第三节 沥青混合料技术性质和技术要求

―、沥青混合料概述

沥青混合料是矿料（包括碎石、石屑、砂和填料）与沥青结合料经混合拌制而成的混合料的总称。沥青混合料包括密级配沥青混合料AC、沥青稳定碎石ATB、沥青玛脂碎石SMA等，但是广义上沥青混合料还包括微表处、稀浆封层、碎石封层等。

1.沥青混合料的分类

（1）按矿料级配组成及空隙率,可分为密级配、半开级配、开级配混合料。

    ①密级配：    粗+中+细  （空隙率不大于6%）

    ②半开级配：粗+适量细（空隙率为6%~12%）

    ③开级配：    粗+少量细（空隙率不小于12%）

（2）按矿料级配曲线,可分为连续级配、间断级配混合料。

①连续级配：矿料级配中每一级都占有适当的比例的沥青混合料。

②间断级配：矿料级配中1个或多个粒级含量接近为零的沥青混合料。

（3）按公称最大粒径可分为：

粗粒式(26.5mm或31.5mm)；中粒式(16或19mm)；

细粒式(9.5或13.2mm)；    砂粒式(小于9.5mm)混合料

（4）按生产时的拌和温度,可分为热拌、温拌和冷拌混合料。

①热拌：高温条件（HMA)。②温拌：20℃以上  (WMA)。③冷拌：常温条件（CMA)。

（5）按铺筑时施工温度和施工方式,

可分为热铺、冷铺、热补和冷补混合料。

（6）典型沥青混合料类型：【熟悉代号】

①密级配沥青混合料（AC）。

②密级配沥青稳定碎石（ATB）：多粗少细+填料+少沥青+空隙率不大于6%。  多粗少细+填料+少沥青+空隙率为6%~12%。

④排水式沥青碎石基层（ATPB）/排水式沥青磨耗层（OGFC）：

多粗少细+填料+少沥青+空隙率不小于18%。

⑤沥青玛脂碎石混合料（SMA）：多粗少细+纤维+较多填料+沥青结合料组成的沥青玛脂填充骨架空隙，设计空隙率不大于3%~4%。

⑥多孔沥青混合料（PA）：骨架空隙结构，开级配。

⑦浇筑式沥青混合料（GA）。

(7)采用沥青路面回收料或掺加部分沥青路面回收料拌和而成的沥青混合料统称为再生沥青混合料。按照再生工艺可分为厂拌热再生、厂拌冷再生、就地热再生、就地冷再生和全深式冷再生。

(8)冷再生沥青混合料按照材料又可分为乳化沥青冷再生沥青混合料和泡沫沥青冷再生沥青混合料。

【2018检测师】不同类型沥青混合料采用的级配应不同，ATB-25宜采用（     ）级配。

A.连续级配           B.间断级配      C.开级配             D.半开级配

参考答案：A    

（1）悬浮密实结构【 GA + AC-I 】

由连续级配矿料和足够沥青结合料组成的低空隙率密实型混合料。

粗颗粒含量较低无法形成主骨架或形成骨架但被细集料、填料和沥青结合料形成的沥青砂浆或填料和沥青结合料形成的沥青胶浆挤开,造成粗颗粒之间不能直接接触,彼此分离,悬浮于较小颗粒和沥青胶浆中间,这样就形成了所谓悬浮密实结构的低空隙率沥青混合料。浇注式沥青混合料GA以及我国早期AC-Ⅰ型密级配沥青混凝土就是这种结构的典型代表。

（2）骨架空隙结构【 PA + OGFC +ATPB】

在这种结构中，粗集料颗粒形成可以相互接触的主骨架同时结构中细集料含量较低细集料、填料和沥青结合料形成的沥青砂浆或填料和沥青结合料形成的沥青胶浆体积较小,无法充分填充粗颗粒形成的骨架空隙,从而压实后在混合料中留下较大的空隙,形成所谓骨架空隙结构。多孔沥青混合料PA和排水式沥青碎石基层ATPB是典型的骨架空隙型结构。

（3）骨架密实结构【SMA+间断级配橡胶沥青混合料】

在这种结构中粗集料形成可以颗粒相互接触的主骨架同时细集料、填料和沥青结合料形成的沥青砂浆或填料和沥青结合料形成的沥青胶浆具有足够的体积,能够充分填充粗颗粒形成的骨架空隙从而压实后达到密实状态,形成所谓骨架空隙结构。沥青玛脂碎石混合料SMA、间断级配橡胶沥青混合料是典型的骨架密实型结构。

二、沥青混合料路用性能【较少考察，串讲重点】

    1.沥青混合料高温稳定性

高温稳定性是指在高温条件下,沥青混合料能够抵抗车辆反复作用,不会产生显著永久变形,保证沥青路面平整的特性。

评价方法：车辙试验→动稳定度（车辙试验要点见下节内容）

影响因素，内因主要取决于矿料颗粒的嵌挤作用和沥青的黏滞性。同时，适当降低沥青用量，有利于高温稳定性。

【归纳】影响因素：材料+结构+黏度+沥青用量+感温性

【措施】①粗糙材料    ②骨架密实结构     ③选择高黏度（低标号）沥青

        ④低感温性    ⑤适当降低沥青用量

【2018助理】造成沥青路面产生车辙的原因有（ CD ）。

A.沥青标号偏低                     B.采用高粘度沥青

C.沥青混合料中矿料嵌挤力不够       D.矿料的棱角性不好

2.沥青混合料低温抗裂性

  低温开裂的机理：温度（收缩）应力＞材料自身抗拉强度     

  良好的低温抗裂性：提高自身强度+增强低温变形能力

  【改善措施】

  ①适当增加沥青用量；    ②提高沥青混合料低温柔度；

  ③选择针入度较大的沥青；④温度敏感性较低的沥青；

3.沥青混合料的耐久性

耐久性是指沥青混合料在长时间使用过程中,抵抗环境不利因素以及承受行车荷载反复作用的能力，主要包括沥青混合料的抗老化性、水稳性、抗疲劳性等几个方面。影响因素：空隙率。低空隙率会增强耐久性，但混合料仍要保留一定空隙用于夏季材料膨胀变形之用。【空隙率并不是越低越好】

我国现行规范通过空隙率、饱和度和残留稳定度等指标,来保证沥青混合料的耐久性。

4.沥青混合料的抗滑性【略】

5.施工和易性【略】   

【2017检测师】评价沥青混合料耐久性的指标是（ A  ）。

A.饱和度   B.动稳定度    C.马氏模数 D.稳定度  

【答案】

【2018助理】饱和度是用来评价沥青混合料（ C ）的指标。

A.高温稳定性 B.低温抗裂性C.耐久性     D.抗滑性

【2018助理】影响沥青混合料耐久性的主要因素是（ B ）。

A.矿料的级配  B.沥青混合料的空隙率   C.沥青的标号  D.矿粉的细度

【2019检测师】通常情况下沥青混合料的空隙率不宜小于3%，其原因是（ A ）。

A.适应夏季沥青材料的膨胀 B.工程中无法将空隙率降低到3%以下

C.防止水份渗入           D.施工时易于碾压

【2019助理】考虑高温稳定性时，沥青混合料中粗集料的粒径要大一些：考虑耐久性时，粗集料的粒径要小一些。√

三、热拌沥青混合料的技术要求和体积参数

1.热拌沥青混合料的技术标准

【2018检师单】现行沥青路面施工技术规范规定，不属于密级配沥青混合料马歇尔技术指标的是（  B  ）。

A.稳定度和流值   B.VCA（粗集料骨架间隙率）   C.空隙率      D.沥青饱和度

2.沥青混合料的体积参数

（1）沥青混合料密度

①理论最大密度：完全密实，无任何空隙的理想状态。（散粒状态下）

普通沥青混合料用真空法或计算法；改性沥青混合料用计算法；【计算不做要求】  

    矿料合成相对密度：

   

【教材例题略】

已知某沥青混合料理论最大相对密度是2.500,沥青含量5.0%。矿料由粗集料、细集料和矿粉组成,三种规格的材料分别占40%,50%和10% ,各自对应的毛体积相对密度分别为2.720、2.690和2.710。如成型一个马歇尔试件所用沥青混合料的:总质量为1210g,且该马歇尔试件击实后对应的水中质量是713g,表干质量是1217g。根据上述条件求该马歇尔试件的空隙率(VV)、矿料间隙率(VMA)和沥青饱和度(VFA)分别是多少?

【2017检师综合】某一试验室需要进行AC-20C沥青混合料（70号A级道路石油沥青）马歇尔试验。已知沥青混合料最佳沥青用量为4.5%；粗集料、细集料和矿粉的比例分别为65%、32%和3%，粗、细集料毛体积相对密度为2.723、2.685，矿粉的表观相对密度为2.710。最佳沥青用量对应的沥青混合料理论最大相对密度是2.497，马歇尔试件毛体积相对密度为2.386。请对下列各题进行判别：

（2）计算得到的最佳沥青用量相应的空隙率为（ C ）。

A.0.042         B.0.04         C.0.044         D.0.046

【解析】空隙率VV=（1-毛体积相对密度/理论最大相对密度）×100=（1-2.386/2.497）*100=4.4

（3）计算得到的合成矿料毛体积相对密度为（ B ）。

A.2.707   B.2.710   C.2.71   D.2.713