道路建筑材料 瀝青混合料組成設(shè)計(jì)

道路建筑材料瀝青混合料組成設(shè)計(jì)第1頁/共59頁22023/5/1交通科學(xué)與工程學(xué)院2

瀝青（技術(shù)要求）粗集料（技術(shù)要求、規(guī)格）細(xì)集料（機(jī)制砂技術(shù)要求、規(guī)格）填料（技術(shù)要求）原材料的選擇一、組成材料的技術(shù)要求第2頁/共59頁31.1瀝青（技術(shù)要求）道路石油瀝青的適用范圍第3頁/共59頁41.1瀝青（技術(shù)要求）道路石油瀝青的技術(shù)要求第4頁/共59頁51.1瀝青（技術(shù)要求）道路石油瀝青的技術(shù)要求（續(xù)）第5頁/共59頁61.2粗集料（技術(shù)要求、規(guī)格）瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求第6頁/共59頁71.2粗集料（技術(shù)要求、規(guī)格）粗集料與瀝青粘附性、磨光值技術(shù)要求第7頁/共59頁81.2粗集料（技術(shù)要求、規(guī)格）粗集料對破碎面的要求第8頁/共59頁91.2粗集料（技術(shù)要求、規(guī)格）瀝青混合料用粗集料規(guī)格第9頁/共59頁101.3細(xì)集料（技術(shù)要求、規(guī)格）瀝青混合料用細(xì)集料質(zhì)量技術(shù)要求第10頁/共59頁111.3細(xì)集料（機(jī)制砂技術(shù)要求、規(guī)格）天然砂規(guī)格要求機(jī)制砂或石屑規(guī)格要求第11頁/共59頁121.4填料（技術(shù)要求）瀝青混合料用礦粉技術(shù)要求第12頁/共59頁132023/5/1交通科學(xué)與工程學(xué)院13各類混合料的級配范圍（如基于泰波公式得到相應(yīng)的級配范圍）瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求水穩(wěn)定性技術(shù)要求破壞應(yīng)變的技術(shù)要求滲水系數(shù)技術(shù)要求二、瀝青混合料的技術(shù)要求第13頁/共59頁142.1密級配瀝青混凝土礦料級配范圍密級配瀝青混凝土礦料級配范圍第14頁/共59頁152.1瀝青瑪蹄脂碎石礦料級配范圍瀝青瑪蹄脂碎石混合料礦料級配范圍第15頁/共59頁162.2密級配馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)密級配瀝青混凝土馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第16頁/共59頁172.2SMA馬歇爾試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)SMA混合料馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求第17頁/共59頁182.3瀝青混合料車轍試驗(yàn)技術(shù)要求瀝青混合料車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求第18頁/共59頁192.4瀝青混合料水穩(wěn)定技術(shù)要求瀝青混合料水穩(wěn)定性檢驗(yàn)技術(shù)要求第19頁/共59頁202.5瀝青混合料低溫彎曲技術(shù)要求瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變技術(shù)要求第20頁/共59頁212.7瀝青混合料滲水系數(shù)技術(shù)要求瀝青混合料滲水系數(shù)技術(shù)要求第21頁/共59頁22三、瀝青混合料設(shè)計(jì)2023/5/1交通科學(xué)與工程學(xué)院22目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段礦料的組成設(shè)計(jì)最佳瀝青用量確定圖解法或試算法集料篩分（水洗法）馬歇爾試驗(yàn)預(yù)估計(jì)算瀝青用量瀝青與集料相對密度測定配合比設(shè)計(jì)三個(gè)階段第22頁/共59頁233.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)2023/5/1交通科學(xué)與工程學(xué)院+M集料A集料B集料C集料D++=目的：確定各檔集料的摻配比例依據(jù):集料A、B、C、D的篩分曲線礦質(zhì)混合料M的級配范圍方法：試算法、圖解法礦質(zhì)混合料的級配范圍(AC16)第23頁/共59頁243.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)試算法基本原理：

假定礦質(zhì)混合料中某一粒徑的顆粒由某一種對該粒徑占絕對優(yōu)勢的集料組成，其它集料不含這一檔粒徑。根據(jù)各個(gè)主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比例。如果比例不合適則稍加調(diào)整，最終達(dá)到符合混合料級配要求的各集料配合比例。第24頁/共59頁253.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)試算法假定有A、B、C三種集料，配制礦質(zhì)混合料M(1)計(jì)算A集料在礦質(zhì)混合料中的用量,設(shè)A集料中占優(yōu)勢粒徑的粒徑尺寸為i,其含量為aA(i),混合料M中該粒徑要求的分計(jì)篩余百分率為aM(i),則A在混合料中的用量(X)為(2)計(jì)算B集料在礦質(zhì)混合料中的用量,設(shè)B集料中占優(yōu)勢粒徑的粒徑尺寸為j,其含量為aB(j),混合料M中該粒徑要求的分計(jì)篩余百分率為aM(j),則B在混合料中的用量(Y)為(3)計(jì)算C集料在礦質(zhì)混合料中的用量(Z)為(4)按上述步驟可以計(jì)算混合料中的配合比,經(jīng)校核如不在要求的級配范圍內(nèi),應(yīng)調(diào)整配合比重新計(jì)算和復(fù)核,直到符合要求為止,如經(jīng)計(jì)算確不能滿足級配要求時(shí),可調(diào)整或增加集料數(shù)量。例題：P95第25頁/共59頁263.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)圖解法1．繪制矩形圖框2．連接對角線，表示設(shè)計(jì)級配中值（即平均值）3．繪制級配曲線坐標(biāo)圖

縱坐標(biāo)：通過百分率（%）

繪制橫坐標(biāo)，表示篩孔尺（mm），由級配中值確定篩孔位置4．在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線5．按照各集料曲線重疊、相接、相離三種情況確定各集料的用量比例6．合成級配，7.校驗(yàn)、調(diào)整篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配范圍10095~10070~8848~6836~5324~4118~3012~228~164~8級配中植10098795745332417126第26頁/共59頁273.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)10090807060504030201000.0750.150.30.61.182.364.759.5A集料B集料C集料D集料a’aA集料用量39%B集料用量33%C集料用量15%D集料用量13%b

b’通過百分率/%篩孔尺寸/mm191613.2圖解法第27頁/共59頁283.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計(jì)圖解法1．繪圖繪制矩形圖框連接對角線，表示設(shè)計(jì)級配中值（即平均值）繪制縱坐標(biāo)：通過百分率（%）

繪制橫坐標(biāo)：表示篩孔尺寸（mm），由級配中值確定篩孔位置2．在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線3．按照各集料曲線重疊、相接、相離三種情況確定各集料的用量比例4.校驗(yàn)、調(diào)整第28頁/共59頁292023/5/129WHATWHYHOW3.2瀝青混合料最佳瀝青用量確定

第29頁/共59頁302023/5/1303.2最佳瀝青用量（OAC）

瀝青用量瀝青用量:瀝青占瀝青混合料的比例油石比：瀝青占集料及礦粉之和的比例第30頁/共59頁312023/5/1313.2為什么要確定最佳瀝青用量色香味高溫穩(wěn)定性低溫抗裂性水穩(wěn)定性耐久性色香味第31頁/共59頁322023/5/1323.2為什么要確定最佳瀝青用量瀝青用量過少松散坑槽第32頁/共59頁332023/5/1333.2為什么要確定最佳瀝青用量瀝青用量過多泛油車轍推移、擁包第33頁/共59頁342023/5/134=c+(tan

瀝青混合料的強(qiáng)度瀝青粘結(jié)集料嵌擠瀝青性質(zhì)交互作用集料性質(zhì)c瀝青用量對瀝青混合料強(qiáng)度影響3.2為什么要確定最佳瀝青用量第34頁/共59頁352023/5/135(b)自由瀝青(a)結(jié)構(gòu)瀝青擴(kuò)散溶劑化膜3.2為什么要確定最佳瀝青用量礦料與瀝青的交互作用第35頁/共59頁362023/5/136瀝青用量對強(qiáng)度的影響3.2為什么要確定最佳瀝青用量第36頁/共59頁372023/5/137??3.3如何確定最佳瀝青用量第37頁/共59頁382023/5/138A試件的制備B物理指標(biāo)的測定C力學(xué)指標(biāo)的測定D馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析E路用性能試驗(yàn)檢測3.3如何確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗(yàn)第38頁/共59頁392023/5/139

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或按照規(guī)范要求初選5個(gè)瀝青用量例如：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%3.3如何確定最佳瀝青用量

在每個(gè)瀝青用量下制備至少4個(gè)試件101.6±0.2mm

63.5±1.3mm第39頁/共59頁402023/5/140物理指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)3.3如何確定最佳瀝青用量

第40頁/共59頁412023/5/141物理指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)3.3如何確定最佳瀝青用量

第41頁/共59頁422023/5/142物理指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)3.3如何確定最佳瀝青用量

第42頁/共59頁433.3如何確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗(yàn)力學(xué)指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)44馬歇爾試驗(yàn)：穩(wěn)定度（KN）、流值（0.1mm）第43頁/共59頁442023/5/144毛體積相對密度空隙率VV物理指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)3.3如何確定最佳瀝青用量第44頁/共59頁452023/5/145礦料間隙率VMA瀝青飽和度VFA物理指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)3.3如何確定最佳瀝青用量第45頁/共59頁462023/5/146馬歇爾穩(wěn)定度MS流值FL力學(xué)指標(biāo)馬歇爾試驗(yàn)3.3如何確定最佳瀝青用量第46頁/共59頁472023/5/147瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)要求瀝青用量空隙率(%)VMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度(KN)流值(0.1mm)規(guī)范要求3～5≥1465～75≥820～403.3如何確定最佳瀝青用量第47頁/共59頁482023/5/148毛體積相對密度a1馬歇爾穩(wěn)定度MSa23.3如何確定最佳瀝青用量第48頁/共59頁492023/5/149空隙率VVa33.3如何確定最佳瀝青用量第49頁/共59頁502023/5/150瀝青飽和度VFA流值FL3.3如何確定最佳瀝青用量第50頁/共59頁512023/5/1513.3如何確定最佳瀝青用量共同范圍流值穩(wěn)定度飽和度空隙率3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%5.5%6.0%瀝青用量（％）第51頁/共59頁522023/5/152最佳用油量為OAC?3.3如何確定最佳瀝青用量第52頁/共59頁532023/5/1533.4如何確定最佳瀝青用量車轍試驗(yàn)低溫彎曲試驗(yàn)浸水馬歇爾試驗(yàn)凍融劈裂試驗(yàn)路用性能試驗(yàn)第53頁/共59頁54總結(jié)第54頁/共59頁55瀝青材料石油瀝青的組成、組分和結(jié)構(gòu)瀝青的技術(shù)性質(zhì)、評價(jià)方法和評價(jià)指標(biāo)組分：定義、四組分、對路用性能影響膠體結(jié)構(gòu)：定義、各結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、力學(xué)特性、路用性能、判定標(biāo)準(zhǔn)）、蠟對路用性能的影響；技術(shù)性質(zhì)：粘度特性（動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度）、三大指標(biāo)定義、評價(jià)指標(biāo)、表征的瀝青性能、感溫性（針入度指數(shù)）勁度模量（定義、隨時(shí)間和溫度變化規(guī)律、影響因素等）2023/5/1交通科學(xué)與工程學(xué)院55第55頁/共59頁56石料與集料掌握石料和集料的技術(shù)性質(zhì)、評價(jià)方法；重點(diǎn)掌握礦質(zhì)混合料的級配理論；石料的化學(xué)性質(zhì)：石料的酸堿性組成結(jié)構(gòu)物理性質(zhì)：密度、孔隙率、吸水性、抗凍性力學(xué)性質(zhì)：抗壓強(qiáng)度、磨耗性、與瀝青的粘附性集料的組成結(jié)構(gòu)

物理性質(zhì)粗集料骨架間隙率等

力學(xué)性質(zhì)壓碎值、磨光值等

級配：表征級配的三參數(shù)、細(xì)度模數(shù)等級配理論：粒徑、連續(xù)級配、間斷級配、最大密實(shí)曲線、n冪公式2023/5/1交通科學(xué)與工程學(xué)院56第56頁/共59頁57瀝青混合料組成結(jié)構(gòu)混