第三章-沥青混合料配合比设计实例计算PPT课件
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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。
沥青材料实验(沥青三大指标试验)ppt课件
二标准依据密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准二标准依据沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准二标准依据sma混合料马歇尔试验配合比设计技术要求二标准依据ogfc混合料技术要求二标准依据沥青混合料车辙试验劢稳定度技术要求二标准依据沥青混合料水稳定性检验技术要求二标准依据沥青混合料试件渗水系数mlmin技术要求10三实验内容试验一石料的抗压强度和磨耗试验试验二粗细集料的筛析试验试验三沥青混合料组成设计试验四沥青混合料的制备试验五沥青混合料物理指标测定试验六沥青混合料马歇尔稳定度试验试验七沥青混合料车辙试验11一粗细集料的筛析试验13拌和站的料场17粗细集料的筛析试验试验目的
；.
56
沥青混合料马歇尔稳定度试验
①合格的试件，12h后，先测物理指标 视密度ρ、空隙率Vv、沥青体积百分比Vb、 矿料间隙率VMA、(沥青填隙率)饱和度VFA
②60℃恒温水槽养生30-40min
③加载速度50mm/min，测荷载最大值及对应的流值。
注：试验时间不得超过30s（从恒温水槽中取出到测出荷载最大值）
试验室配合比设计分为:
1. 矿质混合料配合组成设计 2. 沥青最佳用量确定
( 配合比设计 )
矿质混合料配合组成设计的目的:
1.具有足够密实度 2.具有较高的内摩阻力
；.
31
沥青混合料组成设计
应满足两方面的基本要求：
矿质混合料
1.最小空隙率
水泥混凝土中的矿质混合料是以空隙作为控制水泥混凝土强 度的最主要因素，沥青混凝土也同样。
2. 根据现场取样,对 粗集料 进行筛析试验 细集料 矿粉
由筛析结果确定矿质材料配合比 实际材料设计
3. 实际材料设计与标准 (规范规定) 进行比较
；.
；.
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沥青混合料马歇尔稳定度试验
①合格的试件，12h后，先测物理指标 视密度ρ、空隙率Vv、沥青体积百分比Vb、 矿料间隙率VMA、(沥青填隙率)饱和度VFA
②60℃恒温水槽养生30-40min
③加载速度50mm/min，测荷载最大值及对应的流值。
注：试验时间不得超过30s（从恒温水槽中取出到测出荷载最大值）
试验室配合比设计分为:
1. 矿质混合料配合组成设计 2. 沥青最佳用量确定
( 配合比设计 )
矿质混合料配合组成设计的目的:
1.具有足够密实度 2.具有较高的内摩阻力
；.
31
沥青混合料组成设计
应满足两方面的基本要求：
矿质混合料
1.最小空隙率
水泥混凝土中的矿质混合料是以空隙作为控制水泥混凝土强 度的最主要因素，沥青混凝土也同样。
2. 根据现场取样,对 粗集料 进行筛析试验 细集料 矿粉
由筛析结果确定矿质材料配合比 实际材料设计
3. 实际材料设计与标准 (规范规定) 进行比较
；.
沥青混合料配合比设计
生产配合比设计时（生产配合比如何取料），取样
至少应在干拌5次以后进行。
▪ （三）矿料配比设计
▪
矿料配合比设计建议借助电子计算机的电子表
格用试配法进行。
▪ 对主干道、高速公路和一级公路，宜在工程设 计级配范围内计算1～3组粗细不同的配比，绘制设 计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、 中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交 错，且在0.3mm～0.6mm 范围内不出现“驼峰”。 当反复调整不能满意时，宜更换材料设计。
饱 和 度
(%)
(%)
规范要 求
70~85%
油石比 a4无法确定
（2）确定最佳沥青用量OAC1
①从上述图上找出毛体积密度最大值对应沥青用量 a1、稳定度最大值对应沥青用量a2、
目标空隙率（或中值）对应沥青用量a3、沥青 饱和度范围内的中值对应沥青用量a4
a1=5.9%； a2=5.28%； a3=5.32%； a4无法确定 （2）计算OAC1=（ a1 +a2+ a3+ a4 ）／4
交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料
（AC—C型），并取较高的设计空隙率。对冬季温
度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通
较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料
（AC—F型），并取较低的设计空隙率。
▪ （2） 为确保高温抗车辙能力配合比设计时宜适 当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少 0.6mm以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多， 形成S型级配曲线，并取中等或偏高的设计空隙率。
（4）最佳沥青用量OAC=（OAC1+OAC2）／2 OAC=（OAC1+OAC2）／2 = 5.54%
（五）目标配合比设计检验
[工学]道路工程材料-第3章沥青混合料.ppt
![[工学]道路工程材料-第3章沥青混合料.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/8bc3ee095022aaea988f0f4d.png)
规定：高速公路，不宜小于800次/mm
一级公路、城市主干道，不宜小于600次/mm
影响混合料高温稳定性的因素：
沥青用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料尺寸、形状
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
2.1 高温稳定性
车辙实验方法首先是英国运输与道路研究试验所(TRRL) 开发的，并经过了法国、日本等道路工作者的改进与完善。
沥青混合料的抗剪强度与形变速率也有关，粘聚力 C 值随 形变速率的增加而显著提高，内摩阻角随形变速率的变化很 小。
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
高温稳定性 低温抗裂性 疲劳特性 耐久性 水稳定性 抗滑性 施工和易性
道路工程材料
第三章沥青混合料
2 沥青混合料的技术性能
在沥青用量固定的情况下，矿粉的用量多少也直接影响沥
青混合料的密实程度及粘结力，矿粉用量不能过多，否则使沥
青混合料结团成块，不易施工。
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.6 沥青混合料的结构强度理论 影响抗剪强度τ的因素 矿料的级配类型及表面性质对沥青混合料抗剪强度的影 响
粗、细骨料及填料 较稀沥青分布其间
密实级配的矿质骨架 沥青混合料
道路工程材料
第三章沥青混合料
1 沥青混合料的类型与组成结构
1.5 沥青混合料的组成结构类型
胶浆理论：(现代理论) 将高稠度沥青加到矿粉中形成胶浆－微分散体系 将细骨料添加到胶浆中形成沥青砂浆－细分散体系 将粗骨料添加到沥青砂浆中形成沥青混合料－粗分散体系
特点: 高稠度沥青 / 沥青用量大 / 间断级配
道路工程材料
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
AC-16F
> 38
AC-13
13.2
2.36
AC-13C
< 40
AC-13F
> 40
AC-10
9.5
2.36
AC-10C
< 45
AC-10F
> 45
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
1、确定工程设计级配范围的原则（续2）
（2）形成S型级配 （3）考虑层位功能需要，满足耐久、稳
定、密水、抗滑等要求 （4）工程级配范围比规范级配范围窄，
• 配合比设计的任务： 1、沥青结合料与矿料的选择（目标
配合比设计阶段） 2、矿料级配设计与矿料配合比确定 3、最佳沥青用量或最佳油石比设计
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
表1 热拌沥青混合料种类
混合料 类型
特粗式 粗粒式
中粒式
细粒式 砂粒式
设计 空隙率
(%)
密级配 连续级配
沥青
沥青
混凝土 稳定碎石
42
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
1、高温稳定性检验
➢在规定温度下进行车辙试验（动稳定度指标） ➢标准
43
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
2、水稳定性检验
（1）浸水马歇尔试验 （2）冻融劈裂试验
44
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
45
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
3、低温抗裂性能检验（低温弯曲试验）
目 标 配 合 比 设 计 流 程 图
热拌沥青混合料配合比设计方法PPT
马歇尔试验配合比设计技术标准 包括集料公称最大粒径、马歇尔试件尺 寸、击实次数、体积指标类（VV、VMA、 VFA）、稳定度与流值等；这些指标与 气候条件有关。见下图。
沥青混合料配合比
2、泰波 Talbol 曲线 (n)法 (n)法
认为集料的级配应该允许在一定的范 围内波动， Fuller曲线指数 改成 曲线指数0.5改成n 围内波动，将Fuller曲线指数0.5改成n， 研究认为，沥青混合料中n=0.45时 研究认为，沥青混合料中n=0.45时， 密度最大、水泥混凝土中n=0.25密度最大、水泥混凝土中n=0.25-0.45 时施工和易性较好。 时施工和易性较好。通常使用的矿质 沥青混合料的级配范围（ 沥青混合料的级配范围（包括密级配 和开级配） 0.3-0.7之间 之间。 和开级配）n在0.3-0.7之间。
3、K为参数的连续级配密度理论， 为参数的连续级配密度理论， （K法）
前苏联的伊万诺夫提出， 前苏联的伊万诺夫提出，用颗粒分级重量 递减系数K为参数的连续级配密度理论， 递减系数K为参数的连续级配密度理论， （K法）。 N次幂公式存在一个缺点，因为它是无穷级 次幂公式存在一个缺点， 没有最小粒径的控制。 数，没有最小粒径的控制。对沥青混合料 往往造成矿粉过高， 往往造成矿粉过高，路面高温稳定性不足 的缺点， 法以颗粒直径的1/2为递减标准 为递减标准， 的缺点，K法以颗粒直径的1/2为递减标准， 为筛余量的递减系数， 值越大， 设K为筛余量的递减系数，K值越大，级配 越细，一般K值为0.65-0.84。 越细，一般K值为0.65-0.84。
四、贝雷法
贝雷法通过一些指标对级配中的粗、 贝雷法通过一些指标对级配中的粗、细集 料进行约束， 料进行约束，使得混合料获得良好的骨架 结构，并且施工时不会产生离析， 结构，并且施工时不会产生离析，而且易 于压实。这些指标包括： 于压实。这些指标包括： CA比 ratio） （1）CA比（Coarse aggregate ratio） 用来描述粗集料间的填充情况。 用来描述粗集料间的填充情况。 CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%P(NMPS/2)] 式中：P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 式中：P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 相近尺寸筛孔的通过率。 相近尺寸筛孔的通过率。
沥青路面施工—沥青混合料配合比设计
75
混合料 改性沥青
80
冻融劈裂试验的残留强度比(%)，不小于
普通沥青混合料
75
70
改性沥青混合料
80
75
SMA 普通沥青
75
混合料 改性沥青
80
高温稳定性检验
• 低温抗裂性能检验
– 低温弯曲试验破坏应变
• 小梁弯曲试验：试验温度-10℃ 加载速率50mm/min
气候条件与技术指标
相应下列气候分区所要求的破坏应变（ με ）
7-18
5-14
AC-13 细粒式
AC-10
砂粒式 AC-5
100
90100
68-85 38-68 24-50 15-38 10-28
7-20
5-15
100
90100
45-75 30-58 20-44 13-32
9-23
6-16
100
90100
55-75 35-55 20-40 12.28 7-18
内容提纲
沥青混合料组成设计内容
1
矿质混合料组成设计
2
确定最佳沥青用量
3
配合比设计检验
4
知识点一 沥青混合料组成设计内容
沥青混合料组成设计内容
• 组成材料的选择 • 配合比设计 • 性能检验
沥青混合料组成设计内容
马歇尔试验配合比设计方法
目标配合比 设计
生产配合比 设计
生产配合比 设计
沥青混合料的材料品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。
1.冬严寒区
气候分区及年最低气 温(℃)
(＜ -37.0)
1-1 2-1
普通沥青混合料
2600
改性沥青混合料
沥青及沥青混合料ppt课件
60～80，80～100，100～ 120
2-3 20～30 -21.5～-9.0
70号，90号
60～80，80～100
2-4 20～30
＞-9.0
70号
60～80
3-2
＜20 -37.0～-21.5
110号
100～120
（2）沥青等级的选择
沥青等 级
适用范围
A级沥青 各个等级的公路，适用于任何场合和层次。
特粗式沥青混合料ATB-40 粗粒式沥青混合料AC25\ATB30
中粒式沥青混合料AC16-20 细粒式沥青混合料AC10-13
砂粒式沥青混合料AC-5
热拌沥青混合料种类
混合料类型
密级配
连续级配
间断级配
沥青混 沥青稳 沥青玛蹄 凝土 定碎石 脂碎石
开级配
半开级配
间断级配
排水式沥 排水式沥青 青磨耗层 碎石基层
增水性石料经磨细得到矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要 干燥、洁净，其质量应符合本规范附录C表C.12的技术要求。 B、当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的 2%。 粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤 灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%，其余质 量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤 灰作填料。拌和站的一级除尘回收的粉尘可以用着填料，但二级粉 尘一般不用。 C、为了改善沥青混合料的水稳性，可以采用干燥的磨细生石灰粉、消 石灰粉或水泥作为填料，其用量不宜超过矿料总量的1%～2%。
留3％～6％空隙，以备夏季沥青材料膨胀。 2.沥青含量：沥青用量不能过少（过少，松散）
四、沥青混合料的技术性质
抗滑性
沥青与沥青混合料配合比
目标配合比与生产配合比都是 两方面的设计，二者有何区别？
目目标标配配合合比比与与生生产产配配合合比比设设计计关关系系图图
取样冷料筛分
矿料通过皮带输入 提升到拌和楼 振动筛二
拌和楼干燥筒加热
热料仓
次筛分热料
取 分 级
热 料 筛 分
图解法确定 冷料比例
通过调整控制室皮带 转速达到设计比例
目标配合比
图解法确定 热料比例
规范下限 90 76 60 34 20 13 9 7 5
4
规范中值 95 84 70 48 34 24.5 18 13 9.5 6
目标配合比设计 一、矿料组成设计 （二）取样各种集料（冷料）筛分（水洗法）
1．此处取样的集料为冷料，可以从料场直接取样。 2．矿粉直接从包装袋中取样。
3．料场取样尽量要有代表性、均匀性。 4．其他指标也需检测，只是配合比设计时不使用。
目标配合比设计
（三）马歇尔试验
二、最佳沥青用量的确定
6．马歇尔物理指标计算
计算标准 《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40-2004
（2）确定沥青混合料的最大理论相对密度（ γti ）
γti= 或
100 + PaiBiblioteka 100 γse +
Pai γb
γti=
100
Psi γse
+
Pbi γb
γti－相对于计算沥青用量Pb时的混合料 最大理论相对密度,无量纲
2．冷却、脱模 （1）冷却方法有三种
试件横置室温冷却：12h以上 电风扇吹：1h以上 浸水冷却：3min以上 （2）脱模 3．高度测量
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
工程上常采用室温下用电风扇吹12h以上冷却 最好，但时间太长。
沥青混合料配合比设计例题优秀课件
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第三节 热拌沥青混合料配合比设实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
[设计要求] 1.根据道路等级、路面类型和结构层位确定沥青混凝土 的矿质混合料的级配范围。根据现有各种矿质材料的筛 析结果，用图解法确定各种矿质材料的配合比。 2.根据选定的矿质混合料类型相应的沥青用量范围，通 过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。 3.根据高速公路用沥青混合料要求，检验沥青混合料的 水稳定性和抗车辙能力。
1
第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
(2)矿质材料：集料A采用石灰石轧制碎石，抗压强度 120MPa，洛杉矶磨耗率12%，粘附性5级，毛体积相 对密度2.731，表观相对密度2.775； 集料B毛体积相对密度2.688，表观相对密度2.765； 砂为石英岩河砂，表观相对密度为2.786； 矿粉采用石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无 团粒结块，表观密度为2.68 g/cm3。
第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
5.材料性能 (1)沥青材料：采用A级沥青，等级为90#，为进一步提 高沥青综合性能，其中采用燕山石化生产的SBS-4303 （YS）和LG公司生产的SBS（LG）对沥青进行复合 改 性 ， A90+3.5%LG+1.5%YS+5‰ 稳 定 剂 ， 改 性 沥 青 密度1.0248g/cm3，经检验技术性能均符合要求。
第三节 热拌沥青混合料配合比设实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
[设计要求] 1.根据道路等级、路面类型和结构层位确定沥青混凝土 的矿质混合料的级配范围。根据现有各种矿质材料的筛 析结果，用图解法确定各种矿质材料的配合比。 2.根据选定的矿质混合料类型相应的沥青用量范围，通 过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。 3.根据高速公路用沥青混合料要求，检验沥青混合料的 水稳定性和抗车辙能力。
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第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
(2)矿质材料：集料A采用石灰石轧制碎石，抗压强度 120MPa，洛杉矶磨耗率12%，粘附性5级，毛体积相 对密度2.731，表观相对密度2.775； 集料B毛体积相对密度2.688，表观相对密度2.765； 砂为石英岩河砂，表观相对密度为2.786； 矿粉采用石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无 团粒结块，表观密度为2.68 g/cm3。
第三节 热拌沥青混合料配合比设计实例
5.材料性能 (1)沥青材料：采用A级沥青，等级为90#，为进一步提 高沥青综合性能，其中采用燕山石化生产的SBS-4303 （YS）和LG公司生产的SBS（LG）对沥青进行复合 改 性 ， A90+3.5%LG+1.5%YS+5‰ 稳 定 剂 ， 改 性 沥 青 密度1.0248g/cm3，经检验技术性能均符合要求。
沥青混凝土配合比设计：沥青混合料
5.沥青混合料配合比设计 马歇尔指标的合理取值 3）矿料间隙率：VMA 矿料间隙率太小的话,要使空隙率维持在4%左右的话,沥青用量势必就 会很小。 沥青饱和度很小时，混合料易老化,且易发生疲劳破坏,若增加沥青用 量，使沥青饱和度达到要求, 此时沥青混合料的空隙率将会很小,而空 隙率很小的混合料, 易产生泛油现象,高温抗剪强度不足；矿料间隙率 太小的沥青混合料也是不稳定的混合料,容易被压密,强度很弱。
7）以得到的目标配合比确定冷料仓的供料比例、进料速度并试 拌使用。
8）根据拌和机一小时生产的混合料计算各冷料仓每小时供应量， 通过调试冷料仓供料的转速来实现目标配合比 。
2.沥青混合料配合比设计—生产配合比设计
生产配合比设计目的：确定每个热料仓的比例，使进入拌和缸和各
种集料组成符合级配要求。
要做的事：
4）根据当地经验，预先确定较为适合的沥青用量进行马歇尔 试验，根据马歇尔试验的结果再确定沥青用量；
1.沥青混合料配合比设计—目标配合比设计
要做的事：
5）做马歇尔试验，测定试件密度并计算空隙率，沥青饱和度、 矿料间隙率物理指标进行体积分析，测定马歇尔稳定度及流值 等物理力学性质。确定沥青用量。
6）根据确定的沥青用量再按照规范要求进行水稳定性，高温稳 定性，低温抗裂性，渗水性检验，最后确定目标配比的最佳沥 青用量。
沥青饱和度大于75%的话,沥青混合料的抗剪强度减弱很快,尤其是 在高温与重载对沥青混合料的耦合作用下,沥青路面极易出现车辙 现象。
5.沥青混合料配合比设计 马歇尔指标的合理取值 3）矿料间隙率：VMA
矿料间隙率主要是受级配和矿料颗粒棱角性的影响。矿料间隙率 太大的话,若要达到4%空隙率的要求,势必饱和度太大,沥青将会发 生析漏现象,沥青用量适中时空隙率又会太大,因此矿料间隙率太大 的混合料其体积指标总是难以满足规范要求,而且矿料间隙率太大 的混合料是难以压实的混合料。
沥青混合料配合比设计教程
二、矿料级配理论 由各种粒径大小不等的集料按照一定的比例搭配起来，使其具有较高的密
实度或较大的摩阻力，且具有一定的空隙率，这种矿料组合称为矿料级配。 矿料级配基本上分为连续级配和间断级配两大类，如图1-2所示。
图1-2 连续级配与间断级配曲线
Chang’an University
级配理论主要有两种：最大密度曲线理论和粒子干涉理论。
P=100(d/D)n
（1-2）
Chang’an University
2．粒子干涉理论
粒子干涉理论认为为达到最大密度，前一级颗粒之间的空隙应由次一级的
颗粒所填充，其空隙又有再次级颗粒所填充，但填隙的颗粒粒径不得大于其
间隙的距离，否则大小颗粒之间将发生干涉现象。为了避免干涉，大小集料
颗粒之间应按一定的数量分配，并从临界干涉情况下导出前一级颗粒间距应
沥青混合料配合比设计
长 安 大学
内容
1、级配设计理论 2、沥青路面功能与层位力学分工 3、 沥青面层技术性能 4、沥青混合料及其组成材料技术性能要求 5、沥青混合料配合比设计方法 6、AC-16型沥青混合料组成设计 7、AC-20型沥青混合料组成设计 8、AC-25型沥青混合料组成设计 9、ATB-30型沥青混合料组成设计 10、配合比设计中的若干问题的探讨
为：
t
0s
1/ 3
1
D
式中：D——前粒级的粒径；
Ψ0——次粒级的理论实积率（实积率即为堆积密度与表观密度之比）； Ψs——次粒级的实积率。
Chang’an University
三、沥青混合料强度形成机理 沥青混合料强度形成机理有两种：表面理论、胶浆理论。 1．表面理论（Surface theory） 该理论认为，沥青混合料是由粗集料、细集料和填料经人工组配成密
沥青混合料PPT课件
第一节 沥青混合料的技术性质 第二节 普通热拌沥青混合料的组成设计 第三节 间断级配——SMA混合料 第四节 常温沥青混合料
第五节 其他沥青混合料
一、沥青混合料的类型及组成结构
1.特粗式沥青混合料 2.粗粒式沥青混合料 3.中粒式沥青混合料 4.细粒式沥青混合料 5.砂粒式沥青混合料
1.连续级配沥青混合料 2.间断级配沥青混合料
第一节 沥青混合料的技术性质
（2） 骨架空隙结构 组成的基本特点：采用连续开级配，粗集料含量高，彼此相互接触形成骨架；但细集料含量很少， 不能充分填充粗集料件的空隙，形成所谓的“骨架-空隙”结构。 代表类型：沥青碎石AM和开级配磨耗层沥青混合料OGFC等。 力学特点：大颗粒形成骨架，内摩阻力ф值较大；小颗粒与沥青胶浆含量不充分，粘结力C值较低。 路用性能特点：粗集料的骨架作用，使之高温稳定性好；由于细集料含量少，空隙未能充分填充， 耐水害、抗疲劳和耐久性能较差，所以一般要求采用高粘稠沥青，以防止沥青老化和剥落。
沥青混合料
地方道路
沥青路面越来越多地被应用于不同等级的公路，其原因何在？
1．沥青混合料是一种粘弹性材料，具有良好的力学性能， 铺筑的路面平整无缝，振动小，噪音低，行车舒适。
2．路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，无强烈反光， 有利于行车安全。
3．施工方便，施工时不需要养护，能及时开通交通。 4．维修简单，旧沥青混合料可再生利用。
⑥其它：如抗震性好、日照下不反射引起眩光、晴天无扬尘、雨后不泥泞等
主要缺点：
①沥青易老化：沥青是多组分有机材料，随着使用期的延长，沥青的胶体结构和组成成分发生变 化，使沥青粘性变差、塑性降低、沥青路面易表面松散、整体性降低，从而导致结构破坏；
②温度敏感性较差：夏季高温易流淌，高温稳定性差；低温易发脆，抗裂性能差。可采用优质沥 青或采取改性措施等。
沥青混合料生产配合比设计
沥青混合料生产配合比设计一沥青混合料生产配合比设计目的?沥青混合料生产配合比设计主要是针对于拌合楼进行的由于备料时每一种规格的集料都有一定的级配范围集料中含有一定的水分粉尘且试验筛分跟拌合楼热料筛分试验条件的差异因此目标配合比中各种材料的比例不能直接用于拌合楼进料控制必须对各种材料的进料比例进行调整使拌合楼生产的沥青混合料级配完全满足目标配合比级配要求并根据实测沥青混合料物理力学性能指标对沥青用量作相应调整
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。
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。
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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4
计算实例：某高速公路沥青混合料配合比组成设计
❖ 矿质混合料配合组成设计
(1)确定沥青混合料类型 由道路级别为高速公路，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，选用细粒式I型（AC-13）沥青混凝土混合料； (2)确定矿质混合料级配范围 细粒式I型沥青混凝土的矿质混合料级配范围如表所示。
矿质混合料要求级配范围
级配 类型
筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
AC-13，I 100 95~ 70~ 48~ 36~ 24~ 18~ 12~ 8~1 100 88 68 53 41 30 22 6
.
4~8
5
（3）矿质混合料配合比设计计算 ①组成材料筛分试验
沥青混合料配合比设计实例
一、配合比设计原始资料
1.道路等级：高速公路 2.道路类型：沥青混凝土 3.结构层次：三层式沥青混凝土的上面层； 4.气候条件：最热月平均最高气温26 ℃，年极端最低气温：-8℃； 5.材料性能：
（1）沥青材料：可供应重交通AH-50、AH-70和 AH-90。经检验技 术性能均符合要求。
.
3
3．生产配合比验证阶段
生产配合比验证阶段是拌和机按生产配合比及最佳沥青 用量±0.3％进行试拌，并铺筑试验路段。通常用拌和机 拌和的沥青混合料样品和沥青路面钻芯做马歇尔试验。 若各项马歇尔试验指标均符合规范要求，则以此时的沥 青混合料配合比为标准配合比，作为控制拌和质量的依 据和施工质量检查的标准。
（2）矿质集料： ①碎石和石屑：石灰石轧制的碎石，饱水抗压强度120MPa，洛杉
矶磨耗率12%，粘附性（水煮法）I级，视密度2.7g/cm3。 ②砂：洁净河砂，细度模数属中砂，
③矿粉：石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块， 视密度为2.58g/cm3。
.
1
二、配合比设计基本要求
1.根据道路等级、路面类型和结构层位确定沥青混凝 土的矿质混合料级配范围。根据现有各种矿料的筛 分结果，用图解法确定各种矿质材料的配合比。
碎石 36% 石屑 31%
砂25%
矿粉8%
合成级配
级配范围
.
9
级配中值
矿质混合料组成配合计算表
材料 组成
筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
碎石100% 100 94 26 0 0 0 0 0 0
0
原材 石屑100% 100 100 100 80 40 17 0
0
0
0
0
料中 砂25% 25 25 25 25 23.5 23.0 19.0 9.5 4.3 0
的级
配
矿粉8% 8
8
8
8
8
8
8
8
8 6.6
合成级配
级配范围
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10
级配中值
矿质混合料组成配合计算表
材料 组成
筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
根据现场取样，碎石、石屑、砂和矿粉原材料筛分结果 列如表所示。
组成材料在各筛孔的通过率
材料 名称
碎石 石屑 砂 矿粉
筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 100 94 26 0 0 0 0 0 0 0 100 100 100 80 40 17 0 0 0 0 100 100 100 100 94 90 76 38 17 0 100 100 100 100 100 100 100 100 100 83
0
料在 混合
石屑 31%
31
31
31 24.8 12.4 4.30000
料中 砂25% 25 25 25 25 23.5 23.0 19.0 9.5 4.3 0
的级
配
矿粉8% 8
8
8
8
8
8
8
8
8 6.6
合成级配
100 97.8 73.4 57.8 43.9 35.3 27.0 17.5 12.3 6.6
碎石100% 100 94 26 0 0 0 0 0 0
0
原材 石屑100% 100 100 100 80 40 17 0
0
0
0
料级
配
砂100% 100 100 100 100 94 90 76 38 17
0
矿粉100% 100 100 100 100 100 100 100 100 100 83
各矿 碎石 36% 36 33.8 9.4 0 0 0 0 0 0
2.根据选定的矿质混合料类型，相应的沥青用量范围， 通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。
3.根据高速公路沥青混合料的要求对矿质混合料的级 配进行调整，沥青用量按水稳定性检验和抗车辙能 力校核。
.
2
2．生产配合比设计阶段
用间歇式拌和机拌和沥青混合料时，将两次筛分后 进入各热料仓的矿料取样筛分，计算矿料的配合比 比例，并用目标配合比设计阶段确定的最佳沥青用 量±0.5％进行马歇尔试验；根据试验结果决定各热 料仓的材料比例，并调整最佳沥青用量，供拌和机 控制室使用，同时反复调整冷料仓比例以达到供料 均衡。用连续式拌和机拌和时，目标配合比设计就 是生产配合比设计。
.
6
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7
②组成材料配合比计算
用图解法计算组成材料配合比，由图解法确定各种材料用 量为碎石：石屑：砂：矿粉=36%：31%：25%：8%。各 种材料组成配合比计算如表所示。
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矿质混合料组成配合计算表
材料 组成
筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
0
0
0
料级
配
砂100% 100 100 100 100 94 90 76 38 17
0
矿粉100% 100 100 100 100 100 100 100 100 100 83
各矿 碎石 36% 36 33.8 9.4 0 0 0 0 0 0
0
料在 混合
石屑 31%
31
31
31 24.8 12.4 4.3
碎石100% 100 94 26 0 0 0 0 0 0
0
原材 石屑100% 100 100 100 80 40 17 0
0
0
0
料级
配
砂100% 100 100 100 100 94 90 76 38 17
0
矿粉100% 100 100 100 100 100 100 100 100 100 83
各矿 料在 混合 料中 的级 配