4、沥青和沥青混合料4.1了解:4.1.1沥青混合料类型的划分①连续密级配沥青混凝土混合料:AC 、ATB②连续半开级配沥青混合料:AM③开级配沥青混合料:ATPB 、OGFC④间断级配沥青混合料:SMA4.1.2沥青混合料的结构类型及其特点①悬浮密实型结构:密实程度高、空隙率低,水稳定性好、低温抗裂和耐久性好,高温稳定性不好;②骨架空隙结构:高温稳定性好,水稳定性和耐久性不好;③骨架密实结构:具有上述两种结构的优点。
4.1.3沥青混合料高温稳定性指在高温条件下,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,保证路面平整的特性。
4.1.4低温抗裂性4.1.5水稳定性4.1.6沥青混合料各项技术指标概念及所代表的含义4.2熟悉4.2.1空隙率大小对混合料性能影响空隙率过大:透水、耐久性差,高温稳定性差,易形成车辙、拥包或波浪空隙率过小:抗滑性能差、影响夏季沥青材料的膨胀4.2.2沥青混合料中沥青用量表示方法沥青含量、油石比4.2.3沥青含量和油石比的定义及二者之间的换算方法沥青含量:沥青结合料质量与沥青混合料总质量的比值,以百分率计Pa ;油石比:沥青结合料质量与矿料总质量的比值,以百分率Pb 。
pbPb +=1Pa ; Pa Pa Pb -=1 4.2.4马歇尔试件不同密度定义,常用密度检测方法理论最大密度:假设沥青混合料被压实至完全密实,没有空隙的理想状态下的最大密度。
表观相对密度:在规定条件下,沥青混合料试件的单位表观体积(混合料实体体积与不吸水的内部闭口孔隙体积之和)的干质量。
毛体积密度:单位毛体积(实体矿物成分体积+不吸水的闭口体积+能吸水的开口空隙所占体积)的干质量。
常用密度检测方法:水中重法、表干法、蜡封法、体积法4.2.5不同密度检测方法的适用性具体密度测定方法:水中重法:适用于密实的沥青混凝土试件,不适用于采用了吸水性大的集料的沥青混合料。
表干法:适用于测定吸水率不大于2%的沥青混合料;蜡封法:适用于吸水率大于2%的沥青混凝土试件以及沥青碎石混合料试件;体积法:适用于空隙率较大的沥青碎石混合料及大空隙透水性开级配沥青混合料。
4.2.6车辙试验的目的和意义测定沥青混合料的高温抗车辙能力,供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验使用。
4.2.7车辙试验操作方法、试验条件及试验结果所表达的含义试验在规定温度及荷载条件下(温度一般为60℃,也可根据实际情况确定,轮压0.7Mpa±0.05Mpa),测定试验轮往返行走所形成的车辙变形速率,以每产生1mm变形的行走次数即动稳定度表示。
试验轮:橡胶制的实心轮胎,外径φ200mm,轮宽50mm,橡胶层厚15mm。
橡胶硬度(国际标准硬度)20℃时为84±4,60℃时为78±2。
试验轮行走距离为230mm±10mm,往返碾压速度为42次/min±1次/min。
试验轮接地压强测定:测定在60℃进行,在试验台上放置一块50mm厚的钢板,其上铺一张毫米方格纸,上铺一张新的复写纸,以规定的700N荷载后试验轮静压复写纸,即可在方格纸上得出轮压面积,并由此求得接地压强(0.7Mpa±0.05Mpa)。
试件制作时不得将混合料放冷后二次加热重塑制作试件。
试验步骤:①将试件连同试模一起,置于已达试验温度(60℃±1℃)的恒温室内,保温不少于5h,也不得多于20h。
在试件边角粘贴热电隅温度计,控制试件温度在60℃±0.5℃②将试件连同试模移至车辙试验机的试验台上,试验轮在试件的中部,其行走方向与试件碾压或行车方向一致。
③开动车辙变形自动记录仪,然后启动试验机,使试验轮往返行走,时间1h或最大变形达到25mm时为止。
4.2.8针对不同粗细粒径矿料的两种试验方法,试验结果的评定方法,粘附性等级的划分思路对于大于13.2mm的集料选择水煮法,小于13.2mm的集料采用水浸法。
同一种原料既有大于又有小于13.2mm不同粒径时,取大于13.2mm的水煮法试验为标准。
对细粒式沥青混合料以水浸法试验为标准。
评定方法:由两名以上经验丰富的试验人员分别评定后,取平均等级作为试验结果。
划分思路:考虑到剥离面积的目测不可能太准,故评定等级的标准不采用剥离面积百分率,统一以等级表示。
4.2.9水泥混凝土原材料要求水泥:厚大体积混凝土不宜使用硅酸盐,优先选用P·S、P·P、P·F;道路优先使用P·O,不宜使用P·S、P·P、P·F;抗渗优先使用P·O、P·P;C40以上,优先硅酸盐,不得使用P·P、P·F;耐磨:优先硅酸盐、P·O,不得使用P·P、P·F;快硬:优先硅酸盐,不得使用P·S、P·P、P·F;干燥环境:优先P·O,不得使用P·P、P·F;严寒:优先硅酸盐、P·O,不得使用P·S、P·P、P·F。
粗集料:技术等级:≥C60 I级,C30~C60Ⅱ级;<C30Ⅲ级。
最大粒径:不应大于结构最小尺寸的1/4,并且不大于钢筋最小净距的3/4;对于实心板,不宜超过板厚的1/3,且不得超过40mm。
细集料:优先选用Ⅱ区砂,选用I区粗砂应加大砂率,选用Ⅲ区砂应适当降低砂率,提高水泥用量。
4.2.10影响混凝土强度和工作性的因素⑴水泥强度和水灰比:水泥强度↑,水灰比↓,混凝土强度↑;⑵集料特性:最大粒径↑,将带来双重影响,P246,造成不利影响的程度对抗折强度要比抗压强度大一些。
⑶浆集比⑷养护条件:温度↑、湿度↑,强度↑;⑸试验条件4.2.11水泥混凝土凝结时间测定检测方法:通过测定贯入阻力的试验方法,检测混凝土拌和物的凝结时间。
注意事项:①每次测定时,测针应距试模边缘至少25mm ,而每次测针的检测点之间净距离也至少为所用测针直径的2倍 ②如果混凝土进行湿筛不好操作时,可以按照混凝土中水泥砂浆的配合比,直接称料拌和成砂浆再进行试验,但注意应按粗集料的吸水率修正加水量。
③以单位面积贯入阻力与测试时间图中,对应于3.5MPa 和28MPa 的时间分别为混凝土的初凝和终凝时间。
④凝结时间取三个试样的平均值。
三个测值中的最大值或最小值,如果有一个与中值之差超过中间值的10%,则以中间值为试验结果,如二者均超过中间值的10%时,试验结果无效。
4.3掌握4.3.1马歇尔试件成型方法4.3.2成型马歇尔试件温度要求,影响试件制备的关键因素根据沥青的粘度,绘制粘温曲线,按下表确定混合料拌和及压实的等粘温度。
入度大、稠度小的沥青取低限,一般取中值。
对大部分聚合物改性沥青,需要在基质沥青的基础上提高10~20℃,掺加纤维时,尚需再提高10℃左右。
沥青混合料拌和及压实温度参数表常温沥青混合料的拌和及压实在常温下进行。
影响试件制备的关键因素:温度4.3.3确定一个标准马歇尔试件拌和物用量计算方法ρπρ⨯=⨯⨯⨯⨯=26.53003.135.608.5W 2;调整后混合料质量=所得试件高度原用混合料质量要求试件高度⨯ 4.3.4马歇尔试件毛体积密度和表观密度及理论密度试验操作过程表观密度试验操作过程:(水中重法)①除去试件表面的浮粒,称取干燥试件的空中质量(ma );②挂上网篮,浸入溢流水箱的水中,调节水位,将天平复零,把试件置于网篮中,待天平稳定后立即读数,称取试件水中质量(mw )③wa a a m m m -=γ表观密度毛体积密度表干法:(饱和面干毛体积密度)①除去试件表面的浮粒,称取干燥试件的空中质量(ma );②挂上网篮,浸入溢流水箱的水中,调节水位,将天平复零,把试件置于网篮中,待天平稳定后立即读数,称取试件水中质量(mw )③从水中取出试件,用洁净柔软的拧干湿毛巾轻轻擦去试件的表面水,称取试件的表干质量(mf );④计算:w f a f a m m m m S --=试件吸水率,当Sa <2%时,饱和面干毛体积密度wm m m f a f -=γ。
蜡封法①除去试件表面的浮粒,称取干燥试件的空中质量(ma );②将试件置于冰箱中,在4℃~5℃条件下冷却不少于30min ;③将石蜡熔化至其熔点以上5.5±0.5℃;④从冰箱中取出试件立即浸入石蜡液中,至全部表面被石蜡封住后迅速取出试件,在常温下放置30min ,称取蜡封试件的空中质量(mp );⑤挂上网篮,浸入溢流水箱的水中,调节水位,将天平复零,将蜡封试件放入网篮中浸水约1min ,读取水中质量(mc );⑥测定石蜡对水的相对密度:取一块铅或铁块,称取空中质量(mg ),测定水中质量(gm '),待干燥后,按上述试件蜡封的步骤测定蜡封后的空中质量(md )以及水中质量(d m '),计算石蜡对水的相对密度p γ)''()(g d g d gd p m m m m m m ----=γ ⑦计算:蜡封毛体积密度p a p c p a f m m m m m γγ/)(---=体积法:①除去试件表面的浮粒,称取干燥试件的空中质量(ma );②用卡尺测定试件的各种尺寸,圆柱体试件的直径取上下2个断面测定结果的平均值,高度取十字对称四次测定的平均值。
③计算:h d ⨯⨯=4V 2π;毛体积密度V m a s =ρ 理论密度试验操作过程:(真空法)⑴准备工作:①将沥青混合料团块仔细分散,粗集料不破碎,细集料团块分散到小于6.4mm ;②负压容器的标定:采用A 类容器,将容器全部浸入25℃±0.5℃的恒温水中,称取容器的水中质量(m1); ③将负压容器干燥,编号称取其质量。
⑵试验步骤:①将沥青混合料试样装入干燥的负压容器中,称容器及混合料总质量,得到试样的净质量(ma );②在负压容器中注入约25℃的水,将混合料全部浸没;③将负压容器与真空泵、真空表连接,开动真空泵,使真空度达到97.3kPa 持续15min ±2min ;④强烈振荡负压容器,使水充分搅动混合料,除去剩余的气泡;⑤将负压容器浸入保温至25℃±0.5℃的恒温水槽中,约10min ,称取负压容器与沥青混合料的水中质量(m2); ⑥计算:)(12m m m m a a t --=γ最大理论密度4.3.5稳定度试验操作过程及注意方法量测试件的直径及高度:用卡尺测量试件中部的直径,用卡尺在十字对称的4个方向量测离试件边缘10mm 处的高度,取平均值作为试件高度。
如高度不符合63.5±1.3mm 或两侧试件高度差大于2mm 时,试件作废。
试验步骤:①将试件置于规定温度的恒温水槽中保温30min ~40min 。