第三章_沥青混合料配合比设计实例计算课件

9.5
26 100 100 100 9.4 31
4.75 2.36 1.18
0 80 100 100 0 0 40 94 100 0 0 17 90 100 0 4.3
0.6
0 0 76 100 0 0
0.3
0 0 38 100 0 0
0.15
0 0 17 100 0 0
0.075
0 0 0 83 0 0
2.沥青最佳用量确定
(1)试件成型

根据沥青混合料气候分区，该区位于2-4区，夏热冬温， 采用AH-70沥青。 按规范推荐的沥青用量范围，细粒式沥青混凝土(AC-13 I) 的沥青用量为5.0％~7.0%,采用0.5%间隔变化，与前计算 的矿质混合料配合比制备5组试件，按规定每面各击实75 次的方法成型。

（4）水稳定性检验
采用沥青用量为6.0％和5.6％制备试件，在浸水48h后测 定马歇尔稳定度，试验结果如表所示。浸水残留稳定度规 范要求不小于75%。
沥青混合料水稳定性试验结果
沥青用量 （%） 马歇尔稳定度 SM （KN） 浸水马歇尔 稳定度SM1 （KN） 浸水残留 稳定度SM0 （%）
OAC=6.0
16.0 13.2
100 100 100 100 36 31 94 100 100 100 33.8 31
9.5
26 100 100 100 9.4 31
4.75 2.36 1.18
0 80 100 100 0 0 40 94 100 0 0 17 90 100 0 4.3
0.6
0 0 76 100 0 0
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。 （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。
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。
0 0 0 83
砂25%
矿粉8%
合成级配 级配范围 级配中值
矿质混合料组成配合计算表
材料 组成 碎石100% 原材 料级 配 各矿 料在 混合 料中 的级 配 石屑100% 砂100% 矿粉100% 碎石 36% 石屑 31% 筛孔尺寸（mm）
16.0 13.2
100 100 100 100 36 31 94 100 100 100 33.8 31
技术标准 _____ （GB 50092-96）
3~6
不小于15
70~85
7.5
20~40
Leabharlann Baidu
（3）马歇尔试验结果分析




绘制沥青用量与物理力学指标关系图 确定沥青用量初始值OAC1, 稳定度最大的沥青用量为a1=6.20%；密度最大的沥青 用量a2=6.20%；规定的空隙率范围的中值的沥青用量 a3=5.60%。 则 OAC1=（6.20+6.20+5.60）/3=6.0% 确定沥青用量初始值OAC2, 各指标符合沥青混合料技术指标的沥青用量范围： OACmin=5.3%；OACmax=6.45% 则 OAC2=（5.30+6.45）/2=5.9% 确定最佳沥青用量OAC
确定最佳沥青用量OAC
按最佳沥青用量初始值OAC1=6.0%检查各项 指标均能符合要求，由OAC1和OAC2综合确 定沥青最佳用量OAC=6.0. 当地气候属于温区，并考虑高速公路渠化交 通，预计有可能出现车辙，再选择在中值 OAC2与下限值OACmin之间选取一个最佳沥 青用量OAC′=5.6%。
组成材料在各筛孔的通过率
材料 名称 碎石 石屑 砂 筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 100 100 100 94 100 100 9.5 26 100 100 4.75 2.36 1.18 0 80 100 0 40 94 0 17 90 0.6 0 0 76 0.3 0 0 38 0.15 0.075 0 0 17 0 0 0
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。 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。
矿粉
100
100
100
100
100
100
100
100
100
83
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。
矿质混合料组成配合计算表
材料 组成 碎石100% 原材 料级 配 各矿 料在 混合 料中 的级 配 石屑100% 砂100% 矿粉100% 碎石 36% 石屑 31% 筛孔尺寸（mm）

（2）马歇尔试验

物理指标测定 按上述方法成型的试件，经24h后测定其视密度、 空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等物理指标。

力学指标测定 测定物理指标后的试件，在60℃温度下测定其马歇 尔稳定度和流值，并计算马歇尔模数。
马歇尔试验物理-力学指标测定结果汇总表
试件 组号 NO 沥 青 用 量 5.0 技术性质 视密度 ρs g/cm3 2.328 空隙率 VV （%） 5.8 矿料间隙 率VMA （%） 17.9 沥青饱和 度VFA （%） 64.5 稳定度 流值FL 马歇尔模 数T MS （0.1m m） （kN/mm) (kN） 6.7 21 31.9
16.0 13.2
100 100 100 100 94 100 100 100
9.5
26 100 100 100
4.75 2.36 1.18
0 80 100 100 0 40 94 100 0 17 90 100
0.6
0 0 76 100
0.3
0 0 38 100
0.15
0 0 17 100
0.075
1501
1502
1503 1504 1505
5.5
6.0 6.5 7.0
2.346
2.354 2.353 2.348
4.7
3.6 2.9 2.5
17.6
17.4 17.7 18.4
71.8
79.5 82.0 85.5
7.7
8.3 8.2 7.8
23
25 28 37
33.5
33.2 29.3 21.1 _____
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。
8.3
8.0
7.6
6.8
92
85
OAC′=5.6
（5）抗车辙能力检验
以沥青用量6.0％和5.6％进行抗车辙试验，试验结果 如下表所示。规范要求动稳定度不低于800次/mm。 试验温度 试验轮压 沥青用量 T P （%） （℃） （MPa）
试验 条件
动稳定度 DS （次/mm）
OAC=6.0
60
60
24.8 12.4
砂25%
矿粉8%
25
8
25
8
25
8
25
8
23.5 23.0 19.0
8 8 8
9.5
8
4.3
8
0
6.6
合成级配 级配范围 级配中值
矿质混合料组成配合计算表
材料 组成 碎石100% 原材 料级 配 各矿 料在 混合 料中 的级 配 石屑100% 砂100% 矿粉100% 碎石 36% 石屑 31% 筛孔尺寸（mm）
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。
0.3
0 0 38 100 0 0
0.15
0 0 17 100 0 0
0.075
0 0 0 83 0 0
24.8 12.4
砂25%
矿粉8%
25
8 100 100 100
25
8
25
8
25
8
23.5 23.0 19.0
8 8 8
9.5
8
4.3
8
0
6.6 6.6 4~8 6
合成级配 级配范围 级配中值
97.8 73.4 57.8 43.9 35.3 27.0 17.5 12.3 95~ 100 98 70~ 88 79 48~ 68 58 36~ 53 45 24~ 41 33 18~ 30 24 12~ 22 17 8~ 16 12
0.7
0.7
不浸水
不浸水
1030
1320
OAC′=5 .6
结论
从以上试验结果认为采用沥青用量为6.0％时耐 久性较佳，采用沥青用量5.6％时抗车辙能力较 高，应根据以往工程实践经验综合决定。
矿质混合料要求级配范围
级配 类型 AC-13，I 筛孔尺寸（mm） 16.0 13.2 100 95~ 100 9.5 70~ 88 4.75 2.36 1.18 48~ 68 36~ 53 24~ 41 0.6 18~ 30 0.3 12~ 22 0.15 0.075 8~1 6 4~8
（3）矿质混合料配合比设计计算 ①组成材料筛分试验 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。