至于利用 (1) 式的形式以合成集料的毛体积密 度 Gsb计算而得的所谓最大毛体积相对密度 , 其物理 意义是集料不会吸入沥青 , 这更与实际情况不符 。不 仅结果偏小 , 而且无从测定检验 , 是不合理的 。 2 集料有效相对密度 Gse的确定方法与检验
沥青混合料的体积分析 , 最麻烦的是集料有效相 对密度 Gse的确定 , 正常的方法是在拌制沥青混合料 时 , 同时用真空法测定最大相对理论密度 Gmm , 用 (1) 式反求合成集料的 Gse 。也可以用集料沥青浸渍 法 , 直接测定集料的有效密度 , 参考文献[1]中 , 详细 介绍了该试验方法 , 国内有关单位引用后 , 认为可 行 。天津市市政工程研究院用该法还直接测得了矿粉
吸入沥青的油石比
Q ba
=
V ba·Gb
Gm w
×100
=
(
1 Gsb
-
1) Gse
·Gb ×100 ( %)
(4)
式中 Gse以 (2) 式求得 。
(4) 式也可作如下简化 :
式中 (1/ Gsb - 1/ Gse) 为单位质量集料吸入的沥 青体积 , 而单位质量面干吸水体积为 1/ Gsb - 1/ Gsa , 如两者相除 , 则 :
(
1 Gsb
-
1) Gse
÷
(
1 Gsb
-
1) Gsa
=
Gse Gsa
-
Gsb ×Gsa
Gsb Gse
∴ 从式
(2)
知:
Gse Gsa -
Gsb Gsb
=
C
∴ 1
Gsb
-
1 Gse
=
C· (
1 Gsb
-
1) Gse
·Gsa
Gse
如水的密度以 1 计 , 则
(1/ Gsb - 1/ Gsa) ×100 = W ( %)
有了此法 , 在 Gmm测定有困难时 , 同样可以作正
确的体积分析 。 3 沥青混合料最佳沥青油石比 Q 的计算公式
由图 1 知 , 沥青混合料中的沥青体积 , 是由有效 沥青体积 V be和被集料吸入的沥青体积 V ba组成 , 兹 分别说明如下 。 311 有效沥青体积与有效沥青油石比 Qbe
关键词 : 最佳油石比 ; 集料毛体积相对密度 ; 集料表观相对密度 ; 集料有效相对密度 ; 沥青 相对密度
1 沥青混合料的体积分析 混合料的组成配比设计 , 包括沥青混凝土 、水泥
混凝土等都是体积配比设计 , 然后换算为质量比 , 供 工程使用 。不过水泥混凝土类的集料在混合料中可以 吸饱水泥浆 , 故集料处于表观密度状态 , 体积分析比 较简单 , 而沥青混合料类集料的表面空隙不能吸满沥 青而残余部分空隙成为新的闭口空隙 , 故集料处于有 效密度状态 , 使体积分析比较复杂 。
资料来源
福建高速公路指挥部
湖北京珠线
混合料类型 AC - 25 I AC - 16 IAC - 13 KA K - 13 A Sup - 13Sup - 12. 5Sup - 19
V MA + 0. 5 12. 5 14 14. 5 14. 5 14. 5 14. 5 13. 5
V MA + 0. 5 - 4 8. 5 10 10. 5 10. 5 10. 5 10. 5 9. 5
及 (10) 以(7)
误 计算 Gmm 差 (11) 误差
( %) (10)/ (3)
1. 034 2. 475 - 0. 04
1. 034 2. 448 - 0. 08
1. 03 2. 437 + 0. 04
1. 03 2. 434 + 0. 12
1. 03 2. 443 + 0. 29
从表 1 知 , 按 (2) 式计算的 Gse与以真空法测定 Gm m 反算的 Gse 误差非常小 ; 以计算法得的 Gse 计算 Gmm , 与真空法测定结果也一致 。
HMA 和 SMA 最佳油石比快速确定法
道
·
林绣贤
(同济大学 , 上海市 200092)
摘要 : 以体积分析方法 , 揭示了热拌沥青碎石混合料 ( HMA) 和沥青玛蹄脂碎石混合料 ( SMA) 的最佳油石比与合成集料毛体积相对密度 Gsb 、表观相对密度 Gsa及沥青相对密度 Gb间 的内在关系 。从而当集料配比组成确定 , 有了 Gsb 、 Gsa 、 Gb后 , 在未做沥青混合料试验之前 , 即可求得最佳油石比 。进而计算最大理论密度 Gmm 。并可分别求得有效沥青油石比 , 集料吸入 沥青油石比 。经多项工程实践检验 , 证明可行 。
林绣贤 : HMA 和 SMA 最佳油石比快速确定法
—89 —
100 ( %) , 有效沥青饱和度 VFA = Vbe/ VMA ×100 ( %) 。 应当提请注意的 , 用溶剂法 ( T 0712 - 1993) 测
定最大理论相对密度时 , 由于溶剂溶解了沥青 , 并几 乎充满了集料可吸水的体积 V w 中 , 相应的体积是 V b + V sa , 少了 V w - V ba的体积 , 故所得的最大理论 相对密度偏大 , 与实际情况不符 。
2. 644 2. 590
2. 650 2. 596
2. 648 2. 596
2. 652 2. 599
结 (3) Gmm 2. 476 2. 450 2. 436 2. 431
2. 436
果 (4) Gse
2. 636 2. 632 2. 633 2. 631
2. 629
(5) W ( %) 计
(6) C 算 (7) 计算 Gse 法 (8) 误差
V mm
=
100 Gm m
=
Ps Gse
+
Pb Gb
(1)
式中 Gb ———沥青的相对密度 。
因此 , 用抽真空法测得 Gmm 后 ( T 0711 - 1993)
即可通过 (1) 式 , 得到合成集料的有效密度 Gse。
这样 , 测得压实混合料的毛体积密度 Gmb 后 , 即
可计算得混合料中的集料质量 Gmw = Gmb·Ps/ 100 ; 沥
w ( %) 0. 786 0. 789 0. 785 0. 756 0. 769 0. 57 0. 74
C(2) 式 0. Байду номын сангаас39
按(4) 式
计 Qba
0. 558
Qb = Qbe + Qba 4 . 423
Pb = Qb/ (1 + 4. 24 0. 01Qb) 实用 Pb 4. 20
0. 723 0. 590 5. 23 4. 97 4. 80
式中 W ———为集料面干吸水率 ,
W = (1/ Gsb - 1/ Gsa) ×100 ( %) 。
表 1
不同类别沥青混合料 Gse检验
类型
AC - 25 I AC - 16 I AC - 13 K A K - 13A Superpave - 13
实 (1) Gsa 测 (2) Gsb
2. 649 2. 599
Gsb
2. 599 2. 590 2. 596 2. 596 2. 599 2. 851 2. 648
Gb 按(3) 式 计 Qbe
Gsa
1. 034 1. 034 1. 03 1. 03 1. 03 1. 029 1. 034 3. 865 4. 642 4. 873 4. 873 4. 867 4. 432 4. 289 2. 649 2. 644 2. 65 2. 648 2. 652 2. 898 2. 701
其中 V be =
Gmw ; Gsb
V sa =
Gmw ; Gsa
V se =
Gmw ; Gse
Gsb 、Gsa 、Gse分别为合成集料的毛体积密度 , 表
观密度 , 有效密度 ; Gmw为一个单元体中集料的质量 。
用抽真空法测定的混合料最大理论相对密度
Gmm时 , 所得到的就是图中的状况 , 当混合料总质量 为 100 , 集料含量为 Ps , 沥青含量为 Pb 时 , (1) 式 成立 , 即
青体积 V b = Gmb·Pb/ 100·Gb ; 进而计算被集料吸入的
沥青体积 V ba = Gmw (1/ Gsb - 1/ Gse) ; 有效沥青体积
V be = V b - V ba ; 集料间隙率 VMA = (1 - Gmw/ Gsb) ×
3 收稿日期 : 2002208204
2003 年第 2 期
以百分率表示的有效沥青体积 V be等于集料间隙 率 V M A 减去设计要求的空隙率 V 。即 :
V be = VMA - V
而 VMA = (1 - Gmw / Gsb) 100 ( %)
∴ Gmw = (1 - 0101VMA) ·Gsb
有效沥青油石比 Qbe为
Q be =
V be·Gb
Gm w
沥青混合料类压实试件各成份的体积分析如图 1。
图 1 压实试件体积分析示意
图中 V a ———空气体积; V mm ———除 V a 以外的混合料体积; V mb ———压实混合料的毛体积 , V mb = V a + V mm Vbe ———有效沥青体积;
Vba ———集料吸入的沥青体积; V b ———沥青总体积 , V b = V be + V ba ; Vsb ———集料的毛体积; V ma ———集料的间隙体积 , V ma = 1 - Vsb ; Vse ———集料的有效体积; V w ———集料面干吸水体积; Vsa ———集料实体积。 在 SMA 中 , V be的体积有一部分为纤维所占据 。
差值 ( %) + 0. 04 + 0. 17 - 0. 02 - 0. 14 + 0. 08 - 0. 04 - 0. 07