普通沥青混合料路面配合比设计
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。
沥青混合料目标配合比设计
严谨求实科学管理精益求精质量至上编号: 试验报告样品名称:SMA-13沥青混合料目旳配合比设计检查类别:委托试验委托单位:试验单位:同意日期:XX省交通建设质量监督试验检测中心试验报告主检: 审核:审批:XX省交通建设质量监督试验检测中心试验报告主检: 审核:审批:设计说明1.沥青混合料旳级配采用SMA-13型级配。
根据委托规定,工程级配范围采用《公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-)》中旳SMA-13级配范围。
2.SMA-13沥青混合料旳原材料均为委托单位来样,其构成为:(1)粗集料:清镇市万隆达矿产开发有限企业生产旳玄武岩碎石。
(2)细集料:清镇市万隆达矿产开发有限企业生产旳石灰石机制砂。
(3)沥青:厦门华特生产旳SBS改性沥青。
(4)矿粉:茫顶石场生产旳石灰石矿粉。
(5)水泥:贵定海螺盘江水泥有限企业生产旳32.5级一般硅酸盐水泥。
(6)纤维:武汉优尼克工程纤维有限企业生产旳絮状木质素纤维,用量为混合料质量旳3‰。
3.按规范规定,混合料理论最大相对密度采用理论计算法。
4.混合料拌和时沥青旳加热温度为180℃,集料旳加热温度为190℃,试件旳击实成型温度为170℃。
5.原材料和混合料旳技术规定采用《公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-)》之规定。
6.配合比设计试验及计算参数均以“JTG F40-《公路沥青路面施工技术规范》中附录C SMA混合料配合比设计措施”中旳程序及公式计算。
7.试验成果:经室内配合比设计试验与有关验证,确定SBS改性沥青SMA-13混合料目旳配合比设计旳最佳油石比为6.0%,在进行生产配合比设计与试验时,其合成级配应尽量与目旳配合比级配曲线靠近。
目旳配合比旳各级集料比例见有关设计图表。
XX省交通建设质量监督试验检测中心7月15日一.原材料试验1、SBS改性沥青试验成果2集料试验(1) 集料原材料来样筛分试验成果矿料筛分曲线图如下:(2) 粗集料材质试验成果(3) 各级粒径集料旳相对密度试验成果(4)矿粉质量试验成果(5)细集料旳砂当量成果(6)木质素纤维试验成果二. SMA-13沥青混合料技术规定1.SMA-13型沥青混合料级配规定2.SMA-13沥青混合料技术指标规定三.SMA-13型沥青混合料配合比试验1.设计矿料级配确实定(1)根据JTG F40-《公路沥青路面施工技术规范》规定,在工程设计级配范围内,调整多种矿料比例设计3组不一样粗细旳初试级配,3组级配旳粗集料骨架分界筛孔旳通过率处在级配范围旳中值、中值±3%附近,矿粉数量均为10%左右。
沥青混合料配合比设计的理论基础
沥青混合料的类型
规范规定的矿料级配范围
确定工程设计级配范围
其他材料,外掺剂等
材料选择、取样 材料试验
粗集料、细集料、矿粉 沥青或改性沥青结合料
确定试验温度
在工程设计级配范围内设计供优 选用的1~3组不同的矿料级配
对选择的设计级配,初选5组沥青用量,拌和混合料,分别制作马歇尔试件
测定试件毛体积相对密度
(2)意义及控制 ①VCA
骨架的粗集料一般指大于(或)的集料。
只有粗集料在混合料中的含量达到或超过70%,才能形 成骨架。但粗集料过多会影响作为填充料的细料及胶浆 数量的不足,而残留较大的空隙。
在同样粗集料含量情况下,VCA越小,对混合料4个百分 点。
40年代初,Bruce Marshall 提出马歇尔稳定度试验方法以及初期的马歇尔稳定
度标准。 随后又陆续出现维姆法、单轴压缩试验法、三轴压 缩试验法、以及GTM法和Superpave法等。
2.沥青混合料的结构
(1)结构的概念
结构特点: ➢ 矿料的大小及不同粒径的分布;
➢ 颗粒的相互位置;
➢ 沥青在沥青混合料中的分布特征和矿物颗粒上沥青 层的性质;
中间粒级的重量,按下式计算
ax
10(0k1)kx1 kn 1
5)粒子干涉理论(根据G、A、)
为达到最大密度,前一级颗粒之间的空隙应由次一级颗 粒所填充,其余空隙又由再次小颗粒所填充,但填隙的 颗粒粒径不得大于其间隙之距离。适用于骨架型,也适 用于密实型。
从临界干涉情况下可导出前一级颗粒间距应为:
2)材料选择与准备 各种矿料必须按现行《公路工程集料试验规程》规定的
方法,从工程实际使用的材料中取代表性样品。 进行生产配合比设计时,取样至少应在干拌5次以后进行。 配合比设计所用的各种材料必须符合气候和交通条件的
沥青混合料配合比设计 共63页
sup25 Limits
- 100 90 - 100
19 - 45 1-7
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➢设计步骤
1、材料选择 2、设计集料结构选择 3、设计沥青胶结料含量选择 4、设计混合料水敏感性评估
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2、设计集料结构选择
2.1选择粗中细三种级配,以级配关键筛孔为 基准,三种级配应至少有3%通过率的差距。 2.2三种级配并不一定是基本平行的级配。 2.3除了控制4.75mm、2.36mm、0.075mm 关键筛孔通过率外,20和25型级配还需在 4.75或2.36与最大粒径之间增加控制筛孔。
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沥青混合料配合比设计
二0一一年七月
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一、目标配合比设计
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案例
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二、Superpave与AC配合比设计介 绍、比较与设计要点分析
➢Sup设计主要特点
1、采用旋转压实仪成型,试件直径150mm
2、空隙率采用4%控制
3、没有固定级配范围,更注重级配优选
AC-10C沥青混合料配合比设计
检验报告{样品名称: AC-10C沥青混合料配合比设计委托单位: ***************有限公司工程名称:)报告日期: ****年**月**日检测编号: *****************************************检测有限公司$检测报告第1页,共6页批准:审核:检测:1.材料第2页,共6页沥青材料AC-10C采用70#沥青。
其主要实测性能指标如表1。
表1 70#沥青的基本性能!AC-10C混合料的集料采用洁净、干燥、表面粗糙的破碎卵石、石灰石。
石灰石规格有:5-10,破碎卵石规格有3-5,细集料采用0-5机制砂,矿粉采用细磨石灰石粉。
各种集料的颗粒组成见表2。
表2 各种集料的颗粒组成实测上述集料的各种性能见表3:《表3 各种集料的实测性能2 AC-10C沥青混合料设计第3页,共6页级配及配合比根据级配要求,由表2中各种集料的颗粒组成设计出矿料合成级配见表4,合成级配通过率如图1所示。
表4 AC-10C合成级配计算表选用的AC-10C混合料配合比为:矿粉:0-5:3-5:5-10=7%:40%:20%:33%。
图1 合成级配通过率示意图混合料最佳油石比试验~按%的间隔取%、%、%、%、%;5个不同的油石比分别成型马歇尔试件。
实测不同油石比时混合料试件的各项技术指标,取满足技术指标要求的油石比为最佳设计油石比。
马歇尔试验结果见表5,根据马歇尔稳定度试验结果,分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱和度与油石比的关系如图2-图7所示:表5 不同油石比混合料马歇尔试验结果第4页,共6页图2 毛体积密度-油石比图3 空隙率-油石比~图4 矿料间隙率-油石比图5 有效沥青饱和度-油石比油石比(%)理论相对密度!毛体积相对密度空隙率VV,(%)矿料间隙率VMA,(%)饱和度VFA,(%)稳定度(kN)(流值(mm)】@·、…技术指标——4~6≥1365~75…≥8~4图6 稳定度-油石比 图7 流值-油石比第5页,共6页4.55 5.56 6.5油石比(%)密度空隙率稳定度流值VMF VFA 共同范围】从上图中可以得出:最大毛体积相对密度时油石比a 1=%;最大稳定度时油石比a 2=%;设计空隙率中值5%时油石比a 3=%,沥青饱和度中值70%时油石比a 4=%,从而可计算最佳油石比初始值OAC 1:OAC 1=(a 1+ a 2+ a 3+ a 4)/4=%同时,根据沥青混合料的马歇尔试验技术标准,求出各项指标均符合技术标准的沥青用量OAC min ~OAC max ,计算沥青最佳油石比的初始值OAC 2:OAC 2=(OAC min + OAC max )/2=%根据OAC 1 和OAC 2综合确定最佳油石比OAC :OAC=(OAC 1+ OAC 2)/2=%\结论:AC-10C最佳油石比为% 。
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
普通沥青混合料路面配合比设计
普通沥青混合料路面配合比设计戚锁海【江苏省恒基路桥总公司常州213002】摘要:沥青混合料的物理力学性质在很大程度上取决于组成材料之间的比例。
文章对材料的性质、级配曲线和沥青用量的选择作详细阐述。
关键词:沥青混合料材料性质配合比设计1 前言随着交通量的不断增长,车辆对路面的要求也越来越高,不仅要求沥青路面坚实、平整,具有足够的力学强度和耐久性,同时还要求沥青路面能具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和抗滑性能。
而沥青混合料的物理力学性质在很大程度上取决于组成材料本身的性质及它们之间的配合比。
2原材料的选择沥青路面中、下面层一般采用AC-25I和AC-20I这两种类型的密实型沥青混合料。
原材料的质量直接影响到沥青混合料的质量。
如何选取沥青路面用的原材料?一般可以通过以下试验确定所用的原材料是否符合要求。
2.1在调查原材料质量过程中了解材料的规格及检测原材料中含有方解石等软石的含量是否超过5%。
由于方解石表面光滑,与沥青粘结能力不强,另外这种原材料的高温稳定性不好,经高温加热后易碎,材料强度不高,含量过多将会降低沥青混合料的稳定度及内部结构,因此应对材料供应商做出严格要求,从源头控制材料质量、规格。
2.2用铁锤敲开粗集料,通过观察粗集料的破裂面辨别其属于何种结构类型。
如果该材料属于碱性砂岩,则尽量避免选用。
虽然该种材料的常温压碎值一般为25~27%,视密度一般为2.72~2.74g/m3,吸水率小于1%,洛杉矶磨耗值一般为27~29%,符合现行试验规范要求,但是通过浸水马歇尔试验(将试件在60℃水浴中保持48h后进行试验)发现该种材料经高温加热后材料的性质有本质的变化,通过掰开浸水马歇尔试件发现该种石料已成粉末状,影响沥青混合料的残留稳定度,抗水损害能力不好,容易造成沥青路面的早期破坏。
2.3在对原材料各项试验检测合格后,通过残留稳定度试验和粘附性试验决定该沥青原材料是否需掺加抗剥落剂。
以提高沥青混合料的抗水损害能力。
简要写出普通沥青混合料配合比设计流程
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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。
简要说明沥青混合料配合比设计的程序
简要说明沥青混合料配合比设计的程序
沥青混合料配合比设计是道路建设中很重要的一环,它直接关系到道路的使用寿命、耐久性和安全性。
下面,我们来简要说明一下沥青混合料配合比设计的程序。
沥青混合料配合比设计需要进行路面状况及流量调查。
这一步是为了确定道路的使用情况,了解流量、车速等因素,以便进行后续的设计。
需要进行沥青混合料的物理性能测试。
这一步是为了确定混合料的物理性能,如强度、密度、韧性等,以便根据道路条件和使用要求来进行配合比的设计。
接着,根据现场状况和物理性能测试结果,进行配合比的初步设计。
这一步需要综合考虑道路的使用条件、沥青混合料的物理性能,以及使用要求等因素,进行初步的配合比设计。
然后,需要进行混合料的工艺性能测试。
这一步是为了确定混合料的加工工艺性能,如可塑性、稳定性等,以便根据加工工艺要求进行配合比的调整。
根据工艺性能测试结果对配合比进行最终优化。
这一步需要综合考虑混合料的工艺性能和使用要求,对配合比进行最终的优化调整,以实现最佳的混合料配合比设计。
沥青混合料配合比设计是一个复杂的过程,需要综合考虑多种因素,进行多次测试和优化,才能得到最佳的配合比设计。
只有按照科学的程序来进行配合比设计,才能保证道路的使用寿命、耐久性和安全性。
沥青混合料目标配合比设计(AC-13).
沥青混合料配合比设计(AC-13C)一、基本情况320国道公路,拟采用改性沥青AC-13C作为面层。
原材料产地如下:二、设计依据1.《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)2.《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)3.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-2000)4.《高速公路沥青路面规范化施工与质量管理指导意见》5.《320国道杭州绕城高速至富阳新桥改建工程设计说明书》三、设计过程1.原材料本次室内目标配合比设计所用集料为玄武岩(4.75-9.5mm、9.5-16mm)和石灰岩(2.36-4.75mm、0-2.36mm),沥青采用SBS改性沥青。
试验所用原材料均由委托方提供。
各种矿料、矿粉及沥青的密度试验结果见表1。
表1 集料及沥青密度试验结果吸水率(%)各种矿料及矿粉的筛分结果见表2。
表2 各档矿料和矿粉的筛分结果2. 混合料级配根据委托单位提供的设计说明书,AC-13C型沥青混合料工程设计级配范围见表3。
表3 AC-13C沥青混合料工程设计级配范围3. 配合比设计计算根据各档矿料的筛分结果,结合混合料级配要求,首先调试。
选出粗、中、细三个级配,根据以往工程经验初步确定三种级配的初始油石比为5.0%,用初始油石比成型试件。
表4为三种级配的设计组成结果,表5为初试级配的体积分析结果。
表4 三种级配的设计组成结果0.3 0.15 0.07511.0 7.5 6.010.0 6.9 5.510.4 7.2 5.7表5 初试级配的沥青混合料性能指标分析结果由各组体积分析结果,根据经验选取级配2为设计级配,级配曲线见图1所示。
图1 AC-13C型沥青混合料设计级配曲线图4. 马歇尔稳定度试验按设计的矿料比例配料,采用五种油石比,进行马歇尔稳定度试验,试验结果见表6,设计级配合成毛体积相对密度2.767,级配合成表观相对密度2.830。
表6 AC-13C型设计配合比马歇尔稳定度试验结果2.482 2.5972.474 2.5792.471 2.560/ /5. 最佳油石比的确定据马歇尔稳定度试验结果,分别绘制密度、稳定度、流值、空隙率、饱和度、VMA与油石比的关系曲线,从曲线上找出相应于最大密度、最大稳定度及空隙率范围中值、沥青饱和度范围中值对应的四个油石比,求出四者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1,作图求出满足沥青混凝土各项指标要求的油石比范围(OAC min,OAC max),该范围的中值为OAC2,如果最佳油石比的初始值OAC1在OAC max与OAC min之间,则认为设计结果是可行的,可取OAC1与OAC2的中值作为目标配合比的最佳油石比OAC,并结合交通与气候特点论证地取用,最终得最佳油石比。
沥青混合料 配合比设计
沥青混合料配合比设计1. 引言1.1 沥青混合料配合比设计的重要性沥青混合料配合比设计在道路建设中起着至关重要的作用。
它直接影响着路面的性能和使用寿命,关系到行车安全和舒适度。
一个合理的配合比设计可以保证沥青混合料具有足够的强度和抗老化性能,能够承受车辆的重压和恶劣的环境条件。
合适的配合比设计还能确保沥青混合料具有良好的抗水性和耐久性,减少路面损坏和维护成本。
沥青混合料配合比设计的重要性还体现在节约资源和保护环境方面。
通过科学的设计,可以最大限度地利用原料,减少材料浪费和成本。
合适的配合比设计还可以减少沥青混合料生产和施工过程中的能源消耗和排放,降低环境污染和碳排放量。
沥青混合料配合比设计不仅仅是一项技术工作,更是一项环保事业和可持续发展的重要组成部分。
只有重视配合比设计的科学性和合理性,才能确保沥青混合料在道路建设中发挥最大的效益,为人们出行提供更加安全和舒适的交通环境。
1.2 历史回顾沥青混合料的配合比设计在道路建设和维护中起着至关重要的作用。
而要了解配合比设计的现状和发展,首先需要对其历史进行一番回顾。
早在古代,人们就开始使用沥青来铺路。
在古代巴比伦,人们就已经开始将沥青和碎石混合以制作路面。
随着时代的发展,对于沥青混合料的配合比设计也逐渐得到了认识和重视。
在19世纪末和20世纪初,随着交通运输的发展,对道路质量的要求也日益提高,沥青混合料的配合比设计开始被系统研究和应用。
20世纪初,配合比设计的理论和方法逐渐成熟,开始得到广泛应用。
随着科学技术的不断发展,配合比设计也在不断完善和优化。
从最初的经验法到如今的理论和实验相结合的设计方法,配合比设计已经取得了巨大的进步。
沥青混合料的配合比设计经历了一个漫长而又丰富的发展历程,每一次进步都离不开前人的探索和努力。
历史的回顾不仅可以让我们了解配合比设计的演变过程,也能够为我们今后的研究和实践提供宝贵的经验和启示。
2. 正文2.1 沥青混合料配合比设计的基本原则沥青混合料的配合比设计是指在道路施工中确定沥青混合料中各种原材料比例的过程,是保证沥青混合料性能稳定的关键步骤。
沥青混合料配合比设计方法
市春秋建立工程检测中心XX公司 CQ/Q040530-2003沥青混合料配合比设计方法批准人:状态:持有人:分发号:2003年11月1日批准 2003年11月25日实施地址:XX省XX市南湖经济开发区春园路:0、2600330 :0沥青混合料配合比设计方法1.沥青混合料配合比设计根本原那么1.1对于高速公路和一级公路沥青路面的上面和中面层的沥青混凝土混合料进展配合比设计时,应通过车辙试验机对抗车辙能力进展检验。
在温度60℃、轮压0.7Mpa条件下进展车辙试验的动稳定度,对高速公路不小于800次/㎜,对一级公路应不小于600次/㎜1.2沥青碎石混合料的配合比设计应根据实践经历和马歇尔试验的结果,经过试拌试铺论证确定。
1.3高速公路和一级公路的热拌沥青混合料的配合比设计应遵照以下步骤进展:±0.3%等三个沥青用量进展马歇尔试验,确定生产配合比的最正确沥青用量。
2.矿质混合料的配合组成设计矿质混合料配合组成设计的目的,是选配一个具有足够密实度、并且有较高摩阻力的矿质混合料。
可以根据级配理论,计算出需要的矿质混合料的级配围;但是为了应用已有的研究成果和实践经历,通常是采用规推荐的矿质混合料级配围来确定。
按现行规《沥青路面施工与验收规》〔GB500092—96〕中规定,按以下步骤进展;2.1确定沥青混合料类型沥青混合料的类型,根据道路等级、路面类型与所处的结构层位,按表2选定。
2.2确定矿质混合料的级配围根据已确定的沥青混合料类型,查阅规推荐的矿质混合料级配围表即可确定所需的级配围。
2.3矿质混合料配合比计算沥青混合料类型表2根据各组成材料的筛析试验资料,采用图解或试算〔电算〕法,计算符合要求级配围的各组成材料用量比例。
计算得的合成级配应根据以下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㎜、2.36㎜和4.75㎜筛孔的通过量尽量接近设计级配防卫的中限;b)对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等交通量大、轴载重的道路,宜偏向级配围的下〔粗〕限。
沥青混合料配合比设计方法
式中:Cw——路面渗水系数(mL/min); V1——第一次计时时的水量(mL),通常为100mL; V2——第二次计时时的水量(mL),通常为500mL; t1——第一次计时的时间(s); t2——第二次计时的时间(s)
(2)低温抗裂性检验——沥青混合料弯曲试验(T 0739) 测定热拌沥青混合料在规定温度和加载速率时弯曲破坏的 力学性质。一般采用试验温度为150C (+-)0.50C。 试件尺寸:长250mm(+-)2.0mm,宽30mm(+-)2.0mm,高 35mm(+-)2.0mm,棱柱体小梁
(3)水稳定性检验——浸水马歇尔试验/冻融劈裂试验(T 0739) 浸水马歇尔试验方法 与标准马歇尔试验方法的不同之处在于,试件在已达规定 温度恒温水槽中的保温时间为48h,其余均与标准马歇尔试验
(3)对于寒冷区道路和其他等级的公路和城市道路,最佳沥 青用量可以在中限值OAC2与上限值OAC max范围内确定,但不 宜大雨中限值OAC的0.3%。
7.进行配合比检验 (1)高温稳定性检验——车辙试验(T 0719) 测定沥青混合料的高温抗车辙能力,供混合料配合比设计时进 行高温稳定性检验使用。 CZ-4型车辙试样成型仪,碾压成型试样制作。
(2)浸水马歇尔试验方法:与标准马歇尔试验方法的不同之处在于,试件在已 达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h,其余均与标准马歇尔试验方法相 同。
T=MS/FL
MS0=(MS1/MS)x100
式中:T-试件马歇尔模数(kN/mm) 式中:MS0 -试件浸水残留稳定度(%) MS-试件的稳定度; FL-试件的流值 MS1 -试件浸水48h后的稳定度
沥青延度试验
沥青针入度试验
是表示沥青软硬程度和稠度、抵抗剪切破坏的能力,反映 在一定条件下沥青的相对黏度的指标。在25℃和5秒时间内, 在100克的荷重下,标准会垂直穿入沥青试样的深度为针入度, 以1/10毫米定仪用于测定道路石油沥青、煤沥青、液体 石油沥青和乳化沥青蒸发后残留物等材料的软化点。 将试样放在规定尺寸的金属环内,上置规定尺寸和重量的 钢球,放于水(或甘油)中,以5±0.5℃/min的速度加热,至钢球 下沉达到25.4mm时,记下该时温度即为该试样软化点。
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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普通沥青混合料路面配合比设计戚锁海【江苏省恒基路桥总公司常州213002】摘要:沥青混合料的物理力学性质在很大程度上取决于组成材料之间的比例。
文章对材料的性质、级配曲线和沥青用量的选择作详细阐述。
关键词:沥青混合料材料性质配合比设计1 前言随着交通量的不断增长,车辆对路面的要求也越来越高,不仅要求沥青路面坚实、平整,具有足够的力学强度和耐久性,同时还要求沥青路面能具有良好的高温稳定性、低温抗裂性和抗滑性能。
而沥青混合料的物理力学性质在很大程度上取决于组成材料本身的性质及它们之间的配合比。
2原材料的选择沥青路面中、下面层一般采用AC-25I和AC-20I这两种类型的密实型沥青混合料。
原材料的质量直接影响到沥青混合料的质量。
如何选取沥青路面用的原材料?一般可以通过以下试验确定所用的原材料是否符合要求。
2.1在调查原材料质量过程中了解材料的规格及检测原材料中含有方解石等软石的含量是否超过5%。
由于方解石表面光滑,与沥青粘结能力不强,另外这种原材料的高温稳定性不好,经高温加热后易碎,材料强度不高,含量过多将会降低沥青混合料的稳定度及内部结构,因此应对材料供应商做出严格要求,从源头控制材料质量、规格。
2.2用铁锤敲开粗集料,通过观察粗集料的破裂面辨别其属于何种结构类型。
如果该材料属于碱性砂岩,则尽量避免选用。
虽然该种材料的常温压碎值一般为25~27%,视密度一般为2.72~2.74g/m3,吸水率小于1%,洛杉矶磨耗值一般为27~29%,符合现行试验规范要求,但是通过浸水马歇尔试验(将试件在60℃水浴中保持48h后进行试验)发现该种材料经高温加热后材料的性质有本质的变化,通过掰开浸水马歇尔试件发现该种石料已成粉末状,影响沥青混合料的残留稳定度,抗水损害能力不好,容易造成沥青路面的早期破坏。
2.3在对原材料各项试验检测合格后,通过残留稳定度试验和粘附性试验决定该沥青原材料是否需掺加抗剥落剂。
以提高沥青混合料的抗水损害能力。
例如:我们在浙江省杭宁高速公路长兴段施工时,发现当地石灰岩中含有5~10%的红色石料。
该石料有一部分属于碱性石料,而有一部分则属于中性石料,粘附性只有2~3级左右。
经研究决定在沥青混合料中掺占沥青的0.3%的抗剥落剂以提高矿料的粘附性。
抗剥落剂是采用江苏扬中文盛牌TW-1型抗剥落剂。
通过试验检验发现:矿料粘附性由原来的2~3级提高到4~5级,残留稳定度由78%提高到85%~90%左右,满足规范要求。
3沥青混合料配合比设计3.1 目标配合比中集料的组成设计沥青混合料配合比设计中级配的选择是一个非常重要的内容,直接决定着沥青路面的使用性能。
本文介绍AC-20I沥青混合料施工过程中使用过的集料组成设计级配,见表1。
其中级配1是江苏宁靖盐高速公路W标中面层普通沥青AC-20I设计级配,级配2是杭宁高速公路浙江长兴十六合同段中面层普通沥青AC-20I设计级配,级配3是江苏宁杭高速公路NH-LS-22标中面层国产改性沥青AC-20I(改进型)设计级配;三种级配的马歇尔指标和最佳油石比见表2;各种级配的级配范围见表3。
1各种级配的级配范围见表3通过试验对比这些合成级配曲线主要有以下几个特点:1)级配1的特点:该种级配范围是规范范围,其混合料的合成级配曲线接近范围的中值,≤0.6mm的通过率偏下限。
在油石比相同的条件下,这种级配的马氏试件的表干相对密度比较小,空隙率较大,细集料用量较多,动稳定度偏低,但满足规范要求>800次/mm。
2)级配2的特点:该种级配范围是规范范围,其混合料的合成级配曲线13.2mm以上的通过率偏范围的上限,9.5mm、4.75mm的通过率接近范围的中值,≤2.36mm的通过率偏范围的下限。
在油石比相同的条件下,马氏试件的表干相对密度偏大,空隙率偏小,细集料用量较少,最佳油石比的选取一般比级配1和级配2要低0.1~0.2%左右。
动稳定度比较大,抵抗车辙变形的能力比较强,适用于重交通沥青路面。
3)级配3的特点:该种级配范围是改进型级配范围,其合成级配曲线呈“S”状。
这种级配在油石比相同的条件下,马氏试件的表干相对密度比级配2的小,比级配1的大,空隙率比级配2的大,比级配1小。
由于该种级配使用的粗集料(16mm~4.75mm)较多,所以骨料间能形成良好的嵌挤状态,掺加适中的细集料能使沥青混合料不容易渗水,施工和易性好,提高了沥青面层的均匀性,以消除原级配沥青混合料存在的超密现象和易发生级配离析的弊端。
采用改性沥青后沥青混合料的高温稳定性有较大地提高,动稳定度比普通沥青的动稳定度有明显的提高,更适用于重交通高等级沥青路面。
3.2 施工油石比的选取一般来说施工过程中沥青混合料的油石比易按试验确定的最佳油石比+0.1%控制比较好。
其优越性有以下几点:1)有足够的沥青含量,保证路面的耐久性;2)有足够的和易性,便于拌和和摊铺;3)有利于提高压实度,降低路面空隙率,提高路面的使用寿命。
3.3 生产配合比设计3.3.1 冷料进料速度的计算和控制一般认为各种冷料的进料速度其实就是沥青混合料另一种形式的目标配合比,是把重量比转换成速度比。
如何确定各冷料仓的进料速度呢?可通过冷料斗小皮带的转速与原材料流量建立关系曲线图。
各原材料的固定流量可通过拌和楼的生产能力和该种原材料占目标配合比设计中的比例确定。
如某拌和楼产量100t/h,1#冷料斗装有1#料,在目标配合比中1#料的用量比例占20%,所拌沥青混合料的沥青含量为 4.5%,则1#冷料斗的固定流量应为:100*0.955*0.2=19.1(t/h),即1#冷料斗必须均匀地每小时流出19.1T 1#料。
通过对宁靖盐高速公路W标和杭宁高速公路二期十六合同段的总结,我们可按以下步骤确定冷料的进料速度:1)各冷料斗分别装满不同规格的集料;2)选择某一低速,启动1#冷料的小皮带,并开始计时。
通过干燥筒烘干,用称量斗称重,记录冷料的总重及延续时间。
同时宜记录该种料进各个热骨料仓的重量,可作为生产过程中调整冷料进料速度的依据;3)改变小皮带3~5种转速,分别测定1#冷料斗相应小皮带转速下的流量;4)同法分别测定其他各种冷料斗不同小皮带转速下的流量;5)绘制各冷料斗小皮带转速与原材料流量的关系曲线;6)根据关系曲线图,找出各原材料相应的进料速度。
在实际生产中,料场进料规格会有变动,含水量也不断变化(主要是石屑)。
这时尚须根据实际情况对冷料进料速度作适当调整,以达到与热骨料仓供料比相匹配,满足标准级配的要求。
如果米砂用量很少只有5%左右,影响生产时,可通过调整冷料斗下的出料口大小,将料门放小,这样冷料进料速度就适当加快,不影响生产。
生产过程中,也可通过各种料的进料速度反算各种原材料之间的大致比例。
该种方法的主要目的是一方面控制原材料进料数量。
防止原材料的在场数量不平衡,剩余过多或缺少太多,做到工完料尽;另一方面可以控制施工过程中沥青混合料的级配,确保混合料的质量。
3.3.2 生产配合比设计过程中常见问题的方法1)拌和楼筛网的选择一般来说,拌和楼筛网有两种形式,一种是斜筛,即有一定的倾角;另一种是平筛。
《公路沥青路面施工技术规范》建议的振动筛的等效筛孔适用于斜筛,对于平筛就不太适用。
经过宁靖盐高速公路W标的总结,平筛的振动筛的等效筛孔如下表:其中,2.5mm的水平振动筛网在生产过程中网眼易堵,可改成2.5mm*3.2mm的长方形筛网,或改成3.2mm的正方形筛网,可降低网眼堵塞的程度。
2)集料的组成设计集料的组成设计有两种方法:一种是通过电脑计算调整;另一种是各种原材料按计算的冷料进料速度同时进料一定时间,经过干燥筒烘干和振动筛筛分进入各热骨料仓后,用称量斗对每个热骨料仓称重,计算每个热骨料仓的重量比。
用该比例进行试配级配,如符合要求,则把该比例和电脑调整的比例相结合,选择符号实际生产的生产配合比。
一般生产配合比集料组成的级配曲线应与目标配合比集料组成的级配曲线相一致。
4 解决配合比设计过程中常见问题的方法密实型沥青混合料配合比设计最常见的问题是沥青用量范围很窄。
从沥青配合比设计方法来看影响沥青用量范围的因素主要是由于沥青混合料的空隙率偏小。
按规范规定的沥青用量,混合料的空隙率很难达到3%以上。
针对这个问题一般可通过增大矿质集料中粗集料或细集料的含量,而为沥青提供足够的集料空隙。
通过试验发现一般每增加细集料或粗集料含量1%,混合料的空隙率增加0.2%左右。
但是,细集料或粗集料增加的比例应控制在5%之内。
一般情况下,增大粗集料的用量可以提高沥青混合料的稳定度和动稳定度。
5 结束语:综合上述,本人认为密实型沥青混合料的矿质集料的配合比设计是非常重要的。
它影响到沥青混合料的外观质量、内部质量、沥青路面的使用寿命。
以上作为本人在这方面的技术管见,在运用上还是比较肤浅,有待于今后进一步的努力,更希望以此能起到抛砖引玉的作用,使之更加完善。
参考文献[1] JTJ032-94公路沥青路面施工技术规范. 北京:人民交通出版社,1994[2] 徐培华,陈忠达. 路基路面试验检测技术. 北京:人民交通出版社,2000[3] 杨文渊,钱绍武. 道路施工工程师手册. 北京:人民交通出版社,1997。