沥青混凝土配合比设计

1、沥青混凝土配合比设计内容提 要: 路 面用沥 青混凝土的 配合比 设计方法及其 施工 中的优化。 关键词：沥青混凝土、配合比、设计。1. 适 用 范围 ：本方法适用于高等级公路沥青混凝土面层的配合比选定及施工中配合比调 整。2. 工 程 概况 ：高寒地 区二级 公路沥青混 凝土面 层。绥 满 公路博克图 牙克 石段 A 标段沥 青面层施工。3. 设 计 过程 ：按沥青路面施工技术规范要求全过程的沥青混合料配合比设计分为三个阶 段进行。第一阶段称目标配合比设计阶段，第二阶段称生产配合比设计阶段， 第三阶段称生产配合比验证阶段。通过这沥青混合料的配合比设计用马歇尔试 验进行。3.1 目 标配 合比

2、 设计 及 计 算目标配合比设计的目的就是确定各种规格矿料的配合比，按选定的矿料配 合比采用不同沥青用量制备马歇尔试件并通过马歇尔试验确定最准沥青用量， 流程图见图一。所选定的配合比供确定各冷料仓供料的比例用。3.1.1 选择 目标 矿料 级 配根据工 程要求 及实际情况 ，我们 选择配 制 AC16 I 型多 碎石沥青混 凝土。 配合比计算需要的各种矿料筛分结果见表 3-1 。用图解法（ 图 3-1）确 定各矿料 用量百分比为1-2cm 碎石38.5%、0.5-1cm 碎石16%、砂14%、石屑18.5%、矿 粉 13%。依照公路沥青路面施工技术规范矿粉用量 13%显然是过高的，所 以经计算

3、初步确定为 1-2cm 碎石 44%、 0.5-1cm 碎石 11%、石 屑 14%、砂 24%、 矿 粉 7% ， 规 范 允 许 计 算 结 果 见 表 3-2图一:表3-1各矿料筛分结果矿料种类下列各筛孔通过的百分率(%)1 91 613.29 . 54.752.361.180 . 60 . 30.150.0751-2 cm碎石1 0 098.876.627.90 . 40 . 30 . 20 . 10. 5-1 cm 碎石1 0 01 001 0 099.956.74 . 70 . 60 . 30 . 20 . 1石屑1 0 01 001 0 01 0099.674.932.89 .

4、32 . 61 . 40 . 3砂1 0 01 001 0 099.38 968.75 636.720.11 . 10 . 6矿粉1 0 01 001 0 01 001 0 01 0 01 0099.498.39 386.8表3-2矿料合成配矿料种类下列各筛孔通过的百分率191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751 -2 cm碎石4443.533.812.30.20.10.10.10. 5-1 cm 碎石11111110.96.20.5砂24242423.821.416.513.48.84.80.30.1石屑1414141413.910.54.61.30.40

5、.20.1矿粉777777776.96.76.1合成级配10099.589.868.148.734.62517.212.17.26.4级配范围10095-10075-9058-7842-6332-5022-3716-2811-217-154-8按上述矿料配合比制作马歇尔试件所得马歇尔试验数据见表3-3。表3-3马歇尔试验结果一序号油石比%密度(g/cm3)稳定度(KN)流值(0.01mm)142.752.2127.424.52,.682.6833.4352.113.5229.645.52.1173.3529.6562.1153.0330.0可见，此配合满足不了稳定度大于5KN的要求，疑为矿料级

6、配问题，所以调整矿料级配.重新计结果为1-2cm 碎石48%、0.5-1cm 碎石为9%、石屑为12%、 砂为24%、矿粉为7%，合成级配见表3-4。表3-4矿料合成级配矿料种类下列各筛孔通过的百分率(%)19161 3. 29.54. 752. 361. 180. 60. 30. 1 50. 0751 -2 cm碎石484 7.436. 813. 50.20. 10. 10. 5-1 cm 碎石99995. 10. 40. 1砂2424242 3. 82 1.41 6.513. 48. 84. 80. 30. 1石屑12121212129. 03. 91. 10. 30. 2矿粉777777

7、776. 96. 76. 1合成级配1009 9.48 8. 865. 24 5.73324. 417127. 26.2级配范围10095-1 0075-9 058-7 842-6 332-5 022-3 716-2 811 -2 17-1 54-83.12 必需的原材料试验数据对于沥青混合料的各种组成材料（含沥青、粗集料、细集料和填料） 都要针对规定的技术要求用有关试验规程的相应试验方法进行试验， 检验其中是否符合规定要求。本次设计的各种原材料的试验数据见表 3-5，筛分结果见表3-1 o3.1.3热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准参看公路沥青路面施工技术规范我国二级公路沥青路面技术 标准摘录

8、表3-6中。表3-5各原材料试验数据原料种类试验项目视密度(g/cm3)堆积密度（g/cm3）相对视密度（g/cm3）吸水率%压碎值指数%亲水系数沥青1.0111.0071-2cm碎石2.6301.3952.6301.15140.5-1cm 碎石2.6301.3452.6301.214石屑2.6301.2552.630河砂2.4501.4952.450矿粉2.5230.61表3-6热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准试验项目击实次数稳定度KN流值0.1mm空隙率%沥青饱和度%标准1型两面各50次5.02045367085（1）.计算击实沥青混合料的理论密度沥青混合料的理论密度是指压实沥青混合料试件

9、全部为矿料（包括内部的孔隙）和沥青所组成的最大密度。理论密度用公式（3-1 ）计算100+ PaP _p2 R_P p(3-1)1rnraPt理论密度（g/cm3）P1 - Pn各种矿料的配合比（矿料总和为100）（ % ）A .心各种矿料的相对视密度Pa油石比ra 沥青相对密度（25/25 ） Pw -水的密度（g/cm 3）（2）沥青混合料的空隙率的计算空隙率是指压实沥青混合料中被沥青包裹的矿料间为空气所占的空隙体积用公 式（3-2）计算PsVV =（1-） 100（3-2）Pt其中：VV试件空隙率（%）Ps试件视密度（g/cm 3）P t试件理论密度（g/cm 3）空隙率过小，高温季节沥

10、青面层容易产生泛油现象。空隙率过大，沥青 面层的透水性大、雨季进入路面的水就多，而且沥青容易老化。（3）、矿料间隙率矿料间隙率是压实沥青混合料矿料颗粒之间空隙的体积。它包括空气所 占体积和填充矿料间隙沥青所占的体积以占矿料总体积的百分率表示，用公式 （3-3）计算VMA =VA VV（3-3）P.x P其中 VA = b s F PwVMA矿料间隙率%VV空隙率%VA 沥青体积百分率%Pb沥青质量占沥青混合料总质量的百分率%（4）、沥青饱和度沥青饱和度是以矿料间隙率的百分率表示的有效沥青体积，用公式（3-4 ） 计算。VAVFA100（ 3-4）VMA其中VFA沥青混合料的沥青饱和度（% ）沥

11、青饱和度应控制在规定的范围内，以预防沥青混合料在高剪应力作用下不稳定或沥青加速老化。3.1.4 验证矿料配合比及计算最佳沥青用量本次设计马歇尔试验数据见表3-7 。表3-7马歇尔试验数据油石比（%）理论密度（g/cm3）视密度(g/cm3)空隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（0.1mm）马氏模数（KN/mm）42.4322.2856.058.95.424.42.24.52.4162.3024.767.66.826.72.552.3992.3103.774.87.229.22.55.52.3852.3073.378.35.932.51.862. 3692. 3052. 779. 94.

12、739. 71.2依照表3-7绘制图3-2、图3-3、图3-4、图3-5、图3-6 ,然后依据上图3-3视密度述图形中达到规定要求范围的沥青用量绘制图3-7 。图3-2 稳定度沥青用量（）沥青含量（%）图3-4 空隙率图3-5流值-56-55-54 565 4 3沥青含量（%）85图3-7符合要求的沥青用量卩度和饱青沥55图3-6沥青饱和度80757065603.544.555.566.5沥青含量()沥青饱和度:流值I:空隙率密度-稳定度4.655.7534567沥青含量(%)在图3-2中取曲线最高点即稳定度最大点沥青用量为ai=4.9( %),在图3-3 中取曲线最高点即视密度最大点沥青用量

13、a2=5.05( %)，在图3-4中取空隙率符合要求部分中值的沥青用量a3 =4.6 ( %)，则最佳沥青用量一为ai、a?、a3的 平 均值：OAC i = ( ai +a2 +a3) /3=4.85取图3-7中符合规范要求沥青用量范围的中值为最佳沥青用连量二：OAC 2= ( OAC mi n +OAC max) /2= ( 4.65+5.75) 12=52配合比设计的最佳沥青用量为：OAC= ( OAC 1 +OAC 2)/2=5.03.2生产配合比设计本阶段要求拌合机试拌，以验证目标配合比设计的矿料配合比以及沥青用 量是否附合规范要求，从而调整矿料组成及配合比，流程图见图二。图二：试验

14、室定的目标配合比料场集料校核颗粒组成热料仓集料筛分3.2.1检验料场集料颗粒组成对沥青拌和厂的各种粗细集料重新取样进行筛分试验，如筛分结果发现集料 颗粒组成与目标配合比设计时的颗粒组成有明显差别，要重新进行矿料配合比计 算，经筛分、料场集料与取样集料颗粒组成无明显差别。322热料仓集料筛分试验取加热过混合料进行筛分。筛分结果见表3-8表3-8热料仓集料筛分结果筛孔尺寸191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率10099.589.8684833.224.417.111.57.26.3符合规范要求的级配范围。如不符合应重新进行计算。3.2.3 马歇尔试验

15、检验用最佳用量OAC、OAC+0.3% 和OAC-0.3% 及表3-8中的矿料颗粒组成进行 马歇尔试验。试验结果表明目标配合比设计确定的最佳沥青用量是合适的。结 果见表3-9。表3-9马歇尔试验数据三油石比（%）理论密度（g/cm3）视密度（g/cm3）空隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（0.1mm）马氏模数（KN/mm）4.72.4082.3094.171.56.928.72.45.02.3992.3113.774.87.130.52.35.32.3902.3083.477.26.732.22.13.3生产配合比验证生产配合比验证阶段就是沥青面层正式开工前的铺筑试验路段阶段。因此， 施工工序各工序所用的机械设备，质量管理和质量检验等都与面层正式开工后的 日常生产相同，而且为随后的正式生产提供经验和数据，流程图见图三。4. 配 合 比 的优化在生产中每天最少取一次混合矿料进行筛分试验。至少取一次混合