路面的面层材料.ppt
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1、任务一 认识路面材料,公路工程材料检测技术,项目五 路面工程面层材料检测技术,优点,沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路,其原因何在?,地方道路,高速公路,城市道路,缺点,1-1 概述-沥青路面的特点,沥青路面分类,沥青混凝土组成特点是:级配要求严格、使用矿粉(填料)较多、拌和要求严格(厂拌)。其级配有连续级配、间断级配之分,近年来沥青路面中出现了许多新的结构形式:如SMA、OGFC、SUPERPAVE等。本课程主要介绍常规沥青混合料的性能、结构、强度特性和配合比设计等。,沥青表处和沥青贯入式:属于次高级路面,矿料级配没有严格要求,一般以现场进行矿料摊铺并洒热沥青后进行碾压成型的,沥青碎石
2、属于次高级路面:有厂拌和路拌之分,前者质量与性能稳定。沥青碎石中矿料级配有一定要求,但没有沥青混凝土的严格,其中没有或较少使用矿粉,孔隙率较大。,沥青路面:所有以沥青结合料来粘结矿料铺筑而成的不同路面结构,均 为沥青路面。,1-2 概述-沥青路面的分类,沥青 混合料,材料级配组成及空隙率大小分,材料组成及 结构分,制造工 艺分,公称最大粒径分,1.特粗式沥青混合料2.粗粒式沥青混合料3.中粒式沥青混合料4.细粒式沥青混合料5.砂粒式沥青混合料,1.连续级配沥青混合料2.间断级配沥青混合料,1.密级配沥青混合料2.半开级配沥青混合料3.开级配沥青混合料,1.热拌沥青混合料2.冷拌沥青混合料3.再
3、生沥青混合料,目前公路与城市道路路面多采用复合类的沥青混合料,如AC-16F既属于热拌沥青混合料、又属于密级配的、中粒式沥青混合料。,1-3 概述-沥青混合料的分类,热拌沥青混合料种类,1-3 概述-其他沥青混合料介绍,(1)表面理论 传统的表面理论认为混合料是由粗、细集料和填料组配而成的矿质骨架和沥青组成,沥青分布在矿质骨料表面,将矿质骨料胶结成具有强度的整体。其中沥青的胶结作用是一个相当复杂的过程,包括物理吸附、化学吸附过程、选择性作用等。所谓物理吸附是固-液界面产生的表面张力作用下,在矿料表面形成定向吸附和湿润现象,吸附的沥青没有发生任何化学变化;化学吸附是沥青中的沥青酸及沥青酸酐与矿料
4、表面的金属阳离子间产生的化学反应,生成了沥青酸盐,化学吸附比物理吸附产生的吸附作用更强烈,形成的沥青膜更稳定;选择性吸附主要是由于矿料表面的微孔或毛细孔产生的吸附作用,使得沥青中的小分子如油分和树脂被吸收而使沥青质相对增多,增强了沥青的粘结力,从而使沥青与矿料作用更稳固。,2-1 沥青混合料的组成结构现代理论,(2)胶浆理论 近代胶浆理论认为混合料是一种多级空间网状结构的分散系,如下图所示,以粗集料为分散相分散在沥青砂浆中形成粗分散系,而沥青砂浆是由细集料为分散相分散到沥青胶浆中的细分散系,沥青胶浆则以填料为分散相分散在沥青介质中形成的微分散系。在这种多级分散体系中,因沥青胶浆最为基础,也最为
5、重要,因此沥青胶浆的组成结构决定了沥青混合料的高低温变形能力。,胶浆理论主要研究矿粉的矿物组成、矿粉级配(尤其是0.075mm的成分)、沥青与矿粉间的交互作用,特别强调采用高稠度的沥青、大的沥青用量和间断级配的矿质混合料。,2-1 沥青混合料的组成结构现代理论,(1)悬浮密实结构 如图3-2a所示,该结构组成的基本特点:采用连续级配,矿料颗粒连续存在,而且细集料含量较多,将较大颗粒挤开,使大颗粒不能形成骨架,而较小颗粒与沥青胶浆比较充分,将空隙填充密实,使大颗粒悬浮于较小颗粒与沥青胶浆之间,形成“悬浮-密实”结构。代表类型:按照连续密级配原理设计的AC型沥青混合料是典型的这种悬浮密实结构。力学
6、特点:大颗粒未形成骨架,内摩阻力值较小;小颗粒与沥青胶浆含量充分,粘结力C值较大。路用性能特点:由于压实后密实度大,该类混合料水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好;但其高温性能对沥青的品质依赖性较大,由于沥青粘度降低,往往导致混合料高温稳定性变差。,2-2 沥青混合料的组成结构沥青混合料的结构类型,(2)骨架空隙结构 如图3-2b所示,该结构组成的基本特点:采用连续开级配,粗集料含量高,彼此相互接触形成骨架;但细集料含量很少,不能充分填充粗集料件的空隙,形成所谓的“骨架-空隙”结构。代表类型:沥青碎石AM和开级配磨耗层沥青混合料OGFC等。力学特点:大颗粒形成骨架,内摩阻力值较大;小颗粒与沥青胶浆
7、含量不充分,粘结力C值较低。路用性能特点:粗集料的骨架作用,使之高温稳定性好;由于细集料含量少,空隙未能充分填充,耐水害、抗疲劳和耐久性能较差,所以一般要求采用高粘稠沥青,以防止沥青老化和剥落。,2-2 沥青混合料的组成结构沥青混合料的结构类型,(3)骨架密实结构 如图3-2c所示,其结构组成特点:采用间断级配,粗、细集料含量较高,中间料含量很少,使得粗集料能形成骨架,细集料和沥青胶浆又能充分填充骨架间的空隙,形成“骨架-密实”结构。代表类型:沥青玛蹄脂碎石混合料SMA。力学性能特点:粗集料的骨架作用,内摩阻力值较大;小颗粒与沥青胶浆含量充分,粘结力C值也较大,综合力学性能较优。路用性能特点:
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