沥青混合料PPT课件

1、 沥青沥青 混合料混合料 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按矿质集料

2、级配类型分类 连续级配沥青混合料连续级配沥青混合料 间断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按混合料密实度分类 密级配沥青混合料密级配沥青混合料 开级配沥青混合料开级配沥青混合料 半开级配沥青混合料半开级配沥青混合料 型型 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按公称最大粒径分类 特粗式沥青混合料特粗式沥青混合料 粗粒式沥青混合料粗粒式沥青混合料 中粒式沥青混合料中粒式沥青混合料 细粒式沥青混合料细粒式沥青混合料 砂粒式沥青混合料砂粒式沥青混合料 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)

3、 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-40ATPB-4037.553 粗粒式 ATB-30ATPB-3031.537.5 AC-25ATB-25ATPB-2526.531.5 中粒式 AC-20SMA-20AM-201926.5 AC-16SMA-16OGFC-16AM-161619 细粒式 AC-13SMA-13OGFC-13AM-1313.216 AC-10SMA-10OGFC-10AM-109.513.2 砂粒式AC-5AM-54.759.5 设计空隙率 (%) 35363418

4、18612 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 耐久性耐久性技术性质技术性质 技术标准技术标准 马歇尔试验马歇尔试验 稳定度（稳定度（0.1mm） 车辙试验车辙试验 动稳定度（次动稳定度（次mm） 高温稳定性高温稳定性 低温抗裂性低温抗裂性低温弯曲试验低温弯曲试验 水稳性水稳性 耐老化性耐老化性 耐疲劳性耐疲劳性 浸水马歇尔试验浸水马歇尔试验 残留稳定度（残留稳定度（%） 冻融劈裂试验冻融劈裂试验 残留强度比（残留强度比（%） 抗滑性抗滑性 施工和易性施工和易性 公路沥青路面施

5、工技术规范公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 马歇尔试验指标要求马歇尔试验指标要求 参考规参考规 范范 四、沥青混合料的技术性质 1.沥青：适当减少沥青用量 提高沥青粘度 2.矿料：粒径大 有棱角 级配合理 3.加入外加剂 检测工程师题：影响高温稳定性的因素和改进措施 高温稳定性 四、沥青混合料的技术性质 检测工程师题： 影响沥青混合料低温性能的主要因素及改进措施 a.沥青的低温劲度。对同一油源的沥青，针入度较 大、温度敏感性较低的沥青低温劲度较小，抗裂 能力较强。所以在寒冷地区，可采用稠度较低、 劲度较低的沥青，或选择松弛性能较好的橡胶类 改性沥青来提高沥青混合料的低温抗裂性

6、。 b.沥青混合料的级配类型与沥青路面开裂程度之间 没有显著关系。 低温抗裂性 四、沥青混合料的技术性质 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

7、 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 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

8、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 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 高温气候区高温气候区1 12 23 3 气候区名称气候区名称夏炎热区夏炎热区夏热区夏热区夏凉区夏凉区 最热月平均最高气温最热月平均最高气温()

9、()3030202030302020 低温气候区低温气候区1 12 23 34 4 气候区名称气候区名称冬严寒区冬严寒区冬寒区冬寒区冬冷区冬冷区冬温区冬温区 极端最低气温极端最低气温()()-37.0-37.0-37.0-37.0-21.5-21.5-21.5-21.5-9.0-9.0-9.0-9.0 雨量气候区雨量气候区1 12 23 34 4 气候区名称气候区名称潮湿区潮湿区湿润区湿润区半干区半干区干旱区干旱区 年降雨量年降雨量(mm)(mm)1000100010001000500500500500250250250250 气 候 分 区 指标等级 沥青标号 160130号11090705

10、030 针入度(25) 14 0 200 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 PI A-1.51.0 B-1.81.0 软化点 A384043454446454955 B363942434244434653 C35374142434550 60粘度 A-60120160140180160200260 10延度 A505040453020302020152520151510 B30303030201520151510201510108 15延度 A

11、B1008050 C80806050403020 蜡含量 A2.2 B3.0 C4.5 TFOT (或RTFOT)后5 质量变化 0.8 针入度比 A48545557616365 B45505254586062 C40454850545860 延度(10) A121210864 B10108642 延度(15)C403530201510 气候气候 分区分区 月平均最月平均最 高气温高气温 年极端最低气年极端最低气 温温() 沥青标号沥青标号 针入度针入度(25，5s，100g) （0.1mm） 1-130-37.090号号80100 1-230-37.0-21.590号号80100 1-330

12、-21.5-9.070号，号，90号号6080，80100 1-430-9.050号，号，70号号6080，4060 2-12030-37.0110号号100120 2-22030-37.0-21.570号，号，90号，号，110号号 6080，80100，100 120 2-32030-21.5-9.070号，号，90号号6080，80100 2-42030-9.070号号6080 3-220-37.0-21.5110号号100120 （1）沥青标号的选择 沥青等沥青等 级级 适用范围适用范围 A级沥青级沥青 各个等级的公路，适用于任何场合和层次。各个等级的公路，适用于任何场合和层次。 B级

13、沥青级沥青 高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二 级及二级以级及二级以 下公路的各个层次；下公路的各个层次； 用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥 青的基质沥青。青的基质沥青。 C级沥青级沥青 三级及三级以下公路的各个层次。三级及三级以下公路的各个层次。 （2）沥青等级的选择 n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， n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

14、温延度大的沥青； n对温度日温差、年温差大的地区选用针入度指数大的 沥青。 n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。 n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 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

15、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 石屑是采石场破碎石料时通

16、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。 一、沥青混合料组成材料的技术要求 4.填料 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。 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 设计阶段 第一阶段：目标配合比 第二阶段

17、：生产配合比 第三阶段：生产配合比验证 设计内容 1.矿料配合比设计：试算法或图解法 2.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

18、量 OAC 图解法确定 热料比例 生产配合比生产配合比目标配合比目标配合比 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 序 号 路面结构 道路名称 上面层中面层下面层基层底基层 厚 度 材料 名称 厚 度 材料 名称 厚 度 材料 名称 厚 度

19、 材料 名称 厚 度 材料 名称 高速公路 1安阳至新乡4SAC5AC-25I7AS20CCR35LS 2许昌至漯河4AC-16I5AC-25I7AC-30I20CCR40CLS 3新乡至郑州4AC-16I5AC-20I7AC-25I38CCR18CLS 4漯河至驻马店4AK-16A5AC-20I7AC-25I38CCR20CLS 5驻马店至信阳4AK-16A5AC-20I7AC-25I34CCR20CLSS 6郑州至洛阳4AC-16I5AC-25I7AS15LFCR36LFS 7洛阳至三门峡4AC-16I5AC-20I7AC-25I34CCR20CLS 8商丘至开封4AK-16A5AC-20

20、I7AC-25I34CCR20CLS 9三门峡至灵宝4AC-16I5AC-20I7AC-25I34CCR20CLS 省级干线一级公路 10漯河至周口4AK-16A5AC-20I6AC-25I20CCR32CLS 11濮阳至鹤壁4AK-16A5AC-20I6AC-25I20CCR30CLS 12周口至省界4AK-16A5AC-20I6AC-25I20CCR30LS 说 明 注：1、AC-16,AC-20中粒式沥青混凝土。 2、AC-25,AC-30粗粒式沥青混凝土。 3、AS热拌式沥碎石。 4、LFCR二灰稳定碎石。 5、CCR水泥稳定碎石。 6、CLCR水泥稳定碎石。 7、CLS水泥、石灰稳定

21、土。 8、LS水泥稳定土。 9、CLSS水泥、石灰土稳定砂。 10、AK抗滑面层。 11、SAC多碎石 河南省高等级公路路面结构汇总表 序号公路名称等级面层材料厚度（cm） 1 新乡至河口公路新乡十里铺至陈堡段 公路工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 2新河线乡界至辉县段公路改善工程二级 AC-13I3 AC-20I4 3 省道208线范县新区至南李桥段公路 改善工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 4国道106线濮阳市北出口公路改善工程二级 AC-13I3 AC-20I4 河南省二级公路沥青面层调查结果 序号公路名称等级面层材料厚度（cm） 5 省道326线（骆集宋集） 公路改

22、善工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 6 省道324线（商丘民权） 公路改善工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 7 永城至涡阳公路永城境 改善工程 二级 AC-13I3 AC-16I4 8 商丘至开封高速公路虞城连接线 改善工程 二级 AC-13I3 AC-16I4 9 商丘至开封高速公路宁陵连接线 改善工程 二级 AC-13I3 AC-16I4 10 平顶山市程平路改建工程 公路改善工程 二级 AC-16I4 AC-25I5 11 国道207线南召县城至南河店段 公路改善工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 河南省二级公路沥青面层调查结果 12 豫54邓西城区至淅川九重

23、段 公路改善工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 13 S331方城柳河至南召县城段 公路改建工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 14 S231南阳市境鲁南交界至 朱家沟段公路改建工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 15 豫联14南召皇路店至南河店 公路改善工程 二级 AC-13I3 AC-20I4 16 国道310线洛阳交界至三门峡 市改善工程洛阳交界至观音堂段 二级 细粒式沥青混凝土3 中粒式沥青混凝土4 17 三门峡市水库大坝 公路新建工程 二级 细粒式沥青混凝土3 中粒式沥青混凝土4 18 国道209线灵宝川口至卢氏庄子 改建工程杜关至庄子段 二级 细粒式沥青混凝

24、土3 中粒式沥青混凝土4 河南省二级公路沥青面层调查结果 n从调查表4-1可以看出目前河南省高等级公 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。 n从表4-2可以看出河南省二级沥青路面典型 构造为：3cm细粒式沥青混凝土+4cm中粒式 沥青混凝土。 目标配合比设计 沥青材料沥青材料 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 粗集料粗集料 细集料细集料 填填 料料 表观密度 含水量 粒径范围

25、 外观 亲水系数 塑性指数 加热安定性 原材料名称原材料名称技术指标技术指标执行标准执行标准 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 JTJ 052-2000 原材料的原材料的 技术要求技术要求 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 面层类型面层类型 矿料配合比矿料配合比(%) 碎石

26、碎石1020mm碎石碎石510mm砂砂石屑石屑矿粉矿粉 AC-13I432020134 AC-20I362737 AC-16I192236167 目标配合比设计 (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。 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OAC

27、1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

28、 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 2101111.5121315 3111212.5131416 4121313.5141517 5131414.5151618 6141515.5161719 VFA(

29、)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

30、 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OAC

31、2 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

32、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。 （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。 所得试件的高度 原用混合料质量要求试件高度 调整后混合料质量 （二）马歇尔试验 （7）矿粉单独加热 在搅拌时最后加入 （8）插