沥青混合料的配合比设计

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1、沥青混合料的配合比设计沥青混合料的配合比设计辽宁省交通规划设计院辽宁省交通规划设计院2011-03主要目的依据沥青混凝土路面结构各层的路用性能路面结构层组成材料选用设计矿料级配设计沥青用量及最大理论密度设计沥青混凝土性能验证 路面设计的总体思想路面设计的总体思想沥青路面的病害分类:结构性破坏 路面结构承载力不足(弯沉)路面结构承载力不足(弯沉) 疲劳开裂(拉应力)疲劳开裂(拉应力) 功能性破坏 裂裂 缝缝横缝、纵缝、网裂横缝、纵缝、网裂 变变 形形 类类车辙、推移、拥包车辙、推移、拥包 表面损坏表面损坏水损害(泛油、推移、坑洞)、桥面铺装脱落水损害(泛油、推移、坑洞)、桥面铺装脱落我国沥青路面

2、使用状况与破坏模式我国沥青路面使用状况与破坏模式 路面设计首先要防止发生的病害路面设计首先要防止发生的病害路面水损害路面水损害路面高温车辙路面高温车辙路面耐久性路面耐久性路面低温开裂路面低温开裂沥青路面的功能设计沥青路面的功能设计表面层:表面层:抗冻(也是良好的抗渗水性能)抗冻(也是良好的抗渗水性能)。雨天行车安全。雨天行车安全。抗车辙(高温稳定抗车辙(高温稳定性能)。性能)。抗滑。抗滑。温度变化的抗疲劳。温度变化的抗疲劳。抗沥青剥落性能。抗沥青剥落性能。抗磨耗。抗磨耗。抗老化。抗老化。路面平整性。路面平整性。防噪。防噪。中面层:中面层:抗渗水。抗渗水。抗车辙。抗车辙。抗沥青抗沥青剥落。剥落。

3、抗温度变化的抗疲劳性能。抗温度变化的抗疲劳性能。 沥青路面的功能设计沥青路面的功能设计下面层:下面层:排水性能。排水性能。防止和减少半刚防止和减少半刚性基层反射裂缝性能。性基层反射裂缝性能。抗车辙性能。抗车辙性能。抗沥青剥落性能。抗沥青剥落性能。抗疲劳。抗疲劳。永久性路面的设计思想永久性路面的设计思想由于沥青混凝土路面的最大剪应力发生在415cm之间,夏季时沥青混凝土路面高温持续时间最长也发生在415cm,所以对底面层沥青混凝土的抗车辙性能和抗疲劳性能提出比较高的要求,美国永久性路面结构提出面层为48cm高性能沥青混合材料、中间层为1018cm高模量抗车辙材料、基层为810cm柔性抗疲劳材料的

4、设计理念。公路地段位置不同,路用性能指标公路地段位置不同,路用性能指标要求差异很大要求差异很大隧道内的特点是温度变化很小,在隧道内的沥青混凝土路面和正常段的路用性能指标要求应该有很大差别。上坡段重车上坡费力,车速是平地路段的1/31/5,因而车辆荷载的作用时间是普通段的35倍,而且对路面的作用力也比普通段落大的多。桥面沥青混凝土水破坏和失稳破坏比正常路段要严重的多,这是因为桥面沥青混凝土所承受的剪应力要比正常段落大。第五章第五章沥青混合料的组成结构和强度沥青混合料的组成结构和强度1.沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构悬浮密实结构悬浮密实结构骨架空隙结构骨架空隙结构骨架密实结构骨架密实结构

5、沥青混合料组成结构与级配的关系沥青混合料组成结构与级配的关系连续开级配骨架空隙结构连续开级配骨架空隙结构连续开级配骨架空隙结构连续开级配骨架空隙结构连续密级配悬浮密实结构连续密级配悬浮密实结构连续密级配悬浮密实结构连续密级配悬浮密实结构间断级配骨架密实结构间断级配骨架密实结构间断级配骨架密实结构间断级配骨架密实结构沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构a)密实密实-悬浮结构;悬浮结构;b)骨架骨架-空隙结构;空隙结构;c)密实密实-骨架结构骨架结构连续密级配连续密级配连续开级配连续开级配间断级配间断级配沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构悬浮密实结构悬浮密实结构级配特点级配特点连续型密级

6、配,细集料多,粗集料较少,悬浮于细连续型密级配,细集料多,粗集料较少,悬浮于细集料中,不能形成嵌挤骨架集料中,不能形成嵌挤骨架AC型是典型的悬浮密实结构型是典型的悬浮密实结构使用特点使用特点密实耐久、高温稳定性较差、表面构造较小密实耐久、高温稳定性较差、表面构造较小不同组成结构沥青混合料的特点不同组成结构沥青混合料的特点沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构骨架空隙结构骨架空隙结构级级配配特特点点:连连续续开开级级配配,粗粗集集料料较较多多,细细集集料料较较少少,不足以充分填充粗骨架空隙不足以充分填充粗骨架空隙沥青碎石混合料沥青碎石混合料AM(压实空隙率(压实空隙率1015%)开级配磨耗层混

7、合料开级配磨耗层混合料OGFC(压实空隙率(压实空隙率20%以上)以上)使用特点:使用特点:高温稳定性较好高温稳定性较好压实后剩余空隙率较大,渗透性较大,耐久性较差压实后剩余空隙率较大,渗透性较大,耐久性较差OGFC需要使用高粘度沥青需要使用高粘度沥青沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构骨架密实结构骨架密实结构级级配配特特点点:间间断断密密级级配配,粗粗集集料料形形成成骨骨架架,细细集集料料充充分填充骨架空隙,形成密实、骨架嵌挤结构分填充骨架空隙,形成密实、骨架嵌挤结构沥青玛蹄脂碎石沥青玛蹄脂碎石SMA(压实空隙率(压实空隙率35%)使用特点使用特点高温稳定性好、良好的表面纹理特征、抗滑性

8、能好,高温稳定性好、良好的表面纹理特征、抗滑性能好,良好的低温抗裂性、抗反射裂缝的能力,良好的耐久性良好的低温抗裂性、抗反射裂缝的能力,良好的耐久性沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构三种结构类型混合料的级配组成三种结构类型混合料的级配组成间断级配间断级配连续开级配连续开级配连续密级配连续密级配悬浮密实型悬浮密实型骨架空隙型骨架空隙型骨架空隙型骨架空隙型沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构马歇尔设计方法马歇尔设计方法(MARSHALL)马歇尔混合料设计方法原型马歇尔混合料设计方法原型是在是在1939年前后由工程师布鲁斯年前后由工程师布鲁斯马歇尔(马歇尔(BruceMarshall)在)

9、在美国密西西比公路局开发的,后美国密西西比公路局开发的,后由美国陆军工兵部队水道试验室由美国陆军工兵部队水道试验室(WES)应用马歇尔仪进行一系)应用马歇尔仪进行一系列室内与现场试验研究,对该法列室内与现场试验研究,对该法进行改进与完善,作为正式方法进行改进与完善,作为正式方法固定下来,并应用于机场与高速固定下来,并应用于机场与高速公路建设。由于便于应用,在第公路建设。由于便于应用,在第二次世界大战后,在世界范围内二次世界大战后,在世界范围内普遍得到推广。普遍得到推广。迄今世界上沥青混合料设计方法以马歇尔法迄今世界上沥青混合料设计方法以马歇尔法应用最普遍。应用最普遍。截至截至1993年止美国大

10、约年止美国大约75%的州采用马歇尔的州采用马歇尔法。法。马歇尔混合料设计法在欧洲应用很广,德国马歇尔混合料设计法在欧洲应用很广,德国各种沥青混合料设计。各种沥青混合料设计。日本亦采用马歇尔法进行混合料设计。日本亦采用马歇尔法进行混合料设计。我国沥青混合料设计亦采用马歇尔法。我国沥青混合料设计亦采用马歇尔法。马歇尔设计方法马歇尔设计方法(MARSHALL)马歇尔设计方法马歇尔设计方法马歇尔设计方法对混合料的密度、空隙率、矿料间隙率等指标有明确的要求。可是国内外研究成果均表明,这些指标与路用性能指标有较大的差距。在试件成型方面,马歇尔方法击实次数与实际路面材料的碾压功能和交通量大小都没有内在联系,

11、马歇尔击锤的冲击力与车辆接地压强存在巨大的差异,马歇尔试模对沥青混合料的约束条件也与路面材料的受力条件不同,马歇尔的冲击压实方法不利于集料的定向重排,造成混合料密度较低,用它控制路面施工会导致路面材料密度偏小,空隙率过高。沥青混合料密度低和级配不合理的直接后果是导致材料强度低、设计的沥青用量大,在行车荷载作用下易产生进一步的压实、追密,从而使路面容易产生车辙、泛油。Superpave混合料设计方法混合料设计方法Superpave混合料设计也是以体积参数为核心的设计方法,包括以下5个方面:胶结料与集料选择设计。矿料级配设计。分析每种试验混合料的体积特性。选用“最佳”试验混合料作为设计集料结构;对

12、设计集料结构在几个不同沥青用量下压实试件,以确定设计沥青用量。沥青混合料路用性能验证。Superpave混合料设计方法混合料设计方法与马歇尔试验方法的主要不同之处在于:沥青胶结料选择充分考虑了使用地区的气候、交通条件以及同条高速公路不同位置。对集料结构进行了研究,确定了集料级配控制点和限制区,使集料级配形成骨架密实结构。试件压实和现场施工压实的一致性。以旋转压实方式成型试件,且压实功能不固定,因交通量水平、气温而变。把空隙率作为试件乃至混合料设计的控制性指标。矿料表面裹覆油膜厚度法矿料表面裹覆油膜厚度法道理是矿料表面裹覆油膜厚度是决定沥青路面技术性能的关键,若矿料表面裹覆的沥青油膜厚度稍厚,则

13、沥青混合料中的游离沥青增多,是造成夏季高温时节沥青路面变形、车辙的最不利因素,同样矿料表面裹覆的沥青油膜厚度过薄,会使沥青混合料中矿料间粘结力降低。对已配好的混合料,计算单位重量矿料的表面积,根据油石比计算矿料表面裹覆油膜厚度,并同控制矿料表面裹覆油膜厚度指标比较和调整。在现行规范中还没有控制矿料表面裹覆油膜厚度指标,当然这个控制指标和和沥青混凝土的类型有关,和矿料的种类有关。VCADRC矿料级配检验方法矿料级配检验方法在击实沥青混合料试件中,4.75mm颗粒径以上的粗集料形成一个骨架,骨架以外的空隙率占整个试件的体积的百分数,称为粗集料骨架间空隙率用VCAmix表示。如果把混合集料中小于4.

14、75mm的细料筛除,将大于4.75mm的粗集料装入容器桶中捣实后,测定出紧密状态粗集料的空隙率为VCADRC。如果VCAmix比VCADRC大就说明细骨料填充撑开粗骨料,不能形成特别有效的嵌挤作用。所以VCAmixVCADRC是检验是否有骨架嵌挤作用的必要条件。我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法马歇尔法马歇尔法设计原则设计原则:以以高高温温稳稳定定性性和和水水稳稳定定性性为为主主,兼兼顾顾考考虑虑其其它性能它性能参考规范参考规范:现行技术规范:现行技术规范v公公路路沥沥青青路路面面施施工工技技术术规规范范(JTG F402004)v沥青路面设计规范(沥青路面设计规范(JTG D50-

15、2006)确定混合料类型及设计确定混合料类型及设计确定混合料类型及设计确定混合料类型及设计级配范围级配范围级配范围级配范围材料选择、取样材料选择、取样材料选择、取样材料选择、取样材料试验材料试验材料试验材料试验确定试验温度确定试验温度确定试验温度确定试验温度在设计级配范围内优选矿料级配在设计级配范围内优选矿料级配在设计级配范围内优选矿料级配在设计级配范围内优选矿料级配对优选定设计级配,初选对优选定设计级配,初选对优选定设计级配,初选对优选定设计级配,初选5 5组沥青用量,拌和混合料,分别制作马歇尔试件组沥青用量,拌和混合料,分别制作马歇尔试件组沥青用量,拌和混合料,分别制作马歇尔试件组沥青用量

16、,拌和混合料,分别制作马歇尔试件测定试件毛体积相对密度,进行马歇尔试验测定试件毛体积相对密度,进行马歇尔试验测定试件毛体积相对密度,进行马歇尔试验测定试件毛体积相对密度,进行马歇尔试验真空法测定理论最大相对密度真空法测定理论最大相对密度真空法测定理论最大相对密度真空法测定理论最大相对密度计算计算计算计算VVVV、VMAVMA、VFAVFA等体积指标等体积指标等体积指标等体积指标与马歇尔设计标准比较与马歇尔设计标准比较与马歇尔设计标准比较与马歇尔设计标准比较综合分析确定综合分析确定综合分析确定综合分析确定1 1组设计级配及最佳沥青用量组设计级配及最佳沥青用量组设计级配及最佳沥青用量组设计级配及最

17、佳沥青用量按规定进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、按规定进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、按规定进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、按规定进行车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、低温弯曲试验、矿渣膨胀试验等,检验配合比设计是否合理矿渣膨胀试验等,检验配合比设计是否合理矿渣膨胀试验等,检验配合比设计是否合理矿渣膨胀试验等,检验配合比设计是否合理完成配合比设计,提交材料品种、配比、矿料级配、最佳沥青用量完成配合比设计,提交材料品种、配比、矿料级配、最佳沥青用量完成配合比设计,提交材料品种、配比、矿料级配、最佳沥青用量完成配合

18、比设计,提交材料品种、配比、矿料级配、最佳沥青用量不合格不合格不合格不合格合格合格合格合格不合格不合格不合格不合格粗集料、细集料、矿粉粗集料、细集料、矿粉粗集料、细集料、矿粉粗集料、细集料、矿粉沥青结合料沥青结合料沥青结合料沥青结合料沥青混合料沥青混合料组成设计流程图组成设计流程图我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法1.设计指标与技术要求设计指标与技术要求2.设计方法与设计步骤设计方法与设计步骤1. 设计指标设计指标v 体积参数指标体积参数指标插图插图 空隙率(空隙率(%) 矿料间隙率(矿料间隙率(%) 沥青饱和度(沥青饱和度(%)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 设计指标

19、设计指标1. 设计指标设计指标性能指标性能指标 高温稳定性:马歇尔稳定度高温稳定性:马歇尔稳定度(KN)、流值、流值(0.1mm) 动稳定度(次动稳定度(次/mm) 水稳定性:残留稳定度(水稳定性:残留稳定度(%) 冻融劈裂强度比(冻融劈裂强度比(%) 低温抗裂性:破坏应变(低温抗裂性:破坏应变( ) 渗透性:渗水系数(渗透性:渗水系数(ml/min)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 设计指标设计指标沥青混合料体积组成VCA粗集料细集料、矿粉VMA吸附沥青吸附沥青有效沥青有效沥青有效沥青VFA空隙VV油石比油石比油石比油石比P Pa a:沥青质量占:沥青质量占矿质混合料矿质混合料(

20、集料)质量百分含量(集料)质量百分含量沥青混合料沥青质量集料质量沥青混合料沥青质量集料质量PaPi Pa 100试件的体积参数指标试件的体积参数指标Pa100沥青含量沥青含量沥青含量沥青含量P Pb b :沥青质量占:沥青质量占沥青混合料沥青混合料质量的百分含量质量的百分含量沥青混合料质量沥青质量集料质量沥青混合料质量沥青质量集料质量PbPi100Pb100-Pb 空隙率空隙率VV 毛体积密度毛体积密度 理论密度理论密度 试件的体积参数指标试件的体积参数指标(JTG F402004)计算理论密度的方法计算理论密度的方法试件的体积参数指标试件的体积参数指标“BIG BILL”理论密度仪理论密度仪

21、测试条件:测试条件: 振动频率为振动频率为120rpm 抽真空时间为抽真空时间为1525 min 试验水温为室温试验水温为室温 老化时间为老化时间为4h 真空度为真空度为97.3kPa 振动模式为顺时针逆时针。振动模式为顺时针逆时针。改性沥青混合料:计算改性沥青混合料:计算普通沥青混合料:真空法实测普通沥青混合料:真空法实测 普通沥青混合料最大理论密度值普通沥青混合料最大理论密度值AC-20FAC-20C油石比油石比%4.55.05.56.04.5采用视密度采用视密度2.603 2.584 2.566 2.548 2.618采用毛体积密度采用毛体积密度2.520 2.502 2.485 2.4

22、69 2.555 采用毛视平均密度采用毛视平均密度2.562 2.544 2.526 2.509 2.587 采用表观表干平均密度采用表观表干平均密度2.551 2.533 2.515 2.498 2.564 采用有效密度采用有效密度(superpave)2.587 2.568 2.550 2.532 2.605 采用合成集料有效密度采用合成集料有效密度*2.570 2.552 2.534 2.516 2.597 采用真空实测法采用真空实测法2.566 2.554 2.536 2.520 2.596 集料计算密度对沥青混合料理论最大密度的影响集料计算密度对沥青混合料理论最大密度的影响 集料编号

23、集料编号毛体积密度毛体积密度b表观密度表观密度a集料用量()集料用量()12.7032.7851522.6892.7761532.7232.7972242.6942.7441852.6792.73120矿粉矿粉2.7152.7155沥青用量()沥青用量()5沥青体积沥青体积5计算密度计算密度表观密度表观密度a 0.8a +0.2b 0.5a +0.52b 毛体积密度毛体积密度b 集料体积集料体积34.3834.5434.7935.20理论最大密度理论最大密度t2.5392.5292.5132.488理论最大密度理论最大密度t差值差值0.0520.0410.0260.0空隙率差值()空隙率差值(

24、)2.061.641.020.0沥青混合料密度及理论最大密度对空隙率的影响沥青混合料密度及理论最大密度对空隙率的影响 假设假设t2.5,密度,密度s变化变化0.01,空隙率变化约,空隙率变化约0.4 密度密度由由2.4122.422,空隙率由,空隙率由3.523.12 假设假设2.415,t变化变化0.01,空隙率变化约,空隙率变化约0.4 理论最大密度理论最大密度t由由2.5122.522,空隙率由,空隙率由3.864.24 矿料间隙率矿料间隙率VMAVA+VV 沥青饱和度沥青饱和度VFA沥青体积百分率沥青体积百分率VA试件的体积参数指标试件的体积参数指标试件的体积参数指标试件的体积参数指标

25、(JTG F402004)计算矿料间隙率的方法计算矿料间隙率的方法考虑了沥青吸入量考虑了沥青吸入量VMA计算值降低计算值降低技术标准考虑因素技术标准考虑因素 气候分区气候分区:高温、低温、降雨量:高温、低温、降雨量 道路等级道路等级:高速公路、一级公路:高速公路、一级公路其它公路其它公路行人道路行人道路 交通量交通量:中轻交通:中轻交通重载交通重载交通 沥青混合料类型沥青混合料类型:密级配:密级配AC 半开级配半开级配AM 开级配开级配OGFC 间断级配间断级配SMA我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准密级

26、配沥青混凝土马歇尔试验技术指标密级配沥青混凝土马歇尔试验技术指标沥青碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准沥青碎石混合料马歇尔试验配合比设计技术标准SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求混合料马歇尔试验配合比设计技术要求OGFC混合料技术要求混合料技术要求公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范(JTG F402004)密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土马歇尔试验技术标准(JTG F402004)道路等级道路等级道路等级道路等级高速公路、一级公路高速公路、一级公路高速公路、一级公路高速公路、一级公路其它其它其它其它等级等级等级等级公路公路公路公路行人行人行人行人道路道

27、路道路道路 气候分区气候分区气候分区气候分区夏炎热区夏炎热区夏炎热区夏炎热区夏热区、夏凉区夏热区、夏凉区夏热区、夏凉区夏热区、夏凉区(1-1/1-2/1-3/1-4)(1-1/1-2/1-3/1-4)(2-1/2-2/2-3/2-3/3-2)(2-1/2-2/2-3/2-3/3-2)交通类型交通类型交通类型交通类型中轻交通中轻交通中轻交通中轻交通 重载交通重载交通重载交通重载交通 中轻交通中轻交通中轻交通中轻交通 重载交通重载交通重载交通重载交通稳定度稳定度稳定度稳定度(kN), (kN), 8 88 87.57.58 85 53 3流值流值流值流值(mm)(mm)24241.541.5424

28、.524.5242424.524.52525空隙率空隙率空隙率空隙率(%)(%)90mm90mm以上以上以上以上35354646242435353636242490mm90mm以下以下以下以下36363636242436363636相应于以下公称最大粒径的相应于以下公称最大粒径的相应于以下公称最大粒径的相应于以下公称最大粒径的VFAVFA和最小和最小和最小和最小VMAVMA的技术要求()的技术要求()的技术要求()的技术要求()26.526.51919161613.213.29.59.54.754.75沥青饱和度(沥青饱和度(沥青饱和度(沥青饱和度(%)55705570657565756575

29、65756575657565756575 70857085矿料间隙率()矿料间隙率()矿料间隙率()矿料间隙率()与设计空隙率有关与设计空隙率有关与设计空隙率有关与设计空隙率有关我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求沥青混合料车辙试验动稳定度技术要求(JTG F402004)气候条件与技术气候条件与技术气候条件与技术气候条件与技术指标指标指标指标相应下列气候分区所要求的动稳定度相应下列气候分区所要求的动稳定度相应下列气候分区所要求的动稳定度相应下列气候分区所要求的动稳定度DSDS(次(次(次(次/mm/mm) 气候分区及七月气候分区及七

30、月气候分区及七月气候分区及七月平均最高温度平均最高温度平均最高温度平均最高温度()()1. 1.夏炎热区夏炎热区夏炎热区夏炎热区( (30) 30) 2. 2.夏热区夏热区夏热区夏热区( 2030) ( 2030) 3. 3.夏凉区夏凉区夏凉区夏凉区( ( 20)20)1-11-11-21-21-31-31-41-42-12-12-22-22-32-32-42-43-23-2普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料80080010001000600600800800600600改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料24002400280028002000200

31、02400240018001800SMASMA混合料混合料混合料混合料普通沥青普通沥青普通沥青普通沥青15001500改性沥青改性沥青改性沥青改性沥青30003000OGFCOGFC混合料混合料混合料混合料1500(1500(一般交通路段)、一般交通路段)、一般交通路段)、一般交通路段)、3000(3000(中交通量路段)中交通量路段)中交通量路段)中交通量路段)我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料水稳定性检验技术要求沥青混合料水稳定性检验技术要求(JTG F402004)气候条件与技术指标气候条件与技术指标气候条件与技术指标气候条件与技术指标相应下列气候分

32、区的技术要求相应下列气候分区的技术要求相应下列气候分区的技术要求相应下列气候分区的技术要求(%)(%)气候分区及气候分区及气候分区及气候分区及年降雨量年降雨量年降雨量年降雨量(mm)(mm)1. 1.潮湿区潮湿区潮湿区潮湿区2. 2.湿润区湿润区湿润区湿润区3. 3.半干区半干区半干区半干区4. 4.干旱区干旱区干旱区干旱区1000100050010005001000250500250500 250250浸水马歇尔残留稳定度浸水马歇尔残留稳定度浸水马歇尔残留稳定度浸水马歇尔残留稳定度(%)(%),不小于,不小于,不小于,不小于普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料808075

33、75改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料85858080SMASMA混合料混合料混合料混合料普通沥青普通沥青普通沥青普通沥青7575改性沥青改性沥青改性沥青改性沥青8080冻融劈裂试验的残留强度比冻融劈裂试验的残留强度比冻融劈裂试验的残留强度比冻融劈裂试验的残留强度比(%)(%),不小于,不小于,不小于,不小于普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料75757070改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料80807575SMASMA混合料混合料混合料混合料普通沥青普通沥青普通沥青普通沥青7575改性沥青改性沥青改性沥青改性沥青8080我国沥青

34、混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料低温弯曲试验破坏应变沥青混合料低温弯曲试验破坏应变( )技术要求技术要求(JTG F402004)气候条件与技术气候条件与技术气候条件与技术气候条件与技术指标指标指标指标相应下列气候分区所要求的破坏应变(相应下列气候分区所要求的破坏应变(相应下列气候分区所要求的破坏应变(相应下列气候分区所要求的破坏应变( ) 气候分区及年最气候分区及年最气候分区及年最气候分区及年最低气温低气温低气温低气温()()1. 1.冬严寒区冬严寒区冬严寒区冬严寒区( ( -37.0) -37.0) 2. 2.冬寒区冬寒区冬寒区冬寒区(-21.5(-21.5

35、37.0) 37.0) 3. 3.冬冷区冬冷区冬冷区冬冷区(-9.021.5)(-9.021.5)4. 4.冬温区冬温区冬温区冬温区( (-9.0)-9.0)1-11-12-12-11-21-22-22-23-23-21-31-32-32-31-41-42-42-4普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料普通沥青混合料260026002300230020002000改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料改性沥青混合料300030002800280025002500我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准小梁弯曲试验:试验温度小梁弯曲试验:试验温度-10 加载速率加载

36、速率50mm/min 沥青混合料试件渗水系数(沥青混合料试件渗水系数(ml/min)技术要求技术要求(JTG F402004)级配类型级配类型级配类型级配类型渗水系数要求(渗水系数要求(渗水系数要求(渗水系数要求(ml/minml/min) 密级配沥青混合料,不大于密级配沥青混合料,不大于密级配沥青混合料,不大于密级配沥青混合料,不大于120120SMASMA混合料,不大于混合料,不大于混合料,不大于混合料,不大于8080OGFCOGFC,不小于,不小于,不小于,不小于实测实测实测实测我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 技术标准技术标准沥青混合料组成设计内容沥青混合料组成设计内容v

37、组成材料的选择组成材料的选择v 配合比设计配合比设计v 性能检验性能检验原材料原材料沥青沥青集料集料填料填料其它:抗剥落剂、石灰、纤维其它:抗剥落剂、石灰、纤维组成材料的组成材料的的选择的选择我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 组成材料的技术要求组成材料的技术要求我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 组成材料的技术要求组成材料的技术要求沥青的选择依据:沥青的选择依据:w气候条件气候条件: 温度温度w交通性质交通性质: 渠化交通、重交通、车速渠化交通、重交通、车速w结构层位结构层位沥青路用性能沥青路用性能气候分区气候分区集料:集料:粗集料与细集料粗集料与细集料 v 粗集料粗集料

38、碎石、破碎砾石和矿渣骨架、嵌挤碎石、破碎砾石和矿渣骨架、嵌挤v 细集料细集料天然砂、人工砂或石屑填充天然砂、人工砂或石屑填充 表面特征:多棱角、粗糙表面特征:多棱角、粗糙 洁净、干燥、无风化、不含杂质洁净、干燥、无风化、不含杂质 级配:级配类型级配:级配类型 最大粒径最大粒径我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 组成材料的技术要求组成材料的技术要求集料应具备的技术性质集料应具备的技术性质 粗集料粗集料强强度度压压碎碎值值冲冲击值、击值、磨耗率磨耗率坚固性坚固性针片状含量针片状含量吸水率吸水率磨光值磨光值与沥青的与沥青的粘附性粘附性细集料细集料w坚固性坚固性w砂当量砂当量w棱角性棱角性我

39、国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 组成材料的技术要求组成材料的技术要求粗集料粗集料宜宜采采用用石石灰灰岩岩进进行行加加工工,大大型型反反击击式式破破碎碎机机加加工工成成具具有有良良好好的的颗颗粒粒形形状状应应满满足足技技术术指指标标的的要要求;求;项目压碎值(%)洛杉矶磨耗损失(%)视密度(T/m3)吸水率(%)与沥青粘附性(级)坚固性(%)改性沥青普通沥青指标24302.52.0548项目细长扁平颗粒含量(%)0.075颗粒含量(%)软石含量(%)指标121.05中下面层粗集料规格中下面层粗集料规格筛孔尺寸(mm)通过下列筛孔(mm)的质量百分率(%)37.531.526.519.

40、016.013.29.54.752.364.759.510090100015059.513.2100901000150513.2161009010001505161910085100015051926.5100851000150526.531.51008510001505细集料细集料使使用用石石灰灰岩岩机机制制砂砂,采采用用专专用用制制砂砂机机制制造造,机制砂分为三档,有利于级配设计。机制砂分为三档,有利于级配设计。应注意应注意0.075mm0.075mm筛孔的通过量。筛孔的通过量。在在拌拌和和站站采采取取措措施施防防止止细细集集料料受受雨雨淋淋或或受受潮,冷料仓开启困难,细集料量数量不准。潮

41、,冷料仓开启困难,细集料量数量不准。细集料干燥、加棚十分必要。细集料干燥、加棚十分必要。机制砂规格机制砂规格筛孔孔尺寸尺寸(mm)通通过下列下列筛孔(方孔孔(方孔筛,mm)的)的质量百分率(量百分率(%)9.54.752.361.180.60.30.150.0752.364.7510090100010051.182.36100851000150501.181008010050802050530010矿粉矿粉石灰岩经磨细得到的矿粉石灰岩经磨细得到的矿粉 品质要求:干燥、洁净,细度品质要求:干燥、洁净,细度 用量用量粉胶比粉胶比我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 组成材料的技术要求组成材

42、料的技术要求填料填料在在中中下下面面层层沥沥青青混混合合料料中中掺掺加加42.542.5级级普普通通硅硅酸酸盐盐水水泥泥代代替替部部分分矿矿粉粉,水水泥泥用用量量为为矿矿料料总总量的量的2%2%。面层用填料必须采用由石灰石磨细的矿粉。面层用填料必须采用由石灰石磨细的矿粉。矿粉必须保持干燥,能从石粉仓中自由流出。矿粉必须保持干燥,能从石粉仓中自由流出。沥沥青青混混凝凝土土拌拌和和站站除除尘尘装装置置回回收收的的粉粉尘尘不不得得作为填料使用。作为填料使用。其它材料其它材料 抗剥落剂抗剥落剂 石灰、水泥石灰、水泥 纤维纤维我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 组成材料的技术要求组成材料的技术

43、要求目的:目的:选配具有足够密实度、并有较高内摩阻力的矿质混合料选配具有足够密实度、并有较高内摩阻力的矿质混合料设计步骤:设计步骤: 1) 确定沥青混合料类型确定沥青混合料类型 依据:道路等级、路面类型、所处的结构层位依据:道路等级、路面类型、所处的结构层位 2) 确定矿质混合料的级配范围确定矿质混合料的级配范围插图插图 3) 矿质混合料配合比设计矿质混合料配合比设计合成级配合成级配插图插图 合成级配曲线尽量接近设计级配中限合成级配曲线尽量接近设计级配中限 (关键筛孔(关键筛孔0.075mm、2.36mm、4.75mm) 交通量大、轴载重的道路:合成级配接近范围下限交通量大、轴载重的道路:合成

44、级配接近范围下限 中小交通量或人行道路:合成级配接近范围上限中小交通量或人行道路:合成级配接近范围上限我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 矿质混合料组成矿质混合料组成设计设计图解法图解法我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 矿质混合料组成矿质混合料组成设计设计步骤步骤马歇尔试验法马歇尔试验法1) 制备试样制备试样插图插图2) 测定与计算试件的体积结构参数测定与计算试件的体积结构参数毛体积密度毛体积密度空隙率空隙率VV矿料间隙率矿料间隙率 VMA沥青饱和度沥青饱和度VFA3) 测定试件的力学指标测定试件的力学指标马歇尔稳定度马歇尔稳定度流值流值4)马歇尔试验结果分析马歇尔试验结

45、果分析插图插图我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 确定最佳确定最佳沥青用量沥青用量 计算各档集料用量计算各档集料用量根据按矿质混合料配合比根据按矿质混合料配合比 估计适宜沥青用量(或油石比)估计适宜沥青用量(或油石比) 成成型型数数组组马马歇歇尔尔试试件件以以估估计计沥沥青青用用量量为为中中值值,按按0.3%0.5%间隔变化间隔变化我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 确定最佳确定最佳沥青用量沥青用量1) 制备试样制备试样4) 马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析 绘制沥青用量与物理力学指标关系图绘制沥青用量与物理力学指标关系图关系图关系图 沥青用量毛体积密度、空隙率、饱和度

46、、矿料空隙率沥青用量毛体积密度、空隙率、饱和度、矿料空隙率 稳定度、流值稳定度、流值 确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值OAC1插图插图1 OAC1 =(a1+a2+a3 +a4)/ /4 确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2插图插图3 OAC2=(OACmin+OACmax)/ /2 确定沥青最佳用量确定沥青最佳用量OAC我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 确定最佳确定最佳沥青用量沥青用量 沥青用量与马歇尔试件物理沥青用量与马歇尔试件物理力学指标关系图力学指标关系图 确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值OAC1 =(a1+a2+a3 +a4)/ /

47、4从图中取相应于:从图中取相应于:稳定度最大值稳定度最大值沥青用量沥青用量a1密度最大值密度最大值沥青用量沥青用量a2目标空隙率(或中值)目标空隙率(或中值)沥青用量沥青用量a3沥青饱和度范围的中值沥青饱和度范围的中值沥青用量沥青用量a4 确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2 首先确定各指标均符合技术标准(不含首先确定各指标均符合技术标准(不含VMA)的沥青)的沥青用量范围:用量范围:OACminOACmax 确定沥青最佳用量初始值确定沥青最佳用量初始值OAC2 =(OACmin+ +OACmax)/ /2 OACOACmaxmaxOACOACminmin 根据根据根据根据OA

48、COAC1 1和和和和OACOAC2 2综合确定沥青最佳用量综合确定沥青最佳用量综合确定沥青最佳用量综合确定沥青最佳用量OACOAC通常情况下:通常情况下:通常情况下:通常情况下:OACOAC(OACOAC1 1OACOAC2 2)/ 2/ 2 检验在检验在检验在检验在OACOAC下,下,下,下,VMAVMA和和和和VVVV是否符合技术要求是否符合技术要求是否符合技术要求是否符合技术要求 OACOAC宜位于宜位于宜位于宜位于VMAVMA凹形曲线最小值凹形曲线最小值凹形曲线最小值凹形曲线最小值贫油贫油贫油贫油一侧一侧一侧一侧 对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通对于炎热地区公路、高速公

49、路、一级公路的重载交通对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通对于炎热地区公路、高速公路、一级公路的重载交通路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路,路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路,路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路,路段、山区公路的长大坡度路段、城市快速路、主干路, 设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量 OACOAC(0.10.10.50.5) % 空隙率必须符合设计要求范围空隙率必须符合设计要求范围空隙率必须符合设计要求范围空隙率必须符合设计要求范围 对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路对

50、于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路对于寒区道路、旅游公路、交通量很少的公路 设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量设计沥青用量OACOAC(0.10.10.30.3) % 设计沥青用量调整设计沥青用量调整设计沥青用量调整设计沥青用量调整5)5)配合比设计检验配合比设计检验v 高温稳定性检验:抗车辙能力检验高温稳定性检验:抗车辙能力检验v 水稳定性检验水稳定性检验v 低温抗裂性能检验低温抗裂性能检验v 渗水系数检验渗水系数检验我国沥青混合料设计方法我国沥青混合料设计方法 性能检测性能检测层间的要求层间的要求沥青路面的设计是在层间完全连续的条件下进行沥青路面的设计是在层间完全连续的条件下进行的;

51、的;中面层施工前,绝对保证下面层顶面干净,没有中面层施工前,绝对保证下面层顶面干净,没有污染;污染;严禁中央分隔带的填土散落到下面层或摊铺完成严禁中央分隔带的填土散落到下面层或摊铺完成的中面层表面;的中面层表面;采用改性乳化沥青在下面层顶面洒布粘层。采用改性乳化沥青在下面层顶面洒布粘层。拉应力曲线拉应力曲线剪应力曲线剪应力曲线结构剪应变横断面图沥青混合料剪切流变性建议建议合理的结构组合减少层间结合;设置粘层;做好透层和下封层(稀浆封层、单层表处)。中下面层的级配范围中下面层的级配范围筛孔孔(方孔方孔筛,mm)通通过质量百分率(量百分率(%)中面中面层LAC20型型面面层LAC25型型37.51

52、0031.510026.59510019.095100879316.08793627613.2627553679.5526543564.75334530422.36223420321.18142414240.6101810180.37137130.155105100.07535.535.5中下面层沥青混合料的指标要求中下面层沥青混合料的指标要求指指标层位位击实次数次数( (次次)油石比油石比(%)稳定度定度(kN)流流值(0.1mm)空隙率空隙率(%)(%)沥青青饱和度和度(%)(%)LACLAC20型型两面各两面各754.89.02020503 35656575LACLAC25型型两面各两面

53、各754.558.02020403 35656575指指标层位位残留残留稳定度定度(%)动稳定度定度( (次次/mm)冻融劈裂融劈裂残留残留强强度度(%)渗水系数渗水系数(ml/min)弯曲弯曲试验破坏破坏应变-10,50mm/min()LACLAC20型型853000801202800LACLAC25型型801500751202300配合比设计的建议配合比设计的建议可可以以适适当当减减少少4.75mm4.75mm以以下下细细集集料料的的用用量量,有有利利于于解决路面压实时的推拥现象;解决路面压实时的推拥现象;马马歇歇尔尔试试验验时时,击击实实的的温温度度一一定定要要保保证证,否否则则会会造造

54、成成路路面面实实际际空空隙隙率率偏偏低低,容容易易导导致致路路面面产产生生车车辙;辙;保保证证混混合合料料的的VMAVMA值值,这这样样在在一一定定的的油油石石比比条条件件下下仍然可以保证混合料空隙率;仍然可以保证混合料空隙率;在在不不使使用用天天然然砂砂的的条条件件下下,级级配配曲曲线线通通过过限限制制区区一般不会产生问题;一般不会产生问题;配合比设计的建议配合比设计的建议保证级配的稳定性保证级配的稳定性料源要固定,不能随意变更;料源要固定,不能随意变更;随时检查冷料仓的进料速度,尤其是细集料部分;随时检查冷料仓的进料速度,尤其是细集料部分;反复调整冷料的进料速度,尽量避免溢料;反复调整冷料

55、的进料速度,尽量避免溢料;拌拌和和站站要要自自动动控控制制,不不可可手手动动调调整整,尤尤其其在在有有溢溢料料的的时候;时候;逐锅在线监测时各筛孔级配允许的波动范围:逐锅在线监测时各筛孔级配允许的波动范围:4.75mm4.75mm筛:筛:5%5%;0.15mm0.15mm2.36mm2.36mm筛:筛:3%3%0.075mm0.075mm筛:筛:2%2%油石比:油石比:0.3%0.3%橡胶沥青混合料配合比设计橡胶沥青混合料的室内试验研究国外橡胶沥青混合料一般采用断级配结构,理论分析和工程实践经验都显示了密实型断级配沥青混合料具有较高的力学强度和良好的路用性能。在经历长时间的实践检验后,橡胶沥青

56、在骨架密实型混合料结构中应用效果较好。在进行橡胶沥青混合料组成设计时也采用密实型断级配混合料,并通过室内试验与连续级配混合料进行比较,从而确定适合于我省实际情况的橡胶沥青混合料级配和油石比范围。混合料室内试验采用三鑫公司生产的橡胶沥青,同时与兰派橡胶沥青进行对比:从软化点看,三鑫橡胶沥青的高温性能好于兰派橡胶沥青,而从针入度和低温粘度结果看,三鑫橡胶沥青的低温性能略差,二者的高温粘度相差不大。结果指标检测结果三鑫橡胶沥青蓝派橡胶沥青粘度Pa.s3.73.8软化点()6359.5针入度(0.1mm)6480延度(cm)1321.2弹性恢复()8081室内试验所采用的沥青级配选择在进行橡胶沥青混合

57、料室内试验时,采用AC-20、AC-16、AC-13混合料,分别选取连续级配(悬浮密实结构)和断级配(骨架密实结构)进行对比试验,重点控制4.75mm筛孔的通过量,从而验证橡胶沥青混合料的性能。级配型式配型式通通过下列下列筛孔的百分含量(孔的百分含量(%)26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075ARAC-20连续级配配10096.291.073.455.936.828.817.210.27.66.14.2断断级配配10096.291.072.750.729.923.814.79.57.76.54.9ARAC-20型混合料室内试验所采用的级配表级配型式

58、配型式通通过下列下列筛孔的百分含量(孔的百分含量(%)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075ARAC-16连续级配配10098.091.872.135.123.617.612.39.17.25.4断断级配配10095.679.356.928.718.912.29.47.66.75.0ARAC-16型混合料室内试验所采用的级配表ARAC-13型混合料室内试验所采用的级配表级配型式配型式通通过下列下列筛孔的百分含量(孔的百分含量(%)1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075ARAC-13级配配110095.675.144.928

59、.121.114.010.28.46.3级配配210095.670.339.924.018.312.69.58.06.1级配配310095.567.235.221.416.211.79.27.96.5级配配410095.565.130.519.014.29.77.26.04.6级配配510095.565.130.514.79.96.24.33.42.4级配配610095.564.825.213.99.96.24.33.42.4对于AC-13型混合料,选定六种不同级配,将4.75mm筛孔的通过量定在45、40、35、30和25附近,同时变换0.075mm筛孔的通过量,验证不同混合料的性能。级配4

60、和级配5的主要区别在于0.075mm筛孔的通过量不同,主要比较断级配情况下,0.075mm筛孔通过量对混合料性能的影响。 级配类型最佳油石比()稳定度(KN)流值(0.1mm)空隙率(%)矿料间隙率VMA(%)饱和度(%)毛体积相对密度连续级配4.613.833.94.114.271.22.443断级配6.012.134.24.115.974.22.381ARAC-20型中粒式沥青混合料马歇尔试验结果级配类型最佳油石比()稳定度(KN)流值(0.1mm)空隙率()矿料间隙率VMA()饱和度()毛体积相对密度连续级配4.812.933.44.015.273.72.437断级配6.410.534.

61、64.116.875.62.352ARAC-16型中粒式沥青混合料马歇尔试验结果ARAC-13型沥青混合料马歇尔试验结果级配类型最佳油石比()稳定度(KN)流值(0.1mm)空隙率()矿料间隙率VMA()饱和度()毛体积相对密度级配1三鑫沥青5.412.333.14.015.774.52.428级配2三鑫沥青5.313.131.94.015.774.52.433级配3三鑫沥青5.212.028.04.015.474.12.434级配4三鑫沥青6.411.135.54.117.376.32.403级配5三鑫沥青6.710.630.14.117.877.02.392级配6三鑫沥青6.810.431

62、.94.118.477.72.381级配4兰派沥青6.59.633.03.917.277.32.402SBS改性沥青级配25.010.736.24.115.373.22.441从混合料的马歇尔试验结果可以看出:随着混合料最大公称粒径的减小,沥青混合料的最佳油石比呈现增长的趋势,采用连续级配的橡胶沥青混合料的最佳油石比低于断级配混合料,稳定度较高,饱和度较低,而矿料间隙率VMA的数值较小。断级配橡胶沥青混合料的最佳油石比高于SBS改性沥青混合料,而矿料间隙率VMA数值也较大;兰派公司生产的橡胶沥青与三鑫公司的橡胶沥青混合料的技术指标相差不多。由于马歇尔稳定度指标与路面实际受力不符,因此其数值的高

63、低并不能完全反应实际路用性能,因此马歇尔试验只作为混合料体积设计的评价指标,橡胶沥青混合料的路用性能还需要其它指标加以验证。ARAC-13型沥青混凝土水稳定性试验结果级配类型ARAC-13型最佳油石比()残留稳定度(%)冻融劈裂残留强度(%)级配1三鑫沥青5.492.585.8级配2三鑫沥青5.389.787.2级配3三鑫沥青5.291.988.6级配4三鑫沥青6.490.887.6级配5三鑫沥青6.790.386.4级配6三鑫沥青6.890.285.3级配4兰派沥青6.592.486.7SBS改性沥青级配25.090.688.9从从试试验验结结果果可可以以看看出出,无无论论是是连连续续级级配

64、配还还是是断断级级配配,由由于于混混合合料料室室内内试试验验的的设设计计空空隙隙率率采采用用4,空空隙隙率率较较小小,因因此此混混合合料料的的水水稳稳定定性性较较好好,马马歇歇尔尔残残留留稳稳定定度度和和冻冻融融劈劈裂裂残残留留强强度度指指标标均均满满足足规规范范的的要要求求,兰兰派派公公司司橡橡胶胶沥沥青青与与三三鑫鑫公公司司沥沥青青相相差差不不大大,并并且且与与SBS改改性性沥沥青青相相当。当。ARAC-20型中粒式沥青混凝土高低温性能试验结果级配类型最佳油石比()车辙试验动稳定度(次/mm)低温小梁弯曲试验弯曲强度(MPa)弯曲破坏应变()弯曲劲度模量(MPa)连续级配三鑫沥青4.641

65、1610.1018525453断级配三鑫沥青6.0381510.5031233362SBS改性沥青连续级配4.137509.830873174ARAC-16型中粒式沥青混凝土高低温性能试验结果级配类型最佳油石比()车辙试验动稳定度(次/mm)低温小梁弯曲试验弯曲强度(MPa)弯曲破坏应变()弯曲劲度模量(MPa)连续级配三鑫沥青4.8367411.9026964414断级配三鑫沥青6.4352011.4034523302SBS改性沥青连续级配4.3343510.7131573392ARAC-13型沥青混凝土高低温性能试验结果级配类型最佳油石比()车辙试验动稳定度(次/mm)低温小梁弯曲试验弯曲

66、强度(MPa)弯曲破坏应变()弯曲劲度模量(MPa)级配1三鑫沥青5.4419211.2427854036级配2三鑫沥青5.3380111.0125834262级配3三鑫沥青5.2354810.8624724393级配4三鑫沥青6.4362411.6533123517级配5三鑫沥青6.7232411.3433563379级配6三鑫沥青6.8192811.4333983364级配4兰派沥青6.5345011.2833753342SBS改性沥青级配25.0356411.1032133455ARAC-13型混合料高低温性能对比图从混合料高低温试验结果可以看出,各种粒径混合料的高温稳定性均较好,车辙试

67、验动稳定度指标总体相差不大,连续级配和断级配混合料基本处于同一水平,同时也与SBS改性沥青混合料相当。但是断级配混合料的低温抗裂性能与连续级配混合料有明显区别,断级配混合料的弯曲破坏应变大大高于连续级配混合料,同时也略高于SBS改性沥青混合料,而ARAC-13级配5和级配6由于矿粉用量较少,油石比较高,因而自由沥青含量较大,导致其高温性能下降较为明显。同等条件下,兰派橡胶沥青与三鑫橡胶沥青混合料高低温指标相差不大。综上所述,兼顾考虑混合料的高低温性能,橡胶沥青混合料应采用断级配结构,现阶段建议橡胶沥青混合料的矿粉用量在4以上,油石比范围6.0%7.0%。沥青混合料疲劳试验结果级配最佳油石比()

68、回归方程回归系数SBS改性沥青AC-13连续级配5.0y=-0.3107x+1.4947R2=0.9757橡胶沥青AC-13连续级配5.2y=-0.3916x+1.6650R2=0.9151普通沥青ARAC-13连续级配4.9y=-0.3207x+1.4522R2=0.9288橡胶沥青ARAC-13断级配6.4y=-0.5398x+2.3091R2=0.9594采用沥青混合料马歇尔试件的劈裂疲劳试验进行评价,通过应力水平(劈裂应力/劈裂强度)与疲劳破坏次数的对数(LgN,N-疲劳破坏时加荷次数)关系,以应力水平为纵坐标,以疲劳破坏次数对数为横坐标,建立回归方程。 从上述沥青混合料的疲劳试验结果

69、可以看出,AC-13混合料当采用连续级配时,SBS改性沥青混合料的疲劳性能好于普通沥青混合料,也优于橡胶沥青混合料;当采用断级配时,由于油石比增大,矿料表面油膜厚度较大,其抗疲劳性能大幅度提高。因此,从混合料抗疲劳的角度来说,当采用橡胶沥青作为胶结料时,混合料应采用断级配结构。橡胶沥青混合料的路用性能指标橡胶沥青混合料技术指标表根据上述橡胶沥青沥青混合料的室内试验结果,在现行部颁规范的基础上,对橡胶沥青混合料的一些技术指标进行了调整,以便在实际施工过程中加强对沥青混合料目标配合比和生产配合比的控制。指标混合料类型击实次数(次)稳定度(kN)流值()空隙率(%)沥青饱和度(%)橡胶沥青混合料两面

70、各759.02050357085指标混合料类型浸水马歇尔试验(48h)残留稳定度(%)动稳定度(次/mm)冻融劈裂残留强度(%)弯曲试验破坏应变-10,50mm/min()橡胶沥青混合料853000802800橡胶沥青混合料矿料间隙率要求表集料最大公称粒径(mm)191613.2VMA(%),不小于15.016.017.0本部分小结当橡胶沥青作为胶结料时,混合料应采用密实-骨架结构,级配应采用断级配,可以兼顾提高混合料的高低温性能,混合料抗疲劳性能也大幅度提高。其高温性能与SBS改性沥青相当,低温性能和抗疲劳性能优于SBS改性沥青。从混合料试验结果看,兰派橡胶沥青和三鑫橡胶沥青差别不大。混合料配合比设计时,应提供足够的矿料间隙率以容纳橡胶沥青胶结料。谢谢 谢!谢!

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