市政实务教材精讲班第3讲讲义
城镇道路工程结构与材料(三)

2015年全国一级建造师执业资格考试
《市政公用工程管理与实务》

(教材精讲班)

1K410000 市政公用工程技术
1K411000 城镇道路工程

1K411010 城镇道路工程结构与材料
1K411014 沥青混合料组成与材料
一 、 结结构组成与分类
(一)材料组成
( 1 ) 沥青混合料是一种复合材料,主要由沥青、粗集料、细集料、矿粉组成,有的还加入聚合物和木纤维素拌合而成 。

应用分析
沥青混合料是一种复合材料,由不同质量和数量的材料混合形成不同的结构,具有不同的( )性质。
A. 化学 
B. 数学
C. 力学 
D. A+C
答案:C

( 3 ) 沥青混合料的力学强度,主要由矿物颗粒之间的内摩阻力和嵌挤力,以及沥青胶结料及其与矿料之间的粘结力所构成。
(二)基本分类


材料组成及结构

连续级配、间断级配

矿料级配组成及空隙率大小

密级配、半开级配、开级配

公称最大粒径的大小

特粗式 ≥37. 5 mm )、
粗粒式 :26.5mm或31.5mm 中粒式 16mm 或 19mm
细粒式 9.5mm或 13.2mm
砂粒式≤4. 75mm

生产工艺

热拌沥青混合料
冷拌沥青混合料
再生沥青混合料等

应用分析
沥青混合料按材料组成及结构划分可分为()与间断级配混合料。
A.连续级配 
B.半开级配
C.开级配 
D.密级配
答案:A

(三)结构类型
可分为按嵌挤原则构成和按密实级配原则构成的两大结构类型。

原则

特点

强度受温度影响

嵌挤原则

以矿物质颗粒之间的嵌挤力和内摩阻力为主
沥青结合料的粘结作用为辅

密实级配原则

以沥青与矿料之间的粘结力为主
矿物质颗粒间的嵌挤力和内摩阻力为辅

( 3 ) 按级配原则构成的沥青混合料结构组成


结构形式

图形表示

特点

代表

悬浮-密实

C大
Φ小

AC
(沥青碎石混合料)

骨架-空隙

C小
Φ大

AM、OGFC
(排水沥青混合料)

骨架-密实

C大
Φ大

SMA
(沥青玛蹄脂混合料)

小口诀:
粗磨细碾
(粗摩细黏)

应用分析
沥青混合料结构组成中,密实-悬浮结构的特点是()。
A.黏聚力较高,内摩擦角较小,高温稳定性较差
B.黏聚力较高,内摩擦角较大,高温稳定性较差
C.黏聚力较低,内摩擦角较小,高温稳定性较好
D.黏聚力较低,内摩擦角较低,高温稳定性较好
答案:A

二、主要材料与性能
(一) 沥青
城镇道路面层宜优先采用A级沥青,不宜使用煤沥青。
(一) 沥青:技术性能


沥青技术性能

重要指标

内容

粘结性

粘度

60°C动力粘度(绝对粘度)作为道路石油沥青的选择性指标

感温性

软化点

软化点高,意味着等粘温度也高

针入度

日温差 、年温差大的地区宜选用针入度指数大的沥青

耐久性

耐老化性

薄膜烘箱加热试验

抗水损性

水煮法试验

塑性

延度

低温延度越大,抗开裂性能越好

安全性

闪点

沥青越软闪点越小

(二)粗集料
( 3 ) 粗集料应具有较大的表观相对密度,较小的压碎值、洛杉矶磨耗损失、吸水率、针片状颗粒含量以及水洗法小于0 . 075mm 颗粒含量和软石含量。
如城市快速路、主干路表面层粗集料压碎值不大于
2 6 % 、吸水率不大于2 . 0 % 等。
( 5 ) 粗集料与沥青的粘附性应有较大值,城市快速路、主干路的集料对沥青的粘附性应大于或等于4 级 ,次干路及以下道路应大于或等于3 级 。
(三)细集料
( 2 ) 热拌密级配沥青混合料中天然砂用量不宜超过集料总量的2 0 % ,S M A 、O G F C不宜使用天然 砂。
(四)矿粉
( 1 ) 应采用石灰岩等憎水性石料磨成,且应洁净、干 燥 ,不含泥土成分,外观无团粒结块 。
( 2 ) 城市快速路、主干路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料。
(五)纤维稳定剂
( 2 ) 不宜使用石棉纤维。
( 3 ) 纤维稳定剂应在250°C高温条件下不变质。
三、热拌沥青混合料主要类型

名称

适用

AC(普通沥青混合料)

城市次干道、辅路或人行道

改性沥青混合料

面层适用城市主干道和城镇快速路

SMA

城市主干道和城镇快速路

改性(沥青)SMA

适用于交通流量和行驶频度急剧增长,客运车的轴重不断增加,严格实行分车道单向行驶的城镇主干道和城镇快速路

应用分析
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()的矿料骨架中形成的混合料。
A.连续级配 
B.间断级配
C.开级配 
D.半开级配
答案:B

1K411015 沥青路面材料的再生应用
一、再生目的与意义
(一) 再生机理
(1)沥青路面材料在沥青混合料拌制、运输、施工和沥青路面使用过程中,由于加热和各种自然因素的作用,沥青逐渐老化,胶体结构改变,导致沥青针入度减小、粘度增大 ,延度降低。
(2)沥青路面材料的再生,关键在于沥青的再生。
(二)再生技术
沥青路面材料再生技术是将需要翻修或者废弃的旧沥青混凝土路面,经过翻挖 、回收 、破碎 、筛分 ,再添加适量的新骨料、新沥青,重新拌合成为具有良好路用性能的再生沥青混合料 ,用于铺筑路面面层或基层的整套工艺技术。
(三)再生意义
沥青路面材料再生利用,能够节约大量的沥青和砂石材料,节省工程投资。同时,有利于处理废料,节约能源,保护环境,因而具有显著的经济效益和社会效益。
二、再生剂技术要求与选择
(一)再生剂作用
( 3 ) 再生剂主要采用低粘度石油系的矿物油,如精制润滑油时的抽出油、润滑油、机油和重油等,为节省成本,工程上可用上述各种油料的废料。
(二)技术要求
( 1 ) 具有软化与渗透能力,即具备适当的粘 度 ;
( 2 ) 具有良好的流变性质,复合流动度接近1 , 显现牛顿液体性质;
( 3 ) 具有溶解分散沥青质的能力,即应富含芳香酚。可以再生效果系数K —— 再生沥青的延度与原(旧)沥青延度的比值表征旧沥青添加再生剂后恢复原沥青性能的能力;
( 4 ) 具有较高的表面张力;
( 5 ) 必须具有良好的耐热化和耐候性(以试验薄膜烘箱试验前后粘度比衡量) 。
三、再生材料生产与应用
(一)再生混合料配合比
( 2 )再生剂选择与用量的确定应考虑旧沥青的粘度、再生沥青的粘度、再生剂的粘度等因素。
( 3 ) 再生沥青混合料中旧料含量:
如直接用于路面面层,交通量较大,则旧料含量取低值,占 3 0 % ?4 0 % ; 交通量不大时用高值,旧料含量占5 0 % ?80% 。
( 3 ) 再生沥青混合料性能试验指标有:空隙率、矿 料间隙率、饱和度 、马歇尔稳定度 、流值等。
( 4 )再生沥青混合料的检测项目有车辙试验动稳定度、残留马歇尔稳定度、冻融劈裂抗拉强度比等。

应用分析
沥青的再生是沥青老化的逆过程,在已老化的旧沥青中加入再生剂,以改善()。
A.胶体结构 
B.流变性
C.温度稳定性 
D.安全性
答案:B