vA第五讲沥青混合料性能及配合比设计.ppt

vA第五讲沥青混合料性能及配合比设计 Still waters run deep.流静水深流静水深,人静心深人静心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望前言前言u施工温度：冷拌（乳化沥青，液体沥青或其它施工温度：冷拌（乳化沥青，液体沥青或其它产品）产品）1 1沥青混合料：沥青混合料：沥青集料、矿粉组成沥青集料、矿粉组成 适用：低等级或高等级公路维修适用：低等级或高等级公路维修 国外：国外：UPMUPM公司公司冷补冷补 热拌：（普通热拌：（普通 、改性）改性）u拌合方式：厂拌拌合方式：厂拌 热沥青（价高）间竭公式，热沥青（价高）间竭公式，连续式搅拌设备连续式搅拌设备路拌路拌 冷沥青冷沥青2沥青混凝土沥青混凝土 u级配严格级配严格 u必须掺加矿粉必须掺加矿粉 SMA OGFC（大空隙）（大空隙）悬浮密实悬浮密实 Superpare：控制点、禁区（限制砂含量）：控制点、禁区（限制砂含量）www TRB.org美国联邦公路局美国联邦公路局 Bailey法（美、目地是替代法（美、目地是替代Superpare）3沥青碎石：沥青碎石：AMu矿粉很少矿粉很少 u级配不严格级配不严格u硬化效应硬化效应 u施工合易性施工合易性沥青稳定碎石；沥青稳定碎石；ATB（柔性基层）（柔性基层）高等级路面高等级路面沥青碎石作面层结构层沥青碎石作面层结构层优点：价格低：优点：价格低：矿粉少矿粉少沥青少沥青少 控制反射裂缝控制反射裂缝 AC+RCC（碾压混凝土）（碾压混凝土）AC+CC橡胶化水泥砼橡胶化水泥砼032-94 沥青混凝土沥青混凝土AC16（公称最大粒径）：（公称最大粒径）：（AK-16A AK-16B）I：V-3-6%，II：V-4-10%。现场孔乳率不能大于现场孔乳率不能大于8%，否则水损坏，否则水损坏 但但I型型Rut，4密级配密级配 AC ATBu间断级配间断级配 SMAu开级配开级配 OGFCVV大于大于18%ATPB-B 排水式沥青稳定沥青排水式沥青稳定沥青u半开级配半开级配 AM-20 6-12%注：注：VFAVFA（饱和度）旧规范（饱和度）旧规范 75-85%75-85%泛油泛油 新规范新规范 65-75%65-75%抗滑层抗滑层(AK)(AK)（新规范已取消新规范已取消）正反正反5050次次5.沥青混合料种类汇总沥青混合料种类汇总沥青混合料种类 表1 混合料类型密级配开 级 配半开级配公称最大粒径（mm）最大粒径（mm）连续级配间断级配间断级配沥青碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青玛蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青碎石基层特粗式-ATB-40-ATPB-40-37.553.0粗粒式-ATB-30-ATPB-30-31.537.5AC-25ATB-25-ATPB-25-26.531.5中粒式AC-20-SMA-20-AM-2019.026.5AC-16-SMA-16OGFC-16-AM-1616.019.0细粒式AC-13-SMA-13OGFC-13-AM-1313.216.0AC-10-SMA-10OGFC-10-AM-109.513.2砂粒式AC-5-AM-54.759.5设计空隙率（%）3536341818612-注：设计空隙率可按配合比设计要求适当调整。第一节第一节 沥青混合料路用性能沥青混合料路用性能抗水害抗水害 耐久性（荷载、环境）耐久性（荷载、环境）抗低温开裂抗低温开裂 抗车辙抗车辙 沥青混合料路用性能：u中国规范：整体性材料要验算层底拉应力中国规范：整体性材料要验算层底拉应力u国外设计：控制车辙（用土基压应弯，沥青国外设计：控制车辙（用土基压应弯，沥青面层整体弯拉应变）面层整体弯拉应变）u材料特性：抗水害，抗车辙，低温材料特性：抗水害，抗车辙，低温u功能性能：平整度，渗水性，抗滑功能性能：平整度，渗水性，抗滑一、水损害（一、水损害（Water damage/water Susceptibicity）早期病害早期病害 3 3年年 典范：典范：京津京津塘塘（一）水损害原因（一）水损害原因u设计设计 结构设计：半刚性基层结构设计：半刚性基层 砼基层砼基层 层间接触层间接触u材料问题材料问题 酸性石料、抗剥落剂（聚酰胺）酸性石料、抗剥落剂（聚酰胺）级配，马歇尔标准问题，耐久性如何？级配，马歇尔标准问题，耐久性如何？空隙率：空隙率：8%8%动水压力小动水压力小 8%-15%8%-15%水损害发生水损害发生 15%15%空隙大，动水压力更小空隙大，动水压力更小u施工问题施工问题 为保平整度忽略压实度为保平整度忽略压实度离析：压实度小均为了离析：压实度小均为了PQIPQI（在未来时间内将是很重要的问题）（在未来时间内将是很重要的问题）级配离析级配离析 温度离析温度离析 工艺离析工艺离析 贝雷法（贝雷法（A=0.4A=0.40.8 0.8 紧排骨架）紧排骨架）PQI PQI 沥青路面质量沥青路面质量 u超载（二）水损害评价方法（二）水损害评价方法u沥青与集料的粘附性（仅作参考）沥青与集料的粘附性（仅作参考）水煮法水煮法 5 5级级 4 4级级 3 3级级 3 3级级 2 2级级 1 1级级 缺点：缺点：主观评价主观评价 实验条件不规范实验条件不规范 单一粒径单一粒径水浸法水浸法某一档料某一档料 80 80 评价方法评价方法主观主观光电比色法：具体值，但剥落率计算方法？光电比色法：具体值，但剥落率计算方法？u混合料水损害混合料水损害 残留稳定度（只对酸性石料敏感）残留稳定度（只对酸性石料敏感）lottamanlottaman法法 2 2组试件组试件2525饱和度饱和度70%70%臂裂强度臂裂强度 -18-18冻冻16h16h后在后在6060水中泡水中泡24h24h再再 在在2525水中水中TSRTSR国内冻融劈裂：大国内冻融劈裂：大Marshall 75Marshall 75次次 小小Marshall 50Marshall 50次次汉堡浸水车辙试验（汉堡浸水车辙试验（22cm22cm钢轮）钢轮）日本浸水车辙试验（冻稳定度日本浸水车辙试验（冻稳定度DSDS）硬橡胶板）硬橡胶板 APAAPA（Asphalt Parement AnalogerAsphalt Parement Analoger）：）：水稳定水稳定 疲劳疲劳 车辙车辙（三）预防措施（三）预防措施u材料上材料上集料出问题占集料出问题占80%80%以上，若单纯考虑水损害应：以上，若单纯考虑水损害应：a.a.碱性石料酸性石料碱性石料酸性石料 b.b.清洁程度清洁程度 c.c.吸水率吸水率 建议使用小于建议使用小于0.5%0.5%的质量，不要淋雨的质量，不要淋雨沥青，酸值（酸值越少，粘附性越大）沥青，酸值（酸值越少，粘附性越大）u混合料特性混合料特性 在在8%-15%8%-15%时水稳定性最差时水稳定性最差 u细集料用量细集料用量 表面层（抗滑层）（酸性石料表面层（抗滑层）（酸性石料+碱性石料）碱性石料）砂子影响大（砂子影响大（12-15%12-15%）（四）增强措施（四）增强措施u加抗剥落剂加抗剥落剂 世界有各世界有各 ：瑞典贝洛胺：瑞典贝洛胺 莫顿莫顿国内国内PAI PAI，ASTAST胺盐类（粉末状固体）胺盐类（粉末状固体）（吉林石化（吉林石化 重庆交科院）重庆交科院）u掺消石灰掺消石灰 石灰水浸泡法石灰水浸泡法 喷石灰浆喷石灰浆 干粉（干粉（2%2%混合料）效果非常明显混合料）效果非常明显（可考虑生产矿粉时同时加石灰粉）（可考虑生产矿粉时同时加石灰粉）（www.lime.crgwww.lime.crg）u沥青路面结构上沥青路面结构上 a.a.作好粘层作好粘层 b.b.作好上下封层作好上下封层 u施工施工 压实度控制：生产配合比阶段实验室密度压实度控制：生产配合比阶段实验室密度 以生产配合比阶段最大理论密以生产配合比阶段最大理论密度度 以实验段的密度段为标准密度以实验段的密度段为标准密度 （级配越粗，发生水损害概率越大）（级配越粗，发生水损害概率越大）减少离析减少离析二、高温稳定性二、高温稳定性（1 1）病害）病害 u推移，拥包（以前主要在城市道路）推移，拥包（以前主要在城市道路）u车辙车辙 渠化交通渠化交通 高温高温 危害：行车安全危害：行车安全u泛油：泛油：AC AC：由于沥青用量使用不当，离析：由于沥青用量使用不当，离析油丁油丁细料集料细料集料 SMA SMA沥青胶浆大（应加纤维）沥青胶浆大（应加纤维）（2 2）车辙的分类）车辙的分类车辙车辙失稳型失稳型 结构型结构型 磨耗型磨耗型 沥青混合料抗剪抗沥青混合料抗剪抗压能力不足：压能力不足：1.1.解决材料解决材料2.2.结构设计结构设计 沥青路面占沥青路面占90%90%主主要是在柔性基层上要是在柔性基层上 在冬季严寒地区在冬季严寒地区防滑链防滑链 （3 3）车辙的发展过程）车辙的发展过程u内部结构失稳（侧向流动）光滑：内部结构失稳（侧向流动）光滑：沥青含量多沥青含量多 摩擦力摩擦力u压密阶段（剩余孔隙率不小于压密阶段（剩余孔隙率不小于3%3%）骨架密实结构骨架密实结构 为了解决车辙为了解决车辙骨架太强易导致离析骨架太强易导致离析贝雷法中贝雷法中CACA侧向隆起侧向隆起（4 4）车辙影响因素）车辙影响因素u外部：外部：沥青：标号沥青：标号 抗车辙能力抗车辙能力 使用改性沥青（最有效）使用改性沥青（最有效）用量高车辙用量高车辙矿料：越是立方体越好矿料：越是立方体越好 FAAFAA大部分认为应通过级配来解决，其前提是大部分认为应通过级配来解决，其前提是 同一沥青标号下，越形成骨架越好同一沥青标号下，越形成骨架越好F/AF/A，对对RutRut影响较小影响较小混合料：混合料：粗集料粗集料4.75mm 30-40%4.75mm 30-40%uRutRutSuperpaveSuperpave：旋转压实而非击实旋转压实而非击实 4%4%后孔隙率后孔隙率 PGPG分级分级空隙率若小于空隙率若小于3%3%导致车辙导致车辙现场现场6-8%6-8%为最佳为最佳GTMGTM法（抗车辙较有效）：沥青含量小（低法（抗车辙较有效）：沥青含量小（低0.3-0.5%0.3-0.5%）空隙率小空隙率小 密度大密度大（5 5）评价抗车辙方法）评价抗车辙方法u车辙实验方法（英国车辙实验方法（英国TRRL 45TRRL 45）国内国内60 60 动稳定度动稳定度DSDS （次（次/mm）uAPTAPT（加速路面试验）（网站免费下载）足尺实验（加速路面试验）（网站免费下载）足尺实验沥青路面车辙预估模型：沥青路面车辙预估模型：shellshell有缺点如有缺点如ABDSABDS一致但深度不同一致但深度不同 6060分钟的变形分钟的变形uMarshellMarshell稳定度（稳定度（6060）但与实际上并不十分相关）但与实际上并不十分相关u蠕变实验（与其模型有关）蠕变实验（与其模型有关）shellshell方法预估车辙方法预估车辙u美国美国APAAPA：用充气橡胶管：用充气橡胶管 试件通用性好试件通用性好三三 沥青路面低温抗裂性沥青路面低温抗裂性 只能减少，不能避免只能减少，不能避免开裂后仅需将缝注满，防止透水即可，但现在（重建轻养）开裂后仅需将缝注满，防止透水即可，但现在（重建轻养）（1 1）类型）类型温差大，骤然降温（南方地区易发生）温差大，骤然降温（南方地区易发生）温度低（北方地区易发生）温度低（北方地区易发生）类型类型 横向收缩横向收缩 ：垂直干行车方向，相对较宽，：垂直干行车方向，相对较宽，有规则每隔有规则每隔20m20m左右，从上到下开裂左右，从上到下开裂 网状龟状网状龟状 ：荷载：荷载冻胀开裂：极端寒冷，裂缝特别宽冻胀开裂：极端寒冷，裂缝特别宽 反射裂缝：从下到上反射裂缝：从下到上 国际上国际上Top-doknTop-dokn开裂，主要是柔性基层开裂，主要是柔性基层剪应力过大剪应力过大（2 2）机理（温缩）机理（温缩）温度温度材极时开裂温度材极时开裂温度当当（3 3）开裂预估方法）开裂预估方法u裂缝指数预板法（裂缝指数预板法（Hass）统计方法统计方法 但国内缺乏数据库，故只能引用某些影响因素的规律但国内缺乏数据库，故只能引用某些影响因素的规律uHills方法方法 u限制劲度模量法限制劲度模量法（温度时间）（温度时间）u应力松驰法应力松驰法修正修正HillsHills方法方法 u能量法能量法 E温度温度E材料材料 E （只是（只是水平相当时才能用）水平相当时才能用）（4 4）低温破坏特性（日本管原照雄）低温破坏特性（日本管原照雄）弯曲试验弯曲试验影响开裂的因素影响开裂的因素u外因外因 温度，低温度，低 开裂开裂 降温速率降温速率 开裂开裂荷载荷载 开裂开裂u内因内因 沥青沥青决定性作用，称号决定性作用，称号抗开裂抗开裂粗集料（必须形成骨架）粗集料（必须形成骨架）30-4030-40良好抗车辙良好抗车辙 例例SMA SMA 沥青矿粉沥青矿粉抗开裂抗开裂 纤维纤维吸油吸油 SBS SBS 改善高温为主改善高温为主 SBR SBR 改善低温为主（生产工艺难度大）改善低温为主（生产工艺难度大）集料：耐磨抗压集料：耐磨抗压 吸水吸水 承力承力空隙率：空隙率：低温开裂时强度惧增低温开裂时强度惧增聚脂纤维聚脂纤维 Beni-FiberBeni-Fiber对高温车辙几乎没作用对高温车辙几乎没作用 其主要作用抗开裂抗疲劳，用于旧路改建其主要作用抗开裂抗疲劳，用于旧路改建沥青用量：抗低温性能越好沥青用量：抗低温性能越好（5 5）评价方法）评价方法 （规范）低温蠕变速率（规范）低温蠕变速率 10%10%的破坏强度，现改为的破坏强度，现改为10%10%的的 弯曲应变（照搬小日本方法）弯曲应变（照搬小日本方法）SHRP SHRP：约速试件，温度应力试验：约速试件，温度应力试验 丁积方方法丁积方方法 应力松实验应力松实验 （国外新）圆试件（模拟抗拉（国外新）圆试件（模拟抗拉MarshellMarshell减件）减件）第二节第二节 沥青混合料配合比设计方法沥青混合料配合比设计方法 一、配合比设计方法调整的重点一、配合比设计方法调整的重点 配合比设计配合比设计 目标配合比设计目标配合比设计 生产配合比设计生产配合比设计 生产配合比验证生产配合比验证 用于调整冷拌合用于调整冷拌合 用于调整热料仓比例用于调整热料仓比例 试验段辅筑试验段辅筑 规范重大区别：规范重大区别：l规范上规定密级配不能用于配合比设计（规范级配）规范上规定密级配不能用于配合比设计（规范级配）l附加了工程设计级配性质附加了工程设计级配性质l对马歇尔技术标准作了较大的调整对马歇尔技术标准作了较大的调整l规范沥青混合料密度测定方法规范沥青混合料密度测定方法l规范沥青混合料理论密度必须实测规范沥青混合料理论密度必须实测l沥青含量变为有效沥青含量沥青含量变为有效沥青含量扣除集料空隙吸收沥青扣除集料空隙吸收沥青l确定确定OACOAC方法作了调整方法作了调整l验算沥青膜厚（验算沥青膜厚（8 810um10um）与）与F/AF/A0.6-1.20.6-1.2lTSRTSR（所有地区）均要验算，低温弯曲应变。（所有地区）均要验算，低温弯曲应变。FHWA n=0.45 Power最大密度浅最大密度浅苏联苏联 k法法 同济（林秀贤）将同济（林秀贤）将k法引变为方法法引变为方法二、沥青混合料配合比设计内容二、沥青混合料配合比设计内容1 1原材料的选择原材料的选择2 2选定级配：选定级配：连续连续 间断间断Fuller n=0.5时密度最大时密度最大连续级配追求的是：密度最大连续级配追求的是：密度最大新规范变革：新规范变革：规范规定的级配（类似规范规定的级配（类似032-94032-94级配表）级配表）对密级配不允许直接使用规范中数据对密级配不允许直接使用规范中数据工程设计级配：地形特点，气候，交通条件，施工水平工程设计级配：地形特点，气候，交通条件，施工水平 在规范规定的范围内细化级配在规范规定的范围内细化级配 在工程级配范围上进行施工检验级配在工程级配范围上进行施工检验级配 对密级配沥青混合料对密级配沥青混合料 C、F:C=Coarse、粗型、粗型 ；F=Fine、细型、细型粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率 表表2-1 2-1 混合料类型粗型密级配细型密级配名称名称AC-2526.54.75AC-25C40AC-25F40AC-20194.75AC-20C45AC-20F45AC-16162.36AC-16C38AC-16F38AC-1313.22.36AC-13C40AC-13F40AC-109.52.36AC-10C45AC-10F45用以分类的用以分类的关键性筛孔关键性筛孔（mm）公称最大公称最大 粒径粒径（mm）关键性筛孔关键性筛孔 通过率通过率 （%）关键性筛孔关键性筛孔 通过率通过率 （%）密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围 表表2-2 2-2 级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075粗粒式AC-2510090100759065835776456524521642123382451741337中粒式AC-201009010078926280507226561644123382451741337AC-16100901007692608034622048133692671851448细粒式AC-13100901006885386824501538102872051548AC-1010090100457530582044133292361648砂粒式AC-5100901005575355520401228718510沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围 表表2-3 2-3 级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式AC-20100901007292628240551830132212201016914813812AC-16100901006585456520321524142212181015914812细粒式AC-1310090100507520341526142412201016915812AC-101009010028602032142612221018916813开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围开级配排水式磨耗层混合料矿料级配范围 表表2-4 2-4 级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式OGFC-161009010070904570123010226184153123826OGFC-13100901006080123010226184153123826细粒式OGFC-1010090100507010226184153123826密级配沥青碎石混合料矿料级配范围密级配沥青碎石混合料矿料级配范围 表表2-5 2-5 级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075特粗式ATB-401009010075926585497143633757305020401532102581851431026ATB-30100901007090537244663960315120401532102581851431026粗粒式ATB-2510090100608048684262325220401532102581851431026半开级配沥青碎石混合料矿料级配范围半开级配沥青碎石混合料矿料级配范围 表表2-6 2-6 级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式AM-201009010060855075406515405222161120100805AM-16100901006085456818406253181140100805细粒式AM-1310090100508020458284202160100806AM-1010090100356510355222160120906开级配沥青碎石混合料矿料级配范围开级配沥青碎石混合料矿料级配范围 表表 2-72-7级配类型通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）5337.531.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075中粒式AM-401007010065905585437532702065125003030303030303AM-30100801007095538536802675146003030303030303细粒式AM-25801006010045903082167003030303030303例：例：AC-13C 粗型密级配粗型密级配AC AC-25C 4.75mm(p)40 AC-25F 4.75mm(p)40 AC-20C 4.75mm(p)45 AC-20F 4.75mm(p)45 AC-16C 2.36mm(p)35 AC-16F 2.36mm(p)35 对对HMA热拌沥青混合料热拌沥青混合料 SMA级配范围（拿中值来配）级配范围（拿中值来配）OGFC（大孔隙沥青砼）（拿中值来配）（大孔隙沥青砼）（拿中值来配）ATB（沥青稳定碎石）（拿中值来配）（沥青稳定碎石）（拿中值来配）AM（沥青碎石）（拿中值来配）（沥青碎石）（拿中值来配）ATPM（排水式沥青碎石）（拿中值来配）（排水式沥青碎石）（拿中值来配）3 3目标配合比设计目标配合比设计 设计标准（仍是设计标准（仍是Marshall法）法）密级配马氏标准（密级配马氏标准（26.5mm）公路分级公路分级 维持原状维持原状 高速公路一级高速公路一级 其它公路其它公路 人行道人行道（附二级公路按一级公路标准）（附二级公路按一级公路标准）密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准 表表3-1 3-1 试验指标试验指标单位单位高速公路、一级公路高速公路、一级公路其他其他等级等级公路公路行人道路行人道路夏炎热区（夏炎热区（1-1、1-2、1-3、1-4区）区）夏热区及夏凉夏热区及夏凉区（区（2-1、2-2、2-3、2-4、3-2区）区）中轻中轻交通交通重载重载交通交通中轻中轻交通交通重载重载交通交通击实次数（双面）击实次数（双面）次次755050试件尺寸试件尺寸mm101.6mm63.5mm空隙空隙率率VV深约深约90mm以以%354624353624深约深约90mm以下以下%36243636稳定度稳定度MS不小于不小于kN853流值流值FLmm241.5424.52424.525矿料间隙率矿料间隙率VMA（%）不小于不小于设计设计空隙率（空隙率（%）相应于以下公称最大粒径（相应于以下公称最大粒径（mm）的最小）的最小VMA及及VFA技术要求（技术要求（%）26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.51516186141515.5161719沥青饱和度沥青饱和度VFA（%）557065757085注：注：1.1.对空隙率大于对空隙率大于5%5%的夏炎热区重载交通路段，施工时应至少提高压实度的夏炎热区重载交通路段，施工时应至少提高压实度1 1个百分点。个百分点。2.2.当设计的空隙率不是整数时，由内插确定要求的当设计的空隙率不是整数时，由内插确定要求的VMAVMA最小值。最小值。3.3.对改性沥青混事料，马歇尔试验的流值可适当放宽。对改性沥青混事料，马歇尔试验的流值可适当放宽。沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比技术标准沥青稳定碎石混合料马歇尔试验配合比技术标准 表表3-2 3-2 试验指标试验指标单位单位密级配基层（密级配基层（ATB）半开级配面层（半开级配面层（AM）排水式开级配磨耗排水式开级配磨耗层（层（OGFC）排水式开配基层排水式开配基层（ATPB）公称最大粒径公称最大粒径mm26.5mm等于或大于等于或大于31.5mm等于或大于等于或大于26.5mm等于或大于等于或大于26.5mm所有尺寸所有尺寸马歇尔试件尺寸马歇尔试件尺寸mm101.6mm63.5mm152.4mm95.3mm101.6mm63.5mm101.6mm63.5mm152.4mm95.3mm击实次数（双面）击实次数（双面）次次75112505075空隙率空隙率VV%36610不小于不小于18不小于不小于18稳定度，不小于稳定度，不小于kN7.5153.53.5流值流值mm1.54实测实测沥青饱和度沥青饱和度VFA%55704070密级配基层密级配基层ATB的矿料间隙率的矿料间隙率VMA，不小于，不小于（%）设计空隙率（设计空隙率（%）ATB-40ATB-30ATB-2541111.51251212.51361313.514注：在干旱地区，可将密级配沥青稳定碎石基层的空隙率适当放宽到注：在干旱地区，可将密级配沥青稳定碎石基层的空隙率适当放宽到8%8%。SMASMA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 表表3-3 3-3 试验项目试验项目单位单位技术要求技术要求试验方法试验方法不使用改性沥青不使用改性沥青使用改性沥青使用改性沥青马歇尔试件尺寸马歇尔试件尺寸mm101.6mm63.5mmT 0702马歇尔试件击实次数马歇尔试件击实次数1两面击实两面击实50次次T 0702空隙率空隙率VV2%34T 0708矿料间隙率矿料间隙率VMA2，不小于，不小于%17.0T 0708粗集料骨架间隙率粗集料骨架间隙率VCA 不大于不大于VCADRCT 0708沥青饱和度沥青饱和度VFA%7585T 0708稳定度稳定度4，不小于，不小于kN5.56.0T 0709流值流值mm25T 0709谢伦堡沥青折漏试验的结合料损失谢伦堡沥青折漏试验的结合料损失%不大于不大于0.2不大于不大于0.1T 0732肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验%不大于不大于20不大于不大于15T 0733注：注：1.1.对集料坚硬不易击碎，通行重载交通的路段，也可将击实次数增加为双面对集料坚硬不易击碎，通行重载交通的路段，也可将击实次数增加为双面7575次。次。2.2.对高温稳定性较高的重交通路段或炎热地区，设计空隙率允许放宽到对高温稳定性较高的重交通路段或炎热地区，设计空隙率允许放宽到4.5%4.5%，VMA VMA允许放宽到允许放宽到16.5%16.5%（SMA-16SMA-16）或）或16%16%（SMA-19SMA-19），），VFAVFA允许放宽到允许放宽到70%70%。3.3.试验粗集料骨架间隙率试验粗集料骨架间隙率VCAVCA的关键性筛性，对的关键性筛性，对SMA-19SMA-19、SMA-16SMA-16是指是指4.75mm4.75mm，对对SMA-13SMA-13、SMA-10SMA-10是指是指2.36mm2.36mm。4.4.稳定度难以达到要求时，容许放宽到稳定度难以达到要求时，容许放宽到5.0kN5.0kN（非改性）或（非改性）或5.5kN5.5kN（改性），（改性），但动稳定度检验必须合格。但动稳定度检验必须合格。OGFC混合料技术要求混合料技术要求 表表3-4 试验项目单位技术要求试验方法马歇尔试件尺寸mm101.6mm63.5T 0702马歇尔试件击实次数两面击实50次T 0702空隙率%1825T 0708马歇尔稳定度，不小于kN3.5T 0709析漏损失%0.3T 0732肯特堡飞散损失%20T 0733马歇尔试验结果示马歇尔试验结果示 4生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段 对间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的材料对间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的材料中取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制中取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并室使用。同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，并取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量 0.3%0.3%等三个等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。5生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段 拌和机采用生产配合比进行试拌，铺筑试验段，并用拌和的沥拌和机采用生产配合比进行试拌，铺筑试验段，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验。由此确定生青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验。由此确定生产用的标准配合比。标准配合比应作为生产上控制的依据和质产用的标准配合比。标准配合比应作为生产上控制的依据和质量检验的标准。标准配合比的矿料级配至少应包括量检验的标准。标准配合比的矿料级配至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm三三档筛孔通过率接近要求级配的中值。档筛孔通过率接近要求级配的中值。标准配合比一经设计确定，施工过程中就不得随意改变。当施标准配合比一经设计确定，施工过程中就不得随意改变。当施工现场的原材料发生变化，并经检测，沥青混合料的矿料级配、工现场的原材料发生变化，并经检测，沥青混合料的矿料级配、马歇尔试验的技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使马歇尔试验的技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使沥青混合料质量符合要求并保持相对稳定。当调整效果不佳时，沥青混合料质量符合要求并保持相对稳定。当调整效果不佳时，应重新进行配合比设计。应重新进行配合比设计。高速公路和一级公路施工前应铺筑试验路段。试验段的长度应根据试高速公路和一级公路施工前应铺筑试验路段。试验段的长度应根据试验目的确定，一般为验目的确定，一般为100100200m200m。试验段宜选在直线段上。试验段分试拌和试。试验段宜选在直线段上。试验段分试拌和试铺两个阶段，其试验内容有：铺两个阶段，其试验内容有：1 1）根据沥青路面各种施工机械相匹配的原则，确定合理的施工机械、）根据沥青路面各种施工机械相匹配的原则，确定合理的施工机械、机械数量及组合方式。机械数量及组合方式。2 2）通过试拌确定拌和机的上料速度、拌和数量与时间、拌和温度等操）通过试拌确定拌和机的上料速度、拌和数量与时间、拌和温度等操作工艺。作工艺。3 3）通过试铺确定透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度；摊铺）通过试铺确定透层沥青的标号与用量、喷洒方式、喷洒温度；摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺；压路机的机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平方式等操作工艺；压路机的压实顺序、碾压速度及遍数等压实工艺；以及确定松铺系数，接缝方法等。压实顺序、碾压速度及遍数等压实工艺；以及确定松铺系数，接缝方法等。4 4）用热拌沥青混合料及路上钻取的芯样，进行马歇尔试验和抽提试验，）用热拌沥青混合料及路上钻取的芯样，进行马歇尔试验和抽提试验，验证沥青混合料配合比设计结果，提出生产用的矿料配比和沥青用量。验证沥青混合料配合比设计结果，提出生产用的矿料配比和沥青用量。5 5）建立用钻孔法与核子密度仪测定密度的对比关系。确定）建立用钻孔法与核子密度仪测定密度的对比关系。确定粗粒式沥青混凝土或沥青碎石面层的压实标准密度。粗粒式沥青混凝土或沥青碎石面层的压实标准密度。6 6）确定施工产量及作业段长度，制订施工进度计划。）确定施工产量及作业段长度，制订施工进度计划。7 7）全面检查材料及施工质量。）全面检查材料及施工质量。8 8）确定施工组织及管理体系、人员、通信联络及指挥方式）确定施工组织及管理体系、人员、通信联络及指挥方式MS-2MS-2美国规范美国规范NCAT NCAT 国家沥青研究中心，免费，更新较快国家沥青研究中心，免费，更新较快（查（查 NCAT AsphaltNCAT Asphalt）三、沥青混合料配合比设计步骤三、沥青混合料配合比设计步骤1.确定集料比例确定集料比例u基本技术要求基本技术要求u施工要求施工要求 u性能要求：性能要求：Marshell Marshell 路用性能验证路用性能验证u设计上从经验性设计上从经验性考虑路用性能设计考虑路用性能设计2.确定沥青用量，实现确定沥青用量，实现C、最大最大工程设计级配调整原则工程设计级配调整原则u对于高温重载地区：用密级配粗型（对于高温重载地区：用密级配粗型（C C型）型）u对于低温地区采用密级配旧型（下型）对于低温地区采用密级配旧型（下型）u对于高低温兼配地区采用对于高低温兼配地区采用S S型曲线型曲线u4.75mm，2.36mm，0.075mm 12%Marshell物理参数的计算物理参数的计算规范：空隙率，饱和度规范：空隙率，饱和度 AV体积百分率体积百分率 VMA矿料骨架间隙率矿料骨架间隙率其中其中 矿料合成毛体积密度矿料合成毛体积密度 ps矿料总和矿料总和 最佳沥青用量的确定最佳沥青用量的确定分三种情况分三种情况u （密度峰值（密度峰值+稳定度峰值稳定度峰值+饱和度中值饱和度中值+空隙率中值）空隙率中值）u初值沥青用量初值沥青用量4.0，4.5，5，5.5，6.0 若选若选5.05.0时若饱和度不在此范围内应时若饱和度不在此范围内应 u若在选定沥青用量范围内，稳定值密度无峰值取空隙若在选定沥青用量范围内，稳定值密度无峰值取空隙 率中值所对最佳沥青含量率中值所对最佳沥青含量3.3.验算指标（体积指标）验算指标（体积指标）uVMA（不合格重来）（不合格重来）u验算矿粉，沥青比即验算矿粉，沥青比即F/A 0.61.2（F0.0075m A-有效有效 u验证沥青膜厚（最好验证沥青膜厚（最好8-108-10m m）4路用性能校核路用性能校核 u残留稳定度和冻融张裂强度比残留稳定度和冻融张裂强度比u6060车辙车辙u低温弯曲应变（低温弯曲应变（-10-10，50nm/min50nm/min）u渗水数（渗水数（120ml/min120ml/min）