第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件

,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second Level,Third Level,Fourth Level,Fifth Level,*,*,*,(,热拌,),沥青混合料的配合比设计,设计目标,配制出满足基本性能要求的沥青混合料。,关键问题,1,、确定混合料性能要求,2,、各种原材料的选取,粗细骨料选择和品质要求，沥青种类,3,、各种原材料用量的确定。,(热拌)沥青混合料的配合比设计设计目标,1,设计思路,1,、确定设计混合料的类型。,依据道路等级、路面类型、结构层位,表,3-13,2,、确定混合料的技术性能指标。,力学指标：,击实次数、,MS,、,FL,、,DS,耐久性指标：,VV,、,VFA,、,VMA,、,MS,0,、,TSR,表,3-16,、,17,、,18,、,19,、,20,3,、原材料选取,沥青标号、骨料品质,表,2-6,、,3-6,、,7,、,8,、,9,、,10,、,11,、,12,设计思路,2,4,、骨料级配确定和设计,确定选取骨料的组配，满足级配要求。,表,3-14,粗骨料、细骨料、矿粉,比例,5,、沥青混合料设计,确定最佳沥青用量，满足技术指标要求。,矿料设计、最佳沥青用量确定,4、骨料级配确定和设计,3,（一）矿质混合料的配比设计,问题的提出,1,、骨料粒级如何配合，堆积空隙率最小？,最大堆积密度理论,2,、,不同骨料如何搭配，才能获得最大堆积密度？,矿料配合比设计方法,（一）矿质混合料的配比设计问题的提出,4,1,、,矿质混合料级配理论（最大密度曲线理论）,W.B.,富勒（,Fuller,）研究发现：,矿质混合料过筛百分率与粒径的关系曲线越接近抛物线，混合料的密实度越大，空隙率越小。,P,2,=kd,当筛孔尺寸,d,等于集料的最大粒径,D,时，该颗粒的通过百分率,P,为,100,p=100,（,d/D,）,0.5,实际应用,：,p=100,（,d/D,）,n,，,n,幂级配通式,n,通常在,0.30.7,之间,，,0.5,时为,最大密度曲线,1、矿质混合料级配理论（最大密度曲线理论）,5,P-d,级配曲线,P-logd,级配曲线,P-d级配曲线P-logd级配曲线,6,已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围,已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围,7,2,、,矿质混合料的组成设计,合理组配不同集料，使混合料级配处于要求的范围之内，并尽可能逼近理想的最大密度曲线,数解法和图解法,已知条件：,（,1,）各种集料的筛分析试验结果；,（,2,）设计要求：技术规范规定或理论计算得到的矿质混合料级配范围,迫近表,3-14,的级配中值,2、矿质混合料的组成设计,8,数解法,基本原理：,（,1,）设有,A,、,B,、,C,三种集料，欲配制级配为,M,的矿质混合料，,A,、,B,、,C,在混合料中百分比分别为,X,、,Y,、,Z,，则：,X+Y+Z=100,（,2,）设集料,A,、,B,、,C,中某粒径,i,颗粒含量分别为,a,A(i),、,a,B(i),、,a,C(i),，混合料,M,相应颗粒含量为,a,M(i),，则：,X,a,A(i),+Y,a,B(i),+Z,a,C(i),=,a,M(i),（,3,）假定混合料中某粒径颗粒仅由一相应的优势集料提供，其他集料不含此种颗粒，则优势集料用量可直接求出。,数解法,9,计算,AC-13I,型沥青混凝土的矿料配合比。,已知：,碎石、石屑和矿粉三种矿质集料，筛分析试验结果见表,1,。,沥青混凝土矿料的级配要求,计算：,（,1,）确定碎石、石屑、矿粉在矿质混合料中所占的比例。,（,2,）校核矿质混合料合成级配计算结果是否符合规范要求级配范围。,例题,1,计算AC-13I型沥青混凝土的矿料配合比。例题1,10,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,11,（,1,）矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值,（,2,）确定优势骨料，计算相应含量,优势骨料,1,：碎石,优势粒径为,4.75mm,，,则混合料中碎石含量：,X=aM(4.75)/aA(4.75)=21.0/49=42.1%,优势骨料,2,：矿粉,优势粒径为,0.075mm,则混合料中矿粉含量：,Z=aM(,0.0.75)/aC(0.0.75)=6.0/85.3=7.0%,（,3,）计算石屑在矿质混合料中的含量,Y,Y=1-X Z=50.9%,（,4,）校核、计算、调整。,如何校核？原则是什么？,（1）矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值,12,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,13,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,14,图解法,基本原理,（,1,）,n,幂公式,p=100,（,d/D,）,n,中，,p,与,（,d/D,）,n,为直线关系,图解法,15,（,2,）假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为直线,（,3,）各粒径骨料用量可通过首尾相连，与级配中值线的交点确定,（2）假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为直线,16,（,4,）非单一粒径各骨料用量按下述方法确定,A,、级配曲线相离，作相离点的垂直平分线。,B,、级配曲线相接，连接相接点。,C,、级配曲线相重叠，作垂线使之在两条级配曲线上截得的线段长度相等。,通过所作垂线与级配中值直线的交点，作水平线，在纵坐标上截得的距离为相应骨料的用量。,（4）非单一粒径各骨料用量按下述方法确定,17,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,18,例题,2,、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥青矿质混合料的配合比。,已知：,（,1,）有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，各集料通过百分率列于表中。,（,2,）设计级配范围按,沥青路面施工及验收规范,沥青混凝土混合料细粒式,AC13-I,要求的级配范围和中值列于表中。,例题2、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥青矿质混合料的配合,19,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,20,步骤,1,：,绘制图解法用图，纵坐标取,10cm,表示通过量，横坐标取,15cm,表示筛孔尺寸。作级配曲线中值，并确定筛孔坐标。,步骤,2,：,将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘制于图中,步骤,3,：,确定各集料所占比例。,步骤1：绘制图解法用图，纵坐标取10cm表示通过量，横坐标取,21,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,22,步骤,4,、根据图解法求得的各集料用量百分率，列表进行校核计算如表,步骤4、根据图解法求得的各集料用量百分率，列表进行校核计算如,23,步骤,5,、,0.3mm,和,0.6mm,通过量偏低，,0.075mm,通过量偏高。,配合比调整，,碎石,X=31%,，石屑,Y=26%,，砂,Z=37%,，矿粉,W=6%,步骤,6,、,将调整后合成级配绘制于规范要求级配曲线中,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,24,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,25,(,二,),、沥青混合料的配比设计,1,、热拌沥青混合料配比设计步骤,A,、矿质混合料的配比设计,1,）根据道路等级、路面结构和层次，选取沥青混合料类型,2,）确定合成矿料要求的级配范围。,3,）矿质混合料配合比设计。,0.075mm,、,2.36mm,和,4.75mm,筛孔通过量尽量接近设计级配范围中值。,对交通量大的道路，级配应接近下限；,小交通量的道路应偏上限。,(二)、沥青混合料的配比设计1、热拌沥青混合料配比设计步骤,26,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,27,B,、确定最佳沥青用量,沥青用量表示：,油石比：,：,各种矿料配合比（矿料总和为 ）（,%,）,：油石比（沥青与矿料的质量比）（,%,）,沥青百分含量,%,：,：,各矿料配合比（矿料和沥青总和为 ）,：沥青含量（沥青占沥青混合料总质量百分率）（,%,）,B、确定最佳沥青用量,28,1,）,测试试样制备：,（,1,）按矿质混合料配比确定各种集料用量,（,2,）选取间隔为,0.5%,的五个沥青掺量,2,）,测定物理指标,（,1,）表观密度,s,（,2,）计算理论最大密度,1）测试试样制备：,29,（,3,）计算空隙率（,VV,）：,（,4,）计算沥青体积百分率（,VA,）：,（,5,）计算矿料间隙率（,VMA,）：,（,6,）计算沥青饱和度（,VFA,）：,（3）计算空隙率（VV）：,30,（,7,）,测定力学指标,A,：,马歇尔稳定度,MS,B,：,流值,FL,C,：,计算马歇尔模数,T,3,）,马歇尔试验结果分析,（,1,）,绘制沥青用量与物理力学指标关系图。,（7）测定力学指标,31,第6章沥青混合料配合比设计例子2总结课件,32,（,2,）,根据,稳定度、密度、空隙率、沥青饱和度,确定最佳沥青用量初始值,1,（,OAC1,）,OAC1=,（,a1+a2+a3+a4,）,/4,a4,（2）根据稳定度、密度、空隙率、沥青饱和度确定最佳沥青用量初,33,（,3,）,根据,符合各技术指标要求的沥青用量范围,(,不含,VMA),确定沥青最佳用量初始值,2,（,OAC2,）,OAC2=,（,OAC,max,+OAC,min,）,/2,（,4,）,根据,OAC1,和,OAC2,确定沥青最佳用量,OAC,OAC=,（,OAC1+OAC2,）,/2,检验,OAC,满足,VMA,要求，且偏最小值,预计车辙较大,：,OAC,在,OAC2,和,OAC,min,之间选取，但不小于,OAC2,的,0.5%,寒区道路及一般道路,：,OAC,可在,OAC2,和,OAC,max,之间选取，但不大于,OAC2,的,0.3%,（3）根据符合各技术指标要求的沥青用量范围(不含VMA)确定,34,4,）,水稳性试验,以最佳沥青用量,OAC,进行浸水马歇尔试验或冻融劈裂试验,若,OAC,与,OAC1,、,OAC2,相差较大，用,OAC,和,OAC1,或,OAC2,进行残留稳定度试验,要求：表,3-20,5,）,抗车辙试验,以最佳沥青用量,OAC,进行动稳定度车辙试验,。,若,OAC,与,OAC1,、,OAC2,相差较大，用,OAC,和,OAC1,或,OAC2,进行试验,要求：表,3-18,6,）低温抗裂性检验,以最佳沥青用量,OAC,进行低温抗裂性检验,。,若,OAC,与,OAC1,、,OAC2,相差较大，用,OAC,和,OAC1,或,OAC2,进行试验,4）水稳性试验,35,例 、某高速公路沥青路面上面层沥青混合料的配合比设计。,原始资料,1,、道路等级：高速公路,2,、路面类型；沥青混凝土,3,、结构层位：三层式沥青混凝土的上面层,4,、气候条件：,7,月平均最高气温,32,、年极端最低气温,-6.5,，年降雨量,1500mm,5,、材料性能,（,1,）沥青材料：,（,2,）矿质材料：碎石、石屑：石灰石轧制碎石，饱水抗压强度,120Mpa,，洛杉矶磨耗率,12%,，粘附性,5,级，视密度,2.70t/m,3,。矿粉：石灰石磨细石粉，粒度范围符合技术要求，无团粒结块，视密度,2.58t/m,3,。,例 、某高速公路沥青路面上面层沥青混合料的配合比设计。,36,设计要求,1,、,根据道路等级、路面类型和结构层位确定沥青混凝土的矿质混合料的级配范围。根据现有的各种矿质材料筛析结果，用图解法确定各种矿质材料的配合比。,2,、根据选定的矿质混合料类型相应的沥青用量范围，进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量。,3,、根据高速公路用沥青混合料要求，对设计的矿质混合料的级配进行调整，沥青用量按水稳性检验和抗车辙能力校核。,设计要求,37,设计步骤,1,、,矿质混合料的配合比设计,1,）,确定沥青混合料的类型,根据原始资料，选用,AC-13,型沥青混凝土混合料。,2,）,确定矿质混合料的级配范围,依据附表确定,AC-13,型沥青混凝土的矿质混合料级配范围,3,）,矿质混合料的配比设计及校核,设计步骤,38,2,、沥青最佳用量的确定,1,）,试件成型,采用,AH-70,沥青。依据附表,AC-13