沥青混合料-建筑材料

沥青材料一般情况下很少单独使用,多数是与级配合适的矿物质材料拌和均匀配制成沥青混合料。在工程中常用的沥青混合料主要包括沥青混凝土和沥青砂浆,因为沥青砂浆的技术性质跟沥青混凝土有相似之处,所以以下主要介绍沥青混凝土。沥青混凝土施工现场见图7.2和图7.3。

图7.3　沥青混凝土夜间施工

图7.2　沥青混凝土日间施工

7.1.4.1　沥青混合料的分类

(1)按骨料最大粒径分可分为：粗粒式沥青混合料(骨料最大粒径为35mm)、中粒式沥青混合料(骨料最大粒径为25mm)、细粒式沥青混合料(骨料最大粒径为15mm)、砂质式沥青混合料(骨料最大粒径为5mm)。

(2)按沥青混合料压实后的密实度可分为：密级配沥青混合料、开级配沥青混合料、碎石型沥青混合料。

密级配沥青混合料是指沥青混合料中的矿质混合料含有一定量的矿粉,矿质混合料级配良好,沥青混合料压实后的密实度大,孔隙率小于5%。开级配沥青混合料是指沥青混合料中的矿质混合料基本不含矿粉,沥青混合料压实后的密实度较小,孔隙率大于5%。碎石型沥青混合料(沥青碎石) 是指沥青混合料中不含细骨料, 压实后的孔隙率大于15%。

密级配沥青混合料主要用于防水层,开级配沥青混合料及碎石型沥青混合料主要用于基层的整平、黏结和排水。

(3)按压实方法分可分为：碾压式沥青混合料和灌注式沥青混合料。

碾压式沥青混合料是指新拌沥青混合料的流动性小,在施工铺筑时需要碾压振动才能密实。在水利工程及道路工程中应用最为广泛。灌注式沥青混合料是指沥青混合料中沥青含量较多,拌合物的流动性较大,灌注后在自重作用下或略加振动就能密实。它适于用普通石油沥青等塑性较小的沥青拌制,能有效提高抗裂性。常在中、小型水利工程中使用。

(4)按使用方法可分为：热拌热用沥青混合料、热拌冷用沥青混合料、冷拌冷用沥青混合料等。

热拌热用沥青混合料在施工时先将矿料加热,沥青熔化,然后在热的状态下进行搅拌、摊铺、压实,待温度下降后即硬化。这种沥青混合料的质量较高,水工建筑的防水结构及道路路面多采用这种沥青混合料。热拌冷用沥青混合料在施工时先将组成材料分别加热后进行拌和,然后在常温下进行摊铺、压实。这种沥青混合料,多采用黏滞性小的沥青。冷拌冷用沥青混合料在施工时用稀释剂将沥青溶成胶体,在常温下与矿质材料拌和,使用时待稀释剂挥发后沥青混合料即硬化。此法施工方便,但要消耗大量的有机稀释剂,建筑上应用较少,常用于维修工程。

7.1.4.2　水工沥青混凝土

水工沥青混凝土是由沥青和石子、砂、填充料按适当比例配制而成。沥青混凝土在水工结构物主要用于以下部位：防水层沥青混凝土、排水层沥青混凝土、反滤层或找平层沥青混凝土、保护层沥青混凝土、水下沥青混凝土、防护性沥青混凝土。

1. 水工沥青混凝土的组成(www.xing528.com)

水工沥青混凝土由石油沥青、矿质材料和外加剂组成。

(1)石油沥青。沥青混凝土用的沥青材料,应根据气候条件、建筑物工作条件、沥青混凝土的种类和施工方法等条件选择。水工沥青混凝土多采用60甲或100甲的道路石油沥青配制。

(2)矿质材料。沥青混凝土一般选用质地坚硬、密实、清洁、不含过量有害杂质、级配良好的碱性岩石(如石灰岩、白云岩、玄武岩、辉绿岩等),并且要有良好的黏结性。细骨料可采用天然砂或人工砂,均应级配良好、清洁、坚固、耐久,不含有害杂质。

填充料又称矿粉,是指碱性矿粉(石灰石粉、白云石粉、大理石粉、水泥等)。其含水率应小于1%且不含团块,应全部通过0.6mm 的筛,通过0.074mm 的筛含量应大于80%。矿粉能提高沥青混凝土的强度、热稳定性及耐久性。

(3)外加剂。为改善沥青混凝土的性能而掺入的少量物质称为外加剂。常用的有石棉、消石灰、聚酰胺树脂及其他物质。掺入石棉可提高沥青混凝土的热稳定性、抗弯强度、抗裂性等,一般选用短纤维石棉,掺量为矿质材料的1%～2%。掺入消石灰、聚酰胺树脂可提高沥青与酸性矿料的黏聚性、水稳定性。消石灰掺量为矿质材料的2%～3%,聚酰胺树脂掺量为沥青用量的0.02%。

2. 水工沥青混凝土的技术性质

水工沥青混凝土的技术性质应满足工程的设计要求,具有与施工条件相适应的和易性。其主要技术性质包括和易性、力学性质、抗渗性、热稳定性、柔性、大气稳定性、耐水性等。

(1)和易性。和易性是指沥青混凝土在拌和、运输、摊铺及压实过程中具有与施工条件相适应,既保证质量又便于施工的性能。沥青混凝土和易性目前尚无成熟的测定方法,多是凭经验判定。

(2)力学性质。沥青混凝土的力学性能包括强度及变形。沥青混凝土的破坏主要有：一次荷载作用的破坏、疲劳破坏和徐变破坏。

(3)热稳定性。热稳定性又称耐热性,是指沥青混凝土在高温下抵抗塑性流动的性能。当温度升高时,沥青的黏滞性降低,使沥青与矿料的黏结力下降。因此,沥青混凝土的强度降低,塑性增加。对于暴露在大气中的沥青混凝土,它的温度可比气温高出20～30℃。因此,沥青混凝土必须具有良好的热稳定性。

(4)柔性。柔性是指沥青混凝土在自重或外力作用下,适应变形而不产生裂缝的性质。柔性好的沥青混凝土适应变形能力大,即使产生裂缝,在高水头的作用下也能自行封闭。沥青混凝土的柔性主要取决于沥青的性质及用量。用延伸度大的沥青配制的沥青混凝土的柔性较好。增加沥青用量、采用较细的连续级配的骨料、减少填充料的用量,均可提高沥青混凝土的柔性。采用增加沥青用量,并减少填充料用量的方法,是解决用低延伸度沥青配制具有较高柔性沥青混凝土的一个有效方法。

(5)大气稳定性。在大气综合因素作用下,沥青混凝土保持物理力学性质稳定的性能,称为大气稳定性。水工沥青混凝土的大气稳定性,与其密实度和所处的工作条件有关。实践证明,对水上部分孔隙率在5%以下的沥青混凝土及长期处于水下部位的沥青混凝土,一般不易老化,大气稳定性较好,较耐久。沥青混凝土的大气稳定性,可根据沥青针入度及软化点随时间变化的情况来判断,变化较小者,其大气稳定性较高。

(6)水稳定性。水稳定性是指水工沥青混凝土长期在水作用下,其物理力学性能保持稳定的性质。沥青混凝土长期处于水中,由于水分浸入会削弱沥青与骨料之间的黏结力,使沥青与骨料剥离而逐渐破坏,或遭受冻融作用而破坏。因此,沥青混凝土的水稳定性,取决于沥青混凝土的密实程度及沥青与矿料间的黏结力,沥青混凝土的孔隙率越小,水稳定性越高,一般认为孔隙率小于4%时,其水稳定性是有保证的。采用黏滞性大的沥青及碱性矿料都能提高沥青混凝土的水稳定性。

(7)抗渗性。沥青混凝土的抗渗性用渗透系数(cm/s)来表示。防渗用沥青混凝土的渗透系数一般为10-7～10-10cm/s；排水层用沥青混凝土的渗透系数一般为10-1～10-2cm/s。一般,矿料的级配良好、沥青用量较多、密实性好、孔隙率越小的沥青混凝土,其抗渗性较强。

3. 沥青材料的储运

沥青储运时,应按不同的品种及牌号分别堆放,避免混放混运,储存时应尽可能避开热源及阳光照射,还应防止其他杂物及水分混入。沥青热用时其加热温度不得超过最高加热温度,加热时间不宜过长,同时避免反复加热,使用时要防火,对于有毒性的沥青材料还要防止中毒。