eAAA熱拌瀝青混合配合比設(shè)計方法—馬歇爾法

1、熱拌瀝青混合料配熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計方法合比設(shè)計方法馬馬歇爾法歇爾法王志超v馬歇爾設(shè)計方法是瀝青路面材料組成設(shè)計的一種最主要的方法。設(shè)計的基本思路是在設(shè)計級配與配合比下,以一定的擊實功(一般為雙面擊實75次)在一定的溫度下成型的標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件,其各項體積指標(biāo)(空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率)滿足一定的要求。v這種規(guī)定的體積指標(biāo)要求值必須能反映路用性能要求。因此,馬歇爾設(shè)計方法指標(biāo)的取值就顯得尤為關(guān)鍵。 1馬歇爾設(shè)計方法指標(biāo)的合理取值v空隙率 v對上、中、下面層均建議采用3%5%的空隙率,室內(nèi)試驗空隙率最好控制在4%左右。空隙率大于4%太多的話,將擔(dān)心以后路面實際空隙率太大,瀝青易老化,抗疲

2、勞能力不足,且水進(jìn)入瀝青混合料空隙內(nèi)在行車荷載的泵吸作用下,瀝青易從石料表面剝落,導(dǎo)致瀝青混合料松散,繼而出現(xiàn)車轍、坑洞?？障堵市∮?%太多的話,將擔(dān)心以后在重車荷載作用下,瀝青混合料可能被壓得過密,空隙率有可能小于3%,。v瀝青飽和度v對表面層與中面層均建議采用65%75%的空隙率。礦料間隙率適中時,瀝青飽和度小于65%的時候,瀝青混合料發(fā)生疲勞破壞的概率會大大增加,瀝青飽和度大于65%后,瀝青路面在設(shè)計使用年限內(nèi)很少發(fā)生疲勞破壞,且瀝青飽和度過小,瀝青膜厚度太薄,瀝青混合料的抗老化能力也會大大減弱。瀝青飽和度大于75%的話,瀝青混合料的抗剪強度減弱很快,尤其是在高溫與重載對瀝青混合料的耦合

3、作用下,瀝青路面極易出現(xiàn)車轍現(xiàn)象。v瀝青混合料礦料間隙率v礦料間隙率主要是受級配和礦料顆粒棱角性的影響。瀝青混合料礦料間隙率太大的話,若要達(dá)到4%空隙率的要求,勢必飽和度太大,瀝青將會發(fā)生析漏現(xiàn)象,瀝青用量適中時空隙率又會太大,因此礦料間隙率太大的混合料其體積指標(biāo)總是難以滿足規(guī)范要求的,而且礦料間隙率太大的混合料是難以壓實的混合料。 v礦料間隙率太小的話,要使空隙率維持在4%左右的話,瀝青用量勢必就會很小,瀝青飽和度很小,這樣的混合料易老化,且易發(fā)生疲勞破壞,若增加瀝青用量而使瀝青飽和度達(dá)到要求,瀝青用量達(dá)到一定值的話,此時瀝青混合料的空隙率就會很小,空隙率很小的混合料,容易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象,高溫

4、抗剪強度不足,且礦料間隙率太小的瀝青混合料是不穩(wěn)定的混合料,容易被壓密,強度很弱。2 目標(biāo)配合比設(shè)計v材料v選取的礦料和瀝青要有足夠的代表性,所選礦料應(yīng)進(jìn)行巖性分析和規(guī)范要求的各項技術(shù)指標(biāo)的測定,特別是細(xì)集料要做砂當(dāng)量試驗、礦粉要做親水系數(shù)等試驗。v礦料配合比計算v根據(jù)道路等級、結(jié)構(gòu)層位選擇適用的瀝青混合料類型(一般設(shè)計文件已給定),按規(guī)范要求確定礦料級配范圍,施工中常用的是試算法和圖解法。v確定瀝青最佳用量v我國現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定,采用馬歇爾試驗確定瀝青最佳用量。按規(guī)范中瀝青用量范圍或經(jīng)驗估計的瀝青用量以0.3%0.5%的間隔變化制備馬歇爾試件不少于5組(每組不少于3個)試件進(jìn)行馬歇爾試驗,測定穩(wěn)

5、定度(ms)、流值(fl)、密度,計算空隙率(vv)、飽和度(vfa)、礦料間隙率(vma),分別繪制瀝青用量同其測定值的關(guān)系曲線。v 高溫穩(wěn)定性檢驗v按規(guī)范規(guī)定，對用于高速公路瀝青路面的上面層及中面層的瀝青混凝土混合料進(jìn)行配合比設(shè)計時，應(yīng)通過車轍試驗機對抗車轍能力進(jìn)行檢驗。因此，由馬歇爾試驗設(shè)計的配合比并不能馬上就作為目標(biāo)配合比，對上述設(shè)計的級配及油石比的瀝青混合料在溫度60、輪壓0.7mpa條件下進(jìn)行車轍試驗，動穩(wěn)定度為3150次衍比氏符合規(guī)范7.3.4條應(yīng)不小于800次/mm的規(guī)定要求。3 生產(chǎn)配合比v按目標(biāo)配合比將冷料投入干燥筒,經(jīng)二次篩分進(jìn)入熱料倉,按各級礦料百分率投入拌和鍋,打出白

6、料,多次微調(diào)進(jìn)行篩分,確定各熱料倉的比例,并調(diào)整冷料電機傳動速度,使之供料均勻,異料別太多,也不會出現(xiàn)某個熱倉等料的情況。v礦粉不經(jīng)干燥直接投入拌和鍋,干拌時間不少于5 s。v瀝青采用外摻,加熱150170直接噴入拌和鍋,拌和均勻,拌和時間不少于40 s。v按最佳用油量以及浮動0.3%成型三組試件,取樣進(jìn)行馬歇爾試驗、油石比試驗、抽提或燃燒法篩分試驗,繪出生產(chǎn)配合比級配曲線。從三組中選取最合適的用油量,用于下一步指導(dǎo)施工生產(chǎn),至此生產(chǎn)配合比完成。整理出完整的資料,列入開工報告,施工單位就可以鋪筑試驗路段100200 m,進(jìn)行生產(chǎn)配合比驗證。v現(xiàn)場取樣進(jìn)行馬歇爾實驗v礦料級配是否合適,待試驗路段

7、鋪筑完成12 h后,到現(xiàn)場至少鉆取1520個芯樣,測試其密度、厚度,并觀察芯樣看其壓實效果、級配情況。試驗路段現(xiàn)場要確定合理的機械組合,確定其松鋪系數(shù),碾壓速度、溫度。各項技術(shù)要求、施工工藝都滿足規(guī)范要求,寫出總結(jié)報告上報總監(jiān)辦,并取得總監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。試驗路段可以作為路面工程的一部分,試驗路段的各項數(shù)據(jù),可作為以后大面積施工的依據(jù),這就是所謂的生產(chǎn)配合比驗證。至此,熱拌瀝青混合料配合比設(shè)計已經(jīng)全部完成。v生產(chǎn)配合比設(shè)計階段的試驗過程基本同目標(biāo)配合比設(shè)計一樣。包括原材料的側(cè)試，合成級配的計算，馬歇爾試件的制作、測試及最佳油石比選定等。應(yīng)注意，生產(chǎn)配合比礦料設(shè)計須結(jié)合拌和樓熱料倉分檔和篩孔配置情況綜合考慮，使生產(chǎn)出的混合料既達(dá)到規(guī)范允許的各項技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，又能保障設(shè)備正常生產(chǎn)應(yīng)能提供的供料能力。v在生產(chǎn)配合比驗證與試鋪階段，試驗人員應(yīng)跟蹤檢測:目測現(xiàn)場攤鋪效果，及時取樣進(jìn)行各項物理力學(xué)指標(biāo)測試，并對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計分析。4 結(jié)語v熱拌瀝青混合料的路用性能非常復(fù)雜，國內(nèi)許多機構(gòu)和專家進(jìn)行了長期艱苦的研究和探索，得出了許