第五章沥青混合料配合比设计

一、沥青混合料的技术性质,高温稳定性低温抗裂性耐久性抗滑性进入施工和易性进入,4.抗滑性,矿质集料的表面性质应选择硬质有棱角、耐磨光的集料，但因硬质集料多为酸性集料，与沥青的粘附性差，可加入抗剥剂改善。混合料的级配组成抗滑表层一般选择细粒式、砂粒式沥青混合料。沥青用量沥青用量增多，路面摩擦系数降低，抗滑性变差。含蜡量返回,5.施工和易性,矿料的级配1）粗细集料粒径相差太大，易离析；2）细集料太少，沥青不易均匀分布在石子表面；3）细集料太多，拌和困难。沥青的用量1）沥青太少（或矿粉太多），混合料松散难以压实；2）沥青太多（或矿粉质量差），混合料易粘结成团，不易摊铺。当地气温、施工条件,二、热拌沥青混合料的技术标准,密级配热拌沥青混合料的沥青饱和度与矿料间隙率的要求表5-5,三、沥青混和料组成材料的技术要求,沥青材料进入粗集料进入细集料进入矿粉进入,沥青材料的技术要求,选择的依据根据公路等级、气候条件、交通性质、路面类型及所处结构层位、受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验确定。选择的一般规律通常较热的气候区，较繁重的交通，应采用稠度较高的沥青；反之，则采用稠度较低的沥青。日温差、年温差大的地区则应选择针入度指数大的沥青。当高温与低温要求发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要求。原因稠度高的沥青配制沥青混合料会有较高的力学强度和稳定性，但低温变形能力会较差；稠度低的沥青则情况相反。,粗集料的技术要求,要有足够的强度和耐磨性，压碎值和洛杉矶磨耗率应符合交通特性的要求。进入尽量选择碱性石料，可保证其与沥青具有较强的粘附性。若要采用酸性石料，则需采取抗剥离措施进入。抗滑层用粗集料应符合磨光值要求。选用表面粗糙、有棱角的碎石或破碎砾石。返回,沥青混合料用粗集料质量技术要求,返回,酸性石料的抗剥离措施：,用干燥的生石灰或消石灰粉、水泥作为填料的一部分，其用量宜为矿粉总量的1%2%。在沥青中掺加抗剥剂。将粗集料用石灰浆处理后使用。返回,细集料的技术要求,一般采用机制砂、天然砂和石屑，在热拌密级配沥青混合料中天然砂的用量不宜超过集料总量的20%。应洁净、干燥、无风化、无杂质，质地坚硬、有棱角，与沥青有良好的粘结力。进入级配合格。细集料与粗集料和填料制成矿质混合料，其级配应符合要求。当一种不能满足时，则用两种或两种以上细集料掺和使用。返回,沥青混合料用细集料质量技术要求,返回,矿粉的技术要求,应采用碱性石料磨制的石粉。进入可用粉煤灰部分取代，其用量不宜超过填料总量的50%。烧失量应小于12%，与矿粉混合后塑性指数小于4%。高速公路、一级公路不宜采用。进入,沥青混合料用矿粉质量技术要求,返回,四、沥青混合料配合比设计,包括试验室配合比设计、生产配合比设计和试拌试铺配合比调整三个阶段。试验室配合比设计包括：1.矿质混合料配合组成设计进入2.确定沥青最佳用量,1.矿质混合料的配合组成设计,1）确定沥青混合料类型P150表5-132）确定矿质混合料的级配范围P150表5-143）计算矿料配合比（1）对粗、细集料和矿粉作筛分试验，并测其相对密度；（2）用图解法或试算法计算配合比；（3）调整：通常合成级配宜接近设计级配中值，尤其是0.075mm、2.36mm、4.75mm筛孔的通过量。对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下（粗）限。对一般道路、中小交通量或人行道路等偏向级配范围的上（细）限。合成级配曲线应接近连续的或合理的间断级配，但不应过多的犬牙交错。当经过再三调整，仍有两个以上的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新试验。进入,2.确定沥青混合料的最佳沥青用量(OAC),1)制备试样以预估的油石比(沥青用量)为中值，按一定间隔（对密级配沥青混合料通常为0.5%，对沥青碎石混合料可适当缩小间隔为0.3%0.4%），取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件。2)测定物理指标：试件的毛体积相对密度、空隙率、沥青饱和度及矿料间隙率等。3)测定力学指标：马歇尔稳定度、流值和马歇尔模数。4)确定最佳沥青用量（1）绘制沥青用量与物理力学指标关系图，确定均符合规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACminOACmax（选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围，同时使密度及稳定度曲线出现峰值）。,（2）确定最佳沥青用量OAC1在曲线图上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。即OAC1=（a1+a2+a3+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，则：OAC1=（a1+a2+a3）/3对所选择试验的沥青用量范围，密度或稳定度没有出现峰值（最大值经常在曲线的两端）时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1，但OAC1必须介于OACminOACmax的范围内，否则应重新进行配合比设计。,（3）以各项指标均符合沥青混合料技术标准（不含VMA）的沥青用量范围OACminOACmax的中值作为OAC2。即OAC2=（OACmin+OACmax）/2（4）通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。（5）按计算的最佳沥青用量OAC，从图中得出所对应的空隙率和VMA值，检验是否能满足表5-4关于最小VMA值的要求（OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧。当空隙率不是整数时，最小VMA按内插法确定，并将其画入图中）。（6）检查图中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。,（7）根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况，调整确定最佳沥青用量OAC调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量及使用效果，论证适宜的最佳沥青用量。对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.10.5%作为设计沥青用量。对寒区道路、旅游道路、交通量很少的公路，最佳沥青用量可在OAC的基础上增加0.10.3%，以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度要求。（8）按公式计算沥青被集料吸收的比例及有效沥青含量。（9）检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度（粉胶比一般宜在0.61.6，对常用的公称最大粒径为13.219mm的密级配沥青混合料，粉胶比宜控制在0.81.2）,5）配合比设计检验（1）对用于高速公路和一级公路的密级配沥青混合料，需在配合比设计的基础上按规范要求进行各种使用性能的检验，不符合要求的沥青混合料，必须更换材料或重新进行配合比设计。（2）高温稳定性检验。对公称最大粒径等于或小于19的混合料，必须按最佳沥青用量进行车辙试验，动稳定度应符合表5-3的要求。（3）水稳定性检验。按最佳沥青用量制作试件，必须进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，残留稳定度及残留强度比均应符合表5-15的要求。（4）低温抗裂性能的检验。对公称最大粒径等于或小于19的混合料，可在温度-10、加载速率50mm/min的条件下进行低温弯曲试验。（5）渗水系数检验。宜利用轮碾机成型的车辙试验试件，脱模架起进行渗水试验。,例题：试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料的配合组成,原始资料1.该高速公路沥青路面为三层式结构的上面层。2.气候条件:最高月平均气温为31,最低月平均气温为-8,年降水量为1500mm。3.材料性能(1)沥青材料可供应50号、70号和90号的道路石油沥青，经检验技术性能均符合要求。(2)矿质材料碎石和石屑,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）5级，表观密度2700kg/m3。砂：洁净海砂，细度模数属中砂，含泥量及泥块量均1%，表观密度2650kg/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，表观密度2580kg/m3。,1.矿质混合料配合组成设计,1）确定沥青混合料类型。2）确定矿质混合料级配与范围。进入3）根据组成材料筛分试验结果，用图解法求解矿质混合料的组成配合比例。进入4）调整。,矿质混合料要求级配范围,返回,组成材料筛分试验结果,矿质混合料组成配合计算表,2.最佳沥青用量确定,1）制备试件沥青标号选择：沥青用量：击实次数：2）试验结果,马歇尔试验物理力学指标测定结果汇总表,（2）OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4=（