沥青C级配设计最佳油石比

1、习题二：1、广东省某高速公路沥青路面为三层式结构，中面层结构为AC-20G设计要求为：设计空隙率 VV （衿 为36、稳定度（kN）为：不小于8,流值（mm为： 1.54,矿料间隙率 VMA（衿 为：不小于 13.5 ,饱和度 VFA （% 为：65 75。所用材料如下：AH-70普通沥青，相对密度为1.033 ,所用矿料筛分结果及 AC-20C级 配范围见表1,矿料密度见表2。马歇尔体积参数见表 3,试根据公路沥青路面施 工技术规范（JTGF40-2004）马歇尔设计方法进行 AC-20C级配设计并确定最佳油石 比。表1矿料级配矿料通过卜列筛孔（mm的质量百分率191613.29.54.75

2、2.361.180.60.30.150.075102066.135.511.11.40.90.90.90.90.90.80.810 1590.440.37.01.51.01.01.00.90.90.90.9510100100.087.412.20.40.40.40.40.40.40.30510010010099.112.20.30.20.20.20.20.2矿粉10010010010090.853.240.529.922.316.910.2AC-20 级配上限1009280725644332417137AC-20 级配下限907862502616128543表2矿料密度矿料毛体积相对密度表观相

3、对密度10 162.6912.73310 152.6872.7355102.6732.73605/2.659矿粉/2.668AC-20马歇尔最佳沥青用量试验结果表-3油石 比 (%高度(mm)空中 重(g)水中 重(g)表干 重 (g)吸水 率 (为毛体 积相 对密 度理论相对 密度试件 的空 隙率VV矿料 间隙 率VMA饱和 度VFA稳定 度(KN )流值(mm)3.563.51154.32677.041160 .078.7621.563.31149.56674.961157 .779.1221.564.21162.35682.791170 .158.1219.863.81156.78677

4、.541163 .588.5621.363.71155.75678.0 81162 .898.6421.04.063.51163.25682.8 91168 .599.5723.563.61162.58682.531166 .9410.2 521.363.21159.87679.061163 .559.8924.563.71168.53687.4 01173 .888.9525.363.51163.56682.9 71168 .249.6723.74.562.91170.23688.461173 .639.8929.863.41168.59688.601171 .4910.2923.563.5

5、1171.25688.891173 .6710.5422.663.81175.46690.561177 .9011.1 224.763.41171.38689.1 21174 .1710.4625.25.063.41178.56696.9 71180 .9811.0 430.263.51179.56699.0 31182 .4611.2128.763.61182.35698.131184 .2911.8531.563.81191.20705.251193 .6412.2532.063.61182.92699.851185 .3411.5930.65.563.51189.56703.1 0119

6、1 .0212.4333.463.81192.56705.781193 .5411.4532.564.21200.56710.7 01202 .5312.4536.563.21185.69701.191188 .1212.3634.863.71192.09705.191193 .8012.1734.31、沥青混合料矿料级配的确定在组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级 配组成，沥青混合料由于集料的级配不同，可以形成不同的组成结构。根据对代表性集料筛 分结果，拟定矿料的配合比为1#: 2# 3#矿粉=43: 26: 30.5: 0.5。根据代表性集料筛分

7、结果，合成级配如表3.表3 AC-20C级配各档料比例及合成级配项目各种筛孔尺寸所对应的通过率26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075各种 集料 所用 比例 及通 过率(%9.5-26.5mm4310089.160.425.61.61.11.01.00.90.80.80.84.75-9.5mm2610010010010097.25.41.41.31.21.11.00.80-4.75mm30.510010010010010096.067.451.135.421.116.211.8矿粉0.510010010010010010010010010010098

8、.690.3合成级配10010095.383.068.057.031.721.916.812.07.56.04.5级配中值10095.085.071.061.041.030.022.516.011.08.55.0级配上限1001009280725644332417137级配下限100907862502616128543图1 AC-20C级配曲线图2、确定最佳沥青用量双永高速公路沥青下面层 AC-20C级配沥青混合料，采用马歇尔试验确定沥青混合料的最佳油石比。每组沥青混合料按照公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTJ 052 2000)的要求，估计最佳油石比为中值，以0.5%间隔变化油石比，配置

9、5种不同的油石比成型试件,分别在规定的试验温度及试验时间内用马歇尔仪测定稳定度和流值，同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率，然后按照公路沥青路面施工技术规范 (JTG F40-2004)规定的方法确定 最佳油石比。2.1、最大理论相对密度的计算。根据已确定的各档矿料比例、表观相对密度、毛体积相对密度、沥青相对密度丫 b(25C/25C), 等，根据公式：(1)9X= (1/ T sb-1/ Ysa) *100= (1/2.887-1/2.938 ) *100=0.60 C=0.0333x2-0.2936 3 x+0.9339=0.77(3) T se=C*T sa+(1-C)* 丫 sb =2.

10、926(4) T ti =(100+Pai)/(100/Yse+Pai/ 丫 b)计算可得不同油石比对应的最大理论相对密度如下表：表4最大理论相对密度Pai (%3.093.624.164.705.25Y ti2.7722.7482.7242.7012.6792.2、马歇尔击实根据已确定的合成级配配制合成矿料，并按规程JTJ052-2000试验方法拌制混合料进行马歇 尔击实，用马歇尔试验确定最佳油石比， 分别以油石比3.09%, 4.62%, 4.16%, 4.70%, 5.25% 成型马歇尔试件(双面各击实75次)，击实后的试件冷却至室温脱模，测定其各项物理力学 指标，其结果表6:表5沥青混

11、合料试验指标油石比(油用量)(为混合料的各项技术指标、一丫 f丫 sb丫 tVV (%VMA(%)VFA(%)1急定度(KN)一痂值、 )(0.1mm)3.09 (3.0 )2.5802.8872.7726.913.347.913.0131.03.62 (3.5 )2.5912.8872.7485.713.457.513.6934.14.16 (4.0 )2.5962.8872.8244.713.765.714.4735.34.70 (4.5 )2.6002.8872.7013.814.073.113.536.35.25 (5.0 )2.6042.8872.6792.814.380.312.9

12、139.12.3、绘制VMA VFA密度、马歇尔稳定度、流值与油石比关系如图:图2密度与油用量关系图3稳定度与油石比关系图图4空隙率与油石比关系图5流值与油石比关系图图6矿料间隙率与油石比关系图根据试验结果，因密度无最大峰值，故OAC取目标空隙率5.0%时所对应的油用量为3.75%。再从图可得 OACmin = 3.90%, OACmax=4.60%则 OAC2=(OACmin+OACn)aX2=4.25%,即 此目标配合比最佳油用量 OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.00%|3最佳油石比为 OAC=4.16% 故我部确定其最佳油石比为4.16%,即最佳沥青用量为4.0%。并对该油石比进

13、行验证试验结 果如下表：各项指 标丫 f丫 sb丫 tVV (%VMA(%VFA(%)稳定度 (KN)流值 (0.1mm )残留稳定度()规定值3. 06.06575>8.0 1540>85实测值2.5952.8872.7244.713.765.614.2934.989.32.7、检验最佳油石比时的粉胶比T se=C* T sa+(1-C)* 丫 sb =2.926Pba=(2.926-1.026)/(2.926*2.887)* 1.026*100=23.1%Pbe=4.00-23.1/100*0.956=3.78FB=P0.075/ Pbe=4.5/3.78=1.19FB在00-1.2之间符合要求2.8、有效沥青膜厚度SA=4.01m2/kgDA=3.78/(1.026*4.01)*10=9.19 m3、配合比的设计检验 3.1水稳定性试验对混合料进行水稳定性试验，进行浸水马歇尔实验时，试件分两组，每组 6个试件。一组在 60c水浴中