瀝青混合料配合比設(shè)計

瀝青混合料配合比設(shè)計第一頁，共137頁。介紹的主要內(nèi)容級配設(shè)計歷史與理論；瀝青混合料設(shè)計；生產(chǎn)配合比設(shè)計。第二頁，共137頁?；旌狭霞壟湓O(shè)計歷史“配方”混合料設(shè)計

200磅細砂

300磅粗砂

400磅破碎礫石

50磅針入度瀝青在300F混合料和攤鋪在路上“配方”微調(diào)

級配瀝青含量確定有缺陷的試驗方法公式加里福尼亞公路局P=0.015a+0.03b+0.17c

a=+#10b=-#10,+#200c=-#200第三頁，共137頁?；旌狭霞壟湓O(shè)計歷史1920年代需要新的方法工程師經(jīng)驗設(shè)計局限性設(shè)計方法局限于當?shù)乜ㄜ嚱煌ㄔ黾榆囖H和推移

體積比例

試件相對密度壓實混合料空隙壓實礦料間隙率馬歇爾混合料設(shè)計

B.Marshall，密西西比運輸部美國陸軍工程師兵團公路部門采用第四頁，共137頁。級配理論一、最大密實曲線理論

(1)W.B.FULLER提出的FULLER曲線(2)A.N.TABOL曲線，即所謂的N法

(3)蘇聯(lián)伊萬諾夫提出用顆粒分級重量遞減系數(shù)k為參數(shù)的連續(xù)級配密實理論（簡稱k法)

第五頁，共137頁。級配理論二、粒子干涉理論

粒子干涉理論是由C.A.G.Weymouth提出的，認為顆粒之間的空隙應(yīng)由次小一級的顆粒所填充，其余空隙由再次小一級的顆粒所填充，填隙顆粒直徑不應(yīng)大于間隙之間的距離，否則，顆粒之間勢必發(fā)生粒子的干涉。從臨界狀態(tài)即填隙顆粒直徑等于間隙之間的距離關(guān)系可以得出計算公式：

t—前粒級的間隙距離（等于次一級的顆粒直徑）；

D—前粒級的粒徑；

D0—次一級的理論密實率（集料松裝與表觀密度之比）；

Da—次一級的使用密實率。

第六頁，共137頁。級配理論SUPERPAVE級配第七頁，共137頁。級配理論貝雷法設(shè)計（多級嵌擠理論）由伊里諾州DOT的RobertD.Bailey先生開發(fā)的一套確定瀝青混合料級配的方法；具有15年多的使用該法的經(jīng)驗；粗骨料的嵌擠，細集料的填充第八頁，共137頁。什么是最好的?0%10%20%30%40%50%60%70%80%90%100%篩孔尺寸,mm%通過率12.59.52.360.075如果兩種級配都是4%空隙率，我選擇哪一個?第九頁，共137頁。集料的填充取決于:壓實功（類型與數(shù)量）顆粒形狀顆粒表面紋理尺寸分布第十頁，共137頁。集料填充集料顆?？障对诿恳惑w積中需要裝填多少集料才是合適的呢?第十一頁，共137頁。粗集料形成骨架粗集料細集料有多少空間給細集料?

Ok!第十二頁，共137頁。粗集料沒形成骨架粗集料細集料NO!第十三頁，共137頁。問題與設(shè)想現(xiàn)行混合料設(shè)計方法缺乏一些指導：

設(shè)計集料結(jié)構(gòu)的選擇集料結(jié)構(gòu)和混合料體積性質(zhì)的關(guān)系綜合提高表面層瀝青混合料性能的方法是使用骨架密實級配結(jié)構(gòu)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA是一種平衡這些性能較理想的結(jié)構(gòu)，SMA——單粒徑骨架密實結(jié)構(gòu)。提出連續(xù)嵌擠密實結(jié)構(gòu)的設(shè)想，連續(xù)嵌擠密實——多級嵌擠密級配瀝青混合料。第十四頁，共137頁。SUPERPAVE級配設(shè)計方法第十五頁，共137頁。級配設(shè)計過程Superpave混合料體積設(shè)計包括四個步驟

1.材料選擇；2.設(shè)計集料結(jié)構(gòu)的選擇；

3.設(shè)計瀝青用量的選擇；4.水敏感性評價。第十六頁，共137頁。幾個概念最大公稱尺寸：比10%的篩余量大的第一個篩孔尺寸；最大尺寸：大于最大公稱尺寸的篩孔尺寸；最大理論密度線：在0.45次方級配曲線圖上，從原點到最大尺寸所對的右上角的聯(lián)線；控制點：級配必須通過的區(qū)間控制范圍?？刂泣c位于最大工程尺寸、中等尺寸和最小尺寸；限制區(qū)：沿最大理論密度線，在中等尺寸與0.3mm尺寸之間級配不得通過的區(qū)域。第十七頁，共137頁。Superpave級配曲線圖第十八頁，共137頁。Superpave認為瀝青混合料的級配曲線在0.45次方級配曲線圖上越靠近最大理論密度線，混合料的密度越大。通過SHRPA-408項目的研究，認為天然砂含量過高，級配曲線在中值篩孔與0.3mm之間靠近最大理論密度線容易產(chǎn)生軟弱混合料（tender）使得混合料難以壓實成型，隨著瀝青含量的少許變化都使得混合料的性質(zhì)產(chǎn)生較大的變化。

Superpave混合料級配類型Superpave混合料Superpave混合料的名稱最大工程尺寸

mm最大尺寸

mm37.5mm37.55025mm2537.519mm192512.5mm12.5199.5mm9.512.5第十九頁，共137頁。Superpave級配Superpave針對每種不同類型的混合料給出了個控制點與禁區(qū)的范圍；根據(jù)最新研究認為禁區(qū)可以取消，根據(jù)我國同濟大學林繡賢教授研究，禁區(qū)可以取消但部分限制點要保留，而且其控制點個有作用。第二十頁，共137頁。貝雷法設(shè)計級配及發(fā)展研究第二十一頁，共137頁。Bailey法平面模型第二十二頁，共137頁。粗細集料的分界Bailey法以大于最大公稱尺寸的0.22倍的集料作為粗集料。0.020.040.060.080.0100.0%通過率主要控制尺寸=0.22倍最大顆粒尺寸細集料粗集料第二十三頁，共137頁。多級嵌擠的三級填充第二十四頁，共137頁。三級填充設(shè)計第二十五頁，共137頁。級配控制參數(shù)選定確定級配對路面離析、細集料的填充、體積指標影響等情況的級配控制參數(shù)第二十六頁，共137頁。嵌擠骨架結(jié)構(gòu)的形式和體積狀態(tài)的控制松散狀態(tài)搗實狀態(tài)密級配選擇細集料的體積狀態(tài)選擇范圍第二十七頁，共137頁。級配參數(shù)的影響當

CA比

增加，混合料的空隙將增加

(比值范圍～0.4-0.8)

當

FAC

比

增加，混合料的空隙將減少

(比值應(yīng)<0.5)

當

FAF

比

增加，混合料的空隙將減少

(比值應(yīng)<0.5)

FAC

比

對VMA影響最大第二十八頁，共137頁。Bailey法的控制要點四個篩子表征級配曲線主要控制篩子一半篩子細集料分界篩子細集料二次分界篩子3個比值定義級配曲線的裝填粗集料比細集料粗比值細集料細比值第二十九頁，共137頁。集料模型的發(fā)展

根據(jù)研究認為在不形成填充的狀態(tài)下，空隙率的大小主要取決于粒料的排列方式而與粒徑無關(guān)，因此可以把集料作為小球來排列，在不發(fā)生干涉的情況下其模型與填充小球直徑可以計算。第三十頁，共137頁。級配控制參數(shù)的修正第三十一頁，共137頁。級配控制參數(shù)的修正對混合料級配曲線分段分析，分段方法同Bailey法相同，但是參數(shù)計算不是采用相近各標準試驗篩孔所對應(yīng)的值，而是將級配曲線看作連續(xù)曲線，不是標準篩孔，采用各篩孔的0.45次方與對應(yīng)通過率內(nèi)差法進行計算。將整個級配曲線分成90%通過率對應(yīng)尺寸（NMPS’）、一級嵌擠形成點（PCS’）,即NMPS’×嵌擠系數(shù)、NMPS’半值篩孔（NMPS’/2）、二級嵌擠形成點（FAc’）、三級嵌擠形成點（FAf’）和填充料分界點0.075㎜。

根據(jù)對參數(shù)的修正研究，提出以下幾個級配控制參數(shù)，即：CA比、FAC比、FAF比和NMPS與NMPS’/2之間的集料布度，這些參數(shù)的約定與貝雷法設(shè)計約定有所不同。第三十二頁，共137頁。級配參數(shù)要求級配控制參數(shù)要求范圍備注CA比0.4-0.8表層0.4-0.6FAC比0.25-0.5

FAF比0.25-0.5

NMPS與NMPS’/2分布度1.1-1.6

PCS’至NMPS’/2分布度1.1-1.6表層0.8-1.3注：表層要求為了提高表面紋理構(gòu)造第三十三頁，共137頁。級配對混合料性能的影響性能影響主要從幾個方面考慮：(1)通過級配中粗細集料的分布，使混合料粗集料形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)；

(2)通過良好的級配組成，使得混合料具有良好的體積性質(zhì)；

(3)對級配中粗集料部分的合理組成進行分析，減少混合料施工過程中的離析現(xiàn)象；

(4)對級配在生產(chǎn)過程中對施工過程產(chǎn)生的影響，主要是指壓實的穩(wěn)定性等問題。

第三十四頁，共137頁。級配對混合料性能的影響Hveem對級配和性能的影響關(guān)系作了定性的研究分析，給出了可能發(fā)生問題的區(qū)域提示。

第三十五頁，共137頁。良好的級配是混合料性能的保證，必須根據(jù)混合料層位要求進行嚴格配合比設(shè)計，同時在施工中嚴格級配控制，這是保證混合料性能的重要步驟。第三十六頁，共137頁。介紹的主要內(nèi)容級配設(shè)計歷史與理論；瀝青混合料設(shè)計；生產(chǎn)配合比設(shè)計第三十七頁，共137頁。試驗準備原材料試驗：首先應(yīng)當進行原材料試驗，檢驗原材料是否滿足技術(shù)要求，為配合比設(shè)計提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，原材料試驗主要包括以下內(nèi)容：集料各種密度性能指標篩分試驗瀝青試驗，確定試驗溫度。

第三十八頁，共137頁。級配設(shè)計《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)將密級配瀝青混合料類型分為粗型(C)和細型(F)。第三十九頁，共137頁。級配設(shè)計《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)將級配范圍分為三個范圍：

1、規(guī)范規(guī)定的級配范圍；

2、工程設(shè)計級配范圍；

3、施工質(zhì)量檢驗時允許波動的級配范圍。第四十頁，共137頁。注意

規(guī)范規(guī)定的級配范圍適用于全國，不同道路等級、不同氣候條件、不同交通條件、不同層次，范圍很寬。

它是不能直接采用的！

它不適用于施工單位與監(jiān)理單位！第四十一頁，共137頁。級配設(shè)計我們應(yīng)當采用的是：工程設(shè)計級配范圍。工程設(shè)計級配范圍應(yīng)當由設(shè)計單位根據(jù)道路所處的地理位置、交通等級、氣候條件等，并結(jié)合當?shù)亟?jīng)驗通過試驗研究確定的，可以供施工單位與建立單位采用。工程設(shè)計級配范圍在必要時可以超出規(guī)范規(guī)定的級配范圍。第四十二頁，共137頁。級配設(shè)計級配曲線圖應(yīng)采用0.45次方級配曲線圖第四十三頁，共137頁。級配設(shè)計級配設(shè)計步驟1、首先確定工程級配范圍；2、在工程級配范圍內(nèi)設(shè)計3組不同的礦料級配供優(yōu)選采用；3、對3組級配采用預估最佳瀝青用量進行試驗，并確定最佳級配；4、選用最佳級配5個瀝青含量進行試驗。第四十四頁，共137頁。級配設(shè)計預估最佳瀝青用量第四十五頁，共137頁。級配設(shè)計我國規(guī)范中對混合料級配設(shè)計采用級配范圍法，也就是說根據(jù)給定的工程設(shè)計級配范圍選取合理的級配曲線進行試驗。工程設(shè)計級配范圍的調(diào)整與確定是一個比較復雜的過程，需要兼顧交通、氣候、層位要求、性能要求、施工要求等多方面的因素，這個過程需要專業(yè)的機構(gòu)來完成。第四十六頁，共137頁。級配設(shè)計與設(shè)計級配是截然不同的兩個概念！第四十七頁，共137頁?；旌狭显O(shè)計1、馬歇爾法設(shè)計我國常用馬歇爾法進行設(shè)計，已有多年使用經(jīng)驗，但其存在固有的缺陷。2、Superpave旋轉(zhuǎn)壓實儀法

Superpave瀝青混合料體積設(shè)計核心之一是采用Superpave旋轉(zhuǎn)壓實儀(SGC)成型混合料試件，進而進行相關(guān)的體積分析。其更能符合現(xiàn)場實際。第四十八頁，共137頁?；旌狭显O(shè)計馬歇爾法成型為擊實過程，與現(xiàn)場壓路機的壓實過程不能吻合，而且在擊實過程中容易造成集料的破碎；進行雙面75次擊實，其擊實功與現(xiàn)場壓路機壓實功相差很遠；對任何層位、交通等級道路混合料都采用相同的擊實標準。第四十九頁，共137頁?；旌狭显O(shè)計Superpave旋轉(zhuǎn)壓實儀法（SGC）第五十頁，共137頁?；旌狭显O(shè)計

瀝青混合料的密度隨著壓實次數(shù)的增大而增大，和其它設(shè)計方法一樣，混合料的設(shè)計建立在一定的壓實功能水平上，壓實功的大小取決于交通量的大小。設(shè)計壓實過程分成三個壓實次數(shù)，即初始壓實次數(shù)Nini、設(shè)計壓實次數(shù)Ndes和最大壓實次數(shù)Nmax。初始壓實次數(shù)用于評估混合料的壓實特性，最大壓實次數(shù)用來限制所設(shè)計的混合料在交通量作用后的軟弱形狀，不致于密實到空隙率過小而產(chǎn)生車轍和泛油。各壓實次數(shù)之間的關(guān)系

Log10Nmax=1.10Log10Ndes

Log10Nini=0.45Log10Ndes第五十一頁，共137頁。美國Superpave旋轉(zhuǎn)壓實表設(shè)計交通量ESAL(百萬)壓實次數(shù)典型道路的應(yīng)用NiniNdesNmax<0.365075輕交通道路，如地方道路、鄉(xiāng)村道路和限制卡車通行的城市道路。交通量屬于當?shù)氐男再|(zhì)，但不是指地域性的、州內(nèi)的和州際的道路。許多旅游地區(qū)的道路可以使用這個水平0.3-<3775115主要指集散道路和進入街道的道路，中等交通量的市區(qū)道路、許多州道和偏遠地區(qū)的州際公路3-<308100160包括雙車道、多車道、部分或全封閉的城市道路，中等到大交通量的市區(qū)道路。許多州道、國道和某些角偏遠的州際公路?！?09125205包括大部分的城市和周邊地區(qū)的州際公路。專用道路，如卡車承重站和卡車專用公路。第五十二頁，共137頁?；旌狭象w積指標計算第五十三頁，共137頁。原來三相體積計算體系第五十四頁，共137頁。新的四相體積計算體系第五十五頁，共137頁。計算體系的差別第五十六頁，共137頁。計算體系的差別第五十七頁，共137頁?？障堵蔞V的計算

空隙率是混合料最重要的體積指標，γt可以采用真空法、溶劑法、計算法；γf可以采用表干法、封臘法、水中重法，實際上不能等同。采用的測試方法不同，VV的結(jié)果將差別很大。因此，需對γt和γf的測定方法進行統(tǒng)一。第五十八頁，共137頁。試件的毛體積密度γf=A/(B-C)

A=試件干重

B=試件飽和面干SSD重

C=試件水中重可以看出，密度的測試方法一般為表干法，計算試件的毛體積相對密度。第五十九頁，共137頁。最大相對密度真空法實測

比較容易分散的混合料；計算法

對改性瀝青混合料和SMA，采用計算法，計算采用的集料密度為有效密度。第六十頁，共137頁。有效體積=固體集料部分所占的體積+表面空隙中沒有吸附瀝青的空隙的體積集料的有效密度吸收的瀝青水可進入而瀝青不能進入的體積表面空隙固體集料部分采用視密度與毛體積密度進行計算，計算按照集料吸水率的不同而變化。0.5、1.0、1.5、>11.5第六十一頁，共137頁。有效相對密度的計算

新的瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范在修訂過程中，給出了有效相對密度的計算公式。其直接由礦料的合成毛體積相對密度與合成表觀相對密度計算確定。C=0.033wx2-0.2936wx+0.9339

第六十二頁，共137頁。VMA與VFA的計算礦料間隙率VMA按下式計算

試件的毛體積相對密度；礦料混合料的合成毛體積相對密度

VMA的計算不再是空隙率+瀝青體積百分率飽和度VFA按下式計算第六十三頁，共137頁。體積計算體系比較我國《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)體積計算體系與美國Superpave體積計算體系已經(jīng)接軌，沒有太大的差別，只是在改性瀝青混合料最大理論相對密度上有所差別。新的計算體系更加符合混合料的實際情況，試驗方法的統(tǒng)一更有利于混合料質(zhì)量控制。第六十四頁，共137頁。最佳瀝青用量的確定我國仍采用根據(jù)馬歇爾試驗曲線各項指標確定OAC。

OAC=(OAC1+OAC2)/2OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4OAC2=(OACmin+OACmax)/2第六十五頁，共137頁。第六十六頁，共137頁。最佳瀝青用量的確定確定最佳瀝青含量以后，檢驗空襲率指標以及能否滿足最小VMA值的要求。要注意的是規(guī)范中，關(guān)于VMA最小值的要求是與空隙率和最大公稱尺寸相關(guān)的，不同的設(shè)計空隙率要求最小VMA值是不一樣的。另外，規(guī)范對于混合料體積指標的要求是根據(jù)交通量等級、氣候區(qū)域、所處層位的不同有著不同的要求。第六十七頁，共137頁。第六十八頁，共137頁。最佳瀝青含量的確定規(guī)范中對最佳瀝青含量的調(diào)整：

對炎熱地區(qū)公路以及高速公路、一級公路的重載交通路段，山區(qū)公路的長大坡度路段，預計有可能產(chǎn)生較大車轍時，宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計算的最佳瀝青用量減小0.1%～0.5%作為設(shè)計瀝青用量。

對寒區(qū)公路、旅游公路、最佳瀝青用量可以在OAC的基礎(chǔ)上增加0.1%～0.3%,以適當減小設(shè)計空隙率，但不得降低壓實度要求。第六十九頁，共137頁。最佳瀝青含量的確定規(guī)范對最佳瀝青含量確定的說明采用密實骨架嵌擠型級配混合料時，馬歇爾指標與油石比關(guān)系曲線中，穩(wěn)定度與密度指標有一個或兩個不出現(xiàn)峰值時，可以采用空隙率指標為準確定最佳瀝青用量，即以設(shè)計空隙率對應(yīng)的瀝青用量為最佳瀝青用量。然后檢驗其他指標是否滿足要求。第七十頁，共137頁。最佳瀝青含量的確定Superpave最佳瀝青含量確定Superpave瀝青混合料體積設(shè)計要求設(shè)計交通量ESALs(百萬次)要求密度（最大理論密度%）礦料間隙率（%）最小飽和度(%)最小粉膠比NiniNdesNmax最大工稱尺寸，mm37.525.019.012.59.5<0.3≤91.596≤9811.012.013.014.015.070-800.6-1.20.3-<3≤91.565-783-<10≤89.065-75第七十一頁，共137頁。最佳瀝青含量的確定Superpave最佳瀝青含量確定不同瀝青含量壓實曲線第七十二頁，共137頁。最佳瀝青含量的確定第七十三頁，共137頁。最佳瀝青含量的確定第七十四頁，共137頁?；旌狭闲阅軝z驗我國規(guī)范檢驗指標高溫穩(wěn)定性：車轍試驗動穩(wěn)定度水穩(wěn)定性：殘留穩(wěn)定度與凍融劈裂強度比低溫穩(wěn)定性：低溫彎曲試驗破壞應(yīng)變要求滲水性能：滲水系數(shù)要求另外還需要檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比與有效瀝青膜厚度。第七十五頁，共137頁。混合料性能檢驗1、粉膠比：一般為0.6-1.6，對最大公稱尺寸13.2-19mm密級配混合料宜為0.8-1.2。

注意：采用的是0.075mm篩孔通過率而不是礦粉用量；瀝青用量是采用有效瀝青用量；2、有效瀝青膜厚度

第七十六頁，共137頁?；旌狭闲阅軝z驗Superpave設(shè)計進行水敏感性評價

用AASHTOT283“壓實瀝青混合料抗水損害阻力”的試驗方法評價設(shè)計瀝青混合料的水敏感性。

6個試件按空隙率大小分成兩組，一組用真空飽水凍融循環(huán)加以處理，另一組不處理，用兩組試件的間接抗拉強度比大于80%作為判斷是否有水敏感的標準。

Superpave水準1僅進行此項評價，因為混合料的抗車轍能力在旋轉(zhuǎn)壓實過程中有評價。第七十七頁，共137頁。幾點討論VMA標準問題

§我國對VMA的研究很膚淺。主要參考美國的標準，但美國不同規(guī)范、不同年代、對不同設(shè)計空隙率的VMA標準，不僅不相同而且一直在變化。我們對VMA的研究很少，所以全面引用了美國的標準。

§馬歇爾試驗的擊實的空隙率要比SUPERPAVE的搓揉壓實條件的空隙率大1%左右，在相同油石比條件下，如果將馬歇爾擊實次數(shù)從75次增加到100次，VMA值約小1%。第七十八頁，共137頁。幾點討論VMA標準問題實踐證明，VMA最重要，但我們掌握得很差，調(diào)整VMA也很難，這是我們目前存在的困難。這一點在美國也一樣。原來想設(shè)一個2%的上限，實際上做不到。而且不同的學者和單位對VMA的規(guī)定也不完全相同。第七十九頁，共137頁。幾點討論VFA標準問題

§

VFA是VMA及設(shè)計空隙率計算得到的指標，注意這里的VFA是有效瀝青用量占VMA的比例。不再是總的瀝青的體積與總的VMA的比例，所以沒有必要計算瀝青的體積比例。

§根據(jù)VMA最小值的要求，按設(shè)計空隙率計算得到的VFA范圍明顯偏小，因此應(yīng)當注意VFA的變化。如AC-20設(shè)計空隙率5%，最小VMA要求為14%，此時VFA為64.3%，不滿足65%要求。第八十頁，共137頁。幾點討論VFA標準問題減小VFA的要求是很重要的，調(diào)查表明，大量的車轍發(fā)生在中下面層，控制VFA對抗車轍有利。尤其是對AC-25、AC-20這些常用的結(jié)構(gòu)層，希望大家注意。第八十一頁，共137頁。幾點討論粉膠比確定瀝青用量時，粉膠比是重要的。粉膠比實際上是決定瀝青膜厚度，粉膠比太小，路面會泛油；粉膠比過大將使有效瀝青用量偏少，粘結(jié)能力減弱，并導致瀝青混合料的松散。我國規(guī)范的條文說明中粉膠比宜在1.0~1.2范圍內(nèi)，對密級配瀝青混合料提出的。第八十二頁，共137頁。幾點討論粉膠比

SUPERPAVE提出當混合料級配從限制區(qū)下方經(jīng)過時，粉膠比可適當提高為0.8~1.6。由于抗車轍性能的需要，我國常采取減少瀝青用量的措施，這時更應(yīng)該特別注意粉膠比的問題，防止粉膠比過大影響耐久性。當然粉膠比過大也會影響施工性能。

最新研究第八十三頁，共137頁。1、混合料設(shè)計是保證混合料性能最重要的一步，必須嚴格、嚴謹。

2、對于瀝青混合料，我們僅做到了混合料設(shè)計，離設(shè)計瀝青混合料還差得很遠。第八十四頁，共137頁。室內(nèi)混合料設(shè)計很重要，關(guān)鍵是如何使現(xiàn)場混合料達到設(shè)計要求！第八十五頁，共137頁。介紹的主要內(nèi)容級配設(shè)計歷史與理論；瀝青混合料設(shè)計；生產(chǎn)配合比設(shè)計。第八十六頁，共137頁。

3.1概述

瀝青拌和站生產(chǎn)配合比調(diào)試是路面技術(shù)服務(wù)中的重要環(huán)節(jié)，調(diào)試的好壞將直接決定瀝青混合料的性能指標能否滿足要求，對瀝青混合料的質(zhì)量起主導作用。

生產(chǎn)配合比是經(jīng)過拌合站二次篩分與除塵后用于指導生產(chǎn)的配合比。

生產(chǎn)配合比是對混合料級配的最終確定，在不經(jīng)批準的情況下不得隨意變動。第八十七頁，共137頁。

3.1概述配合比設(shè)計分為三個階段目標配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比設(shè)計階段生產(chǎn)配合比驗證階段—確定標準配合比確定的標準配合比，由監(jiān)理認可，不得隨便變更。目標配合比沒有意義的想法是錯誤的：

§目標配比確定級配與混合料性能

§嚴格控制各料倉不同材料比例第八十八頁，共137頁。

3.1概述生產(chǎn)配比設(shè)計

生產(chǎn)配合比應(yīng)當是穩(wěn)定的，當發(fā)生較大變異時應(yīng)當進行以下檢查：

冷料材料變異性

拌合站計量系統(tǒng)

拌合站篩分系統(tǒng)

熱料倉比例復核

第八十九頁，共137頁。生產(chǎn)配比設(shè)計

特別關(guān)注0-3mm熱料倉，包含多檔篩孔，細集料對混合料的影響巨大。

根據(jù)材料變化、含水率變化，跟蹤關(guān)注拌合站除塵效果，并進行調(diào)整。

第九十頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹瀝青拌和站是瀝青路面施工的主要機械設(shè)備，其主要功能在一定溫度下，將不同粒徑的集料（石子）、填料（礦粉、水泥）、結(jié)合料（瀝青）按適當比例要求攪拌，而制成符合要求的瀝青混合料。第九十一頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹目前市場上主要的瀝青拌和機械國外品牌：瑪連尼（MARINI）、日工、安邁等國內(nèi)品牌：德基、西筑、無錫雪桃等第九十二頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹瀝青拌和站分類按照工藝流程劃分為間歇式和連續(xù)式間歇式瀝青拌和站：各種原材料是分批計量好后投入拌和器進行拌和的，拌和好的成品料一批從拌和器卸出，接著進行下一批料的拌和，形成周而復始的循環(huán)作業(yè)過程。第九十三頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹連續(xù)式瀝青拌和站：即采用連續(xù)不間斷的攪拌方式生產(chǎn)，骨料的加熱烘干和混合料的攪拌在同一個滾筒中連續(xù)進行。由于目前我國國情，石料規(guī)格參差不齊，料源及質(zhì)量不穩(wěn)定。因此，在高速公路施工過程中主要采用間歇式瀝青拌和站。第九十四頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹瀝青拌和站分類按照搬運方式為移動式、半固定式和固定式移動式：即料倉和攪拌鍋自帶輪胎，可隨施工地地點轉(zhuǎn)移。第九十五頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹半固定式：即將設(shè)備裝置在幾個拖車上，在施工地點拼裝，多用于公路施工。固定式：即將設(shè)備作業(yè)地點固定，又稱瀝青混凝土拌和站，適用于高速公路及城市道路施工。第九十六頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹瀝青拌和站分類按照生產(chǎn)能力可以分為：小型、中型、大型瀝青混凝土攪拌設(shè)備小型，即生產(chǎn)率在40t/h以下；中型，即生產(chǎn)率在40～400t/h；大型，即生產(chǎn)率在400t/h以上。設(shè)備型號瀝青拌和站設(shè)備按照生產(chǎn)能力通常劃分為1000型、2000型、3000型、4000型、5000型。釋義：數(shù)字代表攪拌鍋一次攪拌產(chǎn)量（kg/45s-60s）第九十七頁，共137頁。3.2瀝青拌和站介紹間歇式瀝青拌和站組成（十大系統(tǒng)）冷料供給系統(tǒng)烘干加熱系統(tǒng)熱料提升系統(tǒng)拌和站控制系統(tǒng)粉料供給系統(tǒng)成品料提升及儲存系統(tǒng)除塵系統(tǒng)瀝青導熱油供給系統(tǒng)燃料油供給系統(tǒng)壓縮氣體供給系統(tǒng)第九十八頁，共137頁。強制間歇式攪拌設(shè)備組成示意圖除塵器熱骨料提升機振動篩粉料倉瀝青供給系統(tǒng)成品料倉攪拌器稱量裝置干燥滾筒皮帶機冷料供給系統(tǒng)第九十九頁，共137頁。3.3冷料倉的標定冷料倉的標定實際就是對各冷料倉上料比例進行確定，找到流量與集料規(guī)格、出料口開啟程度及皮帶轉(zhuǎn)速之間的關(guān)系。在實際操作過程中各料倉的集料規(guī)格與出料口開啟程度均保持恒定。因此，冷料倉標定核心是確定流量與轉(zhuǎn)速。第一百頁，共137頁。3.3冷料倉的標定冷料倉標定的目的是使冷料上料比例與目標配合比更好的吻合，最大限度減少級配波動差異，以及等料、溢料現(xiàn)象的發(fā)生。以往忽略該項工作造成生產(chǎn)配合比和目標配合比差距較大，且瀝青混合料生產(chǎn)過程不穩(wěn)定，變異較大。第一百零一頁，共137頁。3.3冷料倉的標定標定步驟：1、級配符合首先要對后場集料的礦料級配進行復核，使礦料級配與目標級配基本一致。2、集料輸送皮帶速度確定用紅線標定集料帶一固定長度（15-20m），用秒表計量集料帶通過這一固定長度的時間（計量3次，取平均值，單位為s），從而確定集料帶的轉(zhuǎn)動速度。第一百零二頁，共137頁。3.3冷料倉的標定3、計算各冷料倉皮帶轉(zhuǎn)速與流量的關(guān)系確定皮帶在某一表顯轉(zhuǎn)速條件下集料的計算流量需要的參數(shù)：表顯轉(zhuǎn)速；取樣長度（m）；取樣質(zhì)量(kg)；含水量(%)計算參數(shù)：計算流量（t/h）特別提醒：每個冷料倉的皮帶要設(shè)定3個不同的表顯轉(zhuǎn)速，分別測定參數(shù)：取樣長度（2m，料頭料尾去掉），取樣質(zhì)量和含水量，分別通過計算得到集料的計算流量，以便通過內(nèi)插法得到實際皮帶實際的轉(zhuǎn)速。

第一百零三頁，共137頁。3.3冷料倉的標定例如：在控制室設(shè)定一固定表顯轉(zhuǎn)速（首先確定最大轉(zhuǎn)速，以1/3、1/2、2/3最大轉(zhuǎn)速為準，取點太窄，沒有代表性），讓1#冷料倉皮帶轉(zhuǎn)動（其他冷料倉皮帶不轉(zhuǎn)），取集料帶一定長度（如1m）的集料，稱其質(zhì)量并測定其含水量，從而計算集料計算流量(t/h)第一百零四頁，共137頁。3.3冷料倉的標定4、設(shè)定拌合樓產(chǎn)量，計算集料質(zhì)量例如：瀝青拌合樓的設(shè)定產(chǎn)量為260t/h,瀝青用料為4.5%，則集料質(zhì)量為260-260×4.5%=248.3

第一百零五頁，共137頁。3.3冷料倉的標定5、由目標配合比計算各個冷料倉的實際流量例如：1#倉集料所占的配合比為10%，集料質(zhì)量為248.3，則1#倉集料的實際流量為248.3×10%=24.83第一百零六頁，共137頁。3.3冷料倉的標定6、以各冷料倉的實際流量為橫坐標，采用內(nèi)插法計算各個冷料倉皮帶的實際轉(zhuǎn)速第一百零七頁，共137頁。冷料倉流量曲線的標定第一百零八頁，共137頁。冷料倉流量曲線的標定第一百零九頁，共137頁。瀝青拌合站的標定分為：靜態(tài)標定和動態(tài)標定。靜態(tài)標定指的是由計量單位對瀝青拌合站的計量系統(tǒng)進行的靜態(tài)情況下的標定。

動態(tài)標定是否可以理解為拌合站設(shè)定值與實際稱量值之間的偏差？計量稱的標定靜態(tài)計量動態(tài)配料參數(shù)名稱參數(shù)值%參數(shù)名稱參數(shù)值%瀝青0.3瀝青0.1粉料0.5粉料0.5骨料0.5骨料0.5纖維5纖維/計量系統(tǒng)精度要求需要指出的是目前靜態(tài)標定存在很大的偏差，甚至可以說是不準確性。靜態(tài)標定時候，砝碼要用到最大量程的50%以上，現(xiàn)用最大稱量砝碼，然后減半回標一下。特別提示：第一百一十頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試生產(chǎn)配比設(shè)計

根據(jù)供料均衡原理，在目標配合比指導下的生產(chǎn)配合比應(yīng)當是供料均衡的，當出現(xiàn)較大溢料或等料時，應(yīng)當檢查：

復核冷料比例

冷料級配的變異

熱料倉計量系統(tǒng)

切忌：人為調(diào)整熱料倉比例達到供料均衡。

第一百一十一頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比設(shè)計熱料倉篩孔的確定—非常重要設(shè)置的原則（包括碎石廠振動篩設(shè)置）

§最大粒徑對應(yīng)—保證不出現(xiàn)超粒徑

§與關(guān)鍵控制篩孔相對應(yīng)—使混合料級配關(guān)鍵篩孔得到控制

§各倉材料用量比例—保證各倉均衡

§考慮多層混合料—減少換篩的時間第一百一十二頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比設(shè)計篩孔設(shè)置應(yīng)注意的原則

篩網(wǎng)的布置形式

振動篩的振動曲線

振動篩的篩分效率

振動篩的篩網(wǎng)樣式第一百一十三頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試熱料倉一般篩孔布置

熱料倉中的集料經(jīng)過二次篩分后被分成單粒徑（0-3mm除外），其應(yīng)當具有穩(wěn)定的狀態(tài)，關(guān)鍵篩孔被控制，熱料倉比例的變化將對關(guān)鍵篩孔造成較大的影響。

篩孔3mm6(5)mm11mm18（22）mm28mm32(38)mm分檔0-2.362.36-4.754.75-9.59.5-1616-26.526.5-31.5第一百一十四頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試確定熱料倉篩孔尺寸根據(jù)以往工程經(jīng)驗及等效篩孔原理，混合料類型與振動篩類型規(guī)格對應(yīng)如下（1）大碎石LSPM30冷料規(guī)格：10-30、10-20、5-10、3-5、0-3熱料倉篩孔設(shè)置：38*38、28*28、18*18（22*22）、11*11、5*5（6*6）、3*3第一百一十五頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試（2）AC-25冷料：10-30、10-20、5-10、3-5、0-3熱料倉篩孔設(shè)置：32*32、22*22、11*11、5*5（6*6）、3*3（3）AC-20冷料規(guī)格：10-20、5-10、3-5、0-3熱料倉篩孔設(shè)置：28*28、22*22、11*11、5*5（6*6）、3*3（4）SMA-13冷料規(guī)格：10-15、5-10、0-3熱料倉規(guī)格設(shè)置：18*18、11*11、5*5、3*3

第一百一十六頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試生產(chǎn)配合比調(diào)試步驟：1、現(xiàn)場配合比復合施工單位在現(xiàn)場按照規(guī)范取冷料篩分，測試密度，根據(jù)目標配合比設(shè)計級配復合冷料比例進行馬歇爾擊實，測試體積指標及相關(guān)性能，結(jié)果合適后，各方同意后方可進行生產(chǎn)配合比調(diào)試。2、拌和樓生產(chǎn)設(shè)備檢查檢測拌和樓各計量設(shè)備是否已經(jīng)由具有專門資質(zhì)的部門進行了標定，關(guān)鍵設(shè)備包括：瀝青秤、石料秤、礦粉計量、水泥計量等，主要做法是查看計量證書是否完備，詢問計量手段是否科學第一百一十七頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試3、冷料倉標定（1）冷料倉標定，確定不同料倉轉(zhuǎn)速與流量關(guān)系；（2）現(xiàn)場備料取料篩分，根據(jù)目標配合比復合各檔冷料比例，根據(jù)流量標定曲線，確定各冷料倉轉(zhuǎn)速；前面已介紹，此處不再贅述第一百一十八頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試4、熱料倉篩分1）按照規(guī)定轉(zhuǎn)速及冷料比例上料2）按照正常生產(chǎn)程序開啟所有拌合設(shè)備，如燃燒烘干系統(tǒng)、除塵系統(tǒng)、引風機等。（注：風門比例控制在50%-70%）3）各熱料倉進料到一定程度時可以進行放料，放料時各熱料倉分別放料。每個料倉前3盤白料需棄掉，從第4盤開始接料。鏟車倒料要平緩、慢速的傾倒在干凈地面上，使料堆成錐形，并測溫。4）各料倉集料取樣，在料堆傾斜面刮平后，按上、中、下順序各取1/3，均勻摻配。5）按四分法分料，取樣以備試驗。第一百一十九頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試6）試驗內(nèi)容：各熱料倉集料篩分、密度及吸水率試驗。7）試驗目的：根據(jù)不同熱料倉篩分結(jié)果，設(shè)計各熱料倉比例，合成生產(chǎn)配合比。不同熱料倉集料密度計算生成混合料理論密度。第一百二十頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試5、級配調(diào)試1）根據(jù)熱料倉篩分結(jié)果合成3組生產(chǎn)級配2）瀝青加熱，70#基質(zhì)瀝青加熱溫度為145～155℃；SBS改性瀝青加熱溫度為160～165℃。3）按照正常生產(chǎn)程序開機上料。4）第1～3盤為白料，棄料；第4盤加入瀝青、礦粉進行拌合、刷鍋，棄料；第5、6、7盤按照Ⅰ、II、III號級配生產(chǎn)瀝青混合料，鏟車接料。按上、中、下各1/3處取樣，并測溫。

第一百二十一頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試5）試驗內(nèi)容：將取得的三個級配的瀝青混合料進行保溫，當溫度滿足要求時分別進行馬歇爾擊實試驗、抽提試驗。6）試驗目的：通過抽提試驗，確定拌和站各熱料倉在不同稱重重量條件下的計量誤差；通過馬歇爾擊實試驗初步預估體積指標誤差。

第一百二十二頁，共137頁。3.4生產(chǎn)配合比調(diào)試6、瀝青含量確定1）確定生產(chǎn)配合比比例，預估3個瀝青含量。2）按照正常生產(chǎn)程序開機上