瀝青及瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

瀝青及瀝青混合料

目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)瀝青瑪蹄脂碎石（Stonemasticasphalt），簡(jiǎn)稱SMA。SMA混合料是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂填充間斷級(jí)配的粗集料骨架間隙而組成的瀝青混合料。粗集料顆料石-石接觸，形成骨架結(jié)構(gòu)，由瑪蹄脂填充其空隙，成為一種骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)的瀝青混合料。瀝青及瀝青混合料木質(zhì)纖維素（MethylCellulose,簡(jiǎn)稱MC）是天然木材經(jīng)過化學(xué)處理得到的有機(jī)纖維。通過篩選、分裂、高溫處理、漂白、化學(xué)處理、中和、篩分成不同長(zhǎng)度和粗細(xì)度的纖維以適應(yīng)不同應(yīng)用材料的需要。由于處理溫度達(dá)260℃以上，在通常條件下是化學(xué)上非常穩(wěn)定的物質(zhì)，不與一般的溶劑、酸、堿腐蝕，用天然原料生產(chǎn)的木質(zhì)素纖維具有無毒、無味、無污染、無放射性的優(yōu)良品質(zhì)，屬綠色環(huán)保產(chǎn)品，這是其它礦物質(zhì)纖維所不具備的。纖維微觀結(jié)構(gòu)是帶狀彎曲的，凹凸不平的，多孔的，交叉處是扁平的，有良好的韌性、分散性和化學(xué)穩(wěn)定性，吸油、吸水能力強(qiáng)，有非常優(yōu)秀的增稠抗裂性能。也是現(xiàn)在高速公路常用的纖維。木質(zhì)纖維素的質(zhì)量要求（JTGF40-2004）項(xiàng)目單位指標(biāo)試驗(yàn)方法纖維長(zhǎng)度，不大于Mm6水溶液用顯微鏡觀測(cè)灰分含量%18±5高溫590~600℃燃燒后測(cè)定殘留物pH值--7.5±1.0水溶液用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定吸油率--纖維的質(zhì)量的5倍用煤油浸泡后放在篩上經(jīng)振后稱重含水率（以質(zhì)量計(jì)），不大于%5105℃烘箱烘2h后冷卻稱量★本試驗(yàn)采用上海能高實(shí)業(yè)的松散木質(zhì)纖維。木質(zhì)纖維的試驗(yàn)檢測(cè)方法1、灰分含量用高溫燃燒后的殘留灰份表示。取2~3g試樣，在不少于2h的時(shí)間內(nèi)加熱到590~600℃，冷卻后稱取殘留物的質(zhì)量。2、pH值試驗(yàn)時(shí)取5g纖維加在100ml水中，保持30min后測(cè)定。3、吸油試驗(yàn)稱量5g纖維，使之浸入礦物油中，不少于5min，取出后稱取吸透油分的纖維質(zhì)量，將其放入一個(gè)由篩網(wǎng)做成的小濾勺中，濾網(wǎng)的孔徑為0.5mm，在搖篩機(jī)上搖振10min（每分鐘搖動(dòng)221次，幅度32mm，振147次/min，振幅13mm）。稱量搖篩后吸油纖維的質(zhì)量，計(jì)算纖維吸油量與纖維自重的比值，即為纖維的吸油率，單位g/g。4、含水率將纖維放入烘箱中干燥2h后測(cè)定水分的損失。5、相對(duì)密度木質(zhì)纖維由于木材較輕，且纖維內(nèi)部?jī)?nèi)吸收一部分水，溶解某些物質(zhì)，所以測(cè)定相對(duì)密度時(shí)需要通過另一種已知相對(duì)密度液體轉(zhuǎn)換。方法是，稱取適量的纖維放入一個(gè)經(jīng)過標(biāo)定的測(cè)定相對(duì)密度的瓶中，向瓶中注入一種密度小于這種纖維且不使纖維發(fā)生溶解的液體，為防止瓶中出現(xiàn)氣泡，可以事先將纖維經(jīng)這種液體浸泡過，必要時(shí)可采取搗實(shí)或離心的方式除去氣泡，將液體注滿。相對(duì)密度=（m瓶+纖維-m瓶）/（m注滿瓶的水-（m瓶+纖維+液體-m瓶+纖維）/液體相對(duì)密度）在SMA混合料中一般使用改性瀝青，能更好提高高溫抗車轍能力。相對(duì)普通重交通石油瀝青，使用改性瀝青后FL要增大，VMA、VFA都增大，使空隙率變小。在此例中采用四川天龍瀝青有限公司提供的SBS改性瀝青。四、瀝青瀝青技術(shù)要求（JTGF40-2004）指標(biāo)單位I-AI-BI-CI-D實(shí)測(cè)針入度25℃0.1mm>10080-10060-8040-6056延度5℃≮cm5040302055.4軟化點(diǎn)≮℃4550556076.9密度--實(shí)測(cè)記錄1.020彈性恢復(fù)≮%5560657576RTFOT質(zhì)量變化≯%±1.0針入度比25℃≮%50556065

延度5℃≮cm30252015

目錄SMA混合料介紹

配合比設(shè)計(jì)原材料試驗(yàn)幾個(gè)重要的試驗(yàn)與計(jì)算公式SMA混合料配合比設(shè)計(jì)原理原理一：VCAmix<VCADRC。這是粗集料骨架形成嵌擠作用的判別標(biāo)準(zhǔn)。原理二：VMA≥17%。如果SMA的VMA過小，那么用以填充瀝青膠泥的空隙就小，骨架密實(shí)的結(jié)構(gòu)性能就將受到影響。而VMA增大，用以填充空隙的瀝青膠泥能夠得到增加，SMA優(yōu)點(diǎn)能夠得以突出表現(xiàn)。原理三：必須調(diào)配好瀝青、細(xì)集料、礦粉、纖維的含量，制作出具有相當(dāng)勁度和粘韌性的瀝青瑪蹄脂，瀝青性質(zhì)對(duì)SMA抗車轍能力的影響比級(jí)配更顯著。合理的調(diào)配比例能大大改善瀝青瑪蹄脂碎石耐久度、水穩(wěn)性和抗老性。原理四：SMA混合料空隙率宜控制在3%-4.5%范圍內(nèi)，這是SMA的理想狀態(tài)，是粗集料骨架被填充密實(shí)而又不致間隔開來的標(biāo)準(zhǔn)。SMA混合料配合比設(shè)計(jì)1．SMA混合料遵守目標(biāo)配合比，生產(chǎn)配合比，生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段。2．SMA的配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件體積法。即必須具有互相嵌擠緊密的粗集料骨架，試件的空隙必須在要求的范圍內(nèi)，各體積指標(biāo)如圖?？障堵蕿r青細(xì)集料、填料、纖維粗集料VV

VAVMAVCAmixSMA混合料配合比設(shè)計(jì)原則SMA混合料設(shè)計(jì)步驟①SMA材料選擇；②確定具有良好嵌擠的礦料級(jí)配；③確認(rèn)所選級(jí)配的最小VMA及最小瀝青用量；④確定最佳瀝青用量，確認(rèn)混合料的空隙率；⑤評(píng)價(jià)SMA的性能；SMA混合料配合比設(shè)計(jì)過程問題與調(diào)整方案SMA混合料設(shè)計(jì)過程中，往往會(huì)出現(xiàn)某些指標(biāo)不能滿足要求的情況，就需要對(duì)原設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的調(diào)整，重新進(jìn)行試驗(yàn)和設(shè)計(jì)。下表是就SMA混合料設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問題提出的調(diào)整方法。問題可能的原因解決方法VMA低4.75mm通過率高檢查試驗(yàn)結(jié)果的正確性；0.075mm通過率太高降低4.75mm的通過率；集料過分破碎減少礦粉用量集料毛體積密度不正確

VV高VMA高檢查試驗(yàn)結(jié)果的正確性；瀝青用量少增加瀝青用量或降低VMAVCA高4.75mm通過率高檢查試驗(yàn)結(jié)果的正確性；集料毛體積密度不正確降低4.75mm的通過率；析漏率太高混合料溫度太高增加纖維穩(wěn)定劑的用量礦粉用量少改變纖維穩(wěn)定劑的品種纖維穩(wěn)定劑不足減少混合料的水分粗集料比例太高調(diào)整級(jí)配級(jí)配的選擇

根據(jù)對(duì)原材料的篩分進(jìn)行混合料級(jí)配設(shè)計(jì)，在初試級(jí)配時(shí)，礦粉用量為10%，制作出的試件VV過大，不能滿足規(guī)范上的技術(shù)要求，所以重新調(diào)整了配合比，將礦粉用量增大到12%，使0.075mm篩的通過率達(dá)到10.7%，來降低混合料的空隙率。按關(guān)鍵篩孔(4.75mm)的通過率中值±3%設(shè)計(jì)了A、B、C（4.75mm篩孔的通過百分率分別為30.6%、27.2、24%三個(gè)級(jí)配，具體設(shè)計(jì)級(jí)配組成如圖：礦料種類1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075A級(jí)配B級(jí)配C級(jí)配9.5-13.2mm10088.71.60.10.10.10.10.10.10.13434354.75-9.5mm10099.988.00.30.20.20.20.20.20.23337402.36-4.75mm10010010071.91.00.20.20.20.20.29740-2.36mm10010010010076.835.311.01.70.90.712109礦粉10010010010010010010099.998.987.2121212A級(jí)配10096.162.630.621.416.413.412.312.110.7

B級(jí)配10096.162.127.219.915.713.212.312.110.7

C級(jí)配10096.060.824.019.115.313.112.312.110.7

上限1001007534262420161512

中線1009562.52720.51916131210

下限1009050201514121098

對(duì)A、B、C三個(gè)級(jí)配的VCAdrc進(jìn)行了測(cè)定：A級(jí)配：VCADRC=41.6%B級(jí)配：VCADRC=41.7%C級(jí)配：VCADRC=41.9%

ABCγs1.6681.6661.66γca2.8572.8572.857VCAdrc41.641.741.9由于考慮到集料是由比較致密的玄武巖（毛體積相對(duì)密度達(dá)到2.96左右），根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)選擇了6%的初試油石比，用設(shè)計(jì)的A、B、C三個(gè)級(jí)配進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，具體的指標(biāo)如下：

ABCVCAdrc41.641.741.9VCAmix40.63835.8rf2.4472.4322.415VV6.57.07.7VMA18.418.819.5MS7.436.855.52VFA64.962.760.4注：A、B、C三個(gè)級(jí)配的VV都超標(biāo)；A、B、C三個(gè)級(jí)配都滿足VCAmix<VCAdrc；VFA都小。主要原因可能油石比過小。所以選擇A級(jí)配增大用油量能使各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到要求。

選擇A級(jí)配，由于在初試油石比中，由于VV過大，VFA偏小，所以在變化瀝青用量來確定最佳瀝青用量時(shí)，按瀝青用量6.2%，6.5%，6.8%來制作馬歇爾試驗(yàn)，并在此過程中，對(duì)瑪蹄脂部分的性質(zhì)進(jìn)行了測(cè)試（謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)），來綜合考慮選取最佳瀝青用量。Pa6.2%6.5%6.8%VCADRC41.641.641.6VCAmix39.539.740rf2.4902.4832.471VV4.03.83.8VMA17.417.918.6MS7.177.007.23VFA77.379.179.8△m0.07%0.10%0.20%根據(jù)抖對(duì)調(diào)裕整瀝峰青用利量馬沿歇爾費(fèi)試驗(yàn)敵的混衛(wèi)合料蘋體積擴(kuò)指標(biāo)滅的分經(jīng)析，之和瀝通青析咱漏試?yán)m(xù)驗(yàn)結(jié)果篇，由匆于在森計(jì)算顯理論間最大轉(zhuǎn)相對(duì)羨密時(shí)驢，沒雨有考用慮纖肅維的債比重蘇和含鬧量，散一般映這部分會(huì)免使VV提高0.觀3%根~0喚.5惕%最終底選用軌瀝青暖含量6.2增%，按此言瀝青含毀量進(jìn)行嘗肯塔保鍛飛散輩試驗(yàn)師。此晴混合罷料能腥滿足選要求乒，具烤體數(shù)絡(luò)據(jù)如續(xù)下：1號(hào)件綁：△s=藥3.畝63棗%2號(hào)件龜：△s=論4.誰56父%3號(hào)件網(wǎng)：△s=變3.晌95界%車轍現(xiàn)試件詠試驗(yàn)按設(shè)般計(jì)好旨的配鼓合比洞制成之：300攏mm×倘300壩mm×奔50m憶m試件，備并在試私件上進(jìn)劑行滲水彩和構(gòu)造深駁度及懲動(dòng)穩(wěn)日定的澇測(cè)定迎，各王項(xiàng)性償能均熔能滿媽足技勤術(shù)標(biāo)或準(zhǔn)要叮求（具自體數(shù)屬據(jù)如枯下）頑：項(xiàng)目單位實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)Cwml/min基本不透水TDmm1.43DS次/mm9016(>6000)幾個(gè)重泰要的試紫驗(yàn)VC顆A（間隙鴿率）的水測(cè)定謝倫堡末瀝青析而漏試驗(yàn)肯塔隔堡飛噸散試堤驗(yàn)滲水惕試驗(yàn)構(gòu)造躺深度車轍動(dòng)吉穩(wěn)定度汁試驗(yàn)VCA的測(cè)定參照《公路夾工程化集料條試驗(yàn)幅規(guī)程》，測(cè)且試混善合料勉松方登密度棟（搗踩實(shí)狀猶態(tài)）γs，根據(jù)掛實(shí)測(cè)的風(fēng)毛體積鳥密度計(jì)柜算出粗宣集料骨岸架混合泥料的平主均毛體楚積相對(duì)倆密度γCA，按段下式本計(jì)算盈：VCADRCVCAmi賠x按下式袋進(jìn)行計(jì)卡算：本方乞法用或以檢體測(cè)外瀝迅青結(jié)勉合料家在高誤溫狀樂態(tài)下仙從瀝最青混狐合料厘析出例并瀝鮮干多菌余的煙游離鋤瀝青佛的數(shù)皆量，酒供檢若驗(yàn)SMA、OG紛FC、AM等混習(xí)合料額的最披大瀝當(dāng)青用圍量使匠用。將拌和疾好的1kg混合守料，薯倒入800遭ml燒杯娃中，擁在燒昌杯上投加?？肆О寮焉w，轟放入170獲℃±導(dǎo)2℃（改性圣瀝青18些5門℃）烘呼箱中品，持歇續(xù)60季±銅1祝mi企n后，彼取出乒燒杯戀，不啞加任助何沖甩擊或日振動(dòng)不，將術(shù)混合托料向爭(zhēng)下扣稼倒出悲來，哀稱取訂取燒夕杯及澤粘附日在燒菠杯上的書瀝青排結(jié)合限料、啞細(xì)集若料、錘瑪蹄蹈脂等堤總質(zhì)琴量。情計(jì)算所出混皺合料霞損失零的質(zhì)托量百撒分率沃△m。平行趙試驗(yàn)三抹次。該試驗(yàn)燃是為了酒確定瀝缸青混合茫料有無襖多余的榮自由瀝就青或?yàn)r夠青瑪蹄避脂而進(jìn)烘行的試盈驗(yàn)，由石此確定齒最大瀝誕青用量狡。與飛麥散試驗(yàn)寨結(jié)合，姨可以得袖出一個(gè)桶合理的偶瀝青用思量范圍宅。謝倫已堡瀝鄉(xiāng)豐青析付漏試勵(lì)驗(yàn)（T像07北32感-2喂00恢0）該方法鼻用以評(píng)冶價(jià)由石于瀝青顛用量或云粘結(jié)性竹不足，組在交通成荷載作躲用下，華路面表虧面集料鄙脫落而墳散失的旬程度，節(jié)以馬歇著爾試件毒在洛杉撫磯試驗(yàn)痕機(jī)中旋趟轉(zhuǎn)撞擊矛規(guī)定次址數(shù)，瀝離青混合奸料試件照散落材頁料的質(zhì)敲量的百鳥分率表載示?？捎迷u(píng)于確知定瀝憐青路淋面表五面層費(fèi)使用貸的SMA混合耐料，噴抗滑天表層痰混合君料、匙瀝青飲碎石援或乳點(diǎn)化瀝勉青碎娃石混跪合料拆所需紛的最親少瀝綢青用軟量。可用擇浸水繳飛散鴿來評(píng)睡價(jià)瀝漂青混技合料疾的水事穩(wěn)定彼性。將試件衰放入20℃事±育0.5誼℃恒溫雹水槽坡中養(yǎng)稱生20總h后，取六出試件徑，稱取腫質(zhì)量后嗓，馬上枝放入洛次杉磯試紗驗(yàn)機(jī)中堂，不加框鋼球，嚷以30r籮/mi碼n~3席3r/隸min的速度摟旋轉(zhuǎn)30喪0轉(zhuǎn)后酬，稱醋取質(zhì)摘量，庫計(jì)算受飛散盆損失棋，以櫻損失錦質(zhì)量廚的百敗分率疾計(jì)，進(jìn)平行紐奉試驗(yàn)3次?？纤毡わw彩散試傅驗(yàn)（T0漢733扣-20虛00）肯塔堡中飛散試粒驗(yàn)后的丸試件飛散著試驗(yàn)旗后的贏試件滲水居系數(shù)尚過大竄，路什面在滔使用展期間霧會(huì)因爸雨水服下滲李，使萌路基沉土、泳路面棟基層儉發(fā)軟權(quán)，導(dǎo)類致路吧面破恨壞，邪所以柴在SM稱A混合業(yè)料在術(shù)配合錄比設(shè)鍛計(jì)試緒驗(yàn)階壘段應(yīng)淡進(jìn)行漏滲水每系數(shù)爪試驗(yàn)倒。本方第法的嘩關(guān)鍵怎是試閣驗(yàn)所開用儀手器與楊試件娛表面它的密擺封性由。試跟驗(yàn)時(shí)粘水應(yīng)岡通過塑混合排料內(nèi)減部空數(shù)隙從酸試件父的另湊一面師及四驢周滲倘出。按水面渣從儀器100牲ml刻度竊下降范至500刻度線謙所需的銷時(shí)間為航標(biāo)準(zhǔn)，越若滲水魚時(shí)間過令長(zhǎng)，可貸采用3mi她n通過漿的水裹量計(jì)必算。逐點(diǎn)報(bào)庭告每個(gè)桐試件的離滲水系庫數(shù)及3個(gè)試件鏈的平均故值。若孝不透水已，應(yīng)在呼報(bào)告中講注明?；旌现芰蠞B指水試粗驗(yàn)（T0蠶73澇0-糾20姥00）計(jì)算時(shí)率以水面敵從lOO熱mL下降丑至50赴0m輝L所需巡壽的時(shí)胞間為糾標(biāo)準(zhǔn)敢，若梳滲水虎時(shí)間燈過長(zhǎng)直，亦謀可采淋用3mi追n通過巧的水排量計(jì)材算構(gòu)造深經(jīng)度本方法拒適用于言測(cè)定瀝者青路面碌及水泥喘混凝土熱路面表早面構(gòu)造聰深度，皇用以評(píng)橡定路面廊表面的惡宏觀粗洲糙度、麥路面表神面的排蜘水性能運(yùn)及抗滑功性能。量砂筒培：一端抄是封血閉的地，容巨積為25斜±0將.1創(chuàng)5m語L；推平馬板應(yīng)為較木制或故鋁制，頓直徑50m評(píng)m,底面粘軌一層厚5mm的橡膠炊片，上逢面有一播圓柱把閣手。量砂：餓足夠數(shù)沸量的干竊燥潔凈檢的勻質(zhì)存砂，粒滋徑0.1廁5+0陶.3懼mm。在規(guī)筋定試疊件尺酷寸（30懶cm瞧×3活0c度m×渠5c插m）、框溫度棕（60℃）和受輪壓樣（0.7所MPa銜)下，丟試驗(yàn)黃輪在屈試板桶上沿狼同一亮軌跡妙按要獻(xiàn)求的舌速度(42次/m哈in沙)做往復(fù)微運(yùn)