热拌沥青混合料配合比设计课件

热拌沥青混合料配合比设计什么是沥青混合料配合比设计？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密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准一、矿料组成设计工程设计级配范围≤规范规定的级配范围经过三阶段配合比设计确定标准配合比和级配曲线后，按施工质量检验允许的波动值得到施工质量检验级配范围。目标配合比设计1．此处取样的集料为冷料，可以从料场直接取样。3．料场取样尽量要有代表性、均匀性。4．其他指标也需检测，只是配合比设计时不使用。2．矿粉直接从包装袋中取样。一、矿料组成设计（二）取样各种集料（冷料）筛分（水洗法）目标配合比设计一、矿料组成设计（1）试验时取样方法采用四分法。四分法取样立面图平面图（二）取样各种集料筛分（水洗法）4．筛分试验（4）采用通过百分率进行下一步计算。（2）水泥混凝土用集料可采用干筛法试验。（3）沥青混合料及基层用集料用水洗法试验。确定工程设计级配范围1．确定工程设计级配范围的原则1）首先按表选择采用粗型（C型）或细型（F型）的混合料混合料类型公称最大粒径用以分类的关键性筛孔（mm）粗型密级配细型密级配名称关键性筛孔通过率（%）名称关键性筛孔通过率（%）AC-2526.54.75AC-25C＜40AC-25F＞40AC-20194.75AC-20C＜45AC-20F＞45AC-16162.36AC-16C＜38AC-16F＞38AC-1313.22.36AC-13C＜40AC-13F＞40AC-109.52.36AC-10C＜45AC-10F＞45表

粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率2）形成S型级配3）考虑层位功能需要，满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求4）工程级配范围比规范级配范围窄，其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%5）考虑施工性能，易摊铺、易压实，避免严重离析2.沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定1）密级配沥青混合料的设计级配宜根据公路等级、气候及交通条件按规范表5.3.2-1选择采用粗型（C型）或细型（F型）并在下表5.3.2-2范围内确定工程设计级配范围，通常情况下，工程设计级配范围不宜超出本表范围的要求矿料级配设计对高速公路和一级公路，宜在工程设计级配范围内计算1~3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AC-16F矿料合成级配曲线示例纵坐标为数学坐标横坐标为泰勒曲线的横坐标二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（一）测定沥青与集料的相对密度1．测定沥青的相对密度（γb）非经注明，测定沥青密度的标准水温为15℃。沥青与水的相对密度是指25℃相同温度下的密度之比。可以测定15℃密度，换算得相对密度（25℃/25℃）二者换算关系为：沥青与水的相对密度（25℃/25℃）＝沥青的密度（15℃）×0.996《公路工程集料试验规程》JTGE42-20052．测定集料毛体积相对密度（γ

）与表观相对密度（γ′

）（网篮法）《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTGE20—2011测定标准测定标准二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（二）预估计算沥青用量1．计算矿料的合成毛体积密度（γsb

）2．计算矿料的合成表观相对密度（γsa

）P1、P2…Pn－各种矿料的比例,其和为100γ1、γ2

…γn－各种矿料相应的毛体积相对密度γ1′、γ2′…γn′－各种矿料相应的表观相对密度

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（二）预估计算沥青用量3．预估沥青混合料适宜的油石比（Pa）或含油量（Pb

）Pa1—已建类似工程标准油石比,%γsb—矿料合成毛体积相对密度γsb1—已建类似工程矿料合成毛体积相对密度

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验1．按照确定的矿料比例配料，根据预估的油石比为中值，以0.5%的间隔成型5组马歇尔试件。（1）按确定的矿料比例，计算本次成型试件所需矿料的数量。（3）试模、套筒及击实座等应置于100℃烘箱中加热1h。（4）拌合时先加入粗细集料到拌合机，再加入热沥青（沥青采用减量法称量），拌和1~1.5min，再加入加热后的矿粉，继续

拌和，标准拌合时间共3min。（5）成型马歇尔试件时试模上下要垫滤纸，试件周边插捣15次，中间插捣10次，应先成型1个试件进行高度校核，校核公式如下：要求试件高度调整后的混合料质量=所得试件高度×原用混合料质量（6）根据调整后的混合料质量进行称量，成型所有试件。（2）烘料时，粗细可混合加热，矿粉单独加热。《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000

测定标准二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验2．冷却、脱模（1）冷却方法有三种试件横置室温冷却：12h以上电风扇吹：1h以上浸水冷却：3min以上最好，但时间太长。较好，但冷却效果不好，时间一般需延长。工程上常采用室温下用电风扇吹12h以上冷却（2）脱模3．高度测量测量工具：游标卡尺测量方法：四个方向测量，取平均值。合格判断：标准试件63.5±1.3mm；超出此范围作废。《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000

测定标准局限性大，只能用于测定稳定度和流值。二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验4．马歇尔试件密度测定（1）通常采用表干法测定毛体积相对密度（2）对于吸水率大于2%的试件，宜改用蜡封法测定毛体积相对密度。《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000

测定标准

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验5．马歇尔稳定度、流值测定《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-2000

测定标准标准马歇尔试件养护温度为60℃养护时间为30~40min二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验6．马歇尔物理指标计算（1）确定矿料的有效相对密度（γse

）《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004

计算标准γse－矿料的有效相对密度,无量纲Pb－试验采用的沥青含量,%γt－试验沥青含量条件下实测的混合料的最大理论相对密度,无量纲γb－沥青的相对密度(25℃/25℃),无量纲

C－合成矿料的沥青吸收系数

wx－合成矿料的吸水率,%γsb－矿料的合成毛体积相对密度,无量纲γsa－矿料的合成表观相对密度,无量纲

非改性沥青：改性沥青及SMA混合料

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验6．马歇尔物理指标计算（2）确定沥青混合料的最大理论相对密度（γti

）或《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004

计算标准γti－相对于计算沥青用量Pb时的混合料最大理论相对密度,无量纲Pai－所计算的沥青混合料中的油石比,%Pbi－所计算的沥青混合料中的沥青含量,

Pbi=Pai

／(1+Pai),%Psi－所计算的沥青混合料中的矿料含量

Psi=100－Pbi,%γse－矿料的有效相对密度,无量纲γb－沥青的相对密度(25℃/25℃),无量纲

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（三）马歇尔试验6．马歇尔物理指标计算《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-2004

计算标准VV－试件的空隙率,%VMA－试件的矿料间隙率,%VFA－试件的有效沥青饱和度,%γf－试件的毛体积相对密度,无量纲γt－混合料的最大理论相对密度,实测或计算,无量纲Ps－各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和,PS=100－PS,%γsb－矿料的合成毛体积相对密度,无量纲

（3）计算沥青混合料试件的空隙率（VV）（4）计算沥青混合料矿料间隙率（VMA）（5）计算沥青混合料的饱和度（VFA）

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定1．将不同油石比（或含油量）的马歇尔试验的所有指标点绘于图上：毛体积相对密度(%)油石比稳定度(KN)(%)油石比规范要求＞5KNa1=5.9%a2=5.28%二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定1．将不同油石比（或含油量）的马歇尔试验的所有指标点绘于图上：空隙率(%)(%)油石比流值(mm)油石比(%)规范要求2~4.5mm规范要求3~6%a3=5.32%二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定1．将不同油石比（或含油量）的马歇尔试验的所有指标点绘于图上：饱和度油石比(%)(%)间隙率(%)(%)油石比规范要求70~85%规范要求＞14%a4无法确定二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定2．确定OAC1（1）从上述图上找出毛体积密度最大值对应沥青用量a1、稳定度最大值对应沥青用量a2、目标空隙率（或中值）对应沥青用量a3、沥青饱和度范围内的中值对应沥青用量a4（2）计算OAC1=（a1+a2+a3+a4

）／4a1=5.9%；a2=5.28%；a3=5.32%；a4无法确定如果所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，只取a1、a2、a3计算OAC1=（a1+a2+a3）／3=5.50%二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定3．确定OAC2（1）从上述图上找出符合规范要求的各物理指标的用油量，绘于下图，找出满足所有指标的公共沥青用量范围，并查出最大值OACmax和最小值OACmin。公共沥青用量中OACmax=5.78%OACmin=5.37%（2）计算OAC2=（OACmax+OACmin）／2OAC2=5.58%二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定4．最佳沥青用量OAC=（OAC1+OAC2）／2OAC=（OAC1+OAC2）／2=5.54%二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定（1）计算沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量（2）根据需要计算有效沥青的体积百分率及矿料的体积百分率Pba－被集料吸收的沥青结合料比例,%Pbe－有效沥青膜用量,%γse－矿料的有效相对密度,无量纲γsb－材料的合成毛体积相对密度,无量纲γb－沥青的相对密度(25℃/25℃),无量纲Pb－沥青含量,%PS－各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和,PS=100－PS,%Vbe－有效沥青体积百分率,%Vg－矿料的体积百分率,%γf

－试件的毛体积相对密度,无量纲VV－试件的空隙率,%5．检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度

二、最佳沥青用量的确定目标配合比设计（四）最佳沥青用量确定（3）计算最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度FB－粉胶比,无量纲P0.075－矿料中0.075mm的通过率,%Pbe－有效沥青含量,%SA－集料的比表面积,m2／kgPi－各种粒径的通过率,%FAi－相应于各种粒径的集料的表面积系数DA－沥青膜有效厚度,μmγb－沥青的相对密度(25℃/25℃),无量纲5．检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度

沥青混合料的粉胶比集料的比表面

沥青混合料的沥青有效膜厚度沥青混合料性能检验1）沥青混合料的高温稳定性检验按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，在规定的条件下进行车辙试验，检验设计沥青混合料的高温抗车辙能力，动稳定度应符合要求。当其动稳定度不符合规定时，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。沥青混合料性能检验2）沥青混合料的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冻融劈裂试验，检验试件的残留稳定度或冻融劈裂强度比是否满足要求。沥青混合料性能检验3）沥青混合料低温抗裂性检验对改性沥青混合料，应按照最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，再用切割机将试件锯成规定尺寸的棱柱体试件，按照规定方法进行低温弯曲试验，检验其破坏应变是否符合要求，否则应对矿料级配或沥青用量进行调整，必要时更换改性沥青品种重新进行配合比设计。沥青混合料性能检验4）渗水系数检验。轮碾成型试件，进行渗水试验。二、生产配合比设计在目标配合比确定之后，应利用实际施工的拌和机

进行试拌以确定施工配合比。在操作前，首先根据级配类型选择振动筛的筛号，使几个热料仓的材料不致相差太大。最大筛孔应保证使超粒径料排出，使最大粒径筛孔通过量符合设计范围要求。试验时，按试验室配合比设计的冷料比例上料、烘干、筛分，然后取样筛分，与目标配合比设计一样进行矿料级配计算，得出不同料仓及矿料用量比例。按此比例进行马歇尔试验，取目标配合比得出的最佳油石比，并在此基础上±0.3%，得到三档配合比，进行试验。得出生产配合比的最佳油石比，供试拌试铺使用。生产配合比设计一、矿料组成设计1．取样各种集料，此处取样的集料为热料，是经热料仓2．筛分分级热料（水洗法）3．