石油大学沥青及沥青混合料.ppt

土木工程材料civilengineeringmaterials中国石油大学 华东 主讲人 俞然刚yrangang 第六章沥青和沥青混合料 6 1沥青材料6 1 1沥青的分类与基本组成结构6 1 2沥青的主要性质及其测试方法6 1 3沥青的掺配 改性及主要沥青制品6 2沥青混合料6 2 1沥青混合料的组成结构及其对性能的影响6 2 2沥青混合料的技术性质6 2 3沥青混合料配合比设计 本章的学习目的 1掌握沥青材料的基本组成 工程性质及测定方法 了解沥青的改性和掺配 了解主要沥青制品及其用途 2掌握沥青混合料配合比 包括矿质材料的配合比的设计和配制 了解其于工程中的使用要点 6 1沥青材料 概述 沥青材料是由高分子碳氢化合物及其非金属 氧 氮 硫等 衍生物组成 不溶于水 为非晶态有机材料 常温下沥青呈固体 半固体 或粘性液体 颜色为褐色或黑褐色 在建筑 公路 桥梁等方面应用广泛 主要用于生产防水材料和铺筑沥青路面 机场跑道 建筑地面 防渗坝面 金属管道防腐等 与混凝土相比用作路面具有抗滑性好 噪音小 行车平稳等优点 6 1沥青材料 6 1 1沥青的分类与基本组成结构 1 沥青的分类 沥青 地沥青 焦油沥青 天然沥青 石油在自然条件下 长时间经受地球物理作用形成的产物 石油沥青 石油经各种炼制工艺加工而得的沥青产品 煤沥青 煤经干馏所得的煤焦油 经再加工后得到煤沥青 页岩沥青 页岩炼油工业的副产品 土木工程中最常用的是石油沥青 本章重点介绍石油沥青 2 石油沥青的基本组成结构三组分分析法是将石油沥青分离为油分 树脂和沥青质三个组分 2 石油沥青的基本组成结构油分赋予沥青流动性 油分在一定条件下可以转化为树脂甚至沥青质 树脂又分为中性树脂和酸性树脂 中性树脂使沥青具有一定塑性和粘结性 其含量增加 沥青的粘聚力和延伸性增加 沥青树脂中还含有少量的酸性树脂 它能改善沥青对矿质材料的浸润性 特别是提高与碳酸盐类岩石的粘附性 增加了沥青的可乳化性 沥青质决定着沥青的粘度和温度稳定性 硬度 软化点等 沥青质含量增加时 沥青的粘度 硬度和温度稳定性提高 2 石油沥青的基本组成结构根据石油沥青中各组分的化学组成和相对含量的不同 可以形成溶胶型 凝胶型 溶凝胶型三种不同的胶体结构 a b c 沥青胶体结构示意图a 溶胶型结构 b 溶 凝胶型结构 c 凝胶型结构 1 物理常数 1 密度 我国现行试验方法规定测定15 下沥青密度 2 相对密度 在规定温度下 沥青质量与同体积水质量之比 我国现行方法规定测定25 下的相对密度 沥青15 密度与25 相对密度之间的换算公式 沥青与水的相对密度 25 25 沥青的密度 15 0 996 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 2 粘滞性 反映沥青材料内部阻碍沥青粒子产生相对流动的能力 简称为粘性 以绝对粘度表示 沥青的粘度是沥青首要考虑的技术指标之一 沥青绝对粘度的测定方法精密度要求高 操作复杂 不适于工程试验 因此 工程中通常采用条件粘度反映沥青的粘性 条件粘度 针入度 适应粘稠石油沥青 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 1 针入度 1 针入度的定义针入度 在规定温度条件下 以规定质量的标准针经过规定的时间贯入沥青试样的深度 单位 0 1mm 常用试验条件 规定温度 25 标准针质量 100g贯入时间 5s 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 2 针入度表示方法 P 25 100g 5s 3 针入度表征意义沥青的针入度值愈大 表示沥青的粘度愈小 针入度是目前我国粘稠石油沥青的分级指标 标号 一般取针入度的平均值 例如 90号沥青 针入度范围为80 100 mm 110号沥青 针入度范围为100 120 mm 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 3 延性 沥青材料当受到外力拉伸作用时 所能承受的塑性变形的总能力 以延度作为条件延性的表征指标 1 延度的定义延度 将沥青试样制成8字形标准试件 采用延度仪 在规定拉伸速度和规定温度下拉断时的长度 单位 cm 规定条件为 试验温度有0 15 25 三种 拉伸速度有1cm min 5cm min两种 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 沥青延度测定示意图 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 2 延度的表示方法 D T v 其中 T为试验温度 v为拉伸速度 3 测定延度的意义沥青延度与其流变特性 胶体结构和化学组分等有着密切的关系 研究表明 随着沥青胶体结构发育成熟度的提高 含蜡量的增加 沥青的延度值相对降低 沥青延度越大 其塑性变形越大 有利于降低低温脆性 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 4 温度敏感性 软化点 沥青材料是一种非晶质高分子的混合材料 没有固定的熔点 沥青材料在由固态转变为液态的温度阶段是一种粘滞流动状态 在工程施工和使用中为保证沥青不致由于温度升高而产生流动的状态 用软化点表示沥青的温度敏感性 1 定义软化点 人为选定的沥青由固态到液态的转变温度范围中的一个条件粘度 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 2 软化点测定方法现行试验方法要求采用环球法测软化点 如图 该法是将沥青试样注于规定内径的铜环中 环上置一钢球 在规定的加热速度下 沥青试样逐渐软化 直至在钢球荷重作用下滴落到下层金属板时的温度 称为软化点 单位 表示 T 注意 初始温度 水5 软化点小于80度 甘油30 加热速度为5 min 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 3 软化点的意义 沥青软化点越高 沥青的温度稳定性越好 针入度是在规定温度下测定沥青的条件粘度 软化点则是沥青达到规定条件粘度时的温度 因此 软化点既是反映沥青材料温度稳定性的一项指标 又是沥青粘度的一种量度 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 我们讲述了石油沥青的粘滞性 延性和温度敏感性 表征这三项性质的三大指标为 针入度 延度 软化点是评价粘稠石油沥青技术性质最常用的经典指标 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 5 耐久性 1 影响因素沥青材料在施工时需要加热 工程完成投入使用过程中又要长期经受热 阳光 氧气 降水 气温变化等自然因素的作用而影响耐久性 2 沥青的老化1 定义 在上述因素的综合作用下沥青会产生不可逆的化学变化 而导致工程性能逐渐劣化的过程称为老化 变化慢变化快油分树脂沥青质 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 3 评价指标 蒸发后沥青延度 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 2 沥青老化评价方法 采用蒸发损失试验和薄膜加热试验 沥青试样在160 条件下 加热蒸发5h 6 安全性沥青使用时必须加热 由于沥青在加热过程中挥发出的油会与周围的空气组成混合气体 当遇到火焰会发生闪火 此时的温度称为闪点 若继续加热 挥发的油分饱和度增加 与空气组成的混合气体遇火极易燃烧 燃烧时的温度称为燃点 评价指标 闪点 闪点和燃点是保证沥青安全加热和施工的一项重要指标 通常采用克利夫兰开口杯法测定 简称COC法 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 7 其他性质为综合评价沥青的技术性能 还应全面地了解沥青的其他性质 如溶解度 含蜡量 粘附性等 1 溶解度 指沥青在有机溶剂 三氯乙烯 四氯化碳 苯等 中可溶物的百分含量 可以反映沥青中起粘结作用的有效成分的含量 2 蜡 性脆 易裂缝 对沥青的生产和使用都有重要的影响 对我国采用石蜡基原油炼制的沥青尤为重要 含蜡量将直接影响沥青产品的质量 3 粘附性 评价石料的化学等级 等级越高 沥青与石料的粘附性越强 6 1 2石油沥青的主要性质及其测试方法 6 1 3石油沥青的技术标准1 建筑石油沥青技术标准标号 建筑石油沥青按针入度值划分为40号 30号和10号三个标号 特点 与道路石油沥青相比 针入度较小 延度较小 软化点较高 技术标准 建筑石油沥青 GB T494 98的规定 见下表 建筑石油沥青的应用及选用见教材P188 建筑石油沥青技术标准 建筑石油沥青的选用请比较下列A B两种建筑石油沥青的针入度 延度及软化点测定值 若于南方夏季炎热地区屋面选用何种沥青较合适 请讨论 表6 8两种建筑石油沥青的针入度 延度及软化点宜用B石油沥青 一般屋面用沥青应比当地屋面可能达到的最高温度高出20 25 亦即比当地最高温度高出50 左右 南方炎热地区气温相当高 A沥青软化点较低 难以满足要求 夏季易流淌 可选B 但B沥青延伸度较小 在严寒地区不宜使用 否则易出现脆裂现象 2 道路石油沥青技术标准道路石油沥青可分为重交通道路石油沥青和中 低交通道路石油沥青 根据国家标准GB50092 96 沥青路面施工及验收规定 用于二级以下公路和城市次干路 支路路面的沥青 应满足中 轻交通量道路石油沥青的技术要求 其技术标准见表6 4 2 道路石油沥青技术标准 用于高速公路 一级公路和城市快速路 主干路铺筑路面的沥青 其质量应满足重交通量道路沥青的技术要求 其技术标准见表6 5 2 道路石油沥青技术标准 2 道路石油沥青选用 石油沥青的选用是根据其技术性能必须适应使用环境条件 如沥青道路面层所采用的沥青标号宜根据气候分区 沥青路面类型和沥青种类按表6 6选择 石油沥青的选用是根据其技术性能必须适应使用环境条件 沥青路面施工气候分区应符合表6 7的规定 2 道路石油沥青选用 6 1 4沥青的掺配 1 沥青的掺配工程中 往往一种牌号的沥青不能满足工程要求 因此常常需要用不同牌号的沥青进行掺配 在进行掺配时 为了不使掺配后的沥青胶体结构破坏 应选用表面张力相近和化学性质相似的沥青 试验证明同产源的沥青容易保证掺配后的沥青胶体结构均匀性 所谓同源是指同属石油沥青或同属于煤沥青 6 1 4沥青的掺配 掺配沥青一般是指以同种沥青的不同标号按一定比例互相掺配而制成的沥青 施工中 若采用一种沥青不能满足配制沥青胶所要求的软化点时 可采用两种或三种沥青进行掺配 掺配时要注意同源 两种沥青掺配的比例可用下式估算 式中Q1 较软沥青用量 Q2 较硬沥青用量 T1 较软沥青软化点 T2 较硬沥青软化点 例题1 某防水工程需石油沥青30t 要求软化点不低于80 现有60号和10号石油沥青 测得他们的软化点分别是49 和98 问这两种牌号的石油沥青如何掺配 6 1 5其它沥青1煤沥青1 化学组成和组分煤沥青的组成主要是芳香族碳氢化合物及其氧 硫 碳的衍生物的混合物 煤沥青化学组分的分析方法与石油沥青的方法相似 2 技术性质煤沥青与石油沥青相比 在技术性质上有下列差异 1 温度稳定性较差 2 大气稳定性较差 3 与矿质集料的粘附性较好 4 塑性差 易变形开裂 5 有毒性和臭味 常用于木材防腐 2乳化沥青乳化沥青是将粘稠沥青热融 经过机械的作用 以细小的微滴 粒径约为2 5 m 状态分散于含有乳化 稳定剂的水溶液中 形成水包油状的沥青乳液 1 乳化沥青的优点 1 常温施工 节约能源 2 便于施工 节约沥青 3 保护环境 保障健康 4 路面粗糙 减少事故 2 乳化沥青的应用一般 针入度为10 30 0 1mm 的石油沥青多用来制备建筑防水用乳化沥青 针入度为100 300 0 1mm 的石油沥青多用来制备路用乳化沥青 近几年阳离子乳化沥青发展很快 在道路工程中 以阳离子乳化沥青为主 可以用于路面的保护层结构 修补路面 也可以用作路面抗滑表层 3改性沥青改性沥青是通过在沥青中加入不同的改性剂 实现改善沥青多种性能的目的 改性沥青是掺加橡胶 树脂 高分子聚合物 磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂 改性剂 或采取对沥青轻度氧化加工等措施 使沥青或沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青混合料 4液体石油沥青和再生沥青 液体石油沥青用汽油 煤油 柴油等溶剂将石油沥青稀释而成 道路用液体石油沥青适用于拌制常温沥青混合料 再生沥青沥青的再生就是老化的逆过程 通常可掺入再生剂 如掺玉米油 润滑油等 掺再生剂后 使沥青质相对含量降低 且提高软沥青质对沥青质的溶解能力 改善沥青的相容性 提高沥青的针入度和延度 使其恢复或接近原来的性能 5 冷底子油冷底子油是用稀释剂 汽油 柴油 煤油 苯等 对沥青进行稀释的产物 它多在常温下用于防水工程的底层 故称冷底子油 粘度小 有良好的流动性 涂刷在混凝土 砂浆或木材等基面上 能很快渗入基层孔隙中 待溶剂挥发后 便与基面牢固结合 可封闭毛细孔隙 使基层形成防水能力 使表面憎水 为粘结同类防水材料创造条件 形成涂膜较薄 一般不单独作防水使用 施工时在基层上先涂刷一道 再刷沥青防水涂料或铺油毡 冷底子油应涂刷于干燥的基面上 不宜在有雨 雾 露的环境中施工 6沥青胶 沥青胶属于矿物填充料改性沥青 在沥青中掺入适量的粉状或纤维状矿物填充料经均匀混合而成 又称玛蹄脂 常用矿物填充料有滑石粉 石灰石粉 木屑粉 石棉粉等 沥青胶中掺入填充料 不仅可以节约沥青 更主要的是改善了沥青的性能 与纯沥青相比 沥青胶具有较好的粘性 耐热性和柔韧性 主要用于粘贴卷材 嵌缝 接头 补漏及做防水层的底层 沥青胶有热用和冷用两种 热用沥青胶粘结效果好 但需现场加热 造成环境污染 施工也不方便 冷用沥青胶可在常温下使用 施工方便 但需加稀释剂 成本高 沥青胶的主要技术指标见表6 6 6沥青胶 6 2沥青混合料 沥青混合料是由矿料与沥青拌和而成的混合料 刚性路面 水泥混凝土路面 水泥混凝土 道路路面柔性路面 沥青路面 沥青混合料 基本概念 1 沥青混合料 矿质混合料 粘结材料沥青混合料 粗集料 细集料 填料 沥青 适当比例拌和 6 2沥青混合料 6 2沥青混合料 通常定义 沥青混合料为沥青混凝土混合料和沥青碎石混合料的总称6 2 1分类 最常用分类方法 沥青混凝土混合料 Asphaltconcretemixture 由适当比例的粗 细集料及填料组成 符合规定级配 与沥青拌和而成 以AC表示 沥青碎石混合料 Asphaltmacadanmixture 由适当比例的粗 细集料及填料 或不加填料 与沥青拌和 以AM表示 6 2 1分类 2 按结合料分类 石油沥青混合料 包括 粘稠石油沥青 乳化石油沥青及液体石油沥青 煤沥青混合料 3 按施工温度分类 热拌热铺 热拌冷铺 冷拌冷铺 4 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 5 按混合料密实度分类 密级配沥青混凝土混合料 按连续级配 粒径递减系数较小 剩余空隙率小于10 按剩余空隙率又分为 I型沥青混凝土混合料 剩余空隙率3 6 II型沥青混凝土混合料 剩余空隙率4 10 开级配沥青混凝土混合料 按连续型 粒径递减系数较大 剩余空隙率大于15 半开级配沥青混合料 剩余空隙率介于密级配和开级配之间的 即剩余空隙率10 15 6 2 1分类 三种类型矿料级配曲线 100 0 50 0 08 0 3 1 18 4 75 19 间断级配 开级配 密级配 6 按最大粒径分类 粗粒式 集料最大粒径等于或大于26 5mm 中粒式 集料最大粒径为16mm或19mm 细粒式 集料最大粒径为9 5mm或13 2mm 砂粒式 集料最大粒径等于或小于4 75mm 也称为沥青石屑或沥青砂 特粗式 集料最大粒径37 5mm以上 热拌沥青混合料是沥青混合料中最典型的品种 其它沥青混合料由其发展而来 本节主要介绍其组成材料 结构 技术性质 设计方法 6 2 1分类 包括沥青和矿料 6 2 2沥青混合料的组成材料 拌制混合料用沥青的技术性质 随气候条件 交通性质 沥青混合料的类型 施工条件 结构层中的层位等因素 结合当地的使用经验 经技术论证后确定 通常较热气候区 较繁重的交通 细粒式或砂粒式混合料应采用稠度较高的沥青 反之 采用稠度较低的沥青 通常面层的上层用较稠沥青 下层或连接层用较稀沥青 沥青标号不符合使用要求时 可不同标号的沥青掺配 在配料条件相同的情况下 较粘稠沥青配制的混合料有较高的力学强度和稳定性 但如稠度过高 则沥青混合料的低温变形能力较差 沥青路面容易产生裂缝 反之 稠度较低的沥青 虽低温时具有较好的变形能力 但夏季高温往往稳定性不足使路面产生推挤现象 矿料包括粗集料 细集料和填料 技术要求符合标准 沥青混合料根据其粗 细集料的比例不同 结构组成有三种 悬浮密实结构 骨架空隙结构和骨架密实结构 6 2 2沥青混合料的组成结构 1 悬浮 密实结构 连续型密级配 2 骨架 空隙结构 连续型开级配 3 密实 骨架结构 间断型密级配 三种类型矿料级配曲线 100 0 50 0 08 0 3 1 18 4 75 19 间断级配 开级配 密级配 悬浮密实结构连续密级配的沥青混合料 由于细集料的数量较多 粗集料被细集料挤开 以悬浮状态位于细集料之间 不能直接形成骨架 这种结构的沥青混合料密实度较高 内摩擦角较低 粘聚力较高 高温稳定性较差 骨架空隙结构连续开级配的沥青混合料 由于细集料的数量较少 粗集料之间不仅紧密相连 而且有较多的空隙 这种结构的沥青混合料的内摩擦角较大 粘聚力较低 温度稳定性较好 6 2 2沥青混合料的组成结构 骨架密实结构间断密级配的沥青混合料 是上面两种结构形式的有机组合 它既有一定数量的粗集料形成骨架结构 又有足够的细集料填充到粗集料之间的空隙中去 因此 这种结构的沥青混合料的密实度 内摩擦角和粘聚力均较高 温度稳定性较好 6 2 2沥青混合料的组成结构 6 2 3沥青路面的主要破坏形式 高温产生车辙 高温时由于抗剪强度不足或塑性变形过大而产生推挤等现象低温出现裂缝 由于低温时抗拉强度不足或变形能力较差而产生裂缝现象 试验表明 沥青混合料的抗剪强度的内因决定于沥青混合料的内摩擦角和粘聚力 其值越大 抗剪强度越大 其外因决定于温度等因素 6 2 3沥青混合料强度的影响因素 悬浮 密实结构 较高的粘聚力C 较低的内摩擦角骨架 空隙结构 较低的粘聚力C 较高的内摩擦角密实 骨架结构 较高的粘聚力C 较高的内摩擦角 影响沥青混合料内摩擦角的因素A 矿质骨料对内摩擦角的影响矿质骨料的尺寸大 形状近似正方体 有一定的棱角 表面粗糙则内摩擦角较大 连续型开级配的矿质混合料 粗集料的数量比较多 形成一定的骨架结构 内摩擦角也就大 B 沥青含量对内摩擦角的影响沥青含量越少 矿料表面形成的沥青膜越薄 内摩擦角越大 反之亦然 6 2 3沥青混合料强度的影响因素 影响沥青混合料粘聚力的因素A 沥青材料的粘结性对粘聚力的影响沥青的粘度越大 混合料的粘滞阻力也越大 抵抗剪切变形的能力越强 则混合料的粘聚力就越大 B 矿料颗粒间的联结形式对粘聚力的影响矿粉对其周围的沥青有着吸附作用 因而贴近矿粉的沥青的化学组分会重新排列 沥青在矿粉表面形成一层扩散结构膜 结构膜内的这层沥青称为结构沥青 扩散结构膜外的沥青 因受矿粉吸附影响很小 化学组分并未改变 称为自由沥青 沥青用量过少 沥青不足以包裹矿粉表面 结构沥青少 沥青混合料的粘聚力就差 沥青用量过多 自由沥青过多 混合料的粘聚力逐渐降低 6 2 3沥青混合料强度的影响因素 对于道路沥青混合料 为保证耐久 行车安全和舒适 需满足一定的技术要求 高温稳定性沥青混合料高温稳定性 是指沥青混合料在夏季高温 通常为60 条件下 经车辆荷载长期重复作用后 不产生车辙和波浪等破坏现象的性能 GB50092 96 规定 采用马歇尔稳定度试验 包括稳定度 流值 马歇尔模数 评价沥青混合料高温稳定性 对高速公路 一级公路 城市快速路 主干路用沥青混合料 还应试验检验其抗车辙能力 6 2 4沥青混合料的性质和测试方法 低温抗裂性低温抗裂性是指沥青混合料不出现低温脆化 低温缩裂 温度疲劳等现象 从而导致出现低温裂缝的性能 沥青混合料不仅应具备高温的稳定性 同时还要具有低温的抗裂性 以保证路面在冬季低温时不产生裂缝 沥青混合料低温抗裂性要求的指标尚处于研究阶段 目前尚未列入技术标准 6 2 4沥青混合料的性质和测试方法 耐久性沥青混合料的耐久性是指其在外界各种因素 如阳光 空气 水 车辆荷载等 的长期作用下不破坏的性能 目前评价沥青混合料耐久性的方法有马歇尔稳定度试验 浸水劈裂试验 冻融劈裂试验 浸水车辙试验等 抗滑性随着现代高速公路的发展 对沥青混合料路面的抗滑性提出更高的要求 路面抗滑性的可用构造深度 路面抗滑值以及摩擦系数来评定 构造深度 路面抗滑值和摩擦系数越大 说明路面的抗滑性越好 6 2 4沥青混合料的性质和测试方法 施工和易性 为保证室内配料在现场条件下顺利施工 沥青混合料应具备良好的施工和易性 影响混合料施工和易性的主要因素有 矿料级配 沥青用量 环境温度 搅拌工艺等 矿料的级配对其和易性影响较大 粗细集料的颗粒级配不当 混合料容易分层沉积 粗集料在面层 细集料在底部 细集料偏少 沥青不易均匀的分布在矿料表面 细集料偏多 则拌合困难 此外 当沥青用量偏小 或矿粉用量偏多 混合料容易产生疏松 不易压实 如沥青用量过多 或矿粉质量不好 则易导致混合料粘结成团 不易摊铺 6 2 4沥青混合料的性质和测试方法 6 2 5沥青混合料配合比设计沥青混合料配合比设计包括目标配合比设计 生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段 1 目标配合比设计阶段 矿质料的配合组成设计 A 确定沥青混合料类型 沥青混合料的类型 根据道路等级 路面类型 所处的结构层位 按表6 18选定 B 确定矿质混合料的级配范围 根据已确定的沥青混合料类型 查阅规范推荐的沥青混合料级配及沥青用量范围表即可确定所需的级配范围 各种不同粒径的集料 按照一定的比例搭配起来以达到较高的密实度 可以采用连续级配和间断级配两种级配组成 C 矿质混合料配合比例计算例题6 确定沥青混合料的最佳沥青用量此为重点难点 详见例题6 2 6 2 5沥青混合料配合比设计 三种类型矿料级配曲线 100 0 50 0 08 0 3 1 18 4 75 19 间断级配 开级配 密级配 1 矿质混合料配合比例计算 1 组成材料原始数据测定 根据现场取样 对粗集料 细集料和矿粉进行筛析试验 按筛析结构分别绘出各组成材料的筛分曲线 2 计算组成材料的配合比 根据各组成材料的筛析试验资料 采用图解法或计算法 求出符合要求级配范围的各组成材料用量比例 通常用半对数坐标 即横坐标 即筛孔尺寸 采用对数坐标 而纵坐标用常坐标 3 调整配合比计算得的合成级配应根据要求作必要的配合比调整 通常情况下 合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限 尤其应使0 075mm 2 36mm和4 75mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限 对高速公路 一级公路 城市快速路和主干路等交通量大 车辆载重大的道路 宜偏向级配范围的下 粗 限 对一般道路 中小交通量和人行道路等宜偏向级配范围的上 细 限 合成级配曲线应接近连续或有合理的间断级配 不得有过多的犬牙交错 当经过再三调整 仍有两个以上的筛孔超过级配范围时 必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计 例6 1矿质混合料配合组成计算例题 图解法 试用图解法设计某高速公路用细沥青混凝土矿质混合料的配合比 原始资料 1 现有碎石 石屑 砂和矿粉四种矿料 筛析试验得到各粒径通过百分率列于表6 11 2 设计级配范围按 沥青路面施工及验收规范 GB50092 96 细粒式沥青混凝土混合料要求 其级配范围和中值列于表6 12 计算要求 1 图解法要求级配中值呈一直线 因此纵坐标的通过量 Pi 仍为算术坐标 而横坐标的粒径采用 di D n表示 则级配曲线中值呈直线 根据规范的级配中值 表6 12 绘出该直线 2 将各原有矿质材料筛析结果 如表6 11 在图上绘出级配曲线 按图解法求出各种材料在混合料中的用量 3 按图解法求得的各种材料用量计算合成级配 并校核其是否符合技术规程的要求 如不符合应调整级配重新计算 计算步骤 1 绘制级配曲线图 纵坐标按算术坐标绘出百分率 2 连对角线OO 表示规范要求的级配中值 在纵坐标上标出规范 GB50092 96 规定的细粒式混合料 AC 13I 各筛孔的要求通过百分率 作水平线与对角线OO 相交 再从各交点作垂线交于横坐标上 确定各筛孔在横坐标上的位置 3 将碎石 石屑 砂和矿粉的级配曲线绘于图6 4上 4 在碎石和石屑级配曲线相重叠部分作一垂直线AA 使垂线截取二级配曲线的纵坐标值相等 即a a 自垂线AA与对角线交点M引一水平线 与纵坐标交于P点 OP的长度X 31 即为碎石的用量 同理 求出石屑的用量Y 30 砂的用量Z 31 则矿粉用量W 8 5 根据图解法求得的各集料用量百分率 列表进行校核计算如表6 13 从表6 13可以看出 按碎石 石屑 砂 矿粉 31 30 31 8 计算结果 合成级配中筛孔0 3mm和0 6mm的通过量偏低 筛孔0 075mm的通过量偏高 且曲线呈锯齿状 6 由于图解法的各种材料用量比例是根据部分筛孔确定的 所以不能控制所有筛孔 通常需要调整修正 才能达到满意的结果 通过试算现采用减少粗石屑的用量 增加砂的用量和减少矿粉用量