑的碎石、天然砂、礦粉(簡稱礦料)和瀝青按一定比例以及最佳密實級配原則設計、在拌和機中熱拌所得的混合料稱瀝青混凝土混合料。其中礦料起骨架作用，瀝青與填料起膠結和填充作用。這種混合料的礦料部分應有嚴格的級配要求。

它們經過壓實后所得的材料具有規定的強度和孔隙率時稱作瀝青混凝土。瀝青混凝土的強度和密實度是一般瀝青混合料中最大的，但它們在常溫或高溫下都具有一定的塑性。瀝青混凝土的高密實度使得它水穩性好，因此有較強的抗自然侵蝕能力，故壽命長、耐久性好，適合作為現代高速公路的柔性面層。從工程實踐來看，以瀝青混凝土作為高等級公路或城市道路的路面材料已經相當普遍。概述瀝青混合料是將粗、細骨料和填料（礦粉）經人工合理選擇的一定級配組成的礦質混合料與適量瀝青拌和而成的均勻混合料。用途：瀝青路面、瀝青表面處治、瀝青貫入式、瀝青砼（有礦粉）瀝青碎石（無礦粉、摻少量礦粉）。瀝青混合料1、瀝青混合料的優點1)優良的結構力學性能和表面功能特性；2)良好的表面抗滑性能；3)施工方便；4)經濟耐久性好；5)便于再生利用；6)其他：如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天無塵埃、雨天不泥濘等。2、瀝青混合料的缺點1)瀝青易老化；2)溫度敏感性較差。夏季高溫易流淌，高溫穩定性差；低溫易發脆，抗裂性能差。1.1瀝青混合料的特點推移推移波浪泛油1、按結合料類型分類

(1)石油瀝青混合料

以石油瀝青為結合料的瀝青混合料，稱為石油瀝青混合料，包括道路黏稠石油瀝青混合料、乳化石油瀝青混合料及液體石油瀝青混合料。(2)改性瀝青混合料：以改性瀝青為結合料的瀝青混合料，稱為改性瀝青混合料。（3)煤瀝青混合料：以煤瀝青為結合料的瀝青混合料，稱為煤瀝青混合料。但煤瀝青混合料對環境污染嚴重，一般工程中很少采用煤瀝青混合料。1.2瀝青混合料的分類

混合類型公稱最大粒徑（mm）用以分類的關鍵篩孔（mm）粗型密級配細型密級配名稱關鍵性篩孔通過率(%)名稱關鍵性篩孔通過率(%)AC-2526.54.75AC-25＜40AC-25＞40AC-20194.75AC-20＜45AC-20＞45AC-16162.36AC-16＜38AC-16＞38AC-1313.22.36AC-13＜40AC-13＞40AC-109.52.36AC-10＜45AC-10＞45C型和F型級配瀝青混凝土的關鍵篩孔通過率表2、按礦質混合料的級配組成及空隙率的大小分類

(1)密級配瀝青混合料

級配為連續密級配，設計空隙率較小(3%～6%)。

密級配瀝青混凝土混合料——AC

密級配瀝青穩定碎石混合料——ATB

(2)半開級配瀝青混合料

由適當比例的粗集料、細集料及少量填料(或不加填料)與瀝青結合料拌和而成，剩余空隙率較大(6%～12%)，一般為10%左右。

半開式瀝青碎石混合料——AM

(3)開級配瀝青混合料

主要由粗集料嵌擠組成，細集料及填料較少，設計空隙率為18%的混合料。

排水式瀝青磨耗層混合料——OGFC排水式瀝青穩定碎石基層——ATPB3、按材料組成及結構分類

(1)連續級配瀝青混合料

瀝青混合料中的礦料是按級配原則設計，從大到小各級粒徑都有，按比例相互搭配組成的混合料，稱為連續級配瀝青混合料。

(2)間斷級配瀝青混合料

礦料級配組成中缺少一個或幾個粒徑檔次(或用量很少)，即間斷級配。由間斷級配礦料組合而成的瀝青混合料稱為間斷級配瀝青混合料，粗集料和填料含量較多，中間集料含量較少。

瀝青瑪蹄脂碎石混合料——SMA4、按礦料公稱最大粒徑分類

(1)特粗式瀝青混合料

集料公稱最大粒徑大于或等于37.5

mm的瀝青混合料

(2)粗粒式瀝青混合料

集料公稱最大粒徑為31.5mm或26.5mm的瀝青混合料(3)中粒式瀝青混合料

集料公稱最大粒徑為19

mm或16mm的瀝青混合料

(4)細粒式瀝青混合料

集料公稱最大粒徑為13.2mm或9.5mm的瀝青混合料(5)砂粒式瀝青混合料

集料公稱最大粒徑小于9.5mm的瀝青混合料瀝青混合料類型公稱最大粒徑/mm最大粒徑/mm密級配半開級配開級配間斷級配連續密級配瀝青混凝土AC瀝青穩定碎石ATB瀝青碎石混合料AM排水式瀝青磨耗層OGFC排水式瀝青穩定碎石ATPB瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA砂礫式4.759.5AC-5—AM-5———細粒式9.513.2AC-10—AM-10OGFC-10—SMA-1013.216AC-13—AM-13OGFC-13—SMA-13中粒式1619AC-16—AM-16OGFC-16—SMA-161926.5AC-20—AM-20——SMA-20粗粒式26.531.5AC-25ATB-25——ATPB-25—31.537.5—ATB-30——ATPB-30—特粗式37.553.0—ATB-40——ATPB-40—設計空隙率/%3~53~66~12＞18＞183~4瀝青混合料按公稱最大粒徑的分類表5、根據瀝青混合料制造工藝分類

(1)熱拌瀝青混合料

熱拌瀝青混合料主要采用黏稠石油瀝青作為結合料，需要將瀝青與礦料在熱態下拌和、熱態下攤鋪碾壓成型，簡稱為熱拌瀝青混合料。

(2)冷拌瀝青混合料

采用乳化瀝青、改性乳化瀝青或液體瀝青與礦料在常溫狀態下經拌和后鋪筑而成的瀝青混合料。

(3)再生瀝青混合料

再生瀝青混合料是指將翻修或廢棄的舊瀝青路面，經翻挖、破碎后回收舊瀝青混合料，然后將其與再生劑、新集料、新瀝青材料等按一定比例重新拌合，形成具有一定路用性能的再生瀝青混合料。模塊二熱拌瀝青混合料熱拌瀝青混合料是經人工組配的礦質混合料與瀝青在專門設備中加熱拌合而成，用保溫運輸工具運至施工現場，在熱態下進行攤鋪和壓實的混合料，用HMA表示。熱拌瀝青混合料概述1、結構理論對瀝青混合料的組成結構有下列兩種互相對立的理論。1)表面理論：按傳統的理解，瀝青混合料是由粗、細集料和填料組配而成的礦質骨架和瀝青組成，瀝青分布在礦質骨料表面，將礦質骨料膠結成具有強度的整體。其中瀝青的膠結作用是一個相當復雜的過程，包括物理吸附、化學吸附、選擇性吸附作用等。2.1瀝青混合料的組成結構與強度理論2.1.1瀝青混合料的組成結構

物理吸附：瀝青材料與礦料的相互作用，由于分子間引力的作用而產生的，在礦料表面形成一種定向多層的吸附層，吸附的瀝青沒有發生任何化學變化，稱為物理吸附。化學吸附：是瀝青中瀝青酸及瀝青酸酐于礦料表面的金屬陽離子之間產生的化學反應，生成了瀝青酸鹽。化學吸附比物理吸附產生的吸附作用更強烈，形成的瀝青膜更穩定。選擇性吸附：主要是由于礦料表面的微孔或毛細孔產生的吸附作用，使得瀝青中的小分子如油份和樹脂被吸收而使瀝青質相對增多，增強了瀝青的黏聚力，從而使瀝青于礦料作用更穩固。這種理論認識可圖解如下：瀝青混合料礦質骨料結合料——瀝青粗集料細集料填料2)膠漿理論：近代膠漿理論認為混合料是一種多級空間網狀結構的分散系，以粗集料為分散相分散在瀝青砂漿中形成的粗分散系，而瀝青砂漿是由細集料為分散相分散到瀝青膠漿中的細分散系，瀝青膠漿則是以填料為分散相分散在瀝青介質中形成的為分散系。瀝青膠漿的組成結構決定了瀝青混合料的高低溫變形能力。這種理論認識可圖解如下：

瀝青混合料(粗分散系)分散相(粗集料)分散介質-砂漿(細分散系)分散相-細集料分散介質-瀝青膠結物(微分散系)分散相-填料分散介質-瀝青瀝青混合料是由礦質骨架和瀝青膠結物所構成的、具有空間網絡結構的一種多相分散體系。瀝青混合料的力學強度，主要由礦質顆粒之間的內摩擦力和嵌擠力，以及瀝青膠結料及其與礦料之間的黏結力所構成。2、結構類型

由于材料組成分布、礦料與礦料及礦料與瀝青間的相互作用、剩余空隙率的大小等的不同，混合料可分為懸浮-密實結構、骨架-空隙結構、骨架-密實結構三大類。(a)懸浮-密實結構(AC)(b)骨架-密實結構(SMA)(c)骨架-空隙結構(OGFC)

瀝青混合料的典型結構類型結構特征:連續級配，細集料較多，粗集料較少，較大顆粒被擠開，有較大的密實度和強度。結構上，大顆粒骨料懸浮在小顆粒骨料之中。對雙層或三層結構的瀝青路面，其中至少必須有一層AC-F型密級配瀝青配合料。對干燥地區的高等級公路，也可采用這種結構的瀝青混合料做表層。力學特點：大顆粒未形成骨架，小顆粒與瀝青膠漿含量充分。黏聚力c大，內摩擦角φ小。路用性能特點：由于壓實后密實度大，該類混合料水穩定性、低溫抗裂性和耐久性較好；高溫性能對瀝青的品質依賴較大，由于瀝青粘度降低，往往導致混合料高溫穩定性變差。代表類型：AC型瀝青混合料1)懸浮密實結構結構特征：間斷級配，粗、細集料較多，中間集料較少，粗集料能形成骨架，細集料和瀝青膠漿能充分填充骨架間的空隙。

性能特點：較高的粘聚力和穩定性，較高的內摩擦角、強度高、穩定性、耐久性好，由于粗細集料易分離，對施工要求高。力學性能特點：粗集料的骨架作用，小顆粒與瀝青膠漿含量充分，綜合力學性能較優。黏聚力c大，內摩擦角φ大。路用性能特點：高低溫性能均較好；具有較強的疲勞耐久特性；但間斷級配在施工拌合過程中易產生離析現象，施工質量難以保證，使得混合料很難形成“骨架-密實”結構。代表類型：按連續密級配原理設計的瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA2)骨架-密實結構結構特征：連續開級配，粗集料多形成骨架；細集料很少(甚至沒有)，不能充分填充粗集料的空隙。性能特點：穩定性較好，粘聚力較差。透水性、耐老化、低溫抗裂性、耐久性差。當瀝青路面采用這種形式的瀝青混合料時，瀝青面層下必須做下封層。

力學特點：大顆粒形成骨架；小顆粒與瀝青膠漿含量不充分。黏聚力c小，內摩擦角φ大路用性能特點：粗集料充分發揮其骨架作用，使瀝青混合料高溫穩定性好；由于細集料含量少，空隙未能充分填充，耐水害、抗疲勞和耐久性能較差，所以一般要求采用高粘稠瀝青，以防止瀝青老化和剝落。代表類型：瀝青碎石混合料AM和開級配磨耗層瀝青混合料OGFC3)骨架-空隙結構瀝青混合料的三種組成結構思考1、瀝青混合料強度形成原理瀝青路面按強度構成原理主要分為嵌擠類和密實類：(1)嵌擠類強度及穩定性構成：主要以骨料相互嵌擠所產生的內摩擦力為主，黏結力為輔。特點：熱穩定性好、透水性、耐久性差。(2)密實類：強度構成：強度主要以瀝青混合料的黏結力為主，礦料間的內摩擦力為輔。特點：熱穩定性差、耐久性好。2.1.2瀝青混合料的強度理論2、瀝青混合料抗剪強度指標

高溫強度和穩定性：指瀝青混合料在高溫時所具備抗剪強度和抵抗變形的能力。

瀝青混合料的結構強度：由礦料顆粒之間的嵌鎖力(內摩擦角)和瀝青與礦料之間的黏結力及瀝青自身的內聚力構成。破壞形式：抗剪破壞機理原理：庫侖內摩擦理論瀝青混合料的抗剪強度τ：主要取決于黏結聚力c、瀝青自身的內聚力、礦料之間的嵌鎖力(內摩擦力φ)。

τ=c+σtanφ

3、瀝青混合料抗剪強度的影響因素瀝青混合料抗剪強度的影響因素，主要是材料的組成、材料的技術性質，以及外界因素，如車輛荷載、溫度、環境條件等。1)瀝青的黏度對瀝青混合料黏結力c的影響瀝青混合料中，瀝青對礦質混合料起膠結作用，因此瀝青黏度的大小直接影響著瀝青混合料黏結力的大小。瀝青的黏度越大，瀝青混合料的黏滯阻力也越大，抵抗剪切變形的能力越強，則混合料的黏結力就越大，因而瀝青混合料具有較高的抗剪強度。2)礦質混合料性能對瀝青混合料內摩擦角φ的影響巖石種類：采用級配良好、空隙率適當、粒徑較大且均勻的礦料可以提高瀝青混合料的嵌鎖力與內摩擦角。級配組成：連續密級配多是懸浮-密實結構，內聚力大，內摩擦力較小，其結構強度主要依靠瀝青與礦料的黏結力和瀝青的內聚力；骨架空隙結構的瀝青混合料以礦料間的嵌鎖力為主、瀝青內聚力為輔形成結構強度；以嵌擠原則設計的骨架密實結構，嵌鎖力較大，細料與瀝青膠漿填充空隙，黏結力較好，整體強度高，穩定性好。顆粒形狀：同粒徑組成的集料，卵石內摩擦角比碎石要低。礦料表面特性：近似立方體，粗糙，多棱角礦料間嵌擠鎖能力好，φ較大；采用堿性石料，混合料中礦料間黏結力大，混合料強度高。3)瀝青與礦料在界面上的交互作用結構瀝青：瀝青與礦料交互作用后，因化學組分重排列，形成瀝青擴散膜，該瀝青膜即為“結構瀝青”，在“結構瀝青”層外，可以“自由”運動的是“自由瀝青”。混合料的性能主要由結構瀝青決定。堿性石料(如石灰巖)的混合料其“結構瀝青”所占比例比酸性石料的要高。堿性石料的瀝青混合料強度和穩定性比酸性石料的好。瀝青與礦料交互作用示意圖4)礦料比表面積與瀝青用量的影響礦料間距離越近，且以“

結構瀝青”黏結，瀝青混合料的黏結力越高；反之，礦料間距越大，且其間由“自由瀝青”相互黏結，則瀝青混合料的黏結力低。礦料比面的影響：礦料比面越大，“結構瀝青”的比例越大；礦粉用量和性質，可以影響瀝青膜厚度和“結構瀝青”所占比例。

瀝青用量的影響：瀝青含量較少時，瀝青不足以形成結構瀝青薄膜來敷裏礦料顆粒表面，瀝青混合料整體強度較低；隨著瀝青用量增加，瀝青逐漸敷裏礦料表面，結構瀝青含量逐漸增加，礦料間的黏結力增強；當瀝青足夠黏附在礦料顆粒表面時，若瀝青用量繼續增加，礦料顆粒會被逐漸推開，過量的瀝青就會在顆粒間形成不與礦料發生交互作用，并主要起潤滑作用的“自由瀝青”，從而使瀝青混合料的黏結力下降，抗剪強度降低，如圖所示。若瀝青用量再增加，瀝青混合料的黏結力主要取決于“自由瀝青”，這時瀝青產生潤滑劑作用導致瀝青混合料的黏結力降低。瀝青用量對瀝青混合料的黏結力(c)和內摩擦角(φ)值的影響1-瀝青用量不足；2-瀝青用量適中；3-瀝青用量過多5)使用條件(溫度和荷載作用)的影響1)溫度對瀝青混合料抗剪強度的影響隨著溫度升高——黏聚力值減小，變形能力增強。隨著溫度降低——黏聚力值提高，變形能力降低，強度增加，過低會使路面開裂。2)形變速率對瀝青混合料抗剪強度的影響加荷速度快，瀝青混合料抗剪強度高；加荷速度慢，瀝青混合料抗剪強度低。瀝青路面使用性能氣候分區氣候分區指標氣候分區按工程所在地高溫指標近30年最熱月份最高氣溫平均值高溫氣候區123氣候區名稱夏炎熱區夏熱區夏涼區七月平均最高溫度/℃>3020-30<20按工程所在地低溫指標近30年的極端最低氣溫低溫氣候區1234氣候區名稱冬嚴寒區冬寒區冬冷區冬溫區極端最低氣溫/℃<-37.0-37.0~-21.5-21.5~-9.0>-9.0按工程所在地雨量指標近30年降雨量的平均值雨量氣候區1234氣候區名稱潮濕區濕潤區半干區干旱區年降雨量/mm>10001000~500500~250<2502.2瀝青混合料的技術性質與技術標準

2.2.1瀝青路面使用性能的氣候分區1、高溫穩定性1)定義：瀝青混合料在高溫(通常為60℃)的條件下，能夠抵抗車輛荷載的反復作用，不發生顯著永久變形，保證路面平整度的特性。高溫穩定性不足的表現形式：車轍、推移等。2)評價指標：一般可以用馬歇爾穩定度、流值來反應瀝青混合料的高溫穩定性，也可以用來評價瀝青混合料的動穩定度2.2.2

瀝青混合料的技術性質車轍病害波浪病害3)檢驗方法：主要是馬歇爾穩定度試驗、車轍試驗(1)馬歇爾穩定度試驗試件尺寸：①Φ101.6

mm×63.5

mm(±1.3

mm，兩側高度差不大于2

mm)。適用于公稱最大粒徑小于26.5

mm的混合料，試件成型擊實次數根據公路等級、混合料類型、氣候條件選擇，一般為75次或50次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個。②Φ152.4

mm×95.3

mm(±2.5

mm，兩側高度差不大于2

mm)。適用于公稱最大粒徑31.5

mm和37.5

mm的混合料，擊實次數一般為112次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個，必要時需增至(5～6)個(根據試驗結果離散性而定)。試驗條件：(60±1)

℃的恒溫水浴，小型馬歇爾試件保溫(30～40)

min(對黏稠石油瀝青)，大型馬歇爾試件保溫(45～60)min，然后把試件置于馬歇爾試驗儀上，以(50±5)

mm/min的速度加荷，測出馬歇爾穩定度和流值。測試指標：①穩定度(MS)：穩定度是指標準尺寸試件在規定溫度(60±1oC)和加荷速度(50±5mm/min)下，在馬歇爾儀中最大的破壞荷載(KN)；②流值(FL)：流值是試件達到最大破壞荷載時試件的垂直變形(以0.1mm)計。(2)車轍試驗動穩定度(次/mm)：制300mm×300mm×(50~100)mm試樣，60oC時，試件變形1mm試驗車輪行車次數(動穩定度)。高速、城市快速路>800次/mm；一級、城市主干路>600次/mm4)影響因素：瀝青用量、礦料級配、礦料的尺寸、形狀等2、低溫抗裂性混合料隨溫度降低，混合料柔性大大降低，路面由于低溫而收縮以及行車荷載的作用，變形能力下降，在薄弱部位產生裂縫，從而影響的正常使用。因此瀝青混合料不僅應具備高溫的穩定性，同時還要具有低溫的抗裂性，以保證路面在冬季低溫時不產生裂縫。瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的。因此設計時選擇的瀝青要稠度較低、溫度敏感性低、抗老化能力強，或適當增加瀝青用量。評價指標：目前用于研究和評價瀝青混合料低溫抗裂性的方法可以分為三類：預估瀝青混合料的開裂溫度；評價瀝青混合料的低溫變形能力或應力松弛能力；評價瀝青混合料斷裂能。相關的試驗主要包括：等應變加載的破壞試驗，如間接拉伸試驗、直接拉伸試驗；低溫收縮試驗；低溫蠕變彎曲試驗（現規范推薦方法）；受限試件溫度應力試驗；應力松弛試驗等。低溫開裂造成的龜裂病害3、耐久性瀝青混合料的耐久性是指其抵抗長時間自然因素（風、日光、溫度、水分等）的作用下抗老化能力，抗水損害的能力，以及在行車荷載反復作用下抗疲勞的能力。影響因素：瀝青的化學性質、礦料的礦物成分、混合料的組成結構、混合料的空隙率。因為空隙率小可以防止水分滲入和日光對瀝青的老化作用，但瀝青混合料中應保留一定空隙，以備夏季瀝青材料膨脹。選用耐老化性能好的瀝青，適當增加瀝青用量，采用密實結構都有利于提高瀝青路面的耐久性。控制指標：空隙率、飽和度（瀝青填隙率）、殘留穩定度。評價方法：馬歇爾穩定度試驗、浸水劈裂試驗、凍融劈裂試驗、浸水車轍試驗等。瀝青老化后造成的剝離、塌陷等病害4、抗滑性為保證汽車高速行駛的安全性，瀝青路面的瀝青混合料表面應具有一定的抗滑性。

影響因素：表面構造深度、顆粒形狀與尺寸、抗磨光性等因素有關。5、施工和易性指混合料在施工過程中是否容易拌和、攤鋪和壓實的性能。影響因素：瀝青混合料組成材料的技術品質、用量比例及施工條件等。

主要影響因素是礦料級配。如粗細集料的顆粒大小相距過大，缺乏中間粒徑，混合料容易離析；細料太少，瀝青層不易均勻地分布在粗顆粒表面；細料過多，則拌和困難。瀝青用量較少，礦粉過多時產生疏松，不易壓實，瀝青用量過多礦粉質量不好時，粘結成塊，不易攤鋪。抗滑性降低，路面產生泛油病害每到冬天，某瀝青路面總會出現一些裂縫，裂縫大多是橫向的，且幾乎為等距離間距的，在冬天裂縫尤其明顯。工程實例解析①此路段路基很結實，路面無明顯塌陷，而這種原因一般只會引起縱向裂縫，因此填土未壓實、路基產生不均勻沉陷或凍脹作用的可能性可以排除。②此路段平時很少見有重型車輛、負載過大的車輛經過，而且路面沒有明顯塌陷。況且如果因強度不足而引起的裂縫應大多是網裂和龜裂。因此可知不是路面強度不足、負載過大所致。③初步判斷是因瀝青材料老化及低溫所致。從裂縫的現狀來看，瀝青老化及低溫引起的裂縫大多為橫向，且裂縫幾乎為等距離間距。這與該路面破損情況吻合。該路已修建多年，瀝青老化后變硬、變脆，延伸性下降，低溫穩定性變差，容易產生裂縫、松散。在冬天，氣溫下降，瀝青混合料受基層的約束而不能收縮，產生了應力，應力超過瀝青混合料的極限抗拉強度，路面便產生開裂。〔原因分析〕①選取優質的適用于本地區氣候條件的瀝青。②細裂縫（2~5mm）可用乳化瀝青灌縫；大于5mm的裂縫，可用改性瀝青灌縫。灌縫前，應清縫；灌縫后，表面撒粗砂或3~5mm石屑。〔防治措施〕2.2.3

瀝青混合料的技術標準

我國現行行業標準《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)對熱拌瀝青混合料的技術要求見表7-6至表7-11。1、瀝青材料

1)選擇依據:為使瀝青混合料獲得較高的力學強度和較好的耐久性，瀝青路面所用的瀝青標號，宜按照公路等級、氣候條件、交通性質、瀝青混合料類型、路面類型、在結構層中的層位及受力特點、施工方法等因素，結合當地使用經驗等因素經技術論證后確定。

2)選擇原則:

高溫、重載、山區和丘陵區上坡路段、服務區和停車場慢速路段，荷載剪應力大的層次宜采用稠度較高的瀝青；冬季寒冷、交通量小、等級低、旅游公路應采用稠度小、低溫延度大的瀝青；日溫差、年溫差大的地區宜選用針入度指數大、稠度低、低溫延度大、感溫性較低的瀝青。2.3瀝青混合料組成材料的技術要求2、粗集料(粒徑>2.36mm)1)選擇原則①可采用碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等。②用于高速公路、一級公路、城市快速公路、主干路瀝青路面表層用粗集料應選用堅硬、耐磨、抗沖擊型號的碎石或破碎礫石，不得使用篩選礫石、礦渣及軟質集料，該類粗集料必須是由具有生產許可證的采石場生產或施工單位自行加工。③當堅硬石料來源缺乏時，允許摻加一定比例較小粒徑的普通粗集料，摻加比例根據試驗確定。2)基本要求

瀝青混合料的粗集料要求干凈、干燥、形狀接近立方體、無風化、無雜質，并且具有足夠的強度和耐磨性，針片狀顆粒的含量低，且要求表面粗糙，有一定的棱角質量符合表7-13的要求。破碎礫石應采用粒徑大于50

mm的顆粒軋制，破碎前必須清洗，含泥量不大于1%，破碎面積應符合表7-14規定的要求。篩選礫石僅適用于三級及三級以下公路的瀝青表面處治路面。鋼渣作為粗集料時，僅限于三級及三級以下公路和次于公路以下的城市道路，并應經過試驗論證取得許可后使用。3)粗集料的粒徑規格級配要求(規格)應符合表7-15的有關規定，盡量選用堿性巖石。

3、細集料(粒徑＜2.36mm)1)選擇原則①可采用天然砂、機制砂、石屑。且必須由具有生產許可證的采石場、采砂場生產。②細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當的顆粒級配，其質量應符合表7-16的規定。③在高速公路、一級公路、城市快速路、主干路瀝青面層用與瀝青黏結性能差的天然砂或用花崗巖、石英巖等酸性巖石破碎的人工砂及石屑時，應對細集料做抗剝離處理。在高速公路、一級公路、城市快速路、主干路瀝青路面面層及抗滑磨耗層中，所用石屑總量不宜超過天然砂或機制砂的用量。2)選擇原則①天然砂：可宜采用粗、中的河砂或海砂，其規格應符合表7-17的規定，砂的含泥量超過規定時應水洗后使用，海砂中的貝殼類材料必須篩除。熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過集料總量的20％，SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。②石屑:屑是采石場破碎石料時通過4.75mm或2.36mm的篩下部分，是石料加工破碎過程中表面剝落或撞下的邊角，強度一般較低，針片狀顆粒含量較高。其規格應符合表7-18的要求。4、填料(礦粉、粒徑<0.075mm)礦粉應采用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石(堿性巖石)磨制的石粉，如石灰石、白云石等，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替。其中粉煤灰的用量不宜超過填料總量的50%，燒失量應小于12%，與礦粉混合后的塑性指數應小于4%。高速公路、一級公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰作填料。為改善水穩定性，可采用干燥的磨細生石灰粉、消石灰粉或水泥作填料，用量不宜超過礦料總量的1%～2%。（一）瀝青混合料配合比設計包括三個階段：

1、目標配合比設計；

2、生產配合比設計(略)；3、生產配合比驗證(略)。（二）目標配合比設計包括方面：

1、礦質混合料配合組成設計；2、最佳瀝青用量(OAC)確定。（三）瀝青混合料目標配合比(組成)設計步驟1、礦質混合料的配合比設計目的：是選配一個具有足夠密實度，并且有較高的內摩阻力的礦質混合料。1)確定瀝青混合料類型2)確定瀝青混合料的級配范圍2.4熱拌瀝青混合料的配合比設計1、礦質混合料組成設計的作用

在水泥混凝土或瀝青混合料中，所用集料顆粒的粒徑尺寸范圍較大，而天然或人工軋制的一種集料往往僅有幾種粒徑尺寸的顆粒組成，難以滿足工程對某一混合料的目標設計級配范圍的要求，因此需要將兩種或兩種以上的集料配合使用。2.4.1礦質混合料組成設計一、礦質混合料組成設計概述2、級配組成對礦料性能的影響

礦料的級配組成決定礦料的兩大特點：礦料密實度和礦料顆粒間內摩阻力。從而影響到水泥混凝土或瀝青混合料的強度、耐久性和施工和易性。集料空隙越大，填充集料顆粒空隙所需的結合料越多；集料的總表面積越大，包裹集料顆粒所需的結合料越多。3、礦質混合料組成設計的兩個已知條件

（1）集料的篩析試驗結果（2）設計要求、技術規范（或理論計算）所規定的礦質混合料級配范圍1、瀝青混合料類型和礦料級配的確定

密級配瀝青混合料宜根據公路等級、路面類型、路面結構層位、氣候及交通條件按表7-20選擇采用粗型(C型)或細型(F型)混合料，再按表7-21和表7-22選擇使用的瀝青混合料類型，再根據已確定的瀝青混合料類型，并在表7-23范圍內確定工程設計級配范圍，確定相應的礦質混合料級配范圍，也可以根據試驗研究成果選擇其他的瀝青混合料類型及相應的級配范圍，經技術經濟認證后確定。其他類型的混合料宜直接以表7-24～表7-29作為工程設計級配范圍。二、礦質混合料組成設計步驟2、礦質混合料級配的表示和計算1)集料級配的表示方法通過篩分試驗，求得集料試樣的級配參數。(2)集料的級配曲線①級配曲線的繪制。以通過量的百分率為縱坐標，篩孔尺寸(也表示礦料不同顆粒的粒徑)為橫坐標，將各篩上的通過量繪制在坐標圖中，然后用曲線將各點連接起來，成為所謂的級配曲線。

②級配曲線類型（級配類型）粗細不同的粒徑按照一定的比例組合搭配在一起，以達到較高的密實程度，根據搭配組成的結果，可得到以下幾種不同級配形式。連續級配：連續級配是某一礦料在標準套篩中進行篩分后，礦料的顆粒由大到小連續分布，每一級都占有適當的比例。這種由大到小逐級粒徑都有，并按比例互相搭配組成的礦質混合料，稱為連續級配混合料。

間斷級配：在礦料顆粒分布的整個區間里，從中間剔除一個或連續幾個粒級，形成一種不連續的級配，成為所謂的間斷級配。連續開級配：整個礦料顆粒分布范圍較窄，從最大粒徑到最小粒徑僅在數個粒級上以連續的形式出現，形成所謂的連續開級配。2)礦料連續級配的計算實際級配合成時，只要得出的合成級配結果位于要求的級配范圍之間，則認為該合成級配基本滿足設計級配的要求。不同級配類型的級配曲線

3、礦質混合料配合比設計方法

常用的設計方法有：數解法(試算法)、圖解法(修正平衡面積法)。兩種方法各有特點，前者計算簡便、快捷，但要熟練掌握級配參數的含義，對三種以內的礦料設計較適宜；后者簡單易掌握，適合多種礦料計算，但計算稍嫌麻煩。配合比設計方法矩形法三角形法平衡面積法試算法線性規劃法數解法圖解法2)數解法(試算法)：適用于2~3種集料組成的混合料。已知條件：A.各種集料的篩分結果；（分計篩余百分率ai)B.按技術規范（或理論級配）要求礦質混合料的級配范圍。(通過百分率P(n1-n2)范圍）(1)基本原理(如下圖)現有幾種礦質集料，欲配制成某一種符合一定級配要求的礦質混合料，在決定各組成集料在混合料中的比例時，先假定混合料中某種粒徑的顆粒是由某一種對這一粒徑占優勢的集料組成，而其他各種集料中不含有此粒徑顆粒。這樣即可根據各個主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比例，再經過校核調整，最終獲得滿足混合料級配要求的各集料的配合比例。

試算法基本原理：(2)基本假設在礦質混合料中，假定混合料中某一級粒徑的顆粒僅由三種集料中的一種集料來提供，而其它兩種集料中不含有這一粒徑的顆粒，此時這兩種集料相應的分計篩余百分率為0。例如設在粒級上僅集料在此粒級上存在分計篩余，其它兩個集料和的分計篩余全部是0，從而簡化計算過程。(3)計算根據上述假設：則A集料在混合料中所占的比例為：

混合料M集料A集料B集料CXYZX+Y+Z=100兩種假設——假設1

混合料M集料A

集料B集料CXYZ某一級粒徑要求的含量為兩種假設——假設2

步驟1：計算A集料在礦質混合料中的用量X

首先確定在A集料中占優勢的含量的某一粒徑，忽略其它集料在此粒徑的含量。計算步驟——步驟1

步驟2：計算C集料在礦質混合料中的用量Z

同理，在計算C集料用量時，先確定C集料中占優勢的某一粒徑，而忽略A、C集料中同一粒徑的含量。計算步驟——步驟2

步驟3：計算B集料在礦質混合料中的用量Y步驟4：校核調整

可按如下公式計算合成礦質混合料的分計篩余：也可按如下公式計算礦質混合料的合成通過百分率：計算步驟——步驟3+步驟4

調整配合比后還要重新進行校核，直至符合要求為止。如經計算后確不能滿足級配要求時，可摻加單粒級集料或調換其它集料。注意：①在實際組成設計中，可根據集料的級配情況，具體選擇各集料的先后順序；②當集料超過三種時，方程中的未知數將增加，按上述原理重復步驟1和步驟2。78

現有碎石、砂和礦粉三種集料，經篩析試驗各集料的分計篩余百分比如下表，并按推薦要求設計混合料的級配范圍，試求碎石、砂、礦粉在要求級配混合料中的用量比例。試算法案例分析79篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%150.8————100560.0————63-782.523.510.5——40-631.2514.422.1——30-530.631.319.44.022-450.315——36.04.015-350.16——7.05.512-300.08——3.03.210-25＜0.08---2.083.3——80(1)將礦質混合料規定的級配范圍通過率換算為通過率中值篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%通過率中值150.8————100--560.0————63-782.523.510.5——40-631.2514.422.1——30-530.631.319.44.022-450.315——36.04.015-350.16——7.05.512-300.08——3.03.210-25<0.08---2.083.3----P(i)/％計算分析81(2)將級配范圍的通過率中值換算為累計篩余百中值篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%通過率中值級配范圍累計篩余中值150.8————100560.0————63-7870.52.523.510.5——40-6351.51.2514.422.1——30-5341.50.631.319.44.022-4533.50.315——36.04.015-3525.00.16——7.05.512-3021.00.08——3.03.210-2517.5<0.08---2.083.3A(i)/％82篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%通過率中值級配范圍累計篩余中值級配范圍分計篩余中值150.8————100560.0————63-7870.529.52.523.510.5——40-6351.548.51.2514.422.1——30-5341.558.50.631.319.44.022-4533.566.50.315——36.04.015-3525.075.00.16——7.05.512-3021.0790.08——3.03.210-2517.582.5<0.08---2.083.3100(3)將累計篩余百中值換算為分計篩余中值M(i)/％(4)碎石中5mm粒徑顆粒含量占優勢，假設混合料中4.75mm粒徑全部由碎石提供：

X=aM(4.75)/aA(4.75)=29.5/60=49%(5)同理：礦粉中<0.08mm粒徑顆粒含量占優勢，假設混合料中0.08mm粒徑全部由礦粉提供：

Z=aM(<0.08)/aC(<0.08)=17.5/83.3=21%(6)由：Y=100-（X+Z）

Y=100-（49+21）=30%(7)校核：由試算得到的配合比按下表進行校核。84篩孔尺寸mm碎石分計篩余%用量占混合料百分比砂分計篩余%用量占混合料百分比礦粉分計篩余用量占混合料百分比混合料分計篩余150.849%——30%——21%560.0————2.523.510.5——1.2514.422.1——0.631.319.44.00.315——36.04.00.16——7.05.50.08——3.03.2<0.08---2.083.3校核85篩孔尺寸mm混合料分計篩余累計篩余通過率要求級配范圍通過率%150.4100529.463-782.514.740-631.2513.730-530.637.222-450.31511.615-350.163.312-300.081.610-25<0.0818.1校核∑1002)圖解法——平衡面積法

基本原理:該方法是采用一條直線來代替集料的級配曲線，此直線是使曲線左右兩邊的面積平衡（即相等）(1)級配曲線的坐標繪制方法lgdP通過百分率％通過百分率％P粒徑mm粒徑mm87(2)各種集料用量的確定方法將各種集料級配曲線繪于坐標圖上。并假設：各集料為單一粒徑，即各種集料的級配曲線均為直線；相鄰兩曲線相接，即在同一篩孔上，前一集料的通過量為0％時，而后一集料的通過量為100％

30

圖解法用級配曲線坐標圖9879574533241260.0759.513.24.752.360.61.180.30.15篩孔尺寸（mm）89篩孔尺寸mm混合料分計篩余累計篩余通過率要求級配范圍通過率%150.4100529.463-782.514.740-631.2513.730-530.637.222-450.31511.615-350.163.312-300.081.610-25<0.0818.1校核∑100XYZWCABA集料B集料C集料D集料C1B1A1S篩孔尺寸mm通過百分率％100O’O級配中值TQP步驟1：準備工作對所使用的各集料進行篩分，并計算出各自的通過量百分率。明確設計級配要求的級配范圍，并計算出該要求級配范圍的中值。(3)圖解法計算步驟——步驟1步驟2：繪制級配曲線坐標圖按比例（通常縱橫邊各為100mm和150mm）繪制一矩形框圖，從左下向右上引對角線作為合成級配的中值，見下圖。按常數標尺在縱坐標上標出通過量百分率刻度，橫坐標則表示篩孔位置，而各篩孔的具體位置則根據合成級配要求的通過量百分率中值，在縱坐標上找出該值的位置，然后從縱坐標引平行線與對角線相交，再從交點處向下作垂線，垂線與橫坐標的相交點即為各篩孔相應位置。(3)圖解法計算步驟——步驟2

級配曲線坐標圖合成級配要求的通過量百分率中值篩孔步驟3：確定各集料用量將參與級配合成的各集料的通過量繪于級配曲線坐標圖上，用折線的形式連成級配曲線。假設以四種集料進行級配合成為例，見下圖。根據級配曲線，圖中相鄰兩條曲線的關系，確定各集料在混合料中的摻配比例。注：從最粗集料開始。(3)圖解法計算步驟——步驟3關系1：重疊關系相鄰兩條級配曲線相互重疊，圖中集料的級配曲線下部與集料的級配曲線上部搭接。在兩條級配曲線重疊部分之間進行等分，引一條垂線，要求該垂線與集料的級配曲線截距相等。此時垂線與對角線相交于點，再通過該點作一水平線與縱坐標交于點，線段的幾何長度(以mm計)就是集料的用量比例(%)。(4)相鄰級配曲線間的三種關系——關系197重疊關系2：相接關系相鄰兩條曲線首尾相接，圖中集料的末端與集料的首端正好相接。此時只需從集料的首端向集料的末端引垂線，該垂線與對角線相交于點，過點作水平線與縱坐標交于點，則線段的幾何長度就是集料的用量（%）。(4)相鄰級配曲線間的三種關系——關系299相接關系3：分離關系相鄰兩條曲線分離，圖中集料的級配曲線與集料的級配曲線在水平方向彼此分離。此時作一條垂線平分這段水平距離。垂線與對角線交于一點，通過該點作一水平線與縱坐標交于點，則線段的幾何長度就代表集料的用量（%）。剩余的即為集料的用量。(4)相鄰級配曲線間的三種關系——關系3相離A的用量

XB的用量

YC的用量

ZD的用量

W103(5)合成級配的計算與校核同試算法相同，根據圖解過程求得的各集料用量比例，計算出合成級配的結果。當合成級配超出級配范圍時，說明圖解法得到的比例不很合適，所以要調整各集料的用量，直到滿足設計級配的要求為止。如經數次調整仍不能達到要求，可摻加單粒級集料或調換其它集料。104

1、試用“圖解法”“線性規劃法”求其礦質混合料級配組成。已知：礦質集料篩分結果和混合料標準級配范圍如表所示。材料名稱篩孔尺寸(mm)199.54.752.361.180.60.30.150.075通過百分率(%)卵石984360石屑1001009834231480砂100100968574573390礦粉100100100100100100979384AC—20級配范圍95~10070~8050~6535~5025~4018~3013~218~154~9課后練習題（1）組成材料的原始數據測定根據現場取樣、對粗集料、細集料和礦粉進行篩析試驗，按篩析結果分別繪出各組成材料的篩分曲線。（2）擬定初試配合比

根據各組成材料的篩分試驗資料，采用圖解法或試配法，在設計級配范圍中，設計了3組初選配合比。三、礦質混合料配合比確定（3）調整配合比

①通常情況下，合成級配曲線宜盡量接近設計級配中限，尤其應使0.075mm、2.36mm和4.75mm篩孔的通過量盡量接近設計級配范圍的中限；②對高速公路、一級公路、城市快速路、主干路等交通量大、軸載重的道路，宜偏向級配范圍的下（粗）限。對一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向級配范圍的上（細）限；③合成級配曲線應接近連續的或合理的間斷級配，但不應過多的犬牙交錯。當經過反復調整仍有兩個以上的篩孔超出設計級配范圍時，必須對原材料進行調整或更換原材料重新設計。我國現行國標《公路瀝青路面施工技術規范》(JTGF40-2004)

規定的方法是采用馬歇爾試驗法確定最佳瀝青用量。1、制備試樣1)按確定的礦質混合料配合比，計算各種礦質材料的用量，稱量各種集料和礦粉。2)根據經驗估計適宜的瀝青用量(或油石比)。以預估的油石比為中值，按一定間隔(對密級配瀝青混合料通常為0.5%，對瀝青碎石混合料可適當縮小間隔為0.3%～0.4%)，取5個或5個以上不同的油石比分別成型馬歇爾試件。2.4.2確定瀝青混合料的最佳瀝青用量2、測定物理指標按規定的試驗方法測定試件的毛體積相對密度、最大理論相對密度等，并計算空隙率、瀝青飽和度及礦料間隙率等體積參數。3、測定力學指標為確定瀝青混合料的最佳瀝青用量，應用馬歇爾穩定度儀測定瀝青混合料的力學指標，如馬歇爾穩定度、流值和馬歇爾模數等力學指標。4、確定最佳瀝青用量(OAC)1)繪制瀝青用量與物理力學指標關系圖。以油石比或瀝青用量為橫坐標，以馬歇爾試驗的各項指標為縱坐標，將試驗結果點繪入圖中，連成圓滑的曲線。2)根據試驗曲線的走勢，按下列方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量OAC1。(1)曲線圖7-12上求取相應于密度最大值、穩定度最大值、目標空隙率(或中值)、瀝青飽和度范圍中值的瀝青用量a1、a2、a3、a4，

取平均值作為OAC1：

OAC1＝(a1＋a2＋a3＋a4)/4(2)如果所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，按下式求取三者的平均值作為OAC1：

OAC1＝(a1＋a2＋a3)/3(3)對所選擇試驗的瀝青用量范圍，密度或穩定度沒有出現峰值(最大值經常在曲線的兩端)時，可直接以目標空隙率所對應的瀝青用量a3作為OAC1，但OAC1必須介于OACmin～OACmax的范圍內，否則應重新進行配合比設計。3)以各項指標均符合技術標準(不含VMA)的瀝青用量范圍OACmin～OACmax的中值作為OAC2。

OAC2＝(OACmin＋OACmax)/24)通常情況下取OAC1及OAC2的中值作為計算的最佳瀝青用量OAC。

OAC＝(OAC1＋OAC2)/2

5)計算的最佳油石比OAC，從圖7-12中得出所對應的空隙率和VMA值，檢驗是否能滿足表7-7關于最小VMA值的要求(OAC宜位于VMA凹形曲線最小值的貧油一側。當空隙率不是整數時，最小VMA按內插法確定，并將其畫入圖7-12中)。6)檢查圖7-12中相應于此OAC的各項指標是否均符合馬歇爾試驗技術標準。7)根據實踐經驗和公路等級、氣候條件、交通情況，調整確定最佳瀝青用量OAC。(1)調查當地各項條件相接近的工程的瀝青用量及使用效果，論證適宜的最佳瀝青用量。(2)對炎熱地區公路以及高速公路、一級公路的重載交通路段，山區公路的長大坡度路段，預計有可能產生較大車轍時，宜在空隙率符合要求的范圍內將計算的最佳瀝青用量減小0.1%～0.5%作為設計瀝青用量。(3)對寒區公路、旅游公路、交通量很少的公路，最佳瀝青用量可以在OAC的基礎上增加0.1%～0.3%，以適當減小設計空隙率，但不得降低壓實度要求。8)按相應公式計算瀝青被集料吸收的比例及有效瀝青含量。9）

檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度（計算瀝青混合料的粉膠比，宜符合0.6-1.6的要求。對常用的公稱最大粒徑為13.2-19ｍｍ的密級配瀝青混合料，粉膠比宜控制在0.8-1.2范圍內。圖7-12瀝青用量與馬歇爾試驗結果關系圖5、配合比設計檢驗1)各種性能檢驗2)高溫穩定性檢驗：車轍試驗3)水穩定性檢驗：浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗4)低溫抗裂性能檢驗：低溫彎曲試驗5)滲水系數檢驗：滲水試驗瀝青混合料的礦料級配應符合工程設計規定的級配范圍。密級配瀝青混合料宜根據公路等級、氣候及交通條件按下表選擇采用，在瀝青混合料路面結構層設計中，結構層中要求至少有一層應為密級配瀝青混合料。級配類型通過下列篩孔（mm）的質量百分率（%）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細粒式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密級配瀝青混合料礦料級配范圍模塊三其他瀝青混合料瀝青穩定碎石(AsphaltTreatedBase，簡稱ATB)屬路面柔性結構層材料，具有較高的抗剪強度、抗彎拉強度和抗疲勞性；受水和冰凍病害作用小，裂縫自愈能力強，具有良好的路用性能。1、瀝青穩定碎石混合料的技術性質1)良好的高溫抗變形性能2)良好的低溫抗裂性，但冬季氣溫驟降試，會產生橫向裂縫3)水穩定性低于密級配瀝青混凝土4)重復荷載反復所造成的疲勞破壞成為混合料的主要破壞形式3.1瀝青穩定碎石混合料（SMA）相比于半剛性基層，瀝青穩定碎石具有的優勢：1)面層和基層材料結構相似，路面結構受力、變形更協調。2)設計優良的瀝青穩定基層混合料能保證一定的空隙率，路面不易產生水穩性破壞。3)對水分變化不敏感，受水和冰凍影響較小，不會因為干縮裂縫而導致面層出現反射裂縫。4)基層同瀝青面層一起構成全厚式瀝青面層，縮短了整個瀝青面層的修筑時間。5)維修養護費用低，使用壽命長。瀝青瑪蹄脂碎石混合料是一種以瀝青結合料與少量的纖維穩定劑、細集料以及較多的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂，填充于間斷級配的粗集料骨架間隙中形成一體所得到的瀝青混合料，簡稱SMA。1、強度形成理論SMA中粗集料形成骨架，它們之間的接觸面(或支撐點)很多，細集料很少，瑪蹄脂部分僅填充了粗集料間的空隙，行車荷載主要由粗集料骨架承受。粗集料顆粒間嵌擠作用良好，較為密實，因此SMA混合料兼有高溫和低溫性能、優異的路用性能和良好的耐久性。3.2瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）2、技術性質1)高溫穩定性：具有較強的高溫抗車轍能力；2)低溫抗裂性：具有良好的低溫變形能力；3)耐久性：整體強度和穩定性較高，水穩定性和抗老化性比普通瀝青混合料好；4)表面特征：采用了堅硬、粗糙、耐磨的高質量碎石、間斷級配的礦料、構造深度大。使得面層具有良好的抗滑性和耐磨性能，還能減少濺水，減少噪聲，提高了道路行駛質量。開級配抗滑磨耗層(OpenGradedFictionCourse，簡稱OGFC)是指用具有連通大空隙的瀝青混合料鋪筑的，能迅速從內部排走路表雨水，而具有防滑、抗車轍及降低噪聲的一種路面。是一種多孔性排水式瀝青混合料，具有優良的表面功能。1、技術性質1)排水性能：路面能及時排走雨水，就能消除水滑現象，從而提高雨天的抗滑性和行車安全性；2)降噪功能：由于大空隙的作用可以降低噪聲；3.3開級配抗滑磨耗層(OGFC)3)高溫穩定性：抵抗高溫變形能力大，具有良好的抗車轍能力；4)耐久性：耐久性比一般瀝青混合料路面要低。2、開級配抗滑磨耗層的性能改善措施開級配抗滑磨耗層在原材料選擇、配合比組成設計、養護方面采取相應的措施。結合料一般要求使用摻入了高黏添加劑的優質道路瀝青，改性后的瀝青可增加瀝青薄膜厚度，延緩瀝青的老化，同時也可提高瀝青與礦料間的黏結力。乳化瀝青混合料是采用乳化瀝青與礦質混合料在常溫狀態下拌和的，經鋪筑與壓實后形成的瀝青混合料。適用于瀝青路面的維修和養護，如鋪筑封層、罩面、修補坑槽等。根據礦料級配類型分為乳化瀝青碎石混合料與乳化瀝青混凝土混合料。1、乳化瀝青混合料的強度形成特性乳化瀝青必須經過與礦料界面黏附、分解破乳、排水、蒸發等過程才能完全恢復其中瀝青的黏結性能。2、乳化瀝青混合料的材料要求乳化瀝青碎石混合料和乳化瀝青混凝土混合料的級配分別可參照熱拌瀝青混合料AM型和熱拌瀝青混凝土混合料AC型的級配AC型的級配。3.4乳化瀝青混合料瀝青稀漿封層是用適當級配的石屑或砂填料(水泥、石灰、粉煤灰和石粉等)與乳化瀝青外摻劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態的瀝青混合料，將其均勻地攤鋪在路面上形成的瀝青封層，簡稱為稀漿混合料。瀝青稀漿封層一般用于二級及二級以下公路的預防性養護，也適用于新建公路的下封層。微表處是用適當級配的石屑或砂、填料(水泥、石灰、粉煤灰和石粉等)，采用聚合物改性乳化瀝青、外摻劑和水，按一定比例拌和而成的流動狀態的瀝青混合料，將其均勻地攤鋪在路面上所形成的瀝青封層。微表處主要用于高速公路及一級公路的預防性養護，以及填補輕度車轍，也適用于新建公路的抗滑磨耗層。3.5稀漿封層與微表處1、瀝青稀漿封層混合料的類型根據乳化瀝青特性和使用目的，稀漿封層混合料分為普通乳化瀝青稀漿封層(簡稱普通稀漿封層，代號ES)和改性乳化稀漿封層(簡稱改性稀裝封層)，用于精細表面處治封層的改性稀漿封層又簡稱為微表處，代號MS。1)普通瀝青稀漿封層混合料：按照礦料級配組成將普通瀝青稀漿封層混合料分為ES-1、ES-2和ES-3三種類型。2)改性乳化瀝青稀漿封層(微表處)混合料：分為MS-1、MS-2和MS-3三種類型。2、稀漿封層混合料的技術性能1)可拌合時間2)稀漿混合料的稠度3)稀漿混合料的可操作時間4)稀漿混合料的耐磨耗性能3、瀝青稀漿封層混合料的原材料及其技術要求1)乳化瀝青：選擇乳化瀝青時，要考慮稀漿混合料的施工和易性2)集料：應堅硬、耐磨潔凈，不得含有泥土和雜物3)填料和外加劑：最好選用硅酸鹽水泥作填料，適量摻加外加劑泡沫瀝青冷再生工藝是將舊瀝青面層(有時連同少量基層)銑铇破碎處置后，加入一定量的新集料并通過專門設備噴入泡沫瀝青，經拌和和碾壓成型，是一種節能環保、經濟簡便的先進道路維修手段。冷再生技術的關鍵在于應用泡沫瀝青作為結合料黏結再生粒料。3.6冷再生瀝青混合料道路建筑材料

單元七瀝青混合料課程思政元素：

“家國情懷”價值引領：瀝青混合料應用廣泛，其路用性能在我國科技進步和前輩的辛勤努力與無私奉獻下不斷提高，瓶頸問題不斷被突破。

新時代大學生要有遠大的交通報國理想與愛國主義情懷，

能夠肩負起“交通強國”的光榮使命!知識目標?了解瀝青混合料的強度形成原理和影響因素?熟悉瀝青混合料的結構類型、技術性質和配合比設計方法?掌握瀝青混合料組成材料技術要求并能根據《公路瀝青路面施工技術規范》設計瀝青混合料能力目標?能根據《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》對瀝青混合料的相關技術指標進行檢測，并依據《公路瀝青路面施工技術規范》對所測定的技術指標進行正確評定和進行瀝青混合料的組成設計?能夠規范填寫實驗原始記錄，并獨立出具相關試驗報告模塊四

瀝青混合料性能檢測4.1瀝青混合料試件制作方法(擊實法)(JTGE20T0702-2011)4.1瀝青混合料試件制作方法（擊實法）（一）目的與適用范圍1、本方法適用于標準擊實法或大型擊實法制作瀝青混合料試件，以供試驗室進行瀝青混合料物理力學性質試驗使用。2、標準擊實法適用于標準馬歇爾試驗、間接抗拉試驗(劈裂法)等所使用的101.6mm×63.5mm圓柱體試件的成型。大型馬歇爾試驗和152.4mm×95.3mm大型圓柱體試件的成型。3、瀝青混合料試件制作時條件及試件數量應符合下列規定：(1)當集料公稱最大粒徑小于或等于26.5mm時，采用標準擊實法。一組試件的數量不少于4個。(2)當集料公稱最大粒徑大于26.5mm時，宜采用大型擊實法。一組試件數量不少于6個。（二）儀器設備1、自動擊實儀(1)標準擊實儀；(2)大型擊實儀2、試驗室用瀝青混合料拌和機3、試模：(1)標準擊實儀試模的內徑為：101.6mm±0.2mm，圓柱形金屬筒高87mm，底座直徑約120.6mm，套筒內徑104.8mm，高70mm。(2)大型擊實儀的套筒外徑165.1mm，內徑155.6mm±0.3mm，總高83mm。試模內徑152.4mm±0.2mm，總高115mm；底座板厚12.7mm，直徑172mm。4、脫模器5、烘箱6、天平或電子秤7、布洛克菲爾德黏度計。8、溫度計：分度值為1℃。9、其他：電爐或煤氣爐、瀝青熔化鍋、拌和鏟、標準篩、濾紙(或普通紙)、膠布、卡尺、秒表、粉筆、棉紗等。馬歇爾試模瀝青混合料拌和機馬歇爾電動擊實儀脫模機（三）試驗準備1．確定制作瀝青混合料試件的拌和與壓實溫度。

對于改性瀝青，應根據實踐經驗改性劑的品種和用量，適當提高混合料的拌和和壓實溫度，對大部分聚合物改性瀝青，需要在普通瀝青的基礎上提高15℃～30℃，摻加纖維需再提高10℃左右。常溫瀝青混合料的拌和及壓實在常溫下進行。瀝青結合料種類拌和溫度（℃）壓實溫度（℃）煤瀝青石油瀝青改性瀝青90～120140～160160～17580～110120～150140～170瀝青混合料拌和及壓實溫度參考表2、按規定方法在拌和廠或施工現場采集瀝青混合料試樣。按現行試驗規程的方法取樣，將試樣置于烘箱中加熱或保溫，在混合料中插入溫度計測量溫度，待混合料溫度符合要求后成型。需要拌和時可倒入已加熱的室內瀝青混合料拌和機中適當拌和，時間不超過1min。不得在電爐或明火上加熱炒拌。3、在試驗室人工配制瀝青混合料時：①將各種規格的礦料置105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重(一般不少于4h～6h)。按規定方法分別測定礦料的各種密度，以及瀝青的密度。②將烘干分級的粗、細集料，按每個試件設計級配要求稱其質量，在一金屬盤中混合均勻，礦粉單獨放入小盆里，然后置烘箱中預熱至瀝青拌和溫度以上約15℃(石油瀝青通常為163℃；改性瀝青通常需180℃)備用。一般按一組試件(每組4~6個)備料，但進行配合比設計時宜對每個試件分別備料。采用替代法時，對粗集料中粒徑大于26.5mm的部分，以(13.2～26.5)mm粗集料等量代替。常溫瀝青混合料的礦料不應加熱。③將規定方法采集的瀝青試樣，加熱至規定的瀝青混合料拌和溫度，但不得超過175℃。當不得已采用燃氣爐或電爐直接加熱脫水時，須用石棉墊隔開。4、用粘有少許黃油的棉紗擦凈試模、套筒及擊實座等，并置100℃左右烘箱中加熱1h備用。常溫瀝青混合料用試模不加熱。

（四）試驗步驟1．拌制黏稠石油瀝青或煤瀝青混合料(1)黏稠石油瀝青混合料①將瀝青混合料拌和機提前預熱至拌和溫度以上10℃左右。②將加熱的粗細集料置于拌和機中，用小鏟子適當混合，然后再加入需要數量的已加熱至拌和溫度的瀝青(如瀝青已稱量在一專用容器內時，可在倒掉瀝青后用一部分熱礦粉將沾在容器壁上的瀝青擦拭并一起倒入拌和鍋中)，開動拌和機一邊攪拌一邊將拌和葉片插入混合料中拌和1min～1.5min，暫停拌和，加入加熱的礦粉，繼續拌和至均勻為止，并使瀝青混合料保持在要求的拌和溫度范圍內。標準的總拌和時間為3min。2．馬歇爾標準擊實法的成型步驟(1)將拌好的瀝青混合料，用小鏟適當拌和均勻，稱取一個試件所需的用量(標準馬歇爾試件約1200g，大型馬歇爾試件約4050g)。當已知瀝青混合料的密度時，可根據試件的標準尺寸計算并乘以1.03得到要求的混合料數量。當一次拌和幾個試件時，宜將其倒入經預熱的金屬盤中，用小鏟適當拌和均勻分成幾份分別取用。試件制作過程中，為防止混合料溫度下降應連盤放在烘箱中保溫。(2)從烘箱中取出預熱的試模及套筒，用蘸有少許黃油的棉紗擦拭套筒、底座及擊實錘底面，將試模裝在底座上，放一張圓形的吸油性小的紙，用小鏟將混合料鏟入試模中，用插刀或大螺絲刀沿周邊插搗15次，中間搗10次。插搗后將瀝青混合料表面整平。對大型擊實法的試件，混合料分兩次加入每次插搗次數同上。(3)插入溫度計，至混合料中心附近，檢查混合料溫度。(4)待混合料溫度符合要求的壓實溫度后，將試模連同底座一起放在擊實臺上固定，在裝好的混合料上面墊一張吸油性小的圓紙，再將裝有擊實錘及導向棒的壓實頭放入試模中，開啟電機將擊實錘從457mm的高度自由落下擊實規定的次數(75、50次)。對大型試件，擊實次數為75次(相應于標準擊實50次)或112次(相應于標準擊實75次)。(5)試件擊實一面后，取下套筒，將試模翻面，裝上套筒，然