版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請進行舉報或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
道路建筑材料
單元七瀝青混合料課程思政元素:
“家國情懷”價值引領(lǐng):瀝青混合料應(yīng)用廣泛,其路用性能在我國科技進步和前輩的辛勤努力與無私奉獻下不斷提高,瓶頸問題不斷被突破。
新時代大學(xué)生要有遠大的交通報國理想與愛國主義情懷,
能夠肩負(fù)起“交通強國”的光榮使命!知識目標(biāo)?了解瀝青混合料的強度形成原理和影響因素?熟悉瀝青混合料的結(jié)構(gòu)類型、技術(shù)性質(zhì)和配合比設(shè)計方法?掌握瀝青混合料組成材料技術(shù)要求并能根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》設(shè)計瀝青混合料能力目標(biāo)?能根據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》對瀝青混合料的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進行檢測,并依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》對所測定的技術(shù)指標(biāo)進行正確評定和進行瀝青混合料的組成設(shè)計?能夠規(guī)范填寫實驗原始記錄,并獨立出具相關(guān)試驗報告模塊一瀝青混合料的特點及分類
用不同粒徑的碎石、天然砂、礦粉(簡稱礦料)和瀝青按一定比例以及最佳密實級配原則設(shè)計、在拌和機中熱拌所得的混合料稱瀝青混凝土混合料。其中礦料起骨架作用,瀝青與填料起膠結(jié)和填充作用。這種混合料的礦料部分應(yīng)有嚴(yán)格的級配要求。
它們經(jīng)過壓實后所得的材料具有規(guī)定的強度和孔隙率時稱作瀝青混凝土。瀝青混凝土的強度和密實度是一般瀝青混合料中最大的,但它們在常溫或高溫下都具有一定的塑性。瀝青混凝土的高密實度使得它水穩(wěn)性好,因此有較強的抗自然侵蝕能力,故壽命長、耐久性好,適合作為現(xiàn)代高速公路的柔性面層。從工程實踐來看,以瀝青混凝土作為高等級公路或城市道路的路面材料已經(jīng)相當(dāng)普遍。概述瀝青混合料是將粗、細骨料和填料(礦粉)經(jīng)人工合理選擇的一定級配組成的礦質(zhì)混合料與適量瀝青拌和而成的均勻混合料。用途:瀝青路面、瀝青表面處治、瀝青貫入式、瀝青砼(有礦粉)瀝青碎石(無礦粉、摻少量礦粉)。瀝青混合料1、瀝青混合料的優(yōu)點1)優(yōu)良的結(jié)構(gòu)力學(xué)性能和表面功能特性;2)良好的表面抗滑性能;3)施工方便;4)經(jīng)濟耐久性好;5)便于再生利用;6)其他:如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天無塵埃、雨天不泥濘等。2、瀝青混合料的缺點1)瀝青易老化;2)溫度敏感性較差。夏季高溫易流淌,高溫穩(wěn)定性差;低溫易發(fā)脆,抗裂性能差。1.1瀝青混合料的特點推移推移波浪泛油1、按結(jié)合料類型分類
(1)石油瀝青混合料
以石油瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料,稱為石油瀝青混合料,包括道路黏稠石油瀝青混合料、乳化石油瀝青混合料及液體石油瀝青混合料。(2)改性瀝青混合料:以改性瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料,稱為改性瀝青混合料。(3)煤瀝青混合料:以煤瀝青為結(jié)合料的瀝青混合料,稱為煤瀝青混合料。但煤瀝青混合料對環(huán)境污染嚴(yán)重,一般工程中很少采用煤瀝青混合料。1.2瀝青混合料的分類
混合類型公稱最大粒徑(mm)用以分類的關(guān)鍵篩孔(mm)粗型密級配細型密級配名稱關(guān)鍵性篩孔通過率(%)名稱關(guān)鍵性篩孔通過率(%)AC-2526.54.75AC-25<40AC-25>40AC-20194.75AC-20<45AC-20>45AC-16162.36AC-16<38AC-16>38AC-1313.22.36AC-13<40AC-13>40AC-109.52.36AC-10<45AC-10>45C型和F型級配瀝青混凝土的關(guān)鍵篩孔通過率表2、按礦質(zhì)混合料的級配組成及空隙率的大小分類
(1)密級配瀝青混合料
級配為連續(xù)密級配,設(shè)計空隙率較小(3%~6%)。
密級配瀝青混凝土混合料——AC
密級配瀝青穩(wěn)定碎石混合料——ATB
(2)半開級配瀝青混合料
由適當(dāng)比例的粗集料、細集料及少量填料(或不加填料)與瀝青結(jié)合料拌和而成,剩余空隙率較大(6%~12%),一般為10%左右。
半開式瀝青碎石混合料——AM
(3)開級配瀝青混合料
主要由粗集料嵌擠組成,細集料及填料較少,設(shè)計空隙率為18%的混合料。
排水式瀝青磨耗層混合料——OGFC排水式瀝青穩(wěn)定碎石基層——ATPB3、按材料組成及結(jié)構(gòu)分類
(1)連續(xù)級配瀝青混合料
瀝青混合料中的礦料是按級配原則設(shè)計,從大到小各級粒徑都有,按比例相互搭配組成的混合料,稱為連續(xù)級配瀝青混合料。
(2)間斷級配瀝青混合料
礦料級配組成中缺少一個或幾個粒徑檔次(或用量很少),即間斷級配。由間斷級配礦料組合而成的瀝青混合料稱為間斷級配瀝青混合料,粗集料和填料含量較多,中間集料含量較少。
瀝青瑪蹄脂碎石混合料——SMA4、按礦料公稱最大粒徑分類
(1)特粗式瀝青混合料
集料公稱最大粒徑大于或等于37.5
mm的瀝青混合料
(2)粗粒式瀝青混合料
集料公稱最大粒徑為31.5mm或26.5mm的瀝青混合料(3)中粒式瀝青混合料
集料公稱最大粒徑為19
mm或16mm的瀝青混合料
(4)細粒式瀝青混合料
集料公稱最大粒徑為13.2mm或9.5mm的瀝青混合料(5)砂粒式瀝青混合料
集料公稱最大粒徑小于9.5mm的瀝青混合料瀝青混合料類型公稱最大粒徑/mm最大粒徑/mm密級配半開級配開級配間斷級配連續(xù)密級配瀝青混凝土AC瀝青穩(wěn)定碎石ATB瀝青碎石混合料AM排水式瀝青磨耗層OGFC排水式瀝青穩(wěn)定碎石ATPB瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA砂礫式4.759.5AC-5—AM-5———細粒式9.513.2AC-10—AM-10OGFC-10—SMA-1013.216AC-13—AM-13OGFC-13—SMA-13中粒式1619AC-16—AM-16OGFC-16—SMA-161926.5AC-20—AM-20——SMA-20粗粒式26.531.5AC-25ATB-25——ATPB-25—31.537.5—ATB-30——ATPB-30—特粗式37.553.0—ATB-40——ATPB-40—設(shè)計空隙率/%3~53~66~12>18>183~4瀝青混合料按公稱最大粒徑的分類表5、根據(jù)瀝青混合料制造工藝分類
(1)熱拌瀝青混合料
熱拌瀝青混合料主要采用黏稠石油瀝青作為結(jié)合料,需要將瀝青與礦料在熱態(tài)下拌和、熱態(tài)下攤鋪碾壓成型,簡稱為熱拌瀝青混合料。
(2)冷拌瀝青混合料
采用乳化瀝青、改性乳化瀝青或液體瀝青與礦料在常溫狀態(tài)下經(jīng)拌和后鋪筑而成的瀝青混合料。
(3)再生瀝青混合料
再生瀝青混合料是指將翻修或廢棄的舊瀝青路面,經(jīng)翻挖、破碎后回收舊瀝青混合料,然后將其與再生劑、新集料、新瀝青材料等按一定比例重新拌合,形成具有一定路用性能的再生瀝青混合料。模塊二熱拌瀝青混合料熱拌瀝青混合料是經(jīng)人工組配的礦質(zhì)混合料與瀝青在專門設(shè)備中加熱拌合而成,用保溫運輸工具運至施工現(xiàn)場,在熱態(tài)下進行攤鋪和壓實的混合料,用HMA表示。熱拌瀝青混合料概述1、結(jié)構(gòu)理論對瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)有下列兩種互相對立的理論。1)表面理論:按傳統(tǒng)的理解,瀝青混合料是由粗、細集料和填料組配而成的礦質(zhì)骨架和瀝青組成,瀝青分布在礦質(zhì)骨料表面,將礦質(zhì)骨料膠結(jié)成具有強度的整體。其中瀝青的膠結(jié)作用是一個相當(dāng)復(fù)雜的過程,包括物理吸附、化學(xué)吸附、選擇性吸附作用等。2.1瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)與強度理論2.1.1瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)
物理吸附:瀝青材料與礦料的相互作用,由于分子間引力的作用而產(chǎn)生的,在礦料表面形成一種定向多層的吸附層,吸附的瀝青沒有發(fā)生任何化學(xué)變化,稱為物理吸附?;瘜W(xué)吸附:是瀝青中瀝青酸及瀝青酸酐于礦料表面的金屬陽離子之間產(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng),生成了瀝青酸鹽?;瘜W(xué)吸附比物理吸附產(chǎn)生的吸附作用更強烈,形成的瀝青膜更穩(wěn)定。選擇性吸附:主要是由于礦料表面的微孔或毛細孔產(chǎn)生的吸附作用,使得瀝青中的小分子如油份和樹脂被吸收而使瀝青質(zhì)相對增多,增強了瀝青的黏聚力,從而使瀝青于礦料作用更穩(wěn)固。這種理論認(rèn)識可圖解如下:瀝青混合料礦質(zhì)骨料結(jié)合料——瀝青粗集料細集料填料2)膠漿理論:近代膠漿理論認(rèn)為混合料是一種多級空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系,以粗集料為分散相分散在瀝青砂漿中形成的粗分散系,而瀝青砂漿是由細集料為分散相分散到瀝青膠漿中的細分散系,瀝青膠漿則是以填料為分散相分散在瀝青介質(zhì)中形成的為分散系。瀝青膠漿的組成結(jié)構(gòu)決定了瀝青混合料的高低溫變形能力。這種理論認(rèn)識可圖解如下:
瀝青混合料(粗分散系)分散相(粗集料)分散介質(zhì)-砂漿(細分散系)分散相-細集料分散介質(zhì)-瀝青膠結(jié)物(微分散系)分散相-填料分散介質(zhì)-瀝青瀝青混合料是由礦質(zhì)骨架和瀝青膠結(jié)物所構(gòu)成的、具有空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的一種多相分散體系。瀝青混合料的力學(xué)強度,主要由礦質(zhì)顆粒之間的內(nèi)摩擦力和嵌擠力,以及瀝青膠結(jié)料及其與礦料之間的黏結(jié)力所構(gòu)成。2、結(jié)構(gòu)類型
由于材料組成分布、礦料與礦料及礦料與瀝青間的相互作用、剩余空隙率的大小等的不同,混合料可分為懸浮-密實結(jié)構(gòu)、骨架-空隙結(jié)構(gòu)、骨架-密實結(jié)構(gòu)三大類。(a)懸浮-密實結(jié)構(gòu)(AC)(b)骨架-密實結(jié)構(gòu)(SMA)(c)骨架-空隙結(jié)構(gòu)(OGFC)
瀝青混合料的典型結(jié)構(gòu)類型結(jié)構(gòu)特征:連續(xù)級配,細集料較多,粗集料較少,較大顆粒被擠開,有較大的密實度和強度。結(jié)構(gòu)上,大顆粒骨料懸浮在小顆粒骨料之中。對雙層或三層結(jié)構(gòu)的瀝青路面,其中至少必須有一層AC-F型密級配瀝青配合料。對干燥地區(qū)的高等級公路,也可采用這種結(jié)構(gòu)的瀝青混合料做表層。力學(xué)特點:大顆粒未形成骨架,小顆粒與瀝青膠漿含量充分。黏聚力c大,內(nèi)摩擦角φ小。路用性能特點:由于壓實后密實度大,該類混合料水穩(wěn)定性、低溫抗裂性和耐久性較好;高溫性能對瀝青的品質(zhì)依賴較大,由于瀝青粘度降低,往往導(dǎo)致混合料高溫穩(wěn)定性變差。代表類型:AC型瀝青混合料1)懸浮密實結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征:間斷級配,粗、細集料較多,中間集料較少,粗集料能形成骨架,細集料和瀝青膠漿能充分填充骨架間的空隙。
性能特點:較高的粘聚力和穩(wěn)定性,較高的內(nèi)摩擦角、強度高、穩(wěn)定性、耐久性好,由于粗細集料易分離,對施工要求高。力學(xué)性能特點:粗集料的骨架作用,小顆粒與瀝青膠漿含量充分,綜合力學(xué)性能較優(yōu)。黏聚力c大,內(nèi)摩擦角φ大。路用性能特點:高低溫性能均較好;具有較強的疲勞耐久特性;但間斷級配在施工拌合過程中易產(chǎn)生離析現(xiàn)象,施工質(zhì)量難以保證,使得混合料很難形成“骨架-密實”結(jié)構(gòu)。代表類型:按連續(xù)密級配原理設(shè)計的瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA2)骨架-密實結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特征:連續(xù)開級配,粗集料多形成骨架;細集料很少(甚至沒有),不能充分填充粗集料的空隙。性能特點:穩(wěn)定性較好,粘聚力較差。透水性、耐老化、低溫抗裂性、耐久性差。當(dāng)瀝青路面采用這種形式的瀝青混合料時,瀝青面層下必須做下封層。
力學(xué)特點:大顆粒形成骨架;小顆粒與瀝青膠漿含量不充分。黏聚力c小,內(nèi)摩擦角φ大路用性能特點:粗集料充分發(fā)揮其骨架作用,使瀝青混合料高溫穩(wěn)定性好;由于細集料含量少,空隙未能充分填充,耐水害、抗疲勞和耐久性能較差,所以一般要求采用高粘稠瀝青,以防止瀝青老化和剝落。代表類型:瀝青碎石混合料AM和開級配磨耗層瀝青混合料OGFC3)骨架-空隙結(jié)構(gòu)瀝青混合料的三種組成結(jié)構(gòu)思考1、瀝青混合料強度形成原理瀝青路面按強度構(gòu)成原理主要分為嵌擠類和密實類:(1)嵌擠類強度及穩(wěn)定性構(gòu)成:主要以骨料相互嵌擠所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力為主,黏結(jié)力為輔。特點:熱穩(wěn)定性好、透水性、耐久性差。(2)密實類:強度構(gòu)成:強度主要以瀝青混合料的黏結(jié)力為主,礦料間的內(nèi)摩擦力為輔。特點:熱穩(wěn)定性差、耐久性好。2.1.2瀝青混合料的強度理論2、瀝青混合料抗剪強度指標(biāo)
高溫強度和穩(wěn)定性:指瀝青混合料在高溫時所具備抗剪強度和抵抗變形的能力。
瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強度:由礦料顆粒之間的嵌鎖力(內(nèi)摩擦角)和瀝青與礦料之間的黏結(jié)力及瀝青自身的內(nèi)聚力構(gòu)成。破壞形式:抗剪破壞機理原理:庫侖內(nèi)摩擦理論瀝青混合料的抗剪強度τ:主要取決于黏結(jié)聚力c、瀝青自身的內(nèi)聚力、礦料之間的嵌鎖力(內(nèi)摩擦力φ)。
τ=c+σtanφ
3、瀝青混合料抗剪強度的影響因素瀝青混合料抗剪強度的影響因素,主要是材料的組成、材料的技術(shù)性質(zhì),以及外界因素,如車輛荷載、溫度、環(huán)境條件等。1)瀝青的黏度對瀝青混合料黏結(jié)力c的影響瀝青混合料中,瀝青對礦質(zhì)混合料起膠結(jié)作用,因此瀝青黏度的大小直接影響著瀝青混合料黏結(jié)力的大小。瀝青的黏度越大,瀝青混合料的黏滯阻力也越大,抵抗剪切變形的能力越強,則混合料的黏結(jié)力就越大,因而瀝青混合料具有較高的抗剪強度。2)礦質(zhì)混合料性能對瀝青混合料內(nèi)摩擦角φ的影響巖石種類:采用級配良好、空隙率適當(dāng)、粒徑較大且均勻的礦料可以提高瀝青混合料的嵌鎖力與內(nèi)摩擦角。級配組成:連續(xù)密級配多是懸浮-密實結(jié)構(gòu),內(nèi)聚力大,內(nèi)摩擦力較小,其結(jié)構(gòu)強度主要依靠瀝青與礦料的黏結(jié)力和瀝青的內(nèi)聚力;骨架空隙結(jié)構(gòu)的瀝青混合料以礦料間的嵌鎖力為主、瀝青內(nèi)聚力為輔形成結(jié)構(gòu)強度;以嵌擠原則設(shè)計的骨架密實結(jié)構(gòu),嵌鎖力較大,細料與瀝青膠漿填充空隙,黏結(jié)力較好,整體強度高,穩(wěn)定性好。顆粒形狀:同粒徑組成的集料,卵石內(nèi)摩擦角比碎石要低。礦料表面特性:近似立方體,粗糙,多棱角礦料間嵌擠鎖能力好,φ較大;采用堿性石料,混合料中礦料間黏結(jié)力大,混合料強度高。3)瀝青與礦料在界面上的交互作用結(jié)構(gòu)瀝青:瀝青與礦料交互作用后,因化學(xué)組分重排列,形成瀝青擴散膜,該瀝青膜即為“結(jié)構(gòu)瀝青”,在“結(jié)構(gòu)瀝青”層外,可以“自由”運動的是“自由瀝青”?;旌狭系男阅苤饕山Y(jié)構(gòu)瀝青決定。堿性石料(如石灰?guī)r)的混合料其“結(jié)構(gòu)瀝青”所占比例比酸性石料的要高。堿性石料的瀝青混合料強度和穩(wěn)定性比酸性石料的好。瀝青與礦料交互作用示意圖4)礦料比表面積與瀝青用量的影響礦料間距離越近,且以“
結(jié)構(gòu)瀝青”黏結(jié),瀝青混合料的黏結(jié)力越高;反之,礦料間距越大,且其間由“自由瀝青”相互黏結(jié),則瀝青混合料的黏結(jié)力低。礦料比面的影響:礦料比面越大,“結(jié)構(gòu)瀝青”的比例越大;礦粉用量和性質(zhì),可以影響瀝青膜厚度和“結(jié)構(gòu)瀝青”所占比例。
瀝青用量的影響:瀝青含量較少時,瀝青不足以形成結(jié)構(gòu)瀝青薄膜來敷裏礦料顆粒表面,瀝青混合料整體強度較低;隨著瀝青用量增加,瀝青逐漸敷裏礦料表面,結(jié)構(gòu)瀝青含量逐漸增加,礦料間的黏結(jié)力增強;當(dāng)瀝青足夠黏附在礦料顆粒表面時,若瀝青用量繼續(xù)增加,礦料顆粒會被逐漸推開,過量的瀝青就會在顆粒間形成不與礦料發(fā)生交互作用,并主要起潤滑作用的“自由瀝青”,從而使瀝青混合料的黏結(jié)力下降,抗剪強度降低,如圖所示。若瀝青用量再增加,瀝青混合料的黏結(jié)力主要取決于“自由瀝青”,這時瀝青產(chǎn)生潤滑劑作用導(dǎo)致瀝青混合料的黏結(jié)力降低。瀝青用量對瀝青混合料的黏結(jié)力(c)和內(nèi)摩擦角(φ)值的影響1-瀝青用量不足;2-瀝青用量適中;3-瀝青用量過多5)使用條件(溫度和荷載作用)的影響1)溫度對瀝青混合料抗剪強度的影響隨著溫度升高——黏聚力值減小,變形能力增強。隨著溫度降低——黏聚力值提高,變形能力降低,強度增加,過低會使路面開裂。2)形變速率對瀝青混合料抗剪強度的影響加荷速度快,瀝青混合料抗剪強度高;加荷速度慢,瀝青混合料抗剪強度低。瀝青路面使用性能氣候分區(qū)氣候分區(qū)指標(biāo)氣候分區(qū)按工程所在地高溫指標(biāo)近30年最熱月份最高氣溫平均值高溫氣候區(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按工程所在地低溫指標(biāo)近30年的極端最低氣溫低溫氣候區(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/℃<-37.0-37.0~-21.5-21.5~-9.0>-9.0按工程所在地雨量指標(biāo)近30年降雨量的平均值雨量氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱潮濕區(qū)濕潤區(qū)半干區(qū)干旱區(qū)年降雨量/mm>10001000~500500~250<2502.2瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)與技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
2.2.1瀝青路面使用性能的氣候分區(qū)1、高溫穩(wěn)定性1)定義:瀝青混合料在高溫(通常為60℃)的條件下,能夠抵抗車輛荷載的反復(fù)作用,不發(fā)生顯著永久變形,保證路面平整度的特性。高溫穩(wěn)定性不足的表現(xiàn)形式:車轍、推移等。2)評價指標(biāo):一般可以用馬歇爾穩(wěn)定度、流值來反應(yīng)瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性,也可以用來評價瀝青混合料的動穩(wěn)定度2.2.2
瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)車轍病害波浪病害3)檢驗方法:主要是馬歇爾穩(wěn)定度試驗、車轍試驗(1)馬歇爾穩(wěn)定度試驗試件尺寸:①Φ101.6
mm×63.5
mm(±1.3
mm,兩側(cè)高度差不大于2
mm)。適用于公稱最大粒徑小于26.5
mm的混合料,試件成型擊實次數(shù)根據(jù)公路等級、混合料類型、氣候條件選擇,一般為75次或50次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個。②Φ152.4
mm×95.3
mm(±2.5
mm,兩側(cè)高度差不大于2
mm)。適用于公稱最大粒徑31.5
mm和37.5
mm的混合料,擊實次數(shù)一般為112次。試驗中一組試件需平行試件通常為4個,必要時需增至(5~6)個(根據(jù)試驗結(jié)果離散性而定)。試驗條件:(60±1)
℃的恒溫水浴,小型馬歇爾試件保溫(30~40)
min(對黏稠石油瀝青),大型馬歇爾試件保溫(45~60)min,然后把試件置于馬歇爾試驗儀上,以(50±5)
mm/min的速度加荷,測出馬歇爾穩(wěn)定度和流值。測試指標(biāo):①穩(wěn)定度(MS):穩(wěn)定度是指標(biāo)準(zhǔn)尺寸試件在規(guī)定溫度(60±1oC)和加荷速度(50±5mm/min)下,在馬歇爾儀中最大的破壞荷載(KN);②流值(FL):流值是試件達到最大破壞荷載時試件的垂直變形(以0.1mm)計。(2)車轍試驗動穩(wěn)定度(次/mm):制300mm×300mm×(50~100)mm試樣,60oC時,試件變形1mm試驗車輪行車次數(shù)(動穩(wěn)定度)。高速、城市快速路>800次/mm;一級、城市主干路>600次/mm4)影響因素:瀝青用量、礦料級配、礦料的尺寸、形狀等2、低溫抗裂性混合料隨溫度降低,混合料柔性大大降低,路面由于低溫而收縮以及行車荷載的作用,變形能力下降,在薄弱部位產(chǎn)生裂縫,從而影響的正常使用。因此瀝青混合料不僅應(yīng)具備高溫的穩(wěn)定性,同時還要具有低溫的抗裂性,以保證路面在冬季低溫時不產(chǎn)生裂縫。瀝青混合料的低溫裂縫是由混合料的低溫脆化、低溫縮裂和溫度疲勞引起的。因此設(shè)計時選擇的瀝青要稠度較低、溫度敏感性低、抗老化能力強,或適當(dāng)增加瀝青用量。評價指標(biāo):目前用于研究和評價瀝青混合料低溫抗裂性的方法可以分為三類:預(yù)估瀝青混合料的開裂溫度;評價瀝青混合料的低溫變形能力或應(yīng)力松弛能力;評價瀝青混合料斷裂能。相關(guān)的試驗主要包括:等應(yīng)變加載的破壞試驗,如間接拉伸試驗、直接拉伸試驗;低溫收縮試驗;低溫蠕變彎曲試驗(現(xiàn)規(guī)范推薦方法);受限試件溫度應(yīng)力試驗;應(yīng)力松弛試驗等。低溫開裂造成的龜裂病害3、耐久性瀝青混合料的耐久性是指其抵抗長時間自然因素(風(fēng)、日光、溫度、水分等)的作用下抗老化能力,抗水損害的能力,以及在行車荷載反復(fù)作用下抗疲勞的能力。影響因素:瀝青的化學(xué)性質(zhì)、礦料的礦物成分、混合料的組成結(jié)構(gòu)、混合料的空隙率。因為空隙率小可以防止水分滲入和日光對瀝青的老化作用,但瀝青混合料中應(yīng)保留一定空隙,以備夏季瀝青材料膨脹。選用耐老化性能好的瀝青,適當(dāng)增加瀝青用量,采用密實結(jié)構(gòu)都有利于提高瀝青路面的耐久性??刂浦笜?biāo):空隙率、飽和度(瀝青填隙率)、殘留穩(wěn)定度。評價方法:馬歇爾穩(wěn)定度試驗、浸水劈裂試驗、凍融劈裂試驗、浸水車轍試驗等。瀝青老化后造成的剝離、塌陷等病害4、抗滑性為保證汽車高速行駛的安全性,瀝青路面的瀝青混合料表面應(yīng)具有一定的抗滑性。
影響因素:表面構(gòu)造深度、顆粒形狀與尺寸、抗磨光性等因素有關(guān)。5、施工和易性指混合料在施工過程中是否容易拌和、攤鋪和壓實的性能。影響因素:瀝青混合料組成材料的技術(shù)品質(zhì)、用量比例及施工條件等。
主要影響因素是礦料級配。如粗細集料的顆粒大小相距過大,缺乏中間粒徑,混合料容易離析;細料太少,瀝青層不易均勻地分布在粗顆粒表面;細料過多,則拌和困難。瀝青用量較少,礦粉過多時產(chǎn)生疏松,不易壓實,瀝青用量過多礦粉質(zhì)量不好時,粘結(jié)成塊,不易攤鋪??够越档停访娈a(chǎn)生泛油病害每到冬天,某瀝青路面總會出現(xiàn)一些裂縫,裂縫大多是橫向的,且?guī)缀鯙榈染嚯x間距的,在冬天裂縫尤其明顯。工程實例解析①此路段路基很結(jié)實,路面無明顯塌陷,而這種原因一般只會引起縱向裂縫,因此填土未壓實、路基產(chǎn)生不均勻沉陷或凍脹作用的可能性可以排除。②此路段平時很少見有重型車輛、負(fù)載過大的車輛經(jīng)過,而且路面沒有明顯塌陷。況且如果因強度不足而引起的裂縫應(yīng)大多是網(wǎng)裂和龜裂。因此可知不是路面強度不足、負(fù)載過大所致。③初步判斷是因瀝青材料老化及低溫所致。從裂縫的現(xiàn)狀來看,瀝青老化及低溫引起的裂縫大多為橫向,且裂縫幾乎為等距離間距。這與該路面破損情況吻合。該路已修建多年,瀝青老化后變硬、變脆,延伸性下降,低溫穩(wěn)定性變差,容易產(chǎn)生裂縫、松散。在冬天,氣溫下降,瀝青混合料受基層的約束而不能收縮,產(chǎn)生了應(yīng)力,應(yīng)力超過瀝青混合料的極限抗拉強度,路面便產(chǎn)生開裂?!苍蚍治觥尝龠x取優(yōu)質(zhì)的適用于本地區(qū)氣候條件的瀝青。②細裂縫(2~5mm)可用乳化瀝青灌縫;大于5mm的裂縫,可用改性瀝青灌縫。灌縫前,應(yīng)清縫;灌縫后,表面撒粗砂或3~5mm石屑?!卜乐未胧?.2.3
瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)
我國現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)對熱拌瀝青混合料的技術(shù)要求見表7-6至表7-11。1、瀝青材料
1)選擇依據(jù):為使瀝青混合料獲得較高的力學(xué)強度和較好的耐久性,瀝青路面所用的瀝青標(biāo)號,宜按照公路等級、氣候條件、交通性質(zhì)、瀝青混合料類型、路面類型、在結(jié)構(gòu)層中的層位及受力特點、施工方法等因素,結(jié)合當(dāng)?shù)厥褂媒?jīng)驗等因素經(jīng)技術(shù)論證后確定。
2)選擇原則:
高溫、重載、山區(qū)和丘陵區(qū)上坡路段、服務(wù)區(qū)和停車場慢速路段,荷載剪應(yīng)力大的層次宜采用稠度較高的瀝青;冬季寒冷、交通量小、等級低、旅游公路應(yīng)采用稠度小、低溫延度大的瀝青;日溫差、年溫差大的地區(qū)宜選用針入度指數(shù)大、稠度低、低溫延度大、感溫性較低的瀝青。2.3瀝青混合料組成材料的技術(shù)要求2、粗集料(粒徑>2.36mm)1)選擇原則①可采用碎石、破碎礫石、篩選礫石、鋼渣、礦渣等。②用于高速公路、一級公路、城市快速公路、主干路瀝青路面表層用粗集料應(yīng)選用堅硬、耐磨、抗沖擊型號的碎石或破碎礫石,不得使用篩選礫石、礦渣及軟質(zhì)集料,該類粗集料必須是由具有生產(chǎn)許可證的采石場生產(chǎn)或施工單位自行加工。③當(dāng)堅硬石料來源缺乏時,允許摻加一定比例較小粒徑的普通粗集料,摻加比例根據(jù)試驗確定。2)基本要求
瀝青混合料的粗集料要求干凈、干燥、形狀接近立方體、無風(fēng)化、無雜質(zhì),并且具有足夠的強度和耐磨性,針片狀顆粒的含量低,且要求表面粗糙,有一定的棱角質(zhì)量符合表7-13的要求。破碎礫石應(yīng)采用粒徑大于50
mm的顆粒軋制,破碎前必須清洗,含泥量不大于1%,破碎面積應(yīng)符合表7-14規(guī)定的要求。篩選礫石僅適用于三級及三級以下公路的瀝青表面處治路面。鋼渣作為粗集料時,僅限于三級及三級以下公路和次于公路以下的城市道路,并應(yīng)經(jīng)過試驗論證取得許可后使用。3)粗集料的粒徑規(guī)格級配要求(規(guī)格)應(yīng)符合表7-15的有關(guān)規(guī)定,盡量選用堿性巖石。
3、細集料(粒徑<2.36mm)1)選擇原則①可采用天然砂、機制砂、石屑。且必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場、采砂場生產(chǎn)。②細集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì),并有適當(dāng)?shù)念w粒級配,其質(zhì)量應(yīng)符合表7-16的規(guī)定。③在高速公路、一級公路、城市快速路、主干路瀝青面層用與瀝青黏結(jié)性能差的天然砂或用花崗巖、石英巖等酸性巖石破碎的人工砂及石屑時,應(yīng)對細集料做抗剝離處理。在高速公路、一級公路、城市快速路、主干路瀝青路面面層及抗滑磨耗層中,所用石屑總量不宜超過天然砂或機制砂的用量。2)選擇原則①天然砂:可宜采用粗、中的河砂或海砂,其規(guī)格應(yīng)符合表7-17的規(guī)定,砂的含泥量超過規(guī)定時應(yīng)水洗后使用,海砂中的貝殼類材料必須篩除。熱拌密級配瀝青混合料中天然砂的用量通常不宜超過集料總量的20%,SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。②石屑:屑是采石場破碎石料時通過4.75mm或2.36mm的篩下部分,是石料加工破碎過程中表面剝落或撞下的邊角,強度一般較低,針片狀顆粒含量較高。其規(guī)格應(yīng)符合表7-18的要求。4、填料(礦粉、粒徑<0.075mm)礦粉應(yīng)采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石(堿性巖石)磨制的石粉,如石灰石、白云石等,也可以由石灰、水泥、粉煤灰代替。其中粉煤灰的用量不宜超過填料總量的50%,燒失量應(yīng)小于12%,與礦粉混合后的塑性指數(shù)應(yīng)小于4%。高速公路、一級公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰作填料。為改善水穩(wěn)定性,可采用干燥的磨細生石灰粉、消石灰粉或水泥作填料,用量不宜超過礦料總量的1%~2%。(一)瀝青混合料配合比設(shè)計包括三個階段:
1、目標(biāo)配合比設(shè)計;
2、生產(chǎn)配合比設(shè)計(略);3、生產(chǎn)配合比驗證(略)。(二)目標(biāo)配合比設(shè)計包括方面:
1、礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計;2、最佳瀝青用量(OAC)確定。(三)瀝青混合料目標(biāo)配合比(組成)設(shè)計步驟1、礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計目的:是選配一個具有足夠密實度,并且有較高的內(nèi)摩阻力的礦質(zhì)混合料。1)確定瀝青混合料類型2)確定瀝青混合料的級配范圍2.4熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計1、礦質(zhì)混合料組成設(shè)計的作用
在水泥混凝土或瀝青混合料中,所用集料顆粒的粒徑尺寸范圍較大,而天然或人工軋制的一種集料往往僅有幾種粒徑尺寸的顆粒組成,難以滿足工程對某一混合料的目標(biāo)設(shè)計級配范圍的要求,因此需要將兩種或兩種以上的集料配合使用。2.4.1礦質(zhì)混合料組成設(shè)計一、礦質(zhì)混合料組成設(shè)計概述2、級配組成對礦料性能的影響
礦料的級配組成決定礦料的兩大特點:礦料密實度和礦料顆粒間內(nèi)摩阻力。從而影響到水泥混凝土或瀝青混合料的強度、耐久性和施工和易性。集料空隙越大,填充集料顆??障端璧慕Y(jié)合料越多;集料的總表面積越大,包裹集料顆粒所需的結(jié)合料越多。3、礦質(zhì)混合料組成設(shè)計的兩個已知條件
(1)集料的篩析試驗結(jié)果(2)設(shè)計要求、技術(shù)規(guī)范(或理論計算)所規(guī)定的礦質(zhì)混合料級配范圍1、瀝青混合料類型和礦料級配的確定
密級配瀝青混合料宜根據(jù)公路等級、路面類型、路面結(jié)構(gòu)層位、氣候及交通條件按表7-20選擇采用粗型(C型)或細型(F型)混合料,再按表7-21和表7-22選擇使用的瀝青混合料類型,再根據(jù)已確定的瀝青混合料類型,并在表7-23范圍內(nèi)確定工程設(shè)計級配范圍,確定相應(yīng)的礦質(zhì)混合料級配范圍,也可以根據(jù)試驗研究成果選擇其他的瀝青混合料類型及相應(yīng)的級配范圍,經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟認(rèn)證后確定。其他類型的混合料宜直接以表7-24~表7-29作為工程設(shè)計級配范圍。二、礦質(zhì)混合料組成設(shè)計步驟2、礦質(zhì)混合料級配的表示和計算1)集料級配的表示方法通過篩分試驗,求得集料試樣的級配參數(shù)。(2)集料的級配曲線①級配曲線的繪制。以通過量的百分率為縱坐標(biāo),篩孔尺寸(也表示礦料不同顆粒的粒徑)為橫坐標(biāo),將各篩上的通過量繪制在坐標(biāo)圖中,然后用曲線將各點連接起來,成為所謂的級配曲線。
②級配曲線類型(級配類型)粗細不同的粒徑按照一定的比例組合搭配在一起,以達到較高的密實程度,根據(jù)搭配組成的結(jié)果,可得到以下幾種不同級配形式。連續(xù)級配:連續(xù)級配是某一礦料在標(biāo)準(zhǔn)套篩中進行篩分后,礦料的顆粒由大到小連續(xù)分布,每一級都占有適當(dāng)?shù)谋壤?。這種由大到小逐級粒徑都有,并按比例互相搭配組成的礦質(zhì)混合料,稱為連續(xù)級配混合料。
間斷級配:在礦料顆粒分布的整個區(qū)間里,從中間剔除一個或連續(xù)幾個粒級,形成一種不連續(xù)的級配,成為所謂的間斷級配。連續(xù)開級配:整個礦料顆粒分布范圍較窄,從最大粒徑到最小粒徑僅在數(shù)個粒級上以連續(xù)的形式出現(xiàn),形成所謂的連續(xù)開級配。2)礦料連續(xù)級配的計算實際級配合成時,只要得出的合成級配結(jié)果位于要求的級配范圍之間,則認(rèn)為該合成級配基本滿足設(shè)計級配的要求。不同級配類型的級配曲線
3、礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計方法
常用的設(shè)計方法有:數(shù)解法(試算法)、圖解法(修正平衡面積法)。兩種方法各有特點,前者計算簡便、快捷,但要熟練掌握級配參數(shù)的含義,對三種以內(nèi)的礦料設(shè)計較適宜;后者簡單易掌握,適合多種礦料計算,但計算稍嫌麻煩。配合比設(shè)計方法矩形法三角形法平衡面積法試算法線性規(guī)劃法數(shù)解法圖解法2)數(shù)解法(試算法):適用于2~3種集料組成的混合料。已知條件:A.各種集料的篩分結(jié)果;(分計篩余百分率ai)B.按技術(shù)規(guī)范(或理論級配)要求礦質(zhì)混合料的級配范圍。(通過百分率P(n1-n2)范圍)(1)基本原理(如下圖)現(xiàn)有幾種礦質(zhì)集料,欲配制成某一種符合一定級配要求的礦質(zhì)混合料,在決定各組成集料在混合料中的比例時,先假定混合料中某種粒徑的顆粒是由某一種對這一粒徑占優(yōu)勢的集料組成,而其他各種集料中不含有此粒徑顆粒。這樣即可根據(jù)各個主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比例,再經(jīng)過校核調(diào)整,最終獲得滿足混合料級配要求的各集料的配合比例。
試算法基本原理:(2)基本假設(shè)在礦質(zhì)混合料中,假定混合料中某一級粒徑的顆粒僅由三種集料中的一種集料來提供,而其它兩種集料中不含有這一粒徑的顆粒,此時這兩種集料相應(yīng)的分計篩余百分率為0。例如設(shè)在粒級上僅集料在此粒級上存在分計篩余,其它兩個集料和的分計篩余全部是0,從而簡化計算過程。(3)計算根據(jù)上述假設(shè):則A集料在混合料中所占的比例為:
混合料M集料A集料B集料CXYZX+Y+Z=100兩種假設(shè)——假設(shè)1
混合料M集料A
集料B集料CXYZ某一級粒徑要求的含量為兩種假設(shè)——假設(shè)2
步驟1:計算A集料在礦質(zhì)混合料中的用量X
首先確定在A集料中占優(yōu)勢的含量的某一粒徑,忽略其它集料在此粒徑的含量。計算步驟——步驟1
步驟2:計算C集料在礦質(zhì)混合料中的用量Z
同理,在計算C集料用量時,先確定C集料中占優(yōu)勢的某一粒徑,而忽略A、C集料中同一粒徑的含量。計算步驟——步驟2
步驟3:計算B集料在礦質(zhì)混合料中的用量Y步驟4:校核調(diào)整
可按如下公式計算合成礦質(zhì)混合料的分計篩余:也可按如下公式計算礦質(zhì)混合料的合成通過百分率:計算步驟——步驟3+步驟4
調(diào)整配合比后還要重新進行校核,直至符合要求為止。如經(jīng)計算后確不能滿足級配要求時,可摻加單粒級集料或調(diào)換其它集料。注意:①在實際組成設(shè)計中,可根據(jù)集料的級配情況,具體選擇各集料的先后順序;②當(dāng)集料超過三種時,方程中的未知數(shù)將增加,按上述原理重復(fù)步驟1和步驟2。78
現(xiàn)有碎石、砂和礦粉三種集料,經(jīng)篩析試驗各集料的分計篩余百分比如下表,并按推薦要求設(shè)計混合料的級配范圍,試求碎石、砂、礦粉在要求級配混合料中的用量比例。試算法案例分析79篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%150.8————100560.0————63-782.523.510.5——40-631.2514.422.1——30-530.631.319.44.022-450.315——36.04.015-350.16——7.05.512-300.08——3.03.210-25<0.08---2.083.3——80(1)將礦質(zhì)混合料規(guī)定的級配范圍通過率換算為通過率中值篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%通過率中值150.8————100--560.0————63-782.523.510.5——40-631.2514.422.1——30-530.631.319.44.022-450.315——36.04.015-350.16——7.05.512-300.08——3.03.210-25<0.08---2.083.3----P(i)/%計算分析81(2)將級配范圍的通過率中值換算為累計篩余百中值篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%通過率中值級配范圍累計篩余中值150.8————100560.0————63-7870.52.523.510.5——40-6351.51.2514.422.1——30-5341.50.631.319.44.022-4533.50.315——36.04.015-3525.00.16——7.05.512-3021.00.08——3.03.210-2517.5<0.08---2.083.3A(i)/%82篩孔尺寸mm碎石分計篩余%砂分計篩余%礦粉分計篩余要求級配范圍通過率%通過率中值級配范圍累計篩余中值級配范圍分計篩余中值150.8————100560.0————63-7870.529.52.523.510.5——40-6351.548.51.2514.422.1——30-5341.558.50.631.319.44.022-4533.566.50.315——36.04.015-3525.075.00.16——7.05.512-3021.0790.08——3.03.210-2517.582.5<0.08---2.083.3100(3)將累計篩余百中值換算為分計篩余中值M(i)/%(4)碎石中5mm粒徑顆粒含量占優(yōu)勢,假設(shè)混合料中4.75mm粒徑全部由碎石提供:
X=aM(4.75)/aA(4.75)=29.5/60=49%(5)同理:礦粉中<0.08mm粒徑顆粒含量占優(yōu)勢,假設(shè)混合料中0.08mm粒徑全部由礦粉提供:
Z=aM(<0.08)/aC(<0.08)=17.5/83.3=21%(6)由:Y=100-(X+Z)
Y=100-(49+21)=30%(7)校核:由試算得到的配合比按下表進行校核。84篩孔尺寸mm碎石分計篩余%用量占混合料百分比砂分計篩余%用量占混合料百分比礦粉分計篩余用量占混合料百分比混合料分計篩余150.849%——30%——21%560.0————2.523.510.5——1.2514.422.1——0.631.319.44.00.315——36.04.00.16——7.05.50.08——3.03.2<0.08---2.083.3校核85篩孔尺寸mm混合料分計篩余累計篩余通過率要求級配范圍通過率%150.4100529.463-782.514.740-631.2513.730-530.637.222-450.31511.615-350.163.312-300.081.610-25<0.0818.1校核∑1002)圖解法——平衡面積法
基本原理:該方法是采用一條直線來代替集料的級配曲線,此直線是使曲線左右兩邊的面積平衡(即相等)(1)級配曲線的坐標(biāo)繪制方法lgdP通過百分率%通過百分率%P粒徑mm粒徑mm87(2)各種集料用量的確定方法將各種集料級配曲線繪于坐標(biāo)圖上。并假設(shè):各集料為單一粒徑,即各種集料的級配曲線均為直線;相鄰兩曲線相接,即在同一篩孔上,前一集料的通過量為0%時,而后一集料的通過量為100%
30
圖解法用級配曲線坐標(biāo)圖9879574533241260.0759.513.24.752.360.61.180.30.15篩孔尺寸(mm)89篩孔尺寸mm混合料分計篩余累計篩余通過率要求級配范圍通過率%150.4100529.463-782.514.740-631.2513.730-530.637.222-450.31511.615-350.163.312-300.081.610-25<0.0818.1校核∑100XYZWCABA集料B集料C集料D集料C1B1A1S篩孔尺寸mm通過百分率%100O’O級配中值TQP步驟1:準(zhǔn)備工作對所使用的各集料進行篩分,并計算出各自的通過量百分率。明確設(shè)計級配要求的級配范圍,并計算出該要求級配范圍的中值。(3)圖解法計算步驟——步驟1步驟2:繪制級配曲線坐標(biāo)圖按比例(通??v橫邊各為100mm和150mm)繪制一矩形框圖,從左下向右上引對角線作為合成級配的中值,見下圖。按常數(shù)標(biāo)尺在縱坐標(biāo)上標(biāo)出通過量百分率刻度,橫坐標(biāo)則表示篩孔位置,而各篩孔的具體位置則根據(jù)合成級配要求的通過量百分率中值,在縱坐標(biāo)上找出該值的位置,然后從縱坐標(biāo)引平行線與對角線相交,再從交點處向下作垂線,垂線與橫坐標(biāo)的相交點即為各篩孔相應(yīng)位置。(3)圖解法計算步驟——步驟2
級配曲線坐標(biāo)圖合成級配要求的通過量百分率中值篩孔步驟3:確定各集料用量將參與級配合成的各集料的通過量繪于級配曲線坐標(biāo)圖上,用折線的形式連成級配曲線。假設(shè)以四種集料進行級配合成為例,見下圖。根據(jù)級配曲線,圖中相鄰兩條曲線的關(guān)系,確定各集料在混合料中的摻配比例。注:從最粗集料開始。(3)圖解法計算步驟——步驟3關(guān)系1:重疊關(guān)系相鄰兩條級配曲線相互重疊,圖中集料的級配曲線下部與集料的級配曲線上部搭接。在兩條級配曲線重疊部分之間進行等分,引一條垂線,要求該垂線與集料的級配曲線截距相等。此時垂線與對角線相交于點,再通過該點作一水平線與縱坐標(biāo)交于點,線段的幾何長度(以mm計)就是集料的用量比例(%)。(4)相鄰級配曲線間的三種關(guān)系——關(guān)系197重疊關(guān)系2:相接關(guān)系相鄰兩條曲線首尾相接,圖中集料的末端與集料的首端正好相接。此時只需從集料的首端向集料的末端引垂線,該垂線與對角線相交于點,過點作水平線與縱坐標(biāo)交于點,則線段的幾何長度就是集料的用量(%)。(4)相鄰級配曲線間的三種關(guān)系——關(guān)系299相接關(guān)系3:分離關(guān)系相鄰兩條曲線分離,圖中集料的級配曲線與集料的級配曲線在水平方向彼此分離。此時作一條垂線平分這段水平距離。垂線與對角線交于一點,通過該點作一水平線與縱坐標(biāo)交于點,則線段的幾何長度就代表集料的用量(%)。剩余的即為集料的用量。(4)相鄰級配曲線間的三種關(guān)系——關(guān)系3相離A的用量
XB的用量
YC的用量
ZD的用量
W103(5)合成級配的計算與校核同試算法相同,根據(jù)圖解過程求得的各集料用量比例,計算出合成級配的結(jié)果。當(dāng)合成級配超出級配范圍時,說明圖解法得到的比例不很合適,所以要調(diào)整各集料的用量,直到滿足設(shè)計級配的要求為止。如經(jīng)數(shù)次調(diào)整仍不能達到要求,可摻加單粒級集料或調(diào)換其它集料。104
1、試用“圖解法”“線性規(guī)劃法”求其礦質(zhì)混合料級配組成。已知:礦質(zhì)集料篩分結(jié)果和混合料標(biāo)準(zhǔn)級配范圍如表所示。材料名稱篩孔尺寸(mm)199.54.752.361.180.60.30.150.075通過百分率(%)卵石984360石屑1001009834231480砂100100968574573390礦粉100100100100100100979384AC—20級配范圍95~10070~8050~6535~5025~4018~3013~218~154~9課后練習(xí)題(1)組成材料的原始數(shù)據(jù)測定根據(jù)現(xiàn)場取樣、對粗集料、細集料和礦粉進行篩析試驗,按篩析結(jié)果分別繪出各組成材料的篩分曲線。(2)擬定初試配合比
根據(jù)各組成材料的篩分試驗資料,采用圖解法或試配法,在設(shè)計級配范圍中,設(shè)計了3組初選配合比。三、礦質(zhì)混合料配合比確定(3)調(diào)整配合比
①通常情況下,合成級配曲線宜盡量接近設(shè)計級配中限,尤其應(yīng)使0.075mm、2.36mm和4.75mm篩孔的通過量盡量接近設(shè)計級配范圍的中限;②對高速公路、一級公路、城市快速路、主干路等交通量大、軸載重的道路,宜偏向級配范圍的下(粗)限。對一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向級配范圍的上(細)限;③合成級配曲線應(yīng)接近連續(xù)的或合理的間斷級配,但不應(yīng)過多的犬牙交錯。當(dāng)經(jīng)過反復(fù)調(diào)整仍有兩個以上的篩孔超出設(shè)計級配范圍時,必須對原材料進行調(diào)整或更換原材料重新設(shè)計。我國現(xiàn)行國標(biāo)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)
規(guī)定的方法是采用馬歇爾試驗法確定最佳瀝青用量。1、制備試樣1)按確定的礦質(zhì)混合料配合比,計算各種礦質(zhì)材料的用量,稱量各種集料和礦粉。2)根據(jù)經(jīng)驗估計適宜的瀝青用量(或油石比)。以預(yù)估的油石比為中值,按一定間隔(對密級配瀝青混合料通常為0.5%,對瀝青碎石混合料可適當(dāng)縮小間隔為0.3%~0.4%),取5個或5個以上不同的油石比分別成型馬歇爾試件。2.4.2確定瀝青混合料的最佳瀝青用量2、測定物理指標(biāo)按規(guī)定的試驗方法測定試件的毛體積相對密度、最大理論相對密度等,并計算空隙率、瀝青飽和度及礦料間隙率等體積參數(shù)。3、測定力學(xué)指標(biāo)為確定瀝青混合料的最佳瀝青用量,應(yīng)用馬歇爾穩(wěn)定度儀測定瀝青混合料的力學(xué)指標(biāo),如馬歇爾穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù)等力學(xué)指標(biāo)。4、確定最佳瀝青用量(OAC)1)繪制瀝青用量與物理力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。以油石比或瀝青用量為橫坐標(biāo),以馬歇爾試驗的各項指標(biāo)為縱坐標(biāo),將試驗結(jié)果點繪入圖中,連成圓滑的曲線。2)根據(jù)試驗曲線的走勢,按下列方法確定瀝青混合料的最佳瀝青用量OAC1。(1)曲線圖7-12上求取相應(yīng)于密度最大值、穩(wěn)定度最大值、目標(biāo)空隙率(或中值)、瀝青飽和度范圍中值的瀝青用量a1、a2、a3、a4,
取平均值作為OAC1:
OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4(2)如果所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍,按下式求取三者的平均值作為OAC1:
OAC1=(a1+a2+a3)/3(3)對所選擇試驗的瀝青用量范圍,密度或穩(wěn)定度沒有出現(xiàn)峰值(最大值經(jīng)常在曲線的兩端)時,可直接以目標(biāo)空隙率所對應(yīng)的瀝青用量a3作為OAC1,但OAC1必須介于OACmin~OACmax的范圍內(nèi),否則應(yīng)重新進行配合比設(shè)計。3)以各項指標(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)/24)通常情況下取OAC1及OAC2的中值作為計算的最佳瀝青用量OAC。
OAC=(OAC1+OAC2)/2
5)計算的最佳油石比OAC,從圖7-12中得出所對應(yīng)的空隙率和VMA值,檢驗是否能滿足表7-7關(guān)于最小VMA值的要求(OAC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,最小VMA按內(nèi)插法確定,并將其畫入圖7-12中)。6)檢查圖7-12中相應(yīng)于此OAC的各項指標(biāo)是否均符合馬歇爾試驗技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。7)根據(jù)實踐經(jīng)驗和公路等級、氣候條件、交通情況,調(diào)整確定最佳瀝青用量OAC。(1)調(diào)查當(dāng)?shù)馗黜棗l件相接近的工程的瀝青用量及使用效果,論證適宜的最佳瀝青用量。(2)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(yù)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。(3)對寒區(qū)公路、旅游公路、交通量很少的公路,最佳瀝青用量可以在OAC的基礎(chǔ)上增加0.1%~0.3%,以適當(dāng)減小設(shè)計空隙率,但不得降低壓實度要求。8)按相應(yīng)公式計算瀝青被集料吸收的比例及有效瀝青含量。9)
檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度(計算瀝青混合料的粉膠比,宜符合0.6-1.6的要求。對常用的公稱最大粒徑為13.2-19mm的密級配瀝青混合料,粉膠比宜控制在0.8-1.2范圍內(nèi)。圖7-12瀝青用量與馬歇爾試驗結(jié)果關(guān)系圖5、配合比設(shè)計檢驗1)各種性能檢驗2)高溫穩(wěn)定性檢驗:車轍試驗3)水穩(wěn)定性檢驗:浸水馬歇爾試驗、凍融劈裂試驗4)低溫抗裂性能檢驗:低溫彎曲試驗5)滲水系數(shù)檢驗:滲水試驗瀝青混合料的礦料級配應(yīng)符合工程設(shè)計規(guī)定的級配范圍。密級配瀝青混合料宜根據(jù)公路等級、氣候及交通條件按下表選擇采用,在瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)層設(shè)計中,結(jié)構(gòu)層中要求至少有一層應(yīng)為密級配瀝青混合料。級配類型通過下列篩孔(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-510090~10055~7535~5520~4012~287~185~10密級配瀝青混合料礦料級配范圍模塊三其他瀝青混合料瀝青穩(wěn)定碎石(AsphaltTreatedBase,簡稱ATB
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 播種機機械課程設(shè)計結(jié)論
- 電量指示課程設(shè)計
- 硬筆書法上課課程設(shè)計
- 現(xiàn)代控制課程設(shè)計題目
- 火工品生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制考核試卷
- 礦物材料在新型建筑材料的應(yīng)用考核試卷
- 智能儀器測溫課程設(shè)計
- 稅法課程設(shè)計方法
- 玻璃太陽能電池考核試卷
- 火工品生產(chǎn)過程中的安全風(fēng)險評估與管理考核試卷
- 藥理學(xué)(浙江大學(xué))智慧樹知到答案2024年浙江大學(xué)
- 北京市東城區(qū)2023-2024學(xué)年八年級上學(xué)期期末生物試題【含答案解析】
- 2023-2024學(xué)年深圳市初三中考適應(yīng)性考試英語試題(含答案)
- 2024年貴州貴安發(fā)展集團有限公司招聘筆試參考題庫附帶答案詳解
- 12、口腔科診療指南及技術(shù)操作規(guī)范
- 清華大學(xué)《大學(xué)物理》習(xí)題庫試題及答案09磁學(xué)習(xí)題
- 目標(biāo)成本限額指標(biāo)
- 最易懂的杰普遜航圖學(xué)習(xí)課件
- 高速公路瀝青路面設(shè)計計算書(Word)
- 加油機拆卸安裝方案
- 國畫美術(shù)興趣小組活動記錄(共9頁)
評論
0/150
提交評論