热拌沥青混合料的设计方法及特点

1、热拌沥青混合料的设计方法及特点热拌沥青是一种混合物，是骨料，石料，沙子和液态沥青胶结料的混合物。 各种不同规格的骨料加热，然后按照精确的比例和沥青胶结料混合，沥青胶结料 的温度为300度，已经液化。当混合物还处于热状态时，就铺设在事先准备好的 路基上。铺设后不久，混合物冷却，固化，路面就可以使用了。和其他沥青相比，你会发现热拌沥青的很多优点，比如：结实耐用、能够经 受的住冻融。不用担心冬天在车道上撒盐来融化雪，热拌沥青不受盐的影响。不 像其他的硬材料，像混凝土，热拌沥青有弹性，能轻微的沉淀或冻胀。另外，热 拌沥青是最经济的选择，全世界已有数以百万的私人房主使用了热拌沥青，因 为它耐用，而且很少

2、需要维护。当前，沥青路面设计技术正面临着巨大的变革。由于交通量的剧增，轮胎气压 和轴载的增加以及环境、材料等方面产生一些新的变化，许多满足现行规范的沥 青路面仍发生了早期破坏。分析其原因，除施工工艺与质量控制方面外，沥青混合 料设计不当，或缺乏一个比较规范的混合料设计方法也是主要原因之一。马歇尔设计方法是沥青路面材料组成设计的一种最主要的方法。设计的基本 思路是在设计级配与配合比下，以一定的击实功（一般为双面击实75次）在一定 的温度下成型的标准马歇尔试件，其各项体积指标（空隙率、沥青饱和度、矿料间 隙率）满足一定的要求。这种规定的体积指标要求值必须要能反映路用性能要求。 因此，马歇尔设计方法

3、指标的取值就显得尤为关键。公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）进一步完善了沥青混合料配合比设计方法，调整了马歇尔试验配 合比设计方法及设计指标、标准。热拌沥青混合料的配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产 配合比验证三个阶段。一、目标配合比设计（一）矿质混合料的组成设计（1）确定沥青混合料类型根据公路等级、路面类型及所处的结构层次等，按表1选择沥青混合料类型。表1沥青混合料类型结构层次高速公路、一级公路 城市快速路、主十路其他等级公路城市道路与 其他道路工程三层式路面两层式路面上面层AC-13 AK-13SMA-13 AC-16AK-16 SMA-16AC-20A

4、C-13 AK-13SMA-13 AC-16AK-16 SMA-16AC-13 SMA-13AC-16 SMA-16AC-13 AK-13SMA-13 AC-16AK-16 SMA-16AC-20中面层AC-20 AC-25-AC-20 AC-25下面层AC-25 AC-30AC-20 AC-25AC-30AC-20 AM-25AC-25 AM-30AC-30AC-25 AM-25AC-30 AM-30（2）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，查表1,确定所需矿料的级配范围。（3）检测组成材料的原始数据根据现场取样，对粗集料、细集料和矿粉进行筛分试验，分别绘出各组成材 料的筛分

5、曲线，同时测出各组成材料的表观密度。（4）计算矿质混合料配合比根据各组成材料的试验结果，借用计算机或采用图解法，求出各组成材料用 量的比例关系，并使合成的配合比符合以下要求：1）合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm，2.36mm和 4.75mm筛孔的通过量接近设计级配范围的中限。2）对交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下限。对中小交通或人 行道路等，宜偏向级配范围的上限。3）合成的级配曲线应接近连续级配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出级配范围时，必须对原材料 进行调整或更换原材料重新设计。（二）沥青最佳用量的确定一般

6、采用马歇尔试验法来确定沥青最佳用量（1）根据表1所列的沥青用量范围及实践经验，估计适宜的沥青用量（或 油石比）。以估计沥青用量为中值，按0.5%间隔上下变化，取5个不同的沥青用 量，拌和均匀，制成马歇尔试件。测定试件的密度，并计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指 标，进行体积组成分析。进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度和流值这两个力学指标。以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值 为纵坐标，分别将试验结果点入图中，连成圆滑的曲线。如图1所示。5.0 5. 5 6.0 6. 5 7.0 沥音用即胡音用S/S7巳7/%7/3040j. 5 6.0 6. E 沥音用是/常5.

7、0 5. 5 6. 0 6. 5 7. 5.0 5. 5 6.0 6. 5 7.0 沥音用即胡音用S/S7巳7/%7/3040j. 5 6.0 6. E 沥音用是/常5.0 5. 5 6. 0 6. 5 7. 0 沥音用星/%沥音用冒/常密度 登隙率 饱和度 程定度流值 共同范囿5.0 5. 5 6.0 6. 5 7.0 沥音用图1沥青用量与各项指标的关系曲线注意，选择的沥青用量范围应使密度及稳定度曲线出现峰值。从图1中求取相应于密度最大值的沥青用量为al ；相应于稳定度最大 值的沥青用量为a2 ；及相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量a3，按下式 计算三者的平均值作为最佳沥青用量的初始值OA

8、C1 ：OAC1=(a1 + a2 + a3) /3（7）根据沥青混合料马歇尔试验技术标准，确定各关系曲线上沥青用量范 围，取各沥青用量范围的共同区间，即为沥青最佳用量范围OACminOACmax , 求其中值OAC2。OAC2=（OACmin + OACmax） /2（8）按最佳沥青用量初始值OAC1，在图1中取相应的各项指标值，当各 项指标均符合表10-7中的各项马歇尔试验技术标准时，由OAC1和。AC2综合 确定最佳沥青用量（OAC）。当不能符合表10-7的规定时，应重新进行级配调 整和计算，直至各项指标均符合要求。（9）由OAC1和OAC2综合确定最佳沥青用量（OAC）时，宜根据实践经

9、验、 道路等级、气候条件等，按下列步骤进行：1）一般情况下，取OAC1和OAC2的中值作为最佳沥青用量（OAC）。2）对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快车道、主 十路，预计有可能造成较大车辙的情况下，可在OAC1与下限OACmin范围内确 定，但不宜小于OAC2的0.5%。3）对寒区道路及其他等级公路与城市道路，可在OAC2与上限OACmax范围 内确定，但不宜大于OAC2的0.3%。（10 ）路用性能检验1）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 后的浸水马歇尔试验。当残留稳定度不符合表10-7的规定时，应重新进行配合 比试验，直

10、至符合要求为止。当最佳沥青用量（OAC）值与两初始值OAC1和OAC2相差甚大时，宜按OAC 与OAC1或OAC2分别制作试件，进行残留稳定度试验，根据试验结果对OAC作 适当调整。2）高温稳定性检验按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，在温度60C、轮压0.7MPa条件下， 检验其高温抗车辙能力。当动稳定度不符合下列要求时，即高速公路应不小于 800次/mm，一级公路应不小于600次/mm，应对矿料级配或沥青用量进行调整， 重新进行配合比设计。当最佳沥青用量OAC值与两初始值OAC1和OAC2相差甚大时，宜按OAC与 OAC1或OAC2分别制作试件，进行车辙试验，根据结果，适当调整OAC值。通过以上的计算和试验，最后确定最佳沥青用量。二、生产配合比设计由于实际情况与实验室之间的差别，所以在目标配