高性能瀝青混合料目標配合比設計示例ppt

1、高性能瀝青混合料目標配合比設計示例,,引言,為了便于大家更好的掌握高性能瀝青混合料的設計方法，本文以某高速路下面層，高性能瀝青混合料目標配合比設計為示例，完整地介紹了高性能瀝青混合料配合比設計的全過程，希望對大家有所幫助。 設計類型：AC-20型瀝青混凝土,1 原材料,瀝青根據(jù)建設項目的氣候特征和交通荷載等因素，綜合考慮，采用SBR改性瀝青。要求達到PG分級指標PG64-28指標以上。且滿足改性瀝青的各項技術指標要求。具體

2、試驗結果見表1。,,1.1瀝青膠結料,表1 蘭煉90號B級道路石油瀝青試驗結果,表1 蘭煉90號B級道路石油瀝青試驗結果,1.2 粗集料,設計采用海原縣油坊源料場的白云巖破碎石料，粗集料料源特性指標檢驗結果見表2。根據(jù)AC-20型的礦料級配范圍，將粗集料分為三種規(guī)格：S9(10mm-20mm)；S12(5mm-10mm)；S14(3mm-5mm)。粗集料檢驗結果見表3表4。,表2 粗集料料源特性指標檢驗結果,表3 粗集料加工技術規(guī)格檢

3、驗結果,表4 粗集料加工質(zhì)量檢驗結果,1.3 細集料,1）機制砂：本設計選用海原縣油坊源料場的白云巖破碎石屑，加工規(guī)格符合S16的規(guī)格要求。淘洗濾去0.075mm以下顆粒使用。 需要說明的是，石屑中0.075mm的通過百分率并未超出規(guī)范要求，但混合料摻配中僅此已超出設計范圍，故采用此辦法。細集料檢驗結果見表5。,表5瀝青混合料用細集料技術質(zhì)量要求,1.3 填料,表6 瀝青混合料用填料技術質(zhì)量要求,采用小鴻溝料場石灰?guī)r磨細的

4、礦粉，親水系數(shù)為0.72，為滿足施工要求，0.075mm的通過量必須大于85%。為增加礦料與瀝青的粘附力，在混合料中加入礦料總量的2%的消石灰粉替代等量的礦粉，并作為混合料級配的組成部分。,2 設計集料結構,（1）集料合理級配組成 熱拌密級配瀝青混合料（HMA）的合理集料組成，按設計的集料最大粒徑，參考I法計算得到，如選?。篒=0.64，計算結果如下表7。,2.1 確定工程設計級配范圍,表7 計算參考級配 (ACS

5、-20),2.2設計合成級配摻配比例,一般可選擇I=0.64，最大公稱粒徑通過率95%的計算級配結果，做為設計合成集料目標級配，也可直接按選定的集料最大公稱粒徑通過率（本例為98%）做為合成集料目標級配，運用選定的粗細集料和填料，利用Excel表反復試算調(diào)整各單粒級料摻配比例，確定出最接近計算級配結果的合成集料摻配比例和合成級配，實際應用中，采用控制關鍵篩孔的辦法，生產(chǎn)配合比的合成級配容許誤差：0.075mm誤差±1%；2.3

6、6mm誤差±2%；4.75mm誤差±2%，最大公稱尺寸誤差±2%；最大尺寸誤碼率為零。,表8 各級料篩分結果及摻配比例 (ACS-20),2.3 初步確定級配范圍,依據(jù)新的《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTG F40-2004和《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》JTG F80/1-2004的要求，以合成級配曲線為生產(chǎn)級配，按要求的容許波動范圍，初步確定施工控制級配以及質(zhì)量檢驗級配范圍，并按Superpave級配控制

7、點和限制區(qū)進行檢驗，(ACS-20)結果見下表：,表9 初選級配范圍表,2.4 級配檢驗,首先，對施工級配上下限進行檢驗,按Superpave級配控制點檢驗 (ACS-20),按Superpave級配限制區(qū)檢驗 (ACS-20),圖1 0.45次方指數(shù)級配曲線圖,部分篩孔上限進入Superpave限制區(qū)，調(diào)整級配范圍，確定的級配范圍如下表所示。其次，對質(zhì)檢級配上下限，運用“貝雷法”多級嵌擠密實約束參數(shù)，再進行一次符合性檢驗。

8、上限級配：CA=（PD/2-PD/4）/（100-PD/2）=0.558，CA=（PD/2-PD/4）/（100-PD/4）=0.358，F(xiàn)A=0.480、0.444、0.448。下限級配：CA=（PD/2-PD/4）/（100-PD/2）=0.558，CA=（PD/2-PD/4）/（100-PD/4）=0.358，F(xiàn)A=0.480、0.444、0.448。CA、FA均在“貝雷法”適宜的范圍值和要求之內(nèi)。,表10 設計目標級配及級配范圍

9、,2.5 確定設計目標級配,3 計算瀝青混合料理論配合比,3.1 各種材料的密度測定結果，見下表。,表11 各級集料密度,3.2 估算最佳油石比（或最佳瀝青用量）,按設計孔隙率、預計的礦料間隙率和密度測定結果，以及合成級配礦料組成，估算瀝青混合料最佳油石比（或最佳瀝青用量），計算結果如下表。,表12 估算最佳油石比（或最佳瀝青用量）表,4 理論配合比的試驗驗證及設計調(diào)整,4.1體積指標試驗驗證,根據(jù)確定的設計目標級配，和估算的瀝青混合

10、料最佳油石比（或最佳瀝青用量），合成混合料，并填加計算的初始最佳瀝青含量，根據(jù)瀝青粘—溫曲線得到的拌和溫度和壓實溫度（選擇拌和與壓實溫度相應的膠結料表觀粘度分別為0.17±0.02Pa.s和0.28±0.03Pa.s），采用旋轉壓實儀（SGC）至少壓實兩個試件，同時準備2個試樣用于確定瀝青混合料理論最大相對密度（Gmm）。對壓實成型試樣，通常取4500克集料；確定理論最大相對密度（Gmm）所用試樣，通常取2000克

11、混合料質(zhì)量。用于測定體積指標和理論最大相對密度（Gmm）所用試樣，應在選定的拌和溫度下，在烘箱中短期老化2小時。同樣，根據(jù)Pbm±0.5、Pbm±1.0做不同瀝青含量試件的旋轉壓實成型測定，全面比較后確定最佳瀝青含量。,（1）壓實所用的旋轉次數(shù)取決于交通量，如表13所示。本示例按中等至重交通量選用。,表13 交通量等級與混合料試件旋轉壓實次數(shù)的關系,（2）理論最大相對密度（Gmm）用真空法測得，試驗方法為：T 07

12、11-1993。如測試結果與前述計算法求得的結果差異較大，應復測一遍進行驗證。一般兩次平行試驗結果、以及與計算法結果，容許誤差均不宜超過0.011g/cm3。測試結果見表14。,表14 理論最大密度試驗結果（真空法）,（3）試樣的毛體積相對密度（Gmb）用表干法測定，試驗方法為：T 0705-2000。測試結果見表15。 （4）由瀝青混合料的理論最大相對密度Gmm和毛體積相對密度Gmb求得空隙率Va、礦料間隙率VMAa和飽

13、和度。計算結果見表15。,表15 旋壓成型試件體積特性指標結果,表15中，空隙率Va、礦料間隙率和瀝青飽和度VFA，具體計算公式如下：,空隙率Va（%）：,壓實試件的礦料間隙率VMAa（%）：,壓實試件的的瀝青飽和度VFA（%）：,從瀝青用量與空隙率關系圖上，截取Va=4%時的瀝青用量為4.15%≈4.2%。再看瀝青用量4.2%時，VMAa=13.4%，VFA=69%。體積指標完全滿足要求且與理論配合比基本一致。,選取空隙率Va=4%

14、、VMAa大于最小值，且最好小于最小值加1.5%，如果VMAa大于最小值加1.5%，還應進行滴漏試驗檢驗，檢驗合格后，VFA也符合要求，則體積指標檢驗完成。如有出入，則按下式調(diào)整瀝青用量Pbm或油石比Q。,式中：Va是試樣測得的空隙率。,接著調(diào)整VMA：,式中：VMAa為試樣求得的礦料間隙率。 A－系數(shù)，當Va4%， A=0.2。,礦料間隙率VMA主要受級配和集料的形狀與表面紋理兩方面影響。在

15、級配組成確定的情況下，粗細集料的性能是否滿足要求非常關鍵，特別是集料的棱角性指標非常關鍵。這里特別需要注意的是細集料的棱角性，必須以“非壓實空隙率”指標為準，而不宜采用《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTG F40-2004上要求的粗造度指標。如果集料性能滿足要求，而VMA仍然無法滿足最小值要求，則需重新調(diào)整，或重新設計級配組成。,（5）壓實特性檢驗 滿足要求的配合比還要進行初始壓實次數(shù)和最大壓實次數(shù)的試件成型，以評價其壓實特性，設

16、計應考慮施工特點，使瀝青混合料容易攤鋪和壓實的同時，不會發(fā)生過多的超載追密情況。具體要求見表16。,表16 壓實成型的混合料試件壓實性能檢測指標,6 對設計配合比進行馬歇爾試驗檢驗,以目標配合比設計的最佳用油量、-0.3%、+0.3%三個瀝青用量對設計的瀝青混合料進行馬歇爾試驗檢驗，試驗檢測結果見表17。各項馬歇爾試驗技術指標應符合表18的技術要求。,表17 馬歇爾試驗檢測結果,注：對改性瀝青混合料,馬歇爾試驗的流值可適當放寬。,表18

17、 密級配瀝青混凝土混合料試驗技術標準,7 .瀝青混合料使用性能的檢驗,按照《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTG F40-2004對普通瀝青或改性瀝青的要求，評價設計的瀝青混合料使用性能。,7.1 熱穩(wěn)定性 必須在規(guī)定的試驗條件下進行車轍試驗，并符合表19的要求。,表19 瀝青混合料車轍試驗動穩(wěn)定度技術要求,7.2 水穩(wěn)定性,必須在規(guī)定的試驗條件下，進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，檢驗瀝青混合料的水穩(wěn)定性，并同時符合表20中的兩

18、個要求。,表20 瀝青混合料水穩(wěn)定性檢驗技術要求,7.3 凍穩(wěn)定性,宜對密級配瀝青混合料在溫度-10℃攝氏度和加載速率50mm/min的條件下進行彎曲試驗，測定破壞強度，破壞應變，破壞勁度模量，并根據(jù)應力應變曲線的形狀，綜合評價瀝青混和料低溫抗裂性能。其中瀝青混和料的破壞應變應不小于表9的要求。,表21 瀝青混合料低溫彎曲試驗破壞應變（με）技術要求,7.4 滲水性,宜利用輪碾機成型的車轍試驗試件，脫模架起進行滲水試驗，并符合表2