《沥青混合料组成设计》-毕业论文.docVIP

1绪论 沥青路面因具有优越的路用性能而广泛应用。它作为一种无接缝的连续式路面,具有足够的力学强度,能适应各种行车荷载,且行车平稳、舒适、噪音低以及便于维修等优点。近年来,在我国高速公路建设中,沥青混凝土路面成为主要的路面结构形式。这对于沥青混合料设计研究具有重要的指导意义和实用价值。? 1.1沥青混合料组成结构类型 通常沥青—集料混合料按其组成结构可分为下列三类: ①悬浮—密实结构 当采用连续型密集配矿质混合料[如图1-1-中曲线a]与沥青混合料时,按粒子干涉理论,为避免次级集料对前级集料密排的干涉,前集级料之间必须留出比次级集料粒径稍大的空隙供次级集料排布。按此组成的沥青混合料,经过多级密垛虽然可以获得很大的密实度,但是各级集料均为次级集料所隔开,不能直接靠拢而形成骨架,有如悬浮于次级集料及沥青胶浆之间,其结构组成示意(如图1-1-a)。这种结构的沥青混合料,三轴试验结果如表1-1中编号101,虽然具有较高的粘聚力c;但摩阻角Φ较低,因此高温稳定性较差。 ②骨架—空隙结构 当采用连续型开级配矿质混合料[如图1-1中曲线b]与沥青组成沥青混合料时,由于这种矿质混合料递减系数较大,粗集料所占比例较高;细集料则很少。甚至没有。按此组成的沥青混合料,粗集料可以互相靠拢形成骨架;但由于细集料数量较少,不足以添满粗集料之间的空隙,因此形成“骨架—空隙”结构。这种结构的沥青混合料三轴试验结果如表1-1-1中编号102,虽然具有较高的内摩阻角Φ,但粘聚力c较低。 当采用间断型密集配矿质混合料[如图1-1中曲线c]与沥青组成的沥青混合料时,由于这种矿质混合料断去了中间尺寸粒径的集料,既有较多数量的粗集料可形成空间骨架,同时有相当数量的细集料可添密骨架的空隙,因此形成“密实—骨架”结构。这种结构的沥青混合料三轴试验结果如表1-1中编号103,不仅具有较高的粘聚力c,而且具有较大的内摩阻角Φ。 上述三种结构的沥青混合料由于结构常数不同因而反映在稳定性上已有显著的差异(见表1-1)。 图1-1　三种类型矿质混合料级配曲线 a)连续型密级配;b)连续型开级配;c)间断型密级配 表1-1　不同结构组成的沥青混合料结构常数和稳定性指标 结构常数 湿度稳定度指标 混合料名称 组成结构类型 密度 空隙率 矿料间隙率 粘聚力 内摩擦角 ρo Vv VMA c Φ (g/cm3) (%) (%) (kpa) (rad) 连续型密级配 沥青混合料 密实—悬浮结构 2.40 1. 1 7.9 318 0.600 (101) 连续型密级配 沥青混合料 骨架—孔隙结构 2.37 6.1 16.2 240 0.653 (102) 间断型密级配 沥青混合料 密实—骨架结构 2.43 2.7 4.8 338 0.658 (103) 1.2沥青混合料的特性 沥青混合料在路面中直接承受车辆荷载的作用,首先应具有一定的力学强度;除了交通的作用外,还受到各种自然因素的影响,因此还必须具备有抵抗自然因素作用的耐久性;现代交通的作用下,为保证行车安全、舒适,还需要具有特殊表面特性(即抗滑性);最后为了便利施工还应具备施工的和易性。分述如下: 1.2.1高温稳定性 沥青混合料的高温稳定性是指混合料在高温情况下，随外力不断作用抵抗永久变形的能力，它采用马歇尔试验和车辙试验来评定。 1.2.2低温抗裂性 沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降。路面由于低温而收缩以及行车荷载的作用，在薄弱部位产生裂缝，从而影响道路的正常使用。 1.2.3耐久性 沥青混合料的耐久性是指其在外界多种因素(阳光、空气、水、车辆荷载等)的长期作用下,仍能基本保持原有的性能。它采用马歇尔试验，通过测定试件中的空隙率、饱和度、残留稳定度等来评价。 1.2.4抗滑性 随着车辆行驶速度的增加，尤其要提高路面的抗滑性能，因此必须加强路面的粗糙度，通常选用质地坚硬、具有棱角的碎石等。一般采用路面磨擦系数和构造深度来评价。 1.2.5施工和易性 沥青混合料除了具备上述技术性质外，还应具备施工和易性才能顺利地进行施工作业。合理的矿料级配使沥青混合料之间拌和均匀，不致产生离析现象;适量的沥青数量可以避免混合料疏松和结团现象。 1.3　集料级配组成范围与合成级配的确定 沥青路面的性能都与沥青混合料的空隙率有关