瀝青及瀝青混合料材料檢測(cè)

〔五〕熱拌瀝青混合料

配合比設(shè)計(jì)方法高速公路、一級(jí)公路瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)應(yīng)在調(diào)查以往同類材料的配合比設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和使用效果的根底上，按以下步驟進(jìn)行。1整理課件瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的三個(gè)階段：〔試驗(yàn)室〕目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段 用工程實(shí)際使用的材料，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法，優(yōu)選礦料級(jí)配、確定最正確瀝青用量，符合配合比設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)要求，以此作為目標(biāo)配合比，供拌和機(jī)確定各冷倉(cāng)的供料比例，進(jìn)行試拌使用。2整理課件生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段 按規(guī)定方法取樣測(cè)試各熱料倉(cāng)的材料級(jí)配，確定各熱料倉(cāng)的配合比。取目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最正確瀝青用量OAC、OAC±0.3%等3個(gè)瀝青用量進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和試拌，通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)及從拌和機(jī)取樣試驗(yàn)綜合確定生產(chǎn)配合比的最正確瀝青用量，并與目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的用量結(jié)果差值不宜大于±0.2%。3整理課件生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段 拌和機(jī)按生產(chǎn)配合比結(jié)果進(jìn)行試拌，鋪筑試驗(yàn)段，并取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，同時(shí)從路上鉆取芯樣觀察空隙率的大小，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。標(biāo)準(zhǔn)配合比的礦料合成級(jí)配中，至少應(yīng)包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公稱最大粒徑篩孔的通過(guò)率接近優(yōu)選的工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍中值，并防止在0.3~0.6mm處出現(xiàn)駝峰。對(duì)確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比，宜再次進(jìn)行車轍試驗(yàn)和水穩(wěn)定性試驗(yàn)。4整理課件☆☆☆目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)☆☆☆

〔試驗(yàn)室設(shè)計(jì)〕5整理課件6整理課件1.礦料配合比設(shè)計(jì)〔1〕確定熱拌瀝青混合料種類 依據(jù)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要求確定瀝青混合料類型。7整理課件熱拌瀝青混合料種類8整理課件〔2〕確定礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍通過(guò)以下2個(gè)表格確定礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍粗型和細(xì)型密級(jí)配瀝青混凝土的關(guān)鍵性篩孔通過(guò)率

9整理課件密級(jí)配瀝青混凝土混合料礦料級(jí)配范圍級(jí)配類型通過(guò)下列篩孔（mm）的質(zhì)量百分率(%)31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075粗粒式AC-2510090-10075-9065-8357-7645-6524-5216-4212-338-245-174-133-7中粒式AC-2010090-10078-9262-8050-7226-5616-4412-338-245-174-133-7AC-1610090-10076-9260-8034-6220-4813-369-267-185-144-8細(xì)粒式AC-1310090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8AC-1010090-10045-7530-5820-4413-329-236-164-8砂粒式AC-510090-10055-7535-5520-4012-287-185-1010整理課件〔3〕礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算第一步：進(jìn)行礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算試算法修正平衡面積法計(jì)算機(jī)Excel電子表格法11整理課件第二步：在工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍內(nèi)計(jì)算1~3組粗細(xì)不同的配合比，繪制設(shè)計(jì)級(jí)配曲線，分別位于工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的上方、中值及下方。使合成級(jí)配曲線盡量合理。尤其是在0.075、2.36、4.75篩孔盡量接近中值。在0.3和0.6處防止出現(xiàn)駝峰。12整理課件2.確定最正確瀝青用量〔馬歇爾試驗(yàn)〕〔1〕預(yù)估油石比或最正確瀝青用量油石比指瀝青占礦質(zhì)混合料的百分率，采用的是外摻比例。瀝青用量指瀝青占瀝青混合料的百分率，采用的是內(nèi)摻比例。13整理課件①計(jì)算礦質(zhì)混合料的合成毛體積相對(duì)密度14整理課件②計(jì)算礦質(zhì)混合料的合成表觀相對(duì)密度15整理課件③預(yù)估瀝青混合料的適宜的油石比Pa或?yàn)r青用量Pb。16整理課件④確定礦料的有效相對(duì)密度對(duì)非改性瀝青混合料，以預(yù)估的最正確油石比拌和2組的混合料，采用真空法實(shí)測(cè)最大相對(duì)密度，然后用下式反算合成礦料的有效相對(duì)密度。17整理課件〔2〕制備馬歇爾試件以預(yù)估油石比為中值，按一定間隔〔密級(jí)配瀝青混合料通常為0.5%；瀝青碎石混合料為0.3%~0.4%〕，取5個(gè)或5個(gè)以上不同油石比分別成型馬歇爾試件。用規(guī)定的方法成型制成φ101.6mm、h63.5mm的標(biāo)準(zhǔn)試件。18整理課件一個(gè)油石比為一組，通?！?組。試件個(gè)數(shù)：4～6塊/組。對(duì)粒徑較大的瀝青混合料，宜增加試件數(shù)量。如：預(yù)估的最正確油石比為4.5%，一組試件油石比可選擇：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%。19整理課件〔3〕測(cè)定、計(jì)算馬歇爾試件的物理指標(biāo)①通常采用表干法測(cè)定毛體積相對(duì)密度20整理課件②吸水率大于2%的試件采用封蠟法測(cè)定試件的毛體積相對(duì)密度21整理課件③確定瀝青混合料的最大理論相對(duì)密度采用真空法實(shí)測(cè)各組瀝青混合料的最大理論相對(duì)密度。當(dāng)只對(duì)其中一組油石比測(cè)定最大理論相對(duì)密度時(shí)，其他不同油石比時(shí)的最大理論相對(duì)密度，也可按公式計(jì)算。22整理課件23整理課件④計(jì)算馬歇爾試件體積指標(biāo)：空隙率、礦料間隙率、瀝青飽和度。Ⅰ〕空隙率——試件壓實(shí)后，礦料及瀝青以外的空隙的體積占試件總體積的百分率。24整理課件Ⅱ〕礦料間隙率——試件全部礦料以外的體積占試件總體積的百分率。25整理課件Ⅲ〕瀝青飽和度——試件礦料間隙中扣除被集料吸收的瀝青以外的有效瀝青的體積在VMA中所占的百分率。26整理課件〔4〕測(cè)定馬歇爾穩(wěn)定度MS和流值FL馬歇爾試驗(yàn)條件要求溫度 600C加荷形變速度50±5mm/min試驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定度MS〔KN〕流值FL〔mm〕馬歇爾模數(shù)T=MS/FL27整理課件FL〔mm〕MS（KN）0流值荷載28整理課件〔5〕確定最正確瀝青用量〔或油石比〕確定依據(jù)密級(jí)配瀝青混凝土混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)29整理課件密級(jí)配瀝青混凝土混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)指標(biāo)單位高速公路、一級(jí)公路其他等級(jí)公路行人道路夏炎熱區(qū)（1-1、1-2、1-3、1-4區(qū)）夏熱區(qū)及夏涼區(qū)（2-1、2-2、2-3、2-4、3-2區(qū)）中輕交通重載交通中輕交通重載交通擊實(shí)次數(shù)（雙面）次755050試件尺寸mmΦ101.6mm×63.5mm空隙率VV深90mm以內(nèi)%3~54~62~43~53~62~4深90mm以下%3~62~43~63~6——穩(wěn)定度MS不小于KN853流值FLmm2~41.5~42~4.52~42~4.52~5礦料間率VMA（%）不小于設(shè)計(jì)空隙率（%）相應(yīng)于以下公稱最大粒徑（mm）的最小VMA及VFA技術(shù)要求（%）26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.51516186141515.5161719瀝青飽和度VFA（%）55~7065~7570~85密級(jí)配瀝青混凝土混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)30整理課件①繪制各試驗(yàn)數(shù)據(jù)與油石比〔或?yàn)r青用量〕的關(guān)系曲線圖Ⅰ〕 γf——a〔毛體積密度——油石比〕Ⅱ〕MS——a〔穩(wěn)定度——油石比〕Ⅲ〕FL——a〔流值——油石比〕Ⅳ〕VV——a〔空隙率——油石比〕Ⅴ〕VFA——a〔瀝青飽和度——油石比〕Ⅵ〕VMA——a〔礦料間隙率——油石比〕31整理課件圖6.1—1毛體積密度與瀝青用量a1=4.2%最大毛體積相對(duì)密度所對(duì)應(yīng)的瀝青用量a132整理課件圖6.1—2穩(wěn)定度與瀝青用量a2=4.25%最大穩(wěn)定度值所對(duì)應(yīng)的瀝青用量a2規(guī)范要求8kN33整理課件圖6.1—3空隙率與瀝青用量a3=4.8%；選擇瀝青用量必須涵蓋設(shè)計(jì)空隙率的全部范圍。如圖為：VV%=3%~5%4.3%5.3%滿足空隙率VV要求范圍的瀝青用量中值a3規(guī)范要求3%~5%34整理課件圖6.1—4流值與瀝青用量（流值要求為2~4mm）規(guī)范要求2~4mm35整理課件圖6.1—5礦料間隙率VMA與瀝青用量最小的礦料間隙率VMA36整理課件圖6.1—6瀝青飽和度VFA與瀝青用量。a4=4.7%；瀝青用量范圍盡可能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍。如圖為：65%~75%。4.1%5.3%規(guī)范要求范圍65%~75%37整理課件圖6.1a1a2a3a438整理課件②根據(jù)γf(a1)、MS(a2)、VV(a3)、VFA(a4)確定瀝青最正確用量OAC1。毛體積密度最大值的油石比為a1；穩(wěn)定度最大值為a2；目標(biāo)空隙率〔或中值〕為a3；瀝青飽和度范圍的中值為a4； OAC1=(a1+a2+a3+a4)/439整理課件③所選瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，按下式計(jì)算OAC1； OAC1=(a1+a2+a3)/3 ④對(duì)所選擇試驗(yàn)的瀝青用量范圍，密度或穩(wěn)定度沒(méi)有出現(xiàn)峰值〔最大值經(jīng)常出現(xiàn)在曲線的兩端〕時(shí)，可直接以目標(biāo)空隙率所對(duì)應(yīng)的瀝青用量a3作為OAC1，但OAC1必須介于OACmin～OACmax的范圍內(nèi)，否那么應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。40整理課件⑤以各項(xiàng)指標(biāo)均符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)〔不含VMA〕的瀝青用量范圍OACmin～OACmax的中值作為OAC2。 OAC2=〔OACmin+OACmax〕/2

⑥通常情況下取OAC1及OAC2的中值作為計(jì)算的最正確瀝青用量OAC。 OAC=〔OAC1+OAC2〕/2

41整理課件⑦按公式計(jì)算的最正確油石比OAC，從圖6.1中得出所對(duì)應(yīng)的空隙率和VMA值，檢驗(yàn)是否能滿足標(biāo)準(zhǔn)關(guān)于最小VMA值的要求。OAC=4.64%，VV%=4%滿足，VMA=14.4%滿足規(guī)范要求3%~5%規(guī)范要求最小1442整理課件⑧OAC宜位于VMA凹形曲線最小值的貧油一側(cè)。當(dāng)空隙率不是整數(shù)時(shí)，最小VMA按內(nèi)插法確定，并將其畫入圖6.1中。4.64%43整理課件⑨檢查圖6.1中相應(yīng)于此OAC的各項(xiàng)指標(biāo)是否符合馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。OAC=4.64%44整理課件〔6〕調(diào)整確定最正確瀝青用量OAC根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和公路等級(jí)、氣候條件、交通情況進(jìn)行調(diào)整。45整理課件①對(duì)炎熱地區(qū)公路、高速公路、一級(jí)公路、山區(qū)長(zhǎng)大坡路段，預(yù)計(jì)有可能產(chǎn)生較大車轍時(shí)，宜在空隙率符合要求的范圍內(nèi)將計(jì)算的最正確瀝青用量減少0.1%~0.5%作為設(shè)計(jì)瀝青用量。②對(duì)寒區(qū)公路、旅游公路、交通量很少的公路，最正確瀝青用量可以在OAC的根底上增加0.1%~0.3%，以適當(dāng)減小設(shè)計(jì)空隙率，但不得降低壓實(shí)度要求。46整理課件〔7〕計(jì)算瀝青結(jié)合料被集料吸收 的比例及有效瀝青量47整理課件48整理課件〔8〕檢驗(yàn)最正確瀝青用量時(shí)的粉膠比和有效瀝青膜厚度。49整理課件①按下式計(jì)算瀝青混合料的粉膠比，宜符合0.6~1.6的要求。對(duì)常用的公稱最大粒徑為13.2~19mm的密集配瀝青混合料粉膠比宜控制在0.8~1.2范圍內(nèi)。50整理課件②按公式6.9-2計(jì)算集料的比外表，按下式估算瀝青混合料的瀝青膜有效厚度。51整理課件集料的表面積系數(shù)及計(jì)算示例篩孔尺寸（mm）191613.29.54.752.36表面積系數(shù)FAi0.0041———0.00410.0082通過(guò)百分率（%）1009285766042表面積FAi×Pi(m2/kg)0.41———0.250.34篩孔尺寸（mm）1.180.60.30.150.075集料比表面總和SA(m2/kg)表面積系數(shù)FAi0.01640.02870.06140.12290.3277通過(guò)百分率（%）322316126表面積FAi×Pi(m2/kg)0.520.660.981.471.976.6052整理課件〔9〕配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)53整理課件 ①高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn) 對(duì)公稱最大粒徑等于或小于19mm的混合料，按照規(guī)定方法進(jìn)行車轍試驗(yàn)，動(dòng)穩(wěn)定度應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。54整理課件瀝青混合料車轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求氣候條件與技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)于下列氣候分區(qū)所要求的動(dòng)穩(wěn)定度/次·mm-1七月平均最高氣溫

/℃及氣候分區(qū)>3020～30<201.夏炎熱區(qū)2.夏熱區(qū)3.夏涼區(qū)1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通瀝青混合料不小于8001000600800600改性瀝青混合料

不小于24002800200024001800SMA混合料非改性

不小于1500改性

不小于3000OGFC混合料1500(一般交通路段)、3000(重交通量路段)55整理課件②水穩(wěn)定性檢驗(yàn) 按規(guī)定方法進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，殘留穩(wěn)定度及殘留強(qiáng)度比必須符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。56整理課件瀝青混合料水穩(wěn)定性檢驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)氣候條件與技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)于下列氣候分區(qū)的技術(shù)要求年降雨量（mm）及氣候分區(qū)＞1000500~1000250~500＜2501.潮濕區(qū)2.濕潤(rùn)區(qū)3.半干區(qū)4.干旱區(qū)浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度（%），不小于普通瀝青混合料8075改性瀝青混合料8580SMA混合料普通瀝青75改性瀝青80凍融劈裂試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比（%），不小于普通瀝青混合料7570改性瀝青混合料8075SMA混合料普通瀝青75改性瀝青8057整理課件③低溫抗裂性能檢驗(yàn) 對(duì)公稱最大粒徑等于或小于19mm的混合料，按規(guī)定方法進(jìn)行低溫彎曲試驗(yàn)，其破壞應(yīng)變宜符合標(biāo)準(zhǔn)的要求。58整理課件瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變技術(shù)要求氣候條件與技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)于下列氣候分區(qū)所要求的破壞應(yīng)變（με）年最低極端氣溫