沥青配合比详解

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1、公路工程材料检测技术 （3） 耐久性 1 沥沥青混合料的技术术性质质和技术术标标准 1.技术性质 2.技术标准 马歇尔试验稳定度（0.1mm） 车辙试验动稳定度（次mm） （1）高温稳定性 （2）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（%） （4） 抗滑性 （5）施工和易性 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 就是马歇尔试验指标要求 参考规范 （P165P172） （P172P174） 沥青混合料受自然环境因素和交通荷载作用，要求混合料必须具有高 温稳定性、低温抗裂性、耐久性、抗渗性、抗滑性和施工和易性。 1.

2、1.高温稳定性高温稳定性 定义：高温稳定性是指沥青混合料在高温条件下，能够抵抗车辆荷载的 反复作用，不发生显著永久变形，保证路面平整度的特性。 提出高温稳定性的意义：高温条件下或长时间承受荷载作用混合料 会产生显著的变形，其中不能恢复的部分成为永久变形，这种特性是导 致沥青路面产生车辙、波浪及拥包等病害的主要原因。在交通量大，重 车比例高和经常变速路段的沥青路面上，车辙是最严重、最有危害的破 坏形式之一。 （1）高温稳定性的评价方法和评价指标 我国最常用评价方法是：马歇尔试验和车辙试验。 1-1 沥青混合料的技术性质高温稳稳定性 马歇尔稳定度试验 马歇尔试验用于测定沥青混合料试件的破荷载和抗变

3、形能力，得到 马歇尔稳定度、流值和马歇尔模数。 将沥青混合料制备成规定尺寸的圆柱状试件，试验室将试件横 向置于两个半圆形压模中，使试件受到一定的侧限。在规定温度和 加荷速度下，对试件施加压力，记录试件所受压力与变形曲线，见 P92页图3-8。主要力学指标为马歇尔稳定度和流值，稳定度是指试 件受压至破坏时承受的最大荷载，以kN计，流值是达到最大破坏荷 载是实践的垂直变形，以0.1mm计 1-1 沥青混合料的技术性质高温稳稳定性 试件尺寸：（1）101.6mm63.5mm（1.3mm），两侧高度 差不大于2mm）。适用于公称最大粒径6000次/mm。 b. 试验报告应注明试验温度、试验轮接地压强、

4、试件密 度、 空隙率及试件制作方法等。 2-4 沥青混合料的技术性质检测车辙试验 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 （方孔筛） 天然砂 机制砂 石屑 矿粉 最好都是 碱性材料 3-1 沥青混合料的配合比设计原材料的技术要求 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 软尽弱颗粒含量 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.

5、公路工程集料 试验规程 JTG E42-2005 2.公路沥青路面 施工技术规范 JTG F40-2004 1.公路工程沥青及 沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 2.公路沥青路面施 工技术规范 JTG F40-2004 原材料的 技术要求 （P162P165） 表观相对密度 坚固性 含泥量 砂当量 亚申蓝值 棱角性 3-1 沥青混合料的配合比设计原材料的技术要求 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 （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

6、定 配合比设计三个阶段 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？ 3-2 沥青混合料的配合比设计配合比设计阶段 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

7、合料 热料筛分 取分级 目标配合比与生产配合比设计关系图 成型3组马歇尔试件 3-2 沥青混合料的配合比设计配合比设计阶段 （一）确定工程级配范围（合成级配） 目标配合比设计 根据设计类型查施工技术规范， 确定C或F型类型及级配范围， 并计算级级配中值。 69.5131824.53448708495规范中值 4579132034607690规范下限 81418263648628092100规范上限 0.0750.150.30.61.182.364.759.513.216.0筛孔尺寸 AC-16F沥青混凝土合成级配要求 一、矿料组成设计 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 目标配合比设

8、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） 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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。 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 目标配合比设计 （三）用

9、图解法或试验算法确定各种矿料的组成比例 1绘制矩形图框。 2连接对角线，表示设计级配中值（即平均值）。 3采用数学坐标绘制纵坐标，表示集料通过百分率（%）。 4用以下方法绘制横坐标，表示筛孔尺寸（mm）： （1）先计算每个筛孔的设计级配中值（通过率）； （2）在纵坐标上根据每个筛孔的设计级配中值，平行作直线与对角线相交； （3）根据交点作垂线，与横坐标的交点即为每个筛孔的位置。 5在矩形图上绘制出各集料的通过百分率的筛分曲线。 6按照各集料曲线重叠、相接、相离三种情况确定各集料的用量比例。 7根据确定的集料比例计算矿料的合成级配，判断其是否在工程级配范围内，否则需进 行比例调整，重新计算直到满

10、足标准为止。 一、矿料组成设计 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 图1 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 确定各种集料的用量比例 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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 （b） 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

11、/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 JTG E42-2005 2测定集料毛体积相对 密度（ ） 与表观相对密度（ ）（网篮法） 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准 测定标准 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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（sb ） 2计算矿料的合成表观相对密度（ sa ） 100 sb= P2 2 + P1 1 Pn n 100 sa= P2 2 + P1 1 Pn n P1、P2Pn各种矿料的比

12、例, 其 和为100 1、2 n各种矿料相应的 毛体积相对密度 1、2n各种矿料 相应的表观相对密度 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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 ） Pa Pb= Pa+100 Pa1 Pa= sb sb1 Pa1已建类似工程标准油石比,% sb矿料合成毛体积相对密度 sb1矿料合成毛体积相对密度 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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

13、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11.5min，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

14、规程 JTJ 052-2000 测定标准 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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63.51.3mm；超出此范围作废。 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准 局限性大，只能用于测定稳定度和流值

15、。 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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。 ma f = mw+mf Sa = mwmf mamf 100 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052-2000 测定标准 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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 JTJ 052-2000 测定标准 标准马歇尔试件养护温度为60 养护时间为3040min 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比设计 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（ se ） 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004 计算标准 se矿料的有效相对密度,无量纲 Pb试验采用的沥青含量,% t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 b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,% sb矿料的合成毛体积相对密度,无量纲 sa矿料的合成表观相对密度,无量纲 3-2 沥青混合料的配合比设计目标配合比