沥青混合料的一些基本概念

♠上述概念涉及到的有关定义： ① 连续级配：沥青混合料的矿料级配曲线平顺圆滑，具有连 续的（不间断的）性质，相邻粒径的粒料之间有一定的比例 关系（按质量计）。这种由大到小，逐级粒径均有，并按比 例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料。 ② 间断级配沥青混合料： 矿料级配组成中缺少1个或几个粒径档次（或用量很少）而形 成一种不连续的混合料 ③ 密级配沥青混合料： 按密实级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料与沥青结合 料拌合而成，设计空隙率较小的密实式沥青混凝土混合料 （以AC表示）和密实式沥青稳定碎石沥青混合料（以ATB表 示）。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级 配沥青混合料等。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密实型沥 青混合料。
6、沥青混合料试件的矿料间隙率
规程：压实沥青混合料试件内，矿料部分以外的体 积占试件总体积的百分率，即试件空隙率与沥青体 积百分率之和（？），以VMA表示。（注：与现行规 范、Superpave的不同）
7、沥青混合料试件的沥青饱和度/沥青填隙率
压实沥青混合料试件内沥青部分的体积占矿料骨架 以外的空隙部分体积（VMA）的百分率，以VFA表示。
VFA
VMA VV VMA
100
21
总结：新规范关于三个体积指标的计算公 式作了统一：考虑了集料部分吸收沥青。
① 空隙率：最大理论相对密度对应着矿料的有 效相对密度； ② 矿料间隙率：只有一个计算公式（b）； ③ 沥青饱和度：有效沥青饱和度。
22
20
（2）规程给定的计算公式：
VFA VA VV V A 100
（d）
（3）讨论：公式（c）、（d）有何关系？ ♠ 有许多书籍中表明（c）、（d）等价。 ♠ 但实际情况却不尽如此，从图可看出，如果： ① 集料不吸收沥青，则等价；
② 集料吸收沥青，则不等价。 （4）新规范给定的沥青饱和度计算公式
8、有效沥青含量
沥青混合料中，总的沥青含量减去被集料吸入内 部空隙（孔隙）的部分后，有效填充矿料间隙的 沥青质量与沥青混合料总质量之比，以百分率计。
〈三〉沥青混合料的分类
（1）按材料组成及结构分为：连续级配、间断 级配混合料； （2）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； （3）按公称最大粒径的大小分为：特粗式、粗 粒式、中粒式、细粒式、砂粒式。 （4）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。
VMA VV VA

（a） （b）
f VMA 1 P s 100 sb
（3）新规范的计算公式-即Superpave的计算公式（b）
19
3、沥青饱和度（VFA） （1）定义：按照试验规程定义总有
VA VM A
VFA
100
（c）


沥青稳定碎石混合料（简称沥青碎石）
由矿料和沥青组成具有一定级配要求的混合料， 按空隙率、集料最大粒径、添加矿粉数量的多少， 分为密级配沥青碎石（ATB）、开级配沥青碎石 （OGFC表面层及ATPB基层）、半开级配沥青 碎石（AM）。
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）。
热拌沥青混合料种类
密级配 混合料 类 型 连续级配 沥青 混凝土 特粗式 — 沥青 稳定碎 石 ATB-40 间断级配 沥青 玛蹄脂碎 石 — 开级配 间断级配 排水式 沥青磨 耗层 排水式沥 青碎石基 层 ATPB-40
二、有关沥青混合料的一些 基本概念
〈一〉沥青混合料体积组成示意图
7
对比
V V1 VMA1 VA Vbe V V2 VMA2
Vmb Vba Vmm Vsb Vse
Vsa
左侧—不吸收沥青；右侧—部分吸收沥青
〈二〉基本概念 1、沥青混合料的最大理论密度
—假设压实沥青混合料试件全部为矿料（包括矿料 自身内部的孔隙）及沥青所占有，空隙率为零的理 想状态下的最大密度。
中粒式
AC-16 AC-13 细粒式 AC-10 砂粒式 设计空 隙 率 （%） AC-5 3～5
OGFC16
OGFC13 OGFC10 — >18
三、沥青混合料体积指标的计算
1、空隙率（VV） 计算公式：
注意：①式中
f
f VV 1 mm
100
1．表观密度（视密度） 单位体积（含材料的实体矿物成分及闭口孔隙体 积）物质颗粒的干质量。 2．毛体积密度 单位体积（含材料的实体矿物成分及闭口孔隙、 开口孔隙等颗粒表面轮廓线所包围的全部毛体积） 物质颗粒的干质量。 3.有效密度：矿料的有效密度通过沥青混和料的最 大理论相对密度反算得到，类似于前两者，是矿 料的一种属性。 4.堆积密度 单位体积（含物质颗粒固体及其闭口、开口孔隙 体积及颗粒间空隙体积）物质颗粒的质量。粗集 料的堆积密度包括自然堆积密度、振实密度、捣 实密度；细集料的堆积密度包括自然堆积密度、 紧装密度。
半开级 配
沥青 稳定 碎石 —
公称 最大 粒径 （mm ）
最大 粒径 （mm ）
37.5
53.0
—
ATB-30
—
ATPB-30
—
31.5
37.5
粗粒式
AC-25 AC-20 ATB-25 — — — — — 3～6 — SMA-20 SMA-16 SMA-13 SMA-10 — 3～4 — ATPB-25 — — — — — >18 — AM-20 AM-16 AM-13 AM-10 AM-5 6～12 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 — 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 —
5、集料最大粒径
规程：指集料的100%都要求通过的最小的标准筛筛孔尺寸。 新的设计规范：混合料中筛孔通过率为100%的最 小标准筛孔尺寸。
6、集料的公称最大粒径
规程：指集料可能全部通过或允许有少量不通过（一般容许筛余 不超过10%）的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个 粒级。
新的设计规范：混合料中筛孔通过率为90%～100% 的最小标准筛孔尺寸。
④ 半开级配沥青碎石混合料： 由适当比例的沥青粗集料、细集料及少量填料 （或不加填料）与沥青结合料拌合而成，经马歇 尔标准击实成型试件的剩余空隙率在6%～12% 的半开式沥青碎石混合料（以AM表示）。 ⑤ 开级配沥青混合料： 矿料级配主要由粗集料嵌挤组成，细集料及填料 较少，设计空隙率为不小于18%的混合料。
的意义，一定是毛体积相对密度，而非视密度；
②最大理论相对密度与矿料及沥青的用量、矿料及沥青的相对密 度等有如下的内在联系：

mm

Ps P b Ps


Pb
而
s
s

a

sb se
18
sa
新的规范按集料开口空隙部分吸收沥青考虑。有 效相对密度的确定按规范执行。 2、矿料间隙率VMA （1）现行规程定义：按照定义总有 VMA=VV+VA （2）现行规程计算公式：给定两个公式(a)、(b)。
2、沥青混合料的表观密度
单位体积（含混合料实体体积与不吸收水分的内 部闭口孔隙之和）压实沥青混合料的干质量，又称 视密度，由水中重法测定（仅适用于几乎不吸水的 密实试件）。
3、沥青混合料的毛体积密度
单位体积（含混合料的实体矿物成分及不吸收水分的 闭口孔隙、能吸收水分的开口孔隙等颗粒表面轮廓线 所包围的全部毛体积）压实沥青混合料的干质量，由 表干法、蜡封法或体积法测定。 4、沥青混合料试件的沥青体积百分率 压实沥青混合料试件内沥青部分的体积占试件总体积 的百分率，以VA表示。 5、沥青混合料试件的空隙率 沥青混合料内矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料自 身内部已被沥青封闭的孔隙）的体积占试件总体积的 百分率，以VV表示。
第6（2）
沥青混合料的一些基本 概念
一、有关集料的一些基本概念
粗集料的各种体积及相应的各种密度
Surface Voids
Solid Agg. Particle
Vol. of water源自文库perm. voids not filled with asphalt Absorbed asphalt
Effective volume = volume of solid aggregate particle + volume of surface voids not filled with asphalt