沥青混合料表面层配合比优化设计实例课件

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,沥青混合料表面层配合比优化设计实例,一、材料基本性质,1 沥青,某工程地处规范附录,A,规定的2-2区，按规范选择沥青标号可以为,110,或,90,号沥青，沥青到货后按试验规程要求取样，公路工程质量检测中心进行试验，质量符合我国道路沥青技术,A,级要求，试验路铺筑用的克拉玛依,110,号沥青，,SBS,改性沥青主要技术指标如表,1,，,2,。,表,1 110,沥青质量试验结果,项 目,单位,技术要求（110号，,A,级）,试验结果,试验方法,规范规定,针入度 25，100,g,5s,dmm,100-120,105,JTJ T 0604,延 度 5,cm/min, 15,10,cm,100,150,JTJ T 0605,cm,40,100,JTJ T 0605,针入度指数,PI,1.5-+1.0,1.3,JTJ T 0604,软化点,T,R&B,43,44.0,JTJ T 0606,溶解度 （三氯乙烯）,%,99.5,99.84,JTJ T 0607,闪点 （,COC）,230,280,JTJ T 0609,密度 15,g/cm,3,实测,1.0049,JTJ T 0603,蜡含量,%,55,JTJ T 0604,延度10,cm,10-,30,JTJ T 0605,表,2,SBS,改性沥青产品性质,指标,SBS,类（,I,类）,试验结果,IA,IB,IC,ID,针入度（25，100,g5s）,0.1mm,100,80100,60-80,40-60,111,针入度指数,PI，,不小于,1.2,-0.8,-0.4,0,-1.0,延度（5，5,cm/min）,cm，,不小于,50,40,30,20,93.5,软化点，不小于,45,50,55,60,60.0,粘度（135）,Pas，,不大于,3,50,55,60,65,85.6,延度（5），,cm，,不小于,30,25,20,15,70,表,3,各种粗集料的筛分结果,材 料,通过下列筛孔（,mm）,的百分率（）,19,16,13.2,9.5,4.75,2.36,1.18,10-15,mm,100,100,89.9,29.4,0.3,0,0,5-10,mm,100,100,100,99,74.6,2.8,0.5,3-5,mm,100,100,100,100,91.4,36.2,10.3,表,4,各种粗集料的质量规格,指 标,单 位,规范要求,碎石规格,高速公路,1015,mm 5-10mm 35mm,压碎值,洛杉矶磨耗值,磨光值,表观密度,毛体积密度,吸水率,针片状含量,水洗法0.075,mm,含量,软石含量,坚固性,g/cm,3,g/cm,3,%,%,%,%,26,42,2.60,-,2.0,15,1,3,0.3,mm,部分），不,D,大于,%,12,8,T0340,砂当量，不小于,%,60,65,T0334,含泥量（小于0.075,mm），,不大于,%,3,-,T0333,棱角性（流动时间），不小于,s,30,38,T0345,亚甲蓝值，不大于,g/kg,25,?,2.3,T0349,2.3 填料,石灰石矿粉的质量及规格如表,7,指 标,单 位,规范要求,石灰石石粉,岩石品种及产地,表观密度,亲水系数,含水率,通过下列筛孔的百分率,0.6,mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm,g/cm,3,石灰石,2.50,1,1,100,-,90-100,75-100,当地石灰石,2.791,0.8,0.15,100,95.0,83.8,64.0,塑性指数,14,65,75,8,20,40,实测,由表12可知，油石比5.1%的,AC13,调整型的各项马歇尔体积参数均符合技术要求。,表13 车辙试验,沥青品种,油石比，,DS,（次,/mm,）,110,号,A,级沥青,5,1,325,4,5,SBS,改性,110,号沥青,5,1,1400,1） 高温稳定性检验,对上述设计的级配及油石比的沥青混合料在温度60、轮压0.7,MPa,条件下进行车辙试验，动稳定度为325次/,mm，,不符合规范应不小于800次/,mm,的规定要求。 试验结果如下,：,由于普通110号沥青的动稳定度达不到规定值，则大体上可以采取以下措施来提高动稳定度：,1,）、增大集料粒径，增加粗集料用量；,2,）、采用水泥代替部分矿粉用量；,3,）、 掺加纤维稳定剂；,4,）、减少天然砂用量，用有棱角的人工砂或石屑代替,5,）、换用针入度小一些或60粘度高的沥青，,减少沥青用量，使用改性沥青等。,由于动稳定度不符合要求， 采用,SBS,进行改性和换为90号沥青两种方案，以提高高温性能。经协商，采用,SBS,改性沥青，试验结果见表13。,提高动稳定度采取的措施：,2） 水稳定性检验,表,14,残留稳定度试验结果,沥青品种,0.5h,稳定度,kN,48h,稳定度,kN,残留稳定度（）,规范要求,110,号,A,级沥青,8.59,7.4,86,不小于,75,4.5,SBS,改性沥青,9.1,8.0,88,不小于,80,残留强度比,110,号,A,级沥青,74,不小于,70,4.5,SBS,改性沥青,79,不小于,75,按照最佳油石比5.1，制作的试件，进行马歇尔试验及48小时浸水马歇尔试验，对沥青混合料的水稳定性进行验证。残留稳定度结果如表14。,2） 水稳定性检验,残留稳定度和残留强度比均达到了规范要求。,由上结果，得出目标配合比的矿料级配及最佳油石比为5.1。对于改性110号沥青配制的沥青混合料的各项指标均能满足现行规范的要求。规范规定此配比仅供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用,3）沥青混合料低温弯曲试验,按照试验规程要求对各结构层沥青混合料进行低温弯曲试验，测定沥青混合料在10条件下的极限应变、劲度模量及抗弯强度以评价各种沥青混合料的低温抗裂性。试验结果见表15,表15 AC-13调整表面层沥青混合料低温弯曲试验结果,沥青混合料,类型,极限应变,（,10,6,）,抗弯强度（,MPa,）,劲度模量（,MPa,）,备注,AC-13,调整,3019,4.52,1497,SBS,改性沥青,AC-13,调整,2812,4.03,1433,110,号沥青,3）沥青混合料低温弯曲试验,最佳油石比的110号改性沥青混合料的各项指标满足现行规范的要求，可以应用。,AC13I,沥青混合料配合比设计检验,:,按照最佳油石比，制作马歇尔试件，其体积指标如表15。低温弯曲试验结果表明：沥青混合料的10条件下的极限应变满足设计要求。,4) 渗水性能检验(略),由表可知：,AC13I,型最佳油石比对应的各项体积指标符合规范要求。,表15,AC-13I,体积参数,油石比,%,空隙率,%,VMA,%,VFA,%,稳定度,kN,流值,0.1mm,密度,g/cm,3,沥青膜厚度,微米,粉胶比,5.2,3.6,14.2,74.5,11.5,25.7,2.40,6.34,1.36,规范要求,3,5,14,65,75,8,20,40,实测,1） 高温稳定性,表16 车辙试验,沥青品种,油石比，,DS,（次,/mm,）,110,号,A,级沥青,5,2,295,4,5,SBS,改性,110,号沥青,5,2,1020,2）48小时浸水马歇尔试验,表17 残留稳定度和残留强度比,沥青品种,0.5h,稳定度,kN,48h,稳定度,kN,残留稳定度,规范要求,110,号,A,级沥青,8.81,7.565,85.9,不小,80,4,5,SBS,改性沥青,9.252,7.995,86.4,不小于,85,残留强度比,110,号,A,级沥青,76,不小于,70,4,5,SBS,改性沥青,79,不小于,75,3) 按照试验规程要求对各结构层沥青混合料进行低温弯曲试验，测定沥青混合料在10条件下的极限应变、劲度模量及抗弯强度以评价各种沥青混合料的低温抗裂性。试验结果见表15。,表15 AC-13I表面层沥青混合料低温弯曲试验结果,沥青混合料,类型,极限应变,（,10,6,）,抗弯强度（,MPa,）,劲度模量（,MPa,）,备注,AC-13I,3068,4.61,1503,SBS,改性沥青,AC-13I,2894,4.19,1448,110,号沥青,低温弯曲试验：,低温弯曲试验结果表明：,青混合料的10条件下的极限应变满足设计要求。,由以上表知，改性110号沥青的各项指标均满足现行规范的要求，可以使用。,AK-13A,沥青混合料配合比设计检,按照最佳油石比，制作马歇尔