沥青混凝土

沥青混凝土是一种复合材料，通常用于路面路面、停车场、机场，以及堤坝的核心。自二十世纪初以来，沥青混合物已被用于路面施工。它由矿物骨料结合而成与沥青一起，分层铺设，压实。该过程由比利时裔美国发明家EdwardDeSmedt改进和改进。

术语沥青（或沥青质）混凝土、沥青沥青混凝土和沥青混合物通常仅用于工程和施工文件中，这些文件将混凝土定义为由矿物骨料和粘合剂粘合而成的任何复合材料。缩写AC有时用于沥青混凝土，但也可以表示沥青含量或沥青水泥，指复合材料的液态沥青部分。

沥青和骨料的混合是通过以下几种方式之一完成的：

热拌沥青混凝土（通常缩写为HMA）这是通过加热沥青粘合剂以降低其粘度，并在混合之前干燥骨料以去除其中的水分来产生的。混合通常在约300°F（大约150°C）的原始沥青和330°F（166°C）的聚合物改性沥青和200°F（95°C）的沥青水泥下进行。摊铺和压实必须在沥青足够热时进行。在许多国家，摊铺仅限于夏季月份，因为在冬季，压实的基层会使沥青冷却过多，然后才能包装到所需的密度。HMA是一种沥青混凝土，最常用于交通繁忙的人行道上，例如主要高速公路、跑道和机场上的人行道。.它还用作垃圾填埋场、水库和鱼类孵化池的环境衬垫。德克萨斯州拉雷多正在运行的沥青混凝土铺设机温拌沥青混凝土（通常缩写为WMA）这是通过在混合之前向沥青粘合剂中添加沸石、蜡、沥青乳液，有时甚至是水来生产的。这可以显着降低混合和铺设温度，从而减少化石燃料的消耗，从而减少二氧化碳、气溶胶的排放。和蒸气。不仅工作条件得到了改善，而且较低的铺设温度也使表面的使用速度更快，这对于时间安排紧迫的建筑工地来说很重要。在热拌沥青（上图）中使用这些添加剂可以更容易压实，并允许寒冷天气摊铺或更长的运输。温拌的使用正在迅速扩大。一项针对美国沥青生产商的调查发现，2012年生产的沥青中有近25%是温拌沥青，自2009年以来增加了416%。结合WMA和材料回收可以开发更清洁的路面。温拌沥青（WMA）技术具有环境、生产和经济效益。冷拌沥青混凝土这是通过在与骨料混合之前用乳化剂将沥青在水中乳化而产生的。在其乳化状态下，沥青粘度较低，混合物易于加工和压实。足够的水分蒸发后，乳液会破裂，理想情况下，冷混合物将具有HMA路面的特性。冷拌通常用作修补材料和交通较少的服务道路。减少沥青混凝土是一种冷拌沥青，通过在与骨料混合之前将粘合剂溶解在煤油或其他较轻的石油馏分中而生产。在溶解状态下，沥青粘度较低，混合物易于加工和压实。在混合物被放下后，较轻的部分蒸发。由于担心轻馏分中挥发性有机化合物的污染，稀释沥青已在很大程度上被沥青乳液所取代。乳香沥青混凝土或片状沥青这是通过在绿色蒸煮器（混合器）中加热硬质吹制沥青（即，部分氧化的）直到它变成粘性液体，然后添加骨料混合物来生产的。将沥青骨料混合物煮熟（熟化）约6-8小时，一旦准备好，将胶泥沥青搅拌机运送到工作现场，经验丰富的层清空搅拌机，然后用机器或手工将胶泥沥青内容物铺在路。胶泥沥青混凝土通常铺设到大约3⁄4–1的厚度+3⁄16英寸（20–30毫米）用于人行道和道路应用，大约3⁄8英寸（10毫米）用于地板或屋顶应用。高模量沥青混凝土，有时用法语首字母缩写词EMÉ(enrobéàmoduleélevé)表示这使用了一种非常硬的沥青配方（渗透率10/20），有时会进行改性，其比例接近骨料重量的6%，以及高比例的矿物粉（8-10%之间）来制造沥青混凝土层具有高弹性模量（约13000MPa）。这使得与传统沥青相比，可以将基层的厚度减少多达25%（取决于温度），同时提供非常高的疲劳强度。高模量沥青层用于加固作业和建造中型和重型交通的新加固物。在基层中，它们往往表现出更大的吸收张力的能力，并且通常具有更好的抗疲劳性。

除了沥青和骨料之外，还可以添加添加剂，例如聚合物和抗剥离剂，以改善最终产品的性能。

尽管没有使用柏油碎石工艺建造，但用沥青混凝土铺设的区域——尤其是机场停机坪——有时被称为“停机坪”。

已经开发了各种特种沥青混凝土混合物以满足特定需求，例如石基沥青，旨在确保非常坚固的耐磨表面，或多孔沥青路面，其具有渗透性并允许水通过路面排出控制雨水。

不同类型的沥青混凝土在表面耐久性、轮胎磨损、制动效率和道路噪声等方面具有不同的性能特点。原则上，确定合适的沥青性能特性必须考虑到每个车辆类别的交通量，以及摩擦过程的性能要求。

与波特兰水泥混凝土表面相比，沥青混凝土产生的道路噪音更小，并且通常比芯片密封表面的噪音更小。由于轮胎噪音是通过将动能转换为声波而产生的，因此随着车辆速度的增加，会产生更多的噪音。公路设计可能会考虑声学工程考虑，包括表面铺装类型的选择的想法出现在1970年代初期。

关于结构性能，沥青性能取决于多种因素，包括材料、负载和环境条件。此外，路面的性能随时间而变化。因此，沥青路面的长期性能不同于其短期性能。LTPP是FHWA的一项研究计划，专门针对长期路面行为。

除了RAP和RAS，一系列废料可以重新使用来代替原始骨料，或用作再生剂。由再生轮胎产生的橡胶屑已被证明可以提高含有RAP的沥青混合料的抗疲劳性和弯曲强度。在加利福尼亚州，立法授权要求交通部将碎橡胶掺入沥青铺路材料中。在美国各地的沥青混凝土混合物中积极包含的其他回收材料包括钢渣、高炉渣和纤维素纤维。

已经进行了进一步的研究，以发现可以回收到沥青混合物中的新形式的废物。2020年在澳大利亚墨尔本进行的一项研究提出了一系列将废料掺入沥青混凝土的策略。研究中提出的策略包括在沥青粘合剂中使用塑料，特别是高密度聚乙烯，以及使用玻璃、砖、陶瓷和大理石采石场废料代替传统骨料。

再生剂也可以由回收材料生产，包括废机油、废植物油和废植物油脂。