第五章 沥青和沥青混合料试验检测方法
作为高等级道路路面的主要结构形式之一，沥青路面以其表面平整、坚实、无接逢、行车平稳、舒适、噪音小等优点，在国内外得到广泛的应用。为了保证高等级公路在高速、安全、经济、和舒适四个方面的功能要求，沥青混合料除了要具备一定的力学强度，还要具备高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性等各项技术要求。因此在设计和施工过程中，对沥青结合料和沥青混合料的各项性能进行准确的检验，可以确保沥青路面的工程质量。 本章简略介绍沥青混合料的组成结构和技术性能，重点介绍沥青混合料组成设计方法和技术性能指标的检测方法，同时介绍Superpave 和SMA的设计及检测方法 5．1 沥青混合料的分类及其性能
沥青混合料是由适当比例的粗集料、细集料及填料组成的矿质混合料与粘结材料沥青经拌和而成的混合材料。一般我们将沥青混凝土（简称AC）和沥青碎石（简称AM）通称为沥青混合料，只是沥青混凝土所含的粗集料较少，细集料和填料较多，沥青用量较大。 一、沥青结合料的分类 1按结合料分类
（1）石油沥青混合料：以石油沥青为结合料的沥青混合料。 （2）煤沥青混合料：以煤沥青为结合料的沥青混合料。 2按施工温度分类
（1）热拌热铺沥青混合料：简称热拌沥青混合料。沥青与矿料在热态拌和、热态铺筑的混合料。
（2）常温沥青混合料：以乳化沥青或稀释沥青与矿料在常温状态下拌制、铺筑的混合料。 3按矿质混合料级配类型分类
（1）连续级配沥青混合料：沥青混合料中的矿料是按级配原则，从大到小各级粒径都有，按比例相互搭配组成的混合料，称为连续级配沥青混合料。
（2）间断级配沥青混合料：连续级配沥青混合料矿料中缺少一个或两个档次粒径的沥青混合料称为间断级配沥青混合料。 4按混合料密实度分类
（1）密级配沥青混凝土混合料：按密实级配原则设计的连续型密级配沥青混合料，但其粒径递减系数较小，剩余空隙率小于10%。密级配沥青混凝土混合料按其剩余空隙率又可分为：
①Ⅰ型沥青混凝土混合料：剩余空隙率3%～6%； ②Ⅱ型沥青混凝土混合料：剩余空隙率4%～10%。
（2）开级配沥青混凝土混合料：按级配原则设计的连续型级配混合料，但其粒径递减系数较大，剩余空隙率大于15%。 5按最大粒径分类
（1）粗粒式沥青混合料：集料最大粒径等于或大于26.5mm的沥青混合料。
（2）中粒式沥青混合料：集料最大粒径为16mm或19mm的沥青混合料。
（3）细粒式沥青混合料：集料最大粒径9.5mm或13.2mm的沥青混合料。
（4）砂粒式沥青混合料：集料最大粒径等于或小于4.75mm的沥青混合料，也称为沥青石屑或沥青砂。 二、沥青混合料的结构类型
沥青混合料是一种复合材料，主要由粗集料、细集料、矿粉和沥青组成，由于结构组成理论不同，所用组成材料的比例不同，由此可形成不同的组成结构，表现为不同的力学性质。目前主要有两种相互独立的理论，一是传统的表面理论，另一种是近代的胶桨理论。
沥青混合料的组成结构类型可分为以下三种，由于他们的结构常数不同，其稳定性也有明显的差异 1、 悬浮—密实结构：
当采用连续密级配沥青混合料时，虽然可获得很大的密实度，但由于各级集料均为次级 集料所隔开，不能相互靠拢形成骨架，并悬浮于次级集料和沥青胶浆之间。这种结构的沥青混合料具有较高的内聚力C，较低的内摩擦角υ，因此高温稳定性较差。 2、 骨架—空隙结构：
当采用连续开级配沥青混合料时，矿质混合料递减系数较大，粗集料比例较高，细集料过少，因此形成骨架—空隙结构。这种结构的沥青混合料具有较高的内摩擦角，较低的内聚力。 3、 密实—骨架结构：
当采用间断密级配沥青混合料时，由于有较多的数量粗集料可形成空
间骨架，同时又有 相当数量的细集料可填密骨架空隙，因此形成密实—骨架结构。这种结构的沥青混合料具有较高的内聚力和较高的内摩擦角。 三、沥青混合料的强度参数
沥青混合料是由粒料和粘结材料沥青所构成，根据其结构特点，可以认为沥青混合料的强度是由两个方面所构成。 式中 τ —— 沥青混合料的抗剪强度 σ ——正应力
c ——沥青混合料的粘结力 υ ——沥青混合料的内摩擦角
沥青混合料的抗剪强度主要取决于粘聚力c和内摩擦角υ两个参数，c、υ值一般可通过三轴试验直接获得，亦可通过测定无侧限抗压强度R和抗拉强度r进行换算，也可以直接利用摩尔圆求得。 1 c?Rr 2 或
沥青混合料的技术标准
在荷载与自然因素的长期作用下，路面结构的使用性能在不断变化，为了保证公路尤其是高等级公路在高速、安全、经济和舒适四个方面的功能要求，沥青混合料应满足高温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗滑性等方面的技术要求。
我国的现行标准《沥青路面施工与验收规范》（GBJ92-93）对热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准如表5-3，该标准按交通性质可分为：①高速公路、一级公路、城市快速路、主干路；②其他等级公路和城市道路；③
行人道路等。对不同等级的马歇尔试验指标（包括稳定度、流值、空隙率、沥青饱和度和残留稳定度等）提出不同要求，对不同组成结构的混合料按类别也分别提出不同的要求。
热拌沥青混合料马歇尔试验技术指标（GBJ92-93） 表5-3 注：①粗粒式沥青混凝土的稳定度可降至1～1.5KN；
②Ⅰ型细粒式及砂粒式沥青混凝土的空隙率可放宽至2%～６%； ③沥青混凝土混合料的矿料间隙率（VMA）宜符合下表要求。 5．2 沥青混合料组成材料的技术性质
沥青混合料主要是由沥青、粗集料、细集料和填料所组成，因此混合料的技术性质决定于组成材料的性质、配合比例和混合料的制备工艺等因素。为保证沥青混合料的技术性质，首先应正确选择符合质量要求的组成材料。
5.2.1沥青材料
不同型号的沥青材料，具有不同的技术指标，适用于不同等级、不同类型的路面。在选择沥青材料的时候，要考虑到交通量、气候条件、施工方法、沥青面层类型、材料来源等各种情况，这样才能使拌制的沥青混合料具有较高的力学强度和较好的耐久性。通常在较热的气候区、较繁重的交通情况下，细粒式或砂粒式的混合料则应采用稠度较高的沥青；反之，则采用稠度较低的沥青。沥青面层所用的沥青标号可按表5-4选用，其他各层可采用相同的沥青标号，也可以采用不相同的。通常情况下，上层选用较粘稠的沥青，下层选用较稀沥青。对于选用的各种型号的沥青还必须符合（JTJ032-94）中提出的“重交通道路石油沥青技术要求”或“中、轻
交通道路石油沥青技术要求”中的各项指标。
两类典型沥青路面选用的沥青标号 表5-4 1．粘稠石油沥青的技术标准
粘稠石油沥青按使用道路的交通量，分为中、轻交通量和重交通量道路用沥青两个标准： （1）中、轻交通量道路石油沥青技术标准
用于中、轻交通量道路的石油沥青标准表5-1，按针入度值划分为A-60，A-100，A-140，A-180和A-200号等五个标号，其中A-60和A-100按延度指标划分为甲、乙两个副标号。
中、轻交通道路石油沥青技术要求 表5-1 注：当25℃延度达不到100cm时，如15℃延度不小于100cm，也认为是合格的。
（2）重交通量道路石油沥青技术标准 按《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）规定，高速公路、一级公路铺筑沥青路面时，沥青应满足重交通量道路沥青指标要求。
重交通量道路沥青按针入度划分为AH-130、AH-110、AH-90、AH-70、AH-50五个标号，在技术指标方面，除路用石油沥青规定的有关指标外，其中延度的温度为15℃，蒸发损失试验改为薄膜烘箱试验，并引入含蜡量和密度两项指标。技术要求列如表5-2。
重交通量道路石油沥青技术要求 表5-2 2
注：①在有条件时，应测定沥青在60℃动力粘度（Pa.s）、135℃运动粘度（mm/s）,并在检验报告中注明； ②如有需要表中密度及薄膜加
热试验后的5℃延度用户可向供方提要求。 5.2.2粗集料
沥青混合料的粗集料一般是由各种岩石经过轧制而成的碎石组成。在石料紧缺的情况下，也可利用卵石经轧制破碎而成；或利用某些冶金矿渣，如碱性高炉矿渣等，但应确认其对沥青混凝土无害，才可使用。 沥青混合料的粗集料要求洁净、干燥、无风化、无杂质，并且具有足够的强度和耐磨性，其各项质量要求符合表5-5。
沥青混合料用粗集料质量技术要求 表5-5 注：①坚固性试验根据需要进行； 3
②用于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路时，多孔玄武岩的视密度限度可放宽至2.45t／ｍ，吸水率可放宽至3%， 但必须得到主管部门的批准；
③石料磨光值是为高速公路、一级公路的表层抗滑需要而试验的指标，道瑞磨耗损失及石料冲击值根据需要进行；
④钢渣的游离氧化钙的含量应不大于3%，浸水后的膨胀率应不大于2%。
对路面抗滑表层的粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，不可使用筛选砾石、矿渣及软质集料。用于高速公路、一级公路、城市快速道路、主干路沥青路面表
面层及各类道路抗滑层用的粗集料，应符合表5-5中磨光值、道瑞磨耗值和冲击值的要求，对于坚硬石料来源缺乏的情况下，允许掺加一定比
例普通集料作为中等或小颗粒的粗集料，但掺加比例不应超过粗集料总质量的40%。
破碎砾石的技术要求与碎石相同。但破碎砾石用于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青混合料时，5mm以上的颗粒中有一个以上的破碎面的含量不得少于50%（质量）。
经检验属于酸性岩石的石料如花岗岩、石英岩等用于高速公路、一级公路、城市快速路、主干路时，宜使用针入度较小的沥青，并采用下列抗剥离措施，使其对沥青粘附性符合表5-5的要求。
（1）用干燥的生石灰或消石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿料总量的1%～2%。 （2）在沥青中掺加抗剥离剂。
（3）将粗集料用石灰浆处理后使用。 粗集料的粒径规格按国标（GBJ92-93）规定如表5-6的要求，如粗集料不符合表5-6规格，但确认与其他材料配合后的级配符合各类沥青混合料矿料级配表5-7要求时，可以使用。
沥青面层的粗集料规格 表5-6 5.2.3细集料
热拌沥青混合料的细集料一般采用天然砂或人工砂，在缺少砂的地区，也可以用石屑代替。但对于高等级公路的面层或抗滑表层，石屑的用量不宜超过砂的用量。细集料同样应洁净、干燥、无风化、无杂质，并且与沥青具有良好的粘结力。细集料的技术要求见表5-8。
沥青混合料用细集料质量技术要求 表5-8
注：①坚固性试验根据需要进行。
细集料的级配，天然砂宜按表5-9中的粗砂、中砂或细砂的规格选用，石屑宜按表5-10的规格选用。但细集料的级配在沥青混合料中的适用性，应以其与粗集料和填料配制成矿质混合料后，判定其是否符合表5-7矿质混合料的级配要求来决定。当一种细集料不能满足级配要求时，可采用两种或两种以上的细集料掺合使用。
沥青面层的天然砂规格 表5-9 沥青面层的石屑规格表 表5-10 5.2.4填料
沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性（憎水性）岩石磨制而成的，也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替。但用这些物质作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。其中粉煤灰的用量不宜超过填料总量的50%。粉煤灰的烧失量应小于12%，塑性指数应小于4%。在工程中，还可以利用拌和机中的粉尘回收来作矿粉使用，其量不得超过填料总量的50%，并且要求粉尘干燥，掺有粉尘的填料的塑性指数不得大于4%。
矿粉要求洁净、干燥，并且与沥青具有较好的粘结性。为提高矿粉的憎水性，可加入1.5%～2.5%的矿粉活化剂。矿粉的其他质量要求应符合表5-11，对粉煤灰、粉尘等作同样的要求。
沥青混合料用矿粉质量技术要求 表5-11 5.3热拌沥青混合料试验技术 5.3.1沥青混合料的制备和试件成型 1.击实法
1．试验目的及范围
本方法适用于标准击实法或大型击实法制作沥青混合料试件，以供试验室进行沥青混合料物理力学性质试验使用。标准击实法适用于马歇尔试验、间接拉伸试验等所用的直径为101.6mm×63.5mm圆柱体的试件成型,大型击实法适用于直径为152.4mm×95.3mm的大型圆柱体试件的成型。 在进行沥青混合物料配合比设计和试验室人工配制沥青混合料试件时，试件尺寸应符合试件直径不小于集料公称最大粒径的4倍的规定。对于直径为101.6mm的试件,集料公称最大粒径不应大于26.5mm。对于粒径大于26.5mm的粗粒式沥青混合料，其大于26.5mm的集料应用等量的13.2mm~26.5mm集料代替（替代法），也可采用直径为152.4mm的大型圆柱体试件。大型圆柱体试件试件适用于集料公称最大粒径不大于37.5mm的情况。试验室成型的一组试件的数量不得少于4个，必要时增至5~6个。 2．试验仪具
(1) 标准击实仪：由击实锤、υ98.5mm平圆形压实头及带手柄的导向棒组成。用人工或机械将压实锤举起从457.2mm±1.5mm高度沿导向棒自由落下击实，标准击实锤重量4536g±9g。
大型击实仪：由击实锤、υ149.5mm平圆形压实头及带手柄的导向棒组成。用人工或机械将压实锤举起从457.2mm±2.5mm高度沿导向棒自由落下击实，标准击实锤重量10210g±10g。
自动击实仪：自动击实仪将标准击实锤及标准击实台安装一体并用电力驱动使击实锤连续击实试件且可自动记数的设备，击实速度为60次/min±5次/min。大型电动击实仪的功率不小于250W。
（2）标准击实台：用以固定试模，在200mm×200mm×457mm的硬木墩上面有一块305mm×305mm×25mm的钢板，木墩用4根型钢固定在下面的水泥混凝土板上。木墩采用青
３冈杆、松或其他干密度为0.67～0.77g／cm的硬木制成。人工击实或机械击实必须有此标准 击实台。
（3）试验室用沥青混合料拌和机：能保证拌和温度并充分拌和均匀，可控制拌和时间，容量不少于10L，搅拌叶自转速度70～80r／min，公转速度40～50r／min。
（4）脱模器：电动或手动，可无破损地推出圆柱体试件，备有标准圆柱体试件及大型圆柱体试件尺寸的推出环。
（5）试模：由高碳钢或工具钢制成，每组包括内径101.6mm±0.2mm，高约87mm的圆
柱形金属筒、底座（直径约120.6mm）和套筒（内径101.6mm，高约70mm）各1个。
大型圆柱体试件的套筒外径165.1mm，内径155.6mm±0.3mm，总高83mm。试模内径152.4mm±0.2mm，总高115mm，底座板厚12.7mm，直径172mm。
（6）烘箱：大、中型各一台，装有温度调节器。
（7）天平或电子秤：用于称量矿料的，感量不大于0.5g；用于称量沥青的，感量不大于0.1g。
（8）沥青运动粘度测定设备：毛细管粘度计或赛波特重油粘度计或
布洛克菲尔德粘度计。 （9）插刀或大螺丝刀。
（10）温度计：分度为1℃，量程0～300℃。易采用有金属插杆的热电偶沥青温度计，金属插杆的长度不小于300mm。
（11）其他：电炉或煤气炉、沥青熔化锅、拌和铲、试验筛、滤纸（或普通纸）、胶布、卡尺、秒表、粉笔、棉纱等。 3．试验方法 1）准备工作
（1）确定制作沥青混合料试件的拌和与压实温度。
①用毛细管粘度计测定沥青的粘度，绘制粘温曲线，以石油沥青为例，以运动粘度为170
２２±20mm／s时的温度为拌和温度；以280±30mm／s时的温度为压实温度。亦可用赛氏粘度计测定赛波特粘度，以85s±10s时的温度为拌和温度；以140s±15s时的温度为压实温度。
②当缺乏运动粘度测定条件时，试件的拌和与压实温度可按表5-14选用，并根据沥青品种和标号作适当调整。针入度小，稠度大的沥青取高限；针入度大，稠度小的沥青取低限，一般取中值。
沥青混合料试件的拌和与及压实温度 表5-14 （2）将各种规格的矿料置105℃±5℃的烘箱中烘干至恒重（一般不少于4～6h）。根据需要，粗集料可先用水冲洗干净后烘干。也可将粗细集料过筛后，用水冲洗再烘干备用。
（3）按规定试验方法分别测定不同粒径粗、细集料规格及填料（矿
粉）的各种密度，并测定沥青的密度。见 章 节
（4）将烘干分级的粗细集料，按每个试件设计级配要求称其质量，在一金属盘中混合均匀，矿粉单独加热，置烘箱中预热至沥青拌和温度以上约15℃（石油沥青通常为163℃）备用。一般按一组试件（每组4～6个）备料，但进行配合比设计时宜对每个试件分别备料。
（5）将采集的沥青试样，用恒温烘箱或油浴、电热套熔化加热至规定的沥青混合料拌和温度备用，但不得超过175℃。当不得已采用燃气炉或电炉直接加热进行脱水时，必须使用石棉垫隔开。
（6）用沾有少许黄油的棉纱擦净试模、套筒及击实座等，并置100℃左右烘箱中加热1h备用。 2）混合料拌制
（1）将沥青混合料拌和机预热至拌和温度以上10℃备用。 （2）将每个试件预热的粗细集料置于拌和机中，用小铲适当混合，然后再加入需要数量的已加热至拌和温度的沥青，开动拌和机一边搅拌，一边将拌和叶片插入混合料中拌和1min～
1.5min，然后暂停拌和，加入单独加热的矿粉，继续拌和至均匀为止，并使沥青混合料保持在要求的拌和温度范围内，标准的总拌和时间为3min。 3）试件成型
（1）将拌好的沥青混合料，均匀称取一个试件所需的用量（标准试件约1200g，大型试件约4050g）。当一次拌和几个试件时，宜将其倒入经预热的金属盘中，用小铲拌和均匀分成几份，分别取用。试件制作过程中，为防止混合料温度下降，应连盘放入烘箱中保温。
（2）从烘箱中取出预热的试模及套筒，用沾有少许黄油的棉纱擦拭套筒、底座及击实锤底面，将试模装在底座上（也可垫一张圆形的吸油性小的纸），按四分法从四个方向用小铲将混合料铲入试模中，用插刀沿周边插捣15次，中间10次。插捣后将沥青混合料表面整平成凸圆弧面。对大型马歇尔试件，混合料分两次加入，每次插捣次数同上。 （3）插入温度计，至混合料中心附近，检查混合料温度。 （4）待混合料温度符合要求的压实温度后，将试模连同底座一起放在击实台上固定（也可在装好的混合料上垫一张吸油性小的圆纸），再将装有击实锤及导向棒的压实头插入试模中，然后开启电动机（或人工）将击实锤从457mm的高度自由落下击实规定的次数（75次、50次或35次）。对大型马歇尔试件，击实次数为75次（相应于标准击实50次的情况）或112次（相应于标准击实75次的情况）。
（5）试件击实一面后，取下套筒，将试模掉头，装上套筒，然后以同样的方式和次数击实另一面。
（6）试件击实结束后，如上下面垫有圆纸，应立即用镊子取掉；用卡尺量取试件离试模上口的高度并由此计算试件高度，如高度不符合要求时，试件应作废，并按式（5-16）调整试件的混合料数量，使高度符合63.5mm±1.3mm（标准试件）或95.3mm±2.5mm（大型试件）的要求。 63.5q?q0 （5-16） h0式中：q——调整后沥青混合料质量，g；
q0——制备试件的沥青混合料实际用量，g； h0——制备试件的实际高度，mm。
（7）卸去套筒的底座，将装有试件的试模横向放置冷却至室温后（不少于12h），置脱模机上脱出试件。将试件仔细置于干燥洁净的平面上，供试验用。 2.轮碾法
1．试验目的与适用范围
轮碾法适用与制备尺寸为300mm×300mm×50mm或300mm×300mm×100mm的板块状试件，以供车辙试验或检测混合料物理力学指标用。
2．试验仪具
（1）轮碾成型机：轮碾成型机具有圆弧形碾压轮，轮宽300mm，压实线荷载为300N／cm，碾压行程等于试件长度，碾压后试件可达到马歇尔试验标准击实密度的100%±1%。当无轮碾成型机时，可用手动碾代替，手动碾轮与试件同宽，备有10kg砝码各5个，以调整载重。
（2）试验室用沥青混合料拌和机：能保证拌和温度并充分拌和均匀，可控制拌和时间，宜采用容量大于30L的大型沥青混合料拌和机，也可采用容量大于10L的小型拌和机。
（3）试模：由高碳钢或工具钢制成，内部平面尺寸为300mm×300，高50mm。根据需要，试模深度及平面尺寸可以调节，以制备不同尺寸的板块状试件。
（4）手动碾压成型车辙试件的试模框架：钢板制，内部尺寸300mm×300mm×50mm；平面能与试模边缘平齐。 （5）烘箱：大、中型各一台，装有温度调节器。
（6）台秤：天平或电子秤：称量5kg以上时,感量不大于1g；称量5kg以下时，感量不大于0.5g，用于称量沥青的感量不大于0.1g。
（7）沥青运动粘度测定设备：布洛克费尔德粘度度计、毛细管粘度计或赛波特粘度计。
（8）小型击实锤：钢制端部断面80mm×80mm，厚10mm，带手柄，总质量0.5kg左右。
（9）温度计：分度值为1℃。宜采用有金属插杆的热电偶沥青温度计，金属插杆的长度不小于300mm，量程0～300℃。 （10）干冰：固体CO2。
（10）其他：电炉或煤气炉、沥青熔化锅、拌和炉、标准筛、滤纸、胶布、卡尺、秒表、粉笔、垫木、棉纱等。 3．试验方法
（1）按马歇尔稳定度试件成型方法，确定沥青混合料的拌和温度和压实温度。
（2）将金属试模及小型击实锤等置于约100℃的烘箱中加热1h备用。常温沥青混合料用试模不加热。
（3）称出制作一块试件所需要的各种材料的用量。先按一块试件体积（V）乘以马歇尔标准击实密度（?s）再乘以系数1.03，即得材料总用量（m?V?f?1.03），再按配合比计算出各种材料用量，分别将各种材料放入烘箱中预热备用。
（4）将预热的试模从烘箱中取出，装上试模框架，在试模中铺好一张裁好的普通纸（可用报纸），使底面及侧面均被纸隔离，将拌和好的全
部沥青混合料，用小铲稍加拌和后均匀地沿试模由边至中按顺序装入试模，中部要略高于四周。
（5）取下试模框架，用预热的小型击实锤由边至中压实一遍，整平成凸圆弧形。
（6）插入温度计，待混合料冷却至规定的压实温度（为使冷却均匀，试模底下可用垫木支起）时，在表面铺一张裁好尺寸的普通纸。 （7）当用轮碾机碾压时，宜先将碾压轮预热至100℃左右（如不加热，应铺牛皮纸）。然后，将盛有沥青混合料的试模置于轮碾机的平台上，轻轻放下碾压轮，调整总荷载为9KN（线荷载300N／cm）。
（8）启动碾压机，先在一个方向碾压2个往返（4次），卸荷，再抬起碾压轮，将试件掉转方向，再加相同荷载碾压至马歇尔标准密实度100%±１%为止。试件正式压实前，应经试压，决定碾压次数，一般12个往返（24次）左右可达要求。如试件厚度为100mm时，宜按先轻后重的原则分二层碾压。
（9）当用手动碾碾压时，先用空碾碾压，然后逐渐增加砝码荷载，直至将5个砝码全部加上，进行压实，至马歇尔标准密实度100%±1%为止，碾压方法及次数亦应由试压决定，并压至无轮迹为止。
（10）压实成型后，揭去表面的纸，用粉笔在试件表面上标明碾压方向。
（11）将盛有压实试件的试模置室温下冷却，至少12h后方可脱模。 5.3.2压实沥青混合料密度试验
不同类型的沥青混合料，其空隙率大小不同，在检测混合料密度时采
用不同的试验方法，常用的方法有表干法、水中重法和蜡封法。表干法适用于测定吸水率不大于2%的各种沥青混合料试件，包括Ⅰ型或较密实的Ⅱ型沥青混凝土、抗滑表层混合料、沥青玛蹄质碎石混合了的毛体积密度；水中重法适用于测定几乎不吸水的密实的Ⅰ型沥青混和料试件的表观密度；蜡封法适用于测定吸水率大于2%的沥青混凝土或沥青碎石混和料试件的毛体积密度。我们以表干法为例介绍沥青混合料密度的测定方法。 1．试验目的与适用范围
通过测定沥青混合料试件的毛体积相对密度或毛体积密度，计算其空隙率，沥青体积百分率，矿料间隙率和沥青饱和度等物理指标，结合稳定度、流值，根据沥青混合料技术标准确定沥青最佳用量。 2．试验仪具
（1）浸水天平或电子秤，当最大称量在3kg以下时，感量不大于0.1g；最大称量3kg以上时，感量不大于0.5g；最大称量10kg以上时，感量不大于5g，应有测量水中重的挂钧。 （2）网篮。
（3）溢流水箱：使用洁净水，有水位溢流装置，保持试件和网篮浸入水中后的水位一定。试验时的水温应在15～25℃范围内，并与测定集料密度时的水温相同。
（4）试件悬吊装置：天平下方悬吊网篮及试件的装置，吊线应采用不吸水的细尼龙线绳，并有足够的长度，对轮碾成型机成型的板块状试件可用铁丝悬挂。
（5）秒表、电扇或烘箱。
3．试验方法
（1）选择适宜的浸水天平（或电子秤），最大称量应不小于试件质量的1.25倍，且不大于试件质量的5倍。
（2）除去试件表面的浮粒，称取干燥试件在空气中的质量（ma）根据选择的天平的感量读数，准确至0.1g、0.5g或5g。
（3）挂上网篮浸入溢流水箱的水中，调节水位，将天平调平或复零，把试件置于网篮中（注意不要使水晃动），浸水约3min~5min，称取水中质量（mw）。若天平读数持续变化，不能很快达到稳定，则说明试件吸水较严重，不适用于此方法，应改用蜡封法测定。
（4）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（不得吸走空隙内的水），，称取试件的表干质量（mf）
（4）对从路上钻取的非干燥试件，可先称取水中质量（mw），然后用电风扇将试件吹干至恒重（一般不少于12h，当不需进行其他试验时，也可用60℃±5℃的烘箱烘干至恒重），再称取在空气中的质量（ma）。 测定沥青混合料密度的基本方法是表干法，当空隙率大到 4．计算
(1) 试件的吸水率
试件的吸水率是指试件吸水体积占沥青混合料毛体积的百分率，取1位小数。 Sa?mf?ma mf?mw?100
式中：Sa——试件的吸水率，%； ma——干燥试件的空中质量，g；
mw——试件的水中质量，g； mf——试件的表干质量，g。
(2) 试件的毛体积密度和毛体积相对密度
密实的沥青混合料试件的毛体积密度，按式（5-17）计算，取3位小数。
?f?ma mf?mw
?f?ma?w （5-17） mf?mw 式中：?f——试件的毛体积密度，g/cm3； ?f——试件的毛体积相对密度，无量纲； ?w——常温水的密度，≈1g／cm3。
当试件的吸水率Sa＞2%要求时，应改用蜡封法测定。
在测定沥青混合料密度方法中，水中重法最为简单，也是我国长期使用的传统方法，但在国外一般不采用这种方法，只采用表干法和蜡封法。水中重法测定的是表观密度，表干法和蜡封法测的是毛体积密度，各自的意义不同。当试件非常致密，几乎不吸水时，试件的表干质量与空中质量差别极小，可用水中重法测定的表观密度代替表干法测定的毛体积密度。 用水中重法测定的沥青混合料试件表观相对密度按下式计算： ?a?ma ma?mw
5.压实沥青混合料物理常数的计算
(1)计算沥青混合料压实试件的理论最大密度或理论相对最大密度，取3位小数。
当试件沥青按油石比Pa计时，试件的理论最大密度?t按式（5-18）计
算：
?t?100?Pa??w （5-18） PnPaP1P2????????1?2?n?a 当沥青按沥青含量Pb计时，试件的理论最大密度?t按式（5-18/）计算： ?t?100 P1'
?1?P2'?2?????Pn'?n?Pb??w （5-18/） ?a 试件的理论最大相对密度按式 计算： ?t??t ?w
n式中： ?t——理论最大密度，g/cm3 ；
100i ?P1???Pn——各种矿料占矿料总质量的百分率，%；矿料总和 ? P 1
P1'???Pn'——各种矿料占沥青混和料总质量的百分率，%；矿料与沥青之和 ? P i' ? P b ? 100 1?1????n——各种矿料对于水的相对密度；
Pa——油石比（沥青与矿料的质量比），%；
Pb——沥青含量（沥青质量占沥青混合料总质量的百分率），%； ?a——沥青的相对密度（25℃/25℃）。 n ?t——理论相对最大密度，无量纲； (2) 空隙率
试件的空隙率按式（5-19）计算，取1位小数。 VV?(1?
式中：VV——试件的空隙率，%； ?f)?100 （5-19） ?t
?t——沥青混合料理论最大相对密度，g/cm3； ?f——试件的毛体积密度，g/cm3。 (3) 沥青体积百分率
试件中沥青的体积百分率是压实后的沥青混合料试件中沥青的体积占沥青混合料体积的百分率，按式（5-20）或式（5-20’）计算，取1位小数。 VA?Pb?f
?a （5-20） 或 VA?100Pa?f (100?Pa)?a （5-20’） 式中：VA——沥青混合料试件的沥青体积百分率，%。 (4) 矿料间隙率
试件的矿料间隙率是压实后的沥青混合料试件中矿料以外的体积占沥青混合料体积的百分率，按式（5-21）计算，取1位小数。
VMA?VA?VV （5-21） 式中：VMA——沥青混合料试件的矿料间隙率，%。 (5) 沥青饱和度
沥青饱和度是压实后的沥青混合料试件中沥青的体积占矿料以外体积的百分率，按式（5-22）计算，取1位小数。
VFA?VA?100％ （5-22） VA?VV
式中：VMA——沥青混合料试件的沥青饱和度，%。 5.3.3沥青混合料马歇尔定度试验
马歇尔试验主要用来检测沥青混合料的高温性能，所测定的指标有马歇尔稳定度（MS）、流值（FL）和马歇尔模数（T），并以这些指标来表征其高温时的稳定性和抗变形能力。稳定度是指在规定的温度和加荷速率下，标准试件的破坏荷载；流值是最大破坏荷载时，试件的垂直变形；马歇尔模数为稳定度除以流值的商。 1．试验目的与适用范围
沥青混合料稳定度试验的目的是进行沥青混合料配合比设计和沥青路面施工质量检验。本方法适用于标准的马歇尔试件或大型马歇尔试件。 2．试验仪具
（1）沥青混合料马歇尔试验仪：符合国家标准《沥青混合料马歇尔试验仪》（GB／T 11823）
技术要求的产品，对用于高速公路和一级公路的沥青混合料宜采用自动马歇尔试验仪，用计算机或X－Y记录仪记录荷载~位移曲线，并具有自动测定荷载与试件垂直变形的传感器、位移计，能自动显示和打印试验结果。对标准的马歇尔试件，试验仪最大荷载不小于25KN，读数准确度100N，加载速率应保持50mm／min±5mm／min。钢球直径16mm，上下压头曲率半径为50.8mm。当采用大型马歇尔试件时，试验仪最大荷载不得小于50KN，读数准确度为100N。上下压头曲率内径为152.4mm±0.2mm，上下压头间距为19.05mm±0.1mm。
（2）恒温水槽：控温准确度为1℃，深度不少于150mm。
（3）真空饱水容器：由真空泵和真空干燥器组成。 （4）烘箱。
（5）天平：感量不大于0.1g。 （6）温度计：分度为1℃。 （7）卡尺。
（8）其他：棉纱、黄油。 3．试验方法
（1）测量试件直径和高度：用卡尺测量试件中部的直径，用马歇尔试件高度测定器或卡尺在十字对称的4个方向量测离试件边缘10mm处的高度，准确至0.1mm并取4个值的平均值作为试件的高度。如试件高度不符合63.5mm±1.3mm或95.3mm±1.3mm要求，并且两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。
（2）将测定密度后的试件置于的恒温水槽中，对于标准的马歇尔试件保温时间需30～40min，对大型的马歇尔试件需45～60min。试件之间应有间隔，并架起，试件离水槽底部不小于5cm。
恒温水槽的温度分别为：粘稠石油沥青或烘箱养生的乳化沥青混合料温度为60℃±1℃，煤沥青混合料为33.8℃±1℃，空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料为25℃±1℃。
（3）将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。将上下压头从水槽或烘箱中取出拭干净内面，为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油，再将试件取出置下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。
（4）将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。将上下压头从水槽或烘箱中取出擦拭干净内表面。为使上下压头滑动自如，可在上下压头的导棒上涂少许黄油。再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。
（5）在上压头的球座上放妥钢球，并对准荷载测定装置的压头。 （6）当采用自动马歇尔试验仪时，将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感器与计算机或Ｘ－Ｙ记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例。调整好计算机程序或将Ｘ－Ｙ记录仪的记录笔对准原点。
（7）当采用压力环和流值计时，将流值计安装在导棒上，使导向套管轻轻地压住上压头，同时将流值计读数调零。调整压力环中百分表，对零。
（8）启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm／min。计算机或Ｘ－Ｙ记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线并将数据自动存入计算机。
（9）当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取应力环中百分表或荷载传感器读数及流值计的流值读数。
（10）从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不应超过30s。 4．计算
（1）当采用自动马歇尔试验仪时，将计算机采集的数据绘制成压力和试件变形曲线，或由X—Y记录仪自动记录的荷载~变形曲线，按图 所示的方法在切线方向延长曲线与横坐标相交于O1，将O1作为修正原点，从O1起量取相应于最大荷载值时的变形作为流值FL，以mm
计，准确至0.1mm.。最大荷载即为稳定度MS，以KN计，准确至0.01KN。 （2）采用用应力环百分表和流值计测定时，根据应力环标定曲线，将应力环中百分表的
读数换算为荷载值，即试件的稳定度MS，以KN计，准确至0.01KN。由流值计及位移传感
器测定装置读取的试件垂直变形，即为试件的流值FL以mm计，准确至0.1mm.。 计算马歇尔模数
式中：T—试件的马歇尔模数，KN/mm； MS—试件的稳定度，KN； FL—试件的流值，mm。 5．试验结果报告
（1）当一组测定值中某个数值与平均值之差大于标准差k倍时，该测定值应予舍弃，并
以其余测定值的平均值作为试验结果。当试验数n 为3、4、5、6个时，k值分别为1.15、1.46、 1.67、1.82。
（2）采用自动马歇尔试验仪时，试验结果应附上荷载~变形曲线原件或打印结果，并报
告马歇尔稳定度、流值、马歇尔模数以及试件尺寸、试件的密度、空隙率、沥青用量、沥青
体积百分率、沥青饱和度、矿料间隙率等各项物理指标。
5.3.4沥青混合料的车辙试验
车辙试验方法最初是英国道路研究所开发的，由于试验方法比较简单直观，而且与实际
路面车辙的相关性好，因此在日本、欧洲、北美等地得到广泛的应用。目前我国也将车辙试
验用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力。
车辙试验是用标准的成型方法，制成标准的混合料试件，在60℃的温度下，以一定荷载
的轮子在同一轨迹作一定时间的反复行走，然后计算试件变形1mm所需车轮行走的次数，即 为动稳定度。
动稳定度是评价沥青混凝土路面高温稳定性的一个指标；也是沥青混合料配合比设计时
的一个辅助性检验指标。
我国的现行规范《沥青路面施工与验收规范》（GBJ92—93）规定，用于上面层、中面层
沥青混凝土混合料60℃时的动稳定度，高速公路和一级公路易不小于800次/mm，一级公路、
城市干道不小于600次/mm。 1．试验目的与应用范围
本方法适用于测定沥青混合料的高温抗车辙能力,供混合料配合比设计的高温稳定性检
验使用。 2．试验仪具
1）车辙试验机，主要由下列部分组成： （1）试件台：可牢固地安装两种宽度
（300mm和150mm）的规定尺寸试件的试模。 （2）试验轮：橡胶制的实心轮胎。外径υ 220mm，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 图 车辙试验机
返碾压速度为42次／min±1次／min（21次往返／min），允许采用曲柄连杆驱动试验台运动
（试验台不动）的任一种方式。
（3）加载装置：使试验轮与试件的接触压强在60℃时为0.7MPa±0.05MPa
，施加的总荷
载为78Kg左右，根据需要可以调整。
（4）试模：钢板制成，由底板及侧板组成，试模内侧尺寸长为300mm，宽为300mm，厚为50mm。
（5）变形测量装置：自动检测车辙变形并记录曲线的装置，通常用LVDT。电测百分表或非接触位移计。
（6）温度检测装置：自动检测并记录试件表面及恒温室内温度的温
度传感器、温度计（精度0.5℃）。
2）恒温室：车辙试验机必须整机安放在恒温室内，装有加热器、气流循环装置及装有自动温度控制设备，能保持恒温室温度60℃±1℃（试 件内部温度60℃±0.5℃），根据需要亦可为其他需 要的温度。用于保温试件并进行检验。温度应能自 动连续记录。 3）台秤：称量15kg，感量不大于5g。 3．试验方法 （1）测定试验轮压强（应符合0.7Mpa± 0.05MPa）。 （2）试件成型后，连同试模一起在常温条件下 放置时间不得少于12h，以48h为宜。 （3）将试件连同试模，置于达到试验温度60℃图5-8 车辙试验变形曲线 ±1℃的恒温室中，保温不少于5h，也不多于24h，
在试件的试验轮不行走的部位上，粘贴一个热电偶温度计，控制试件温度稳定在60℃±0.5℃。
（3）将试件连同试模置于车辙试验机的试验台上，试验轮在试件的中央部位，其行走方向须与试件碾压方向一致。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，时间约1h，或最大变形达到25mm为止。试验时，记录仪自动记录变形曲线如图5-8及试件温度。 4．结果计算
（1）从图5-8读取45min（t1）及60min（t2）时的车辙变形d1及d2，精确至0.01mm，如变形过大，在未到60min变形已达到25mm时，则以达到25mm（d2）时的时间为t2，将其前15min为t1，此时的变形量为d1。
（2）沥青混合料试件的动稳定度按式（5-23）计算：
DS?(t2?t1)?42?C1?C2 （5-23） d2?d1 式中：DS——沥青混合料的动稳定度，次／mm； d1——对应于时间t1的变形量，mm； d2——对应于时间t2的变形量，mm； 42——试验轮每分钟行走次数，次／min；
C1——试验机类型修正系数，曲柄连杆驱动试件的变速行走方式为1.0，链驱动试验轮的等速方式为1.5；
C2——试件系数，对于试验室制备的宽300mm的试件，C2取1.0；对于从路面切割的宽150mm的试件，C2取0.8。 5．报告
（1）同一沥青混合料或同一路段的路面，至少应做三个试件的平行试验，当三个试件动稳定度变异系数小于20%时，取其平均值作为试验结果。如果变异系数大于20%，应分析原因，并追加试验。如计算动稳定值大于6000次／mm时，记作＞6000次／mm。 重复性试验动稳定度变异系数的允许值为20%。
（2）试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、试件密度、空隙率及试件制作方法等。
5.3.4沥青混合料浸水马歇尔试验
沥青的水稳定性,指抵抗沥青混合料受水的浸蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散则而破坏的能力。随着我国高速公路的建设,由于渠化交通、超重载车辆的增加,导致路面产生车辙。为了防止车辙的产生，人们采用了坚硬优质和较粗粒径石粒,并适当减少沥青的用量，但同时带来了沥青路面的
水稳定性不足,造成沥青路面麻面、松散以至于出现坑槽。
评价沥青路面的水稳性，通常采用的方法分为两大类：第一类是沥青与矿料的粘附性试验，这类试验方法主要是用于判断沥青与粗集料（不包括矿粉）的粘附性，属于这类的试验方法有水煮法和静态浸水法；第二类是沥青混合料的水稳性试验，这类试验方法适用于级配矿料与适量沥青拌和成混合料。制成试样后，测定沥青混合料在水的作用下力学性质发生变化的程度，这类方法与沥青在路面中的使用状态较为接近。测试方法有浸水马歇尔试验、真空饱水马歇尔试验以及冻融劈裂试验。
1．浸水马歇尔试验方法是将沥青混合料试件在规定温度（粘稠沥青混合料为60℃±1℃）的恒温水槽中保温48h，然后测定其稳定度。其余方法与标准马歇尔试验方法相同。
2．根据试件的浸水马歇尔稳定度和标准马歇尔稳定度，可按式（5-24）求得浸水残留稳定度：
MS1MS0??100 （5-24） MS 式中：MS0——试件的浸水残留稳定度，%； MS1——试件浸水48h后的稳定度，kN； MS——试件按标准试验方法的稳定度，kN。 5.3.4沥青混合料产品检测方法
一、沥青混合料中沥青的含量测试方法（离心分离法） 1．试验目的
沥青混合料的沥青含量是沥青质量在沥青混合料总质量中的比例。当采用油石比时，它表示沥青质量与沥青混合料中的矿料总质量的比例，均
以质量百分比表示。
本方法适用于热拌热铺沥青混合料路面施工时的沥青用量检测，以评定拌和厂产品质量。此法也适用于旧路调查时检测沥青混合料的沥青用量，用此法抽提的沥青溶液可用于回收沥青，以评定沥青的老化性质。 2．试验仪具
（1）离心抽提仪：由试样容器及转速不小于3000r/min的离心分离器组成，分离器备有滤液出口。容器盖与容器之间用耐油的圆环形滤纸密封。滤液通过滤纸排出后从出口流出收入回收瓶中，仪器必须安放稳固并有排风装置。
（2）圆环形滤纸。
（3）回收瓶：容量1700mL以上。 （4）压力过滤装置。
（5）天平：精度0.01g、1mg。 （6）量筒：最小刻度1mL。
（7）电烘箱：装有温度自动调节器。 （8）三氯乙烯：工业用。
（9）碳酸铵饱和溶液：供燃烧法测定滤纸中的矿粉含量用。 （10）其他：小铲，金属盘，大烧杯等。 3．方法与步骤 1）准备工作
（1）在拌和厂从运料卡车采取沥青混合料试样，放在金属盘中适当拌和，待温度稍下降至100℃以下时，用大烧杯取混合料试样质量1000～
1500左右（m）（粗粒式沥青混合料用高限，细粒式用低限，中粒式用中限），准确至0.1g。
（2）如果试样是路上用钻机法或切割法取得的，应用电风扇吹风使其完全干燥，置微波炉或烘箱中适当加热后成松散状态取样，但不得用锤击以防集料破碎。 2）试验步骤
（1）向装有试样的烧杯中注入三氯乙烯溶剂，将其浸没，记录溶剂用量浸泡30min，用玻璃棒适当搅动混合料，使沥青充分溶解。 注：也可直接在离心分离器中浸泡。
（2）将混合料及溶液倒入离心分离器，用少量溶剂将烧杯及玻璃棒上的粘附物全部洗入分离器中。
（3）称取洁净的圆环形滤纸质量，准确至0.01g。注意，滤纸不宜多次反复使用，有损坏者不能使用，有石粉粘附时应用毛刷清除干净。 （4）将滤纸垫在分离器边缘上，加盖紧固。在分离器出口处放上回收瓶，上口应注意密封，防止流出液或雾状散失。
（5）开动离心机，转速逐渐增至3000r/min，沥青溶液通过排出口注入回收瓶中，待流出停止后停机。
（6）从上盖的孔中加入新溶液，数量相同。稍停3～5min后，重复上述操作，如此数次直至流出的抽提液成清澈的淡黄色为止。
（7）卸下上盖，取下圆环形滤纸，在通风橱或室内空气中蒸发后放入105℃±5℃的烘箱中干燥，称取质量，其增重部分（m2）为矿粉的一部分。
（8）将容器中的集料仔细取出，在通风橱或室内空气中蒸发后放入105℃±5℃的烘箱烘干（一般需要4h），然后放入大干燥器中冷却至室温，称取集料质量（m1）。
（9）用压力过滤器过滤回收瓶中的沥青溶液，由滤纸的增重（m3）得出泄漏入滤液中矿粉。如无压力过滤器时，也可用燃烧法测定。 （10）用燃烧法测定抽提液中矿粉质量得步骤如下： ①将回收瓶中的抽提液倒入量筒中，准确定量至（Va）mL。 ②充分搅匀抽提液，取出10mL（Vb）放入坩埚中，在热浴上适当加热使溶液试样变成暗黑色后，置高温炉（500～600）℃中烧成残渣，取出坩埚冷却。
③向坩埚中按每1g残渣5mL的用量比例，注入碳酸铵饱和溶液，静置1h后放入105℃±5℃烘箱中干燥。
④取出后放在干燥器中冷却，称取残渣质量（m4）。 4．计算
（1）沥青混合料中矿料的总质量按式（5-25）计算：
ma?m1?m2?m3 （5-25） 式中：ma——沥青混合料中矿料部分的总质量，g； m1——容器中留下的集料干燥质量，g； m2——圆环形滤纸在试验前后的增重，g；
m3——泄漏入抽提液中的矿粉质量，g，用燃烧法时可按式（5-26）计算：
m3?m4?Va （5-26） Vb
式中：Va——抽提液的总量，mL；
Vb——取出的燃烧干燥的抽提液数量，mL； m4——坩埚中燃烧干燥的残渣质量，g。
（2）沥青混合料中的沥青含量和油石比按式（5-27）和（5-28）计算： m?ma Pb? （5-27） m
Pa?m?ma （5-28） ma 式中：m——沥青混合料的总质量，g； Pb——沥青混合料的沥青含量，%； Pa——沥青混合料的油石比，%。 5．报告
同一沥青混合料试样至少平行试验两次，取平均值作为试验结果。两次试验结果的差值应小于0.3%，当大于0.3%但小于0.5%时，应补充平行试验一次，以三次试验的平均值作为试验结果；三次试验的最大值与最小值之差不得大于0.5%。
二、沥青混合料的矿料级配检验方法 1．试验目的
沥青混合料的矿料级配检验方法是沥青路面施工时检验拌和厂生产的沥青混合料的矿料级配组成的试验，以通过规定筛孔的质量百分率表示。 本方法适用于测定沥青路面施工过程中沥青混合料的矿料级配，以评定沥青路面的施工质量时使用。 2．试验仪具
（1）标准筛：孔径为53.0mm、37.5mm、31.5mm、26.5mm、19.0mm、16.0mm、13.2mm、
9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm、0.6mm、0.3mm、0.15mm、0.075mm的方孔筛标准筛系列中，根据沥青混合料级配选用相应的筛号，必须有密封圈、盖和底。
（2）天平：感量不大于0.1g。 （3）摇筛机。
（4）烘箱：装有温度自动控制器。 （5）其他：样品盘，毛刷等。 3．试验方法 1）准备工作
（1）从拌和厂选取代表性样品。
（2）将沥青混合料试样按规定的沥青混合料沥青含量的试验方法抽提沥青后，将全部矿质混合料放入样品盘中置温度（105℃±5℃）烘干，并冷却至室温。
注：应将沾在滤纸、棉花上的矿粉及抽提液中的矿粉计入矿料的矿粉含量中。
（3）按沥青混合料矿料级配设计要求，选用全部或部分需要筛孔的标准筛。做施工质量检验时，一般应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及集料最大粒径等5个筛孔，按大小顺序排列成套筛。 2）试验步骤
试验步骤及计算同筛析试验（略）。
思考题
1．简述重交通与中轻交通量道路石油沥青技术要求的区别与联系。 2．进行沥青三大指标测定时应注意的主要问题是什么？ 3．经检验属于酸性岩石的石料可采取哪些措施提高与沥青的粘附性？
4．沥青结合料热老化试验包括哪几种？各适用于什么条件？ 5．马歇尔试验试件击实高度不符合要求可能由哪些原因造成？如何解决？
6．进行车辙试验时应注意的主要问题是什么？ 5.3沥青玛蹄质碎石混合料试验技术
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA），是一种强度很高的沥青混合料，它起源于20世纪60年代的德国，后推广到瑞典、丹麦、法国等国，现已在欧洲和美国得以使用和推广。我国自20世纪90年代，首次在北京机场路和首都机场跑道引用SMA，之后在江苏、河北、广东辽宁、山东等地开始推广应用。由于各国的的情况不同，在引进SMA技术时，都根据本国的气候和交通量等方面的特点，对SMA的配合比设计指标和材料提出了不同的要求。我国正处于高速公路新建阶段，SMA主要用于高速公路的抗滑表层，考虑到我国的气候、交通、材料、施工机械及经济等方面因素，我们在吸取欧洲、美国等经验的基础上，结合实际情况，提出了相应的推荐设计指标和施工方法。
SMA是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量的细集料组成的沥青玛蹄质填充由粗集料构成的骨架间隙的一种沥青混合料，其英文全称为
Stone Mastic Asphalt。SMA具有良好的路用性能，不仅表现在高温稳定性和低温抗裂性上，而且还拥有优良的耐久性和表面特征。SMA的组成有以下特点：
1、SMA是一种间断级配的沥青混合料，属骨架密实结构。其中4.75mm以上的粗颗粒含量达70%~80%，矿粉用量达8%~13%。细集料用量少，0.075~4.75mm之间的颗粒含量控制在17%~80%之间。
2、SMA的沥青用量高，比普通混合料高1%以上，欧洲高达6.5%~7.0%。 3、SMA一般采用木质纤维素和矿质纤维素作为稳定剂，其用量分别为集料质量的0.4%和0.3%。考虑到环保原因，国外已经不在使用石棉纤维。
4、SMA的目标空隙率小，一般为4%~6%。
5、SMA的材料质量要求比普通沥青混合料高，因此其造价也比一般沥青混凝土路面高20%~25%。
综合以上所述，SMA具有粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少，掺加纤维稳定剂、材料要求高等特点，使得SMA兼有嵌挤和密实混合料的长处，同时具有较高的粘结力和内摩擦力。 5.3.1 SMA组成材料的技术性质 1、 沥青
SMA混合料对沥青的质量要求比普通沥青混凝土要高，要求粘结性好，针入度小，软化点高，温度稳定性好。用于SMA的非改性沥青质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》中“重交通量道路沥青技术要求”的规定，所采用的改性沥青应符合“改性沥青技术要求”标准。
2、 粗集料
SMA混合料要求粗集料坚硬、粗糙有棱角、针片状颗粒少、以发挥粗集料的嵌挤作用。因此应选用优质的石料，保证成品料的破碎机械必须采用锤式破碎机械，90%的颗粒应满足两个破碎面的要求，并满足表 的技术要求。
集料与沥青结合料的粘附性和混合料的抗水损害能力不符合要求时，可采用改性沥青或使用抗剥落剂，若使用抗剥落剂时，必须按《公路工程沥青及沥青混合料实验规程》（JTJ052——2000）规定的方法进行试验，确认抗剥落剂具有耐热、挥发性小、具有长期有效的抗水损的抗水损效果。 3、 细集料
细集料在SMA中只占很少的比例，一般不超过10%。由于机制砂具有良好的棱角性和嵌
挤性能，而且成分单一，与沥青的粘附性较好，能改善混合料的高温稳定性，因此细集料一般都采用机制砂。当缺乏机制砂时，可考虑使用质量好的石屑代替天然砂。所选的细集料应满足表 的技术要求。 4、 填料
由于SMA中掺加了纤维，可以起到弥散矿粉沥青团的作用，因此SMA中的粉胶比达
1.8%~2.0%。填料一般采用磨细的石灰石0.075mm通过率必须大于70%，质量应符合表 的要求。
ＳＭＡ中的填料不宜采用玄武岩石粉、回收粉和粉煤灰。消石灰粉和水泥是较好的抗剥落剂，适量使用对改善混合料的水稳性、减缓老化、提
高耐久性有一定的帮助；当用量低于矿粉量的1%~2%时，对混合料的抗剥落性不会起到什么作用，但消石灰粉和水泥会与水和空气发生反应，产生极性氧化物，进而形成水泥石和碳酸钙，所以过度使用会使混合料变脆。 5、 纤维稳定剂
纤维在SMA混合料中主要起到加筋、分散、吸附和吸收、增粘、稳定的作用。目前所使用的纤维主要包括木质纤维、矿物纤维、聚合纤维。我国常用的纤维为木质纤维，木质纤维有颗粒状和松散两种，可根据情况选用。
5.3.2 SMA沥青混合料试验方法 谢伦堡析漏试验
谢伦堡析漏试验是德国为 SMA 配合比设计而专门制定的方法，用以检测沥青结合料在高温状态下, 从沥青混合料析出并沥干多余的游离沥青的数量。尽管SMA混合料的沥青用量较多, 但无论如何不能超过所有矿料的表面积所能吸附的最大沥青用量,否则就要产生多余的自由沥青,成为集料之间的润滑剂,造成玛蹄脂上浮,影响构造深度,降低高温稳定性。谢伦堡析漏试验与飞散验相结合,可以得出一个合理的沥青用量范围。 为了确定上述混合料的最大沥青用量,可以调整几个不同的油石比制作几组试件,进行析漏试验,得出沥青粘附量与油石比的关系曲线,由曲线的拐点确定粘附甚少的沥青用量,作为最大沥青用量的限值。 试验规程执行 1 、目的与适用范围
谢伦堡沥青析漏试验是检测沥青结合料在高温状态下从沥青混合料
析出并沥干的数量,为确定SMA混合料、排水式大空隙沥青混合料或沥青碎石类混合料的最大沥青用量提供参考。 2、仪器与仪具
本试验需要下列仪器和仪具 : (2) 烧杯：800ml; (3) 烘箱；
(4) 小型沥青混合料拌和机或人工炒锅； (5) 玻璃板；
(6) 天平：感量不大于0.1g； (7) 其他：手铲、棉纱等。 3、试验步骤
3.1 根据实际使用的沥青混合料的配合比例,按T0702 的方法用小型沥青混合料拌和机拌和混合料,每次只能拌和一个试件。对租集料较多而沥青用量较少的混合料,小型沥青混合料拌和机拌匀确有困难时,也可以采用手工炒拌的方法。每组试件分别拌和4份, 每一份混合料的质量为1kg。第一锅拌和后即予废弃不用，这样可使拌和锅或炒锅粘附一定量的沥青，以保证后面三锅油石比的准确性。拌和时纤维稳定剂应在加入粗集料后再添加，并进行干拌分散，
最后加入沥青拌和至均匀。
(1) 将烧杯洗净、干燥, 称取烧杯质量后m0。
(2) 将拌好的一份混合料放入烧杯中, 称取烧杯及沥青混合料的质量m1。
(3) 将烧杯盖上玻璃盖后放人烘箱中，温度设置为170℃±2℃（对于改性沥青SMA，温度设为185℃），持续60min±1min。
(4) 取出烧杯，不加任何冲击或振动，将沥青混合料向下扣到在玻璃板上,称取烧杯及粘附在烧杯上的沥青混合料的质量m2，准确0.1g。 4 、计算
沥青析漏量损失按下式计算 ?m?m2?m0 m1?m0?100
式中 : m0一一烧杯与沥青混合料总质量，g；
m1一—烧杯与沾附的沥青 ( 或沥青玛蹄脂 ) 质量，g； m2一一搪瓷盘或烧杯的质量， (g) Δm——沥青析出损失，%。 5 、报告
该试验的平行试验不得少于3次, 取平均值作为试验结果。 当沥青析漏量小于0.2% 时, 即为合格, 析漏量大于0.3% 时, 表明沥青过多。
谢伦堡析漏试验也可采用搪瓷盘法，其原理与烧杯法相同，操作步骤见《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》JTJ052—2000 2. 肯塔堡飞散试验方法
沥青混合料的肯塔堡飞散试验(Cantabro Test)是西班牙肯塔堡大学为排水性开级配沥青混合料而开发的一种试验方法。本方法用以评价由于沥青用量或粘结性不足，在交通荷载作用下，路面表面集料脱落而散失的程度，以马歇尔试件在试验中所散落材料的质量的百分率表示。
在肯塔堡试验中,集料的分散可能是由于沥青结合料用量太少，也可能是沥青结合料的质量太差，二者都有可能使集料粘附不住而在交通荷载的作用下发生飞散。
为了确定上述混合料的最少沥青用量，可以调整几个不同的油石比制作几组试件，进行飞散试验，得出飞散损失与油石比的关系曲线，由曲线的拐点确定基本上很少散失的沥青用量，而且往往以此作为最佳沥青用量。 ( 六 ) 肯塔堡飞散试验方法 1 、目的与适用范围
本方法作为标准试验方法，适用于确定沥青路面表面层使用的沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA)、排水性大孔隙沥青混合料、抗滑表层混合料、沥青碎石或乳化沥青碎石混合料所需的最少沥青用量，评价常温条件下沥青混合料稳定性或改性沥青效果。
本方法也可以进行浸水条件下的飞散试验，试验60℃浸水48h后的试件散落数量百分率，以评价沥青混合料的水稳住。 2 、仪具和材料
本试验需要下列仪具和材料:
(1) 沥青混合料马歇尔试件制作设备，同T O702—2000 (7) 洛杉矶磨耗试验机。
(8) 恒温水槽：可控制恒温为20℃，准确度度为0.5℃。 (9) 烘箱：大、中型各一台，装有温度调节器。
(10) 天平或电子秤：用于称量矿料的天平或电子秤其感量不大于0.5g，用于称量沥青的不大于0.1g。
(11) 插刀或大罗丝刀。
(12) 温度计：分度值不大于1℃。
(13) 其它 : 电炉或煤气炉、沥青溶化锅、拌和铲、标准筛、滤纸 ( 或普通纸 )、胶布、卡尺、秒表、粉笔、棉纱等。 3、方法与步骤 3.1 准备工作
(1) 根据实际使用的沥青混合料的配合比例，按T 0702标准击实法成型马歇尔试件，除非另有要求，击实成型次数为双面各50次，试件尺寸应符号(υ101.6±0.25mm)×(63.5±1.3mm) 的要求，一组试件的数量不得少于3个。对粗集料较多而沥青用量较少的混合料，小型沥青混合料拌和机拌匀有困难时，也可以采用手工炒拌的方法。拌和时应注意事先在拌和锅或炒锅中加入相当于拌和沥青混合料所粘附的沥青用量，以免影响油石比的准确性。
(2) 量测试件的直径及高度：用卡尺测量试件中部的直径，用马歇尔试件高度测定器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，准确至0.lmm，并以其平均值作为试件的高度，如试件高度不符合63.5士1.3mm要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。 (3) 按本规程规定的方法测定试件的密度、空隙率、沥青体积百分率、沥青饱和度、矿 料间隙率等物理指标。
(4) 将恒温水浴调节至要求的试验温度，标准飞散试验的试验温度为20℃±0.5℃，浸水飞散试验的试验温度为60℃±0.5℃。 3.2 试验步骤
(1) 将试件放入恒温水浴中养生。对于标准飞散试验，养生时间为20h，对于浸水飞散试验，养生时间为48h, 取出试件后在室温中放置24h。 (2) 称取试件质量m0, 准确至 0.1g。
(3) 立即将试件放人洛杉矶试验机中，不加钢球，盖紧盖子（一次只能试验一个试件）。
(4) 开动试验机，以 30r/min～33 r/min 的速度旋转300转。 (5) 打开试验机盖子，取出试件及碎块，称取试件的残留质量m1。当件已经粉碎时，称取最大一块残留试件的混合料质量。 4 、计算
沥青混合料的飞散损失按式4-1计算: ?S?m0?m1?100 m0
式中：Δs一一沥青混合料的飞散损失，%； m0————试验前试件的质量，g； m1一一试验后试件的残留质量，g。 5 、报告
该试验的平行试验不得少于3次, 取平均值作为试验结果。 谢伦堡析漏试验及肯塔堡飞散试验往往是同时进行的，所以可以得出两条曲线，这两条曲线的交点基本上与最住沥青用量相接近。 3. 车辙试验
车辙试验是SMA混合料配合比设计中最为重要的试验，其目的是检验SMA混合料的高温抗车辙能力，试验方法和步骤见第 章 节。
对于使用改性沥青结合料的SMA混合料，建议车辙试验的动稳定度达
到3000～6000次/mm 对不使用改性沥青结合料的SMA混合料，要求动稳定度达到1500～6000 次/mm。不过，要注意的是，这些指标是供配合比设计新拌沥青混合料用的，对现场取样的混合料冷却后二次加热的重塑试件，动稳定度要高得多，是不适用的，不能作为评价合格与否的依据。另外，在配合比设计时也要注意，车辙试验的动稳定度也不是越大越好，过大的动稳定度可能是混合料发脆、沥青用量不足所造成的。所以也不能把动稳定度看成是唯一的重要指标。当动稳定度大于6000次/mm时，通常应该对其低温抗裂性能予以检验。 4. 水稳性检验
提高SMA混合料的水稳定性,应严格控制混合料的空隙率,可用消石灰粉、水泥代替矿粉, 提高沥青与矿粉的粘结力,减少沥青的水损害。对 SMA 混合料进行水稳定检验,包括水马歇尔试验和冻融劈裂试验,并且符合:48h 浸水马歇尔试验残留稳定度不小于 75%,使用改性沥青的不小于80%; 冻融劈裂试验强度比不小于70%, 使用改性沥青的不小于80% 。 5. 渗水系数检验
沥青路面的透水取决于空隙率大小 , 空隙率的大小 , 取决于混合料的配合比及压实度。在 SMA 组成设计阶段 , 渗水系数的检验 , 可对采用轮碾法碾压成型的 SMA 试件 , 表面进行渗水系数试验,并且要求 SMA 混合料试件表面不透水。 6. 构造深度检验
SMA 路面具有优良的表面特性。在组成设计阶段，同渗水系数一样，要在设计阶段予以 检验，同样采用轮碾成型的试件，用铺砂测试构造深
度，并要求不小于1.Omm。
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