馬歇爾配合比設(shè)計(jì)(保定用)

目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)材料選擇材料試驗(yàn)粗、細(xì)集料、填料瀝青結(jié)合料選擇初試瀝青用及密度量及確定礦料級(jí)配礦料配合比計(jì)算、優(yōu)選調(diào)整級(jí)配、重新設(shè)計(jì)制備馬歇爾試件、測(cè)試相關(guān)參數(shù)馬歇爾試驗(yàn)、計(jì)算OAC1、OAC2、確定OAC各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)分析、比較、確定設(shè)計(jì)級(jí)配分析VV、VFA，確定最佳瀝青用量混合料性能評(píng)價(jià)高溫穩(wěn)定性能檢驗(yàn)水穩(wěn)定性能檢驗(yàn)確定目標(biāo)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(jí)配范圍

好的設(shè)計(jì)是具有良好的使用性能、施工操作性好變異性小、易壓實(shí)，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(shè)計(jì)1.目標(biāo)配比設(shè)計(jì)（1）材料選擇（2）根據(jù)工程級(jí)配范圍確定礦料比例級(jí)配瀝青表面層中（下）面層類型混凝土工程級(jí)配工程級(jí)配工程級(jí)配工程級(jí)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(jí)配組成范圍（方孔篩）表12.生產(chǎn)配比設(shè)計(jì)（1）熱料倉各規(guī)格的料進(jìn)行篩分并重新礦料配比設(shè)計(jì)以確定各熱料倉的比例。（2）測(cè)定熱料倉的各規(guī)格料的密度。（3）以目標(biāo)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(yàn)，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(jì)算出每盤混合料的用量，提供給拌和爐的機(jī)手。（5）報(bào)告和資料整理同目標(biāo)配比。3.試拌試鋪驗(yàn)證按生產(chǎn)配比進(jìn)行試拌試鋪。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀察人員的意見、混合料取樣的試驗(yàn)結(jié)果和試驗(yàn)段的技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果，經(jīng)過匯總對(duì)生產(chǎn)配比作出修改與否的意見。根據(jù)意見對(duì)生產(chǎn)配比進(jìn)行修改報(bào)項(xiàng)目部批準(zhǔn)方可正式施工。（二）瀝青混合料目標(biāo)配比設(shè)計(jì)過程（3）確定瀝青用量（4）報(bào)告的內(nèi)容

①采用的規(guī)范②設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)③組成材料的技術(shù)性能

④組成礦料的篩分和設(shè)計(jì)后的比例，包括表和級(jí)配曲線圖

⑤馬歇爾試驗(yàn)的資料，包括一個(gè)瀝青用量和匯總的結(jié)果⑥瀝青用量和有關(guān)技術(shù)指標(biāo)的關(guān)系圖

⑦確定瀝青用量的有關(guān)計(jì)算⑧用確定的瀝青用量在關(guān)系圖上的技術(shù)指標(biāo)要與結(jié)果相符⑨混合料驗(yàn)證報(bào)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(jí)區(qū)劃組合而成，每個(gè)分區(qū)用三個(gè)數(shù)字表示第一個(gè)數(shù)字：高溫分區(qū)（1、2、3）第二個(gè)數(shù)字：低溫分區(qū)（1、2、3、4）第三個(gè)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(biāo)氣候分區(qū)按照高溫指標(biāo)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(biāo)高溫氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱冬嚴(yán)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(biāo)雨量氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱潮濕區(qū)濕潤(rùn)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(shù)性能試驗(yàn)（1）瀝青結(jié)合料技術(shù)指標(biāo)要求（2）集料的技術(shù)指標(biāo)要求3.礦料級(jí)配設(shè)計(jì)混合料類型調(diào)整：（1）、配合比礦料級(jí)配設(shè)計(jì)含有三個(gè)層次：第一層次為規(guī)范級(jí)配范圍；第二層次為工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍；第三層次施工質(zhì)量允許波動(dòng)范圍。（2）根據(jù)工程級(jí)配范圍確定組成材料比例圖解法、試算法、電算法（人機(jī)對(duì)話）圖解法：求各種規(guī)格的集料通過百分率；畫矩形坐標(biāo)圖；確定縱坐標(biāo)，從左下向右上引對(duì)面線，根據(jù)合成級(jí)配中值與對(duì)面線交匯點(diǎn)引出直線來確定各篩孔在橫坐標(biāo)的位置；將各規(guī)格集料篩分結(jié)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?jì)算圖（3）驗(yàn)算合成級(jí)配注意：4.75mm、2.36mm、0.075mm孔徑4.瀝青用量設(shè)計(jì)—馬歇爾試驗(yàn)（1）馬歇爾試件的制備（2）物理指標(biāo)測(cè)定（3）穩(wěn)定度和流值的測(cè)定（4）瀝青最佳用量確定標(biāo)準(zhǔn)穩(wěn)定度-馬歇爾試驗(yàn)：1.根據(jù)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)類型和確定的設(shè)計(jì)級(jí)配做馬歇爾試驗(yàn)，按5個(gè)瀝青含量，以0.5％為一個(gè)間隔。2.

烘干礦料（170℃左右）；加熱瀝青（用砂浴）。3.

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

。6.高度調(diào)整：高度不符進(jìn)行調(diào)整：調(diào)整高度＝要求高度×原有混合料重/試驗(yàn)的試件高度7.制備完全部試件，24h脫模并編號(hào)。試驗(yàn)項(xiàng)目瀝青混合料類型主干路、次干路、擊實(shí)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(yàn)技術(shù)指標(biāo)熱拌瀝青混合料—體積參數(shù)采用馬歇爾試驗(yàn)方法，以體積設(shè)計(jì)思想為主。最大理論相對(duì)密度有效瀝青，吸附瀝青含量粗、細(xì)集料密度的測(cè)定設(shè)計(jì)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(biāo)—體積參數(shù)計(jì)算（1）組合集料表觀相對(duì)密度和毛體積相對(duì)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(yīng)的毛體積相對(duì)密度，（無量綱）；

……各種集料相應(yīng)的表觀相對(duì)密度，（無量綱）。

（2）預(yù)估油石比或?yàn)r青用量式中：

Pa----預(yù)估的最佳油石比（與礦料總量的百分比），％；

Pb----預(yù)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(biāo)準(zhǔn)油石比，％；

γSb----混合料組合集料的毛體積相對(duì)密度，（無量綱）；

γSbl----已建類似工程-混合料組合集料毛體積相對(duì)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(nèi)參）

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

……合成礦料的有效相對(duì)密度；

……試驗(yàn)采用的瀝青用量（占混合料總量的百分率），％；

……試驗(yàn)瀝青用量條件下實(shí)測(cè)得到的最大理論相對(duì)密度，無量綱；

……瀝青的相對(duì)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(duì)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(duì)密度，無量綱；

……礦料的合成表觀相對(duì)密度，無量綱；（5）、混合料的最大理論密度式中：

……最大理論相對(duì)密度，（無量綱）；

……所計(jì)算的瀝青混合料中的油石比，（％）；

……所計(jì)算的瀝青混合料中的瀝青用量，，（％）；

……瀝青的相對(duì)密度（25℃/25℃）；

……所計(jì)算的瀝青混合料的礦料含量，（％）；

……礦料的有效相對(duì)密度，無量綱；

……纖維用量，以礦料質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì)，％；

……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(duì)密度，無量綱；

……瀝青混合料中各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和（％），即，%；

……集料的合成毛體積相對(duì)密度式5.4.1-1計(jì)算；

γf……測(cè)定的試件的毛體積相對(duì)密度，無量綱。（7）、瀝青結(jié)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(jié)合料比例，％；

……瀝青混合料中的有效瀝青含量，％；

……礦料的有效相對(duì)密度，按式5.5.2.3-1計(jì)算，（無量綱）；

……集料的合成毛體積相對(duì)密度，按式5.4.1-1計(jì)算，（無量綱）；

……瀝青的相對(duì)密度（25℃/25℃），（無量綱）；

……瀝青含量，％；

……各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和，即（％）。（8）、最佳瀝青用量時(shí)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(jí)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(yàn)測(cè)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(guān)系圖。（11）.在穩(wěn)定度、流值、密度、空隙率的關(guān)系圖上確定瀝青用量OAC1。（12）.根據(jù)規(guī)范在關(guān)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(yàn)高溫穩(wěn)定性能水穩(wěn)性能（浸水試驗(yàn)、凍融劈裂）滲水性能低溫性能六、配合比調(diào)整和報(bào)告1、根據(jù)最佳瀝青用量試驗(yàn)所得空隙率、穩(wěn)定度、流值、飽和度等指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果不符合要求時(shí)2、當(dāng)殘留穩(wěn)定度不符合要求時(shí)3、當(dāng)最佳瀝青用量與兩個(gè)初始值相差太大時(shí)4、當(dāng)動(dòng)穩(wěn)定度不符合要求時(shí)5、礦料間隙率不符合要求時(shí)6、SMA的析漏、飛散、滲水、構(gòu)造深度報(bào)告某工程瀝青混合料AC-25C目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)說明1.

設(shè)計(jì)依據(jù)及技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)1.1《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）；1.2《公路工程瀝青與混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ052-2000）；1.3《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE42-2005）；1.4某工程設(shè)計(jì)圖—《路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖》；1.5委托單位所填寫的《試驗(yàn)任務(wù)委托協(xié)議書》。2.材料情況2.1瀝青本目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)采用普通70#A級(jí)瀝青，產(chǎn)地：山東；檢驗(yàn)結(jié)果表明該瀝青符合“道路石油瀝青70#A級(jí)技術(shù)要求〔詳見瀝青檢驗(yàn)報(bào)告（RCJS）L1060006〕。2.2集料本目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)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(xì)集料為**市河砂，檢驗(yàn)結(jié)果表明該集料基本符合要求〔詳見粗集料檢驗(yàn)報(bào)告（RCJS）H7060006~0009和細(xì)集料檢驗(yàn)報(bào)告（RCJS）H7060010〕。2.3填料采用石灰石磨細(xì)而成的礦粉，產(chǎn)地為：獲鹿某石粉廠，檢驗(yàn)結(jié)果符合要求〔詳見礦粉檢驗(yàn)報(bào)告（RCJS）H5060006〕。瀝青抗剝落劑，其摻量為瀝青用量的0.2%。3.目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)3.1礦料級(jí)配組成根據(jù)委托單位提供的瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖，級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)考慮了拌和樓的除塵效率，經(jīng)試配檢驗(yàn)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(jì)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(gè)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(jí)配和合成級(jí)配見表1AC-25C瀝青混合料工程級(jí)配和合成級(jí)配表1AC-25C工程設(shè)計(jì)級(jí)配通過下列篩孔的質(zhì)量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075工程級(jí)配上限100100857565553728201513106工程級(jí)配下限1009577675747302217131064工程級(jí)配中值10097.58171615133.52518.51411.585目標(biāo)設(shè)計(jì)級(jí)配10097.882.369.860.451.332.124.619.114.78.67.35.8關(guān)健性篩孔

<40

3.2馬歇爾試驗(yàn)按《公路工程瀝青與混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011）對(duì)試件進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，計(jì)算VV、VMA、VFA等體積指標(biāo)（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(yàn)得曲線關(guān)系圖，根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004）和（JTGE20-2011）中的熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方法，結(jié)合本地區(qū)氣候情況確定目標(biāo)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(yàn)結(jié)果匯總表表2油石比（%）毛體積相對(duì)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(shù)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(hào)取值內(nèi)容及條件代號(hào)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(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的油石比范圍最小值OACmin3.47各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的油石比范圍最大值OACmax3.98各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)配合比的最佳油石比OAC3.93.4檢驗(yàn)最佳油石比時(shí)的粉膠比和有效瀝青膜厚度（詳見表4）材料計(jì)算參數(shù)表4序號(hào)符號(hào)符號(hào)意義單位計(jì)算結(jié)果1rse集料的有效相對(duì)密度無量綱2.6992rsb材料的合成毛體積相對(duì)密度無量綱2.6943rb瀝青的相對(duì)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(zhì)量的百分率之和即PS=100-Pb%96.156P0.075礦料級(jí)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(biāo)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)：4.1水穩(wěn)定性檢驗(yàn)：采用殘留馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，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(yàn)規(guī)程》（JTJ052-2000）中（T0709-2000）方法進(jìn)行了AC-25C瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)其48h殘留馬歇爾穩(wěn)定度為97.2%，〔詳見浸水馬歇爾試驗(yàn)檢驗(yàn)報(bào)告（RCJS）H20600014〕滿足密級(jí)配瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)指標(biāo)，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(yàn)：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(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011

）中（T0730-2011）方法進(jìn)行了AC-25C瀝青混合料滲水試驗(yàn)