熱拌瀝青混合料配合比設計課件

熱拌瀝青混合料配合比設計什么是瀝青混合料配合比設計？目標配合比設計階段生產(chǎn)配合比設計階段生產(chǎn)配合比驗證階段密級配瀝青混凝土混合料馬歇爾試驗技術標準一、礦料組成設計工程設計級配范圍≤規(guī)范規(guī)定的級配范圍經(jīng)過三階段配合比設計確定標準配合比和級配曲線后，按施工質量檢驗允許的波動值得到施工質量檢驗級配范圍。目標配合比設計1．此處取樣的集料為冷料，可以從料場直接取樣。3．料場取樣盡量要有代表性、均勻性。4．其他指標也需檢測，只是配合比設計時不使用。2．礦粉直接從包裝袋中取樣。一、礦料組成設計（二）取樣各種集料（冷料）篩分（水洗法）目標配合比設計一、礦料組成設計（1）試驗時取樣方法采用四分法。四分法取樣立面圖平面圖（二）取樣各種集料篩分（水洗法）4．篩分試驗（4）采用通過百分率進行下一步計算。（2）水泥混凝土用集料可采用干篩法試驗。（3）瀝青混合料及基層用集料用水洗法試驗。確定工程設計級配范圍1．確定工程設計級配范圍的原則1）首先按表選擇采用粗型（C型）或細型（F型）的混合料混合料類型公稱最大粒徑用以分類的關鍵性篩孔（mm）粗型密級配細型密級配名稱關鍵性篩孔通過率（%）名稱關鍵性篩孔通過率（%）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＞45表

粗型和細型密級配瀝青混凝土的關鍵性篩孔通過率2）形成S型級配3）考慮層位功能需要，滿足耐久、穩(wěn)定、密水、抗滑等要求4）工程級配范圍比規(guī)范級配范圍窄，其中4.75mm和2.36mm通過率的上下限差值宜小于12%5）考慮施工性能，易攤鋪、易壓實，避免嚴重離析2.瀝青路面工程的混合料設計級配范圍由工程設計文件或招標文件規(guī)定1）密級配瀝青混合料的設計級配宜根據(jù)公路等級、氣候及交通條件按規(guī)范表5.3.2-1選擇采用粗型（C型）或細型（F型）并在下表5.3.2-2范圍內(nèi)確定工程設計級配范圍，通常情況下，工程設計級配范圍不宜超出本表范圍的要求礦料級配設計對高速公路和一級公路，宜在工程設計級配范圍內(nèi)計算1~3組粗細不同的配合比，繪制設計級配曲線，分別位于工程設計級配范圍的上方、中值及下方AC-16F礦料合成級配曲線示例縱坐標為數(shù)學坐標橫坐標為泰勒曲線的橫坐標二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（一）測定瀝青與集料的相對密度1．測定瀝青的相對密度（γb）非經(jīng)注明，測定瀝青密度的標準水溫為15℃。瀝青與水的相對密度是指25℃相同溫度下的密度之比。可以測定15℃密度，換算得相對密度（25℃/25℃）二者換算關系為：瀝青與水的相對密度（25℃/25℃）＝瀝青的密度（15℃）×0.996《公路工程集料試驗規(guī)程》JTGE42-20052．測定集料毛體積相對密度（γ

）與表觀相對密度（γ′

）（網(wǎng)籃法）《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTGE20—2011測定標準測定標準二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（二）預估計算瀝青用量1．計算礦料的合成毛體積密度（γsb

）2．計算礦料的合成表觀相對密度（γsa

）P1、P2…Pn－各種礦料的比例,其和為100γ1、γ2

…γn－各種礦料相應的毛體積相對密度γ1′、γ2′…γn′－各種礦料相應的表觀相對密度

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（二）預估計算瀝青用量3．預估瀝青混合料適宜的油石比（Pa）或含油量（Pb

）Pa1—已建類似工程標準油石比,%γsb—礦料合成毛體積相對密度γsb1—已建類似工程礦料合成毛體積相對密度

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗1．按照確定的礦料比例配料，根據(jù)預估的油石比為中值，以0.5%的間隔成型5組馬歇爾試件。（1）按確定的礦料比例，計算本次成型試件所需礦料的數(shù)量。（3）試模、套筒及擊實座等應置于100℃烘箱中加熱1h。（4）拌合時先加入粗細集料到拌合機，再加入熱瀝青（瀝青采用減量法稱量），拌和1~1.5min，再加入加熱后的礦粉，繼續(xù)

拌和，標準拌合時間共3min。（5）成型馬歇爾試件時試模上下要墊濾紙，試件周邊插搗15次，中間插搗10次，應先成型1個試件進行高度校核，校核公式如下：要求試件高度調整后的混合料質量=所得試件高度×原用混合料質量（6）根據(jù)調整后的混合料質量進行稱量，成型所有試件。（2）烘料時，粗細可混合加熱，礦粉單獨加熱?！豆饭こ虨r青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗2．冷卻、脫模（1）冷卻方法有三種試件橫置室溫冷卻：12h以上電風扇吹：1h以上浸水冷卻：3min以上最好，但時間太長。較好，但冷卻效果不好，時間一般需延長。工程上常采用室溫下用電風扇吹12h以上冷卻（2）脫模3．高度測量測量工具：游標卡尺測量方法：四個方向測量，取平均值。合格判斷：標準試件63.5±1.3mm；超出此范圍作廢?！豆饭こ虨r青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準局限性大，只能用于測定穩(wěn)定度和流值。二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗4．馬歇爾試件密度測定（1）通常采用表干法測定毛體積相對密度（2）對于吸水率大于2%的試件，宜改用蠟封法測定毛體積相對密度?！豆饭こ虨r青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗5．馬歇爾穩(wěn)定度、流值測定《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》JTJ052-2000

測定標準標準馬歇爾試件養(yǎng)護溫度為60℃養(yǎng)護時間為30~40min二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標計算（1）確定礦料的有效相對密度（γse

）《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40-2004

計算標準γse－礦料的有效相對密度,無量綱Pb－試驗采用的瀝青含量,%γt－試驗瀝青含量條件下實測的混合料的最大理論相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱

C－合成礦料的瀝青吸收系數(shù)

wx－合成礦料的吸水率,%γsb－礦料的合成毛體積相對密度,無量綱γsa－礦料的合成表觀相對密度,無量綱

非改性瀝青：改性瀝青及SMA混合料

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標計算（2）確定瀝青混合料的最大理論相對密度（γti

）或《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40-2004

計算標準γti－相對于計算瀝青用量Pb時的混合料最大理論相對密度,無量綱Pai－所計算的瀝青混合料中的油石比,%Pbi－所計算的瀝青混合料中的瀝青含量,

Pbi=Pai

／(1+Pai),%Psi－所計算的瀝青混合料中的礦料含量

Psi=100－Pbi,%γse－礦料的有效相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（三）馬歇爾試驗6．馬歇爾物理指標計算《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40-2004

計算標準VV－試件的空隙率,%VMA－試件的礦料間隙率,%VFA－試件的有效瀝青飽和度,%γf－試件的毛體積相對密度,無量綱γt－混合料的最大理論相對密度,實測或計算,無量綱Ps－各種礦料占瀝青混合料總質量的百分率之和,PS=100－PS,%γsb－礦料的合成毛體積相對密度,無量綱

（3）計算瀝青混合料試件的空隙率（VV）（4）計算瀝青混合料礦料間隙率（VMA）（5）計算瀝青混合料的飽和度（VFA）

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定1．將不同油石比（或含油量）的馬歇爾試驗的所有指標點繪于圖上：毛體積相對密度(%)油石比穩(wěn)定度(KN)(%)油石比規(guī)范要求＞5KNa1=5.9%a2=5.28%二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定1．將不同油石比（或含油量）的馬歇爾試驗的所有指標點繪于圖上：空隙率(%)(%)油石比流值(mm)油石比(%)規(guī)范要求2~4.5mm規(guī)范要求3~6%a3=5.32%二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定1．將不同油石比（或含油量）的馬歇爾試驗的所有指標點繪于圖上：飽和度油石比(%)(%)間隙率(%)(%)油石比規(guī)范要求70~85%規(guī)范要求＞14%a4無法確定二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定2．確定OAC1（1）從上述圖上找出毛體積密度最大值對應瀝青用量a1、穩(wěn)定度最大值對應瀝青用量a2、目標空隙率（或中值）對應瀝青用量a3、瀝青飽和度范圍內(nèi)的中值對應瀝青用量a4（2）計算OAC1=（a1+a2+a3+a4

）／4a1=5.9%；a2=5.28%；a3=5.32%；a4無法確定如果所選擇的瀝青用量范圍未能涵蓋瀝青飽和度的要求范圍，只取a1、a2、a3計算OAC1=（a1+a2+a3）／3=5.50%二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定3．確定OAC2（1）從上述圖上找出符合規(guī)范要求的各物理指標的用油量，繪于下圖，找出滿足所有指標的公共瀝青用量范圍，并查出最大值OACmax和最小值OACmin。公共瀝青用量中OACmax=5.78%OACmin=5.37%（2）計算OAC2=（OACmax+OACmin）／2OAC2=5.58%二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定4．最佳瀝青用量OAC=（OAC1+OAC2）／2OAC=（OAC1+OAC2）／2=5.54%二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定（1）計算瀝青結合料被集料吸收的比例及有效瀝青含量（2）根據(jù)需要計算有效瀝青的體積百分率及礦料的體積百分率Pba－被集料吸收的瀝青結合料比例,%Pbe－有效瀝青膜用量,%γse－礦料的有效相對密度,無量綱γsb－材料的合成毛體積相對密度,無量綱γb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱Pb－瀝青含量,%PS－各種礦料占瀝青混合料總質量的百分率之和,PS=100－PS,%Vbe－有效瀝青體積百分率,%Vg－礦料的體積百分率,%γf

－試件的毛體積相對密度,無量綱VV－試件的空隙率,%5．檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度

二、最佳瀝青用量的確定目標配合比設計（四）最佳瀝青用量確定（3）計算最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度FB－粉膠比,無量綱P0.075－礦料中0.075mm的通過率,%Pbe－有效瀝青含量,%SA－集料的比表面積,m2／kgPi－各種粒徑的通過率,%FAi－相應于各種粒徑的集料的表面積系數(shù)DA－瀝青膜有效厚度,μmγb－瀝青的相對密度(25℃/25℃),無量綱5．檢驗最佳瀝青用量時的粉膠比和有效瀝青膜厚度

瀝青混合料的粉膠比集料的比表面

瀝青混合料的瀝青有效膜厚度瀝青混合料性能檢驗1）瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性檢驗按最佳瀝青用量OAC制作車轍試驗試件，在規(guī)定的條件下進行車轍試驗，檢驗設計瀝青混合料的高溫抗車轍能力，動穩(wěn)定度應符合要求。當其動穩(wěn)定度不符合規(guī)定時，應對礦料級配或瀝青用量進行調整，重新進行配合比設計。瀝青混合料性能檢驗2）瀝青混合料的水穩(wěn)定性檢驗按最佳瀝青用量OAC制作馬歇爾試件進行浸水馬歇爾試驗或凍融劈裂試驗，檢驗試件的殘留穩(wěn)定度或凍融劈裂強度比是否滿足要求。瀝青混合料性能檢驗3）瀝青混合料低溫抗裂性檢驗對改性瀝青混合料，應按照最佳瀝青用量OAC制作車轍試驗試件，再用切割機將試件鋸成規(guī)定尺寸的棱柱體試件，按照規(guī)定方法進行低溫彎曲試驗，檢驗其破壞應變是否符合要求，否則應對礦料級配或瀝青用量進行調整，必要時更換改性瀝青品種重新進行配合比設計。瀝青混合料性能檢驗4）滲水系數(shù)檢驗。輪碾成型試件，進行滲水試驗。二、生產(chǎn)配合比設計在目標配合比確定之后，應利用實際施工的拌和機

進行試拌以確定施工配合比。在操作前，首先根據(jù)級配類型選擇振動篩的篩號，使幾個熱料倉的材料不致相差太大。最大篩孔應保證使超粒徑料排出，使最大粒徑篩孔通過量符合設計范圍要求。試驗時，按試驗室配合比設計的冷料比例上料、烘干、篩分，然后取樣篩分，與目標配合比設計一樣進行礦料級配計算，得出不同料倉及礦料用量比例。按此比例進行馬歇爾試驗，取目標配合比得出的最佳油石比，并在此基礎上±0.3%，得到三檔配合比，進行試驗。得出生產(chǎn)配合比的最佳油石比，供試拌試鋪使用。生產(chǎn)配合比設計一、礦料組成設計1．取樣各種集料，此處取樣的集料為熱料，是經(jīng)熱料倉2．篩分分級熱料（水洗法）3．