馬歇爾配合比設計(保定用)

目標配合比設計材料選擇材料試驗粗、細集料、填料瀝青結合料選擇初試瀝青用及密度量及確定礦料級配礦料配合比計算、優(yōu)選調整級配、重新設計制備馬歇爾試件、測試相關參數(shù)馬歇爾試驗、計算OAC1、OAC2、確定OAC各項技術指標分析、比較、確定設計級配分析VV、VFA，確定最佳瀝青用量混合料性能評價高溫穩(wěn)定性能檢驗水穩(wěn)定性能檢驗確定目標配合比瀝青混合料類型摻抗剝落劑不合格不合格不合格不合格規(guī)程規(guī)定的礦料級配范圍

好的設計是具有良好的使用性能、施工操作性好變異性小、易壓實，確保瀝青路面不產(chǎn)生損壞。（一）瀝青混合料的三階段配合比設計1.目標配比設計（1）材料選擇（2）根據(jù)工程級配范圍確定礦料比例級配瀝青表面層中（下）面層類型混凝土工程級配工程級配工程級配工程級配

AC-25AC-20AC-16AC-13通過31.5100

-

-

-下列26.590~100100

--篩孔1975~90

90~100

100-(mm)1665~8378~9290~100100的重13.257~6762~8076~9290~100量百9.545~6550~7260~8068~85分率4.7524~5226~5634~6238~68（%）2.3616~4216~4420~4824~50(方孔篩)1.1812~3312~3313~2615~38

0.68~248~249~2610~28

0.35~175~177~187~20

0.154~134~135~145~15

0.0753~73~74~84~8瀝青面層材料的礦料級配組成范圍（方孔篩）表12.生產(chǎn)配比設計（1）熱料倉各規(guī)格的料進行篩分并重新礦料配比設計以確定各熱料倉的比例。（2）測定熱料倉的各規(guī)格料的密度。（3）以目標配比確定的最佳瀝青用量為中值，以±0.3％為間隔做3～5組馬歇爾試驗，確定最佳瀝青用量。（4）根據(jù)拌和爐的生產(chǎn)量、確定的各料倉比例及瀝青用量，計算出每盤混合料的用量，提供給拌和爐的機手。（5）報告和資料整理同目標配比。3.試拌試鋪驗證按生產(chǎn)配比進行試拌試鋪。根據(jù)現(xiàn)場觀察人員的意見、混合料取樣的試驗結果和試驗段的技術指標檢測結果，經(jīng)過匯總對生產(chǎn)配比作出修改與否的意見。根據(jù)意見對生產(chǎn)配比進行修改報項目部批準方可正式施工。（二）瀝青混合料目標配比設計過程（3）確定瀝青用量（4）報告的內容

①采用的規(guī)范②設計的標準③組成材料的技術性能

④組成礦料的篩分和設計后的比例，包括表和級配曲線圖

⑤馬歇爾試驗的資料，包括一個瀝青用量和匯總的結果⑥瀝青用量和有關技術指標的關系圖

⑦確定瀝青用量的有關計算⑧用確定的瀝青用量在關系圖上的技術指標要與結果相符⑨混合料驗證報告（車轍、滲水、最大理論密度等）1、氣候分區(qū)：氣候分區(qū)由一、二、三級區(qū)劃組合而成，每個分區(qū)用三個數(shù)字表示第一個數(shù)字：高溫分區(qū)（1、2、3）第二個數(shù)字：低溫分區(qū)（1、2、3、4）第三個數(shù)字：雨量分區(qū)（1、2、3、4）我省屬于1-4-1區(qū)為夏炎、冬溫、潮濕區(qū)瀝青路面使用性能氣候分區(qū)表氣候分區(qū)指標氣候分區(qū)按照高溫指標高溫氣候區(qū)123氣候區(qū)名稱夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)夏涼區(qū)七月平均最高溫度（℃）>3020～30

<20按照低溫指標高溫氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱冬嚴寒區(qū)冬寒區(qū)冬冷區(qū)冬溫區(qū)極端最低氣溫（℃）

<-37.5

-37.5～-21.5

-21.5～-9.0

>-9.0按照雨量指標雨量氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱潮濕區(qū)濕潤區(qū)半干區(qū)干旱區(qū)年降雨量（mm）>1000

1000～500500～250<2502.材料選擇：組成材料的技術性能試驗（1）瀝青結合料技術指標要求（2）集料的技術指標要求3.礦料級配設計混合料類型調整：（1）、配合比礦料級配設計含有三個層次：第一層次為規(guī)范級配范圍；第二層次為工程設計級配范圍；第三層次施工質量允許波動范圍。（2）根據(jù)工程級配范圍確定組成材料比例圖解法、試算法、電算法（人機對話）圖解法：求各種規(guī)格的集料通過百分率；畫矩形坐標圖；確定縱坐標，從左下向右上引對面線，根據(jù)合成級配中值與對面線交匯點引出直線來確定各篩孔在橫坐標的位置；將各規(guī)格集料篩分結果以折線形式描繪在矩形圖上；確定各種集料用量?；旌狭吓浜媳扔嬎銏D（3）驗算合成級配注意：4.75mm、2.36mm、0.075mm孔徑4.瀝青用量設計—馬歇爾試驗（1）馬歇爾試件的制備（2）物理指標測定（3）穩(wěn)定度和流值的測定（4）瀝青最佳用量確定標準穩(wěn)定度-馬歇爾試驗：1.根據(jù)設計的結構類型和確定的設計級配做馬歇爾試驗，按5個瀝青含量，以0.5％為一個間隔。2.

烘干礦料（170℃左右）；加熱瀝青（用砂?。?。3.

按設計好的組成礦料比例計算每個試件的各種礦料用量和任一瀝青含量的瀝青用量（每個試件按1200g混合料計算備料）。4.配料：按一個試件配料，拌和（礦粉單獨烘干，最后加入）裝模擊實成型。5.測量高度：h＝63.5±1.3m

。6.高度調整：高度不符進行調整：調整高度＝要求高度×原有混合料重/試驗的試件高度7.制備完全部試件，24h脫模并編號。試驗項目瀝青混合料類型主干路、次干路、擊實次數(shù)（次）瀝青混凝土兩面各75穩(wěn)定度[1](kN)不小于8.0流值(0.1mm)15~40空隙率[2](%)4~6瀝青飽和度(%)65~75殘留穩(wěn)定度(%)>80瀝青混合料馬歇爾試驗技術指標熱拌瀝青混合料—體積參數(shù)采用馬歇爾試驗方法，以體積設計思想為主。最大理論相對密度有效瀝青，吸附瀝青含量粗、細集料密度的測定設計空隙率VV礦料間隙率VMA飽和度VFA粗集料礦料間隙率VCA混合料拌合溫度和成型溫度氣候分區(qū)和交通量的影響混合料的物理指標—體積參數(shù)計算（1）組合集料表觀相對密度和毛體積相對密度式中：

……各種集料在礦料配合比中的比例、其和為100（％）；

……各種集料相應的毛體積相對密度，（無量綱）；

……各種集料相應的表觀相對密度，（無量綱）。

（2）預估油石比或瀝青用量式中：

Pa----預估的最佳油石比（與礦料總量的百分比），％；

Pb----預估的最佳瀝青用量（占混合料總量的百分比），％；

Pal----已建類似工程瀝青混合料的標準油石比，％；

γSb----混合料組合集料的毛體積相對密度，（無量綱）；

γSbl----已建類似工程-混合料組合集料毛體積相對密度，（無量綱）。

油石比Pa＝瀝青∕石料（％）（外摻）

瀝青含量（用油量）Pb＝瀝青∕（瀝青＋石料）（％）（內參）

（3）、毛體積相對密度、毛體積密度式中：…用表干法測定的試件毛體積相對密度（無量綱）；…用表干法測定的試件毛體積密度（）；…試件表干質量.（4）、礦料的有效相對密度非改性瀝青混合料式中：

……合成礦料的有效相對密度；

……試驗采用的瀝青用量（占混合料總量的百分率），％；

……試驗瀝青用量條件下實測得到的最大理論相對密度，無量綱；

……瀝青的相對密度（25℃/25℃），無量綱；改性瀝青及SMA混合料

＝C×+(1-C)×

式中：

……合成礦料的有效相對密度；

……合成礦料的瀝青吸水系數(shù)，；

……合成礦料的瀝青吸水率，％；

……礦料的合成毛體積相對密度，無量綱；

……礦料的合成表觀相對密度，無量綱；（5）、混合料的最大理論密度式中：

……最大理論相對密度，（無量綱）；

……所計算的瀝青混合料中的油石比，（％）；

……所計算的瀝青混合料中的瀝青用量，，（％）；

……瀝青的相對密度（25℃/25℃）；

……所計算的瀝青混合料的礦料含量，（％）；

……礦料的有效相對密度，無量綱；

……纖維用量，以礦料質量的百分數(shù)計，％；

……纖維穩(wěn)定劑的密度，無量綱；（6）、空隙率、礦料間隙率、有效飽和度式中：

……試件的空隙率（%）；

……瀝青混合料試件的礦料間隙率（％）；

VFA……瀝青混合料試件的瀝青飽和度，（％）；

……瀝青混合料最大理論相對密度，無量綱；

……瀝青混合料中各種礦料占瀝青混合料總質量的百分率之和（％），即，%；

……集料的合成毛體積相對密度式5.4.1-1計算；

γf……測定的試件的毛體積相對密度，無量綱。（7）、瀝青結合料比例和有效瀝青含量式中：

……瀝青混合料中被集料吸收的瀝青結合料比例，％；

……瀝青混合料中的有效瀝青含量，％；

……礦料的有效相對密度，按式5.5.2.3-1計算，（無量綱）；

……集料的合成毛體積相對密度，按式5.4.1-1計算，（無量綱）；

……瀝青的相對密度（25℃/25℃），（無量綱）；

……瀝青含量，％；

……各種礦料占瀝青混合料總質量的百分率之和，即（％）。（8）、最佳瀝青用量時的粉膠比式中：

……粉膠比，瀝青混合料的礦料中0.075mm通過率與有效瀝青含量的比值，無量綱；

……礦料級配中0.075mm的通過率（水洗法），％；

……有效瀝青含量，％。

瀝青混合料的粉膠比，宜符合0.6～1.6的要求。（9）.馬歇爾試驗測定穩(wěn)定度和流值。

（10）.根據(jù)穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率和飽和度繪制與瀝青用量的關系圖。（11）.在穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率的關系圖上確定瀝青用量OAC1。（12）.根據(jù)規(guī)范在關系圖上確定OAC2。

（13）.綜合考慮確定瀝青用量。油石比（%）油石比（%）油石比（%）油石比（%）五、瀝青混合料的性能檢驗高溫穩(wěn)定性能水穩(wěn)性能（浸水試驗、凍融劈裂）滲水性能低溫性能六、配合比調整和報告1、根據(jù)最佳瀝青用量試驗所得空隙率、穩(wěn)定度、流值、飽和度等指標試驗結果不符合要求時2、當殘留穩(wěn)定度不符合要求時3、當最佳瀝青用量與兩個初始值相差太大時4、當動穩(wěn)定度不符合要求時5、礦料間隙率不符合要求時6、SMA的析漏、飛散、滲水、構造深度報告某工程瀝青混合料AC-25C目標配合比設計說明1.

設計依據(jù)及技術標準1.1《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTGF40-2004）；1.2《公路工程瀝青與混合料試驗規(guī)程》（JTJ052-2000）；1.3《公路工程集料試驗規(guī)程》（JTGE42-2005）；1.4某工程設計圖—《路面結構設計圖》；1.5委托單位所填寫的《試驗任務委托協(xié)議書》。2.材料情況2.1瀝青本目標配合比設計采用普通70#A級瀝青，產(chǎn)地：山東；檢驗結果表明該瀝青符合“道路石油瀝青70#A級技術要求〔詳見瀝青檢驗報告（RCJS）L1060006〕。2.2集料本目標配合比設計所用粗集料為**市某石料廠生產(chǎn)的輝綠巖碎石，其規(guī)格分別為：（19~26.5）mm、（13.2~19）mm、（4.75`9.5）mm、（2.36~4.75）mm，所用細集料為**市河砂，檢驗結果表明該集料基本符合要求〔詳見粗集料檢驗報告（RCJS）H7060006~0009和細集料檢驗報告（RCJS）H7060010〕。2.3填料采用石灰石磨細而成的礦粉，產(chǎn)地為：獲鹿某石粉廠，檢驗結果符合要求〔詳見礦粉檢驗報告（RCJS）H5060006〕。瀝青抗剝落劑，其摻量為瀝青用量的0.2%。3.目標配合比設計3.1礦料級配組成根據(jù)委托單位提供的瀝青路面結構設計圖，級配設計時考慮了拌和樓的除塵效率，經(jīng)試配檢驗礦料比例為：（19~26.5）mm碎石：（13.2~19）mm碎石：（4.75`9.5）mm碎石：（2.36~4.75）mm碎石：中砂：礦粉=33：19；16：9：16：7；以估計瀝青混合料的最佳油石比4.0%為中值，按0.3%間隔變化，取5個不同的油石比，按以上礦料比例分別制作馬歇爾試件。其工程級配和合成級配見表1AC-25C瀝青混合料工程級配和合成級配表1AC-25C工程設計級配通過下列篩孔的質量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075工程級配上限100100857565553728201513106工程級配下限1009577675747302217131064工程級配中值10097.58171615133.52518.51411.585目標設計級配10097.882.369.860.451.332.124.619.114.78.67.35.8關健性篩孔

<40

3.2馬歇爾試驗按《公路工程瀝青與混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011）對試件進行馬歇爾試驗，計算VV、VMA、VFA等體積指標（詳見表2）3.3瀝青混合料的最佳油石比確定經(jīng)馬歇爾試驗得曲線關系圖，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTGF40-2004）和（JTGE20-2011）中的熱拌瀝青混合料配合比設計方法，結合本地區(qū)氣候情況確定目標配合比瀝青混合料的最佳油石比為3.9%（OAC=3.9%），建議瀝青用量范圍為3.7%~4.1%（詳見表3）馬歇爾試驗結果匯總表表2油石比（%）毛體積相對密度空隙率（%）間隙率（%）飽和度（%）穩(wěn)定度（KN）流值（mm）3.42.4195.513.459.18.972.83.72.4304.613.265.08.922.44.02.4413.813.170.89.373.04.32.4542.912.977.68.813.04.62.4642.212.782.78.793.1技術要求-3~6≥1260~75≥82~4瀝青混合料的最佳油石比確定表表3序號取值內容及條件代號油石比（%）1密度最大的油石比a14.62穩(wěn)定度最大的油石比a24.03空隙率中值的油石比a33.94瀝青飽和度范圍中值的油石比a44.05最佳油石比初始值（a1+a2+a3+a4）/4OAC14.056各項指標均符合技術標準的油石比范圍最小值OACmin3.47各項指標均符合技術標準的油石比范圍最大值OACmax3.98各項指標均符合技術標準的油石比范圍中值OAC23.659通常情況下的最佳油石比OAC3.8510本次目標配合比的最佳油石比OAC3.93.4檢驗最佳油石比時的粉膠比和有效瀝青膜厚度（詳見表4）材料計算參數(shù)表4序號符號符號意義單位計算結果1rse集料的有效相對密度無量綱2.6992rsb材料的合成毛體積相對密度無量綱2.6943rb瀝青的相對密度無量綱1.0334Pb瀝青含量%3.855PS各種礦料占瀝青混合料總質量的百分率之和即PS=100-Pb%96.156P0.075礦料級配中0.075mm的通過率%5.87SA集料的比表面積㎡/kg4.72礦料的瀝青吸收率Pba=（rse-rb）÷（rse-rsb×rb）×100=23.65有效油石比Pbe=Pb-(Pba÷100)×PS=3.62粉膠比FB=P0.075÷Pbe=1.6符合0.6~1.6的要求有效瀝青膜厚度DA=Pbe÷(rb×SA)×10=7.444.目標配合比設計檢驗：4.1水穩(wěn)定性檢驗：采用殘留馬歇爾穩(wěn)定度試驗，以瀝青用量為3.9%制備馬歇爾試件，按《公路工程瀝青與混合料試驗規(guī)程》（JTJ052-2000）中（T0709-2000）方法進行了AC-25C瀝青混合料浸水馬歇爾試驗檢驗其48h殘留馬歇爾穩(wěn)定度為97.2%，〔詳見浸水馬歇爾試驗檢驗報告（RCJS）H20600014〕滿足密級配瀝青混合料浸水馬歇爾試驗配合比設計檢驗指標，即馬歇爾殘留馬歇爾穩(wěn)定度大于80%的要求。4.2滲水性檢驗：采用最佳油石比3.9%制備車轍試件，按《公路工程瀝青與混合料試驗規(guī)程》（JTGE20-2011

）中（T0730-2011）方法進行了AC-25C瀝青混合料滲水試驗