沥青混合料PPT课件.ppt

1、沥青混合料由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称，矿料起骨架作用，沥青与填料（矿粉）起胶结和填充作用。一、沥青混合料的定义 沥青材料沥青混合料组成材料 粗集料细集料填料基质沥青改性沥青各种粒径的碎石天然砂机制砂石屑矿粉一、沥青混合料的定义 沥青 混合料材料级配组成及空隙率大小分材料组成及 结构分 制造工 艺分 公称最大粒径分1.特粗式沥青混合料2.粗粒式沥青混合料3.中粒式沥青混合料4.细粒式沥青混合料5.砂粒式沥青混合料1.连续级配沥青混合料2.间断级配沥青混合料1.密级配沥青混合料2.半开级配沥青混合料3.开级配沥青混合料1.热拌沥青混合料2.冷拌沥青混合料3.再生沥青混合料二、沥青混合

2、料的分类 二、沥青混合料的分类 按结合料分类石油沥青混合料煤沥青混合料按施工温度分类热拌热铺沥青混合料常温沥青混合料改性沥青混合料乳化沥青混合料按矿质集料级配类型分类连续级配沥青混合料间断级配沥青混合料按混合料密实度分类密级配沥青混合料开级配沥青混合料半开级配沥青混合料型型二、沥青混合料的分类 二、沥青混合料的分类 按公称最大粒径分类特粗式沥青混合料粗粒式沥青混合料中粒式沥青混合料细粒式沥青混合料砂粒式沥青混合料热拌沥青混合料种类混合料类型密级配开级配半开级配公称最大粒径(mm)最大粒径(mm)连续级配间断级配间断级配沥青稳定碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎

3、石基层特粗式ATB-40ATPB-4037.553粗粒式ATB-30ATPB-3031.537.5AC-25ATB-25ATPB-2526.531.5中粒式AC-20SMA-20AM-201926.5AC-16SMA-16OGFC-16AM-161619细粒式AC-13SMA-13OGFC-13AM-1313.216AC-10SMA-10OGFC-10AM-109.513.2砂粒式AC-5AM-54.759.5设计空隙率(%)3536341818612 悬浮密实结构 如AC； 骨架空隙结构 如OGFC； 骨架密实结构 如SMA；悬浮密实结构 骨架空隙结构 骨架密实结构三、沥青混合料的结构 耐久

4、性技术性质技术标准马歇尔试验 稳定度（0.1mm）车辙试验 动稳定度（次mm）高温稳定性低温抗裂性低温弯曲试验水稳性耐老化性耐疲劳性浸水马歇尔试验 残留稳定度（%）冻融劈裂试验 残留强度比（%）抗滑性施工和易性公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 马歇尔试验指标要求参考规范 四、沥青混合料的技术性质1.沥青：适当减少沥青用量 提高沥青粘度 2.矿料：粒径大 有棱角 级配合理3.加入外加剂检测工程师题：影响高温稳定性的因素和改进措施高温稳定性 四、沥青混合料的技术性质检测工程师题：影响沥青混合料低温性能的主要因素及改进措施a.沥青的低温劲度。对同一油源的沥青，针入度较大、温度敏感性

5、较低的沥青低温劲度较小，抗裂能力较强。所以在寒冷地区，可采用稠度较低、劲度较低的沥青，或选择松弛性能较好的橡胶类改性沥青来提高沥青混合料的低温抗裂性。b.沥青混合料的级配类型与沥青路面开裂程度之间 没有显著关系。低温抗裂性 四、沥青混合料的技术性质定义：指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及行车荷载反复作用的能力。评价方法a.沥青与集料的粘附性试验b.浸水试验：浸水马歇尔试验、浸水劈裂强度试验 浸水前后的马歇尔稳定度比值、劈裂强度比值的大小来评价沥青混合料的水稳定性。耐久性 四、沥青混合料的技术性质c.冻融劈裂试验：两组试件，一组试件测定常规状态下的劈裂强度，另一组试件经过一系列冻融过程后进行

6、劈裂试验，通过冻融劈裂强度比（TSR）来评价。 检测工程师题：耐久性的影响因素1.沥青混合料的空隙率：空隙率尽量减少，残 留36空隙，以备夏季沥青材料膨胀。2.沥青含量：沥青用量不能过少 四、沥青混合料的技术性质沥青路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关重要，而沥青路面的抗滑性能必须通过合理地选择沥青混合料组成材料、正确地设计与施工来保证。集料：粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击好、磨光值大 路面构造深度：增加粗集料含量提高宏观构造深度 沥青：最佳沥青用量 蜡含量低的沥青 抗滑性 四、沥青混合料的技术性质保证在拌和、摊铺与碾压过程中，集料颗粒保持分布均匀，表面被沥青膜完整地裹覆，并能被压实到规定的密度的性

7、能。施工和易性 四、沥青混合料的技术性质检测工程师题：影响施工和易性的因素：组成材料:矿料级配和沥青用量。间断级配混合料容易离析；细集料过少，沥青不容易裹覆粗加料，细集料多，拌合困难；沥青过少或矿粉过多，不易压实；沥青过多或矿粉质量差，容易结团，不易摊铺。施工条件：拌合温度 拌合时间 拌合设备 摊铺机械 压实工具 压实温度 四、沥青混合料的技术性质热拌沥青混合料配 合 比 设 计 一、沥青混合料组成材料的技术要求 1.沥青材料： （1）沥青标号 （2）沥青等级公路等级 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 （1）沥青标号的选择参考指标高温气候区123气候区名称夏炎

8、热区夏热区夏凉区最热月平均最高气温()30203020低温气候区1234气候区名称冬严寒区冬寒区冬冷区冬温区极端最低气温()-37.0-37.0-21.5-21.5-9.0-9.0雨量气候区1234气候区名称潮湿区湿润区半干区干旱区年降雨量(mm)10001000500500250250气 候 分 区 指标等级沥青标号160130号11090705030针入度(25)14020012014010012080100608040602040气候分区6注4注42-12-23-21-11-21-32-22-31-31-42-22-32-41-4注4针入度指 PIA-1.51.0B-1.81.0软化点

9、A384043454446454955B363942434244434653C3537414243455060粘度 A-6012016014018016020026010延度 A505040453020302020152520151510B3030303020152015151020151010815延度 A B1008050C80806050403020蜡含量 A2.2B3.0C4.5TFOT (或RTFOT)后5质量变化 0.8针入度比 A48545557616365B45505254586062C40454850545860延度(10)A121210864B10108642延度(15)C

10、403530201510气候分区月平均最高气温年极端最低气温()沥青标号针入度(25，5s，100g)（0.1mm）1-130-37.090号801001-230-37.0-21.590号801001-330-21.5-9.070号，90号6080，801001-430-9.050号，70号6080，40602-12030-37.0110号1001202-22030-37.0-21.570号，90号，110号6080，80100，1001202-32030-21.5-9.070号，90号6080，801002-42030-9.070号60803-220-37.0-21.5110号100120（

11、1）沥青标号的选择沥青等级适用范围A级沥青各个等级的公路，适用于任何场合和层次。B级沥青高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以 下公路的各个层次；用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。C级沥青三级及三级以下公路的各个层次。（2）沥青等级的选择对高速公路、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，宜采用稠度大、60粘度大的沥青，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、年温差大的地区选用针入度指数大的沥青。当高温与低温发生矛盾时应优先考虑满足高温性能的要

12、求。当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号掺配的调和沥青，其掺配比例由试验决定。（3）结 论2.粗集料（1）可采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣（2）用于高速公路、一级公路、城市快速道路、 主干路沥青路面表层的粗集料应该采用坚 硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石， 不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料，该 类粗集料应符合规范中对磨光值和粘附性 的要求。 一、沥青混合料组成材料的技术要求指 标单位高速公路及一级公路其他等级公路试验 方法表面层其他层次石料压碎值不大于262830T 0316洛杉矶磨耗损失 不大于283035T 0317表观相对密度不小于2.602.502.45T 0304吸水率不大

13、于2.03.03.0T 0304坚固性不大于1212T 0314针片状颗粒含量（混合料）不大于其中粒径大于9.5mm不大于其中粒径小于9.5mm不大于15121818152020T 0312水洗法0.075mm颗粒含量 不大于111T 0310软石含量不大于355T 0320 一、沥青混合料组成材料的技术要求3.细集料1）天然砂 可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂。2）石屑 石屑是采石场破碎石料时通过4.75mm或2.36mm的 筛下部分，强度一般较低，且针片状含量较高。 不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的 石屑，砂当量应符合要求。 一、沥青混合料组成材料的技术要求4.填料粉煤灰作为填

14、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%，其余质量要求与矿粉相同。高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料。为了改善沥青混合料的水稳性，可以采用干燥的磨细生石灰粉、消石灰粉或水泥作为填料，其用量不宜超过矿料总量的1%2%。 一、沥青混合料组成材料的技术要求 二、配合比组成设计设计阶段第一阶段：目标配合比第二阶段：生产配合比第三阶段：生产配合比验证设计内容1.矿料配合比设计：试算法或图解法 2.确定最佳沥青用量：马歇尔试验目标配合比设计阶段生产配合比设计阶段生产配合比验证阶段矿料的组成设计最佳沥青用量确定图解法或试算法集料筛分（

15、水洗法）马歇尔试 验确定工程级配范围预估计算沥青用量沥青与集料相对密度测定 二、配合比组成设计目标配合比与生产配合比都是两方面的设计，二者有何区别？矿料通过皮带输入拌和楼干燥筒加热振动筛二次筛分热料提升到拌和楼热料仓根据目标配合比的OAC、OAC0.3%三组沥青用量根据热料比例确定生产配合比最佳沥青用量OAC图解法确定热料比例生产配合比目标配合比图解法确定冷料比例确定目标配合比最佳沥青用量OAC取样冷料筛分根据冷料比例成型5组马歇尔试件通过调整控制室皮带转速达到设计比例青用量确定提供标准为生产配合比最佳沥热料比例与最佳沥青用量输入控制室计算机生产沥青混合料热料筛分取分级目标配合比与生产配合比设

16、计关系图成型3组马歇尔试件目标配合比设计（一） 确定沥青混合料类型 选取材料并检验各项技术指标序号路面结构道路名称上面层中面层下面层基层底基层厚度材料名称厚度材料名称厚度材料名称厚度材料名称厚度材料名称高速公路1安阳至新乡4SAC5AC-25I7AS20CCR35LS2许昌至漯河4AC-16I5AC-25I7AC-30I20CCR40CLS3新乡至郑州4AC-16I5AC-20I7AC-25I38CCR18CLS4漯河至驻马店4AK-16A5AC-20I7AC-25I38CCR20CLS5驻马店至信阳4AK-16A5AC-20I7AC-25I34CCR20CLSS6郑州至洛阳4AC-16I5A

17、C-25I7AS15LFCR36LFS7洛阳至三门峡4AC-16I5AC-20I7AC-25I34CCR20CLS8商丘至开封4AK-16A5AC-20I7AC-25I34CCR20CLS9三门峡至灵宝4AC-16I5AC-20I7AC-25I34CCR20CLS省级干线一级公路10漯河至周口4AK-16A5AC-20I6AC-25I20CCR32CLS11濮阳至鹤壁4AK-16A5AC-20I6AC-25I20CCR30CLS12周口至省界4AK-16A5AC-20I6AC-25I20CCR30LS说明注：1、AC-16,AC-20中粒式沥青混凝土。 2、AC-25,AC-30粗粒式沥青混凝

18、土。3、AS热拌式沥碎石。 4、LFCR二灰稳定碎石。 5、CCR水泥稳定碎石。6、CLCR水泥稳定碎石。 7、CLS水泥、石灰稳定土。 8、LS水泥稳定土。9、CLSS水泥、石灰土稳定砂。 10、AK抗滑面层。 11、SAC多碎石河南省高等级公路路面结构汇总表序号公路名称等级面层材料厚度（cm）1新乡至河口公路新乡十里铺至陈堡段公路工程二级AC-13I3AC-20I42新河线乡界至辉县段公路改善工程二级AC-13I3AC-20I43省道208线范县新区至南李桥段公路改善工程二级AC-13I3AC-20I44国道106线濮阳市北出口公路改善工程二级AC-13I3AC-20I4 河南省二级公路沥

19、青面层调查结果序号公路名称等级面层材料厚度（cm）5省道326线（骆集宋集）公路改善工程二级AC-13I3AC-20I46省道324线（商丘民权）公路改善工程二级AC-13I3AC-20I47永城至涡阳公路永城境改善工程二级AC-13I3AC-16I48商丘至开封高速公路虞城连接线改善工程二级AC-13I3AC-16I49商丘至开封高速公路宁陵连接线改善工程二级AC-13I3AC-16I410平顶山市程平路改建工程公路改善工程二级AC-16I4AC-25I511国道207线南召县城至南河店段公路改善工程二级AC-13I3AC-20I4 河南省二级公路沥青面层调查结果12豫54邓西城区至淅川九重

20、段公路改善工程二级AC-13I3AC-20I413S331方城柳河至南召县城段公路改建工程二级AC-13I3AC-20I414S231南阳市境鲁南交界至朱家沟段公路改建工程二级AC-13I3AC-20I415豫联14南召皇路店至南河店公路改善工程二级AC-13I3AC-20I416国道310线洛阳交界至三门峡市改善工程洛阳交界至观音堂段二级细粒式沥青混凝土3中粒式沥青混凝土417三门峡市水库大坝公路新建工程二级细粒式沥青混凝土3中粒式沥青混凝土418国道209线灵宝川口至卢氏庄子改建工程杜关至庄子段二级细粒式沥青混凝土3中粒式沥青混凝土4 河南省二级公路沥青面层调查结果从调查表4-1可以看出目

21、前河南省高等级公路沥青路面典型构造为4cm中粒式沥青混凝土+5cm粗粒式沥青混凝土+7cm(6cm)热拌沥青碎石。从表4-2可以看出河南省二级沥青路面典型构造为：3cm细粒式沥青混凝土+4cm中粒式沥青混凝土。目标配合比设计沥青材料针入度 针入度指数 软化点延度 蜡含量 闪点 溶解度 密度压碎值 磨耗值 表观相对密度吸水率 坚固性 针片状颗粒含量0.075mm颗粒含量 软弱颗粒含量磨光值 粘附性 破碎面要求粗集料细集料填 料表观密度 含水量 粒径范围 外观亲水系数 塑性指数 加热安定性原材料名称技术指标执行标准1.公路工程集料试验规程JTG E42-20052.公路沥青路面施工技术规范JTG

22、F40-2004 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 052-2000 原材料的技术要求 表观相对密度 坚固性含泥量 砂当量 亚甲蓝值 棱角性 原材料检验（二）矿料配合比设计1.确定沥青混合料类型及工程设计级配范围。2.对各种矿料进行筛分试验，计算通过百分率3.用试算法或图解法确定矿料配合比4.校核矿料配合比是否满足要求面层类型矿料配合比(%)碎石1020mm碎石510mm砂石屑矿粉AC-13I432020134AC-20I362737AC-16I192236167目标配合比设计(三)确定最佳油石比（沥青混合料马歇尔试验）1.制备试样 1）按确定的矿质混合料配合比，计算制备一 个马歇尔试件

23、各种规格集料的用量。 2）按一定间隔(对密级配沥青混合料通常为 0.5%)，取5个或5个以上不同的油石比分 别成型马歇尔试件。 目标配合比设计 2.测定试件的物理力学指标 测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度、最大理论相对密度、稳定度、流值、计算试件的孔隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA。3.计算OAC1和OAC2 目标配合比设计沥青用量(%)4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 毛体积相对密度2.3892.4082.4132.4152.408最大理论相对密度2.54912.52992.51112.49272.4749稳定度(KN)8.589.4110.778.88.37流值（0

24、.1mm）20.1 24.8 28.4 30.4 36.0 空隙率（%）6.284.813.472.761.97饱和度（%）56.265.772.878.885.6矿料间隙率（%）14.9 14.3 14.0 14.6 14.9 试件的物理力学指标试 验 指 标单位高速公路、一级公路其他等级公路行人道路夏炎热区夏热区、夏凉区中轻重载中轻重载击实次数(双面) 次755050试件尺寸mm101.6mm63.5mmVV深90mm以内354624353624深90mm以下36243636-稳定度MS 不小于 kN853流 值 FL mm241.5424.52424.525VMA()不小于设计空隙率()

25、公称最大粒径(mm)的最小VMA及VFA技术要求()26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.51516186141515.5161719VFA()557065757085密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准 求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率(或中值)、沥青饱和度范围的中值的沥青用量a1、a2、a3、a4。取平均值作为OAC1。OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 确定最佳沥青用量的初始值OAC1沥青用量(%)4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 毛体积相对密度2.3

26、892.4082.4132.4152.408最大理论相对密度2.54912.52992.51112.49272.4749稳定度(KN)8.589.4110.778.88.37流值（0.1mm）20.1 24.8 28.4 30.4 36.0 空隙率（%）6.284.813.472.761.97饱和度（%）56.265.772.878.885.6矿料间隙率（%）14.9 14.3 14.0 14.6 14.9 试件的物理力学指标密度最大值 a1a1稳定度最大值 a2a2目标空隙率(或中值)a3a3沥青饱和度范围的中值 a4a4OAC1= (a1十a2十a3十a4)/4 如果在所选择的沥青用量范围

27、未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按下式求取三者的平均值作为OAC1。OAC1= (a1十a2十a3)/3 确定沥青最佳用量的初始值OAC1 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 4.04.55.05.56.0密度空隙率稳定度流值VMAVFAOACminOACmax油石比（） 确定最佳沥青用量的初始值OAC2 最佳沥青用量的初始值OAC2 OAC2=(OACmin十OACmax)/2 最佳用量的初始值OAC OAC=(OAC1十OAC2)/2 目标配合比设计一、矿料组成设计1取样各种集料，此处取样的集

28、料为热料，是经热料仓振动筛二次筛分后的分级热料。2筛分分级热料（水洗法）3取筛分后的通过率用图解法确定热料的组成比例 进行试验确定最佳沥青用量（同目标配合比的方法 1根据上述方法确定的热料比例，按照目标配合比的OAC、 OAC0.3%三组沥青用量成型马歇尔试件（同目标配合比冷料确定方法 一样）。二、最佳沥青用量确定2检验最佳沥青时的粉胶比和有效沥青膜厚度（与目标配合比一样）一样）。生产配合比设计 三、 本 章 试 验（一）明确几个概念1.油石比和沥青含量2.空隙率VV：矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料自身内部的孔隙）的体积占试样总体积的百分率。3.矿料间隙率VMA：试件全部矿料部分以外的体积占试样总体积的百分率。4.沥青饱和度VFA：试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在WMA中所占的百分率。（二）马歇尔试验 1.试件制作 (1)试件数量:46个（2）试件尺寸：101.6mm63.5 mm（3）试件高度允许值： 63.5mm1.3mm（4）最大粒径：26.5mm（5）标准马歇尔试件大约质量:1200g (6)当已知沥青混合料的密度时，可根据试件的标 准尺寸计算并乘以1.03得到要求的混合料数量。（二）马歇尔试验（7）矿粉单独加热 在搅拌时最后加入（8）插捣方式：周边插捣15次，中间10次。（9）矿料加热温度：石油沥青163 改性沥青180