沥青混合料级配设计和应用
沥青混合料 配合比设计
沥青混合料配合比设计全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：沥青混合料是建筑工程中常用的一种道路材料，具有优良的抗水、抗压性能，被广泛应用于公路、机场、停车场等道路建设工程中。
沥青混合料的质量直接影响着道路的使用寿命和安全性，而配合比设计是沥青混合料生产过程中的关键环节。
本文将介绍沥青混合料配合比设计的重要性、设计方法及实践经验。
一、沥青混合料配合比设计的重要性1. 提高沥青混合料的性能沥青混合料的性能包括抗水、抗压、耐久性等多个方面，通过科学合理的配合比设计可以使沥青混合料的性能得到提升。
合理的配合比能够保证沥青与骨料之间的充分结合，增强了沥青混合料的稳定性和耐久性，使其具有更好的抗水、抗压能力。
2. 降低成本通过合理的配合比设计，可以尽量减少浪费材料，避免配料过多或过少造成的浪费。
合理的配合比设计还可以减少施工过程中的损耗，有效降低生产成本。
3. 提高施工效率合理的配合比设计可以使沥青混合料的均匀性和稳定性得到提升，从而减少了施工过程中的调整工作，提高了施工效率。
合理的配合比设计也可以降低施工难度，减少施工过程中的问题，提高了工作效率。
沥青混合料的配合比设计主要包括配料比例的确定、骨料级配设计、沥青用量确定、配制方法等环节。
在实际的配合比设计中，一般遵循以下步骤：1. 确定骨料级配骨料级配是指不同粒径的骨料在一定比例下的混合。
通过对骨料的筛分分析及工程技术要求，确定合适的骨料级配，保证混合料的密实性和耐久性。
2. 确定沥青用量沥青是沥青混合料的胶结剂，其用量的大小直接影响着混合料的性能。
通过试验室试验和现场试验，确定合适的沥青用量，使混合料达到最佳的性能指标。
在确定了骨料级配和沥青用量后，根据不同的工程要求和条件，确定合适的配料比例，保证混合料的性能符合设计要求。
4. 设计混合料的生产工艺根据配合比设计要求，确定混合料的生产工艺，包括混合料的配制温度、搅拌时间、搅拌速度等参数，确保混合料的质量和稳定性。
沥青混合料集料级配设计方法分析
科技视界Science &Technology VisionScience &Technology Vision 科技视界沥青混合料集料级配设计方法分析李国伟李占全纪大勇韩金华楚艳惠谈俊卿师超党翠艳石云飞王洋邵慧楠(唐山市公路养护管理处,河北唐山063000)【摘要】良好的配合比设计是保证沥青混合料使用性能，进而保证沥青路面使用性能的重要条件。
为使沥青混合料具有良好的配合比，合理的设计方法显得尤为重要。
本文汇总了马歇尔法、贝雷法、CAVF 法、MDBG 法的主要特点、设计方法，分析了其设计的沥青混合料的优缺点，并对一些应注意的问题提出了看法。
【关键词】沥青混合料；马歇尔法；贝雷法；CAVF 法；MDBG 法0引言沥青混合料配合比设计的好与坏直接影响着沥青路面的实际使用性能及耐久性，百余年来世界各国的道路研究者不断完善和改进沥青混合料的设计方法。
近年来，随着我国综合国力的不断提升，我国在基础建设领域的投资力度不断加大，高等级公路的兴建数量逐年增多，而新建公路又因沥青路面有着较为良好的力学性能和耐久性以及行车舒适性得到逐年大量铺筑，通车里程也逐年增加。
但随着交通运输行业的发展，国民拥有车辆的数量也逐年增加，货车超载也增加了高速公路的运输压力。
这使得我国已建成的部分高等级公路中出现较为严重的车辙、泛油、松散及水损坏等早期破坏。
我们有必要再深入研究沥青混合料配合比的设计方法，对比研究经典的沥青混合料配合比设计方法，并尝试研究更为合理的新型配合比设计方法。
1马歇尔法我国目前主要以马歇尔设计方法设计沥青混合料，自上世纪70年代开始把马歇尔设计方法纳入设计规范。
目前在马歇尔试验配合比设计方法的实施过程中，主要存在以下几个问题：1.1矿料级配范围我国幅员辽阔，气侯与交通条件差异很大，规范规定的级配范围较宽，设计满足抗滑、防渗水、耐久等路用性能的沥青混合料级配范围，是目前路面设计的一大难题。
1.2试件成型方法和标准我国现行规范对密级配沥青混合料采用35、50、75次击实次数，对抗滑表层、SMA 等粗集料集中的混合料采用50次击实次数。
沥青混合料设计手册
沥青混合料设计手册引言：沥青混合料是道路建设中常用的材料之一，具有较好的抗压性和耐久性，在道路使用中能够承受车辆和气候的影响。
为了确保沥青混合料的质量，设计手册成为必备的工具。
本手册旨在介绍沥青混合料设计的基本原理、步骤和注意事项，希望能够对道路工程师、设计师和相关从业人员提供一些有用的参考。
第一部分：设计原理1.1沥青混合料的定义沥青混合料是由沥青、矿料（石子、砂子）和其他添加剂（如抗老化剂、填料等）按照一定的比例混合而成的材料。
1.2设计目标沥青混合料的设计目标包括：承受交通荷载的能力、防水性能、抗老化性能、耐久性和经济性。
1.3设计步骤沥青混合料的设计步骤包括：确定设计指标、选取沥青等级、确定矿料比例、试验设计、评价设计结果等。
第二部分：设计步骤2.1确定设计指标根据道路的交通量、车速、气候条件等因素，确定沥青混合料的设计指标，如抗脱粘性、抗滑移性、抗变形性等。
2.2选取沥青等级根据设计指标和环境条件，选择适合的沥青等级。
常用的沥青等级有：AC-XX（XX表示沥青粘度值）和PG-XX（XX表示沥青抗老化温度）。
2.3确定矿料比例根据设计要求和沥青等级，确定矿料比例。
常见的矿料比例有：骨料比例、砂浆比例和沥青骨料比例。
2.4试验设计进行沥青混合料的试验设计，包括压实度试验、模塑度试验、马歇尔试验等。
根据试验结果进行调整，优化设计。
2.5评价设计结果根据试验结果和设计指标，评价设计结果的合理性和可施工性。
评价结果包括抗压性能、耐老化性能、耐水性能等。
第三部分：注意事项3.1沥青选择在选择沥青时应考虑沥青的品质、粘度和稳定性等因素。
同时，应根据气候条件进行选材。
3.2矿料选择矿料的选择应考虑石子的坚固程度、颗粒形状和颗粒大小。
同时，应确保矿料的质量和稳定性。
3.3设备要求进行沥青混合料设计时，需确保有适当的设备如混合设备、试验设备等。
3.4工程质量控制在施工过程中，应加强工程质量控制，包括材料的质量控制、试验过程的质量控制和工艺控制等。
沥青混合料级配组成 -回复
沥青混合料级配组成-回复沥青混合料是一种常用于道路建设和修复的材料。
它是由沥青、碎石、砂子和填料等成分组成的复合材料。
沥青混合料的级配组成是指不同粒径的碎石和砂子在沥青基质中的比例和分布情况。
在设计和生产沥青混合料时，了解和控制级配组成非常重要，因为它直接影响着混合料的性能和使用寿命。
首先，我们需要了解沥青混合料的级配范围。
级配范围是指碎石和砂子的粒径分布范围，通常用筛孔尺寸表示。
常见的沥青混合料级配范围有13.2毫米、9.5毫米、4.75毫米、2.36毫米、1.18毫米、0.6毫米等。
每个级配范围对应着特定的筛孔尺寸，确保混合料中的颗粒大小能够均匀分布。
接下来，我们需要确定沥青混合料的级配要求。
级配要求是指混合料中各个级配范围所占的比例。
根据不同的道路使用要求，我们可以设置不同的级配要求。
例如，对于高速公路，我们可能希望混合料具有较高的密实性和抗水损失能力，因此可以要求较高的级配粒径比例；而对于市区道路，我们可能更关注混合料的平稳性和降噪能力，因此可以要求较低的级配粒径比例。
然后，我们需要进行级配设计。
级配设计是指根据具体的使用要求和材料特性，确定混合料中各个级配范围所占的比例。
级配设计是一个复杂的过程，它需要考虑材料的物理特性、粒径分布和力学性能等因素。
在设计过程中，我们可以利用级配曲线和级配比例来表示不同级配范围的比例关系。
级配曲线是将各个级配范围的粒径分布绘制在同一张图上，通过观察曲线的形状和斜率，可以得出混合料的性能特点。
最后，我们需要进行级配控制。
级配控制是指在生产和施工过程中，通过筛分和搅拌等操作，控制混合料中各个级配范围的比例和分布。
级配控制是确保混合料质量的关键步骤，它需要使用专业的筛孔分析仪器和技术手段，进行精确的测量和调整。
总之，沥青混合料的级配组成是由碎石和砂子等颗粒物料在沥青基质中的分布比例决定的。
了解和控制级配组成是确保混合料性能和使用寿命的重要措施。
通过确定级配范围、制定级配要求、进行级配设计和控制等步骤，我们可以有效地生产出符合要求的沥青混合料，为道路建设和修复提供可靠的材料保障。
沥青混合料配合比设计工程实例
沥青混合料配合比设计工程实例以下是一个沥青混合料配合比设计的工程实例：背景描述：市高速公路项目新建工程，要求铺设一层AC-13级沥青混合料，以确保道路的耐久性和平稳性。
该项目环境温度变化较大，夏季最高温度可达40℃，冬季最低温度可达-20℃，经常有大型货运车辆经过，因此需要考虑较高的路面抗剪强度和稳定性。
步骤一：确定级配要求根据工程要求和规范，确定AC-13级沥青混合料的级配要求，一般采用骨料级配为0～4.75mm，要求通过筛网9～16%、保留通过率85～99%。
同时根据实际工程使用条件，定出极端施工条件下沥青混合料的最低有效馏分含量为4.5%。
步骤二：骨料选择根据该地区可供选择的骨料种类和性能，结合项目的要求，在骨料性能和经济成本之间权衡考虑，最终选择使用优质石灰石骨料和石粉作为骨料。
步骤三：沥青粘结剂选择根据工程要求和实际情况，选择合适的沥青粘结剂。
经过实验室试验和经验分析，确定采用聚合物改性沥青粘结剂，并确定适宜的添加量。
步骤四：配合比确定根据步骤一至步骤三的结果，结合实验室试验数据和经验分析，进行配合比设计。
首先确定石粉和骨料的配比，以满足级配要求。
然后根据骨料的容重和实际用量，确定沥青和沥青粘结剂的添加量，以确保沥青混合料的黏结性和稳定性。
最后进行试验制备样品，进行性能测试，以验证设计的配合比能否满足工程的要求。
步骤五：调整和优化根据试验结果，对配合比进行调整和优化。
根据实际情况和性能要求，适当调整骨料配比、沥青添加量和沥青粘结剂添加量，以达到最佳配比，提高沥青混合料的稳定性、抗剪强度和耐久性。
以上是一个沥青混合料配合比设计的工程实例。
在实际工程中，还需要考虑其他因素，如环境因素、道路形式和交通量等，以确定最佳的沥青混合料配合比。
沥青混合料的级配设计原则与方法
沥青混合料的级配设计原则与方法王林宋树喜山东省交通科学研究所山东省烟台市交通局质检站1 引言近年来，随着对高等级沥青路面技术的进一步研究，对于路面沥青混合料的认识提高逐渐提高。
特别是近年来国际上一些先进的设计方法和设计理念的引进，为我们在沥青混合料的设计方面注入了新的活力。
以往许多认识的误区正进一步得到澄清，对路面沥青混合料的研究与认识己经进入了一个崭新的阶段。
以往对沥青混合料的级配选择问题的认识就是许多误区中的一个，我们逐渐认识到，对于沥青混合料的级配选择不再是千篇一律地选择级配范围的中值，而是根据路面的运输和气候条件和集料的自身特性进行优化选择。
正在修订的公路沥青路面施工技术规范和公路沥青路面设计规范也将级配的选择作为重要的修订内容。
在这种前提条件下对进行沥青混合料设计的工程技术人员提出了更高要求，需要对沥青混合料的级配性质充分认识，做到有的放矢。
本文将笔者近年来对沥青混合料级配的学习和研究的认识加以阐述，以抛砖引玉。
沥青路面的使用性能很大程度上取决于沥青混合料的体积特性和压实特性。
一般认为，如果路面沥青混合料的压实稳定性差，使用过程中空隙率过小容易出现车辙和泛油现象，而路面空隙率过大也容易出现水损、老化和失稳现象。
沥青混合料在一定压实条件下的体积特性由矿料的体积特性和沥青胶结料的含量和性质确定。
矿料的体积特性直观地反映在一定压实条件下的矿料间隙率VMA 的变化。
影响矿料体积特性的主要因素有：矿料的级配、矿料材质的硬度、表面纹理、颗粒的形状、压实条件。
级配是指沥青混合料中矿料不同粒径的分布，一般采用各个筛孔的通过率表示。
它是沥青混合料中矿料的最重要特性，几乎影响到沥青混合料的几乎所有重要特性，包括劲度、稳定性、耐久性、渗水性、施工和易性、抗疲劳能力、抗滑能力甚至抗开裂能力。
根据美国沥青路面协会NAPA的资料指出，对于高压力作用下的沥青混合料，如果是一个稳定的混合料，高温车辙的抗力80％是由集料骨架结构提供的，其余的20％是由沥青胶结料提供。
SMA沥青混合料的配合比设计
SMA沥青混合料的配合比设计发表时间：2012-04-10T14:29:19.010Z 来源：《中国科技教育·理论版》2012年第01期供稿作者：王佳佳[导读] 国外已普遍使用，国内也得到了推广应用，2007年承德市铺筑了第一条由SMA做上面层的路面工程。
王佳佳承德路桥建设总公司 067000 摘要 SMA混合料的设计过程中，往往会出现所测指标不能满足要求的情况，这就需要对原设计进行必要的调整，重新进行试验和设计。
关键词 SMA 混合料沥青一、概述沥青玛碲脂碎石（Stone Mastic Asphalt 简称SMA）路面，具有优良的高温稳定性、抗车辙能力强、路表粗糙抗滑，行车安全、良好的低温抗裂性、使用的耐久性、抗水害、以及一定的降噪声的效果。
国外已普遍使用，国内也得到了推广应用，2007年承德市铺筑了第一条由SMA做上面层的路面工程。
要保证SMA路面的工程质量，才能体现SMA路面的优越性，保证质量的技术关键在于SMA沥青混合料的配合比设计。
二、原材料质量原材料是影响沥青路面质量的主要因素，要想使沥青路面达到设计使用寿命，除了控制施工质量外，还必须充分重视原材料的质量。
１、粗集料因SMA混合料是依靠集料紧密嵌挤而形成骨架结构，故集料嵌挤作用的好坏在很大程度上取决于集料石质的坚硬、集料的颗粒形状和棱角性。
粗集料的这些性质是SMA成败与否的关键。
SMA中粗集料起嵌挤作用，要求用坚硬、硬质石料，其质量要满足《公路改性沥青路面施工技术规范》的技术要求，详见表1。
SMA混合料的性质对集料4.75mm通过率十分敏感，要求针片状颗粒含量不超过15%。
根据SMA材料的特性，集料选择采用隆化生产的玄武岩。
２、细集料SMA混合料中细集料同样要求石质坚硬、富有棱角、洁净、干燥并有一定的表面纹理，软质含量少，塑性低。
细集料采用机制砂，也称人工砂。
其质量技术要求见表2。
３、矿粉矿粉在SMA混合料中是重要的组成部分，它与沥青混和形成玛蹄脂，从而影响SMA的性能。
Superpave沥青混合料的配合比设计与应用
Superpave沥青混合料的配合比设计与应用于2000年，我国的京珠高速公路湖北段首次引进了Superpave试验路，同年，在江苏省内的淮江公路淮阴连接线也进行了7km的Superpave沥青路面的施工。
之后的连徐、宁宿徐和宁靖盐等高速公路也进行了Superpave上、中、下面层的试验路。
Superpave技术在江苏省内的应用逐步得以推广。
2004年通启高速公路共线段沥青中、下面层设计分别采用了Superpave20和Superpave25的结构。
虽然该路段为六车道，路幅较宽，但两台摊铺机摊铺后的混合料表面均匀，基本无离析，且基本不渗水。
至2008年在如东S334沥青路面中我又再遇Superpave 沥青砼，现结合多条道路施工经验，浅析Superpave沥青混合料的设计与应用。
一、Superpave设计原理我们在进行沥青混合料配合比设计时，通常做法是千方百计调整级配尽可能符合规范规定的中值，特别强调“应使包括0.075mm、2.36mm和4.75mm的筛孔在内的较多的通过量接近设计级配范围的中值”。
在0.45次级配图上，我们可以发现大多数级配中值点接近最大密度线。
也就是说，使沥青混合料能最大限度的密实是沥青混合料设计的原理。
而Superpave设计则认为随着交通量的增长，轴载的增加，我们需要更多的粗集料形成骨架，有足够的矿料间隙率和足够的沥青保持耐久性，并具有一定的空隙率使沥青能够自由迁移，这就是Superpave的设计概念。
二、级配确定根据Superpave设计原理，Superpave的集料级配控制就完全不同于我国沥青路面技术规范的级配范围，主要采用控制点和限制区来初选级配，总体要求就是尽可能使较大的粗集料通过量多一些，而较小的粗集料通过量少一些，同时要求细集料一端不能通过规定的限制区，一般曲线均走限制区的下方，也就是限制混合料中细集料的含量。
下面我就将普通AC-25Ⅰ、AC-20Ⅰ型沥青混合料与Sup25和Sup20级配绘图进行对比。
沥青混合料生产配合比设计
4#冷料仓中10-19mm碎石的标准流量为： 300×1000/60×(1-0.044)×0.32=1530kg/min
二、沥青混合料生产配合比设计过程
流量与频率关系曲线 表3、流量测量采用5min
冷料仓 1# 2# 3# 4#
赫兹
10 10 15 20
流量/kg
90 1520 3350 6390
二、沥青混合料生产配合比设计过程
• 表1、间歇式拌和机振动筛的等效筛孔（方孔筛mm）
标准筛筛孔 （mm） 振动筛筛孔 （mm）
2.36 4.75 3-4 6
9.5 11
13.2 16 15 19
19 22
26.5 31.5 37.5 30 35 41
53 60
表2、拌和机热料仓筛网尺寸（方孔筛mm）
二、沥青混合料生产配合比设计过程
依据目标配合比计算冷料仓调速电机转速，其计算公式为： 对1#、2#集料仓： n=5.875G/h*r （粒径≤2cm） n=5.875φG/h*r （粒径>2cm） 对3#、4#集料仓： n=4.756G/h*r （粒径≤2cm） n=4.756φG/h*r （粒径>2cm） G-集料参配量，单位t h-料门开（高）度，单位m r-集料容湿重，单位t/m2 φ-集料输送容积系数（φ=1.23） 计算冷料仓调速电机转速只是为了更好地配合二次筛分不等料、少溢料， 以提高生产效率。
SBS改性沥青配合比设计及施工
SBS改性沥青配合比设计及施工技术要点SBS改性沥青是在原有基质沥青（AH-70）的基础上，掺加一定比例如2.5%、3.0%、4.0％的SBS改性剂，使其粘度增大，软化点升高。
在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高，下面谈谈对SBS沥青配合比设计以及工程施工技术要点。
一、SBS沥青混合料的配合比设计（一）原材料要求1.粗集料用于改性沥青混合料面层的粗集料，宜采用玄武岩或石灰岩碎石，其粒径规格和质量要求均应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的规定。
（1）粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，且具有一定硬度和强度。
（2）粗集料应具有良好的颗粒形状，并至少应有两个以上的破碎面。
（3）对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩（中性或基性火成岩）。
2.细集料沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料，细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，由适当的颗粒组成，并与改性沥青有良好的粘附性。
3.填充料用于改性沥青混合料面层的填料应洁净、干燥，其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的技术要求。
（1）改性沥青混合料填充料宜采用强基性岩石（石灰岩、岩浆岩）等增水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净。
（2）采用水泥、消石灰粉做填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。
4.SBS改性沥青技术要求针入度25℃，100g，5s(0.1mm)最小60；针入度指数PI最小－0.2；延度5℃,5cm/min(cm)最小30；软化点，TR&B(℃)最小55；含蜡量(蒸馏法)（％）最大3；运动粘度135℃（Pa.s）最大3；闪点(℃)最小230；溶解度(%)最小99；离析，软化点差(℃)最大2.5；弹性恢复25℃(%)最小65；旋转薄膜烘箱试验（RTFOT）后残留物；质量损失(%)最大1.0；针入度比25℃（％）最小60；延度5℃（cm）最小205.SBS改性沥青试验中应注意的问题（1）试验样品的取样在施工过程中所用的改性沥青每车都必须检验。
沥青混合料生产配合比设计说明
4#冷料仓中10-19mm碎石的标准流量为： 300×1000/60×(1-0.044)×0.32=1530kg/min
二、沥青混合料生产配合比设计过程
流量与频率关系曲线
表3、流量测量采用5min
二、沥青混合料生产配合比设计过程
依据目标配合比计算冷料仓调速电机转速，其计算公式为： 对1#、2#集料仓： n=5.875G/h*r （粒径≤2cm） n=5.875φG/h*r （粒径>2cm） 对3#、4#集料仓： n=4.756G/h*r （粒径≤2cm） n=4.756φG/h*r （粒径>2cm） G-集料参配量，单位t h-料门开（高）度，单位m r-集料容湿重，单位t/m2 φ-集料输送容积系数（φ=1.23） 计算冷料仓调速电机转速只是为了更好地配合二次筛分不等料、少溢料， 以提高生产效率。
知识回顾 Knowledge Review
冷料仓 赫兹 流量/kg 赫兹 流量/kg 赫兹 流量/kg
1#
10
3590
15
5380
20
7180
2#
10
1520
15
2290
20
3050
3#
15
3350
25
5590
35
7830
4#
20
6390
30
9580
40
12770
二、沥青混合料生产配合比设计过程
二、沥青混合料生产配合比设计过程
二、沥青混合料生产配合比设计过程
二、沥青混合料生产配合比设计过程
• 表1、间歇式拌和机振动筛的等效筛孔（方孔筛mm）
沥青混合料级配设计及应用
沥青混合料级配设计方法
• Hveem设计方法的最初概念是由Francis Hveem 在20世纪20～30年代提出的，它的主体思想可以 概括为：考虑到集料对沥青的吸收，沥青混合料 需要一个最佳的沥青薄膜厚度；混合料需要足够 的稳定度，而稳定度主要是由集料之间的内摩擦 力和胶结料的粘附力提供的，足够薄的沥青薄膜 厚度可以提高混合料耐久性。
间断级配沥青混合料:
所谓间断级配就是指在矿料组成中，大小各级粒径的矿 料颗粒不是连续存在的，而是在连续级配中剔除了其中 一个粒级或几个粒级形成的一种不连续级配。间断级配 在理论上是兼有嵌挤原则和密实原则的优点。但这种级 配类型对材料、设计和施工技术要求较高，如果处理不 当，常常会导致离析等，而且有些间断级配如sMA造价 偏高，这些都限制了它的大规模推广应用。
级配类型
• 1、传统连续式密级配沥青混合料 • 2、间断级配沥青混合料 • 3、折断级配沥青混合料 • 4、多级嵌挤密级配沥青混合料
传统连续式密级配:
所谓连续级配，就是矿料中各级粒径的粒料，由大到小 逐级按一定的质量比例组成。连续级配混合料的级配曲 线平顺光滑，具有连续不间断的性质，它虽然可以获得 最佳的密实度和较大的粘结力，但不能构成最大的内摩 阻力，其强度主要受粘结力所影响。在现代重型汽车荷 载作用下，这种类型的沥青路面可能因热稳定性不足而 产生车辙、波浪、推移等变形，从而影响其正常使用。
粒子干涉理论
粒子干涉理论实质是以 填充理论为基础, 在填 充颗粒粒径不大于前一 级颗粒间隙距离的前提 下, 逐级进行填充,达到 最大密实度; 否则前一 级颗粒与次级颗粒之间 势必发生干涉现象，可 用于三种类型的级配。
分形理论
分形理论是近年 来随着材料学的 发展, 将分形几 何理论应用于路 面材料集料级配 研究而出现的一 种新方法, 目前 研究很少。
沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究
沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究【正文】1. 引言沥青混合料作为道路施工中常用的材料之一，在道路工程中起着至关重要的作用。
沥青混合料的级配优化及配合比设计直接影响到道路的使用寿命、安全性和经济性。
研究沥青混合料级配优化及配合比设计方法具有很大的现实意义。
2. 沥青混合料级配优化沥青混合料的级配是指不同粒径的骨料在混合料中所占比例的分布情况。
通过对混合料级配的优化，可以达到提高沥青混合料的强度、耐久性和稳定性等目的。
2.1 经验法优化经验法是沥青混合料级配优化的最早应用方法之一。
通过借鉴历史道路工程的经验，根据特定的骨料类别和道路类型，选择合适的级配范围，达到最佳的沥青混合料性能。
这种方法具有简单、经济的特点，但缺乏科学性和灵活性。
2.2 理论法优化理论法是一种基于力学原理和实验数据的沥青混合料级配优化方法。
根据沥青混合料的力学性质和骨料的特性，通过理论计算和试验验证，确定最佳的级配参数。
这种方法相对于经验法更具科学性和可操作性，但需要大量的实验数据和计算工作。
3. 配合比设计方法研究配合比设计是指确定沥青混合料中各组分的用量比例的过程。
合理的配合比设计可以使得沥青混合料具有优良的力学性能、耐久性和稳定性。
3.1 等级法设计等级法是常用的沥青混合料配合比设计方法之一。
通过根据道路等级和设计要求，选择合适的沥青等级和骨料级配，确定最佳的配合比。
这种方法简单易行，适用于一般道路工程，但缺乏灵活性和综合性。
3.2 敏感性分析设计敏感性分析是一种综合考虑各组分对混合料性能影响的配合比设计方法。
通过变化沥青、骨料等组分的用量，分析它们对混合料性能的敏感性，确定最佳的配合比。
这种方法能够更全面地考虑不同因素的影响，使得混合料性能更稳定和可控。
4. 个人观点与理解沥青混合料级配优化及配合比设计是一门复杂而又重要的研究领域。
在进行级配优化时，应综合考虑材料的力学性能、耐久性和稳定性等要素，同时充分利用理论计算和实验验证的手段。
沥青混合料配合比设计
2) 计算组成材料的配合比
法或计算法，求出符合要求级配范围的各组成材 料用量比例。
3) 调整配合比计算得的合成级配应根据要求作必 要的配合比调整 a. 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设 计级配中限，尤其应使0.075 mm、2.36 mm和 4.75 mm筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中 限。
2) 测定物理指标: 为确定沥青混合料的沥青最佳 用量,需要测定各组试件的表观密度, 空隙率, 矿 料间隙率和饱和度等物理指标.
3) 测定力学指标: 采用马歇尔稳定度仪, 测定沥 青混合料的力学指标,即测定马歇尔稳定度和流 值.
4) 试验结果分析: A. 绘制沥青用量与物理—力学指标关系图. 以 沥青用量为横坐标, 以表观密度, 空隙率, 饱和 度, 稳定度, 和流值为纵坐标, 绘制试验结果的 关系曲线,如下图:
n=0
10
70.
50.
35.
25.
17.
12.
8.8
6.3
4.4
通过量 .5 0 71 00 36 00 68 55 7 2 7
(%)
级配 n=0 10 81. 65. 53. 43. 35. 28. 23. 19. 15. 范围 .3 0 23 98 59 53 36 79 38 08 50 曲线 n=0 10 61. 37. 23. 14. 8.3 5.4 3.3 2.1 1.2 通过 .7 0 56 89 33 36 4 7 7 0 9 量(%)
其他等级公路
沥青混 凝 土路面
沥青碎 石 路面
AC—13 AC—16
AM—13
一般城市道路及其 他道路工程
沥青混 凝 土路面
沥青碎 石 路面
AC—5 AC—10 AC—13
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折断级配沥青混合料
折断型级配实质上也是一种间断型级配，只不过主骨料 (即粗集料)控制至两级，原则上使其达到靠拢的程度， 细集料仍取连续级配，一般按k=O．75计算，粗细集料 之间不问断，因而级配呈折断型，从而减少了离析现象 的产生
多级嵌挤密级配沥青混合料:
它主要是通过使矿料中粗集料形成稳定的嵌挤结构，细 集料逐级依次填充，但是又不影响粗集料嵌挤结构而形 成的.其中，混合料是否形成嵌挤结构是决定抗剪强弱的 重要指标。此种级配在理论上具有较高的高温稳定性,保 推移等变形，从而影响其正常使用。 持了密级配沥青混合料密水性强、耐老化的优点，同时 克服了II型混台料抗水损害能力和耐久性差的缺点，更 适合于高速公路和重交通的一般公路的沥青面层。
沥青混合料级配设计方法
• Marshall混合料设计方法 • Hveem设计方法 • Superpave沥青混合料设计方法
沥青混合料级配设计方法
• Marshall混合料设计方法是在1939年左右由Bruce Marshall最先发展起来的，随后在美国工程兵部 队的应用中得到完善。该方法主要是通过满足合 适的稳定度和流值条件下的密实度来控制和选择 沥青用量。
以Am、Ap为指标的级配设计法
沥青混合料体积组成关系的示意图
以Am、Ap为指标的级配设计法
The end,thank you!
以Am、Ap为指标的级配设计法
• Am是反映混合料中沥青砂浆体积与粗集料形成空隙体积 之比的参数；Ap是反映沥青矿粉胶浆体积与细集料形成空 隙体积之比的参数。 • 以Am、Ap为指标的沥青混合料配合比设计方法是将混合 料视为两级骨架填充体系，即粗集料和砂浆一级以及细集 料和沥青胶浆一级。将这两级骨架填充体系在混合料设计 中同时考虑，进行配合比设计。砂浆与胶浆的质量以及在 沥青混合料中所占的数量不同，会形成结构不同、性能相 异的沥青混合料。该方法是借鉴沥青混合料胶浆理论的三 级分散系思想，以骨架胶浆理论为基础，在混合料设计中 同时对粗集料、细集料、沥青胶浆加以考虑，着眼于这几 部分之间合理的体积比例关系，从而能够针对不同的混合 料设计要求进行设计。
间断级配沥青混合料:
所谓间断级配就是指在矿料组成中，大小各级粒径的矿 料颗粒不是连续存在的，而是在连续级配中剔除了其中 一个粒级或几个粒级形成的一种不连续级配。间断级配 在理论上是兼有嵌挤原则和密实原则的优点。但这种级 配类型对材料、设计和施工技术要求较高，如果处理不 当，常常会导致离析等，而且有些间断级配如sMA造价 偏高，这些都限制了它的大规模推广应用。
分形理论
分形理论是近年 来随着材料学的 发展, 将分形几
何理论应用于路
面材料集料级配 研究而出现的一 种新方法, 目前
研究很少。
级配类型 • • • • 1、传统连续式密级配沥青混合料 2、间断级配沥青混合料 3、折断级配沥青混合料 4、多级嵌挤密级配沥青混合料
传统连续式密级配:
所谓连续级配，就是矿料中各级粒径的粒料，由大到小 逐级按一定的质量比例组成。连续级配混合料的级配曲 线平顺光滑，具有连续不间断的性质，它虽然可以获得 最佳的密实度和较大的粘结力，但不能构成最大的内摩 阻力，其强度主要受粘结力所影响。在现代重型汽车荷 载作用下，这种类型的沥青路面可能因热稳定性不足而 产生车辙、波浪、推移等变形，从而影响其正常使用。
沥青混合料级配设计及应用
樊 焜
目录
级配理论及级配类型 级配设计方法 以Am、Ap为指标的级配设计法
级配的理论与级配类型
• 级配是指把各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起 来，使其达到较高的密实度或强度。级配矿料和沥青是沥 青混合料的两大构成要素，不同级配设计原则和理论，会 得到不同的级配。
级配理论
沥青混合料级配设计方法
• Hveem设计方法的最初概念是由Francis Hveem 在20世纪20～30年代提出的，它的主体思想可以 概括为：考虑到集料对沥青的吸收，沥青混合料 需要一个最佳的沥青薄膜厚度；混合料需要足够 的稳定度，而稳定度主要是由集料之间的内摩擦 力和胶结料的粘附力提供的，足够薄的沥青薄膜 厚度可以提高混合料耐久性。
最大密度曲线理论
该理论认为 “矿料
的颗粒级配曲线愈 接近抛物线, 其密 度愈大” , 主要描 述了连续级配的粒 径分布, 且用于计 算连续级配。
粒子干涉理论
粒子干涉理论实质是以 填充理论为基础, 在填 充颗粒粒径不大于前一 级颗粒间隙距离的前提 下, 逐级进行填充,达到 最大密实度; 否则前一 级颗粒与次级颗粒之间 势必发生干涉现象，可 用于三种类型的级配。
沥青混合料级配设计方法
• Superpave沥青混合料设计方法是美国战略公路 研究(SHRP)的一个重要成果，Marshall和Hveem 设计方法为它提供了体积设计的基础。它将沥青 胶结料和集料的选择纳入混合料设计的过程中， 同时考虑了交通和气候因素。而且，不同于 Marshall和Hveem，它用旋转压实仪替代了以往 的压实设备，并且和预期交通量联系在一起。 Superpave的预期进展主要包括三个方面：体现 交通荷载和环境条件的混合料设计新方法；新的 沥青胶结料评价方法以及新的混合料分析方法。 尽管第三方面还没有完成，但是已经很好的建立 了沥青混合料的设计方法。