沥青混合料配合比设计案例

沥青混合料配合比设计案例
【题目】试设计某高速公路沥青混凝土路面用沥青混合料。

【原始资料】
1．道路等级：高速公路。

2．路面类型：沥青混凝土。

3．结构层位：三层式沥青混凝土的上面层.
4．气候条件：最低月平均气温为-8˚C。

5．沥青材料：可供应重交通AH-50、AH-70和AH-90，经检测技术性能均符合要求。

6．碎石：石灰石轧制碎石，洛杉矶磨耗率12％，粘附性（水煮法）5级，表现密度2700kg/m3。

7．石屑：洁净，表观密度2650 kg/m3。

8．矿粉：石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，表观密度2580 kg/m3。

【步骤】
1．矿料配合比设计
（1）确定沥青混合料类型
因为道路等级为高速公路、路面类型为沥青混凝土，路面结构为三层式沥青混凝土上面层,为使上面层具有较好的抗滑性．按表选用细粒式I型（AC-13I）沥青混凝土混合料。

（2）确定矿料级配范围按表6－3
（3）矿料配合比计算
①将规定的矿质混合料级配范围中值换算成分计筛余中值计算结果列于上表第6~8栏
②计算碎石在矿质混合料中用量
X = aM（4.75）/ aA（4.75）×100%
= 21.0 / 49.9 ×100%=42.1%
③计算矿粉在矿质混合料中用量
Z = aM(＜0.075）/ aC(＜0.075）×100%
= 6.0 /85.3 ×100%=7.0%
④计算石屑在混合料中用量
Y=100-（X+Z ）=100-（42.1+7.0）=50.9% ⑤校核：
结果列入下表，该合成配合比符合要求
2、确定最佳沥青用量
通过马歇尔稳定度试验，初步确定沥青最佳用量；然后进行水稳性和动稳定度试验校核调整 ①制备试样：
当地气候条件最低月平均温度为-8˚C ，属于温区，采用AH-70沥青。

根据表6－3所列的沥青用量范围，AC-13Ⅰ的沥青用量为4.5%～6.5%。

按实践经验，选取沥青用量5.0%～7.0%、0.5%间隔变化，制备5组试件
②测定物理指标
⏹ 表观密度ρs ⏹ 理论密度ρt
⏹ 空隙率VV=（1-ρs/ρt ）×100% ⏹ 沥青体积百分率 V A
⏹ 矿料间隙率VMA=VV+V A
⏹ 沥青饱和度VFA= V A /VMA ×100%
③测定力学指标
马歇尔试验测定结果汇总如表并在表中列出现行规范要求的高速公路AC-13Ⅰ型沥青
④马歇尔试验结果分析—OAC
绘制沥青用量与物理—力学指标关系图
表观密度空隙率饱和度稳定度流值
⏹ 根据密度、稳定度和空隙率确定最佳沥青用量初始值1
由图可见：表观密度最大值的沥青用量a 1=6.20%；稳定度最大值的沥青用量a 2=6.20%；空隙率范围的中值的沥青用量a 3=5.60%，计算 OAC1=（a1+a2+a3）/3=6.0%
⏹ 根据符合各项技术指标的沥青用量范围确定沥青最佳用量初始值2
各项指标都符合沥青混合料技术指标要求的沥青用量范围OACmin ～OACmax=5.30%～6.45%
OAC2=（OACmin+OACmax ）/2=5.9%
⏹ 根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量OAC 检查按OAC1求取的各项指标值是否符合技术标准
同时检验VMA 是否符合要求，如能符合时
⏹ OAC= (OAC1+OAC2)/2=6.0%根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量 i. 对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路： OAC2～OACmin 范围内决定，但不宜小于OAC2的0.5% ii. 对寒区道路以及一般道路
OAC2～OACmax 范围内决定，但不宜大于OAC2的0.3%
由于当地属于温区，并考虑高速公路为渠化交通，要防止出现车辙，选择在中限值OAC2与下限值OACmin 之间选取一个最佳用量OAC’=5.6%
⑤水稳定性检验 采用沥青用量为6.0%和5.6%制备马歇尔试件，测定标准马歇尔稳定度及浸水48h 后马歇尔稳定度，试验结果列于表，浸水残留稳定度均大于75%，符合标准要求。

⑥抗车辙能力检验
以OAC 为6.0%和5.6%制备的马歇尔试件，进行车辙试验，试验结果见表：两种沥青用量的混合料制备的试件动稳定度均大于800次/mm ，符合高速公路抗车辙能力的规定，但沥青用量为5.6%时，动稳定度较高。

热拌沥青混合料用石油沥青标号的选用
沥青面层用矿粉质量要求
数解法—试算法
A集料在矿质混合料中的用量X
B集料在矿质混合料中的用量Y
C集料在矿质混合料中的用量Z
合成矿质混合料M
XaA(i)+YaB(i)+ZaC(i)=aM(i)
X= aM(i) / aA(i) Z= aM(j) /aC(j)
Y=100%-X-Y
i—A集料占优势含量的粒径
j—C集料中占优势的粒径。