瀝青AC-20C級配設(shè)計最佳油石比

1、習題二：1、廣東省某高速公路瀝青路面為三層式結(jié)構(gòu)，中面層結(jié)構(gòu)為AC-20C,設(shè)計要求為：設(shè)計空隙率VV (%為36、穩(wěn)定度(kN)為：不小于8,流值(mm為:1.54,礦料間隙率 VMA(% 為：不小于 13.5,飽和度 VFA(% 為：6575。所用材料如下：AH-70普通瀝青，相對密度為 1.033 ,所用礦料篩分結(jié)果及 AC-20C級配范圍見表1,礦料密度見表2。馬歇爾體積參數(shù)見表3,試根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004 )馬歇爾設(shè)計方法進行 AC-20C級配設(shè)計并確定最佳油石比。表1礦料級配礦料通過卜列篩孔(mm的質(zhì)量百分率191613.29.54.752.361.

2、180.60.30.150.07510 2066.135.511.11.40.90.90.90.90.90.80.810 1590.440.37.01.51.01.01.00.90.90.90.9510100100.087.412.20.40.40.40.40.40.40.30510010010099.112.20.30.20.20.20.20.2礦粉10010010010090.853.240.529.922.316.910.2AC-20 級 配上限1009280725644332417137AC-20 級 配下限907862502616128543表2礦料密度礦料毛體積相對 密度表觀相對密

3、度10 162.6912.73310 152.6872.7355102.6732.73605r /2.659礦粉/2.668油石比 (衿高度(mm空中重 (g)水中重 (g)表干重 (g)吸水率 (%毛體積相 對密度理論最大 相對密度試件的空隙率VV礦料間隙率VMA瀝青飽和度VFA穩(wěn)定度(KN)流值(mm3.563.51154.32677.041160.078.7621.563.31149.56674.961157.779.1221.564.21162.35682.791170.158.1219.863.81156.78677.541163.588.5621.363.71155.75678.0

4、81162.898.6421.04.063.51163.25682.891168.599.5723.563.61162.58682.531166.9410.2521.363.21159.87679.061163.559.8924.563.71168.53687.401173.888.9525.363.51163.56682.971168.249.6723.74.562.91170.23688.461173.639.8929.863.41168.59688.601171.4910.2923.563.51171.25688.891173.6710.5422.663.81175.46690.5611

5、77.9011.1224.763.41171.38689.121174.1710.4625.25.063.41178.56696.971180.9811.0430.263.51179.56699.031182.4611.2128.763.61182.35698.131184.2911.8531.563.81191.20705.251193.6412.2532.063.61182.92699.851185.3411.5930.65.563.51189.56703.101191.0212.4333.4AC-20馬歇爾最佳瀝青用量試驗結(jié)果表-363.81192.56705.781193.5411.4

6、532.564.21200.56710.701202.5312.4536.563.21185.69701.191188.1212.3634.863.71192.09705.191193.8012.1734.31、瀝青混合料礦料級配的確定在組成瀝青混合料的原材料選定后，瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)在很大程度上取決于集料間的級配組成，瀝青混合料由于集料的級配不同，可以形成不同的組成結(jié)構(gòu)。根據(jù)對代表性集料篩分結(jié)果，擬定礦料的配合比為1# 2#: 3#:礦粉=43: 26: 30.5: 0.5。根據(jù)代表性集料篩分結(jié)果，合成級配如表3.表3 AC-20C級配各檔料比例及合成級配項目各種篩孔尺寸所對應(yīng)的通過率26

7、.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075各種 集料 所用 比例 及通 過率（%）9.5-26.5mm4310089.160.425.61.61.11.01.00.90.80.80.84.75-9.5mm2610010010010097.25.41.41.31.21.11.00.80-4.75mm30.510010010010010096.067.451.135.421.116.211.8礦粉0.510010010010010010010010010010098.690.3合成級配10010095.383.068.057.031.721.916.812.0

8、7.56.04.5級配中值10095.085.071.061.041.030.022.516.011.08.55.0級配上限1001009280725644332417137級配下限1009078625026161285431007060通40合成級配90803020100圖1 AC-20C級配曲線圖2、確定最佳瀝青用量雙永高速公路瀝青下面層 AC-20C級配瀝青混合料，采用馬歇爾試驗確定瀝青混合料的最佳油石比。每組瀝青混合料按照公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規(guī)程(JTJ 052 2000)的要求，估計最佳油石比為中值，以0.5%間隔變化油石比，配置 5種不同的油石比成型試件，分別在規(guī)定的試驗溫

9、度及試驗時間內(nèi)用馬歇爾儀測定穩(wěn)定度和流值，同時計算空隙率、飽和度及礦料間隙率，然后按照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)規(guī)定的方法確定最佳油石比。2.1、 最大理論相對密度的計算。根據(jù)已確定的各檔礦料比例、表觀相對密度、毛體積相對密度、瀝青相對密度 Tb (25C/25C),等，根據(jù)公式：(1) wx= (1/ Y sb-1/ Ysa) *100= (1/2.887-1/2.938 ) *100=0.60 C=0.033 w x2-0.2936 3 x+0.9339=0.77(3) T se=C* T sa+(1-C)* 丫 sb =2.926(4) Tti =(100+Pa

10、i)/(100/ T se+Pai/ 丫 b)計算可得不同油石比對應(yīng)的最大理論相對密度如下表：表4最大理論相對密度Pai (%3.093.624.164.705.25Y ti2.7722.7482.7242.7012.6792.2、 馬歇爾擊實根據(jù)已確定的合成級配配制合成礦料，并按規(guī)程JTJ052-2000試驗方法拌制混合料進行馬歇爾擊實，用馬歇爾試驗確定最佳油石比，分別以油石比3.09%, 4.62%, 4.16%, 4.70%, 5.25%成型馬歇爾試件(雙面各擊實75次)，擊實后的試件冷卻至室溫脫模，測定其各項物理力學指標，其結(jié)果表6:表5瀝青混合料試驗指標油石比(油用量)(為混合料的各

11、項技術(shù)指標Y f丫 sb丫 tVV (%VMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度(KN)流值(0.1mm)3.09 (3.0)2.5802.8872.7726.913.347.913.0131.03.62(3.5 )2.5912.8872.7485.713.457.513.6934.14.16(4.0)2.5962.8872.8244.713.765.714.4735.34.70(4.5)2.6002.8872.7013.814.073.113.536.35.25(5.0 )2.6042.8872.6792.814.380.312.9139.12.3、 繪制VMA VFA密度、馬歇爾穩(wěn)定度、流值與油石比

12、關(guān)系如圖:2.61度 2.6。密2.592.58油用量圖2密度與油用量關(guān)系15.0014.0013.0012.00圖3穩(wěn)定度與油石比關(guān)系圖油用量圖4空隙率與油石比關(guān)系o o o Omro值流30.05.03.03.54.04.5油用量圖5流值與油石比關(guān)系圖油用量率隙間圖6 礦料間隙率與油石比關(guān)系圖O3OOO 及及 8 8 7o OO及7 6 6o OO及65 5 4%度和飽圖7飽和度與油石比關(guān)系圖穩(wěn)定度空隙率流值飽和度 礦料間隙率共同范圍3.03.54.04.55.02.6、 根據(jù)其關(guān)系圖，得到如下數(shù)據(jù)：根據(jù)試驗結(jié)果，因密度無最大峰值，故 OAC取目標空隙率5.0%寸所對應(yīng)的油用量為3.75%

13、。再從圖可得OACmin= 3.90%, OACmax=4.60%則OAC2=(OACmin+OACn)aX2=4.25%,即止匕目標配合比最佳油用量 OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.00%|3最佳油石比為 OAC=4.16%故我部確定其最佳油石比為4.16%,即最佳瀝青用量為4.0%。并對該油石比進行驗證試驗結(jié)果如下表：各項指標丫 f丫 sb丫 tVV (%VMA(%VFA(%)穩(wěn)定度)(KN)流值 (0.1mm)殘留穩(wěn)定度(%)規(guī)定值3. 06.065758.0154085實測值2.5952.8872.7244.713.765.614.2934.989.32.7、 檢驗最佳油石比時的粉膠比T se=C) sa+(1-C)* 丫 sb =2.926Pba=(2.926-1.026)/(2.926*2.887)* 1.026*100=23.1%Pbe=4.00-23.1/100*0.956=3.78FB=P0.075/ Pbe=4.5/3.78=1.19FB在0.8-1.2之間符合要求2.8、 有效瀝青膜厚度SA=4.01m2/kgDA=3.78/(1.026*4.01)*10=9.19 m m3、配合比的設(shè)計檢驗3.1水穩(wěn)定性試驗對混合料進行水穩(wěn)定性試驗，進行浸水馬歇爾實驗時，試件分兩組，每組 6個試件