瀝青混合料配合比設計(2)ppt課件

1、 瀝青的外表層，直接蒙受大氣要素和行車荷載的作用，因此瀝青外表層應該具有良好的平整度、抗滑性、耐磨耗性、不透水性、高溫不軟化變形、低溫不脆裂松散和較少裂痕及耐腐蝕性能。瀝青面層性質的好壞取決于所用瀝青和石料的質量，所采用的構造方式以及設計、施工的優(yōu)劣。 一、一、目的配合比設計目的配合比設計 二、消費配合比設計二、消費配合比設計 二、消費配合比設計驗證二、消費配合比設計驗證 優(yōu)選礦料級配，確定最正確瀝青用量，符合配合比優(yōu)選礦料級配，確定最正確瀝青用量，符合配合比設計技術規(guī)范和配合比設計檢驗要求，以此作為目的供設計技術規(guī)范和配合比設計檢驗要求，以此作為目的供拌合機確定各冷料倉的供料比例，進料速度及

2、試拌運用。拌合機確定各冷料倉的供料比例，進料速度及試拌運用。 一根底資料實驗一根底資料實驗 二礦料級配二礦料級配 三馬歇爾實驗三馬歇爾實驗 四最大實際密度測試四最大實際密度測試 五確定最正確瀝青用量油石比五確定最正確瀝青用量油石比 六根據(jù)最正確瀝青用量油石比進展六根據(jù)最正確瀝青用量油石比進展 檢驗實驗檢驗實驗 七實驗報告七實驗報告 1、抽樣原那么 2、單質資料實驗： 瀝青性質實驗 集料性質實驗 在料場取樣應先根除堆腳等處無代表性的部分，再在料堆的頂部、中部和底部，各由均勻分布的幾個不同部位，獲得大致相等假設干份組成一組試樣，總之務必使抽樣樣品具有代表性滿足JTG E42-2005由于樣品對篩分

3、結果影響很大，從而影響礦料級配。 瀝青性質根底實驗 實驗工程及結果見表1 瀝青針入度指數(shù)偏大，對溫度敏感性較高。從而影響瀝青混合料對溫度的敏感性，后果就是溫度高時易車轍，溫度低時易開裂項 目單 位90號石油瀝青A級指標要求試驗結果針入度（25,100g、5s）0.1mm8010082軟化點不小于4443.015延度（5cm/min）cm不小于10010010延度（5cm/min）cm不小于30100針入度指數(shù)PI-1.51.0-1.3-1.360動力粘度pas不小于140163135動力粘度pas0.45175動力粘度pas0.073蠟含量不大于2.21.8閃點不小于245266溶解度%不小于

4、99.599.9密度 （15）g/cm3實測記錄1.013薄膜烘箱質量變化%不大于0.80.08殘留針入度比%不小于5772殘留延度15cm（C級瀝青測量）100殘留延度10cm不小于883 集料篩分采用水篩法。 對粗集料按相應規(guī)范進展了各項目的實驗，實驗工程及結果見表2 ，細集料及填料實驗結果略。 細集料的干凈程度，天然砂以小于0.075顆粒含量表示，石屑和機制砂以砂當量04.75mm或亞甲藍值 02.36mm 或00.15mm 表示。指 標單位指標要求試驗結果試驗方法石料壓碎值 不大于2514.5T 0316洛杉磯磨耗損失 不大于2512.5T 0317表觀相對密度 t/m3不小于2.62

5、.6852.715T 0304吸水率 不大于21.92.42.4T 0304堅固性 不大于109T 0314針片狀顆粒含量（混合料）不大于12、181111.9T 0312水洗法38為F型細型，經過率38為C型粗型，查找規(guī)范規(guī)定的礦料級配范圍。 實例選用AC-16C型 1、滿足關鍵篩孔2.36控制； 2、為確保高溫抗車轍才干，同時兼顧低溫抗裂性能的需求。配合比設計時宜適當減少公稱最大粒徑附近的粗集料用量，減少以0.6以下部分細粉用量，使中等粒徑集料較多，構成S曲線； 3、4.75，2.36，0.075盡量接近中值； 4、設計合成級配不能由太多的鋸齒型交錯，且在禁區(qū)范圍內不出現(xiàn)駝峰 出現(xiàn)駝峰，即

6、表示為一種多砂混合料，或相對總砂量來說細砂太多的混合料，這種級配的混合料在施工期間常會出現(xiàn)壓實問題，并表現(xiàn)為在運用期間抗永久變形由兩部分組成，一部分是由瀝青面層在行車荷載反復作用下進一步壓密產生的，可稱其為壓密形變，另一部分是因瀝青混合料在高溫時強度缺乏以抵抗重輪荷載的反復作用，輪下的部分瀝青混合料產生剪切形變逐漸被擠壓到兩側，使兩側的面層鼓起，產生所謂的側向流動才干缺乏。而且，集料級配經過限制區(qū)容易呵斥礦料間隙率VMA過小，這種級配對瀝青含量過分敏感禁區(qū)內篩孔尺寸（mm）下限上限0.315.515.50.619.125.11.1825.631.62.3639.139.1 根據(jù)集料篩分結果，計

7、算各集料在每個篩孔的經過率留意石屑的除塵處置普通篩底剔除3/4，0.075剔除2/3，0.15剔除1/2，0.3剔除1/3運用電算法進展礦料配合比，圖例x軸坐標為xdi0.45，實例“A04長琿高速公路上面層AC16C-陳級配下S-4 .xls。 1、配料 2、馬歇爾試件成型 3、馬歇爾試件的物理目的測試 4、馬歇爾穩(wěn)定度實驗穩(wěn)定度，流值 對含泥量較大的粗集料，要剔除0.075mm以下含量，尤其留意石屑模擬除塵。 預估最正確油石比,以0.30.5為間隔，在最正確油石比上下共5個油石比進展拌制。 馬歇爾試件成型溫度控制，各溫度對混合料性質的影響、對試件成型高度的影響。 拌和要充分； 同一油石比，

8、每一個馬歇爾試件的成型樣品要盡量堅持一致，防止離析，以免呵斥每個試件的性質不同； 嚴厲控制試件高度，62.264.8mm工序90號石油瀝青試驗室一般選擇控制溫度瀝青加熱溫度（）150160150（防止瀝青老化）礦料加熱溫度（）集料加熱溫度比瀝青溫度高1030160瀝青混合料拌和溫度（）140160150試件擊實成型穩(wěn)度（）130150140 試件充分吸水試件充分吸水 網籃要全部沒水網籃要全部沒水 堅持同一水位堅持同一水位 用擰干的濕毛巾擦拭試件外表，不得吸用擰干的濕毛巾擦拭試件外表，不得吸走空隙內的水走空隙內的水 水溫宜為水溫宜為252522 根據(jù)試件多少，試件放入前可將水浴溫根據(jù)試件多少，試

9、件放入前可將水浴溫度適當調高，飽水后一定要調回度適當調高，飽水后一定要調回60 壓頭飽水壓頭飽水 樣品不少于1500g； 將瀝青混合料團塊仔細分散，粗集料不破碎，細集料團塊分散到小于6.4mm； 水溫252，浸沒混合料； 加外表活性劑，氣泡充分排出； 稱量水中時，假設傾斜入水時，切忌混合料與空氣接觸，否那么必需重新抽真空。 1、根底計算、根底計算 2、按施工規(guī)范規(guī)范控制馬歇爾設計、按施工規(guī)范規(guī)范控制馬歇爾設計 3、VMA技術規(guī)范選擇技術規(guī)范選擇 4、檢查、檢查OAC所對應的目的能否符合馬歇爾所對應的目的能否符合馬歇爾實驗技術規(guī)范實驗技術規(guī)范根據(jù)單質集料實驗測得的粗集料毛體積密度、細集料表觀密度

10、、礦粉表觀密度計算礦料合成毛體積相對密度sb計算試件毛體積相對密度f計算最大實際相對密度tma最大實際相對密度實驗用枯燥瀝青混合料試樣的空氣中質量g；m1負壓容器在25水中質量g；m2負壓容器與瀝青混合料一同在25水中質量g油石比Pa與瀝青含量Pb的相互轉化以 nn2211sb.100PPPwfammmf)(21tmmmmaa100100abbppp 100100baappp 以為根底計算瀝青混合料試件的空隙率VV，礦料間隙率VMA，有效瀝青飽和度VFA等體積目的。 (Ps為各種礦料占瀝青混合料總質量的百分率之和，即Ps100Pb)100)1 (tfVV100)1001 (ssbfpVMA10

11、0)(VMAVVVMAVFA 選擇的瀝青用量范圍必需涵蓋設計空隙率的全部范圍，并盡能夠的涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，并使密度及穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值。假設沒有涵蓋設計空隙率的全部范圍，實驗必需擴展瀝青用量重新進展。根據(jù)實驗曲線的走勢，按以下方法確定瀝青混合料的最正確用量。 的瀝青用量a1，a2，a3，a4， 取平均值作為OAC1 OAC1 a1 a2 a3 a4 /4 在瀝青用量未涵蓋瀝青飽和度的要求范圍時，在各曲線圖上查出密度最大值，穩(wěn)定度最大值，目的空隙率或中值 a1，a2，a3 ， 取平均值作為OAC1 OAC1 a1 a2 a3 /3 對所選擇的瀝青用量范圍，密度或穩(wěn)定度未出現(xiàn)峰值最大值出如

12、今曲線兩端時，可直接以目的空隙率或中值對應的瀝青用量a3 ，作為OAC1，但OAC1必需介于OACminOACmax的范圍內，否那么應重新進展配合比設計 OAC1a3各項目的均符合技術規(guī)范不含VMA的瀝青用量范圍OACminOACmax的中值作為OAC2。OAC2=(OACmin + OACmax)/2 取OAC1和OAC2的中值作為計算的最正確瀝青用量。 OAC=(OAC1+OAC2)/2設計空隙率（設計空隙率（%）3 34 45 5礦料間隙率礦料間隙率VMAVMA（%）不小于不小于12.512.513.514.514.5 根據(jù)集料最大公稱粒徑和空隙率按內插法確定，從曲線圖上查找最正確油OA

13、C對應的VMA能否能滿足要求，OAC宜位于VMA凹曲線最小值的貧油一側。AC-16瀝青混合料設計空隙率對應的礦料間隙率瀝青混合料設計空隙率對應的礦料間隙率VMA技術規(guī)范技術規(guī)范試驗指標空隙率（%）穩(wěn)定度（kN）流值（mm）瀝青飽和度（%）技術標準35不小于8246575AC-16瀝青混合料馬歇爾技術標實驗技術規(guī)范瀝青混合料馬歇爾技術標實驗技術規(guī)范 1、高溫穩(wěn)定性檢驗：動穩(wěn)定度實驗車轍、高溫穩(wěn)定性檢驗：動穩(wěn)定度實驗車轍實驗實驗 2、水穩(wěn)定性檢驗：浸水馬歇爾實驗；凍融、水穩(wěn)定性檢驗：浸水馬歇爾實驗；凍融劈裂實驗劈裂實驗 3、低溫抗裂性能檢驗：、低溫抗裂性能檢驗： 小梁低溫彎曲蠕變小梁低溫彎曲蠕變實

14、驗實驗 4、滲水系數(shù)檢驗：滲水系數(shù)、滲水系數(shù)檢驗：滲水系數(shù) 5、抗滑性能測試，構造深度和摩擦系數(shù)、抗滑性能測試，構造深度和摩擦系數(shù) 成型： A、試樣總量計算：m1.03f30305 (g)； B、裝模時留意周邊插搗，中間高兩邊低； C、混合料壓實溫度為石油瀝青120150，改性瀝青140170 D、輪碾成型機溫度控制在100，壓力為0.9Mpa，先在一個方向碾壓2個往返4次，卸荷，再抬起碾壓輪，將試件調轉方向，繼續(xù)碾壓12次往返24次。 E、壓實成型后，揭去外表的紙，用粉筆闡明碾壓方向。 實驗：實驗： A、室溫放置、室溫放置12h后后,改性瀝青放置改性瀝青放置48h后方可進展動穩(wěn)后方可進展動穩(wěn)

15、定度實驗定度實驗 B、連同試模放置在升溫至、連同試模放置在升溫至601的恒溫室中，保溫不的恒溫室中，保溫不少于少于5h，不多于，不多于24h,在實驗輪行走不到的地方，將一在實驗輪行走不到的地方，將一支溫度計放置在試件上，留意試件溫度穩(wěn)定在為支溫度計放置在試件上，留意試件溫度穩(wěn)定在為600.5。 C、實驗輪的行走方向與輪碾方向一致、實驗輪的行走方向與輪碾方向一致,切忌垂直切忌垂直,試輪試輪著地壓強著地壓強0.70.05MPa，往返碾壓速度，往返碾壓速度421次次/min往返往返21次次/min。 D、實驗時應記錄初始、實驗時應記錄初始(0min)位移和終了位移和終了(60min)位移，位移，當時

16、間到達一小時，或總變形量超越當時間到達一小時，或總變形量超越25mm，可中止實，可中止實驗。驗。 E、現(xiàn)場判別車轍合格與否，普通瀝青混合料、現(xiàn)場判別車轍合格與否，普通瀝青混合料60min變變形量形量45min變形量變形量0.788，改性瀝青混合料，改性瀝青混合料60min變變形量形量45min變形量變形量0.315，動穩(wěn)定度合格前提實，動穩(wěn)定度合格前提實驗機選用曲柄連桿驅動試件為規(guī)范尺寸驗機選用曲柄連桿驅動試件為規(guī)范尺寸30030050試輪往返碾壓速度試輪往返碾壓速度421次次/min動穩(wěn)定動穩(wěn)定度規(guī)范符合度規(guī)范符合JTG E42-2000 1)浸水馬歇爾實驗浸水馬歇爾實驗 與規(guī)范馬歇爾類似，

17、飽水時間與規(guī)范馬歇爾類似，飽水時間48h，留意飽水，留意飽水48小時后，小時后，馬歇爾實驗前察看試件的變化，石料剝落情況。馬歇爾實驗前察看試件的變化，石料剝落情況。 2) 凍融劈裂實驗凍融劈裂實驗 凍融劈裂雙面擊實各凍融劈裂雙面擊實各50次次; 真空條件下飽水真空條件下飽水15min，然后常壓下飽水，然后常壓下飽水30min，將充，將充分飽水的試件用塑料袋裝好，參與分飽水的試件用塑料袋裝好，參與10ml水，扎緊袋口，水，扎緊袋口，放入放入182冰箱中，堅持冰箱中，堅持161h。 劈裂實驗前丈量記錄高度劈裂實驗前丈量記錄高度,劈裂實驗可不記錄變形目的劈裂實驗可不記錄變形目的. 水穩(wěn)定性各檢驗實驗

18、試件最好同時丈量力學目的，不要水穩(wěn)定性各檢驗實驗試件最好同時丈量力學目的，不要提早丈量。提早丈量。 按按JTJ052-2000，凍融劈裂試件，殘留穩(wěn)定度試件均應，凍融劈裂試件，殘留穩(wěn)定度試件均應該丈量物理目的該丈量物理目的 室溫放置12h后，改性瀝青放置48h后的試件方可切割成小梁 試件尺寸：長2502mm，寬302mm，高352mm，兩支點斷面的高度差和寬度差超越2mm時，試件作廢； 實驗溫度為100.5,放置在冰箱中3h以上 實驗溫度條件控制 4、滲水系數(shù)檢驗：滲水系數(shù)可用來切割、滲水系數(shù)檢驗：滲水系數(shù)可用來切割成小梁成小梁 5、抗滑性能測試，構造深度和摩擦系數(shù)、抗滑性能測試，構造深度和摩

19、擦系數(shù) 摩擦系數(shù)摩擦系數(shù) 測定時，溫度影響較大，記錄實驗溫度，測定時，溫度影響較大，記錄實驗溫度，對摩擦系數(shù)進展修正。對摩擦系數(shù)進展修正。 AC-16C型瀝青混合料礦料配合比設計型瀝青混合料礦料配合比設計 A級配級配礦料級配通 過 量 （%）篩孔（mm)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075A A上限上限10010096.796.788.788.776.576.549.749.735.535.524.724.716.416.412.712.77.97.96 6A A中值中值10010096.296.287877373434330.530.521.521.5

20、14.614.611.511.57.47.45.75.7A A下限下限10010094.994.982.682.664.264.238.538.524.824.81818131310.810.87.87.86.26.2A A上上S S10010096.896.889.189.177.277.240.340.329.829.821.321.314.714.711.711.77.87.86.16.1A A下下S S10010096.896.889.189.177.377.341.741.725.825.818.618.613.313.311117.87.86.36.3中值中值10010095958

21、48470704848343424.524.517.517.512.512.59.59.56 6上限上限100100100100929280806262484836362626181814148 8下限下限1001009090767660603434202013139 97 75 54 4 A級配曲線瀝青混合料實驗結果級配曲線瀝青混合料實驗結果級配級配類型類型最佳用油最佳用油量量(%)(%)毛體積相毛體積相對密度對密度（g/cmg/cm）空隙率空隙率（%）礦料間隙礦料間隙率（率（%）瀝青飽和瀝青飽和度（度（%）穩(wěn)定度穩(wěn)定度（kNkN）流值流值（mmmm）A A上限上限4.64.62.3262.

22、3264.84.815.415.468.768.713.613.65.15.1A A中值中值4.84.82.3252.3254.44.415.015.070.370.312.612.64.54.5A A下限下限4.84.82.3262.3264.24.21515727213.513.54.44.4A A上上S S4.84.82.3152.3154.64.615.215.269.469.413.113.13.23.2A A下下S S4.84.82.3572.3575.35.315.515.566.566.511.211.24.14.1表表11 A級配曲線瀝青混合料驗證實驗結果級配曲線瀝青混合料驗

23、證實驗結果級配類型級配類型殘留穩(wěn)定度殘留穩(wěn)定度（%）凍融劈裂殘留凍融劈裂殘留強度比（強度比（%）動穩(wěn)定度動穩(wěn)定度（次（次/mm/mm）小梁彎曲小梁彎曲（）A A中值中值69.269.255.355.31111111127152715A A下限下限77.777.767.567.51006100630623062A A中水泥中水泥68.368.382.882.81017101725002500礦粉、消石灰、水泥的比較代替代替礦粉礦粉填料填料種類種類最佳油最佳油石比石比（%）穩(wěn)定度穩(wěn)定度（kNkN）流值流值（mmmm）毛體積毛體積相對密相對密度度空隙率空隙率（%）礦料間礦料間隙率隙率（%）瀝青飽瀝青

24、飽和度和度（%）礦粉礦粉4.84.811.611.64.04.02.3252.3255.45.415.015.063.863.8消石灰消石灰4.84.812.612.64.54.52.3252.3254.44.415.015.070.370.3水泥水泥4.84.89.89.83.53.52.3182.3185.75.715.315.363.063.0 A級配的實驗結果： 1、除一個S型曲線外，混合料的流值都偏大，不滿足規(guī)范規(guī)定的目的要求； 2、空隙率值總體偏大，集料與瀝青粘附性較差的上面層混合料空隙率不宜過大； 3、水穩(wěn)定性不滿足要求。 總結A型級配曲線實驗結果，對級配曲線進展了調整，分別設計

25、了細、中粗三條級配曲線，添加了4.75mm的經過率，4.75mm的經過率分別為47.4%、51.2%、55 %，2.36mm的經過率分別為26.8%、31.2%、36%礦料礦料級配級配通通 過過 量量 （%）篩孔篩孔(mm)191613.29.54.75 2.36 1.180.60.30.15 0.075B B細細10010096.496.487.887.874.974.95555363624.824.816.516.512.712.77.97.96 6B B中中10010096.296.2878773.173.151.251.231.231.221.721.714.914.911.911.9

26、7.97.96.16.1B B粗粗10010095.995.986.186.171.371.347.447.426.826.818.818.813.213.210.810.87.57.55.95.9中值中值1001009595848470704848343424.524.517.517.512.512.59.59.56 6上限上限100100100100929280806262484836362626181814148 8下限下限1001009090767660603434202013139 97 75 54 4B級配曲線瀝青混合料實驗結果級配曲線瀝青混合料實驗結果級配類型最佳用油量(%)毛體

27、積相對密度空隙率（%）礦料間隙率（%）瀝青飽和度（%）穩(wěn)定度(kN)流值(mm)B細4.82.3653.914.673.514.73.7B中4.82.3544.014.772.614.73.7B粗4.82.3284.915.468.513.23.3B級配曲線瀝青混合料驗證實驗結果級配曲線瀝青混合料驗證實驗結果級配類型殘留穩(wěn)定度（%）凍融劈裂殘留強度比（%）動穩(wěn)定度（次/mm）小梁彎曲（）B細94.378.71236.52522B中91.671.61202.52417B粗81.568.711652316滲水系數(shù)滲水系數(shù)級配類型滲水系數(shù)（ml/min）B上不滲水B中不滲水B下不滲水構造深度和摩擦系

28、數(shù)構造深度和摩擦系數(shù)級配類型級配類型構造深度構造深度摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)B B上上0.60.64747B B中中0.70.75454B B下下0.90.95252 1、經過調整集料級配，B型級配添加4.75mm的經過率，改善了瀝青混合料的體積目的、減小了流值，使級配曲線避開禁區(qū)并滿足AC-16C的要求； 2、驗證實驗中B型三個級配典型曲線的動穩(wěn)定度和小梁彎曲均滿足要求，但中、粗兩個級配的水穩(wěn)定性不符合要求，其緣由是集料與瀝青粘附性缺乏，導致經過凍融和熱浸的瀝青混合料水穩(wěn)定性缺乏；處理方法：、減少級配范圍，適當添加填料劑量；、采用改性瀝青。 3、B型三個級配曲線的混合料都不滲水， B中、B下兩個級配

29、具有較好的摩檫系數(shù)和構造深度。 1、2.36mm經過率宜控制在30%36%之間，4.75mm經過率宜控制在47.4%55%之間； 2、空隙率宜控制在3.5%4%； 3、在施工中應添加集料的加熱時間，降低集料的含水量； 4、施工中瀝青混合料的壓實度宜到達100%。 選用粘度高的瀝青；選用粘度高的瀝青； 選用針入度較小，軟化點高和瀝青含蠟量低的瀝青；選用針入度較小，軟化點高和瀝青含蠟量低的瀝青； 用改性瀝青；用改性瀝青； 添加粗骨料，控制針片狀顆粒；添加粗骨料，控制針片狀顆粒； 馬歇爾實驗結果瀝青混合料空隙率不小于馬歇爾實驗結果瀝青混合料空隙率不小于4 4； 堅持礦粉與瀝青之比為堅持礦粉與瀝青之比為1 11.21.2，使礦粉有足夠數(shù)量，以減，使礦粉有足夠數(shù)量，以減少起光滑作用的游離瀝青，減薄瀝青膜厚度；少起光滑作用的游離瀝青，減薄瀝青膜厚度； 礦料中天然顆粒礦料中天然顆粒0.6mm0.6mm以下含量不超越以下含量不超越1515；