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沥青混合料

一种复合材料

沥青混合料是一种复合材料，主要由沥青、粗骨料、细骨料、矿粉组成，有的还加入聚合物和木纤维素；由这些不同质量和数量的材料混合形成不同的结构，并具有不同的力学性质。

定义
沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料。按公称最大粒径的大小可分为特粗式（公称最大粒径大于37.5mm）、粗粒式（公称最大粒径26.5mm或31.5mm）、中粒式（公称最大粒径16mm或19mm）、细粒式（公称最大粒径9.5mm或13.2mm）、砂粒式（公称最大粒径小于9.5mm）沥青混合料。按制造工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。
分类
工程上最常用的沥青混合料有两类：其一是沥青混凝土混合料，是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的符合规定级配的矿料，与沥青结合料拌和、压实后剩余空隙率小于10%的混合料，简称沥青混凝土，以AC表示，采用圆孔筛时用LH表示。其二是沥青碎石混合料，是由适当比例的粗集料、细集料及填料(或不加填料)与沥青拌和、压实后剩余空隙率在10%以上的混合料，简称沥青碎石混合料，以AM表示。
沥青混合料的分类还可以从不同角度进行，下面介绍常用的几种分类方式：
①按胶结材料种类分
按胶结料种类分为石油沥青混合料和煤沥青混合料。
②按施工温度分
a．热拌热铺沥青混合料。即沥青与矿质集料(简称矿料)在热态下拌和，热态下铺筑。
b．常温沥青混合料。即采用乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温下拌和、铺筑。
③按集料级配类型分
a．连续级配沥青混合料。即混合料中的矿质集料是按级配原则，从大到小各级粒径按比例搭配组成的。
b．间断级配沥青混合料。即集料级配组成中缺少一个或若干个粒级。
④接混合料密实度分
a．密级配沥青混合料。指连续级配、相互嵌挤密实的集料与沥青拌和、压实后剩余空隙率小于10%的混合料。
b．开级配沥青混合料。指级配主要由粗集料组成，细集料较少，集料相互拨开，压实后剩余空隙率大于1 5%的开式混合料。
c．半开级配沥青混合料。指由粗、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青拌和、压实后剩余空隙率在10%～15%的半开式混合料，也称为沥青碎石混合料。
⑤按集料最大粒径分
a．粗粒式沥青混合料。指集料最大粒径为26．5 mm或31．5 mm的混合料。
b．中粒式沥青混合料。指集料最大粒径为16 mm或19 mm的混合料。
c．细粒式沥青混合料。指集料最大粒径为9．5 mm或13．2 mm的混合料。
d．砂粒式沥青混合料。指集料最大粒径等于或小于4．75 mm的混合料。
结构组成
按级配原则构成的沥青混合料，其结构组成可分为三类：
(1)悬浮-密实结构
这种由次级集料填充前级集料（较次级集料粒径稍大）空隙的沥青混合料，具有很大的密度，但由于各级集料被次级集料和沥青胶浆所分隔，不能直接互相嵌锁形成骨架，因此该结构具有较大的黏聚力c，但内摩擦角Φ较小，高温稳定性较差。
(2)骨架-空隙结构
此结构粗集料所占比例大，细集料很少甚至没有。粗集料可互相嵌锁形成骨架；但细集料过少容易在粗集料之间形成空隙。这种结构内摩擦角Φ较高，但黏聚力c也较低。
(3)骨架-密实结构
较多数量的粗集料形成空间骨架，相当数量的细集料填充骨架间的空隙形成连续级配，这种结构不仅内摩擦角Φ较高，黏聚力c也较高。
三种结构的沥青混合料由于密度ρ、空隙率VV、矿料间隙率VMA不同，使它们在稳定性上亦有显著差别。
材料与性能
沥青
我国行业标准《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ1-2008规定：城镇道路路面层宜优先采用A级沥青(即能适用于各种等级、任何场合和层次)。不宜使用煤沥青。
其品种有道路石油沥青、软煤沥青和液体石油沥青、乳化石油沥青等。各种沥青在使用时，应根据交通量、气候条件、施工方法、沥青面层类型、材料来源等情况选用。多层面层选用沥青时，一般上层宜用较稠的沥青，下层或连接层宜用较稀的沥青。乳化石油沥青根据凝固速度可分为快凝、中凝和慢凝三种，适用于沥青表面处治、沥青贯入式路面，常温沥青混合料面层以及透层、粘层与封层。
用于沥青混合料的沥青应具有下述性能：
(1)具有较大的稠度：表征粘结性大小，即一定温度条件下的稠度；
(2)具有较大的塑性：以“延度”表示，即在一定温度和外力作用下变形而不开裂的能力；
(3)具有足够的温度稳定性：即要求沥青对温度敏感度低，夏天不软，冬天不脆裂；
(4)具有较好的大气稳定性：抗热、抗光老化能力较强；
(5)具有较好的水稳性：抗水损害能力较强。
粗骨料
(1)粗骨料应洁净、干燥、表面粗糙；质量技术要求应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008有关规定。
(2)粗骨料与沥青有良好的粘附性，具有憎水性。
(3)用于城镇快速路、主干路的沥青表面层粗集料的压碎值不大于26%；吸水率不大于2.0%。
(4)粗骨料应具有良好的颗粒形状，接近立方体，多棱角，针片状含量不大于15%。
细骨料
(1)细骨料应洁净、干燥、无风化、无杂质，质量技术要求应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008有关规定。
(2)细骨料应是中砂以上颗粒级配，含泥量小于3%~5%；有足够的强度和耐磨性能。
(3)热拌密级配沥青混合料中天然砂用量不宜超过骨料总量的20%，SMA、OGFC不宜使用天然砂。
填充砂
(1)填充砂应用石灰岩或石灰浆中强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉应干燥、洁净，细度达到要求。当采用水泥、石灰、粉煤灰作填充料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。
(2)城镇快速路、主干路的沥青面层不宜用粉煤灰作填充料。
(3)沥青混合料用矿粉质量技术要求应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008有关规定。
纤维稳定剂
(1)木质纤维技术要求应符合《城镇道路工程施工与质量验收规范》CJJ 1-2008有关规定。
(2)不宜使用石棉纤维。
(3)纤维稳定剂应250℃高温条件下不变质。
主要类型
普通沥青混合料
即AC型沥青混合料，适用于城镇次干道、辅路或人行道等场所。
改性沥青混合料
(1)改性沥青混合料是指掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外加剂(改性剂)，使沥青或沥青混合料的性能得以改善制成的沥青混合料。
(2)改性沥青混合料与AC型沥青混合料相比具有较高的高温抗车辙能力，良好的低温抗开裂能力，较高的耐摩耗能力和较长的使用寿命。
(3)改性沥青混合料面层适用城镇快速路、主干路。
沥青玛蹄(王+帝)脂碎石混合料(简称SMA)
(1)SMA混合料是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断骨架中所形成的混合料。
(2)SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗骨料比例高达70%~80%，矿粉用量达7%~13%(“粉胶比”超出通常值1.2的限制)；沥青用量较多，高达6.5%~7%。
(3)SMA是当前国内外使用较多的一种抗变形能力强，耐久性较好的沥青面层混合料；适用于城镇快速路、主干路。
改性(沥青)沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)
(1)使用改性沥青，材料配比采用SMA结构形式。
(2)有非常好的高温抗车辙能力，低温抗变形性能和水稳定性，且构造深度大，抗滑性能好、耐老化性能及耐久性都有较大提高。
(3)适用于交通流量和行使频度急剧增长，客运车的轴重不断增加，严格实行分车道单向行使的城镇快速路、主干路。
技术指标
沥青混合料的密度
指压实沥青混合料常温条件下单位体积的干燥质量，以t/㎥表示。
沥青混合料的相对密度
同温度条件下压实沥青混合料试件密度与水的密度的比值，单位无量纲。
沥青混合料的理论最大密度
为计算沥青混合料空隙率之需，假设压实沥青混合料试件全部为矿料（包括矿料自身的空隙）及沥青所占有，空隙率为零的理想状态下的最大密度，以t/㎥表示。
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