沥青路面材料及配合比设计

第十三章第四讲

沥青路面材料及配合比设计复习：沥青路面的优缺点沥青路面损害类型沥青路面的强度构成来源及结构类型沥青路面的粘弹性能沥青路面的稳定性及耐久性本次课程内容：第四节、沥青路面的原材料第五节、沥青混合料组成设计1、沥青路面材料有哪些？2、沥青的种类及各自使用特性？3、矿料有哪些及各自使用特性及要求？4、沥青混合料的分类及各自特性？5、沥青混合料的选用原则？6、沥青混合料配合比设计目的及阶段（详细讲解阶段）？7、沥青混合料配合比设计程序？8、简述沥青混合料的级配？9、简述马歇尔试验10、最佳沥青用量确定方法（重点）？11、稳定性检测方法及目的？第四节沥青路面原材料一、沥青结合料：

石油沥青；乳化石油沥青；改性沥青二、矿质集料：

粗集料；细集料；填料1、石油沥青道路石油沥青以针入度为指标分为7个标号（P345表13-11）沥青选择原则：可根据当地沥青路面气候分区的温度水平选择沥青。在夏季温度高或高温持续时间长的地区，应采用粘度高的沥青；而在冬季寒冷地区，则宜采用稠度低、气温劲度较小的沥青；对于日温差较大的地区还应考虑选择针入度指数较大、感温性较低的沥青。对于重载交通路段、高速公路及实行渠化交通的路段、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，应选用稠度大的沥青。对于交通量小、公路等级低的路段可选用稠度略小的沥青。指集料中粒径大于4.75或2.36mm那部分材料1、选择原则：①粗料集料可采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣等。②用于高速公路、一级公路、城市快速公路、主干路沥青路面表层用粗集料应选用坚硬、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，该类粗集料应符合对磨光值和粘附性的要求。③当坚硬石料来源缺乏时，允许掺加一定比例较小粒径的普通粗集料，掺加比例根据试验确定。在以骨架原则设计的沥青混合料中不得掺加其他粗集料。2、粗集料2、粗集料的粒径规格粗集料的粒径规格应按照表13-17进行生产和使用。如某一档粗集料不符合表13-17的规格，但确认与其它集料组配后的合成级配符合设计级配的要求时，也可以使用。规格公称粒径(mm)通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）37.531.526.51913.29.54.752.360.6S615~3010090~100--0~15-0~5S710~3010090~100---0~150~5S815~2510095~1000~15-0~5S910~2010095~100-0~150~5S1010~1510095~1000~150~5S115~1510095~10040~700~150~5S125~1010095~1000~100~5S133~1095~10010095~10040~700~200~5S143~50~250~5沥青面层用粗集料规格3、基本要求：①应该洁净、干燥、表面粗糙、形状接近立方体，且无风化、不含杂质，并具有足够的强度、耐磨耗性。粗集料的质量应符合要求。②破碎砾石应采用粒径大于50mm的颗粒轧制，破碎前必须清洗，含泥量不大于1%，破碎面积应符合表3-7的要求。③钢渣作为粗集料时，仅限于三级及三级以下公路和次干公路以下的城市道路，并应经过试验论证取得许可后使用。钢渣破碎后应由6个月以上的存放期，除吸水率允许适当放宽外，各项指标应符合要求。

技术指标高速公路、一级公路、城市快速路、主干路其它等级的公路与城市道路表面层其它层次石料压碎值（%）≤252830洛杉矶磨耗损失（%）≤283040视密度①（t/m3）≤2.602.502.45吸水率①（%）≤2.03.03.0坚固性②（%）≤1212-软石含量（%）≤155<0.075mm颗粒含量（水洗法）（%）≤111针片状颗粒含量（%）≤粒径〉9.5mm1218-粒径<9.5mm1820-破碎砾石的破碎面≥1个破碎面1009080（70）③2个破碎面908060（50）③沥青混合料用粗集料质量要求4、与沥青的粘附性要求在高速公路、一级公路、城市快速路和主干沥青路面中，需要使用坚硬的粗集料，当时用花岗岩、石英岩等酸性岩石轧制的粗集料时，若达不到表13-19对粗集料与沥青粘附性等级的要求，必须采取抗剥落措施。工程中常用的抗剥落方法包括使用高粘度沥青；在沥青中掺加抗剥落剂；用干燥的生石灰、消石灰粉或水泥作为填料的一部分，其用量已为矿料总量的1%~2%；将粗集料用石灰浆处理后使用。①可以采用天然砂、机制砂或石屑。②应洁净、干燥、无风化、不含杂质，并有适当的级配范围，物理力学指标要求见表13-20。③与沥青有良好的粘结能力，在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青面层用沥青粘结性能差的天然砂或用花岗岩、石英岩等酸性岩石破碎的人工砂及石屑时，应采取前述粗集料的抗剥离措施对细集料进行处理。在高速公路、一级公路、城市快速路、主干路沥青路面面层及抗滑磨耗层中，所用石屑总量不宜超过天然砂或机制砂用量。3、细集料沥青混合料用细集料质量要求指标高速公路、一级公路城市快速路、主干路其它公路与城市道路视密度（t/m3）2.502.45坚固性①12——砂当量（%）6050①天然砂天然砂宜采用河砂或海砂，当使用山砂时应经过清洗。天然砂的规格应符合表13-21的规定，经筛洗法测定的砂中小于0.075mm颗粒含量不得大于3%（高速公路、一级公路、城市快速路、主干路）和5%（其它等级道路）分类通过各筛孔（mm）的质量百分率（%）细度模数Mx9.54.752.361.180.60.30.150.075粗砂10090~10065~9535~6515~295~200~50~53.7~3.1中砂10090~10075~10050~9030~598~300~50~53.0~2.3细砂10090~10085~10075~10060~8415~450~50~52.2~1.6②石屑石屑是通过4.75mm或2.36mm的部分，是石料加工破碎过程中表面剥落或撞下的边角。石屑规格应符合表13-22的要求。不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的石屑，砂当量应符合表13-20的要求。规格公称粒径)通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075S150~510090~10060~9040~7520~657~402~200~10S160～310080~10050~8025~508~300~150~104．填料填料最好采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，生产矿粉的原石料中泥土杂质应清除。矿粉要求干燥、洁净，能自由地从石粉仓中流出，其质量应符合表13-23的要求。在拌合厂采用干法除尘回收的粉尘可以代替一部分矿粉的使用，湿法除尘的应经过干燥粉碎处理，且不得含有杂质。用量不得超过填料总量的25%，塑性指数不得大于4%，其余质量要求与矿粉相同。指标高速公路、一级公路、城市快速路、主干路其他公路与城市道路视密度（t/cm3）2.502.45含水量（%）1.01.0粒度范围（%）<0.6mm100100<0.15mm90~10090~100<0.07575~10070~100外观无团粒结块亲水系数<1.0沥青面层用矿粉质量要求一、沥青混合料分类1．按矿料级配组成及空隙率大小分为：密级配、半开级配、开级配混合料。1）密级配沥青混合料设计空隙率2～6%，按最大粒径、级配又分为：密实型沥青混凝土混合料（以AC表示）密实型沥青稳定碎石混合料（以ATB表示）密实型沥青马蹄脂碎石（以SMA表示）。按关键性筛孔通过率的不同又可分为细型、粗型密级配沥青混合料。粗集料嵌挤作用较好的也称嵌挤密级配沥青混合料第五节沥青混合料组成设计2）半着开级半配沥瘦青碎嫩石混妖合料由适当解比例的厉粗集料钳、细集另料及少谦量填料(或不轮加填鉴料)与沥青初结合料至拌和而碎成，剩蚁余空隙大率在6%～12%（以AM表示）吉。3）开目级配缠沥青炸混合叠料矿料傻级配勿采用指间断补级配赶，主扁要由鹿粗集卡料嵌浮挤组勉成，昆细集捏料及槐填料躲较少捉，设萝计空揪隙率听大于18肤%的沥浓青混夹合料跪。2．按矿析料级配香种类分竟为：连训续级配泄、间断圣级配和软沥青碎砌石混合共料。1）连续投级配混煌合料按级配燥原则，给从大到朱小各粒恭级都有治，并按本比例相会互搭配晶组成。哨包括密民级配沥盏青混凝肺土、密醉级配沥铸青石。2）间断狭级配混丽合料连续级赴配的级撞配组成烫中缺少1个或几挨个粒级抚（或用坏量很少扮）的混禾合料。炸包括沥宫青马蹄凭脂碎石羡（SM新A）、柿排水早式沥客青磨骨耗层剑（OG情FC）和川排水彩式沥徒青碎评石基洒层（AT孤PB）。3）沥牵青碎午石混宰合料3．按丙公称射最大球粒径锤分为技：特粗热式（用公称顽最大浆粒径惭等于使或大俩于31欢.5缠mm）粗粒鸽式（黎公称捆最大雾粒径轻为26溜.5育mm）中粒式必（公称兽最大粒旷径为16m志m或19笔mm）细粒式宰（公称仰最大粒念径为9.5竖mm或13庙.2敬mm）砂粒式掘（公称趁最大粒啊径小于9.亲5m先m）4．按焰制造莲工艺厨分为吩：热啄拌沥膨青混牺合料扮、冷抬拌沥南青混贯合料趟、再别生沥抄青混哑合料土等。1、沥拴青面煌层与羞沥青欺碎石代基层仗通常因都采榆用双射层或本三层柏式结雹构，取层间朗喷洒樱透层杀油；2、满拥足耐芽久、粉稳定蜻、密倦实、龄安全僻等功坝能性广要求传，便昌于施竟工；3、表面陷层具有年良好的咸表面功吼能、密都水、耐洞久、抗耗车辙、塔抗裂，园抗滑（震可加铺芬抗滑磨俩耗层）贸。二、沥祸青混合葛料的选廉用一般牙而言么，特达粗式产适用逐于基姿层、蛛粗粒卖式适镇用于携下面催层或测基层茫，中阳粒式壁适用阵于下哪面层依和表滨面层只、细搬粒式抄适用疤于表之面层折和薄追层罩美面，涝砂粒阁式适况用于配非机冲动车皆道路惕或行怠人道铸路。对于高茂速公路术、一级船公路、耽重载道肌路的上茧面层和戴中面层群、应采伟用粗型谨密级配汇混合料透，对于订高速公后路和一遗级公路蜻的下面旨层、中废低级公直路、低京交通量船公路、袖寒冷地皱区公路丈、园林豪道路、丽行人道秃路应采矿用细型刑密级配邀混合料温。沥青姓面层协集料林的最朗大粒伙径应指自上璃而下滔逐层图增大傍，并指于设乐计层椅厚匹饺配，判压实穷厚度洁一般弓不小塑于集望料公莫称粒暗径2到3倍。三、贝普通洒沥青毁混合日料配震合比蚀设计（一挣）目慨的：1、确定两沥青混虎合料各腾种原材掉料的品动种及配裳比2、矿柿料级神配3、最佳椒沥青用泄量（二圾）阶波段按《公路沥歇青路面鸣施工技季术规范》（JT扇G门F4葬0—车20罢04）规定屡，热拌亿沥青混崇合料配溪合比设浑计分为蕉：目标配址合比、爸生产配枕合比和泳生产验舱证配合机比三个悔阶段进饮行。三、以普通或沥青别混合巡寿料配炎合比饼设计（三绘）配浙合比散设计溪方法翻：马歇休尔设长计法1、选择厉混合料距类型和咸原材料探基本性搜能试验奖（表13命-1睡1～13岸-2邮3）2、初选猾混合料滚级配范庆围和沥闷青用量胡（表13录-2辛7～13-该32）3、以预宁估的油魂石比为览中值，惭按一定烟间隔取5个不劳同的齿油石朴比，睡按规董定方津法做缓成型铸试件戏。4、进行交马歇尔旷试验，被测定毛钱体积密设度、空柱隙率、嗽矿料间悉隙率、蹄沥青饱随和度、谊稳定度裙、流值冲（13另-3顾3～13闲-3粒6）5、按各蓬项指标额确定最让佳沥青刑用量6、进怕行稳焦定性丑检测按《公路弯沥青油路面百施工淘技术庸规范》（JT杆G山F4亚0—200搭4）规定衣，热拌播沥青混害合料配急合比设退计分为踪蝶：目标馅配合按比、饰生产贿配合三比和唇生产快标准焦（或命试拌吨试铺砖）配复合比育三个啄阶段尽进行。（一）娘目标配年合比设贯计1、矿料塔配合比责设计A、条件传：a、混带合料砖类型b、各跌种矿杏料筛责分结无果B、方法裹：a、图解殖法b、电算括法C、矿厕料配码合比押调整凑的原锯则：a、粗、怜细类型掩：沥青菌混凝北土按或关键倦筛孔吊的通冒过量寇分为配粗型简（C型）和毒细型（X型）（粮见规范佣表）夏季温慌度高，投高温持晴续时间筒长，重积载交通依量大的窗道路宜摄采用粗悬型。AC织—2够5巾4.岗75向mm筛上鉴的通腥过量什小于40。ATB赚—30也称沥好青稳定隙碎石，押本身就凑粗。b、使合俘成级配鸣曲线呈轧为S形减少最毙大公称翠粒径附卸近粗集臂料的用季量（最疲大公称贸粒径筛殃孔的通捉过量应固小，规鹅范规定笛范围为90-宣100反%，细则祖为95-似100奇%，应为90甲-9映5%）。减少0.屠6m积m附近筛脏孔细料控的用量适当粮提高插矿粉觉用量c、曲悠线应避顺畅史，避剖免出浩现锯誓齿形笋或犬咏牙形●方法唤：马愧歇尔缝法●做法：逗保持矿晋料配合族比例不棍变，改羊变沥青灿用量，勉制作至饲少5个油腹石比闲的马贴歇尔唐试件愈，测培定试锅件的嚼体积柱指标小和稳牢定度城、流袜值，朝结合只技术吨标准箭，按稀规定焦的方虾法确第定沥宗青用桶量。●步骤：孕（1）、宿确定元拌和摘温度哭及击西实温蝴度a、用粘什度-温度曲牢线确定b、查蜡表：镇拌和守温度恋：140惜—16樱0℃击实温敌度：130延—15总0℃改性芬沥青何比普茫通沥奔青高10桂—2精0℃2、确定视沥青用楼量（2）、弱试件乌成型a、配料马：按每耗次拌和厅一个试繁件配料爬，一般差矿料为12川00名g。b、烘料临：矿料蔑烘干，蚁并加热蜓至比拌臭和温度申高出10-训20度c、拌壤和：晒矿料+沥青→拌匀+矿粉→拌匀，拌和绘时间3mi冬n拌和温确度15梦0—温16枪0℃d、装经模：通过略漏斗祥一次积装入尚，插碑上温满度计捧，楼接近认击实米温度孕时装叠入。e、击金实：温度14厅0—周15填0度，两仅面各击75次，倦高度分误差±1江.3肿mm。f、脱模煤编号：番次日。（3）、相测试a、测梁高：稼画十价字，恋取4个高好度的婶平均抹值b、称空阀气中质共量c、称袋表干么质量d、称有水中智质量e、测疼稳定袖度、孩流值f、实再测最筋大毛桐体积制相对帅密度（4）、计智算（程才序）a、毛体虽积相对塘密度b、空隙胸率c、矿娱料间芝隙率d、饱和胖度（5）、确键定沥青魄用量A、绘制沥泳青用量桥与马歇叉尔指标裹关系图宰。以沥格青用量施为横坐夹标，以揭密度、喉空隙率眼、矿料蚂间隙率脊、饱和客度、稳柴定度和数流值分修别为纵宝坐标，劣按试验文结果绘呼制成沥车青用量题与各项赵指标的技关系曲祸线（如扎图)。B、确定毫最佳沥反青用量初始覆值(OA讽C1)从图盾中分伤别取锹对应假于稳攀定度烤最大术值的节沥青检用量a1，对应典于密细度最揪大值秀的沥繁青用使量a2，对应于鸡设计空溪隙率中梅值的沥枕青用量a3，对应于初沥青设称计饱和泉度中值前的沥青厦用量a4，OAC舅1＝(a1相+a2逼+a3极+a4捡)／3如果在剪所选择驾的沥青忧用量范盟围未能善包含沥令青饱和叶度的要丸求范围壁，按下屈式计算脚初始值OA储C1。OAC梢1＝(a1印+a2存+a3创)／3对所纹选择双的沥钳青用概量范扛围，斤密度孟和稳型定度其没有瞒出现兽峰值希（最盈大值眯经常祝出现织在曲柿线的踢两端可）时努，可退直接逼以目慰标空锦隙率愈所对责应的就沥青热用量a3作为OAC努1，但OAC牲1必须界OAC堵min畅+OA笨Cma台x的范围去内，否元则应重叨新进行量配合比校设计。C、确统定最佳爱沥青用哗量中值(O需AC悦2)①按沥青坛混合料害技术标崇准对稳以定度、英流值、执空隙率柿和饱和芦度的要疾求，分队别确定文满足各吓单个指较标要求陶的沥青等用量范曲围（见户图）。②画涛综合图痰，将满迁足各单拒个指标新要求的散沥青用茎量范围临，等比怠例移到淹同一坐机标图上血，确定膏满足稳愉定度、掉流值、注空隙率型和饱度毅要求的邮共同沥茎青用量蒙范围OAC食min～OA暴Cm攻ax，其主中值搂为OAC俯2。OA孝C2＝(O察AC据mi赤n+消OA暖Cm荒ax音)／2D、确定沥青券最佳阳用量(O陈AC悠)OAC超=（OAC宴1+首OAC永2）/2E、检查从关而系图申中反野查出OAC对应的向各项指条标值，敞检查各垂项指标龙是否满置足技术谨标准的扰要求对于批高速驻公路秧、一贤级公愧路的井密级源配沥笨青混馋合料谦，沥同青用释量确族定后杨，还止应进凝行有遵关验森证试越验，或如果虏验证纠试验骨结果尿达不旨到技膨术标余准的良要求知，应尚调整骡配矿符料配贷合比也或更遗换材岩料重监新进装行配宋合比乎设计舱试验蚂。验货证试林验项哨目包烦括：1）动两稳定汪度检欲验2）水稳像性检验（1）残留聋稳定度（2）残未留强凑度比3）低温恼抗裂性纹能检验4）渗朱水系狱数检桌验3、配合皇比检验为高温勿稳定性杂检验指辫标试件育尺寸连：300×300×5双0m简m试验村温度尽：60℃橡胶承轮着惜地压蛙力：0.7猪MPa（等拉同后袖轴100梢KN汽车胸轮胎们的着包地压究力）橡胶轮杏速度：度往返42次/mi溜n试验时井间：1h，测45m朗in-洞60m链in的变锈形①动稳定窃度检验a、残梨留稳邮定度自：最佳定沥青自用量心下，椅浸水协（60℃）48h的稳定穗度与标央准稳定洞度之比怪。b冻融劈糖裂强度勇比：是将述马歇湖尔试文件在饲规定落条件琴下真基空度梢饱水确，在疤负温捡下快祸速冻议结，产在高扛温下帆溶解疮并恒莲温一缎定时英间后宵进行炼劈裂哈抗拉概试验汁，称每为冻挽融劈闻裂。砖劈裂温度挪为25℃，加载叛速率为50m土m／mi己n。其劈裂强度统与未师经冻融跑试件讯的劈皂裂强度比拥称为冻融劈喷裂强度桶比。②水稳定单性能检怠验意义甜：本方古法名期为冻绸融劈寄裂，点其真猛正含考义是碰检验炸沥青窃混合聚料的污抗水伸害能稻力，盐不过榨条件裕比一布般的偶浸水跪更苛留刻一黑些，明比残睬留稳之定度萍更难递满足着。它迈不同侍于抗买冻性蛙试验飘，抗初冻性邮试验铃的冻乘融循让环次虹数多剂达几王十次扶，甚监至数寨百次硬。所佛以它证虽然傅是冻吵融循运环试腿验，各由于移是评畜价混微合料氏的水顽稳定舟性，程对南球方非皆冰冻馋地区丹也是辛适用枝的。夫沥青丸混合客料水抹稳性描能应雷符合冻要求辟。③.低温性慨能检验案（对密级贴配沥青急混合料）方法概虹要：将霉车辙试拦板加工伟成棱柱言体试件吗在，在-1侵0℃的试验率温度下贪，以50侮mm／mi碌n的速率捐加载进容行弯曲舟试验，障测定破宣坏强度修、应变裁、劲度掠模量，应综合评次价沥青须混合料全的低温抗形裂性能。技术标请准：低温轰弯曲破坏林应变应符碰合下淘表的要求肌。改性沥携青混合根料低温填弯曲破纯坏应变糊技术要灯求幅表3气候条件与技术指标相应于下列气候分区所要求的破坏应变（）年极端最低气温(℃)及气候分区＜-37.0℃-21.5℃～-37.0℃-9.0℃-21.5℃＞-9.0℃1.冬严寒区2.冬寒区3.冬冷区4.冬温区1-12-11-22-23-21-32-31-42-4改性沥青混合料，不小于300035002500300035002000250015002000④.渗水性蓝能检验混合料渗水系数（ml/min）要求密级配沥青混凝土，不大于1204.配合比只修正与榜材料更