《道路建筑材料》（第2版） 课件 6- 沥青混合料

2024/2/12RoadConstructionMaterials1第六章沥青混合料(asphaltmixture)2024/2/12RoadConstructionMaterials2本章要求8掌握沥青混合料的定义、分类。掌握热拌沥青混合料的组成结构、强度理论及强度影响因素。掌握热拌沥青混合料的组成材料及要求、技术性质及标准、配合比设计方法。了解其它类型的沥青混合料及其特性。第六章沥青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials3第一节概述第六章沥青混合料

沥青混合料：由道路石油沥青和碎石、石屑、砂及矿粉等矿质原材料，按一定比例（必要时也包括纤维等其它填料）共同组成。粗集料细集料沥青混合料填料沥青矿质材料2024/2/12RoadConstructionMaterials4一、沥青路面简介第六章沥青混合料1.沥青路面分类方法按集料种类分按沥青材料品种分按施工方法、技术品质和使用特点分2024/2/12RoadConstructionMaterials5一、沥青路面简介第六章沥青混合料2.沥青混合料的优良品质

力学性能良好具有一定的弹塑性路面宏观平整、微观粗糙，利于行车安全减振性良好，行车舒适安全不扬尘，易清扫冲洗养护期短，修补方便且可再生利用易添加改性剂、外掺剂、稳定剂以提高沥青性能2024/2/12RoadConstructionMaterials6二、沥青混合料的分类第六章沥青混合料1.按矿料级配类型分

连续级配沥青混合料间断级配沥青混合料2.按公称最大粒径分

特粗式（公称最大粒径≥31.5mm）

粗粒式（公称最大粒径为26.5mm）

中粒式（公称最大粒径16mm或19mm）

细粒式（公称最大粒径9.5mm或13.2mm）

砂粒式（公称最大粒径≤4.75mm）2024/2/12RoadConstructionMaterials7二、沥青混合料的分类第六章沥青混合料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）连续级配间断级配间断级配沥青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-40——ATPB-40—37.553.0粗粒式—ATB-30——ATPB-30—31.537.5AC-25ATB-25——ATPB-25—26.531.5中粒式AC-20—SMA-20——AM-2019.026.5AC-16—SMA-16OGFC-16—AM-1616.019.0细粒式AC-13—SMA-13OGFC-13—AM-1313.216.0AC-10—SMA-10OGFC-10—AM-109.513.2砂粒式AC-5————4.759.5设计空隙率（%）3~53~63~4＞18＞186~12——热拌沥青混合料类型2024/2/12RoadConstructionMaterials8二、沥青混合料的分类第六章沥青混合料3.按级配类型和设计空隙率分密实级配沥青混合料（典型类型：AC、ATB、SMA）

半开级配沥青混合料（典型类型：AM）

开级配沥青混合料（典型类型：OGFC、ATPB）

粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率混合料类型公称最大粒径（mm）用以分类的关键性筛孔（mm）粗型密级配细型密级配名称关键性筛孔通过率（%）名称关键性筛孔通过率（%）AC-2526.54.75AC-25C＜40AC-25F＞40AC-20194.75AC-20C＜45AC-20F＞45AC-16162.36AC-16C＜38AC-16F＞38AC-1313.22.36AC-13C＜40AC-13F＞40AC-109.52.36AC-10C＜45AC-10F＞452024/2/12RoadConstructionMaterials9二、沥青混合料的分类第六章沥青混合料4.按沥青混合料制造工艺分热拌沥青混合料

温拌沥青混合料

半温拌沥青混合料

冷拌沥青混合料

热再生沥青混合料

冷再生沥青混合料大型间歇式沥青混合料拌合站构造见教材图6-12024/2/12RoadConstructionMaterials10二、沥青混合料的分类第六章沥青混合料5.按路面技术特性分热拌沥青混凝土

热拌沥青稳定碎石

冷拌沥青混合料路面

沥青贯入式路面

沥青表面处治路面2024/2/12RoadConstructionMaterials11第一节结束第六章沥青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials12第二节热拌沥青混合料第六章沥青混合料一、沥青混合料的组成结构1.组成结构理论表面理论：沥青混合料：矿质骨架（粗、细集料、填料）

结合料----沥青

胶浆理论：是一种多级空间网状结构的分散系。2024/2/12RoadConstructionMaterials13一、沥青混合料的组成结构第六章沥青混合料2.沥青混合料的组成结构

悬浮密实结构骨架孔隙结构骨架密室结构a)悬浮密实结构b)骨架孔隙结构c)骨架密实结构2024/2/12RoadConstructionMaterials14二、热拌沥青混合料的强度理论第六章沥青混合料1.按强度构成原理分

嵌挤类

密实类2.沥青混合料的抗剪强度指标

τ=c+σtanϕ

设计要求：破裂面上实际产生的剪切应力τa不大于沥青混合料的允许剪应力τR。2024/2/12RoadConstructionMaterials15三、影响沥青混合料抗剪强度的因素第六章沥青混合料1.集料的性状与级配类型2.沥青材料的黏度与用量3.沥青与矿料在界面上的

交互作用

沥青与矿粉交互作用的结构模式4.沥青与矿粉用量比例

沥青用量对沥青混合料强度的影响

2024/2/12RoadConstructionMaterials16第二节结束第六章沥青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials17第三节热拌沥青混合料的技术性质第六章沥青混合料一、技术性质

1.高温稳定性

定义评定指标1）马歇尔稳定度试验2）车辙试验影响因素1）沥青结合料2）集料3）沥青混合料

2024/2/12RoadConstructionMaterials18一、技术性质第六章沥青混合料2.低温抗裂性

定义

评定指标

1）低温弯曲试验3.耐久性

定义

评定指标

1）空隙率

2）饱和度

3）残留稳定度

影响因素

1）沥青混合料的空隙率等2024/2/12RoadConstructionMaterials19一、技术性质第六章沥青混合料4.抗滑性

定义评定指标

1）表面纹理构造深度2）路表面摩擦系数

影响因素

1）矿料自身2）表面构造深度、颗粒形状与尺寸等5.施工和易性

定义

影响因素

1）材料组成

2）施工条件

2024/2/12RoadConstructionMaterials20二、沥青混合料组成材料及其要求第六章沥青混合料1.组成材料

沥青粗集料细集料填料纤维稳定剂2024/2/12RoadConstructionMaterials21二、沥青混合料组成材料及其要求第六章沥青混合料2.各组成材料要求

沥青

1）道路石油沥青2）改性沥青3）液体石油沥青4）乳化沥青……

针对不同气候环境，如何把握沥青的黏度？2024/2/12RoadConstructionMaterials22二、沥青混合料组成材料及其要求第六章沥青混合料2.各组成材料要求

粗集料

1）物理力学性能要求2）与沥青黏附性要求3）粒径尺寸规格

沥青面层用粗集料规格

2024/2/12RoadConstructionMaterials23二、沥青混合料组成材料及其要求第六章沥青混合料2.各组成材料要求

细集料

1）物理力学性能要求2）粒径尺寸规格

沥青面层用机制砂或石屑规格见教材表6-4

沥青面层用天然砂规格见教材表6-5

分类通过各筛孔（mm）的质量百分率（%）细度模数（MX）9.54.752.361.180.60.30.150.075粗砂10090~10065~9535~6515~305~200~100~53.7~3.1中砂10090~10075~9050~9030~608~300~100~53.0~2.3细砂10090~10085~10075~10060~8415~450~100~52.2~1.6规格公称粒径（mm）通过下列筛孔（方孔筛）的质量百分率（％）9.54.752.361.180.60.30.150.075S15S160～50～310090～10010060～9080～10040～7550～8020～5525～607～408～452～200～250～100～152024/2/12RoadConstructionMaterials24二、沥青混合料组成材料及其要求第六章沥青混合料2.各组成材料要求

填料

沥青面层用矿粉质量要求

指

标高速公路、一级公路其他等级公路表观密度

不小于（t／m３）2.502.45含水量

不大于（％）11粒度范围

＜0.6mm（％）

＜

0.15mm（％）

＜0.075mm（％）10090～10075～10010090～10070～100外

观无团粒结块亲水系数＜1塑性指数＜4加热安定性实测记录2024/2/12RoadConstructionMaterials25二、沥青混合料组成材料及其要求第六章沥青混合料2.各组成材料要求

纤维稳定剂

1）木质素纤维2）矿质纤维3）聚酯纤维……

木质素纤维质量技术要求

项目单位指标试验方法纤维长度，不大于mm6水溶液用显微镜观测灰分含量%18±5高温590~600℃燃烧后测定残留物pH值

7.5±1.0水溶液用pH试纸或pH计测定吸油率，不小于

纤维质量的5倍用煤油浸泡后放在筛上经振敲后称量含水率（以质量计）不大于%5105℃烘箱烘2h后冷却称量2024/2/12RoadConstructionMaterials26三、沥青混合料工程设计级配范围第六章沥青混合料

沥青混合料矿料级配范围2024/2/12RoadConstructionMaterials27四、热拌沥青混合料的技术标准第六章沥青混合料

沥青混合料矿料级配范围2024/2/12RoadConstructionMaterials28四、热拌沥青混合料的技术标准第六章沥青混合料1.沥青路年使用性能气候分区

沥青路面使用性能气候分区

气候分区指标气候分区按照高温指标高温气候区123气候区名称夏炎热区夏热区夏凉区最热月平均最高气温(℃)>3020～30<20按照低温指标低温气候区1234气候区名称冬严寒区冬寒区冬冷区冬温区极端最低气温(℃)<-37.0-37.0～-21.5-21.5～-9.0>-9.0按照雨量指标雨量气候区1234气候区名称潮湿区湿润区半干区干旱区年降雨量(mm)>10001000～500500～250<2502024/2/12RoadConstructionMaterials29四、热拌沥青混合料的技术标准第六章沥青混合料2.热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准试验指标密级配热拌沥青混合料（AC）高速公路、一级公路、城市快速路、主干路其他等级公路行人道路中轻交通重交通中轻交通重交通夏炎热区夏热区及夏凉区击实次数（双面）755050试件尺寸（mm）φ101.6mm×63.5mm空隙率（%）深90mm以内3～54～62～43～53～62～4深90mm以下3～62～43～63～6—稳定度（kN）≥853流值（mm）2～41.5～42～4.52～42～4.52～5矿料间隙率VMA（％）≥设计空隙率（％）相应于以下公称最大粒径（mm）的最小VMA及VFA技术要求26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.5151618

6141515.5161719沥青饱和度VFA（％）55～7065～7570～852024/2/12RoadConstructionMaterials30四、热拌沥青混合料的技术标准第六章沥青混合料3.沥青混合料的高温稳定性指标

沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求气候条件与技术指标相应下列气候分区所要求的动稳定度DS(次／mm)七月平均最高温度(℃)及气候分区>30(夏炎热区)20～30(夏热区)<20(夏凉区)1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通沥青混合料≥8001000600800600改性沥青混合料≥240028002000240018002024/2/12RoadConstructionMaterials31四、热拌沥青混合料的技术标准第六章沥青混合料4.沥青混合料的低温抗裂性指标

沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求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(μm)年极端最低温度(℃)及气候分区<-37.0(冬严寒区)-37.0～-21.5(冬寒区)-21.5～-9.0(冬冷区)>-9.0(冬温区)1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通沥青混合料≥260023002000改性沥青混合料≥3000280025002024/2/12RoadConstructionMaterials32四、热拌沥青混合料的技术标准第六章沥青混合料5.沥青混合料水稳定性指标

沥青混合料水稳定性技术要求年降雨量（mm）及气候分区>1000(潮湿区)100～500(湿润区)500～250(半干区)<250(干旱区)浸水马歇尔试验的残留稳定度(％)≥普通沥青混合料8075改性沥青混合料8580冻融劈裂试验的残留强度比(％)≥普通沥青混合料7570改性沥青混合料80752024/2/12RoadConstructionMaterials33第三节结束第六章沥青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials34第四节沥青混合料配合比设计第六章沥青混合料一、马歇尔沥青混合料设计方法--目标配合比设计

1.矿料配合比组成设计确定沥青混合料类型

不同层位下的沥青混合料类型

2024/2/12RoadConstructionMaterials35一、马歇尔沥青混合料设计方法--目标配合比设计第六章沥青混合料1.矿料配合比组成设计

确定矿质混合料的级配范围

矿质混合料配合比例计算

1）组成材料的原始数据测定2）计算组成材料的配合比3）调整配合比2024/2/12RoadConstructionMaterials36一、马歇尔沥青混合料设计方法--目标配合比设计第六章沥青混合料2.确定最佳沥青用量

制备试样

测试试件的物理力学指标

1）实测密度：当试件密实且集料吸水率不大时，用水中重法测定表观密度：

当试件表面粗糙但较密实，吸水率小于2%时，用表干法测定毛体积密度：当吸水率大于2%的试件，采用蜡封法测定毛体积密度:2024/2/12RoadConstructionMaterials37一、马歇尔沥青混合料设计方法--目标配合比设计第六章沥青混合料2）最大理论密度：采用油石比计算时：

采用沥青含量计算时：

3）试件的空隙率：2024/2/12RoadConstructionMaterials38一、马歇尔沥青混合料设计方法--目标配合比设计第六章沥青混合料4）试件的饱和度：

采用油石比计算时，沥青体积百分率：

采用沥青含量计算时，沥青体积百分率：2024/2/12RoadConstructionMaterials39一、马歇尔沥青混合料设计方法--目标配合比设计第六章沥青混合料2.确定最佳沥青用量马歇尔试验结果分析

确定最佳沥青用量：

沥青混合料的性能检验

1）水稳定性检验2）高温稳定性检验沥青用量与各项指标关系曲线图示例见教材图6-5

2024/2/12RoadConstructionMaterials40二、Superpave沥青混合料设计方法--前言

第六章沥青混合料该方法一套从轻交通到重交通道路的混合料设计方法。水平1不仅用于低交通量，而且也是各级设计水平的基础。

设计水平1、2、3与相应的设计交通量设计水平水平1水平2水平3设计交通量（80/kNESAL）轻交通≤106中等交通量≤107重交通量＞107试验要求选择材料和体积配合比水平1+性能预测试验水平1+增加的性能预测试验2024/2/12RoadConstructionMaterials41二、Superpave沥青混合料设计方法—材料的选择

第六章沥青混合料1.沥青胶结料等级的确定

Superpave胶结料等级

1）设计温度的确定

高温等级/℃低温等级/℃PG-46-34-40-46

PG-52-10-16-22-28-34-40-46PG-58-16-22-28-34-40

PG-64-10-16-22-28-34-40

PG-70-10-16-22-28-34-40

PG-76-10-16-22-28-34

PG-82-10-16-22-28-34

2024/2/12RoadConstructionMaterials42二、Superpave沥青混合料设计方法—材料的选择

第六章沥青混合料1.沥青胶结料等级的确定

2）根据路面温度选择胶结料等级3）根据交通速率和荷载调整胶结料等级选择

胶结料等级的选择最低路面设计温度/℃＞-10PG46-10PG52-10PG58-10PG64-10PG70-10PG76-10PG82-10-10~-16PG46-16PG52-16PG58-16PG64-16PG70-16PG76-16PG82-16-16~-22PG46-22PG52-22PG58-22PG64-22PG70-22PG76-22PG82-22-22~-28PG46-28PG52-28PG58-28PG64-28PG70-28PG76-28PG82-28-28~-34PG46-34PG52-34PG58-34PG64-34PG70-34PG76-34PG82-34-34~-40PG46-40PG52-40PG58-40PG64-40PG70-40PG76-40PG82-40-40~-46PG46-46PG52-46PG58-46PG64-46PG70-46PG76-46PG82-46地区（举例）阿拉斯加-加拿大美国北部加拿大美国北部美国南部美国西部、沙漠美国大陆慢速/重交通2024/2/12RoadConstructionMaterials43二、Superpave沥青混合料设计方法—材料的选择

第六章沥青混合料2.集料的选择

粗集料棱角

细集料棱角

粗集料的扁平与细长颗粒

粘土含量

集料的坚固性

安定性

有害物质

Superpave混合料设计要求交通量百万ESAL/s粗集料棱角细集料棱角砂当量扁平细长颗粒/%砂粉与有效沥青用量比在路面下深度/mm在路面下深度/mm

＜100＞100

＜100＞100＜0.355/--/---40-0.6~1.2＜165/--/-40-40-0.6~1.2＜375/-50/-404040100.6~1.2＜1085/8060/---45100.6~1.2＜3095/9080/75454050100.6~1.2＜100100/10095/90454550100.6~1.2＞100100/100100/100454550100.6~1.22024/2/12RoadConstructionMaterials44二、Superpave沥青混合料设计方法—材料的选择

第六章沥青混合料3.级配

Superpave采用0.45次方级配图表来定义容许级配，如下图所示。Superpave采用控制点（Superpave集料级配控制点）和一个限制区（Superpave集料级配的限制区边界）来规定级配。2024/2/12RoadConstructionMaterials45二、Superpave沥青混合料设计方法—设计集料的结构

第六章沥青混合料1.试件体积特性计算

混合料的有效密度

吸收进集料中的沥青体积有效沥青体积初始试用沥青胶结料含量2024/2/12RoadConstructionMaterials46二、Superpave沥青混合料设计方法—设计集料的结构

第六章沥青混合料2.试件的制备与压实

试件尺寸

试件压实

采用SHRPM-007松散沥青混合料短期老化后，按照AASHTOTP4（SHRPM-002）旋转压实仪压实试件

测定混合料最大理论密度2024/2/12RoadConstructionMaterials47二、Superpave沥青混合料设计方法—设计集料的结构

第六章沥青混合料3.数据分析与表示通过计算估算毛体积比重：最大公称尺寸确定VMA确定旋转次数Nd后的空隙率Va和VMA

计算Nd在等于4%空隙的估算沥青含量:此沥青用量时的Nd的体积指标为：对VMA:

对VFA:2024/2/12RoadConstructionMaterials48二、Superpave沥青混合料设计方法—设计集料的结构

第六章沥青混合料4.胶粉比的确定

5.Superpave混合料体积设计要求交通量ESAL/106s要求密度(最大理论密度/%)最小矿料空隙率/%VFA粉胶比最大公称尺寸NiNdNm37.525.019.012.59.5＜0.3≤91.596≤9811.012.013.014.015.070~800.6~1.20.3~3≤90.565~783~10≤89.0

10~30＞302024/2/12RoadConstructionMaterials49二、Superpave沥青混合料设计方法—确定设计沥青用量第六章沥青混合料

1.选择4个沥青用量2.成型4种沥青用量的混合料试件3.选择相应于空隙率为4%的沥青用量

2024/2/12RoadConstructionMaterials50二、Superpave沥青混合料设计方法—水敏感性评价第六章沥青混合料试件压实的空隙率为7%确定为条件试件的平均抗压强度除以对比试件平均抗

强度的比值，最小为80%

2024/2/12RoadConstructionMaterials51三、体积设计法第六章沥青混合料

1.确定主骨料，由泰波公式设计细集料组成；2.测定粗、细集料与矿粉的表观密度；3.测定主骨料的装填密度；4.计算主骨料紧装空隙率；5.初步确定矿粉、沥青用量，根据不同功能要求确定混合料设计目标空隙率；6.求解粗、细集料用量；7.计算沥青混合料级配组成，确定最佳沥青用量并分析马歇尔试验结果；8.必要时可进一步进行沥青混合料车辙试验等性能确认性试验。

2024/2/12RoadConstructionMaterials52四、贝雷法第六章沥青混合料

1.确定主骨料，由泰波公式设计细集料组成；2.测定粗、细集料与矿粉的表观密度；3.测定主骨料的装填密度；4.计算主骨料紧装空隙率；5.初步确定矿粉、沥青用量，根据不同功能要求确定混合料设计目标空隙率；6.求解粗、细集料用量；7.计算沥青混合料级配组成，确定最佳沥青用量并分析马歇尔试验结果；8.必要时可进一步进行沥青混合料车辙试验等性能确认性试验。

2024/2/12RoadConstructionMaterials53四、贝雷法第六章沥青混合料贝雷法平面院模型

贝雷法设计步骤：

1.划分粗、细集料2.粗、细集料以松散和捣实密度来确定混合料的体积特征3.进一步对粗集料的不同粒径进行约束（CA比指标）

CA>1无法形成良好的骨架结构CA<0.4混合料容易离析且难以压实2024/2/12RoadConstructionMaterials54四、贝雷法第六章沥青混合料贝雷法存在的问题：1.平面三圆模型与混合料实际状态相差甚远；2.嵌挤点控制和级配参数计算由于采用的都是标准筛孔值，该方法对于不同粒径的混合料形成嵌挤的粒径比例关系是不同的；3.不同混合料嵌挤系数的变化，导致不同混合料级配控制参数上没有统一的可比性；4.没有考虑矿粉的体积填充影响。2024/2/12RoadConstructionMaterials55第四节结束第六章沥青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials56第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料例题：试用马歇尔法设计某高速公路路面上面层用沥

青混合料的配合比组成。

设计要求

1.用图解法确定各种矿质集料的用量比例。2.用马歇尔试验确定最佳沥青用量。原始资料：1.道路等级：高速公路。2.气候条件：本工程地处于半干区的2-2区。3.路面类型：三层式沥青混凝土路面的上面

层，结构层厚度为3cm。

2024/2/12RoadConstructionMaterials57第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料

材料技术性能：

（1）沥青

根据气候分区，本工程地处于半干区的2-2区，按规范选择沥青标号为90号。经检验质量符合我国道路石油沥青技术要求，其主要技术指标如下表。沥青质量检测结果项

目单位技术要求试验结果试验方法针入度（25℃，100g，5s）0.1mm80～10083JTJT0604延度（5cm/min）15℃cm≥100＞100JTJT060510℃cm≥30＞30JTJT0605软化点℃≥4444.7JTJT0606溶解度％＞99.599.5JTJT0607闪点℃＞245342JTJT0611密度g/cm3实测1.003JTJT0603蜡含量％≤2.20.64JTJT0615TFOT后质量损失％≤0.8+0.11JTJT0609针入度比％≥5779.5JTJT0604延度15℃cm≥20＞80JTJT060510℃cm≥8＞10JTJT06052024/2/12RoadConstructionMaterials58第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料材料技术性能：

（2）矿质材料

粗集料采用某采石场的石灰石，材料筛分结果与技术检测结果列于下表，各项指标均符合规范要求，可以使用。矿质材料筛析结果

粗集料质量规格原材料筛孔尺寸（mm）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率（％）碎石10095260000000石屑1001001008040170000砂10010010010094907638170矿粉10010010010010010010010010083指

标单

位规

范

要

求碎

石

规

格9.5～13.24.75～9.5压碎值％≤2615.0洛杉矶磨耗值％≤2819.2磨光值

≥4046视密度g/cm3≥2.602.7202.712吸水率％≤2.00.85针片状含量％≤155.7-含泥量％≤1接近0坚硬性％≤12石质良好，经判断可以不做2024/2/12RoadConstructionMaterials59第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料材料技术性能：

（2）矿质材料

细集料采用某地河砂，技术检测结果如下表所列。符合规范要求，可以使用。砂的质量指标

填料采用石灰石磨制，技术检测结果如下表所列，符合规范要求，可以使用。粗集料质量规格指

标规

范

要

求试

验

结

果细度模数粗砂：3.7～3.1中砂：3.0～2.3

表观密度（g/cm3）≥2.502.6227砂当量≥6064外观-洁净、坚硬、无杂质＜0.075mm含量（％）≤30.15坚固性（％）≥12砂质良好，经判断可以不做指

标规

范

要

求石

灰

石

粉岩石品种及产地石灰石某地石灰石表观密度（g/cm3）≥2.502.014亲水系数≤1＜1.0含水率（％）≤10.152024/2/12RoadConstructionMaterials60第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料解：1.矿质混合料级配组成的确定1）确定沥青混合料类型

由原始资料可知，沥青混合料用于高速公路三层式沥青混凝土路面上面层，故参照教材表6-14可知，沥青混合料类型可选用AC-13、AC-16、AC-20，又知该沥青路面面层厚度为3cm，因此，确定沥青混合料类型为AC-13沥青混凝土混合料。2）确定矿质混合料级配范围参照教材表6-8的要求，细粒式AC-13型沥青混凝土混合料的矿质混合料级配范围如下表。矿质混合料要求级配范围

级配类型筛孔尺寸（mm）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075细粒式沥青混凝土（AC-13）10090～10068～8538～6824～5015～3810～287～205～154～82024/2/12RoadConstructionMaterials61第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料1.矿质混合料级配组成的确定3）测出集料和沥青的各项指标，以及矿质集料的筛分结果，见原始资料。用图解法求出矿质集料的比例关系，示意如下图所示。矿质混合料配合比计算图

2024/2/12RoadConstructionMaterials62第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料1.矿质混合料级配组成的确定3）进行调整，使合成级配尽量接近要求级配范围中值，经调整后的矿料合成级配计算列于下表。矿质混合料合成级配计算表

2024/2/12RoadConstructionMaterials63第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料1.矿质混合料级配组成的确定3）绘制合成级配曲线如下图所示矿质混合料级配曲线图由此可得出矿质混合料的组成为：碎石:石屑:砂:矿粉＝40％:36％:15％:8％。

2024/2/12RoadConstructionMaterials64第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料2.沥青最佳用量的确定1）基于上述计算所得的矿质集料级配，按照经验，细粒式沥青混凝土（传统AC-13Ⅰ）的沥青用量为4.5％～6.5％。采用0.5％的间隔变化，配制5组马歇尔试件，试件拌制温度为140℃，试件成型温度为130℃，击实次数两面各击打75次。成型试件经24h后，测定其各项指标，试验结果见下表。沥青混合料马歇尔试验数据统计表组数编号沥青用量（％）实测密度（g/cm3）空隙率（％）饱和度（％）稳定度（kN）流值（0.1mm）123454.55.05.56.06.52.4722.5122.5312.5422.5327.55.54.13.42.653.363.672.677.683.410.411.912.410.99.028.829.330.733.236.22024/2/12RoadConstructionMaterials65第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料2.沥青最佳用量的确定1）画出沥青用量和各指标之间的关系曲线，如下图所示。2024/2/12RoadConstructionMaterials66第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料2.沥青最佳用量的确定

2)从沥青与各指标关系曲线中可以得出α1=5.5%，α2=5.0%，α3=5.0%，α4=4.7%，则：

根据沥青混合料马歇尔试验技术指标（见表6-10，）确定各关系曲线上沥青用量范围，取其共同部分可得：

因为气候条件属于温和地区，且是车辆渠化交通的高速公路，预计有可能出现车辙，则的取值在与的范围内决定，故根据经验取。2024/2/12RoadConstructionMaterials67第五节沥青混合料配合比设计算例第六章沥青混合料2.沥青最佳用量的确定3）按最佳沥青用量4.8％制作马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验，测得的试验结果见下表。由下表可见，残留稳定度大于75％，符合规定要求。4）按最佳沥青用量4.8％制作车辙试件，测定其动稳定度，其结果大于800次／mm，符合规定要求。浸水马歇尔试验数据统计表

因此通过以上试验和计算，可以确定最佳沥青用量为4.8％。沥青用量（％）密度（g/cm3）空隙率（％）饱和度（％）马歇尔稳定度（kN）浸水马歇尔稳定度（kN）残留稳定度（％）4.82.5373.774.912.49.8792024/2/12RoadConstructionMaterials68第五节