淺談熱拌瀝青瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)與施工【課件】

1、淺談熱拌瀝青瀝青混合料下面層連續(xù)粗粒式懸浮半密實(shí)結(jié)構(gòu)AC-25G改進(jìn)型級(jí)配的配合比設(shè)計(jì)與施工講述內(nèi)容一、工程概況二、瀝青混合料概述三、原材料質(zhì)量控制四、級(jí)配設(shè)計(jì)五、配合比設(shè)計(jì)六、質(zhì)量控制七、路面常見(jiàn)病害原因分析AC-25G瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)瀝青混合料是一種熱塑性材料，由瀝青、粗集料、細(xì)集料及礦粉在高溫下拌和而成，形成粗集料骨架和細(xì)集料填充的結(jié)構(gòu)類型。AC-25G型屬連續(xù)粗粒式懸浮半密實(shí)結(jié)構(gòu)混合料，經(jīng)研究、實(shí)驗(yàn)比照其良好的性能后設(shè)計(jì)的改進(jìn)型級(jí)配。在高速公路技術(shù)開(kāi)展上一個(gè)繼進(jìn)，有著很好的性能。原材料重要性 原材料為混合料的主要組成局部，其質(zhì)量不可無(wú)視，它也直接影響到混合料的性能，所以必須有一個(gè)固

2、定的樣品來(lái)源以便控制，并嚴(yán)格檢測(cè)原材料的各項(xiàng)指標(biāo)。當(dāng)前集料質(zhì)量差，變異性大的問(wèn)題突出，市場(chǎng)混亂，難以控制，要象重視瀝青一樣重視集料的生產(chǎn)和質(zhì)量粗集料要求粗集料的質(zhì)量對(duì)混合料的高溫穩(wěn)定性有很大的影響，主要表現(xiàn)在A、集料顆粒的粗大、外表粗糙度、破碎面積大、形狀的方正B、良好的粘附性；C、石料的吸水率也不可無(wú)視，吸水率過(guò)大水份會(huì)長(zhǎng)期包裹于瀝青薄膜內(nèi)，對(duì)集料的瀝青膜造成水破壞再加上自然環(huán)境等因素老化，瀝青膜脫落從而破壞混合料；D、主要篩孔 的通過(guò)率要求，26.5mm要求通過(guò)量為7085%。 我部下面層石料的規(guī)格要求編號(hào)規(guī)格（mm）加工篩孔（mm）要求1#料13.231.5313231.5 mm通過(guò)率為

3、100%26.5mm通過(guò)量為7085%2#料4.7513.2163#料2.364.7560.075mm通過(guò)率3%4#料2.36mm以下30075m通過(guò)率10%指 標(biāo)壓 碎值磨 耗損 失視 密度吸 水率粘 附性堅(jiān) 固性針 片狀軟 石含 量0.075含 量檢 測(cè)結(jié) 果18.219.12.7400.65級(jí)2.610.31.80.5標(biāo) 準(zhǔn)22252.502.05級(jí)121531細(xì)集料質(zhì)量要求 1、盡量采用機(jī)制砂，細(xì)集料應(yīng)與瀝青有良好的粘結(jié)能力；2、防止使用粘結(jié)性能差的天然砂及花崗巖、石英巖等酸性巖石破碎的人工砂或石屑，如需要使用時(shí)應(yīng)采用抗剝離措施，以增強(qiáng)混合料使用壽命。天然砂的使用1、要控制它的級(jí)配細(xì)度

4、模數(shù)；2、要保持其潔凈無(wú)雜質(zhì)；3、更要嚴(yán)格控制其用量10%以下以集料的6%為宜，盡量少用或不用。砂用量過(guò)大會(huì)影響到混合料的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、耐久性。石屑與天然砂的比照 性能石屑天然砂棱角性42%45%粘附性好差高溫穩(wěn)定性好差水穩(wěn)定性好差空隙率大小施工和易性差好瀝青面層用機(jī)制砂或石屑規(guī)格 石屑是采石廠破碎石料時(shí)通過(guò)4.75mm的篩下局部，采石廠在生產(chǎn)石屑的過(guò)程中應(yīng)具備除塵設(shè)備石屑0.075mm以下含量，應(yīng)控制在10%以下，級(jí)配列表如下：規(guī)格公稱粒徑（mm）水洗法通過(guò)各篩孔的百分率 %9.54.752.361.180.60.30.150.075S150510090-10060-9040-752

5、0-557-402-200-10S160310080-10050-8025-608-450-250-15細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)具有一定的級(jí)配及棱角性，潔凈、枯燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)、不含泥土其質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。 指 標(biāo)視密度堅(jiān)固性砂當(dāng)量0.075含量塑性指塑標(biāo) 準(zhǔn)2.501260104檢測(cè)結(jié)果2.7197.580.39.33.1礦粉的質(zhì)量要求1、礦粉應(yīng)采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)加工而成。礦粉與瀝青介質(zhì)組成的瀝青膠漿對(duì)混合料與礦料的結(jié)合力影響很大；2、為保證混合料良好的和易性必須做到嚴(yán)格控制礦粉的細(xì)度及塑性指數(shù)。保證礦粉外表的結(jié)構(gòu)瀝青膜厚度；3、檢測(cè)礦粉指標(biāo)應(yīng)目測(cè)三項(xiàng)指標(biāo)：a、礦粉顏

6、色，正常顏色應(yīng)該是灰白色。b、觀測(cè)懸浮物，將少許礦粉放入水中攪拌后觀測(cè)其水外表漂浮物是否有異色，如為黑色或黃色那么不合格。c、礦粉細(xì)度，用手磨細(xì)度與水泥相當(dāng)，比水泥稍粗沒(méi)有明顯的顆粒感。4、我部AC-25G型混合料的礦粉用量為5%，過(guò)多會(huì)增加瀝青的用量，過(guò)少會(huì)影響到瀝青混合料的各項(xiàng)物理指標(biāo)要求，如：馬歇爾穩(wěn)定度、流值、動(dòng)穩(wěn)定度。應(yīng)適當(dāng)使用礦粉。 礦粉技術(shù)指標(biāo) 指 標(biāo)視密度(g/cm3)含水量(%)細(xì)度（通過(guò)率%）親水系數(shù)塑性指數(shù)0.6mm0.15mm0.075mm標(biāo) 準(zhǔn)2.51100901007510014檢測(cè)結(jié)果2.7440.410093.381.2 0.52.6瀝青的組成及質(zhì)量要求瀝青是由

7、一些極其復(fù)雜的高分子的碳?xì)浠衔锖吞細(xì)浠衔锏姆墙饘傺?、硫、氮的生物所組成的混合物，是一種有機(jī)膠凝材料，是混合料的結(jié)合物，并具有一定的可塑性、流動(dòng)性。高速公路下面層混合料一般采用重交瀝青如： AH-70、AH-90。1、根據(jù)不同的地區(qū)氣候條件及環(huán)境選用適宜的瀝青標(biāo)號(hào)，對(duì)混合料而言瀝青的好壞很大程度上影響到它的質(zhì)量；2、瀝青各項(xiàng)指標(biāo)的檢測(cè)，僅僅檢測(cè)瀝青的稠度、高溫穩(wěn)定性及可塑性三大指標(biāo)是缺乏的，還應(yīng)檢測(cè)其含蠟量、動(dòng)力粘度、老化試驗(yàn)質(zhì)量損失、針入度比、延度等技術(shù)指標(biāo)，3、瀝青要重點(diǎn)考慮以下幾點(diǎn)：a、提高瀝青的流變性能；b、延長(zhǎng)瀝青的耐久性；c、改善瀝青與礦料的粘附性，才能適應(yīng)現(xiàn)代交通要求。4、根據(jù)

8、湖北氣候條件及本錢考慮，AC-25G采用AH-70重交瀝青。瀝青的質(zhì)量指標(biāo)要求技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)針入度（25OC，100g，5s）6080（0.1mm）延度（5cm/min,10 OC）15cm延度（5cm/min,15OC）100cm軟化點(diǎn)（環(huán)球法）46 OC閃點(diǎn)（COC）260 OC含蠟量（蒸餾法）2%溶解度（三氯乙烯）99.5%動(dòng)力粘度（60 OC）180Pa.s薄膜烘箱加熱老化試驗(yàn)質(zhì)量損失 %0.8%針入度比 %61%延度（10 OC）8cm延度（15 OC）30cm 礦料級(jí)配設(shè)計(jì)與選擇下面層瀝青混合料礦料級(jí)配確定是配合比設(shè)計(jì)的重要一個(gè)環(huán)節(jié)，瀝青混合料礦料級(jí)配類型分為：密級(jí)配、開(kāi)級(jí)配及間

9、斷級(jí)配三類，設(shè)計(jì)AC-25G型為密級(jí)配，形成懸浮半密實(shí)結(jié)構(gòu)。我部下面層采用8cm厚瀝青混凝土AH-70重交瀝青，AC-25G型瀝青混凝土的礦料設(shè)計(jì)級(jí)配范圍礦料級(jí)配設(shè)計(jì)與選擇篩孔（mm）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075設(shè)計(jì)曲線10095-10078-9067-8155-7445-5930-3820-2712-208- 176- 144- 103-710097.5847464.5523423.51612.51075規(guī)范中線10090-10075-9065-8155-7445-6330-4020-3012-228- 176- 144- 10

10、3-71009582.57364.55435251712.51075礦料級(jí)配設(shè)計(jì)與選擇由上表可以看出，在26.5mm、19mm、16mm粒徑上設(shè)計(jì)曲線在標(biāo)準(zhǔn)曲線的根底上往細(xì)調(diào)了2.5%、1.5%、1%減少了其含量，而且在9.5mm、4.75mm、2.36mm、1.18mm粒徑上設(shè)計(jì)曲線在標(biāo)準(zhǔn)曲線的根底上分別調(diào)粗了2%、1%、1.5%、1%使混合料中其粒徑含量增加，下面層粒徑大、攤鋪厚度厚，此混合料設(shè)計(jì)上26.5mm16mm中值偏細(xì)，9.5mm1.18mm中值偏粗，這樣瀝青混合料鋪在路面上比較均勻密實(shí)、和易性好且不宜離析。AC-25G型為改進(jìn)型級(jí)配，與下面層常用的級(jí)配類型如AC-25I型相比之下

11、AC-25G型有著本身的優(yōu)點(diǎn) 篩孔（mm）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-25G級(jí)配范圍10090-10075-9065-8155-7445-6330-4020-3012-228- 176- 144- 103-7AC-25G級(jí)配中值1009582.57364.55435251712.51075AC-25I級(jí)配范圍10095-10075-9062-8053-7343-6332-5225-4218-3213- 258- 185- 133-7AC-25I級(jí)配中值10097.582.57163534233.525191395級(jí)配曲線比照

12、由以上圖表可以看出1、總體上AC-25G型礦料級(jí)配更趨于S型；2、混合料具有較好的嵌擠，又具有適宜的礦料間隙率及空隙率，還不必填充太多的瀝青結(jié)合料，便能得到3%6%的設(shè)計(jì)空隙率。3、混合料具有很好的性能，但必須在高溫下充分壓實(shí)，4、與AC-25I相比 0.15mm4.75mm粒徑偏粗，分別調(diào)粗了28.5個(gè)百分點(diǎn)，在相比之下AC-25G型級(jí)配的密實(shí)度會(huì)好些空隙率大，路面效果也好， 配合比設(shè)計(jì) 配合比設(shè)計(jì)分為目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三階段AC-25G瀝青混凝土下面層屬連續(xù)懸浮半密實(shí)結(jié)構(gòu)，在配合比設(shè)計(jì)過(guò)程中，級(jí)配及各項(xiàng)物理、力學(xué)指標(biāo)均要符合設(shè)計(jì)要求 。AC-25G型目標(biāo)配合比

13、目的：1、確定各礦料的比例；2、確定混合料的合成級(jí)配；3、確定混合料的最正確油石比和瀝青用量，并進(jìn)行相關(guān)試驗(yàn)；4、初步了解所設(shè)計(jì)瀝青混合料的性能，以指導(dǎo)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì) 。 試件制作及瀝青用量的選定1、馬歇爾試件制作a、估計(jì)最正確瀝青用量，分別做5組不同油石比；b、試件裝模、成型注意溫度控制包括礦料、瀝青、拌和、成型c、裝料前混合料拌和均勻；d、一次性把料裝入試模，防止混合料離析；E、插搗要及時(shí)，保證每個(gè)試件插搗次數(shù)一致。2、瀝青用量的選定a、確定OAC1的方法根據(jù)試驗(yàn)曲線的走勢(shì)，按以下方法確定瀝青混合料的最正確瀝青用量OAC1。在曲線圖上求取相應(yīng)于密度最大值、穩(wěn)定度最大值、空隙率中值、瀝青飽和

14、度中值的瀝青用量a 1、 a 2 、a 3 、 a4 ，取平均值作為OAC1 OAC1= a 1+a 2 +a 3 + a4/4確定OAC1遇到的問(wèn)題 1、我們?cè)趯?shí)際操作過(guò)程中所選油石比范圍的各項(xiàng)指標(biāo)很難做出理想的曲線圖，繪制的各種指標(biāo)與油石比的關(guān)系曲線，密度和穩(wěn)定度兩個(gè)指標(biāo)中有一個(gè)或者兩個(gè)經(jīng)常不能出現(xiàn)峰值，只能求出OAC2，沒(méi)有OAC1。這也是普遍存在的問(wèn)題，說(shuō)明并不是試驗(yàn)誤差造成的，而是一個(gè)客觀規(guī)律的存在。因此如果不能使密度或穩(wěn)定度曲線出現(xiàn)峰值時(shí)，那么舍去該項(xiàng)后計(jì)算平均值，得出OAC1。2、按照以往的規(guī)定，如果不能出現(xiàn)峰值，必須擴(kuò)大油石比的范圍，保證出現(xiàn)峰值，但大量的試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，這樣很難

15、到達(dá)預(yù)想的結(jié)果，需要大得多的油石比范圍，使確定的峰值距離最正確油石比很遠(yuǎn)，而失去意義。因此在密度和穩(wěn)定度沒(méi)有出現(xiàn)峰值時(shí)，可直接以目標(biāo)配合比的空隙率中值所對(duì)應(yīng)的瀝青用量作為OAC1，但OAC1必須介于OACminOACmax之間，否那么應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。以各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青含范圍OACminOACmax的中值得出OAC2。取OAC1及OAC2中值綜合分析確定最正確油石比OAC=3.9% ，最正確瀝青用量馬歇爾試驗(yàn)曲線 體積性能試驗(yàn) 成型馬歇爾試件和車轍板試件，檢測(cè)a、高溫性能應(yīng)用馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)輔助評(píng)價(jià)，并以國(guó)內(nèi)車轍試驗(yàn)為主要評(píng)價(jià)手段；b、水穩(wěn)定性能應(yīng)用美國(guó)漢堡浸水車轍試驗(yàn)、浸

16、水馬歇爾殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂試驗(yàn)評(píng)定；c、低溫性能應(yīng)用小粱彎曲試驗(yàn)和15OC劈裂試驗(yàn)檢測(cè)低溫抗裂性能；d、滲水性能應(yīng)用滲水儀測(cè)定。性能檢測(cè)指標(biāo)技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定度（KN）8111.1流值（0.1mm）204029.0空隙率（%）364.2瀝青飽和度（%）657568.5礦料間隙率（%）1213.2浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度（%）8090.9動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）10001130凍融劈裂殘留強(qiáng)度比（%）7579.5油石比（%）3.9標(biāo)準(zhǔn)密度2.458滲水量（1min） 300220AC-25G型生產(chǎn)配合比 1、目的是選擇適宜的篩孔尺寸，確定生產(chǎn)過(guò)程中的熱料倉(cāng)的比例包括礦粉用量等，并確定最正確油

17、石比。通過(guò)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)比例確定各冷料倉(cāng)的流量，再通過(guò)拌和樓二次篩分后取各熱料倉(cāng)的礦料，并進(jìn)行篩分及各種相關(guān)試驗(yàn)檢測(cè)，確定各熱料倉(cāng)比例，使合成級(jí)配根本接近目標(biāo)配合比合成級(jí)配，并保證在實(shí)際生產(chǎn)中到達(dá)供料平衡，防止出現(xiàn)等料溢料現(xiàn)象。倉(cāng)號(hào)5號(hào)倉(cāng)4號(hào)倉(cāng)3號(hào)倉(cāng)2號(hào)倉(cāng)1號(hào)倉(cāng)尺寸（mm）35352224161677342、根據(jù)目標(biāo)配合比的最正確油石比，取其0.3%等三個(gè)油石比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，檢驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)是否滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，如均滿足那么取OAC為生產(chǎn)配合比的最正確油石比，否那么應(yīng)重新進(jìn)行最正確油石比確定，在一般情況下生產(chǎn)最正確油石比為OAC。 AC-25G型生產(chǎn)配合比驗(yàn)證 試驗(yàn)段施工的目的：a、人員、設(shè)備的控制

18、，并提高檢測(cè)頻率，提供足夠數(shù)據(jù)；b、驗(yàn)證目標(biāo)配合比確定最正確瀝青混合料生產(chǎn)配合比；c、確定合理的施工機(jī)械數(shù)量、組合方式等最正確工藝流程和生產(chǎn)效率；d、通過(guò)試拌確定拌和機(jī)的上料速度、拌和數(shù)量與時(shí)間、拌和溫度、集料變化與波動(dòng)的調(diào)控手段等施工工藝；e、確定混合料的攤鋪溫度、攤鋪速度、攤鋪寬度、松鋪系數(shù)、初步振實(shí)方法、找平方式等施工工藝， f、確定適宜的壓路機(jī)數(shù)量、組合方式、碾壓溫度、速度和遍數(shù)等施工工藝；g、建立鉆孔法與核子儀法測(cè)定壓實(shí)度的相關(guān)系數(shù)，確定壓實(shí)度和空隙率雙重控制模式； h、建立健全質(zhì)量保證體系，探索一套有效的質(zhì)量控制方法。AC-25G型生產(chǎn)配合比驗(yàn)證拌和樓采用生產(chǎn)配合比進(jìn)行試拌、試鋪試

19、驗(yàn)段，并及時(shí)進(jìn)行油石比燃燒法、級(jí)配及馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比，作為生產(chǎn)中控制的依據(jù)和質(zhì)量檢驗(yàn)的標(biāo)準(zhǔn)。攤鋪現(xiàn)場(chǎng)取樣油石比檢查拌和樓的瀝青計(jì)量精度；級(jí)配檢驗(yàn)應(yīng)保證最大公稱粒徑26.5mm、4.75mm、2.36mm、0.075mm通過(guò)量在設(shè)計(jì)級(jí)配中值波動(dòng)。并防止在0.30.6mm出現(xiàn)駝峰。在試驗(yàn)段路面上鉆芯取樣計(jì)算壓實(shí)度、空隙率等指標(biāo)，并進(jìn)行平整度、滲水量檢測(cè)均滿足要求。壓路機(jī)組合方式列表 碾壓遍數(shù)0123456壓實(shí)度8992.29596.797.59898.3碾壓方式預(yù)壓BW202雙鋼輪靜壓1遍DD110雙鋼輪振壓1遍DD110雙鋼輪振壓1遍BW20R膠輪1遍GRW15膠輪1遍DD110雙鋼輪靜壓1遍AC-25G的根本優(yōu)點(diǎn)1、粗級(jí)配混合料不易出現(xiàn)車轍、泛油等現(xiàn)象級(jí)配曲線更趨于“S形，位于中間局部的破碎顆粒含量就比較多，合成集料的內(nèi)摩擦角