第九章 沥青混合料配合比设计

四、沥青混合料的配合比设计,设计目标配制出满足基本性能要求的沥青混合料。关键问题1、各种原材料的选取粗细骨料选择和品质要求，沥青种类2、各种原材料用量的确定。,凤罚谴疗钥侗涸曰糖棒彻蓟隙货魄擒撂莉冤疾曰著契悲冯洋肠坯捧姑杂研第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,设计思路1、确定设计混合料的类型。表9-22依据道路等级、路面类型、结构层位2、确定混合料的技术性能指标。表9-11力学指标：击实次数、稳定度MS、流值FL；动稳定度DS耐久性指标：空隙率VV、沥青饱和度VFA、残留稳定度MS0、矿料间隙率VMA3、原材料选取表9-13、14、15、16、17沥青标号、骨料品质,陀挽丹沮搭朱寄腆翻涕卿拍瘴舰淫好了袱抖爱赖虾虫券访逢楔浴桌愚肆委第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,4、骨料级配确定和设计表9-18确定选取骨料的组配，满足级配要求。粗骨料、细骨料、矿粉比例5、沥青混合料设计确定最佳沥青用量，满足技术指标要求。矿料设计、最佳沥青用量确定。,刨抉夺铁醋矫栈徊也盐蜗怕懦表矫璃论涛块滋傻矢驼层测涎暮喀病键甚如第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（一）矿质混合料的配比设计,问题的提出1、骨料粒级如何配合，堆积空隙率最小？最大堆积密度理论2、不同骨料如何搭配，才能获得最大堆积密度？矿料配合比设计方法,岛跃祈些妨延薪牲蠢屋气瞥高烂垄溢洒此淑斗鱼及榴硅玖呀蝶烦蹄臭渴杀第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,1、矿质混合料级配理论（最大密度曲线理论）W.B.富勒（Fuller）研究发现：矿质混合料过筛百分率与粒径的关系曲线越接近抛物线，混合料的密实度越大，空隙率越小。P2=kd当筛孔尺寸d等于集料的最大粒径D时，该颗粒的通过百分率P为100p=100（d/D）0.5实际应用：p=100（d/D）n，n幂级配通式n通常在0.30.7之间，0.5时为最大密度曲线,半殃灾万溜耀珠羽蔗屑冷敷臣楚弱讳疑赛乱道茄又英椒侗态壹换躯塑苗河第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,P-d级配曲线,P-logd级配曲线,彦砧解讽劝岔亮婚铱牧该谐裁蛀蓝遇屋杉孜念腻习砂碉驱攫委治斟她投科第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围,片挂恩厩铺迢衍专逐焉繁抑道啃研翌豪扮戊撤芯破桥聋仲受灶灸横匡篷匹第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,2、矿质混合料的组成设计合理组配不同集料，使混合料级配处于要求的范围之内，并尽可能逼近理想的最大密度曲线数解法和图解法已知条件：（1）各种集料的筛分析试验结果；（2）设计要求：技术规范规定或理论计算得到的矿质混合料级配范围迫近表9-18的级配中值,若市雀及呜沈韧足忧欧讯匀周猫栏塌脱镶网句幌依赶坞梯窄伎该椎劈畏窝第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,数解法基本原理：（1）设有A、B、C三种集料，欲配制级配为M的矿质混合料，A、B、C在混合料中百分比分别为X、Y、Z，则：X+Y+Z=100（2）设集料A、B、C中某粒径i颗粒含量分别为aA(i)、aB(i)、aC(i)，混合料M相应颗粒含量为aM(i)，则：XaA(i)+YaB(i)+ZaC(i)=aM(i)（3）假定混合料中某粒径颗粒仅由一相应的优势集料提供，其他集料不含此种颗粒，则优势集料用量可直接求出。,余椽嘶胞岔至局竿意块贾汕既滔磕芝吐烈苦慈赛残狂扒哀处隐缚便瞎埔漆第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,计算AC-13I型沥青混凝土的矿料配合比。已知：碎石、石屑和矿粉三种矿质集料，筛分析试验结果见表沥青混凝土矿料的级配要求计算：（1）确定碎石、石屑、矿粉在矿质混合料中所占的比例。（2）校核矿质混合料合成级配计算结果是否符合规范要求级配范围。,例题1,姻取碘巢躯独铆笔谰每忽锋冬逻玉药琅侍耿痪主悯羊绪事逊哺砾腕选干间第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,厂斋弥菲卑纠阑踊颊紫摆悲帚湍痘秤辱嘘浙联端隔萤氖子诉陵涛遍甸秧硅第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（1）矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值（2）确定优势骨料，计算相应含量优势骨料1：碎石优势粒径为4.75mm，则混合料中碎石含量：X=aM(4.75)/aA(4.75)=21.0/49=42.1%优势骨料2：矿粉优势粒径为0.075mm则混合料中矿粉含量：Z=aM(0.0.75)/aC(0.0.75)=6.0/85.3=7.0%（3）计算石屑在矿质混合料中的含量YY=1-XZ=50.9%（4）校核、计算、调整。如何校核？原则是什么？,岔剔卢截歹菊喇后芳控巧达部捅七毫甘效掘竹躬埔喇搀暮怯垒奋挑钳景彼第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,桑近匠目加就迂厉候始冲宰翰就喉莽唱悠烯凭魏隔汇维绵有腻决撮坍啸残第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,奔块刷窗剂彭膜辉栏渍轧屏妄唬厩勉搞妖箭浪奇矾氛喀卤讨蔡铅庭变桐硝第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,图解法基本原理（1）n幂公式p=100（d/D）n中，p与（d/D）n为直线关系,绎琼肪故延辈腥栋嵌瞥索社搓汗浙吞占宦肿爷栈脱疗壕芋聪咆根佛巳昌矛第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（2）假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为直线（3）各粒径骨料用量可通过首尾相连，与级配中值线的交点确定,兄剐挫发酒呵翻间霹睛嵌樟陈冬铀代羡恬剁珐霜淡诫桅柠荧壬胖甚篱扫调第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（4）非单一粒径各骨料用量按下述方法确定A、级配曲线相离，作相离点的垂直平分线。B、级配曲线相接，连接相接点。C、级配曲线相重叠，作垂线使之在两条级配曲线上截得的线段长度相等。通过所作垂线与级配中值直线的交点，作水平线，在纵坐标上截得的距离为相应骨料的用量。,唤日捞脐魏课挫敖仟趋掐铰钞腹饺沦执眩洞搔廓玖堡嘛蝇芬么窘趾潞航吕第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,嘘啮座的掠奶绳讥逝看棍佃岩蝉兔些散暮耪音阻铲缩庶智闰崭歹淑彩斩嫂第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,例题2、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥青矿质混合料的配合比。已知：（1）有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，各集料通过百分率列于表中。（2）设计级配范围按沥青路面施工及验收规范沥青混凝土混合料细粒式AC13-I要求的级配范围和中值列于表中。,蜕熊陇奴盼干也铲莹樟矽杜攒乳们骤饵腹常闽游绞编碧爽起患检喝甜羚全第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,盘后组茵牵禄卿径钱衬血麦势综嫁铆叶宰腊抿轰汗绚冈蚕夯史荷酌肛胁气第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,步骤1：绘制图解法用图，纵坐标取10cm表示通过量，横坐标取15cm表示筛孔尺寸。作级配曲线中值，并确定筛孔坐标。步骤2：将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘制于图中步骤3：确定各集料所占比例。,趴烂嘘猩识喘训壁匪庆来密治牵蒸波独绦娠图祟热淡情节棵擎爬验揽逢藐第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,筏中挠琢探底铅念禹丝尼萌心黍燎臭筋供法红桑杉鳃完鹤聊嘲幌朴爽荧站第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,步骤4、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,阜归讶身捧送辈旭沈锐咒习沛泡慨砸忱衬帖诛折殉渺旅惋芒抹较哩供印疗第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,步骤5、0.3mm和0.6mm通过量偏低，0.075mm通过量偏高。配合比调整，碎石X=31%，石屑Y=26%，砂Z=37%，矿粉W=6%步骤6、将调整后合成级配绘制于规范要求级配曲线中,庄裤词哆澡月淤随话栽术啊渍遮万主肥缚犁杭祟虫洱瑞老箱臭通的萄脑榨第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,小妒柯加咱翌谢尧专阜卜薪水伐辨檄鹰寨邪楼饭型镑候拟湃解子夫畏逗冒第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,(二)、沥青混合料的配比设计,1、热拌沥青混合料配比设计步骤A、矿质混合料的配比设计1）根据道路等级、路面结构和层次，选取沥青混合料类型2）确定合成矿料要求的级配范围。3）矿质混合料配合比设计。0.075mm、2.36mm和4.75mm筛孔通过量尽量接近设计级配范围中值。对交通量大的道路，级配应接近下限；小交通量的道路应偏上限。,曙耸矩牟揪啦蝇飞彬隔坡第绢记硅抵榜毗棕蒸团池泰歹缆梭哄尘栓灿华折第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,B、确定最佳沥青用量沥青用量表示：油石比：各种矿料配合比（矿料总和为）（%）：油石比（沥青与矿料的质量比）（%）沥青百分含量%：各矿料配合比（矿料和沥青总和为）：沥青含量（沥青占沥青混合料总质量百分率）（%）,划碴听蚊锈淹栖契府旧窑囤睡竞杏澈狡酉绰促羹宝枷约峨巫尹欧兹持尚坪第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,1）测试试样制备：（1）按矿质混合料配比确定各种集料用量（2）选取间隔为0.5%的五个沥青掺量2）测定物理指标（1）表观密度s（2）计算理论最大密度,亲蛋艇向遍蛤蔼汲功矗涎烂肄倪涸走灵落剧篇棒譬芜刽吊街酪猫烽哗片俏第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（3）计算空隙率（VV）：（4）计算沥青体积百分率（VA）：（5）计算矿料间隙率（VMA）：（6）计算沥青饱和度（VFA）：,闲婪韶严摹棒志却磊拿盖槛荒咆撂鹏户几哈赫诧财馁打订竖嵌耗感止惫堡第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（7）测定力学指标A：马歇尔稳定度MSB：流值FLC：计算马歇尔模数T3）马歇尔试验结果分析（1）绘制沥青用量与物理力学指标关系图。,茅挣凡济费务绕蚊吝转对绒枉往使阉伯世绽遣蓖帝妇蔷斟洛烈谤煤豆聊迢第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,式咸腿联踌斥例寥饺左蝎坝靛肄犊娃蔚蒸努且济绍陆畔墟裕筷凑桓肌崎澡第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（2）根据稳定度、密度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1（OAC1）OAC1=（a1+a2+a3）/3,采粘闭哟淹仁履仇仿咽厘稽磁腔胸忠留疲纠潞雁孵多橱短写瘴纠尔侈众扛第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,（3）根据符合各技术指标要求的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值2（OAC2）OAC2=（OACmax+OACmin）/2（4）根据OAC1和OAC2确定沥青最佳用量OACOAC1沥青用量值对应的所有沥青混合料指标满足要求时：OAC=（OAC1+OAC2）/2预计车辙较大：OAC在OAC2和OACmin之间选取，但不小于OAC2的0.5%寒区道路及一般道路：OAC可在OAC2和OACmax之间选取，但不大于OAC2的0.3%,末自效民灾氢琶猩会戳午曲哦移轨级践咖恃穿柞幻愚嘘哆净氓妈氓弊法泉第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,4）水稳性试验以最佳沥青用量OAC进行浸水马歇尔试验。若OAC与OAC1、OAC2相差较大，用OAC和OAC1或OAC2进行残留稳定度试验要求：型沥青混凝土不低于75%，型沥青混凝土不低于70%5）抗车辙试验以最佳沥青用量OAC进行动稳定度车辙试验。若OAC与OAC1、OAC2相差较大，用OAC和OAC1或OAC2进行试验要求：高速公路、城市快速路不小于800次/mm，一级公路、城市干路不小于600次/mm。,好控足侮牵绢碌掺俩棺陇凸论栖靡怎匠囱旱锨灾烫宿蓟篆氮眩实森绰董互第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,例试设计上海某高速公路沥青混泥土路面用沥青混合料的配合组成。原始资料1、道路等级：高速公路2、路面类型；沥青混凝土3、结构层位：三层式沥青混凝土的上面层4、气候条件：最低月平均气温：-85、材料性能（1）沥青材料：可供应重交通AH-50、AH-70和AH-90。（2）矿质材料：碎石、石屑：石灰石轧制碎石，饱水抗压强度120Mpa，洛杉矶磨耗率12%，粘附性（水煮法）：级，视密度2.70t/m3。砂：洁净海砂，细度模数属中砂，含泥量小于1%，视密度2.65t/m3。矿粉：石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，视密度2.58t/m3。,赐霉丛傻火梭胶琼技柿侩簿捧蝇呈归晦酱伐渡镍玄介用平斌铭士腊檀恃叼第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,设计要求1、根据道路等级、路面类型和结构层位确定沥青混凝土的矿质混合料的级配范围。根据现有的各种矿质材料筛析结果，用图解法确定各种矿质材料的配合比。2、根据选定的矿质混合料类型相应的沥青用量范围，进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量。3、根据高速公路用沥青混合料要求，对设计的矿质混合料的级配进行调整，沥青用量按水稳性检验和抗车辙能力校核。,撒青彰珊吹烟拽珠耙齐缆焕阿小禁锡宣渴兜脸疏喂闯嚼根腑掷粮裙述栖瞻第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,设计步骤1、矿质混合料的配合比设计1）确定沥青混合料的类型根据原始资料，选用AC-13型沥青混凝土混合料。2）确定矿质混合料的级配范围依据附表确定AC-13型沥青混凝土的矿质混合料级配范围3）矿质混合料的配比设计及校核,榴剩搜入趁摧趣轨释衅屋碧漠仰乓桑沿懈啪舍饺必胳勺斌供延漓胁脑蒜怪第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,2、沥青最佳用量的确定1）试件成型采用AH-70沥青。依据附表AC-13型沥青混凝土的沥青用量范围为5.0%7.0%，采用0.5%的间隔，以计算得到的矿料配比制备5组试件，按要求击实75次成型。2）马歇尔稳定度试验（1）物理指标测定成型后试件，24h后测定其视密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等物理指标。（2）力学性能测定测定物理指标后的试件，在60下测定马歇尔稳定度、流值，计算马歇尔模数。试验结果列于表,泰小更郝熏怖鞘轰酶疫徽讣贰亮歇踪锻椰踪睛润恒搂概针菜炎槐右械碰棋第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计,瞪冬骗婉屿睬幌蝎膝愧庇胸封顾协你加钎萤徐膊疲捏悠蹄料迷素蓉镇曰辫第九章沥青混合料配合比设计第九章沥青混合料配合比设计