沥青混合料配合比设计及施工控制.ppt

沥青混合料,热拌沥青混合料配合比设计方法 沥青路面施工质量控制。,沥青混合料概念,沥青混合料是指经人工合理选择级配组成的矿质混合料（包括粗集料、细集料和填料），与适量沥青结合料（包括沥青类材料及添加的外掺剂、改性剂等）拌和而成的高级路面材料。,沥青混合料的技术性质和技术标准,（一）沥青混合料的技术性质 1高温稳定性 沥青混合料的强度与刚度是随温度升高而显著降低的。在夏季高温季节，路面在行车荷载反复作用下，沥青混合料所具有的抵抗诸如车辙、推移、波浪、拥包、泛油等病害的性能，称为沥青混合料的高温稳定性。 对于沥青混合料高温稳定性的评价，我国现行规范采用的方法是马歇尔试验法和车辙试验法。,（1）马歇尔试验法,马歇尔试验是将沥青混合料制成直径为101.6mm、高为63.5mm的圆柱体试件，在高温(60)的条件下,保温3040min,然后将试件放置于马歇尔稳定度仪上505mm/min的形变速度加 荷,直至试件破坏，同时测定稳定度(MS)、流值（FL）、两项指标： 稳定度是在规定的加载速率条件下试件破坏前所能承受的最大荷载(kN)， 流值是达到最大破坏荷载时试件的垂直变形（以0.1mm计）。 马歇尔稳定度越大、流值越小，说明高温稳定性越高。,（2）车辙试验,车辙试验的目的是测定沥青混合料的高温抗车辙能力，可供沥青混合料配合比设计的高温稳定性检验。 目前通常是采用轮碾法成型，将沥青混合料制成300mm300mm50mm大小的试件，在60的温度条件下，让试验轮对板块状试件产生0.7Mpa的压强，在同一轨迹上作一定时间的反复行走，形成一定程度的车辙深度，试验过程中记录绘制时间-变形曲线。 通过试验可以得到沥青混合料的动稳定度，其含义是：试件产生单位变形时所需试验轮的行走次数，以次/mm为单位。动稳定度越大，沥青混合料高温稳定性越好。,影响沥青混合料高温稳定性的主要因素,影响沥青混合料高温稳定性的主要因素有沥青的用量，沥青的粘度，矿料的级配、尺寸、形状等。 过量沥青，不仅降低沥青混合料的内摩阻力，而且在夏季容易产生泛油现象，因此，适当减少沥青的用量，可使矿料颗粒更多地以结构沥青的形式相联结，增加混合料的粘聚力和内摩阻力。 提高沥青的粘度，可增加沥青混合料抗剪变能力。 采用合理级配的矿料，混合料可形成骨架密实结构，使粘聚力和内摩阻力都较大。 在矿料的选择上，应挑选粒径大的，有棱角的矿料颗粒，提高混合料的内摩阻角。另外，还可以加入一些外加剂，来改善沥青混合料的性能。这些措施，均可提高沥青混合料的抗剪强度和减少塑性变形，从而增强其高温稳定性。,2低温抗裂性,概念：沥青混合料抵抗低温收缩裂缝的能力称为低温抗裂性。由于沥青混合料随着温度的降低，通常会变脆硬，劲度增大，变形能力下降，在温度下降所产生的温度应力和外界荷载应力的作用下，路面内部分应力来不及松弛，应力逐渐累积下来，这些累积应力超过材料的抗拉强度时即发生开裂，从而会导致沥青混合料路面的破坏，所以沥青混合料在低温时应具有较低的劲度和较大的抗变形能力来满足低温抗裂性能。 评定方法：根据公路沥青路面施工技术规范（JTJ F402004）规定，沥青混合料配合比设计的低温抗裂性能检验采用的是低温弯曲试验。将轮碾成型后切制的30mm（宽）35mm（高）250mm（长）的棱柱体小梁试件在-10、按50mm/min的加载速度在跨中施加集中荷载至断裂破坏。由破坏时的最大荷载求得试件的抗弯强度，由破坏时的跨中挠度求得沥青混合料的破坏弯拉应变，两者之比值为破坏时的弯曲劲度模量。其中混合料的 破坏应变不小于规定值。,3耐久性,沥青混合料在路面中长期受到自然因素和重复车辆荷载的作用下，为保证路面具有较长的使用年限，沥青混合料必须具有良好的耐久性。沥青混合料的耐久性有多方面的含义，其中较为重要的是水稳定性、耐老化性和耐疲劳性。,（1）沥青混合料的水稳定性,水稳性是指沥青混合料抵抗由于水侵蚀而逐渐产生沥青膜剥离、松散、坑槽等破坏的能力。水稳性差的沥青混合料在有水情况下，会发生沥青与矿料颗粒表面的局部分离，同时在车辆荷载的作用下会加剧沥青与矿料的剥落，形成松散薄弱块，飞转的车轮带走剥离或局部剥离的矿粒或沥青，从而形成表面的损失，并逐渐形成坑槽，导致路面的早期破坏。 我国现行规范采用浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验来检验沥青混合料的水稳定性。浸水马歇尔试验通过测定浸水48h马歇尔试件的稳定度与未浸水的马歇尔试件的稳定度之比值即残留稳定度（%），以此作为评价水稳性好坏的指标。残留稳定度越大，混合料的水稳性越高。冻融劈裂试验测定的是沥青混合料试件在受到水、冻融循环作用前后的劈裂破坏强度之比值即残留强度比，其值越大，沥青混和料在水与冻融循环共同作用下的水稳性越高。,（2）沥青混合料的耐老化性,耐老化性是指沥青混合料抵抗由于人为和自然因素作用而逐渐丧失变形能力、柔韧性等各种良好品质的能力。沥青路面在施工中要对沥青反复加热，铺筑好的沥青混合料路面长期处在自然环境中，要经受阳光特别是紫外线作用，这些均会使沥青产生老化，变形能力下降，使路面在温度和荷载作用下容易开裂，从而导致水分下渗数量增加，加剧路面破坏，缩短沥青混合料路面的使用寿命。 影响沥青混合料老化速度的因素主要有: 沥青化学组分中轻质成分、不饱和烃含量越多，沥青老化速度越快； 沥青用量的大小影响沥青混合料内部所分布沥青膜的厚度，特别薄的沥青膜容易老化、容易变脆，使沥青混合料的耐老化性较低； 空隙率越大，沥青与空气、水接触的范围越大，越容易产生老化现象； 过高的拌和温度、过长时间的加热，会导致沥青的严重老化，路面上会过早的出现裂缝。,（3）沥青混合料的耐疲劳性,沥青混合料在使用期间经受车轮荷载的反复作用，长期处于应力应变交迭变化状态，致使混合料强度逐渐下降。当荷载重复作用超过一定次数以后，在荷载作用下沥青混合料路面内产生的应力就会超过强度下降后的强度（也称疲劳强度），沥青混合料路面出现裂缝，即产生疲劳断裂破坏。 沥青混合料的耐疲劳性即是混合料在反复荷载作用下抵抗这种疲劳破坏的能力。在相同荷载数量重复作用下，疲劳强度下降幅度小的沥青混合料，或疲劳请度变化率小的沥青混合料，其耐疲劳性好。从使用寿命看，其路面耐久性就高。 疲劳的试验方法： 用小梁试件，根据要求确定条件进行弯拉的反复作用试验，建立疲劳方程计算疲劳次数。,4抗滑性,随着现代高速公路的发展，对沥青路面的抗滑性提出了更高要求。为保证长期高速行车的安全，配料时要特别注意粗集料的的耐磨光性，应选择硬质有棱角的集料。但表面粗糙、坚硬耐磨的集料多为酸性集料，与沥青的粘附性不好，应掺加消石灰粉、抗剥剂或采用石灰水处理集料表面等。 沥青用量对抗滑性的影响非常敏感，沥青用量超过最佳用量时的0.5%即可使抗滑系数明显降低。 含蜡量对沥青混合料抗滑性也有明显影响，我国现行部颁行业标准公路沥青路面施工技术规范（JTJ F402004）中道路石油沥青技术要求提出，A级沥青含蜡量应不大于2.2%，B级沥青不大于3.0%，C级则不大于4.5%。 我国抗滑测试技术：铺砂法、摆式仪法、路面横向力系数测试车,能量损失法,横向力法,5施工和易性,沥青混合料应具备良好的施工和易性，使混合料易于拌和、摊铺和碾压。影响沥青混合料施工和易性的因素很多，诸如当地气温、施工条件及混合料性质等。 从混合料材料性质来看，影响沥青混合料施工和易性的是混合料的级配和沥青用量，如粗细集料的颗粒大小相距过大，缺乏中间尺寸，混合料容易分层层积（粗粒集中表面，细粒集中底部）；如细集料太少，沥青层就不容易均匀地分布在粗颗粒表面；细集料过多，则使拌和困难。当沥青用量过少，或矿粉用量过多时，混合料容易产生疏松不易压实。反之，如沥青用量过多，或矿粉质量不好，则容易使混合料粘结成团块，不易摊铺。,（二）沥青混合料技术指标要求,密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准 沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求 沥青混合料水稳定性检验技术要求 沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求 沥青混合料试件渗水系数(ml/min)技术要求,密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准JTG F40-2004,密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准JTG F40-2004,沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求,车辙试验动稳定度技术要求说明,如果其他月份的平均最高气温高于七月时，也可使用该月平均最高气温。 2. 在特殊的情况下，如钢桥面铺装、重载车特别多或纵坡较大的长距离上坡路段、厂矿专用道路，可酌情提高动稳定度的要求。 3. 对因气候寒冷需使用针入度很大的沥青(如大于100)，或因采用石灰岩等不很坚硬的石料，改性沥青混合料的动稳定度难以达到要求等特殊情况，可酌情降低要求。,车辙试验动稳定度技术要求说明,4. 为满足炎热地区及重载车要求，在配合比设计时采取减少最佳沥青用量的技术措施时，可适当提高试验温度或增加试验荷载进行试验，同时增加试件的碾压成型密度和施工压实度要求。 5. 车辙试验不得采用二次加热的沥青混合料，试验必须检验其密实度是否符合试验规程的要求。 6. 如需对公称最大粒径等于和大于26.5mm的混合料进行车辙试验，可适当增加试件的厚度，但不宜作为评定合格与否的依据。,沥青混合料水稳定性检验技术要求,沥青混合料低温弯曲试验破坏应变技术要求,沥青混合料试件渗水系数(ml/min)技术要求,二、沥青混合料的组成材料技术要求,1.沥青的技术要求与试验 （1）沥青的针入度 （2）沥青的延度 （3）沥青的软化点 （4）沥青的密度 （5）沥青的闪点 （6）沥青的溶解度 （7）沥青的蜡含量 （8）蒸发损失,（9）薄膜加热 （10）旋转薄膜加热 （11）脆点 （12）粘度 绝对粘度 相对粘度 2.沥青的标号划分 （1）重交通道路石油沥青 AH-130 AH-110 AH-90 AH-70 AH-50 120140 100120 80100 6080 4060 （2）中、轻交通道路石油沥青 A-200 A-180 A-140 A-100甲 A-100乙 A-60甲 A-60乙 200300 160200 120160 80120 80120 4080 4080 100 100 90 60 70 40 （3）道路用乳化石油沥青 PC-1 PC-2 PC-3 BC-1 BC-2 BC-3 PA-1 PA-2 PA-3 BA-1 BA-2 BA-3 PC洒布型阳离子；BC洒布型阴离子； PA拌和型阳离子；BA拌和型阴离子。 （4）道路用液体石油沥青 快凝 中凝 慢凝 AL-(R)12 AL-(M)16 AL-(S)16 （5）道路用煤沥青 T 19,二、沥青混合料组成材料的技术要求,关于沥青标号的选择 沥青路面采用的沥青标号，宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路面类型、在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验确定。按现行部标公路沥青路面施工技术规范（JTJ F402004），沥青标号根据道路所属的气候分区可查道路石油沥青技术要求选用。 对高速公路、一级公路，夏季温度高、高温持续时间长、重载交通、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，尤其是汽车荷载剪应力大的层次，宜采用稠度大、60粘度大的沥青，也可提高高温气候分区的温度水平选用沥青等级；对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路宜选用稠度小、低温延度大的沥青；对温度日温差、年温差大的地区宜选用针入度指数大的沥青。当高温要求与低温要求发生矛盾时应优先考虑高温性能的要求。 当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号的沥青掺配，但掺配后的技术指标应符合道路石油沥青技术要求。,二、沥青混合料组成材料的技术要求 2.粗集料的技术指标与试验方法（不同规格的碎石） （1）筛分级配 （2）压碎值 （3）磨耗值 （4）密度 （5）吸水率 （6）粘附性 （7）细长扁平颗粒含量 （8）0.075 颗粒含量 （9）磨光值 （10）冲击值,二、沥青混合料组成材料的技术要求,有关粗集料选择： 沥青混合料用粗集料包括碎石、破碎砾石、筛选砾石、钢渣、矿渣等，但高速公路和一级公路不得使用筛选砾石和矿渣。 粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙，质量应符合规定。当单一规格集料的质量指标达不到表中要求，而按照集料配合比计算的质量指标符合要求时，工程上允许使用。对受热易变质的集料，宜采用经拌和机烘干后的集料进行检验。粗集料的粒径规格应符合要求。 高速公路、一级公路沥青路面的表面层（或磨耗层）的粗集料的磨光值应符合要求。除SMA、OGFC路面外，允许在硬质粗集料中掺加部分较小粒径的磨光值达不到要求的粗集料，其最大掺加比例由磨光值试验确定。 粗集料与沥青的粘附性应符合要求，当使用不符合要求的粗集料时，宜掺加消石灰、水泥或用饱和石灰水处理后使用，必要时可同时在沥青中掺加耐热、耐水、长期性能好的抗剥落剂，也可采用改性沥青的措施，使沥青混合料的水稳定性检验达到要求。,二、沥青混合料组成材料的技术要求,3细集料 沥青路面的细集料包括天然砂、机制砂、石屑。 细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合规定。细集料的洁净程度，天然砂以小于0.075含量的百分数表示，石屑和机制砂以砂当量（适用于04.75）或亚甲蓝值（适用于02.36或00.15）表示。 天然砂可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂，其规格应符合规定。热拌密级配沥青混合料中天然砂的用量通常不宜超过集料总量的20%，SMA和OGFC混合料不宜使用天然砂。 石屑是采石场破碎石料通过4.75或2.36的筛下部分，其规格应符合要求。机制砂是由制砂机生产的细集料，其级配应符合要求。,细集料的技术指标与试验方法（砂、石屑） （1）级配 （2）密度 （3）坚固性 （4）砂当量或亚甲蓝值 （5）棱角性（流动时间）,细集料棱角,细集料棱角定义为小于2.36mm 的松压集料的空隙百分率 采用AASHTO TP 33 “非压实细集料 空隙含量的试验方法(颗粒形状、 表面纹理和级配的影响)” 试验方法 进行试验,二、沥青混合料组成材料的技术要求,4填料 沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干净、洁净，能自由地从矿粉仓流出，其质量应符合要求。 拌和机的粉尘也可作为矿粉的一部分回收使用。但每盘用量不得超过填料总量25%，掺有粉尘填料的塑性指数不得大于4%。 粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的50%，粉煤灰的烧失量应小于12%，与矿粉混合后的塑性指数应小于4%。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰做填料。,填料的技术指标与试验方法,（1）密度 （2）含水量 （3）颗粒范围 （4 ）外观 （ 5）亲水系,三、沥青混合料配合比设计,热拌沥青混合料配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段，确定沥青混合料的材料品种及配合比、矿料级配、最佳沥青用量。,沥青混合料配比设计的要求,配比设计不能仅满足规范要求 要进行优化设计 配比具有良好的使用性能 施工操作性好 变异性小 容易压实，混合料具有良好的路用性能,沥青混合料三阶段配比设计 （一）目标配合比设计,目标配比设计内容： （1）目标 （2）检验组成材料是否符合规范要求 （3）确定矿料比例 （4）确定沥青用量 （5）完成报告（内容包括以下内容） 采用的规范 设计的标准 组成材料的技术性能 组成矿料的筛分和设计后的比例，包括表和级配曲线图 马歇尔试验的资料，包括三个沥青用量和汇总的结果 沥青用量和有关技术指标的关系图 确定沥青用量的有关计算 用确定的沥青用量在关系图上的技术指标要与结果相符,密级配沥青混合料目标配合比设计流程,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,材料选择、取样,其他材料、外掺剂等,材料试验,粗集料、细集料、矿粉,沥青或改性沥青混合料,确定试验温度,在工程设计级配范围内设计供 优选用的13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,密级配沥青混合料目标配合比设计流程,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,确定理论最大相对密度,普通沥青用真空法,改性沥青用计算法,计算VV、VMA、VFA等体积指标,进行马歇尔试验，与马歇尔设计标准比较,技术经济分析确定1组设计级配及最佳沥青用量,按规定进行各种配合比设计检验，确认配合比设计是否合理,完成配合比设计、提交材料品种、矿料级配、标准配合比、最佳沥青用量等,或,不合格,不合格,合格,合格,1.矿质混合料的配合比设计,确定沥青混合料类型： 沥青混合料的类型，根据道路等级、路面类型及所处的结构层位，参照相关的设计规范选定。 确定工程设计的级配范围： 密级配沥青混合料宜根据公路等级、气候及交通条件按表7-10选择粗型（C型）或细型（F型）混合料。对夏季温度高、高温持续时间长，重载交通多的路段，宜选用粗型密级配沥青混合料（AC-C型），并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区，或者重载交通较少的路段，宜选用细型密级配沥青混合料（AC-F型），并取较低的设计空隙率。 密级配沥青混合料的设计级配宜在规定的级配范围内，根据公路等级、工程特性、气候条件、交通条件、材料品种等因素，通过对条件大体相当的工程使用情况进行调查研究后调整确定，必要时允许超出规范级配范围。经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据，不得随意变更,1.矿质混合料的组成设计,调整工程设计级配范围宜遵循下列原则： 1）要确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6以下部分细粉的用量，使中等粒径集料较多，形成S型级配曲线，并取中等或偏高水平的设计空隙率。 2）确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要，经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。 3）根据公路等级和施工设备的控制水平，确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄，其中4.75和2.36通过率的上下限差值宜小于12%。 4）沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能，使沥青混合料容易摊铺和压实，避免造成严重的离析。,1.矿质混合料的组成设计,材料选择与准备 按气候和交通条件选择合适的各种材料，经现场取样检验，其质量应符合规定的技术要求。当单一规格的集料某项指标不合格，但不同粒径规格的材料按级配组成的集料混合料指标能符合规范要求时，允许使用。,1.矿质混合料的组成设计,矿料配合比设计 高速公路和一级公路沥青路面矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子表格用试配法进行。 矿料级配曲线采用泰勒曲线的标准画法绘制。以原点与通过集料最大粒径100%的点的连线作为沥青混合料的最大密度线。 对高速公路和一级公路，宜在工程设计级配范围内计算13组粗细不同的配合比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0.30.6范围内不出现“驼峰”。当反复调整不能满足时，宜更换材料设计。 根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。,矿料级配设计应注意：,考虑过程所在地区，气候，交通量 尽量减少最大粒径和0.6mm以下颗粒的含量，形成S形的稳定级配曲线 级配曲线尽量平顺，不出现锯齿交错， 0.30.6mm范围内要尽量平顺，不出现“驼峰” 如果曲线不出现上述，可以适当超出规范；,2.沥青最佳用量确定：,根据当地经验，预先确定较为适合的沥青用量进行马歇尔试验，根据马歇尔试验的结果再确定沥青用量； 根据确定的沥青用量再按照规范要求进行，水稳定性，高温稳定性，低温性，渗水性检验，最后确定目标配比的最佳沥青用量,马歇尔试验,按预估的沥青用量为中值，以0.5的间隔，取五个不同的油石比按规范的试验规程进行马歇尔试验， 试验注意的问题： 配料 混合料的拌和与成形温度控制 试件高度调整,马歇尔试件制备,确定试件的制作温度,测定沥青在135及175条件下的粘度温度曲线，应与实际施工温度一致，按下表规定确定。,确定沥青混合料拌和及压实温度的适宜温度,马歇尔试件制备,确定试件的制作温度,如缺乏粘温曲线时可参照下表规定确定，改性沥青混合料的成型温度在此基础上再提高1020。,热拌普通沥青混合料试件的制作温度,确定沥青用量范围,计算矿质混合料的合成毛体积相对密度,预估沥青混合料的适宜油石比 或沥青用量,Pa1 已建类似工程沥青混合料的标准油石比，%； sb 集料的合成毛体积相对密度； sb1 已建类似工程集料的合成毛体积相对密度。,确定沥青用量范围,确定矿料的有效相对密度,对非改性沥青混合料，宜以预估的最佳油石比拌和2组混合料，采用真空法实测理论最大相对密度，取平均值。然后由下式反算合成矿料的有效相对密度。,se 合成矿料的有效相对密度； Pb 试验采用的沥青用量(占混合料总量的百分数)，%； t 试验沥青用量条件下实测得到的最大相对密度，无量纲； b 沥青的相对密度（25/25），无量纲。,确定沥青用量范围,按预估的油石比成型马歇尔试件,以预估的油石比为中值，按一定间隔(对密级配沥青混合料通常为0.5%，对沥青碎石混合料可适当缩小间隔为0.3%0.4%)，取5个或5个以上不同的油石比分别成型马歇尔试件。例如预估油石比为4.8%，可选3.8%、4.3%、4.8%、5.3%、5.8%等。,测定马歇尔试件物理指标,测定压实试件的毛体积相对密度f和吸水率,压实沥青混合料试件的毛体积相对密度通常采用表干法测定(取平均值) ；对吸水率大于2%的试件，采用蜡封法测定。,确定沥青混合料的理论最大相对密度,对非改性的普通沥青混合料，在成型马歇尔试件的同时，用真空法实测各组沥青混合料的理论最大相对密度ti。当只对其中一组油石比测定理论最大相对密度时，也可按公式计算其他不同油石比时的理论最大相对密度ti。,密度概念,集料沥青界面示意图,密度概念,真空法实测理论最大密度,不同油石比时理论最大相对密度的计算,ti 相对于计算沥青用量P bi时沥青混合料的理论最大相对密度，无量纲； P ai 所计算的沥青混合料中的油石比，%； P bi 所计算的沥青混合料的沥青用量，%； P si 所计算的沥青混合料的矿料含量，%； se 矿料的有效相对密度，无量纲； b 沥青的相对密度（25/25），无量纲。,马歇尔试件体积指标计算,试件的空隙率,试件的矿料间隙率,试件的有效沥青饱和度,VFA 试件的有效沥青饱和度(有效沥青含量占VMA的体积比例)，%； f 试件的毛体积相对密度，无量纲； t 沥青混合料的最大理论相对密度,无量纲; P s 各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即，%； s b 矿质混合料的合成毛体积相对密度。,测定力学指标 进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度和流值。,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 以油石比或沥青用量为横坐标，以毛体积密度、空隙率、有效沥青饱和度（VFA）、矿料间隙率（VMA）、稳定度和流值为纵坐标，将试验结果点入图中，连成光滑的曲线，确定均符合规范规定的沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin OACmax。 选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能涵盖沥青饱和度的要求范围，同时使密度及稳定度曲线出现峰值。如果没有涵盖设计空隙率的全部范围，试验必须扩大沥青用量范围重新进行。,各项指标与沥青用量之间的关系曲线,根据试验曲线走势确定最佳沥青用量OAC1,（1）在曲线图上求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率（或中值）、沥青饱和度范围的沥青用量a1、a2、a3、a4，按式7-13取平均值作为OAC1。即 OAC1 =（a1 + a2 + a3+ a4）/4 （2）如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按式7-14求取3者的平均值作为OAC1。即 OAC1 =（a1 + a2 + a3）/3 （3）对所选择试验的沥青用量范围，密度或稳定度没有出现峰值（最大值经常在曲线的两端）时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1，但OAC1必须介于OACmin OACmax的范围内，否则应重新进行配合比设计。,确定最佳沥青用量OAC2 以各项指标均符合沥青混合料技术标准（不含VMA）的沥青用量范围OACmin OACmax的中值作为OAC2。即 OAC2 =（OACmin + OACmax）/2,确定计算的最佳沥青用量OAC 通常情况下取OAC1及OAC2的中值作为计算的最佳沥青用量OAC。 OAC =（OAC1 + OAC2）/2 按式（7-16）计算的最佳沥青用量OAC，从图中得出所对应的空隙率和VMA值，检验是否能满足表7-2关于最小VMA值的要求。OAC宜位于VMA凹形曲线最小值的贫油一侧。当空隙率不是整数时，最小VMA按内插法确定，并将其画入图中。 检查图中相应于此OAC的各项指标是否均符合马歇尔试验技术标准。,根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况，调整确定最佳沥青用量OAC,（1）调查当地各项条件相接近的工程的沥青用量及使用效果，论证适宜的最佳沥青用量。检查计算得到的最佳沥青用量是否相近，如相差甚远，应查明原因，必要时重新调查级配，进行配合比设计。 （2）对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.10.5%作为设计沥青用量。此时，除空隙率外的其他指标可能会超出马歇尔试验配合比设计技术标准，配合比设计报告或设计文件必须予以说明。但配合比设计报告必须要求采用重型轮胎压路机和振动压路机组合等方式加强碾压，以使施工后路面的空隙达到未调整前的原最佳沥青用量时的水平，且渗水系数符合要求。如果试验路段试拌试铺达不到此要求时，宜调整所减小的沥青用量的幅度。 （3）对寒区道路、旅游道路、交通量很少的公路，最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.10.3%，以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度要求。,配合比设计检验,对用于高速公路和一级公路的公称最大粒径等于或小于19的密级配沥青混合料(AC)，SMA、OGFC混合料，需在配合比设计的基础上按规范要求进行各种使用性能的检验，不符合要求的沥青混合料，必须更换材料或重新进行配合比设计。配合比设计检验按计算确定的设计最佳沥青用量在标准条件下进行，若按照根据实践经验和公路等级、气候条件、交通情况调整确定的最佳沥青用量，或者改变试验条件时，各项技术要求均应适当调整。 1高温稳定性检验 按规定方法进行车辙试验，动稳定度应符合表7-18的要求。 注：对公称最大粒径大于19的密级配沥青混凝土或沥青稳定碎石混合料，由于车辙试件尺不能适用，不宜按此方法进行车辙试验和弯曲试验。如需要检验可加厚试件厚度或采用大型马歇尔试件。,（2）车辙的试验方法 试件 ： 30030050 试件密度 ： 马歇尔标准密度 试验温度：60（保温5h） 车轮压力：0.70.05MPa 试验时间：1h 计算结果：Ds(t2-t1) 42（d2-d1）c1c2 式中： Ds动稳定度，次 d1 时间t1的变形量（45min）， d2 时间t2的变形量（60min）， 42试验轮每分钟走的次数，次min c1试验机类型修正系数。曲柄驱动为1.0；链驱动为1.5 c2试件系数。室内试件宽为300时为1；路面所取试件为150时为0.8,关于沥青混合料车辙试验,1如果其他月份的平均气温高于七月时，可使用该月平均最高气温。 2在特殊情况下，如钢桥面铺装、重载车特别多或纵坡较大的长距离上坡路段、厂矿专用道路，可酌情提高动稳定度的要求。 3对因气候寒冷确需使用针入度很大的沥青（如大于100），动稳定度难以达到要求，或因采用石灰岩等不很坚硬的石料，改性沥青混合料的动稳定度难以达到要求等特殊情况，可酌情降低要求。 4为满足炎热地区及重载车要求，在配合比设计时采取减少最佳沥青用量的技术措施时，可适当提高试验温度或增加试验荷载进行试验，同时增加试件的碾压成型密度和施工压实度要求。 5车辙试验不得采用若次加热的混合料，试验必须检验其密度是否符合试验规程的要求。 6如需要对公称最大粒径等于和大于26.5的混合料进行车辙试验，可适当增加试件的厚度，但不宜作为评定合格与否的依据。,2水稳定性检验 按规定的试验方法进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，残留稳定度及残留强度比必须同时符合要求。达不到要求时应采取抗剥落措施，调整最佳沥青用量后再次试验。,（1）浸水马歇尔试验 将试件分两组：一组在60水浴中保养3040分钟后测其马歇尔稳定度MS；另一组在60水浴中保养48h后测其马歇尔稳定度MS1。其残留稳定度按式（7-23）计算： （7-23） 式中：MS0试件的浸水残留稳定度，； MS1试件浸水48h后的稳定度，KN。 （2）冻融劈裂试验 将双面各击实50次的马歇尔试件分两组：一组在25水浴中浸泡2h后测其劈裂抗拉强度RT1；另一组先真空饱水，在98.3kPa98.7kPa真空条件下浸水15min，然后恢复常压，在水中放置0.5h，再在-18冰箱中置放16h，而后放到60水浴中恒温24h，再放到25水中浸泡2h后测其劈裂抗拉强度RT2；其残留强度比按式（7-24）计算： （7-24）,3低温抗裂性能的检验,宜对密级配沥青混合料在温度-10、加载速率50mm/min的条件下进行低温弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。,低温蠕变 （1）低温抗裂性低温蠕变 （2）低温蠕变的试验方法 以标准密度为控制。将混合料制成30030050的板，再加工成24024040的小梁。根据要求的温度，按规定条件（加荷速度）在控制严格的低温室测定各项技术指标。,4渗水系数检验 宜利用轮碾机成型的车辙试验试件，脱模架起进行渗水试验，,5钢渣活性检验 对使用钢渣作为集料的沥青混合料，应按规定的试验方法进行活性和膨胀性试验，钢渣沥青混凝土的膨胀量不得超过1.5%。 根据需要，可以改变试验条件进行配合比设计检验，如按调整后的最佳沥青用量、变化最佳沥青用量OAC0.3%、提高试验温度、加大试验荷载、采用现场压实密度进行车辙试验，在施工后的残余空隙率（如7% 8%）的条件下进行水稳定性试验和渗水试验等，但不宜用规范规定的技术要求进行合格评定。,（四）配合比设计报告,配合比设计报告应包括： 工程设计级配范围选择说明； 材料品种选择与原材料质量试验结果； 矿料级配、最佳沥青用量，以及各项体积指标； 配合比设计检验结果等。 当按实践经验和公路等级、气候条件、交通情况调整的沥青用量作为最佳沥青用量，宜报告不同沥青用量条件下的各项试验结果，并提出对施工压实工艺的技术要求。,（二）生产配合比设计阶段,间歇式拌和机从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各热拌仓的材料比例，供拌和机控制室使用。 应反复调整冷料仓进料比例，尽量使各热料仓的供料大体平衡。 采用目标配合比设计的最佳沥青用量，按照OAC-0.3%、OAC、OAC+0.3%等三个沥青用量进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及从拌合机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量，由此确定的最佳沥青用量与目标配合比设计的结果的差值不宜大于2。连续式拌合机可省略生产配合比设计步骤。,（三）生产配合比验证阶段,采用生产配合比进行试拌、铺筑试验路，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比。 标准配合比应作为生产上控制的依据和质量检验的标准。标准配合比的矿料合成级配中，至少应包括方孔筛为0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计范围的中值，并避免在为0.30.6mm处出现“驼峰”。 对确定的标准配