沥青混合料的分类方法取决于矿质混合料的级配组成、矿料的公称最大粒径、沥青混合料的压实空隙率、沥青品种以及沥青混合料的制造工艺等。按照材料组成和结构类型分为连续级配、间断级配沥青混合料;按矿料级配组成及沥青混合料压实后的剩余空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配沥青混合料以及间断级配沥青混合料;按公称最大粒径可分为特粗式(公称最大粒径等于或大于31.5毫米)、粗粒式(公称最大粒径26.5毫米)、中粒式(公称最大粒径16毫米或19毫米)、细粒式(公称最大粒径9.5毫米或13.2毫米)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5毫米)的沥青混合料;按照制造工艺又可分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、温拌沥青混合料、再生混合料等。
沥青混合料作为建筑材料可以追溯到5000年前的古代巴比伦王朝。那时使用的是天然状态的沥青类材料,主要用作密封料。约公元前600年,在巴比伦铺筑了第一条沥青路面,随后该技艺失传,直至1833年在英国开始铺筑煤沥青碎石路面,1854年在巴黎首次采用碾压法铺筑沥青路面,1870年在伦敦、华盛顿、纽约等地采用沥青铺筑路面。1920~1930年,第一代沥青混合料拌和设备投入使用。沥青混合料是现代道路路面结构的主要材料之一,广泛应用于各类道路路面,尤其适合高速行车道路路面。
密实式沥青混凝土(dense-graded asphalt concrete; AC)混合料是由按连续密级配原理设计的矿料与沥青结合料拌和而成,设计空隙率为3%~6%。按照矿料在关键性筛孔的通过率,AC混合料分为粗型(C型)及细型(F型)混合料。在国内外道路工程和桥面铺装工程中,AC混合料的应用最为广泛。
排水性沥青混合料是一种开级配沥青磨耗层(open-graded friction course; OGFC)混合料,由高黏度沥青结合料、高含量粗集料、少量细集料和填料(矿粉)组成,设计空隙率一般在18%~25%。OGFC混合料属于骨架空隙型结构,用其所铺筑的沥青面层具有迅速排除路表水、减少行车水雾、防水漂、抗滑、降噪等特性,有利于行车安全与环境保护。OGFC混合料适用于行驶中轻型车辆的高速公路、城市快速路以及高架桥、隧道铺面等工程。
20世纪60年代,欧洲国家研究开发了空隙率达到18%~25%、厚度为4~5厘米的磨耗层,因其高空隙特征,被称为多孔性磨耗层或多孔性防滑层;因其路面能迅速地排水,被称为排水性沥青路面;因其多孔性路面具有降低噪声的功能,又被称为低噪声沥青路面。70年代,美国研究开发了开级配抗滑磨耗层(open-graded friction course; OGFC),取代过去的表面处治,如封层、石屑封面等。OGFC混合料不完全与欧洲的排水性路面相同,其空隙率一般为15%左右,铺筑厚度一般仅为1.9~2.5厘米,主要提供良好的抗滑性,并不具备充分的排水功能,故实际上属于一种超薄沥青磨耗层。
沥青碎石是沥青稳定碎石混合料的简称,是由适当比例的粗集料、细集料及少量填料(或不加填料)与沥青结合料拌和而成。按照混合料空隙率、集料公称最大粒径、填料数量的多少,沥青碎石分为密级配沥青碎石ATB(用于道路路面基层)、开级配沥青碎石OGFC和ATPB(用于道路路面排水基层)。
沥青浇注式材料又称浇注式沥青混凝土,是由高含量且高黏度沥青、高剂量填料(矿粉),有时还加入纤维材料,再配以适量的集料,在220℃以上高温条件下,经过长时间的搅拌熬制形成的一种黏稠且又有很好流动性的沥青混合料。浇注后用馒刀抹平,可不需要碾压,冷却后即能密实成型。浇注式沥青混凝土属于典型的悬浮密实型结构,其强度主要取决于沥青与填料交互作用而产生的黏聚力。由于浇注式沥青混凝土密实不透水,耐久性好,同时又有极好的黏韧性,适应变形能力强,与钢桥桥面变形有很好的随从性,特别适用于大中型桥梁的桥面铺装,尤其是大跨度的斜拉桥和悬索钢桥。
浇注式沥青混凝土起源于德国,英国、法国以及地中海沿岸国家称之为沥青玛蹄脂;日本称之为高温拌和式摊铺沥青混凝土。英国为提高这种路面的抗滑性,在浇注时趁热撒上预拌沥青碎石,经碾压使碎石嵌入,故称之为热压式沥青混凝土。
沥青玛蹄脂碎石(stone matrix asphalt; SMA)混合料是由沥青玛蹄脂填充于粗集料骨架中所形成的混合料,设计空隙率一般在3%~4%。SMA混合料于20世纪60年代起源于德国,是在浇筑式沥青混凝土的基础上增加碎石用量而发展起来的。SMA混合料属于骨架密实结构,具有耐磨抗滑、密实耐久、抗疲劳、抗高温车辙、减少低温开裂等优点。SMA混合料适用于任何等级的道路,特别适用于高速公路、重交通道路、交叉口、机场道面、桥面铺装等工程。
沥青表面处治指用于沥青表面处治工艺的材料。通常采用沥青与细粒料按层铺或拌和方法进行施工,铺筑厚度1.5~3厘米的薄层路面面层。表面处治面层一般用于三级、四级公路,也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层。对旧沥青路面,沥青表面处治则是一种日常维护的常用措施。