马歇尔配合比设计(保定用)

目标配合比设计材料选择材料试验粗、细集料、填料沥青结合料选择初试沥青用及密度量及确定矿料级配矿料配合比计算、优选调整级配、重新设计制备马歇尔试件、测试相关参数马歇尔试验、计算OAC1、OAC2、确定OAC各项技术指标分析、比较、确定设计级配分析VV、VFA，确定最佳沥青用量混合料性能评价高温稳定性能检验水稳定性能检验确定目标配合比沥青混合料类型掺抗剥落剂不合格不合格不合格不合格规程规定的矿料级配范围

好的设计是具有良好的使用性能、施工操作性好变异性小、易压实，确保沥青路面不产生损坏。（一）沥青混合料的三阶段配合比设计1.目标配比设计（1）材料选择（2）根据工程级配范围确定矿料比例级配沥青表面层中（下）面层类型混凝土工程级配工程级配工程级配工程级配

AC-25AC-20AC-16AC-13通过31.5100

-

-

-下列26.590~100100

--筛孔1975~90

90~100

100-(mm)1665~8378~9290~100100的重13.257~6762~8076~9290~100量百9.545~6550~7260~8068~85分率4.7524~5226~5634~6238~68（%）2.3616~4216~4420~4824~50(方孔筛)1.1812~3312~3313~2615~38

0.68~248~249~2610~28

0.35~175~177~187~20

0.154~134~135~145~15

0.0753~73~74~84~8沥青面层材料的矿料级配组成范围（方孔筛）表12.生产配比设计（1）热料仓各规格的料进行筛分并重新矿料配比设计以确定各热料仓的比例。（2）测定热料仓的各规格料的密度。（3）以目标配比确定的最佳沥青用量为中值，以±0.3％为间隔做3～5组马歇尔试验，确定最佳沥青用量。（4）根据拌和炉的生产量、确定的各料仓比例及沥青用量，计算出每盘混合料的用量，提供给拌和炉的机手。（5）报告和资料整理同目标配比。3.试拌试铺验证按生产配比进行试拌试铺。根据现场观察人员的意见、混合料取样的试验结果和试验段的技术指标检测结果，经过汇总对生产配比作出修改与否的意见。根据意见对生产配比进行修改报项目部批准方可正式施工。（二）沥青混合料目标配比设计过程（3）确定沥青用量（4）报告的内容

①采用的规范②设计的标准③组成材料的技术性能

④组成矿料的筛分和设计后的比例，包括表和级配曲线图

⑤马歇尔试验的资料，包括一个沥青用量和汇总的结果⑥沥青用量和有关技术指标的关系图

⑦确定沥青用量的有关计算⑧用确定的沥青用量在关系图上的技术指标要与结果相符⑨混合料验证报告（车辙、渗水、最大理论密度等）1、气候分区：气候分区由一、二、三级区划组合而成，每个分区用三个数字表示第一个数字：高温分区（1、2、3）第二个数字：低温分区（1、2、3、4）第三个数字：雨量分区（1、2、3、4）我省属于1-4-1区为夏炎、冬温、潮湿区沥青路面使用性能气候分区表气候分区指标气候分区按照高温指标高温气候区123气候区名称夏炎热区夏热区夏凉区七月平均最高温度（℃）>3020～30

<20按照低温指标高温气候区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（℃）

<-37.5

-37.5～-21.5

-21.5～-9.0

>-9.0按照雨量指标雨量气候区1234气候区名称潮湿区湿润区半干区干旱区年降雨量（mm）>1000

1000～500500～250<2502.材料选择：组成材料的技术性能试验（1）沥青结合料技术指标要求（2）集料的技术指标要求3.矿料级配设计混合料类型调整：（1）、配合比矿料级配设计含有三个层次：第一层次为规范级配范围；第二层次为工程设计级配范围；第三层次施工质量允许波动范围。（2）根据工程级配范围确定组成材料比例图解法、试算法、电算法（人机对话）图解法：求各种规格的集料通过百分率；画矩形坐标图；确定纵坐标，从左下向右上引对面线，根据合成级配中值与对面线交汇点引出直线来确定各筛孔在横坐标的位置；将各规格集料筛分结果以折线形式描绘在矩形图上；确定各种集料用量。混合料配合比计算图（3）验算合成级配注意：4.75mm、2.36mm、0.075mm孔径4.沥青用量设计—马歇尔试验（1）马歇尔试件的制备（2）物理指标测定（3）稳定度和流值的测定（4）沥青最佳用量确定标准稳定度-马歇尔试验：1.根据设计的结构类型和确定的设计级配做马歇尔试验，按5个沥青含量，以0.5％为一个间隔。2.

烘干矿料（170℃左右）；加热沥青（用砂浴）。3.

按设计好的组成矿料比例计算每个试件的各种矿料用量和任一沥青含量的沥青用量（每个试件按1200g混合料计算备料）。4.配料：按一个试件配料，拌和（矿粉单独烘干，最后加入）装模击实成型。5.测量高度：h＝63.5±1.3m

。6.高度调整：高度不符进行调整：调整高度＝要求高度×原有混合料重/试验的试件高度7.制备完全部试件，24h脱模并编号。试验项目沥青混合料类型主干路、次干路、击实次数（次）沥青混凝土两面各75稳定度[1](kN)不小于8.0流值(0.1mm)15~40空隙率[2](%)4~6沥青饱和度(%)65~75残留稳定度(%)>80沥青混合料马歇尔试验技术指标热拌沥青混合料—体积参数采用马歇尔试验方法，以体积设计思想为主。最大理论相对密度有效沥青，吸附沥青含量粗、细集料密度的测定设计空隙率VV矿料间隙率VMA饱和度VFA粗集料矿料间隙率VCA混合料拌合温度和成型温度气候分区和交通量的影响混合料的物理指标—体积参数计算（1）组合集料表观相对密度和毛体积相对密度式中：

……各种集料在矿料配合比中的比例、其和为100（％）；

……各种集料相应的毛体积相对密度，（无量纲）；

……各种集料相应的表观相对密度，（无量纲）。

（2）预估油石比或沥青用量式中：

Pa----预估的最佳油石比（与矿料总量的百分比），％；

Pb----预估的最佳沥青用量（占混合料总量的百分比），％；

Pal----已建类似工程沥青混合料的标准油石比，％；

γSb----混合料组合集料的毛体积相对密度，（无量纲）；

γSbl----已建类似工程-混合料组合集料毛体积相对密度，（无量纲）。

油石比Pa＝沥青∕石料（％）（外掺）

沥青含量（用油量）Pb＝沥青∕（沥青＋石料）（％）（内参）

（3）、毛体积相对密度、毛体积密度式中：…用表干法测定的试件毛体积相对密度（无量纲）；…用表干法测定的试件毛体积密度（）；…试件表干质量.（4）、矿料的有效相对密度非改性沥青混合料式中：

……合成矿料的有效相对密度；

……试验采用的沥青用量（占混合料总量的百分率），％；

……试验沥青用量条件下实测得到的最大理论相对密度，无量纲；

……沥青的相对密度（25℃/25℃），无量纲；改性沥青及SMA混合料

＝C×+(1-C)×

式中：

……合成矿料的有效相对密度；

……合成矿料的沥青吸水系数，；

……合成矿料的沥青吸水率，％；

……矿料的合成毛体积相对密度，无量纲；

……矿料的合成表观相对密度，无量纲；（5）、混合料的最大理论密度式中：

……最大理论相对密度，（无量纲）；

……所计算的沥青混合料中的油石比，（％）；

……所计算的沥青混合料中的沥青用量，，（％）；

……沥青的相对密度（25℃/25℃）；

……所计算的沥青混合料的矿料含量，（％）；

……矿料的有效相对密度，无量纲；

……纤维用量，以矿料质量的百分数计，％；

……纤维稳定剂的密度，无量纲；（6）、空隙率、矿料间隙率、有效饱和度式中：

……试件的空隙率（%）；

……沥青混合料试件的矿料间隙率（％）；

VFA……沥青混合料试件的沥青饱和度，（％）；

……沥青混合料最大理论相对密度，无量纲；

……沥青混合料中各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和（％），即，%；

……集料的合成毛体积相对密度式5.4.1-1计算；

γf……测定的试件的毛体积相对密度，无量纲。（7）、沥青结合料比例和有效沥青含量式中：

……沥青混合料中被集料吸收的沥青结合料比例，％；

……沥青混合料中的有效沥青含量，％；

……矿料的有效相对密度，按式5.5.2.3-1计算，（无量纲）；

……集料的合成毛体积相对密度，按式5.4.1-1计算，（无量纲）；

……沥青的相对密度（25℃/25℃），（无量纲）；

……沥青含量，％；

……各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即（％）。（8）、最佳沥青用量时的粉胶比式中：

……粉胶比，沥青混合料的矿料中0.075mm通过率与有效沥青含量的比值，无量纲；

……矿料级配中0.075mm的通过率（水洗法），％；

……有效沥青含量，％。

沥青混合料的粉胶比，宜符合0.6～1.6的要求。（9）.马歇尔试验测定稳定度和流值。

（10）.根据稳定度、流值、密度、空隙率和饱和度绘制与沥青用量的关系图。（11）.在稳定度、流值、密度、空隙率的关系图上确定沥青用量OAC1。（12）.根据规范在关系图上确定OAC2。

（13）.综合考虑确定沥青用量。油石比（%）油石比（%）油石比（%）油石比（%）五、沥青混合料的性能检验高温稳定性能水稳性能（浸水试验、冻融劈裂）渗水性能低温性能六、配合比调整和报告1、根据最佳沥青用量试验所得空隙率、稳定度、流值、饱和度等指标试验结果不符合要求时2、当残留稳定度不符合要求时3、当最佳沥青用量与两个初始值相差太大时4、当动稳定度不符合要求时5、矿料间隙率不符合要求时6、SMA的析漏、飞散、渗水、构造深度报告某工程沥青混合料AC-25C目标配合比设计说明1.

设计依据及技术标准1.1《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）；1.2《公路工程沥青与混合料试验规程》（JTJ052-2000）；1.3《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）；1.4某工程设计图—《路面结构设计图》；1.5委托单位所填写的《试验任务委托协议书》。2.材料情况2.1沥青本目标配合比设计采用普通70#A级沥青，产地：山东；检验结果表明该沥青符合“道路石油沥青70#A级技术要求〔详见沥青检验报告（RCJS）L1060006〕。2.2集料本目标配合比设计所用粗集料为**市某石料厂生产的辉绿岩碎石，其规格分别为：（19~26.5）mm、（13.2~19）mm、（4.75`9.5）mm、（2.36~4.75）mm，所用细集料为**市河砂，检验结果表明该集料基本符合要求〔详见粗集料检验报告（RCJS）H7060006~0009和细集料检验报告（RCJS）H7060010〕。2.3填料采用石灰石磨细而成的矿粉，产地为：获鹿某石粉厂，检验结果符合要求〔详见矿粉检验报告（RCJS）H5060006〕。沥青抗剥落剂，其掺量为沥青用量的0.2%。3.目标配合比设计3.1矿料级配组成根据委托单位提供的沥青路面结构设计图，级配设计时考虑了拌和楼的除尘效率，经试配检验矿料比例为：（19~26.5）mm碎石：（13.2~19）mm碎石：（4.75`9.5）mm碎石：（2.36~4.75）mm碎石：中砂：矿粉=33：19；16：9：16：7；以估计沥青混合料的最佳油石比4.0%为中值，按0.3%间隔变化，取5个不同的油石比，按以上矿料比例分别制作马歇尔试件。其工程级配和合成级配见表1AC-25C沥青混合料工程级配和合成级配表1AC-25C工程设计级配通过下列筛孔的质量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075工程级配上限100100857565553728201513106工程级配下限1009577675747302217131064工程级配中值10097.58171615133.52518.51411.585目标设计级配10097.882.369.860.451.332.124.619.114.78.67.35.8关健性筛孔

<40

3.2马歇尔试验按《公路工程沥青与混合料试验规程》（JTGE20-2011）对试件进行马歇尔试验，计算VV、VMA、VFA等体积指标（详见表2）3.3沥青混合料的最佳油石比确定经马歇尔试验得曲线关系图，根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）和（JTGE20-2011）中的热拌沥青混合料配合比设计方法，结合本地区气候情况确定目标配合比沥青混合料的最佳油石比为3.9%（OAC=3.9%），建议沥青用量范围为3.7%~4.1%（详见表3）马歇尔试验结果汇总表表2油石比（%）毛体积相对密度空隙率（%）间隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（mm）3.42.4195.513.459.18.972.83.72.4304.613.265.08.922.44.02.4413.813.170.89.373.04.32.4542.912.977.68.813.04.62.4642.212.782.78.793.1技术要求-3~6≥1260~75≥82~4沥青混合料的最佳油石比确定表表3序号取值内容及条件代号油石比（%）1密度最大的油石比a14.62稳定度最大的油石比a24.03空隙率中值的油石比a33.94沥青饱和度范围中值的油石比a44.05最佳油石比初始值（a1+a2+a3+a4）/4OAC14.056各项指标均符合技术标准的油石比范围最小值OACmin3.47各项指标均符合技术标准的油石比范围最大值OACmax3.98各项指标均符合技术标准的油石比范围中值OAC23.659通常情况下的最佳油石比OAC3.8510本次目标配合比的最佳油石比OAC3.93.4检验最佳油石比时的粉胶比和有效沥青膜厚度（详见表4）材料计算参数表4序号符号符号意义单位计算结果1rse集料的有效相对密度无量纲2.6992rsb材料的合成毛体积相对密度无量纲2.6943rb沥青的相对密度无量纲1.0334Pb沥青含量%3.855PS各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和即PS=100-Pb%96.156P0.075矿料级配中0.075mm的通过率%5.87SA集料的比表面积㎡/kg4.72矿料的沥青吸收率Pba=（rse-rb）÷（rse-rsb×rb）×100=23.65有效油石比Pbe=Pb-(Pba÷100)×PS=3.62粉胶比FB=P0.075÷Pbe=1.6符合0.6~1.6的要求有效沥青膜厚度DA=Pbe÷(rb×SA)×10=7.444.目标配合比设计检验：4.1水稳定性检验：采用残留马歇尔稳定度试验，以沥青用量为3.9%制备马歇尔试件，按《公路工程沥青与混合料试验规程》（JTJ052-2000）中（T0709-2000）方法进行了AC-25C沥青混合料浸水马歇尔试验检验其48h残留马歇尔稳定度为97.2%，〔详见浸水马歇尔试验检验报告（RCJS）H20600014〕满足密级配沥青混合料浸水马歇尔试验配合比设计检验指标，即马歇尔残留马歇尔稳定度大于80%的要求。4.2渗水性检验：采用最佳油石比3.9%制备车辙试件，按《公路工程沥青与混合料试验规程》（JTGE20-2011

）中（T0730-2011）方法进行了AC-25C沥青混合料渗水试验