瀝青配合比指導書

1、 瀝青配合比設計指導書 金肅靜 一、接樣。樣品常識集料一般分檔：1、下面層（五檔）： 02.36mm、2.36mm4.75mm、4.75mm13.2mm、13.2mm26.5mm、26.5mm31.5mm。2、中面層（四檔）： 02.36mm、2.36mm4.75mm、4.75mm13.2mm、13.2mm26.5mm。3、上面層（四檔）： 02.36mm、2.36mm4.75mm、4.75mm9.5mm、9.5mm16mm。一般下面層用普通瀝青A-70號中下面層用改性瀝青（浙江屬于夏炎熱冬溫暖1-4區(qū)） 樣品初步檢查1.大致了解下樣品數(shù)量。每檔集料不少于60kg，大致兩袋；瀝青大約15kg。

2、礦粉5kg。如需添加消石灰2.5kg，纖維、抗剝離劑等添加劑所需量較少，1kg或1L即滿足要求。如料不足及時與委托方聯(lián)系，以防耽誤時間。2.初步檢查下集料質(zhì)量。首先看下集料是否干凈，重點檢查下0-2.36的含泥量。（細細一看全是粉末的話大致就不合格了，一般在10%以下比較好。石屑含泥量超標將很麻煩，調(diào)級配時曲線將向上偏，與S型曲線不符，而且導致后期粉膠比超標），確保在0.30.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”。其次看下方解石含量。方解石比較容易看出來，就是集料表面的白晶。（方解石含量超標，將影響集料的粘附性，粘附性和穩(wěn)定度、流值有關(guān)）。如果前兩項不合格，當場告知送樣人，要求換料。二、原材料的檢測。

3、看委托單和設計文件確定原材料所需檢測項目。高速公路中一般需要檢測項目。 70號A級道路石油瀝青的質(zhì)量要求 項 目單位質(zhì)量要求針入度（25，100g，5s）0.1mm6080針入度指數(shù)PI，不小于-1.51.0延度（5cm/min,10），不小于cm20延度（5cm/min,15），不小于cm100軟化點（環(huán)球法），不小于46動力粘度（60），不小于Pa.S180含臘量（蒸餾法），不大于2.0密度（15），不小于g/cm1.01溶解度（三氯乙烯），不小于99.5薄膜加熱試驗163質(zhì)量損失，不大于0.6加熱后針入度比，不小于65延度（10），不小于cm6 SBS改性瀝青(70號A級道路石油瀝青)的

4、質(zhì)量要求 項 目單位質(zhì)量要求(5SBS摻量)針入度（25，100g，5s）0.1mm5070針入度指數(shù)PI，最小0延度（5），不小于cm25軟化點（環(huán)球法），不小于65運動粘度（135），不大于Pa.S3閃點，不小于230溶解度（三氯乙烯），不小于99離析，軟化點差，不大于2.5彈性恢復（25），不小于80RTFOT后殘留物質(zhì)量損失，不大于1加熱后針入度比，不小于65延度（5），不小于cm20瀝青混合料用粗集料質(zhì)量要求 項 目單位質(zhì)量要求石料壓碎值，不大于表面層20其他層24磨光值，不小于表面層42洛杉磯磨耗損失，不大于28表觀相對密度，不小于2.6吸水率，不大于2.0對瀝青的粘附性，不小于表

5、面層級5其他層級4堅固性，不大于12針片狀顆粒含量，不大于混合料表面層12其他層154.75mm13.2mm表面層15其他層1813.2mm以上表面層10其他層12水洗法<0.075mm顆粒含量，不大于粒徑大于4.75mm表面層0.8其他層1.0粒徑236mm4.75mm2軟石含量，不大于表面層2.5其他層3.5方解石含量，不大于10（三）細集料 采用堅硬、清潔、干燥、無風化、無雜質(zhì)并有適當級配的02.36mm機制砂，優(yōu)先選用石灰?guī)r石質(zhì),當條件限制時可選用玄武巖、輝綠巖等其他基性巖質(zhì)，不得選用酸性巖質(zhì)，也不能采用山場的下腳料。瀝青混合料用細集料質(zhì)量要求見表。 瀝青混合料用細集料質(zhì)量要求

6、表4-7項 目單 位質(zhì)量要求表觀相對密度，不小于2.60堅固性（0.3mm部分），不小于12亞甲藍值，不大于g/kg5棱角性（流動時間），不小于s30（四）填料 宜采用石灰?guī)r等堿性石料經(jīng)磨細得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔，礦粉質(zhì)量技術(shù)要求應滿足規(guī)范及設計要求，進場填料按要求進行檢驗。拌和樓回收的粉料不能用于拌制瀝青混合料。瀝青混合料用填料質(zhì)量要求見表。 瀝青混合料用礦粉質(zhì)量要求 表4-8項 目單 位質(zhì)量要求表觀密度，不小于t/m32.60含水量,不大于1親水系數(shù), 小于/1塑性指數(shù)，小于%4粒度范圍0.6mm%1000.15mm%90-1000.075mm%75-100外觀無團粒結(jié)塊為了保證數(shù)

7、據(jù)的代表性，在檢測上述指標前，把袋裝的集料傾倒到在地上進行攪拌，直到均勻為止。其中，集料的篩分、毛體積相對密度、表觀相對密度以及瀝青的相對密度后期體積計算需采用，慎重。（0-2.36mm這檔集料的毛體積密度用坍落筒法做有難度，可采用瀝青設計規(guī)范中允許的另外一種方法，用同批料中的2.36-4.75集料的毛體積密度代替）。但是0-2.36mm這檔料要按照篩分情況來具體判定用哪種方法做毛體積相對密度，具體可以參照集料試驗規(guī)程。凡以上指標有不合格的建議施工單位換料。三、試配三條曲線 為了更清楚的講解。以AC-13C為例。首先確定設計級配范圍 表1 AC-13C瀝青混合料工程設計級配范圍篩孔1613.2

8、9.54.752.361.180.60.30.150.075上限100100785639251915128下限100956442271510764級配范圍如有設計文件遵從設計文件，如無說明則從公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范上得到。篩分結(jié)果如下表2 各檔礦料和礦粉的篩分結(jié)果篩孔集料通過篩孔（方孔篩，mm）百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#100.096.110.30.30.30.30.30.30.30.32#100.0100.096.71.90.00.00.00.00.00.03#100.0100.0100.088.73.51.61.41.31

9、.31.34#100.0100.0100.099.783.455.938.228.220.614.9礦粉100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.998.484.1把以上數(shù)據(jù)輸入Excel表格中，得到如下圖1。 調(diào)整圖1黃色部分的數(shù)字，意即調(diào)整各檔料的級配組成，可以使以合成級配變化。（圖1黃色部分為各檔料的比例，所以和要滿足100，合成級配不能超出表1的設計范圍。） 下圖為級配曲線圖，紅色數(shù)據(jù)是設計級配的上下限，x軸是篩號的半對數(shù)坐標，y軸是質(zhì)量通過百分率。上文提到的合成級配不能超出設計級配范圍的上下限，在圖3中所表達的意思是中間的級配曲線不能超出紅線所包含的

10、部分。 既然是試配三條曲線。那么要配出怎么樣的曲線呢？AC曲線要如下幾點要求。1. 曲線一定要在紅線所包圍的內(nèi)部。2. 曲線不能有太多的鋸齒形交錯。3. 0.30.6篩號上不能有駝峰。4. 消石灰用量不能超過1%5. 礦粉用量不宜過多，一般13%。6. 曲線盡量成s型。（s型曲線表示中等集料較多，高溫和低溫性能更好）7. 三條曲線應是不同類型。粗、中、細各一條。（曲線越靠上限表示越細；三條曲線盡量不要靠邊）8. 控制關(guān)鍵篩孔，關(guān)鍵點。AC-13C的關(guān)鍵篩孔是2.36，要求其通過率小于40，并且盡量讓其居設計范圍的中間。（關(guān)鍵篩孔查瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范所得，AC-13關(guān)鍵點是0.075、2.36

11、、4.75，后面對各種指標影響很大）9. 考慮集料性質(zhì)。（常見得集料有，玄武巖用于上面層，石灰?guī)r用于中下面層，凝灰?guī)r用于下面層。0-2.36這檔料一般用石灰?guī)r）下面圖表中的經(jīng)驗數(shù)據(jù)已經(jīng)對關(guān)鍵篩孔和關(guān)鍵點進行了控制并縮小了試配范圍，值的推薦。（省交工張宇提供） AC-13C玄武巖篩孔1613.29.54752.361.180.60.30.150.075上限10093.569.540.52817.512865下限1009781.55034292215117曲線確定好之后，就得到了合成級配，與集料組成下面是集料組成與合成級配組成一起的表格。 三種級配的設計組成結(jié)果級配類型(用料比)通過下列篩孔（方孔

12、篩，mm）的質(zhì)量百分率（%）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配1(30.0:25.0:10.0:34.0:1.0)100.098.872.344.429.920.314.211.18.26.1級配2(27.0:25.0:9.0:38.0:1.0)100.098.975.047.533.122.415.712.19.06.7級配3(24.0:25.0:10.0:40.0:1.0)100.099.177.750.434.923.716.512.19.47.0四、預估瀝青混合料的油石比Pa Pa=Pal*sb1/sbPal已建類似工程瀝青混合料的標準油石比，

13、%sb1已建類似工程集料的合成毛體積相對密度sb礦料的合成毛體積相對密度。已建類似工程瀝青混合料的標準油石比、已建類似工程集料的合成毛體積相對密度可以翻閱以往的報告得知。礦料的合成毛體積相對密度計算公式如下：P1Pn， 瀝青混合料中各檔礦料比例，%。P1+.Pn = 1001n 瀝青混合料中各檔礦料的毛體積相對密度。計算得sb=2.759查從前的報告得知Pal=5.0 sb1=2.760 所以預估瀝青混合料的油石比Pa=5.0 五、馬歇爾擊實 1.稱量 從上文得到試配的三條曲線級配組成，和預估的油石比。篩號9.5-13.24.75-9.54.75-2.360-2.36礦粉預估油石比級配1302

14、5103415.0級配2272593815.0級配32425104015.0已知各檔料的比例我們就可以配料了。用做擊實的集料必須是干燥的。稱料的質(zhì)量精確到1g為宜。以級配1為例子。每個級配擊實5個馬歇爾試件（多一個以防失誤），每個試件大約重1300g（玄武巖1300，石灰?guī)r大約1200g，凝灰?guī)r大約1100g），集料總量=5*1300=6500g， 9.5-13.2 集料所需質(zhì)量=集料總量*比例=6500*30%=1950g4.75-9.5 集料所需質(zhì)量=集料總量*比例=6500*25%=1625g 2.36-4.75 集料所需質(zhì)量=集料總量*比例=6500*10%=650g0-2.36 集料

15、所需質(zhì)量=集料總量*比例=6500*34%=2210g礦粉所需質(zhì)量=集料總量*比例=6500*1%=65g瀝青 所需質(zhì)量=集料總量*油石比=6500*5%=325g 2.加熱 將上述質(zhì)量的各檔集料稱好放在一個搪瓷盤中置于烘箱中加熱（礦粉單獨放小盤子加熱溫度與集料相同，消石灰亦同）。利用瀝青布氏旋轉(zhuǎn)粘度試驗畫粘溫曲線，宜以粘度為（0.17±0.02）Pa.s時的溫度作為拌合溫度范圍；（0.28±0.03）Pa.s時的溫度作為壓實成型溫度范圍。如果沒有得到粘溫曲線，下表就是常用的溫度。 普通瀝青（A-70）SBS改性瀝青攪拌鍋溫度165180瀝青加熱溫度163180礦料加熱溫度

16、180190瀝青混合料拌合溫度160170試件擊實成型溫度150160*需加纖維時，溫度再提高10。*集料最少要加熱兩個小時以上。3.成型試件。 1. 倒料。把烘箱中的集料瀝青倒入攪拌鍋中。第一步，倒入集料，在集料中間挖一個坑。（速度盡量快點 ，以防溫度損失）第二步，將瀝青倒入集料的坑中，用邊上的集料覆蓋。（瀝青一般當場稱量，瀝青的溫度需用紅外線溫度計控制，并且不停的攪拌）第三步，啟動機器，攪拌1分半鐘。第四步，加入礦粉。第五步，啟動機器，繼續(xù)攪拌1分半鐘。*如配合比中添加消石灰，則在此次攪拌后再進行添加，如需添加纖維，則在加入瀝青之前先行與集料攪拌均勻。*瀝青混合料總攪拌時間不低于3分鐘，直

17、到無花白為止。在每一次攪拌結(jié)束后都進行溫度測量，適當調(diào)整攪拌鍋溫度。 2.裝模擊實。 瀝青混合料攪拌好之后規(guī)范要求放人烘箱保溫老化2小時，但是因為時間的要求，實際情況是攪拌好之后就開始稱料了。（玄武巖1300，石灰?guī)r大約1200g，凝灰?guī)r大約1100g） 用托盤在電子天平上稱取1300g，（從攪拌鍋里取料時，注意粒徑、溫度的均勻性，適當?shù)臄嚢韬笤偃。?。分三次倒入剛從烘箱拿出來的標準試模中，（試模與底座同集料一起保溫，試模底部墊濾紙），第一次倒入些許細料（大約六七十克），第二次倒入1200g左右，用大螺絲刀進行插搗，邊緣15次，中間10次，插搗應有力量，每次盡量到底。最后倒入剩余六七十克細料，調(diào)

18、整表面成凸圓弧面，加濾紙覆蓋。插入溫度計檢查試件中心溫度，溫度符合時開始擊實。AC-13C的擊實次數(shù)是雙面75次。將底座、試模、護筒一起裝到擊實儀上。調(diào)整計數(shù)次數(shù)75次，啟動，結(jié)束后，再反一面，結(jié)束。擊實結(jié)束后，立馬取出試件，用游標卡尺量取試件兩面深度。在試件上畫個十字架，量取對稱四個點高度平均。試件高度=標準試模高度-（試件正面深度+反面深度）=87.0-（13.5+10.0）=63.5mm（試件高度范圍63.5±1.3mm） 調(diào)整后混合料質(zhì)量=要求試件高度*原用混合料質(zhì)量/所得時間的高度。 剝?nèi)V紙。（濾紙要及時剝?nèi)?，等試件冷卻后不容易剝）試件放常溫下24小時脫模。（如有緊急情況

19、，試模可以用風扇、浸水等方式快速降溫，但是對后期穩(wěn)定度有影響） 影響試件的兩個重要因素：擊實功和溫度擊實功控制要點：儀器每隔6個月做次比對儀器底座是否松動 擊實前滑錘涂上潤滑油（106室中辰鑫的擊實儀需柴油） 計數(shù)器是否正常溫度控制要點：室溫烘箱里的瀝青、集料溫度及保溫時間。 集料從烘箱里倒入攪拌鍋時的速度。 從攪拌鍋稱取混合料到擊實開始的時間（1分鐘內(nèi)） 攪拌鍋的溫度（由于攪拌鍋加熱的部位在底部，需不停的攪拌混合料，混合料較多時攪拌鍋溫度適當提高，反之亦然）擊實溫度對高度及性能指標的影響：當溫差在10時，h增加約05 mm，VV和礦料間隙率(VMA )加0.5%mm，VFA降低約3%；當溫差

20、在15時，h增加約1.4 mm， VV和VMA增加約07 ，VFA大約降低約3%；當溫差于等于20時，h增加1mm以上，VV和VMA大約增加1%以上，VFA降低5以上。這說明：隨著擊實溫度的降低，試件的擊實高度趨于增大， VV和VMA趨于增大，VFA趨于減?。粶夭顚︸R歇爾擊實試件的內(nèi)在質(zhì)量影響顯著，應該避免擊實過程中的溫度離析。當溫差小于等于10時，溫差對劈裂強度的影響小于等于1O ，對TSR的影響小于2 %；當溫差大于等于15時，對劈裂強度的影響大于等于15 ，對TSR的影響亦大于等于25；當溫差大于等于25時，對劈裂強度的影響大于20%，對TSR的影響大于4.5%下圖可以適當參考。 六、馬

21、歇爾試件數(shù)據(jù)的處理 首先量取試件的高度。試件不合格即淘汰，一組試件要保證大于等于3個。 測得試件的毛體積相對密度和吸水率。（吸水率2%，不能用網(wǎng)籃法）最后獲得試件的馬歇爾穩(wěn)定度和流值指標。七.體積指標的計算。 下面表格中的內(nèi)容是體積指標計算所需用到的數(shù)據(jù)，來源于前期原材料的檢測 集料及瀝青密度試驗結(jié)果材料名稱表觀相對密度毛體積相對密度吸水率（%）1#（9.516mm）2.9242.8141.332#（4.759.5mm） 2.9182.8161.263#（2.364.75mm）2.7632.7070.764#（02.36 mm） 2.7632.707/礦粉2.703/瀝青相對密度（25）1.0

22、27 以級配1為例，輸入所需的數(shù)據(jù)就得到了下面這個excl表格。表格中計算公式均出自規(guī)范JTG F40-2004. 因為本次講解的對象是改性瀝青，所以用下列公式：P1Pn， 瀝青混合料中各檔礦料比例，%。P1+.Pn = 1001n 瀝青混合料中各檔礦料的毛體積相對密度。P1Pn， 瀝青混合料中各檔礦料比例，%。P1+.Pn = 1001111n 瀝青混合料中各檔礦料的表觀相對密度利用公式（15）算出吸水率八、怎樣理解體積指標公式太多不容易記住和理解。下圖有助理解。Vtolal為空氣體積，Vb為瀝青結(jié)合料體積，Vs為礦料體積。由于礦質(zhì)集料會吸收一部分瀝青，因而一般說，Vb+VsVb+s，這些體

23、積參數(shù)還可以進一步分解成以下組成部分：Vbe為有效瀝青體積，Vba為礦料吸收瀝青體積，Vsb為集料毛體積，Vse為集料有效體積，Vsa為集料的表觀體積。經(jīng)過以上種種步驟，得到初試級配的瀝青混合料性能指標分析結(jié)果 初試級配的瀝青混合料性能指標分析結(jié)果級配類型油石比(%)毛體積相對密度空隙率(%)VMA(%)飽和度(%)穩(wěn)定度(kN)流值(mm)級配15.02.4754.914.866.617.033.68級配25.02.4864.414.369.317.454.02級配35.02.4973.813.872.118.063.15規(guī)范要求/3.55.5146575>8.02.05.0從上面的數(shù)

24、據(jù)看來，級配2的指標比較理想。各種指標合格并且比較居中。級配1的飽和度比較偏下限，空隙率稍大。級配3空隙率較小，如果再減小油石比使空隙率變大的話，VMA將會不達標。由各組體積分析結(jié)果，根據(jù)經(jīng)驗選取級配2為設計級配。 礦料配合比 混合料 類型下列各種礦料所占比例（%）級配29.5-16mm4.75-9.5 mm2.36-4.75 mm0-2.36 mm礦粉AC-13C27259381九、確定最佳油石比 按級配2設計的礦料比例配料，采用五種油石比，五種油石比以0.5為間隔，兩個油石比大于預估油石比，兩個小于預估油石比，一個等于預估油石比，進行馬歇爾穩(wěn)定度試驗，試驗結(jié)果見表6，設計級配合成毛體積相對

25、密度2.759，級配合成表觀相對密度2.838。（擊實、計算皆與選級配時過程相同） 表6 AC-13C型設計配合比馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果級 配類 型油石比(%)穩(wěn)定度(kN)流值(mm)空隙率(%)VMA(%)飽和度(%)毛體積相對密度最大理論相對密度AC-13C4.016.133.057.715.249.32.4352.6394.516.643.646.214.958.22.4562.6195.017.454.024.414.369.32.4862.6005.517.184.383.914.873.92.4812.5816.016.654.793.515.577.62.4742.563要求/&

26、gt;8.02.05.03.55.5146575/馬歇爾穩(wěn)定度試驗結(jié)果，分別繪制密度、穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度、VMA與油石比的關(guān)系曲線，從曲線上找出相應于最大密度、最大穩(wěn)定度及空隙率范圍中值、瀝青飽和度范圍中值對應的四個油石比，求出四者的平均值作為最佳油石比初始值OAC1，作圖求出滿足瀝青混凝土各項指標要求的油石比范圍（OACmin，OACmax），該范圍的中值為OAC2，如果最佳油石比的初始值OAC1在OACmax與OACmin之間，則認為設計結(jié)果是可行的，可取OAC1與OAC2 的中值作為目標配合比的最佳油石比OAC，并結(jié)合交通與氣候特點論證地取用，最終得最佳油石比。由作圖法可知與最

27、大密度、最大穩(wěn)定度、空隙率范圍中值和瀝青飽和度范圍中值對應的四個油石比分別為5.1、5.1、4.98和5.05，四者的平均值為5.0%，此即為最佳油石比的初始值OAC1。同時由各項指標與油石比的關(guān)系圖可得符合各指標要求的油石比范圍為4.85.6，其中值為5.2，此即為OAC2，OAC1與OAC2的平均值為5.1%，根據(jù)經(jīng)驗確定本次目標配合比設計最佳油石比為5.1%。 圖2 穩(wěn)定度、密度、流值、空隙率、VMA、飽和度與油石比的關(guān)系十、瀝青混合料的性能驗證試驗 進行最佳油石比下的浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂的殘留強度比、動穩(wěn)定度、低溫彎曲試驗破壞應變來檢驗設計瀝青混合料的各項性能。（驗證全套）浸水馬歇爾試驗（抗水性能）表8 最佳油石比下的浸水馬歇爾檢驗混合料類型馬歇爾穩(wěn)定度（kN）浸水馬歇爾穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度S0（%）要求（%）AC-13C17.5017.0097.185參考圖一例，空隙率對殘留穩(wěn)定度的影響凍融劈裂的殘留強度比表9