摘 要

浇筑式沥青混凝土具有流动性好的优点，浇筑式摊铺一般不用碾压，只用简单的摊铺整平即可完成施工。浇筑式沥青混凝土有沥青含量高，拌和温度高和矿粉含量高等特点，较多的细集料含量和沥青使粗骨料在悬浮状态，它和一般沥青混凝土的区别是其空隙率很小，而且内部空隙不连通。

所以本论文对浇筑式沥青混凝土的设计与性能做出了研究，首先根据实验规范做了浇筑式沥青混凝土所用的材料沥青的三大指标试验，分别是针入度、延度、软化点三大指标实验。接下来开始配合比设计的部分，在设计允许范围内设计了粗、中、细三种级配，并用8%的油石比作为初始油石比，拌和制做浇筑式沥青混凝土试件，进行贯入度实验，流动性实验，依据贯入度实验和流动性实验的实验结果，确定最佳级配。在选定最佳级配之后，以初始油石比8%为基准，以0.3%为间隔，选择5个油石比，再次做贯入度与流动性试验，依据结果确定最佳油石比。

最后选定配合比之后，我们用选定的配合比制作出浇筑式沥青混凝土的试件，对试件进行高温稳定性（车辙）实验和低温抗裂性（弯曲）实验，看实验结果是否符合规范要求。最后制作动态模量的实验试件，通过试验研究试件的动态模量与相位角随着温度与频率的变化关系，找出其中的变化规律，然后绘制出动态模量的主曲线，对动态模量做进一步研究。

关键词：浇筑式沥青混凝土；配合比设计； 动态模量；主曲线

Abstract

Pouring asphalt concrete has a good mobility, pouring paving generally do not have to roll, only a simple paving leveling to complete the construction. Asphalt concrete pouring asphalt content is high, high mixing temperature and high content of mineral powder, the more fine aggregate content and asphalt to coarse aggregate in the suspended state, and it is the difference between the general asphalt concrete is its porosity is very small, And the internal voids are not connected.

Therefore, this paper has made a study on the manufacture and performance of pouring asphalt concrete. First, according to the experimental specification, the three indexes of the asphalt concrete used in pouring asphalt concrete are tested, which are the three indexes of penetration, Indicator experiment. And then began to do with the design of the part of the design within the scope of the design of the design of the rough, medium and fine gradation, and with 8% of the asphalt ratio as the initial Whetstone ratio, mixing system made pouring asphalt concrete specimen, According to the experimental results of the penetration experiment and the fluidity experiment, it is determined which one is the best gradation. After selecting the best gradation, select the 5 Whetstone ratios at a distance of 0.3% based on the initial Whetstone ratio of 8%, repeat the penetration and fluidity tests, and determine the optimum Whetstone ratio based on the results.

After the final selection ratio, we use the selected ratio to produce pouring asphalt concrete specimen, the high temperature stability (rutting) test and low temperature crack resistance (bending) experiment, to see whether the experimental results requirements. Finally, the dynamic modulus of the experimental specimen is studied. The dynamic modulus and phase angle of the specimen are studied by the relationship between temperature and frequency, and then the dynamic curve of the dynamic modulus is drawn. Modulus for further study.

Keywords： Gussasphalt；Mix design；Dynamic modulus；Main curve

目录

第一章 导论 1

1.1研究的目的及意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.2.1国外研究现状 2

1.2.2国内研究现状 3

1.3研究内容及方案 5

第二章 材料的性能检测 7

2.1针入度 7

2.2延度 9

2.3软化点 10

2.3.1软化点在80℃以下的沥青 11

2.3.2软化点在80℃以上的沥青 12

2.4集料的选择 13

2.4.1粗集料的选择 13

2.4.2细集料的选择 15

2.5矿粉的选择 17

第三章 配合比设计 18

3.1 原材料选择 18

3.2三个级配 18

3.3选择最佳级配 19

3.4流动度实验 20

3.4.1室内拌和方法 20

3.4.2混合料准备 20

3.4.3操作过程 20

3.4.4试验结果 21

3.5贯入度实验 22

3.5.1试验样品准备 22

3.5.2试验步骤 23

3.5.3试验结果 23

3.6确定最佳石油比 24

第四章浇筑式沥青混凝土性能研究 27

4.1高温稳定性实验 27

4.2低温抗裂性实验 28

4.2.1实验目的 28

4.2.2实验方法 29

4.3动态模量 30

4.3.1动态模量的定义 30

4.3.2动态模量的实验 30

4.3.3动态模量主曲线的构建 35

第五章 结论与展望 37

5.1结论 37

5.2展望 39

导论

1.1研究的目的及意义

作为一种使用效果良好的沥青混凝土，浇筑式沥青混凝土需要高温拌和，制作之后几乎无空隙，采用浇注式方法摊铺，是具有一定流动性，不需要碾压，冷却即成型的一种沥青混凝土。这种混凝土的性能优点有以下几点：

（1）水密性好。和其它碾压式的沥青混凝土不一样的地方在于，浇筑式沥青混凝土由于其特性，它的空隙率约为0 %，用这种沥青混凝土作为结构层，水是基本透不过去的。所以如果使用浇筑式沥青混凝土作为工程材料使用，可以不用再建防水层，或者简化防水系统的构成。

（2）耐久性好。浇筑式沥青混凝土因为内部空隙率很少，即使内部有微小的空隙，也是不连通封闭的，在这种水分无法渗入，水气也无从透入的结构层中，避免了沥青混凝土在施工使用过程中因为接触水（空）气而容易老化、脆化，发生性能衰变，所以它的耐久性好^[1]。

（3）耐磨性好。和一般的加热拌和式沥青混凝土相比，由于矿粉量多，矿粉沥青的凝聚力非常强，所以非常耐磨耗。

（4）冲击性好。比加热拌和式沥青商品混凝土耐冲击。

（5）滑性好。当沥青还没有凝固，表面还是热的时候，预拌一部分的黑色石屑，并将其撒入浇筑式沥青混合料内，经过搅拌拌和使它们结合成一个整体，提高了整体的抗滑性。

（6）缩变形小。因为材料内部几乎没有空隙，所以交通荷载不能产生压缩变形。

（7）结性好。因为是浇注施工，和钢桥面板、水泥商品混凝土桥面板、甚至道路多种基层粘着牢固。

（8）不需碾压。利用其流动性浇注摊平，不需碾压，因此在限载的桥梁或狭窄的地方都可施工。

（9）随从变形能力和疲劳抗裂性能好。铺装层在气候和交通条件的双重作用下，具有很好的柔韧性，是因为浇筑式沥青混凝土有较高的沥青含量，这使得其可以在不停的变形弯曲的时候还能保持性能不变，因为这样所以它也可以随着结构层变形但是不产生裂纹等损坏结构的现象。

（10）整体性强。浇筑自流成型是浇筑式沥青混凝土施工时经常采用的施工工艺，铺装层的整体性良好是因为这样施工铺装层不仅在水平面具有很强的结合力，而且在竖直面抗变形能力很强。

不仅有这些优点，在某些地方只能用浇筑式沥青混凝土而不能用普通的碾压式混凝土，比如中央分隔带还有人行横道，这些地方都是用机械碾压十分不方便不好实施的地方，所以只能用浇筑式沥青混凝土。

浇筑式沥青混凝土在国内外被广泛的应用于桥面铺装，是因为浇注式沥青混凝土具有许多别的混凝土不具有的优点，用这种浇筑式沥青混凝土施工后的使用性能更好。我国后来也开始研究并使用浇筑式沥青混凝土的相关技术，并在实际工程中运用实践了多次^[1-4]，如南京长江大桥第四大桥等。

但是也有许多病害出现在运用的过程中，主要的病害有：拥包；鼓包车辙；层间；滑移和推挤，等等。因为浇筑式沥青混凝土层在极度的低温与高温条件下，大气温度的变化对其性能的变化影响很大，所以如果材料性能达不到要求，是很容易产生病害的。因此沥青混合料的变形协调能力、抗疲劳特性、高温稳定性、低温抗裂性和耐久性方面必须在钢桥面铺装混合料的设计和研究中取得平衡。浇注式沥青混凝土拌合及摊铺时的温度都比较高，所以其高温稳定性不足，但是变形协调能力较好，在我国南北气候差异大，国土辽阔的背景下，与其他的国家相比，我国对浇注式沥青混凝土钢桥面铺装的使用性能要求更高一些。而且因为夏季高温问题，浇注式混凝土需要具有较好的高温稳定性。因此提高桥面铺装使用寿命可以通过进行浇注式沥青混合料的配合比设计，进而改善它的路用性能而达到。

1.2国内外研究现状

1.2.1国外研究现状

浇筑式沥青混凝土起源于德国，问世与1917年，现在的“浇筑”是德语原文“河流”慢慢引申而来。浇注式沥青混凝土就在德国20世纪就开始被研究，并在建筑防水层和铺面工程中大量引用浇筑式沥青混凝土。之后开始逐步将其应用于钢桥，在对Zoo 、Mulheim、奥博卡斯勒桥等钢桥的施工中发现与其他的沥青混凝土相比，浇注式沥青混凝土有更加好的性能优势，所以德国开始广泛使用浇筑式沥青混凝土这种材料在实际施工中。在德国浇注式沥青混凝土一般是用针入度为2mm~5mm的直镏沥青与部分的湖沥青混合搅拌制成与其他国家相比德国在浇筑式混凝土的集料上没有什么不一样，但是在集料的级配上有一定自己的特色^[5]。

在英国，最开始是在钢桥面铺装（尤其是悬索桥）中使用浇注式沥青混凝土，因为英国喜欢用材料特性命名，因而沥青玛蹄脂（简称MA）是它的新名字，在英国钢桥面铺装中浇注式沥青混凝土的使用十分广泛，其是一种混合料由粗集料、细集料、沥青结合料以一定的比例配制而成，沥青结合料是使用湖沥青（TLA）为主体掺配一定比例的~普通石油沥青而拌制成的，湖沥青（TLA）的掺配比例一般为50%~70%，这个比例算是比较高的^[6]。而且在英国，浇注式沥青混凝土所使用的粗集料、细集料都需要经过严格的指标筛选，主要用间接拉伸、车辙率等实验来对浇筑式沥青混凝土设计进行材料检测和性能评估。

起源于欧洲的浇注式沥青混凝土，却在日本被发扬光大。日本在50年代开始研究钢桥面铺装，并且东京都的新六桥是日本第一座用沥青混凝土技术完成铺装的桥梁，完工于1955年。

德国技术传入日本后，1956 年的日本根据自己国家的国情以多田宏行先生为代表的铺装专家，发明了一整套更加适合他们国家的施工方法，通过对德国所使用的材料与技术做了符合日本本地情况的调整而实现了这一目的^[7] 。浇注式沥青混凝土施工在日本具有以下特征：

①浇注式沥青混凝土施工厚度一般都在5cm 之内；

②浇注式沥青混凝土 普通沥青混凝土铺装结构在车辙、裂缝和剥落等病害上比其它任何铺装结构形式都轻的多。而双层浇注式沥青混凝土铺装裂缝情况也比较轻，但车辙情况仍然是最严重的；

③主要病害是裂缝，但是较少有车辙等破坏现象发生；

④使用时间都超过了10 年，而与此同时在10年的使用过程中基本上没有出现任何病害；

1.2.2国内研究现状