第五章-沥青混合料组成设计

2024/3/251道路建筑材料

ROADCONSTRUCTIONMATERIALS

第五章沥青混合料组成设计交通科学与工程学院组成材料的技术要求沥青混合料的技术要求沥青混合料设计22024/3/25交通科学与工程学院3

沥青（技术要求）粗集料（技术要求、规格）细集料（机制砂技术要求、规格）填料（技术要求）原材料的选择一、组成材料的技术要求31.1沥青（技术要求）道路石油沥青的适用范围41.1沥青（技术要求）道路石油沥青的技术要求51.1沥青（技术要求）道路石油沥青的技术要求（续）61.2粗集料（技术要求、规格）沥青混合料用粗集料质量技术要求71.2粗集料（技术要求、规格）粗集料与沥青粘附性、磨光值技术要求81.2粗集料（技术要求、规格）粗集料对破碎面的要求91.2粗集料（技术要求、规格）沥青混合料用粗集料规格101.3细集料（技术要求、规格）沥青混合料用细集料质量技术要求111.3细集料（机制砂技术要求、规格）天然砂规格要求机制砂或石屑规格要求121.4填料（技术要求）沥青混合料用矿粉技术要求132024/3/25交通科学与工程学院14各类混合料的级配范围（如基于泰波公式得到相应的级配范围）沥青混合料技术标准马歇尔稳定度技术标准动稳定度技术要求水稳定性技术要求破坏应变的技术要求渗水系数技术要求二、沥青混合料的技术要求142.1密级配沥青混凝土矿料级配范围密级配沥青混凝土矿料级配范围152.1沥青玛蹄脂碎石矿料级配范围沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围162.2密级配马歇尔试验标准密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准172.2SMA马歇尔试验标准SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求182.3沥青混合料车辙试验技术要求沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求192.4沥青混合料水稳定技术要求沥青混合料水稳定性检验技术要求202.5沥青混合料低温弯曲技术要求沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求212.7沥青混合料渗水系数技术要求沥青混合料渗水系数技术要求22三、沥青混合料设计2024/3/25交通科学与工程学院23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）马歇尔试验预估计算沥青用量沥青与集料相对密度测定配合比设计三个阶段233.1矿质混合料组成设计2024/3/25交通科学与工程学院+M集料A集料B集料C集料D++=目的：确定各档集料的掺配比例依据:集料A、B、C、D的筛分曲线矿质混合料M的级配范围方法：试算法、图解法矿质混合料的级配范围(AC16)243.1矿质混合料组成设计试算法基本原理：

假定矿质混合料中某一粒径的颗粒由某一种对该粒径占绝对优势的集料组成，其它集料不含这一档粒径。根据各个主要粒径去试算各种集料在混合料中的大致比例。如果比例不合适则稍加调整，最终达到符合混合料级配要求的各集料配合比例。253.1矿质混合料组成设计试算法假定有A、B、C三种集料，配制矿质混合料M(1)计算A集料在矿质混合料中的用量,设A集料中占优势粒径的粒径尺寸为i,其含量为aA(i),混合料M中该粒径要求的分计筛余百分率为aM(i),则A在混合料中的用量(X)为(2)计算B集料在矿质混合料中的用量,设B集料中占优势粒径的粒径尺寸为j,其含量为aB(j),混合料M中该粒径要求的分计筛余百分率为aM(j),则B在混合料中的用量(Y)为(3)计算C集料在矿质混合料中的用量(Z)为(4)按上述步骤可以计算混合料中的配合比,经校核如不在要求的级配范围内,应调整配合比重新计算和复核,直到符合要求为止,如经计算确不能满足级配要求时,可调整或增加集料数量。例题：P95263.1矿质混合料组成设计图解法1．绘制矩形图框2．连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）3．绘制级配曲线坐标图

纵坐标：通过百分率（%）

绘制横坐标，表示筛孔尺（mm），由级配中值确定筛孔位置4．在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线5．按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例6．合成级配，7.校验、调整筛孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配范围10095~10070~8848~6836~5324~4118~3012~228~164~8级配中植10098795745332417126273.1矿质混合料组成设计10090807060504030201000.0750.150.30.61.182.364.759.5A集料B集料C集料D集料a’aA集料用量39%B集料用量33%C集料用量15%D集料用量13%b

b’通过百分率/%筛孔尺寸/mm191613.2图解法283.1矿质混合料组成设计图解法1．绘图绘制矩形图框连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）绘制纵坐标：通过百分率（%）

绘制横坐标：表示筛孔尺寸（mm），由级配中值确定筛孔位置2．在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线3．按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例4.校验、调整292024/3/25交通科学与工程学院30WHATWHYHOW3.2沥青混合料最佳沥青用量确定

2024/3/25交通科学与工程学院313.2最佳沥青用量（OAC）

沥青用量沥青用量:沥青占沥青混合料的比例油石比：沥青占集料及矿粉之和的比例2024/3/25交通科学与工程学院323.2为什么要确定最佳沥青用量色香味高温稳定性低温抗裂性水稳定性耐久性色香味2024/3/25交通科学与工程学院333.2为什么要确定最佳沥青用量沥青用量过少松散坑槽2024/3/25交通科学与工程学院343.2为什么要确定最佳沥青用量沥青用量过多泛油车辙推移、拥包2024/3/25交通科学与工程学院35

=c+

(tan

沥青混合料的强度沥青粘结集料嵌挤沥青性质交互作用集料性质c

沥青用量对沥青混合料强度影响3.2为什么要确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院36(b)自由沥青(a)结构沥青扩散溶剂化膜3.2为什么要确定最佳沥青用量矿料与沥青的交互作用2024/3/25交通科学与工程学院37沥青用量对强度的影响3.2为什么要确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院38??3.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院39A试件的制备B物理指标的测定C力学指标的测定D马歇尔试验结果分析E路用性能试验检测3.3如何确定最佳沥青用量马歇尔试验2024/3/25交通科学与工程学院40

根据经验或按照规范要求初选5个沥青用量例如：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%3.3如何确定最佳沥青用量

在每个沥青用量下制备至少4个试件101.6±0.2mm

63.5±1.3mm2024/3/25交通科学与工程学院41物理指标马歇尔试验3.3如何确定最佳沥青用量

2024/3/25交通科学与工程学院42物理指标马歇尔试验3.3如何确定最佳沥青用量

2024/3/25交通科学与工程学院43物理指标马歇尔试验3.3如何确定最佳沥青用量

3.3如何确定最佳沥青用量马歇尔试验力学指标马歇尔试验44马歇尔试验：稳定度（KN）、流值（0.1mm）442024/3/25交通科学与工程学院45毛体积相对密度空隙率VV物理指标马歇尔试验3.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院46矿料间隙率VMA沥青饱和度VFA物理指标马歇尔试验3.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院47马歇尔稳定度MS流值FL力学指标马歇尔试验3.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院48沥青混合料的技术指标要求沥青用量空隙率(%)VMA(%)VFA(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)规范要求3～5≥1465～75≥820～403.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院49毛体积相对密度a1马歇尔稳定度MSa23.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院50空隙率VVa33.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院51沥青饱和度VFA流值FL3.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院523.3如何确定最佳沥青用量共同范围流值稳定度饱和度空隙率3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%5.5%6.0%沥青用量（％）2024/3/25交通科学与工程学院53最佳用油量为OAC?3.3如何确定最佳沥青用量2024/3/25交通科学与工程学院543.4如何确定最佳沥青用量车辙试验低温弯曲试验浸水马歇尔试验冻融劈裂试验路用性能试验总结55沥青材料石油沥青的组成、组分和结构沥青的技术性质、评价方法和评价指标组分：定义、四组分、对路用性能影响胶体结构：定义、各结构特点（结构特点、力学特性、路用性能、判定标准）、蜡对路用性能的影响；技术性质：粘度特性（动力粘度、运动粘度）、三大指标定义、评价指标、表征的沥青性能、感温性（针入度指数）劲度模量（定义、随时间和温度变化规律、影响因素等）2024/3/25交通科学与工程学院5656石料与集料掌握石料和集料的技术性质、评价方法；重点掌握矿质混合料的级配理论；石料的化学性质：石料的酸碱性组成结构物理性质：密度、孔隙率、吸水性、抗冻性力学性质：抗压强度、磨耗性、与沥青的粘附性集料的组成结构

物理性质粗集料骨架间隙率等

力学性质压碎值、磨光值等

级配：表征级配的三参数、细度模数等级配理论：粒径、连续级配、间断级配、最大密实曲线、n幂公式2024/3/25交通科学与工程学院