沥青混合料配合比设计方法
1.材料准备
按相关试验规程规定的取样方法,取足够数量的具有代表性沥青及矿料试样。
按《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)材料质量的技术要求试验各项性质,当检验不合格时,不得用于试验。
2.矿质混合料的配合比组成设计
矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且
有较高内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范围。
但是为了应用已有的研究成果和实践经验,通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。
按现行规范规定。
按下列步骤进行:
(1)确定沥青混合料类型
沥青混合料类型根据道路等级、路面类型、所处的结构层位选定。
(2)确定矿料的最大粒径
各国对沥青混合料的最大粒径(D)同路面结构层最小厚度的关系均有规定,除前苏联规定矿料最大粒径分别为面层厚度的0.6倍与底基层厚度的0.7倍外,一般均规定为0.5借以下。
我国研究表明:随h /D增大,耐疲劳性提高,但车辙量增大。
相反h/D减小/车辙量也减小,但耐久性降低,特别是在h/D≤2时,疲劳耐久性急剧下降。
为此建议结构层厚度人与最大粒径口之比应控制在h/D>2。
尤其是
在使用国产沥青时,h/D就更接近于2。
例如最大粒径的30-35mm的粗粒式沥青混凝土,其结构层厚度应大于4-7cm,D为20-25mm;中
粒式沥青混凝土,其结构层厚度应大于4-5cm,D为15cm;细粒式沥青混凝土,其最小结构厚度应为3cm。
只有控制了结构层厚度与最大粒径之比,才能拌和均匀,易于达到要求的密实度保证施工质量。
,和平整度.
(3)确定矿质混合料的级配范围
根据已确定的沥青混合料类型,查阅规范推荐的矿质混合料级配范围。
(4)矿质混合料配合比例计算
①组成材料的原始数据测定。
根据现场取样,对粗集料)细集料和矿粉进行筛析试验。
按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线,同时测出各组成材料的相对窃度”供计算物理常数备用。
②计算组成材料的配合比,根据各组成材料的筛析试验资料,采用图解法或电算法,计算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下列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删筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。
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,宜偏向级配范围的下(粗)限。
对一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上(细)限。
c、合成的级配曲线应接近连续或有合理的间断级配,不得有过多的
犬牙交错,当经过再三调整、仍有两个以上的筛孔超过级配范围时,必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。
3.通过马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量
沥青混合料的最佳沥青用量可以通过各种理论计算的方法求得。
但是由于实际材料性质的差异,按理论公式计算得到的最佳沥青用量仍然要通过试验方法修正,因此理论方法只能得
到一个供试验参考的数据。
采用试验方法确定沥青最佳用量目前最常用的方法有维姆法和马
歇尔法。
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我国现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)规定的方法,是在马歇尔法和美国
沥青学会方法的基础上,结合我国多年研究成果和生产实践总结发展起来的更为完善的方法,
该法确定沥青最佳用量按下列步骤。
1)制备试样
(1)按确定的矿质混合料配合比计算各种矿质材料的用量。
(2)根据相关材料推荐的沥青用量范围(或经验的沥青用量范围),估计适宜的沥青用量(或
油石比)。
”、
2)测定物理、力学指标
以估计沥青用量为中值,以0.5%间隔上下变化沥青用量制备马歇尔试件不少于5组。
然后在规定的试验温度及试验时间内用马歇示仪测定稳定度和流值,同时计算空隙率、饱和度
及矿料间隙率。
3)马歇尔试验结果分析
(1)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,以视密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标。
将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。
(2)求取相应于稳定度最大值的沥青用量a、相应于密度最大的沥青用量a 21以及相应千规定空隙率范围中值筋青用量a,求取三者平均值作为最佳沥青用量3的初始值OAC。
1(3)求出各项指标符合沥青混合料技术标准的沥青用量范围OAC-OAC,其中maxmin
值为OAC。
”2(4)根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量(OAC),按最佳沥青用量的初始1值OAC在图中求取相应的各项指标值,检查其是否符合规定的马歇尔设计配合比1技术指标。
同时检验VMA是否符合要求,如能符合时,由OAC及OAC综合决定最佳21沥青用量OAC。
如不能符合,应调整级配厘新进行配合比设计马歇尔试验,直至各项指标均能符合要求为止。
(5)根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量。
由OAC和OAC综合决定最佳21沥青用量OAC时,还应根据实践经验和道路等级、气候条件考虑所属情况进行调整。
①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,预计有可能造成较大车辙的情况时,可以在中限值OAC与下
限OAC范围内决定;但min2一般不宜小于中限值OAC的0.5%。
2②对寒区道路以及一般道路,最佳沥青用量可以在中限值OAC与上限值OAC范max2围内决定,但一般不宜大于中限值OAC的0.3%。
24.水稳定性检验
按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验(或真空饱水马歇尔试验),检验其残留稳定度是否合格。
如当最佳沥青用量OAC与两个初始值OAC、OAC相差甚大时,宜将OAC 与OAC或112OAC分别制作试件,进行残留稳定度试验。
我国现行规范规定,=型沥青混凝土残留2稳定度不低于75%,Ⅱ型沥青混凝土不低于70%。
如不符合要求,应重新进行配合比设计,或者采用掺加抗剥剂方法来提高水稳定性。
5.抗车辙能力检验
按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件,按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTJ052-93,T07l9)方法,在60℃条件下用车辙试验相对设计的沥青用量检验其动稳定度。
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用最佳沥青用量OAC与两个初始值OAC或OAC分别制作试件进行车辙试验,我国21现行《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ032-94)规定,用于上、中面层的沥青混凝土,在60℃时车辙试验的动稳定度:对高速公路、城市快速路不小于800次/mm;对一级公路及城市主干路宜不小于600次/mm。
如不符合上述要求,应对矿料级配或沥青用量进行调整,重新进行主配合比设计。
经反复调整及综合以上试验结果,并参考以往工程实践经验,综合决
定矿料级配和最佳沥青用量。
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