1、第一单元 混合料设计介绍在热拌沥青铺设混合料中,沥青和集料以精确的比例混合在一起。这些材料的相对比例决定混合料的物理特性,并最终决定混合料铺设成的路面的使用性能。有两种常用的设计方法来确定混合料中沥青和集料的恰当比例。马歇尔法和维姆稳定仪法。这两种方法都广泛地应用于铺设热拌混合料的设计中。选择和使用哪一种混合料的设计方法主要看工程需要,因为每一种方法都各具特点和优势。使用哪种方法都能产生令人满意的结果。混合料的特性和表现在实验室中制作铺设混合料样本,用来进行分析,以确定其在路面结构中可能表现出来的性能。这种分析针对混合料的四个特性以及这四个特性可能对混合料表现所产生的影响。这四个特性分别是:1
2、,混合料密度;2,孔隙率;3, 矿料间孔隙率;4, 沥青含量。1, 混合料密度压实后的混合料的密度是指它的单位重量(单位体积混合料的重量) 。对于检查员来说,密度是特别重要的,因为高密度的成品路面对保持路面性能是很关键的。在混合料设计的实验和分析中,压实标本的密度通常用磅/立方英尺或千克/立方米来表示。用混合料的毛体积比重乘以水的密度来计算。实验室确定的密度是判断铺设完成后路面密度是否足够的标准。因为现场压实(的混合料)的密度很少能达到用实验室方法压实的标准,通常(施工)规定中要求路面密度要达到实验室密度的一定百分比。2, 孔隙率孔隙率是产生在最后压实的混合料中,覆盖在表面的集料颗粒间的微小的
3、空隙或气囊。在各种密级配公路混合料中必须有一定比例的孔隙率。考虑到行车对路面的进一步压实,以及在这一后期压实过程中微量沥青有流动空间。 (实验室标本)面层和基层里许可的孔隙率在 3%5%之间,依具体设计而定。沥青路面的耐久性是气孔量的一个功能。原因在于孔隙率越低混合料的渗透性就变得越差。气孔量太高就会为破坏性的水和空气进入混合料提供通道。从另一方面来说,过低的气孔量会导致涌料,即:过多的沥青被挤出混合料的表面的情况。密度与气孔量有直接的关系,密度越高混合料中孔隙率的比例越低,反之亦然。施工规范中实际要求路面密度中孔隙的的量是最好低于 8%。3, 矿料间孔隙率矿物集料间孔隙率是指在压实的铺设混合
4、料中,集料颗粒之间存在的空间,其中包括沥青所填充的空间。VMA 代表的空间是用来容纳有效体积的沥青(也就是说,除了被集料吸收的那部分以外的所有沥青)和混合料里必须存在的气孔体积。干燥集料中的VMA 越多就为(覆盖在表面的)沥青薄膜提供了更多可利用空间。集料颗粒表面的沥青膜越厚混合料的耐久性就越强。以此为依据建议具体情况下 VMA最低要求,并将这一要求规定为集料粒度的功能之一。表 1.1 列举了这些具体情况下的要求。(施工中)应该确保 VMA 的最低值以达到耐久性的沥青膜厚度。提高集料级配的密度至某一点会产生低于最低值的 VMA,从而使集料表面的沥青膜很薄并且混合料的外观看上去很干、耐久性差。因此,通过降低 VMA 来节约沥青用量实际上适得其反而且损害路面质量。4,沥青含量混合料中沥青的比例是非常关键的,而且要在实验室精确地确定,然后在施工中准确控制。特定的混合料中的沥青含量标准根据所使用的混合料设计方法确定。某混合料的最佳沥青含量很大程度上依据集料的特性而定,比如,级配和吸收性。集料的级配与最佳沥青含量直接相关。混合料级配越高,集料的总表面积越大,要想均匀覆盖集料颗粒表面需要的沥青量就越多。相反,由于粗糙的混合料中集料总表面积小, 需要的沥青量就越少。