沥青及沥青混合料1.ppt

中交二航局第六工程分司 中心试验室 陈立兵 沥青及沥青混合料 由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料 的总称，矿料起骨架作用，沥青与填料 （矿粉）起胶结和填充作用。 一、沥青混合料的定义 沥青材料 沥青混合料组成材料 粗集料细集料填料 基质沥青 改性沥青 各种粒径 的碎石 天然砂 机制砂 石屑 矿粉 一、沥青混合料的定义 沥青 混合料 材料级配 组成及空 隙率大小分 材料组成及 结构分 制造工 艺分 公称最 大粒径分 1.特粗式沥青混合料 2.粗粒式沥青混合料 3.中粒式沥青混合料 4.细粒式沥青混合料 5.砂粒式沥青混合料 1.连续级配沥青混合料 2.间断级配沥青混合料 1.密级配沥青混合料 2.半开级配沥青混合料 3.开级配沥青混合料 1.热拌沥青混合料 2.冷拌沥青混合料 3.再生沥青混合料 二、沥青混合料的分类 二、沥青混合料的分类 按结合料分类 石油沥青混合料 煤沥青混合料 按施工温度分类 热拌热铺沥青混合料 常温沥青混合料 改性沥青混合料 乳化沥青混合料 按矿质集料级配类型分类 连续级配沥青混合料 间断级配沥青混合料 按混合料密实度分类 密级配沥青混合料 开级配沥青混合料 半开级配沥青混合料 型 型 二、沥青混合料的分类 二、沥青混合料的分类 按公称最大粒径分类 （与最大粒径的区别） 特粗式沥青混合料ATB-40 粗粒式沥青混合料AC25ATB30 中粒式沥青混合料AC16-20 细粒式沥青混合料AC10-13 砂粒式沥青混合料AC-5 热拌沥青混合料种类 混合料类型 密级配开级配半开级配 公称 最大 粒径 (mm) 最大 粒径 (mm) 连续级 配间断级配间断级配 沥青稳 定碎石 沥青混 凝土 沥青稳 定碎石 沥青玛蹄 脂碎石 排水式沥 青磨耗层 排水式沥青 碎石基层 特粗式 ATB-40 ATPB-40 37.553 粗粒式 ATB-30 ATPB-30 31.537.5 AC-25ATB-25 ATPB-25 26.531.5 中粒式 AC-20 SMA-20 AM-201926.5 AC-16 SMA-16OGFC-16 AM-161619 细粒式 AC-13 SMA-13OGFC-13 AM-1313.216 AC-10 SMA-10OGFC-10 AM-109.513.2 砂粒式AC-5 AM-54.759.5 设计 空隙 率(%) 3536341818612 l 悬浮密实结构 如AC； l 骨架空隙结构 如OGFC； l 骨架密实结构 如SMA； 悬浮密实结构 骨架空隙结构 骨架密实结构 三、沥青混合料的结构 耐久性 技术性质 技术标准 马歇尔试验 稳定度（0.1mm） 车辙试验 动稳定度（次mm） 高温稳定性 低温抗裂性低温弯曲试验 水稳性 耐老化性 耐疲劳性 浸水马歇尔试验 残留稳定度（%） 冻融劈裂试验 残留强度比（%） 抗滑性 施工和易性 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 马歇尔试验指标要求 参考规范 四、沥青混合料的技术性质 四、沥青混合料的技术性质 高温稳定性检验 在规定温度下进行车辙试验（动稳定度指标） 标准 高温稳定性 四、沥青混合料的技术性质 2、水稳定性检验 （1）浸水马歇尔试验 （2）冻融劈裂试验 水稳定性 四、沥青混合料的技术性质 试件：小梁试件 试验条件：温度-10，加载速50mm/min 检测指标：破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量 破坏应变标准： 低温抗裂性能检验 定义：指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及 行车荷载反复作用的能力。 评价方法 a.沥青与集料的粘附性试验 b.浸水试验：浸水马歇尔试验、浸水劈裂强度试验 浸水前后的马歇尔稳定度比值、劈裂强度比值的 大小来评价沥青混合料的水稳定性。 耐久性 四、沥青混合料的技术性质 c.冻融劈裂试验：两组试件，一组试件测定常规状 态下的劈裂强度，另一组试件经过一系列冻融过 程后进行劈裂试验，通过冻融劈裂强度比（TSR ）来评价。 检测工程师题：耐久性的影响因素 1.沥青混合料的空隙率：空隙率尽量减少，残 留36空隙，以备夏季沥青材料膨胀。 2.沥青含量：沥青用量不能过少（过少，松散） 四、沥青混合料的技术性质 沥青路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关 重要，而沥青路面的抗滑性能必须通过合理地选 择 沥青混合料组成材料、正确地设计与施工来保证 。 集料：粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击好、磨光值 大 路面构造深度：增加粗集料含量提高宏观构造深 度 沥青：最佳沥青用量 蜡含量低的沥青 抗滑性 四、沥青混合料的技术性质 保证在拌和、摊铺与碾压过程中，集料颗粒保持分 布均匀，表面被沥青膜完整地裹覆，并能被压实到 规定的密度的性能。 施工和易性 四、沥青混合料的技术性质 检测工程师题：影响施工和易性的因素： 组成材料: 矿料级配和沥青用量。间断级配混合料容易离析； 细集料过少，沥青不容易裹覆粗加料，细集料多， 拌合困难；沥青过少或矿粉过多，不易压实；沥青 过多或矿粉质量差，容易结团，不易摊铺。 施工条件： 拌合温度 拌合时间 拌合设备 摊铺机械 压实工具 压实温度 四、沥青混合料的技术性质 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 配配 合合 比比 设设 计计 一、沥青混合料组成材料的技术要求 1.沥青材料： （1）沥青标号 （2）沥青等级 公路等级 气候条件 交通条件 路面类型 在结构层中的层位及受力特点 施工方法 （1）沥青标号的选择 参考指标 高温气候区123 气候区名称夏炎热热区夏热热区夏凉区 最热热月平均最高气温()30203020 低温气候区1234 气候区名称冬严严寒区冬寒区冬冷区冬温区 极端最低气温()-37.0-37.0-21.5-21.5-9.0-9.0 雨量气候区1234 气候区名称潮湿区湿润润区半干区干旱区 年降雨量(mm)10001000500500250250 气 候 分 区 （设计配合比时的标准选择条件） 气候分区与马歇尔指标 指标等级 沥青标号 160130号11090705030 针入度(25) 140 200 120140100120801006080 40 60 2040 气候分区6注 4 注42-12-23-21-11-21-32-22-31-31-42-22-32-41-4注4 针入度指 PIA-1.51.0 B-1.81.0 软化点 A 384043454446454955 B 363942434244434653 C 35374142434550 60粘度 A-60120160140180160200260 10延度 A 5050404530203020201525201515 10 B 3030303020152015151020151010 8 15延度 A B1008050 C80806050403020 蜡含量 A 2.2 B 3.0 C 4.5 TFOT (或RTFOT)后5 质量变化 0.8 针入度比 A 48545557616365 B 45505254586062 C 40454850545860 延度(10) A 121210864 B 10108642 延度(15) C 403530201510 气候 分区 月平均最 高气温 年极端最低气 温() 沥沥青标标号 针针入度(25，5s，100g) （0.1mm） 1-130-37.090号80100 1-230-37.0-21.590号80100 1-330-21.5-9.070号，90号6080，80100 1-430-9.050号，70号6080，4060 2-12030-37.0110号100120 2-22030-37.0-21.570号，90号，110号 6080，80100，100 120 2-32030-21.5-9.070号，90号6080，80100 2-42030-9.070号6080 3-220-37.0-21.5110号100120 （1）沥青标号的选择 沥沥青等 级级 适用范围围 A级沥级沥 青 各个等级级的公路，适用于任何场场合和层层次。 B级沥级沥 青 高速公路、一级级公路沥沥青下面层层及以下的层层次，二 级级及二级级以 下公路的各个层层次； 用作改性沥沥青、乳化沥沥青、改性乳化沥沥青、稀释沥释沥 青的基质沥质沥 青。 C级沥级沥 青 三级级及三级级以下公路的各个层层次。 （2）沥青等级的选择 对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、 重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行 车速度慢的路段，宜采用稠度大、60粘度大的沥青 ， 对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选 用稠度小、低温延度大的沥青； 对温度日温差、年温差大的地区选用针入度指数大的 沥青。 当高温与低温发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的 要求。 当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号掺配的调和沥 青，其掺配比例由试验决定。 （3）结 论 沥青试验 n沥青常规试验 n1、针入度 n2、软化点 n3、延度 n4、改性沥青老化试验 沥青试验（针入度） n1、针入度试验要点 n1.1试验条件25、100g、5s n1.2每根针必须附有计量部门的检验单 n1.3室温中冷却15-30min、移入规定温度 中保温不少于1.5h（小盛样皿） n1.4试验3次，每次针与针孔之间及盛样皿 边缘不少于10mm n1.5试验允许误差 沥青试验（延度） n1、延度试验要点 n1.1试验温度可选25、15 、10 、5 ，拉伸速度为5cm/min0.25cm/min， 低温采用1cm/min0.5cm/min n1.2室温中冷却不少于1.5h 然后刮模、连 底模移入规定温度中保温1.5h n1.3拉伸时试样上浮（密度小）加酒精、下 沉（密度大）时加食盐 沥青试验（软化点） n1、软化点试验要点 n1.1试验环不用涂隔离剂、只涂玻璃板 n1.2浇模室温中冷却30min 然后刮模，试样、试 样环及底板置于50.5 恒温水槽中至少 15min n1.3试验开始温度为50.5 n1.4软化点80 以下用水做介质、80 以上用 甘油 n1.5试验误差80 以下为1 、 80 以下为2 2.粗集料 （1）可采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣 （2）用于高速公路、一级公路、城市快速道路 、 主干路沥青路面表层的粗集料应该采用坚 硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石 ， 不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料，该 类粗集料应符合规范中对磨光值和粘附性 的要求。 一、沥青混合料组成材料的技术要求 指 标单位 高速公路及一级公路 其他等 级公路 试验 方法 表面层其他层次 石料压碎值不大于262830T 0316 洛杉矶磨耗损失 不大于283035T 0317 表观相对密度不小于2.602.502.45T 0304 吸水率不大于2.03.03.0T 0304 坚固性不大于1212T 0314 针片状颗粒含量（混合料）不大于 其中粒径大于9.5mm不大于 其中粒径小于9.5mm不大于 15 12 18 18 15 20 20 T 0312 水洗法0.075mm颗粒含量 不大于111T 0310 软石含量不大于355T 0320 一、沥青混合料组成材料的技术要求 3.细集料 1）天然砂 可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂。 2）石屑（注意与机制砂的区别） 石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的 筛下部分，强度一般较低，且针片状含量较高 。 不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的 石屑，砂当量应符合要求。（注意细集料的密 度用塌落度筒法） 一、沥青混合料组成材料的技术要求 4.填料 A、矿粉。沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等 增水性石料经磨细得到矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要 干燥、洁净，其质量应符合本规范附录C表C.12的技术要求。 B、当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的 2%。 粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤 灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%，其余质 量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤 灰作填料。拌和站的一级除尘回收的粉尘可以用着填料，但二级粉 尘一般不用。 C、为了改善沥青混合料的水稳性，可以采用干燥的磨细生石灰粉、消 石灰粉或水泥作为填料，其用量不宜超过矿料总量的1%2%。 一、沥青混合料组成材料的技术要求 二、配合比组成设计 n配合比组成设计方法 n1、马歇尔法（常用法） n2、 Superpave法（江苏） n3、GTM法（天津） 二、配合比组成设计（马歇尔法） 二、配合比组成设计 配合比组成设计 n一、马歇尔法 n马歇尔法是二战期间美国工程兵在进行机场沥青 路面设计的方法的基础上不断完善而成的一种方 法。其设计理念为设计沥青用量根据最大密度、 4%孔隙率、75%的沥青填隙率和最大马歇尔稳 定度所对应的4个沥青用量的平均值确定。其试 件压实成型方法为冲击压实。 二、配合比组成设计 n1 、马氏试验设计优缺点 n1.1优点 n(1) 设计理论和试验设备简单、易操作、 测试时间短、易于工程技术人员掌握,费用 较低。(2) 考虑了高温流变特性,强调了混 合料必须保持一定的空隙率并重视密度。 (3) 中、轻交通条件下的低等级道路的沥 青路面不失为一种较好的沥青混合料配合 比设计方法。 二、配合比组成设计 n1.2缺点 n(1) 锤击的方式与道路的实际碾压方式相差甚远, 没有考 虑剪切强度，不能模拟行车压实室内成型方式与现场碾 压方式不匹配，试件的击实功或混合料的密实程度与道 路等级和交通量缺少联系,主要依据经验,最根本的缺陷在 于:整个指标体系既不能反映沥青混合料的力学性能,也 不能反映沥青路面的技术性能,且对路面的长期抗车辙没 有把握。不能更好的反映出高温稳定性、低温抗裂性、 水稳定性等。(2) 追求高强度、但强度低并不一定性能 不好，如SMA马歇尔稳定度不如AC型强度高，但SMA路 用性能要优于AC型。(3) 我国对传统的马歇尔设计方法 经过改进,(4) 马歇尔试验设计方法,不适用于开级配抗滑 混合料组成设计。不太适用大粒径沥青混合料和改性沥 青混合料 二、配合比组成设计（Superpave法） 二、配合比组成设计 nSuperpave法 nSuperpave法是美国公路战略研究计划所 研究出的课题，有其一整套的体系，其核 心为两个规范，一个设计方法，即沥青胶 结料性能PG分级规范，Superpave沥青混 合料路用性能规范以及Superpave沥青混 合料设计方法。在中国被称为穷人的SMA ，其试件压实成型方法为旋转搓揉压实。 二、配合比组成设计 n2 Superpave试验设计方法的优缺点 n2.1 优点 n(1) 从根本上放弃了带有经验性的传统的沥青技术指标, 而采用了反映沥青的流变性、永久变形、疲劳开裂和温 度开裂等路用性能的流变力学指标,并使用旋转压实机模 拟现场的压实过程,使力学指标和路用性能的相关性较好 。(2) Superpave设计方法,最大的优点是能够判断哪一 种级配抗车辙能力好,从而更好地事先选择级配类型。(3) 增加了混合料短期老化,使压实和空隙率计算更加符合实 际;加大了试件尺寸,更适合于大粒径的集料。(4) 实时测 量试件高度与旋转次数,画出压实曲线,从而能评价混合料 的压实特性。(5) 在最大压实次数时规定了一个最大压 实度,使混合料的抗车辙能力更有保障;在初始压实次数 时规定了一个最大压实度,避免了产生不稳定的混合料。 二、配合比组成设计 n2.2 缺点和不足 n(1) 不能建立起揉压和碾压两种压实功的对应关系,压实 设备较贵。(2) 设计过程相对复杂,工程技术人员难以掌 握SHRP建立的这套新指标还需要经过不同地区大量实体 工程的检验。(3) 按Superpave规定的公式计算的路面低 温,常高于实际的气温;但在大风降温天气,实际的路表最 低温度常低于气象台预报的温度。因此其路面设计最低 温度的计算公式值得研究。(4) Superpave级配的限制区 的制定来自一些地区的经验,主要是为了防止出现车辙, 但实际证明对穿过限制区的级配也是优良级配，从而也 推翻了Superpave级配不能穿过限制区的设计理念。 (5) 揉压次数的选定与经验有很大关系,且用油量较少,油膜较 薄。尤其是用作表面层时,抗疲劳性能也可能不足,会减少 路面的使用寿命。 二、配合比组成设计（GTM法） 二、配合比组成设计 nGTM法 nGTM是一台仪器，旋转剪切压实试验机。 GTM（Gyratory Testing Machine）旋转试 验机是美国工程兵团在60年代发明的,它把 混合料成型压实实验机、力学剪切实验机 和车辆模拟机合并成为了一台实验机。其 试件压实成型方法为旋转搓揉压实。 二、配合比组成设计 n3 旋转压实剪切试验机GTM的优缺点 n3.1 优点 n（）.GTM旋转压实的成型方法与马氏击实法相比，能更好的模拟 路面实际成型过程；特别是采用路面实际承受的轮胎接触压力作为 成型的垂直荷载，对路面承受行车荷载的作用过程也是较好的模拟 。（）.对于较粗级配特别是SMA混合料，GTM旋转压实的成型方 法与马氏击实法相比，更有利于形成嵌挤紧密的粗集料骨架结构， 充分发挥SMA粗集料骨架结构的特长。（）.在行车荷载作用下， 以极限平衡状态控制混合料成型，混合料密实度较高，有利于提高 混合料的水稳定性和耐久性。（）.GTM法以试件成型过程中的变 形稳定系数GSI作为抗变形指标，可直观地选择抗变形较好的混合 料作为优选级配。（）.GTM法以试件成型过程中的抗剪切强度稳 定系数GSF作为抗剪切破坏指标，综合考虑了混合料的内部摩阻力 和粘聚力的影响，从强度理论来讲，更能体现所设计混合料的强度 特性。（6）、 沥青总用量减少,降低了工程成本。 二、配合比组成设计 n3.2 缺点 n设备昂贵（几百万）、推广性不强，主要以抗 车辙为主。 二、配合比组成设计 n设计阶段 n第一阶段：目标配合比 n第二阶段：生产配合比 n第三阶段：生产配合比验证 n设计内容 n1.矿料配合比设计：试算法或图解法 n2.确定最佳沥青用量：马歇尔试验 目标配合比 设计阶段 生产配合比 设计阶段 生产配合比 验证阶段 矿料的 组成设计 最佳沥青 用量确定 图解法 或试算法 集料筛分 （水洗法） 马歇尔 试 验 确定工程 级配范围 预估计算 沥青用量 沥青与集料 相对密度测定 二、配合比组成设计 目标配合比与生产配合比都是 两方面的设计，二者有何区别？ 矿料通过皮带输入 拌和楼干燥筒加热 振动筛二 次筛分热料 提升到拌和楼 热料仓 根据目标配合比的 OAC、OAC0.3% 三组沥青用量 根据热料比例 确定生产配合比 最佳沥青用量 OAC 图解法确定 热料比例 生产配合比目标配合比 图解法确定 冷料比例 确定目标配合比 最佳沥青用量 OAC 取样冷料筛分 根据冷料比例 成型5组马歇尔试件 通过调整控制室皮带 转速达到设计比例 青用量确定提供标准 为生产配合比最佳沥 热料比例与最佳 沥青用量输入控 制室计算机生产 沥青混合料 热料筛分 取分级 目标配合比与生产配合比设计关系图 成型3组马歇尔试件 目标配合比设计 （一） 确定沥青混合料类型 选取材料并检验各项技术指标 n以高等级公路沥青路面典型构造为4cm中 粒式沥青混凝土+5cm粗粒式沥青混凝土 +7cm(6cm)热拌沥青碎石为例。 目标配合比设计 沥青材料 针入度 针入度指数 软化点 延度 蜡含量 闪点 溶解度 密度 压碎值 磨耗值 表观相对密度 吸水率 坚固性 针片状颗粒含量 0.075mm颗粒含量 软弱颗粒含量 磨光值 粘附性 破碎面要求 粗集料 细集料 填 料 表观密度 含水量 粒径范围 外观 亲水系数 塑性指数 加热安定性 原材料名称技术指标执行标准 1.公路工程集料 试验规程 JTG E42-2005 2.公路沥青路面 施工技术规范 JTG F40-2004 公路工程沥青及沥 青混合料试验规程 JTGE 20-2011 原材料的 技术要求 表观相对密度 坚固性 含泥量 砂当量 亚甲蓝值 棱角性 原材料检验 （二）矿料配合比设计 1.确定沥青混合料类型及工程设计级配范围。 2.对各种矿料进行筛分试验，计算通过百分率 3.用试算法或图解法确定矿料配合比 4.校核矿料配合比是否满足要求 面层类层类 型 矿矿料配合比(%) 碎石1020mm碎石510mm砂石屑矿矿粉 AC-13I432020134 AC-20I362737 AC-16I192236167 目标配合比设计 目标配合比设计 n经验范围 n混合料名称 筛孔 通过率范围 nAC13 4.75 46-48 nAC16 4.75 45-46 nAC20 4.75 42-43 nAC25 4.75 35-40 n矿粉用量ATB不低于3%，AC类不低于4%，低了说明拌 和站除尘效果不好。 (三)确定最佳油石比（沥青混合料马歇尔试 验） 1.制备试样 1）按确定的矿质混合料配合比，计算制备 一 个马歇尔试件各种规格集料的用量（ 1200g左右）。 2）按一定间隔(对密级配沥青混合料通常为 0.5%)，取5个或5个以上不同的油石比分 别成型马歇尔试件。 目标配合比设计 2.测定试件的物理力学指标 测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密 度、最大理论相对密度、稳定度、流值、 计算试件的孔隙率VV、矿料间隙率VMA、 沥青饱和度VFA。 3.计算OAC1和OAC2 目标配合比设计 沥青用量(%)4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 毛体积相对密度2.3892.4082.4132.4152.408 最大理论相对密度2.54912.52992.51112.49272.4749 稳定度(KN)8.589.4110.778.88.37 流值（0.1mm）20.1 24.8 28.4 30.4 36.0 空隙率（%）6.284.813.472.761.97 饱和度（%）56.265.772.878.885.6 矿料间隙率（%）14.9 14.3 14.0 14.6 14.9 试件的物理力学指标 试 验 指 标单位高速公路、一级公路其他等 级公路 行人道路 夏炎热区夏热区、夏凉区 中轻重载中轻重载 击实 次数(双面) 次755050 试件尺寸mm101.6mm63.5mm VV 深90mm以内354624353624 深90mm以下36243636- 稳定度MS 不小于 kN853 流 值 FL mm241.54 24.52424.525 VMA () 不小于 设计 空隙 率() 公称最大粒径(mm)的最小VMA及VFA技术要求() 26.5191613.29.54.75 2 101111.5121315 3 111212.5131416 4 121313.5141517 5 131414.5151618 6 141515.5161719 VFA()557065757085 密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准 求取相应于密度最大值、稳定度最大值、 目标空隙率(或中值)、沥青饱和度范围的 中值的沥青用量a1、a2、a3、a4。取平均值 作为OAC1。 OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 确定最佳沥青用量的初始值OAC1 沥青用量(%)4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 毛体积相对密度2.3892.4082.4132.4152.408 最大理论相对密度2.54912.52992.51112.49272.4749 稳定度(KN)8.589.4110.778.88.37 流值（0.1mm）20.1 24.8 28.4 30.4 36.0 空隙率（%）6.284.813.472.761.97 饱和度（%）56.265.772.878.885.6 矿料间隙率（%）14.9 14.3 14.0 14.6 14.9 试件的物理力学指标 密度最大值 a1 a1 稳定度最大值 a2 a2 目标空隙率(或中值)a3 a3 沥青饱和度范围的中值 a4 a4 OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥 青饱和度的要求范围，按下式求取三者的 平均值作为OAC1。 OAC1= (a1十a2十a3)/3 确定沥青最佳用量的初始值OAC1 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 4.04.55.05.56.0 密度 空隙率 稳定度 流值 VMA VFA OACmin OACmax 油石比（） 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 最佳沥青用量的初始值OAC2 OAC2=(OACmin十OACmax)/2 最佳用量的初始值OAC OAC=(OAC1十OAC2)/2 目标配合比设计 一、矿料组成设计 1取样各种集料，此处取样的集料为热料，是经热料仓振动筛二次筛分后的分级热料。 2筛分分级热料（水洗法） 3取筛分后的通过率用图解法确定热料的组成比例 进行试验确定最佳沥青用量（同目标配合比的方法 1根据上述方法确定的热料比例，按照目标配合比的 OAC、 OAC0.3%三组沥青用量成型马歇尔试件 （同目标配合比冷料确定方法 一样）。 二、最佳沥青用量确定 2检验最佳沥青时的粉胶比和有效沥青膜厚度（与目 标配合比一样） 一样）。 生产配合比设计 三、 本 章 试 验 （一）明确几个概念 1.油石比和沥青含量 2.空隙率VV：矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料 自身内部的孔隙）的体积占试样总体积的百分率。 3.矿料间隙率VMA：试件全部矿料部分以外的体积 占试样总体积的百分率。 4.沥青饱和度VFA：试件矿料间隙中扣除被集料吸 收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在WMA 中所占的百分率。 生产配合比中注意的问题 n生产配合比中需要注意的几个问题 n1、生产集料振动筛筛孔选择的问题AC-25 可选择3mm 6mm 12mm 19mm 32mm 热料仓筛孔可参照冷料来配置 n2、搅拌时间干拌2-3s就可以了，总的搅拌 时间(干拌加湿拌）不少于45s. SMA可适 当延长总的搅拌时间，一般不少于1min 热料仓筛网设置 nSMA13 n冷料规格：03mm 35mm 510mm 1015mm n4个热料仓筛孔： 3mm 6mm 12mm 16mm n5个热料仓筛孔： 3mm 6mm 12mm 16mm nSUP 19 n冷料规格： 03mm 35mm 510mm 1020mm n4个热料仓筛孔： 3mm 6mm 12mm 26.5mm n5个热料仓筛孔： 3mm 6mm 12mm 19mm 27mm nSUP25 n冷料规格： 03mm 35mm 515mm 1525mm n4个热料仓筛孔： 3mm 6mm 16mm 32mm n5个热料仓筛孔： 3mm 6mm 12mm 19mm 32mm （二）马歇尔试验 1.试件制作 (1)试件数量:46个 （2）试件尺寸：101.6mm63.5 mm （3）试件高度允许值： 63.5mm1.3mm （4）最大粒径：26.5mm （5）标准马歇尔试件大约质量:1200g (6)当已知沥青混合料的密度时，可根据试件的标 准尺寸计算并乘以1.03得到要求的混合料数量 。 （二）马歇尔试验 （7）矿粉单独加热 在搅拌时最后加入 （8）插捣方式：周边插捣15次，中间10次。 （9）矿料加热温度：石油沥青163 （1605）改性 沥青180 2.稳定度试验 （1）加载速率 50mm/min5mm/min （2）水槽温度 601 (3) 保温时间 标准马歇尔 3040min 浸水马歇尔试验48h 3.结果处理 （二）马歇尔试验 马歇尔模数 残留稳定度 当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准 差 k 倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的 平均值作为试验结果，当试件数量 n 为3、4、5、6 时，k 值分别为1.15、1.45、1.67、1.82。 （三）车辙试验 1.试件尺寸：30030050 30030040 300300100 30015050 2.试验轮压强：0.7MPa0.05MPa 3.碾压速度:42次/min1次/min (21次往返/min) 4.恒温室温度：601 试件温度： 600.5 5.最大变形达到25mm时可停止试验 6.动稳定度:每产生1mm轮辙变形试验轮行走的次数 。 以“次/mm”计。 水浸法水浸法 ： 水煮法水煮法 ： 对同一种料源集料最大粒径既有大于又有小于13.2mm不 同的集料时，取大于13.2mm水煮法试验为标准。 细粒式沥青混合料应以水浸法试验为标准。 （1 1）试验方法：）试验方法： （四）沥青与粗集料的粘附性试验 水煮法 选取粒径为13.2mm19mm形态接近正方 体的规则集料5个，经沥青裹覆后，在 蒸 馏水中沸煮3min，按沥青膜剥落的情况 分为五个等级来评价沥青与集料的粘附 性。 （四）沥青与粗集料的粘附性试验 水浸法 选取粒径为9.5mm13.2mm的集料100g 与 5.5g的沥青在规定温度条件下拌和成混 合料，冷却后浸入80的蒸馏水中保持 30min然后按剥落面积百分率来评价沥 青 与集料的粘附性。 （四）沥青与粗集料的粘附性试验 试验后石料表面上沥青模剥落情况粘附性等级 沥青模完全保存，剥落面积百分率接近于0 5 沥青模少部为水所移动，厚度不均匀，玻璃面积百分率少于 10 4 沥青模局部明显得为水所移动，基本保留在石料表面上，剥 离面积百分率少于30% 3 沥青模大部为水所移动，局部保留在石料表面上，剥离面积 百分率大于30 2 沥青模完全为水所移动，石料基本裸露，沥青全浮于水面上 。 1 （2 2）等级评定）等级评定 （四）沥青与粗集料的粘附性试验 （五）马歇尔试件密度检测 1.水中重法：几乎不吸水 2.表干法：吸水率2% 3.蜡封法：吸水率2% 4.体积法：空隙率较大的沥青碎石混合料及大孔隙 透水性开级配沥青混合料OGFC 配合比设计 n检验各项指标符合要求，配合比设计成功，如果不合格 ，重新进行调整，包括集料的级配，如果仍不合格就需 要换集料重新试验。合格，则进行试验段的试铺进一步 来检验混合料的各项指标。 标准密度 n压实度中准密度的问题 n1、试验室标准密度的97%（马歇尔试件 密度、旋转压实的试件密度） n2、最大理论密度的93%（实测法、计算 法） n3、试验段密度的99% 路面现场检测 1、路面厚度检测 n1 路面厚度检测 n一、路面厚度代表值与单点合格值的允许 偏差 n 基层或砂石路面：挖坑法 n 沥青及水泥混凝土路面：钻孔法 n 代表值及单点允许偏差见路面结构层 实测项目表 n三、仪具与材料 n 挖坑工具 n 钻芯取样机，钻头直径100mm或50mm n 量尺、补坑材料、工具等 n四、挖坑法测定路面厚度 n （1）挖坑 n （2）将一把钢板尺平放横跨于坑的两边，用另一把 钢板尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底，测量坑底 至钢板尺地面的距离，精确至1mm n五、钻芯法 n （1）钻芯 n （2）用钢板尺或卡尺沿圆周对称的十字方向四处量 取表面至上下层界面的高度，取其平均值作为该层的 厚度。 n六、填补试坑或钻孔 n七、路面结构层厚度评定 n 根据代表值及单个合格值的允许偏差进行评定。 n 代表值取算术平均值的下置信界限： n当厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差时 ，则按单个检查值的偏差是否超过极值来评定合格率和 计算应得分数； n当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，则 厚度指标评为零分。 n沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路 、一级公路还应进行上面层厚度的检验与评定。 n2 压实度检测 n一、 标准密度（最大干密度）和最佳含水量的 确定方 法 n 1、路基土的最大干密度和最佳含水量确定方法 n 击实法：适用于细粒土粒径不大于25mm的土 和粗粒土 粒径不大于38mm的土。 n 振动台法与表面振动压实仪法：无粘性自由 排水粗粒 土和巨粒土（包括堆石料）。 n2 压实度检测 n2、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法 n 无机结合料稳定类：标准击实法 n 粒料类： 振动法 n 沥青稳定碎石：马歇尔试验、旋转压实仪法 n3、沥青混合料标准密度确定方法 n（1）水中重法 ：密实的沥青混凝土 n（2）表干法 ：吸水率不大于2%的沥青混合料 n（3）蜡封法：吸水率大于2%的沥青混合料 n（4）体积法 ：孔隙率较大的沥青碎石、透水性沥青混合 料等 n二、现场密度试验检测方法 n灌砂法 n环刀法 n核子仪法 n钻芯法 n （一）灌砂法 n灌砂筒选择 n 100mm小型灌砂筒：集料的最大粒径小于15mm 、测定层的厚度不超过150mm。 n 150mm的大型灌砂筒：集料的粒径等于或大于 15mm，但不大于40mm，测定层的厚度超过150mm， 但不超过200mm时。 n1、 仪具与材料 n 灌砂筒 n 金属标定罐 n 基板 n n天平或台称 n含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。 n 量砂：粒径0.30.6mm清洁干燥的均匀砂，约20 40kg n盛砂的容器：塑料桶等。 n其他：凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等 。 n2、标定筒下部圆锥体内砂的质量 n 在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶15mm 左右为止。称取装入筒内砂的质量m1。以后每次标定及试 验都应该维持装砂高度与质量不变。 n将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地 所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积），然后关 上开关，称灌砂筒内剩余砂质量m5，准确至1g。 n 不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将 开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关 上，并细心地取走灌砂筒。 n收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至1g。 玻璃板上的砂就是填满锥体的砂m2。 n重复上述测量三次，取其平均值。 n3、测定量砂的密度 n用水确定标定罐的容积V，准确至lmL。 n在储砂筒中装入质量为m1的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开 关打开，让砂流出，直到砂不再下流时，将开关关闭。 n 取下灌砂筒，称取筒内剩余砂质量m3。 n计算填满标定罐所需砂的质量ma n ma = m1 - m2 - m3 n重复上述测量三次，取其平均值。 n计算量砂的密度： n4、试验步骤 n 在试验地点，选一块平坦表面，并将其清扫干净 ，其面积不得小于基板面积。 n 将基板放在平坦表面上。当表面的粗糙度较大时 ，则将盛有量砂m5的灌砂筒放在基板中间的圆孔上 ，将灌砂筒的开关打开，让砂流入基板的中孔内， 直到储砂筒内的砂不再下流时关闭开关。取下灌砂 筒，并称量筒内砂的质量m6，准确至1g。 圆锥体内 及基板与地面缝隙之间砂的质量为m5-m6。 n 取走基板，并将留在试验地点的量砂收回，重 新将表面清扫干净。 n 将基板放回清扫干净的表面上，沿基板中孔凿 洞。 应注意勿使凿出的材料丢失，并不使水分蒸 发。 试洞的深度应等于测定层厚度，但不得有下 层材料混入。称取全部取出材料的总质量为mw。 n取有代表性的样品测定其含水量。 n 当为沥青表面处治或沥青贯入结构类材料时，则省 去测定含水量步骤 n 将基板安放在试坑上，将灌砂筒安放在基板中间（储砂 筒内放满砂质量m1），使灌砂筒的下口对准基板的中孔及 试洞，打开灌砂筒的开关，让砂流入试坑内。直到储砂筒 内的砂不再下流时，关闭开关。小心取走灌砂筒，并称量 筒内剩余砂的质量m4，准确到1g。 n 如清扫干净的平坦表面的粗糙度不大，可省去上述和 的操作。在试洞挖好后，将灌砂筒直接对准放在试坑上 ，中间不需要放基板。打开筒的开关，让砂流入试坑内。 直到灌砂筒内的砂不再下流时，关闭开关，小心取走灌砂 筒，并称量余砂的质量m4，准确至1g。 n仔细取出试筒内的量砂，以备下次试验时再用。 n 若量砂的湿度已发生变化或量砂中混杂质，则 应该重新烘干、过筛，并放置一段时间，使其与空气的 湿度达到平衡后再用。 n5、结果计算 n 计算填满试坑所用的砂的质量mb： n灌砂时，试坑上放有基板时： n灌砂时，试坑上不放基板时： 基板与基板与 地面缝地面缝 隙之间隙之间 的量砂的量砂 质量质量+ +锥锥 体内的体内的 砂质量砂质量 n 试坑材料的湿密度w： n 试坑材料的干密度d： n测试点的施工压实度 n6、 试验中应注意的问题 n量砂要规则。 n每换一次量砂，都必须测定松方密度 。 n地表面处理要平整。 n在挖坑时试坑周壁应笔直 。 n灌砂时检测厚度应为整个碾压层厚，不能只取上部或 者取到下一个碾压层中。 n路基、路面压实度评定 n 路基、路面压实度以1-3km长的路段为检验评定单元， 按规定的频率进行抽检。 n 检验评定段的压实度代表值K，按下式计算 ntt分布表中随测点数和保证率而变的系数； n采用的保证率： n高速公路、一级公路：基层、底基层为99 n 路基、路面面层为95； n其他公路：基层、底基层为95 n 路基、路面面层为90； n分数评定： n 路基、基层和底基层： n KK0，且单点压实度Ki全部大于等于规定值减2个百 分点时，评定路段的压实度可得规定满分； n 当KK0，且单点压实度全部大于等于规定极值时，对 于测定值低于规定值减2个百分点的测点，按其占总检查点 数的百分率计算扣分值。 n KK0或某一单点压实度Ki小于规定极值时，该评定路 段压实度为不合格，评为零分。 n n 路堤施工段落短时，分层压实度控制要求点点符 合要求，且实际样本数不少于6个。 n 沥青面层： n当KK0且全部测点大于等于规定值减1个百分点时， 评定路段的压实度可得规定的满分； n当KK0时，对于测定值低于规定值减1个百分点的测 点，按其占总检查点数的百分率计算扣分值。 n KK0时，评定路段的压实度为不合格，评为零分。 3 弯沉测试方法 n3 弯沉测试方法 n一、 概述 n 国内外普遍采用回弹弯沉值来表示路基路面的承载 能力，回弹弯沉值越大，承载能力越小，反之则越大。 n 回弹弯沉值是指标准后轴载双轮组轮隙中心处的最 大回弹弯沉值。 n 1弯沉值的几个概念 n 弯沉：指在规定的标准轴载作用下，路基或路面表面 轮隙位置产生的，总垂直变形(总弯沉)或垂直回弹变形 值(回弹弯沉)，以0.01mm为单位。 n n 设计弯沉值：根据设计年限内一个车道上预测通过的 累计当量轴次、公路等级、面层和基层类型而确定的路 面弯沉设计值。 n 2弯沉值的测试方法 n贝克曼梁法 n自动弯沉仪法 n落锤式弯沉仪法； 贝克曼梁贝克曼梁 落锤式弯沉仪落锤式弯沉仪 自动弯沉仪自动弯沉仪 n二、 贝克曼梁法 n1试验目的 n 测定各类路基、路面的回弹弯沉，用以评定其整 n体承载能力，可供路面结构设计使用。 n2 仪具与材料 n（1）测试车 n BZZ-100标准车，双轴、后轴标准轴荷载100KN n 轮胎充气压力0.70MPa n 单轮传压面当量圆直径21.30cm n 轮隙宽度应满足能自由插入弯沉仪测头 n（2）路面弯沉仪 n 由贝克曼梁、百分表及表架组成； n 贝克曼梁由铝合金制成，上有水准泡，其前臂(接触路 面)与后臂(装百分表)长度比为2:1。 n 弯沉值采用百分表量得，也可用自动记录装置进行测 量。 贝克曼梁贝克曼梁 n（3）接触式路面温度计 n（4）其他：皮尺、口哨、白油漆或粉笔等。 n3试验方法与步骤 n （1）试验前准备工作 n 检查汽车后轴轴重 n 测定轮胎接地面积 n 检查百分表灵敏情况 n 测定气温及地表温度等。 n（2）测试步骤 n 测点布置。 n 测点应在路面行车车道的轮迹带上，并用白油漆 或粉笔画上标记。 n 将试验车后轮轮隙对准测点后约3-5cm处的位置。 n 将弯沉仪插入汽车后轮之间的缝隙处，弯沉仪测头于 测点上(轮隙中心前方35cm处)，并安装百分表于弯沉仪 的测定杆上，百分表调零。 n 弯沉仪可以是单侧测定，也可以双侧同时测定。 n测定者吹哨发令指挥汽车缓缓前进，百分表随路面变 形的增加而持续向前转动。当表针转动到最大值时，迅 速读取初读数dl。 n 汽车仍在继续前进，表针反向回转，待汽车驶出弯 沉影响半径(3m以上)后，吹口哨或挥动红旗指挥停车。 n 待表针回转稳定后读取终读数d2。 n 汽车前进的速度宜为5kmh左右。 贝克曼梁弯沉仪测定路面弯沉贝克曼梁弯沉仪测定路面弯沉 标准车后轮轮隙标准车后轮轮隙 弯沉测试弯沉测试 n4结果计算整理 n 每个测点的回弹弯沉值： n Li=（dld2）2 n 沥青面层厚度大于5cm且路面温度超过(202)范围 时，回弹弯沉值应进行温度修正。 n 另外，还应考虑季节影响系数和湿度影响系数。 n温度修正方法 n（1）查图法 n 测定层沥青的平均温度按下式计算; n T=（T25+Tm+Te）/3 nT25:根据T0查图得出的路表下25mm处的温度， nTm:根据T0查图得出的沥青层中间深度的温度， nTe:根据T0查图得出沥青层底面处的温度， nT0：测定时路表温度与测定前5d日平均气温的平均值之 和，日平均气温为日最高气温与最低气温的平均值。 n不同基层的沥青路面弯沉值的温度修正系数K，根据沥 青平均温度T及沥青层厚度，分别由图6-7及图6-8求取 n 沥青路面弯沉按下式计算： n L20=LTK