普通熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

2016年12月18日李富德按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF40-2004)規(guī)定，熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)主要通過(guò)：目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段：是指用工程實(shí)際使用的材料按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》附錄B、附錄C、附錄D的方法，優(yōu)選礦料級(jí)配，確定最佳瀝青用量，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，供拌合機(jī)確定各冷料倉(cāng)的供料比例，進(jìn)料速度及試拌使用。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段：是指對(duì)間歇式拌合機(jī)，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，供拌合機(jī)控制室使用。對(duì)于連續(xù)式拌合機(jī)可省略生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)步驟。（瀝青拌和樓一般可分為間歇式拌和樓和連續(xù)式拌和樓，我國(guó)一般推薦使用間歇式拌和設(shè)備進(jìn)行瀝青混合料的生產(chǎn)。連續(xù)式拌和樓具有產(chǎn)量大、能耗低、穩(wěn)定性好等特點(diǎn)，但對(duì)集料的穩(wěn)定性要求較高，與間歇式拌和樓相比，連續(xù)式拌和樓沒有熱集料篩分系統(tǒng)及攪拌缸，其核心部件是“雙滾筒”，可以一次完成集料的烘干加熱和混合料的攪拌作業(yè)）生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段：是指拌合機(jī)按生產(chǎn)配合比結(jié)果進(jìn)行試拌，鋪筑試驗(yàn)路段，并取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，同時(shí)從路上鉆芯觀察空隙率的大小，由此確定生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比。標(biāo)準(zhǔn)配合比的合成級(jí)配中，至少應(yīng)包括0.075㎜、2.36㎜、4.75㎜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)配范圍的中值，避免0.3～0.6㎜出現(xiàn)“駝峰”。配合比設(shè)計(jì)的基本任務(wù)：確定工程設(shè)計(jì)級(jí)配類型（范圍）材料選擇與檢測(cè)（包括瀝青原材料，礦粉，結(jié)合料)礦料配合比設(shè)計(jì)(確定級(jí)配）馬歇爾試驗(yàn)確定配合比最佳瀝青用量或最佳油石比（繪制曲線）進(jìn)行配合比檢驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)報(bào)告一.確定工程設(shè)計(jì)級(jí)配類型(范圍）1.確定采用粗型（C型）或是細(xì)型（F型）的混合料。2.對(duì)夏季溫度高，高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，重載交通多的路段，宜采用粗型密級(jí)配瀝青混合料（AC-C型）。3.對(duì)冬季溫度低，且低溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的地區(qū)，或者重載交通較少的路段，宜采用細(xì)型密級(jí)配瀝青混合料（AC-F型）并取較低的設(shè)計(jì)空隙率。

瀝青混合料是一種具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的多相分散體系，它有三種典型結(jié)構(gòu)

（a）懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)；（b）骨架空隙結(jié)構(gòu)；（c）骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)連續(xù)密級(jí)配連續(xù)開級(jí)配間斷級(jí)配①

懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)級(jí)配特點(diǎn)連續(xù)型密級(jí)配，細(xì)集料多，粗集料較少，懸浮于細(xì)集料中，不能形成嵌擠骨架AC型是典型的懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)使用特點(diǎn)密實(shí)耐久、高溫穩(wěn)定性較差、表面構(gòu)造較小不同組成結(jié)構(gòu)瀝青混合料的特點(diǎn)②

骨架空隙結(jié)構(gòu)級(jí)配特點(diǎn)：連續(xù)開級(jí)配，粗集料較多，細(xì)集料較少，不足以充分填充粗骨架空隙瀝青碎石混合料AM（壓實(shí)空隙率10~15%）開級(jí)配磨耗層混合料OGFC（壓實(shí)空隙率20%以上）使用特點(diǎn)：高溫穩(wěn)定性較好壓實(shí)后剩余空隙率較大，滲透性較大，耐久性較差

OGFC需要使用高粘度瀝青⑶骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)級(jí)配特點(diǎn)：間斷密級(jí)配，粗集料形成骨架，細(xì)集料充分填充骨架空隙，形成密實(shí)、骨架嵌擠結(jié)構(gòu)瀝青瑪蹄脂碎石SMA（壓實(shí)空隙率3~5%）使用特點(diǎn)高溫穩(wěn)定性好、良好的表面紋理特征、抗滑性能好，良好的低溫抗裂性、抗反射裂縫的能力，良好的耐久性混合料類型密級(jí)配開級(jí)配半開級(jí)配連續(xù)級(jí)配間斷級(jí)配間斷級(jí)配瀝青碎石瀝青混泥土瀝青穩(wěn)定碎石瀝青瑪蹄脂碎石排水式瀝青磨耗層排水式瀝青碎石基層特粗式＿ATB-40＿＿ATPB-40＿粗粒式＿ATB-30＿＿ATPB-30＿AC-25ATB-25＿＿ATPB-25＿中粒式AC-20＿SMA-20＿＿AM-20AC-16＿SMA-16OGFC-16＿AM-16細(xì)粒式AC-13＿SMA-13OGFC-13＿AM-13AC-10＿SMA-10OGFC-10＿AM-10砂粒式AC-5＿＿＿＿設(shè)計(jì)空隙率3-53-63-4〉18〉186-12表一熱拌瀝青混合料種類二.材料的準(zhǔn)備與檢測(cè)粗集料①水洗篩分②密度及吸水率試驗(yàn)（網(wǎng)籃法）③含泥量與泥塊含量④針片狀顆粒含量⑤壓碎值試驗(yàn)⑥磨耗試驗(yàn)（洛杉磯法）細(xì)集料①篩分試驗(yàn)⑦軟弱顆粒試驗(yàn)⑧堅(jiān)固性⑨黏附性（公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程）②密度及吸水率③表觀密度（容量瓶法）④砂當(dāng)量⑤泥塊含量（水洗篩分即可一次做完）⑥堅(jiān)固性⑦亞甲藍(lán)試驗(yàn)⑧棱角性（流動(dòng)時(shí)間法）礦粉①篩分試驗(yàn)（吸水率）②密度試驗(yàn)③親水系數(shù)試驗(yàn)④塑性指數(shù)試驗(yàn)⑤加熱安定性瀝青道路石油瀝青（基質(zhì)瀝青）改性瀝青規(guī)范《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》與《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》三.礦料配合比設(shè)計(jì)1.確定瀝青混合料合成曲線，曲線盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配中值2.AC-16C與AC-20C級(jí)配類型篩孔通過(guò)率質(zhì)量百分率控制點(diǎn)四.馬歇爾試驗(yàn)

（1）制備試樣(2)測(cè)定與計(jì)算試件的體積結(jié)構(gòu)參數(shù)毛體積密度空隙率VV礦料間隙率VMA瀝青飽和度VFA（3)測(cè)定試件的力學(xué)指標(biāo)馬歇爾穩(wěn)定度流值（4)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析（綜合考慮本工程實(shí)際情況選取最佳級(jí)配)五.確定最佳瀝青用量或最佳油石比1.確定級(jí)配進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)確定其最佳瀝青用量（或油石比）2.保持礦料摻配比例不變，改變?yōu)r青用量，制作至少5個(gè)不同瀝青用量的馬歇爾試件3.檢測(cè)5個(gè)不同瀝青用量下馬歇爾試件的體積指標(biāo)，穩(wěn)定度，流值，空隙率，結(jié)合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，按規(guī)定的方法確定瀝青用量4.繪制瀝青用量與馬歇爾指標(biāo)關(guān)系圖，與瀝青用量為橫坐標(biāo)，密度，空隙率，礦料間隙率，飽和度，穩(wěn)定度，流值分別為縱坐標(biāo)，按試驗(yàn)結(jié)果繪制瀝青用量與各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系曲線，最終確定最佳瀝青用量。

5.確定最佳瀝青用量或(油石比）進(jìn)行各項(xiàng)面層技術(shù)性能指標(biāo)檢測(cè)。⑴繪制瀝青用量與物理～力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖

瀝青用量～毛體積密度、空隙率、飽和度、礦料空隙率穩(wěn)定度、流值⑵確定最佳瀝青用量初始值OAC1⑶確定瀝青最佳用量初始值OAC2⑷確定瀝青最佳用量OAC確定最佳瀝青用量初始值OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4從圖中取相應(yīng)于：穩(wěn)定度最大值→瀝青用量a1密度最大值→瀝青用量a2目標(biāo)空隙率（或中值）→瀝青用量a3瀝青飽和度范圍的中值→瀝青用量a4確定瀝青最佳用量初始值OAC2=(OACmin+OACmax)/2

六.進(jìn)行配合比檢驗(yàn)

高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)：抗車轍能力檢驗(yàn),馬歇爾穩(wěn)定度、動(dòng)穩(wěn)定度水穩(wěn)定性檢驗(yàn):馬歇爾殘留穩(wěn)定度、凍融