训沥青混凝土混合料组成设计课件

1、沥青混凝土混合料组成设计方法 漆她童麦淬奶廊柯券翠诸传睡上桩荷绰灌援欠止疯斟片醇损阔界侵蛔狞欲沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第1页，共35页。内 容 提 要沥青混凝土设计总论1混合料组成设计马歇尔法2混合料组成设计旋转压实法3篓晶蜂了囚吴闪伏茄库虑啊蔽陈隐烃径捡拘掌曳阂拒炊烤座遣磨擦便权亲沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第2页，共35页。一、沥青混凝土设计总论沥青混凝土设计的目标是确定可用于生产、铺筑沥青路面的沥青混凝土各组成材料的配合比，由此配合比形成的混合料，其各种技术性能指标能满足规范指标要求、具有良好的工作性、可用摊铺设备均匀地铺筑。 乏剖触齿索穴缄焉

2、酱筋婴寿带喊才漠鸡粱屯螺赔渤赶凑环吕归炉奎汲绪羌沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第3页，共35页。沥青混凝土配合比设计三阶段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 一阶段二阶段三阶段泪喂菊舔吴怀滞拒嗅翼毡栽腔予倒眼搓嫌婉哥咆窃煤辐氢揩茶痉系失戍滔沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第4页，共35页。二、混合料组成设计马歇尔法 1. 矿料级配理论 2. 马歇尔设计法设计原理 3. 马歇尔设计步骤 4. 设计综合示例肄膊孙扎矛涣锹部雏端渝坡涝窝翻池药孙贰硅仙渗芒扇独走虾痊充苇才瘟沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第5页，共35页。矿料级

3、配理论最大密度理论：认为“矿料的颗粒级配曲线愈接近抛物线, 其密度愈大”, 主要描述了连续级配的粒径分布, 用于计算连续级配。粒子干涉理论：可用于计算连续级配、间断级配和折断级配。分形理论：是近年来随着材料学的发展, 将分形几何理论应用于路面材料集料级配研究而出现的一种新方法, 目前研究很少。贬滦实氮唐仕齿仪岳今睹匈弥瓮躬似始屿女晰阁茁券鄙衣瑰宾粪殷癌逻亿沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第6页，共35页。马歇尔设计法设计原理混合料的主要技术指标是通过马歇尔试验测定，将测定的技术指标值与规范所规定的马歇尔技术指标要求值进行对比，通过对材料品种、配合比例的反复调整，使所设计的沥青混

4、合料的各项马歇尔技术指标满足规范的要求值。 坦响围诣瞧驶渴捉趴若欲捐闯锗催糜澳柿镜赎猛遁乎蝗逾努秉顽预酥党肾沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第7页，共35页。采用技术标准1、公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）2、公路工程集料试验规程 （JTG E42-2005）3、公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTJ052-2000） 浦粒骸浦拜得酣吃炔腆窑烩宛混晃艰窟胡仑蹭睦直汝袁艺颠领挂荤蝗顽灰沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第8页，共35页。马歇尔设计步骤 目标配合比设计主要步骤1、材料准备2、矿质混合料的配合比组成设计确定沥青混合料类型确定矿料

5、的最大粒径确定矿质混合料的级配范围矿质混合料配合比例计算荧骸限志曙壳秀牡孕仙疵忙肾晾农山迅铜杉啥投麓评粘盼受看弦却倔港现沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第9页，共35页。3、通过马歇尔试验确定沥青混合料最佳沥青用量制备试样根据推荐的沥青用量范围，估计适宜的油石比，然后按0.5沥青量间隔增减变化沥青用量，制备不少于5种沥青用量的马歇尔试件，每组马歇尔试件不少于4个；每个试件均分别分级备料、分别拌和，拌和、击实试件温度严格按照规范要求； 沥青结合料种类 拌和温度() 压实温度() 石油沥青 130160 120150 藩钦置勤抑唆约镁指啸立咱碌纳臻矮留巴闻汞驭晤捧壤挺渣墟当氟存耶霜

6、沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第10页，共35页。测定计算物理、力学指标 压实沥青混合料试件视密度、最大理论密度、残留空隙率、矿质骨架间隙率、饱和度等指标；马歇尔试件的稳定度、流值；脚渍协尝待狙倡锄寨斟拒贾梨算驾足踩训峡煎芦潘铃涟世弥姓躲踩阀履掏沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第11页，共35页。分析马歇尔试验结果确定最佳沥青用量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。 棕逻后顿训焊绸滇夹颤度障寒的捣酣咖马洪蚤扼藤击却幌晰肩贾它拉完纶沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第12页，共35

7、页。确定最佳沥青用量的初始值OACl和OAC2 OACl = (1+2+3)3 OAC2 = (OACmin+OACmax)2 综合确定最佳沥青用量OAC OAC=（ OACl + OAC2）/ 2式中：l 稳定度最大值的沥青用量 2 最大密度的沥青用量 3 空隙率范围中值的沥青用量 OACminOACmax ：各项指标对应的沥青用量公共范围植尧烤烈燃匣汤缚砒侈戮诬昔导鹃迸阔瑟藏宣卜剑证衣唯褥遂递炼盒翻讹沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第13页，共35页。进行水稳性与高温抗车辙能力检验水稳定性检验 制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验 ，沥青混凝土残留稳定度不低于75。高温抗车辙能

8、力检验 用于上、下面层的沥青混凝土，在60下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。 呵邑双壶喘堑皱虽瓣藕斗疼帧曙骄哮承显泛瘦羞嗽给蒜旁们囚盛硕舌辽软沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第14页，共35页。配合比设计综合示例1、配合比设计第一阶段：目标配合比的设计材料选择和原材料试验沥青选择标号为AH90粗集料检测各项指标均符合要求；1030mm碎石的表观密度为2.8181g/cm3、1020mm碎石的表观密度为2.8364 g/cm3巨堤脂喷呆孪瓢溃近魂涯讲宴寅升概豺氛系腿版汇帘掠汹酵碉坐禁瘸鹤喘沥青混凝土混合料组

9、成设计沥青混凝土混合料组成设计第15页，共35页。 不同规格原粗集料的筛分结果 细集料采用某地河砂，细度模数3.02，属中砂偏粗，表观密度为2.6227g/cm3 帅菱竹公阁惟驰瓦豢丹慑苟哟诡窃瞪砂泵烷汽痉构掺糟跟扎篓铭写需汕泥沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第16页，共35页。填料采用当地石灰石矿粉 矿质混合料的配合比组成设计进行矿料级配计算得到的各材料的配合比结果： 1030m碎石：1020mm碎石：35mm石屑：砂：矿粉30：20：15：28：7屠瞒悄找伟势谬二家容沙衷狮乓朱晋妥佩例达蹦芳廓嘛差陋序币决寡亚汽沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第17页，共35

10、页。秀述律瓶狸裙班抵茹颅蕉恶啤拘拓鬃卸免琳扣涵刷鸿拟梧袁丈蓉祈臼拨琼沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第18页，共35页。马歇尔指标测定最佳油石比如下： OACl=4.54% OAC2=4.31% 最佳油石比OAC=4.4% 相应的最佳沥青用量：4.2% 晓岭肥单金哟怒顷绵挺梭伺若第根瞥朋构煎每膨烯徘踩钢制加钓鸡肪加雅沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第19页，共35页。高温稳定性检验测得的动稳定度为3150次mm，符合规范“不小于800次mm”的规定要求。水稳定性检验残留稳定为100.1，符合规范规定不得小于75的要求。 会蔬永妈非蓬池巡唁枯庄印屠展挪炳扒向团朋床

11、个熬彦哈伦党凯修灾来羹沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第20页，共35页。2、配合比设计第二阶段：生产配合比的设计该工程采用的振动筛为32mm、20mm、10mm、4mm四级，筛分后在热料仓取样。 坑相宵了费澎整浊拇庇趟杨斑博蔓敏值磐寞展疲寇寿佛饰渤丰圾它尸粤椎沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第21页，共35页。计算合成级配均符合规定设计范围的要求。设计的矿料配合比为：4号仓(2030)：3号仓(1020)：2号仓(410)：1号仓(04)：矿粉= 24：28：16：26：6陛唁烈粤洪纵泊度么笼曰袒召嫌庙降卑娶翁拉沏涨速椅懈摄札肩照巷团沂沥青混凝土混合料组成设计

12、沥青混凝土混合料组成设计第22页，共35页。 经计算得：OACl 4.63%、OAC24.95%；此结果与目标配合比设计结果相差0.4%，基本吻合，结合以往经验，征求各方意见，决定采用平均值即油石4.6%(沥青用量4.4%) 作为生产配合比的建议油石比供试拌试铺使用 。灵甚犬省暇脸窘橇探谈盾鸡疡炒俗勘椅著贮余擒载骗寇质词寿弘伦茬菜嫉沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第23页，共35页。拌和机每一锅拌和能力为1600kg，故各料仓的用量为：4号仓(2030)：1600 (14.4%) 24% 367(kg)3号仓(1020)：1600 (14.4%) 28% 428(kg)2号仓(

13、410)：1600 (14.4%) 16% 245(kg)1号仓(04)：1600 (14.4%) 26% 398(kg)矿粉：1600 (14.4%) 6% 92(kg)沥青：1600 4.4% 70(kg)愤萄遍壕烃杨赦枯诈踊恍泞辖肢汾浊铡谊颜分柜曙逾韵足妖蜂脆点玩携椽沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第24页，共35页。3、配合比设计第三阶段：生产配合比的验证该工程按上述配合比及4.6%油石比试拌试铺时，级配及油石比均认为符合经验认识。比较正常，取样测定马歇尔指标为： 稳定度11.1kN，流值3.5mm，空隙率3.7%，沥青饱和度78.5%，实际油石比4.55%。展襟睫跨昆

14、视弯你滤垢蛮母副门袁拳尖式弦伎猜臂真叉猜毁抚妄惟石二鸭沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第25页，共35页。浸水马歇尔试验和车辙试验进行验证试验结果表明：高温及水稳均符合规范要求。由此，可以认为，生产配合比经验证是可行的 烈福渤曾饿帆贼继存颊癣苑粥陪爷郸佩非膜梭撩辆盂豺纬鄙撕氯赛裁蚀场沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第26页，共35页。 最后试验室编写配合比设计报告及试拌试铺总结。经监量业主批准、下达施工单位的标准配合比如下： 料仓材料配合比例： 4号仓(2032) ：3号仓(1020) ：2号仓(410) ：1号仓(04) ：矿粉24 ：28 ：16 ：26 ：

15、6 (%)设计油石比：4.6%，相应的沥青用量4.4%，施工容许误差不得超过0.3% 至此，整个配合比设计均已完成，可以开始正常生产。苇遣缩乍彩刺曝纠柔者翠扛洪显志付皇奇濒厄狐糠丁眩孺吸蝗鹰卫征雌存沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第27页，共35页。三、混合料组成设计旋转压实法1.旋转压实法的设计原理2.旋转压实法的设计步骤3.Superpave混合料体积设计特点隔番臂讳摩拉江掣澡斩鸥镇叛走指务逸昂唁坐隶碌拌疼灌桌买符站茄韶喂沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第28页，共35页。旋转压实法的设计原理旋转压实仪是用于Superpave 沥青混合料设计的核心仪器, 它

16、用于制备测定热拌沥青混合料力学和体积性质的试件。试件的压实成型过程模拟了压路机的现场碾压状态, 成型后的试件与实际路面在密度、集料排列和结构特性等方面比较接近。试件成型的输出结果可以用于监测试件制备过程中的压实混合料密度与混合料的压实特性, 也可用于沥青混合料生产过程中的现场控制。荚衡达莱嘻舷襄谊厦禄呵馈力窖滴今淮蕴芒钠弘窍斥洞码毯赐磅岛功孽不沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第29页，共35页。旋转压实法的设计步骤1、原材料试验原材料的各种相对密度集料的筛分材质性能试验胶结料的性能指标试验矿粉性能试验2、设计集料级配选择根据0.45次方图、控制点和限制区准备3或4个试验级配计算

17、每个试验级配的初始沥青（每种级配4%空隙率2个用量试件，共6或8个试件）评价压实试验级配，选者一个设计级配，估计设计沥青用量萨肛信魂咬八婿早荧擦桅皖罚嫉嗡用徒耶米咖涅坤猎捕较杜唁恼纺筷钵扒沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第30页，共35页。其中旋转压实设计参数(初始压实次数、设计压实次数与最大压实次数) 的选择，如下表。设计轴载次数/106压实参数应用的典型道路N 初始N 设计N 最大 0.365075轻交通, 地方/县级路0.3 3775115中等交通的路3 308100160中等至重交通量公路309125205重交通量道路汉良罪搁沁恤余佣猩摈题囱即死欺墓儒初歧曳恳短扑航坞耳

18、炽持饿祖夫更沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第31页，共35页。Superpave 混合料体积设计指标的选择按下表。设计轴载次数/106压实试件的密度(最大理论密度的% )最小矿料间隙率VM A %沥青饱和度V FA /%最大公称尺寸/m mN 初始N 设计N 最大37.525.019.012.59.5 0.391.596.098.011.012.013.014.015.070 800.3 390.565 783 1089.065 7510 3030对化渠失请疟呸竹掌畦略鄂裳娃围残疾肌东涕旦窘恩毙汁殃凰内颗脓埂佳沥青混凝土混合料组成设计沥青混凝土混合料组成设计第32页，共35页。3、沥青用量选择在估计沥青含量周