AC25沥青配合比设计

沥青混合料综合设计试验报告专业：材料科学与工程班级： 1班学号： 9姓名：邱麟栋指导老师：黄维蓉、可完成时间：2016 年 5 月— 2016 年7月目录1. 设计试验目的与容 (1)1.1 试验目的： (1)1.2 试验容： (2)2. 验原材料的选择与检测 (2)2.1 沥青 (2)2.2 粗、细集料 (3)2.3 填料 (3)3. 矿质混合料配合比设计 (4)3.1 矿料筛分与级配曲线 (4)3.2 最佳油石比的确定 (6)4. 配合比设计试验 (14)4.1 浸水马歇尔试验 (14)4.2 冻融劈裂试验 (14)4.3 车辙试验 (14)4.4 沥青混合料低温抗裂性检验 (17)4.5 渗水试验 (17)5. 配合比设计结论 ............... 错误!未定义书签。

6. 沥青混合料综合设计试验体会 (19)AC-25型沥青混合料目标配比设计报告1.设计试验目的与容1.1试验目的：随着国外交通事业的不断发展，沥青路面在道路工程中所占比例日益增加，对于路面而言，随着沥青与沥青混合料的使用品质不断提高，路面形式不断翻新和发展，如从砂石路面，块石路面逐渐演变为沥青贯入式、沥青碎石路面、碾压混凝土路面直至高速公路沥青路面及各类新型沥青路面。

但随着交通量逐年递增，重载、超载车辆的比例日益增加，使得交通对沥青路面的要求也愈来愈高，面对这一现状，传统的沥青路面已经不能适应现代化公路的需求。

沥青混合料是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。

按材料组成及结构分为连续级配、间断级配混合料。

按矿料级配组成及空隙率大小分为密级配、半开级配、开级配混合料等。

按公称最大粒径的大小可分为特粗式(公称最大粒径大于31.5mm)、粗粒式(公称最大粒径等于或大于26.5mm)、中粒式(公称最大粒径16mm或19mm)、细粒式(公称最大粒径9.5mm或13.2mm)、砂粒式(公称最大粒径小于9.5mm)沥青混合料。

按制造工艺分为热拌沥青混合料、冷拌沥青混合料、再生沥青混合料等。

了解熟悉材料的组成结构、基本技术性质（包括力学性质、物理性质、化学性质、工艺性质等）掌握热拌沥青混合料的设计方法，利用所学理论知识，参照规推荐的设计方法，选择合适的原材料，通过试验设计满足工程要求的下面层AC-25类型的沥青混合料。

在原材料（沥青、矿料）选择好的基础上，掌握矿质混合料的组成设计，明确目标级配围。

在此基础上熟悉沥青混合料的拌合、马歇尔试件成型、沥青混合料的技术性质（包括路用性能试验方法、试验参数、试验结果计算与分析等）；同时了解各地区的气候分区、降雨量和各季节的气温等，在进行综合设计试验时各等级公路的交通量、设计车速等也必须考虑。

通过理论知识和参考文献的学习，得知处于为夏热冬温地区，气候分区为1-4-1，本地年平均温在18℃左右，冬季平均气温在6-8℃，7月最高气温均在35℃以上，常年降雨量在1000-1450mm，满足气候分区为1-4-1的特征。

所以将综合设计试验背景设定在地区的一级公路上，该公路沥青路面层采用三层结构，其线路处于通向西南各省的国道，车辆通行量大，车速普遍较快，路面窄弯道多。

设计时下面层采用AC-25型沥青混合料，设计空隙率为3%-6%，沥青采用70＃A 级沥青，粗集料选用花岗岩，集料粒径为 4.75～9.5mm 9.5～19mm 19～25mm。

细集料0mm～4.75m的石灰岩机制砂，填料选用矿粉。

1.2试验容：1.根据气候条件、交通特性等选择原材料。

2.根据所选原材料设计AC-25型沥青混合料，进行试验确定其最佳油石比。

3.在最佳油石比下，进行配合比设计检验2.验原材料的选择与检测2.1沥青根据大量试验研究表明，针对高温地区因此本次课程设计选用道路石油沥青AH-70沥青，其主要质量技术见表1表1重交通道路石油沥青AH-70试验结果2.2粗、细集料集料在沥青混合料中起着骨架和填充的作用，所具有的特性对沥青混合料高温稳定性能的影响尤为明显。

通常破碎、坚硬、纹理粗糙、多棱角、颗粒接近立方体的集料，经压实后集料颗粒间能够形成紧密的嵌挤作用，增大沥青混合料的摩阻角，相应沥青混合料的高温稳定性较好。

对于改性沥青混合料应有适当的颗粒组成，并与改性沥青有良好的粘附性。

因此本次课程设计粗集料采用地区常用的破碎卵石（花岗岩），集料粒径为 4.75～9.5mm 9.5～19mm 19～25mm,细集料采用石灰岩机制砂，主要质量技术指标见下表2，表3表2粗集料的技术指标表3细集料的技术指标2.3填料填料用于填充空隙，由此减少最佳沥青含量；使集料级配满足要求；增加稳定度；改善沥青与集料间的粘结。

通常填料会降低沥青用量，增加密实度和稳定度。

针对沥青混合料填料的要求，本次课程设计的填料采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，生产矿粉的原石料无泥土杂质。

主要质量技术指标见下表4表4矿粉的技术指标3矿质混合料配合比设计3.1矿料筛分与级配曲线依据可老师给出的关于AC—25型沥青混合料的矿料优选级配围要求和各规格矿料筛分结果并通过Excel的规划求解法和一定调配得出各矿料的配合比，并画出级配曲线图，分别见下表5、6、7。

表5优选级配围表6矿料筛分结果及级配配合比表7级配曲线3.2最佳油石比的确定配合比设计马歇尔试验技术标准按JTG F40-2004的规定执行表8 热拌沥青混合料试件的实验室制作温度沥青标号 沥青加热温度矿料加热温度拌合温度 试件成型温度70号 160℃175℃150℃145℃3.2.1计算矿料混合料的合成毛体积相对密度sb γ和合成表观相对密度sa γ， 合成毛体积相对密度sb γ：nnsb γγγγP ++P +P =2211100 2.7132.6976701.226714..216722.235720.217100=++++合成表观相对密度sa γ：nn sa γγγγ'P ++'P +'P =2211100 2.7422.7736277.226427.216457.235749.217100=++++式中：1γ、2γ、…n γ——为各种矿料相应的毛体积相对密度；——为各种矿料的表观相对密度。

3.2.2 预估沥青混合料的适宜的油石比Pasbsb a a P P γγ11⨯=100*100a ab +=P P P式中：Pa −−预估的最佳油石比(与矿料总量的百分比)，(％)；Pb −−预估的最佳沥青用量（占混合料总量的百分数）（%） Pa1−−已建类似工程沥青混合料的标准油石比，(％)；sb γ−−集料的合成毛体积相对密度；1 sb γ−−已建类似工程集料的合成毛体积相对密度。

在已建类似工程中标准油石比为3.6%，合成毛体积相对密度为2.702，代入式得：63.713.2702.26.311=⨯=⨯=sbsb a a P P γγ5.3100*100a ab =+=P P P3.2.3 确定矿料的有效相对密度se γ， 有效相对密度的se γ计算：709.2037.15.3563.21005.3100100100=--=P --=b bt b se p γγγt γ——相对于油石比Pa 时，沥青混合料的最论相对密度(测得t γ=2.563)；se γ——矿料的有效相对密度，无量纲；b γ——沥青的相对密度（测得b γ=1.037），无量纲；aP ——所计算的沥青混合料中的油石比，％；bP ——所计算的沥青混合料的沥青含量3.2.4 测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度f γ表观相对密度s γ和吸水率。

s γ--表观相对密度是表观密度与同温度水的密度之比值。

fγ--毛体积相对密度是毛体积密度与同温度水的密度之比值。

以油石比4.5%为例，成型5个马歇尔试件。

当试件的吸水率小于2%时，用水中重法测定其表观密度，表干法测定其毛体积密度。

测得a m =1173.5g w m =689.6f m =1176.9，代入式子：425.26.6895.11735.1173=-=-=w a a s m m m γ2.4086.68976.9115.1173=-=-=w f a f m m m γ式中：a m ——干燥试件在空气中的质量（g ）； w m ——试件在水中的质量（g ）； fm ——试件的表干质量（g ）；wρ ——常温水的密度（g/cm3），约等于1。

吸水率（Sa ）是试件吸水体积占沥青混合料毛体积的百分率0.70%6.6895.11735.11731176.9a =--=--=wf a f m m m m S3.2.5 确定沥青混合料的最论相对密度理论最大密度是假设沥青混合料试件被压实至完全密实，没有空隙的理想状态下的最大密度，即压实沥青混合料试件全部为矿料（包括矿料自身部的孔隙）及沥青所占有时（空隙率为零）的最大密度（g/cm3）。

可以采用真空法和溶剂法测定，也可以采用下式计算：bbse at P P γγγ++=100100式中：t γ——相对于油石比Pa ，沥青混合料的最论相对密度；无量纲。

se γ——矿料的有效相对密度，无量纲；b γ——沥青的相对密度，无量纲；a P ——所计算的沥青混合料中的油石比，％； bP ——所计算的沥青混合料的沥青含量，％；以油石比4a =P 为例：563.2037.18.3709.21004100100100=++=++=b bse a t P P γγγ3.2.6计算沥青混合料试件的空隙率、矿料间隙率VMA 、有效沥青的饱和度VFA 等体积指标，取1位小数，进行体积组成分析。

试件空隙率VV 是压实沥青混合料矿料及沥青实体以外的空隙（不包括自身部的孔隙）体积占试件总体积的百分率（%）。

1001⨯⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=t fVV γγ式中：VV ——试件的空隙率，%；矿料间隙率VMA 是压实沥青混合料试件矿料部分以外体积（沥青及空隙体积）占试件总体积的百分率，即试件空隙率与沥青体积百分率之和（%）。

计算公式如。

1001⨯⎪⎪⎭⎫⎝⎛P ⨯-=s sb f VMA γγ式中：VMA ——试件的矿料间隙率沥青饱和度VFA 是压实沥青混合料试件沥青部分的体积占矿料骨架以外的空隙部分体积的百分率（%），又称沥青填隙率。

计算公式如。

100⨯=VMA VVVMA VFA －式中：VFA ——试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA 的体积比例)3.2.7进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值选择3.5%、4.0%、4.5%、5.5%、5.5％等5组油石比于150℃下拌和，以马歇尔法成型试件。

按T0705-2000（表干法）测定试件毛体积相对密度，根据沥青浸渍法实测集料的有效相对密度计算沥青混合料最论相对密度。

并据此计算试件体积参数。