瀝青混合料配合比設(shè)計ppt

1、四、熱拌瀝青混合料的配合比設(shè)計,設(shè)計目標(biāo) 配制出滿足基本性能要求的瀝青混合料。關(guān)鍵問題 1、確定混合料性能要求 2、各種原材料的選取 粗細(xì)骨料選擇和品質(zhì)要求，瀝青種類 3、各種原材料用量的確定。,設(shè)計思路1、確定設(shè)計混合料的類型。 依據(jù)道路等級、路面類型、結(jié)構(gòu)層位——表3-132、確定混合料的技術(shù)性能指標(biāo)。 力學(xué)指標(biāo)：擊實次數(shù)、MS、FL、DS 耐久性指標(biāo)：VV、V

2、FA、VMA、MS’0、TSR ——表3-16、17、18、19、203、原材料選取 瀝青標(biāo)號、骨料品質(zhì) ——表2-6、3-6、7、8、9、10、11、12,4、骨料級配確定和設(shè)計 確定選取骨料的組配，滿足級配要求。 —

3、—表3-14 粗骨料、細(xì)骨料、礦粉比例 5、瀝青混合料設(shè)計 確定最佳瀝青用量，滿足技術(shù)指標(biāo)要求。 ——礦料設(shè)計、最佳瀝青用量確定,（一）礦質(zhì)混合料的配比設(shè)計,問題的提出 1、骨料粒級如何配合，堆積空隙率最小？ ——最大堆積密度理論

4、 2、不同骨料如何搭配，才能獲得最大堆積密度？ ——礦料配合比設(shè)計方法,1、礦質(zhì)混合料級配理論（最大密度曲線理論） W.B.富勒（Fuller）研究發(fā)現(xiàn)：礦質(zhì)混合料過篩百分率與粒徑的關(guān)系曲線越接近拋物線，混合料的密實度越大，空隙率越小。 P2=kd 當(dāng)篩孔尺寸d等于集料的最大粒徑D時，該顆粒的通過百分率P為100 p=100（d/D）0.5 實際應(yīng)用 ：p=100（d

5、/D）n ，n冪級配通式 n通常在0.3~0.7之間 ，0.5時為最大密度曲線,P-d級配曲線,P-logd級配曲線,——已知礦料最大粒徑，理論上可以推算最佳級配范圍,2、礦質(zhì)混合料的組成設(shè)計 合理組配不同集料，使混合料級配處于要求的范圍之內(nèi)，并盡可能逼近理想的最大密度曲線 ——數(shù)解法和圖解法 已知條件： （1）各種集料的篩分析試驗結(jié)果； （2）設(shè)計要求：

6、技術(shù)規(guī)范規(guī)定或理論計算得到的礦質(zhì)混合料級配范圍 ——迫近表3-14的級配中值,數(shù)解法基本原理： （1）設(shè)有A、B、C三種集料，欲配制級配為M的礦質(zhì)混合料，A、B、C在混合料中百分比分別為X、Y、Z，則： X + Y + Z = 100 （2）設(shè)集料A、B、C中某粒徑i顆粒含量分別為aA(i)、aB(i)、aC(i)，混合料M相應(yīng)顆粒含量為aM(i)，則：

7、 XaA(i) + YaB(i)+ ZaC(i)= aM(i) （3）假定混合料中某粒徑顆粒僅由一相應(yīng)的優(yōu)勢集料提供，其他集料不含此種顆粒，則優(yōu)勢集料用量可直接求出。,計算AC-13I型瀝青混凝土的礦料配合比。 已知： 碎石、石屑和礦粉三種礦質(zhì)集料，篩分析試驗結(jié)果見表1。 瀝青混凝土礦料的級配要求 計算： （1）確定碎石、石屑、礦粉在礦質(zhì)混合料中所占的比例。

8、 （2）校核礦質(zhì)混合料合成級配計算結(jié)果是否符合規(guī)范要求級配范圍。,例題1,（1）礦質(zhì)混合料級配范圍中值換算為分計篩余中值 （2）確定優(yōu)勢骨料，計算相應(yīng)含量 優(yōu)勢骨料1：碎石——優(yōu)勢粒徑為4.75mm， 則混合料中碎石含量： X = aM(4.75)/ aA(4.75) = 21.0/49 = 42.1% 優(yōu)勢骨料2：礦粉——優(yōu)

9、勢粒徑為＜0.075mm 則混合料中礦粉含量： Z= aM( ＜ 0.0.75)/ aC(0.0.75)= 6.0/85.3 = 7.0% （3）計算石屑在礦質(zhì)混合料中的含量Y Y= 1 - X – Z = 50.9% （4）校核、計算、調(diào)整。 如何校核？原則是什么？,圖解法基本原理 （1） n冪公式p=100（d/D）n 中， p與（d

10、/D）n為直線關(guān)系,（2） 假設(shè)礦料為單一粒徑骨料組成，則其級配曲線為直線（3）各粒徑骨料用量可通過首尾相連，與級配中值線的交點確定,（4）非單一粒徑各骨料用量按下述方法確定 A、級配曲線相離，作相離點的垂直平分線。 B、級配曲線相接，連接相接點。 C、級配曲線相重疊，作垂線使之在兩條級配曲線上截得的線段長度相等。 ——通過所作垂線與級配中值直線的交點，作水平

11、線，在縱坐標(biāo)上截得的距離為相應(yīng)骨料的用量。,,,,,例題2、試用圖解法設(shè)計某高速公路用細(xì)粒式瀝青礦質(zhì)混合料的配合比。已知： （1）有碎石、石屑、砂和礦粉四種礦料，各集料通過百分率列于表中。 （2）設(shè)計級配范圍按《瀝青路面施工及驗收規(guī)范》瀝青混凝土混合料細(xì)粒式AC13-I要求的級配范圍和中值列于表中。,步驟1：繪制圖解法用圖，縱坐標(biāo)取10cm表示通過量，橫坐標(biāo)取15cm表示篩孔尺寸。作級配曲線中值，并確定篩孔坐標(biāo)。步驟2：將碎

12、石、石屑、砂和礦粉的級配曲線繪制于圖中步驟3：確定各集料所占比例。,步驟4、根據(jù)圖解法求得的各集料用量百分率，列表進行校核計算如表,步驟5、0.3mm和0.6mm通過量偏低，0.075mm通過量偏高。配合比調(diào)整，碎石X=31%，石屑Y=26%，砂Z=37%，礦粉W=6% 步驟6、將調(diào)整后合成級配繪制于規(guī)范要求級配曲線中,(二)、瀝青混合料的配比設(shè)計,1、熱拌瀝青混合料配比設(shè)計步驟A、礦質(zhì)混合料的配比設(shè)計 1）根據(jù)道路

13、等級、路面結(jié)構(gòu)和層次，選取瀝青混合料類型 2）確定合成礦料要求的級配范圍。 3）礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計。 ——0.075mm、2.36mm和4.75mm篩孔通過量盡量接近設(shè)計級配范圍中值。 ——對交通量大的道路，級配應(yīng)接近下限； ——小交通量的道路應(yīng)偏上限。,,,,,,,B、確定最佳瀝青用量 瀝青用量表示：油石比： ：各種礦料配合比（礦料總和為 ）（%）

14、 ：油石比（瀝青與礦料的質(zhì)量比）（%） 瀝青百分含量%： ：各礦料配合比（礦料和瀝青總和為 ） ：瀝青含量（瀝青占瀝青混合料總質(zhì)量百分率）（%）,,,,,,,1）測試試樣制備： （1）按礦質(zhì)混合料配比確定各種集料用量 （2）選取間隔為0.5%的五個瀝青摻量 2）測定物理指標(biāo) （1）表觀密度ρs （2）計算理論最大

15、密度,,,（3）計算空隙率（VV）：（4）計算瀝青體積百分率（VA）：（5）計算礦料間隙率（VMA）：（6）計算瀝青飽和度（VFA）：,,,,,（7）測定力學(xué)指標(biāo) A：馬歇爾穩(wěn)定度MS B：流值FL C：計算馬歇爾模數(shù)T 3）馬歇爾試驗結(jié)果分析 （1）繪制瀝青用量與物理力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖。,（2）根據(jù)穩(wěn)定度、密度、空隙率、瀝青飽和度確定最佳瀝青用量初始值1（OAC1） OAC1=（a

16、1+a2+a3+a4）/4,（3）根據(jù)符合各技術(shù)指標(biāo)要求的瀝青用量范圍(不含VMA)確定瀝青最佳用量初始值2（OAC2） OAC2=（OACmax+OACmin）/2 （4）根據(jù)OAC1和OAC2確定瀝青最佳用量OAC OAC=（OAC1+OAC2）/2 ——檢驗OAC滿足VMA要求，且偏最小值 預(yù)計車轍較大 ：OAC在OAC2和OACmin之間選取，但不小于

17、OAC2的0.5% 寒區(qū)道路及一般道路 ：OAC可在OAC2和OACmax之間選取，但不大于OAC2的0.3%,4）水穩(wěn)性試驗 以最佳瀝青用量OAC進行浸水馬歇爾試驗或凍融劈裂試驗 若OAC與OAC1、OAC2相差較大，用OAC和OAC1或OAC2進行殘留穩(wěn)定度試驗 要求：表3-205）抗車轍試驗 以最佳瀝青用量OAC進行動穩(wěn)定度車轍試驗 。 若OAC與OAC1、OA

18、C2相差較大，用OAC和OAC1或OAC2進行試驗 要求：表3-18 6）低溫抗裂性檢驗 以最佳瀝青用量OAC進行低溫抗裂性檢驗。 若OAC與OAC1、OAC2相差較大，用OAC和OAC1或OAC2進行試驗,例 、某高速公路瀝青路面上面層瀝青混合料的配合比設(shè)計。[原始資料]1、道路等級：高速公路2、路面類型；瀝青混凝土3、結(jié)構(gòu)層位：三層式瀝青混凝土的上面層4、氣候條件：7月平均最高氣溫3

19、2℃、年極端最低氣溫-6.5 ℃ ，年降雨量1500mm5、材料性能 （1）瀝青材料： （2）礦質(zhì)材料：碎石、石屑 ：石灰石軋制碎石，飽水抗壓強度120Mpa，洛杉磯磨耗率12%，粘附性5級，視密度2.70t/m3。礦粉：石灰石磨細(xì)石粉，粒度范圍符合技術(shù)要求，無團粒結(jié)塊，視密度2.58t/m3。,[設(shè)計要求] 1、根據(jù)道路等級、路面類型和結(jié)構(gòu)層位確定瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料的級配范圍。根據(jù)現(xiàn)有的各

20、種礦質(zhì)材料篩析結(jié)果，用圖解法確定各種礦質(zhì)材料的配合比。2、根據(jù)選定的礦質(zhì)混合料類型相應(yīng)的瀝青用量范圍，進行馬歇爾試驗，確定最佳瀝青用量。3、根據(jù)高速公路用瀝青混合料要求，對設(shè)計的礦質(zhì)混合料的級配進行調(diào)整，瀝青用量按水穩(wěn)性檢驗和抗車轍能力校核。,[設(shè)計步驟]1、礦質(zhì)混合料的配合比設(shè)計 1）確定瀝青混合料的類型 根據(jù)原始資料，選用AC-13Ⅰ型瀝青混凝土混合料。 2）確定礦質(zhì)混合料的級配范圍

21、依據(jù)附表確定AC-13Ⅰ型瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料級配范圍 3）礦質(zhì)混合料的配比設(shè)計及校核,2、瀝青最佳用量的確定 1）試件成型 采用AH-70瀝青。依據(jù)附表 AC-13Ⅰ型瀝青混凝土的瀝青用量范圍為5.0%~7.0%，采用0.5%的間隔，以計算得到的礦料配比制備5組試件，按要求擊實75次成型。 2）馬歇爾穩(wěn)定度試驗 （1）物理指標(biāo)測定 成型后試件，24h后測定其視密度、空隙率、礦料

22、間隙率、瀝青飽和度等物理指標(biāo)。 （2）力學(xué)性能測定 測定物理指標(biāo)后的試件，在60℃下測定馬歇爾穩(wěn)定度、流值，計算馬歇爾模數(shù)。試驗結(jié)果列于表,（3）馬歇爾試驗結(jié)果分析 1、繪制瀝青用量與物理-力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖,,2、確定瀝青用量初始值1（OAC1） OAC1=（6.20%+6.30%+5.60%+5.90%）/4=6.0% 3、確定瀝青用量初始值2（OAC2）

23、 OACmax= 6.45% OACmin=5.30% OAC2=（6.45%+5.30%）=5.9%,,,a4,4、綜合確定最佳瀝青用量OAC 按瀝青最佳用量初始值OAC1=6.0%檢查各指標(biāo)均符合要求，由OAC1和OAC2綜合確定瀝青最佳用量取OAC=6.0%。 當(dāng)?shù)貙贉貐^(qū)，考慮到高速公路可能出現(xiàn)車轍，再在中限值OAC2與下限值OACmin之