沥青混凝土配合比设计过程Word文档格式.docx
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（2）沥青混合料的高温稳定性检验
再按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，采用规定的方法进行车辙试验，检验设计沥青混合料的高温抗车辙能力，是否达到规定的动稳定度指标（见本章第三节表8－11）。
当其动稳定度不符合要求时，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行配合比设计。
如果试验中除了OAC以外，如果还要对OAC1和OAC2同时进行相应的试验检测，则要通过试验结果综合判断在何种沥青用量条件下，沥青混合料具有更好的性能表现，或能更好的满足特定路用需求，以此决定最终的最佳沥青用量。
六、热拌沥青混合料配合比设计算例
现以某高速公路为例，详细介绍沥青路面中面层用沥青混合料配合比设计操作过程。
1．材料选择和原材料试验
对任何一个工程，在配合比设计之前，材料选择和原材料试验都是不可缺少的步骤，只有所有指标都符合规范要求的材料才允许使用。
（1）沥青
根据气候分区，本工程地处于半干区的2－2区，按规范选择沥青标号为90号。
进口沥青到货后按试验规程要求取样，并委托质检部门进行质量检测试验，质量应符合我国重交通道路石油沥青技术要求，其主要技术指标如表8－26。
表中工程招标合同对规范规定的要求作了一些调整，只要不降低规范要求，是允许的。
（A级）沥青质量检测结果表8－26
项目
单位
技术要求（90号）
试验结果
试验方法
规范规定
招标合同要求
针入度（25℃,100g,5s）
0.1mm
80～100
83
JTJT0604
延度（5cm/min）
15℃
cm
≥100
＞150
JTJT0605
10℃
≥30
＞30
软化点Tr＆B
℃
≥44
44～52
44.7
JTJT0606
溶解度（三氯乙稀）
%
≥99.5
＞99.0
99.6
JTJT0607
闪点（COC）
≥245
＞245
342
JTJT0611
密度（15℃）
g/cm3
实测
1.033
JTJT0603
蜡含量
≤2.2
＜2
0.64
JTJT0615
粘度
60℃
Pa·
s
140
150
JTJT0602
135℃
mm2/s
323.3
JTJT0619
TFOT
后
质量损失
≤±
0.8
＜0.5
+0.11
JTJT0609
针入度比
≥57
＞70
79.5
延度
25℃
＞75
＞100
≥20
＞80
8
＞10
22
结果显示，工程选用沥青各项指标均符合相关技术要求，满足招标合同的需要，可用于工程项目。
（2）矿料
1）粗集料
采用某采石场的石灰石，各种材料筛分结果如表8－27所列。
在采石场采集的样品，名义为S7号碎石（方孔筛10～30mm）规格的样品实际上是s6号碎石，其中小于26.5mm部分仅78.1%，不适于配制AC-25沥青混凝土，试验时必须将大于26.5mm部分筛除后使用，以符合生产时的实际情况（大于26.5mm料作为超粒径料排出）。
另外10～20mm碎石和规范S9规格相比，5～10mm与S12规格相比，在个别粒径上都有一些出入，但不妨碍使用，而3～5mm石屑符合S14规格要求。
按规范对碎石质量的检测结果列于表8－28中，从表中可见，有些指标必须对不同粒径的碎石分别试验，各项指标均符合规范要求，可以使用。
各种粗集料的筛分结果表8－27
材料通过下列筛孔（mm）百分率（%）
31.5
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
0.6
10～30mm
100
78.1
30.7
9.4
（S7碎石规范要求）
90～100
0～15
0～5
（S6碎石规范要求）
—
10～20mm
96.5
75.8
26.4
（S9碎石规范要求）
95～100
5～10mm
99.2
4.9
（S12碎石规范要求）
0～10
3～5mm
74.8
8.3
（S14碎石规范要求）
各种粗集料的质量规格表8－28
指标
规范要求
（高速公路）
碎石规格（mm）
10～30
10～20
5～10
压碎值
≤25
15.0
洛杉矶磨耗值
≤28
19.2
磨光值
中面层不需要
视密度
＞2.50
2.8181
2.8364
2.8275
表干密度
2.8018
2.7970
2.7873
吸水率
＜2.0
0.85
针片状含量
＜15
9.1
5.7
含泥量
＜1
接近0
软石含量
＜5
未发现
坚硬性
＜12
石质良好，经判断可以不做
2）细集料
采用某地河砂，细度模数3.02，属中砂偏粗，缺少0.3mm以下部分，不妨碍使用。
砂的质量及筛分结果如表8－29和表8－30所列。
符合规范要求，可以使用。
砂的质量指标表8－29
细度模数
粗砂：
3.7～3.1
中砂：
3.0～2.
3.02
表观密度（g/cm3）
2.6227
砂当量
＞60
64
外观
洁净、坚硬、无杂质
＜0.075mm含量（%）
＜3
0.15
坚固性（%）
＞12
砂质良好，经判断可以不做
砂的筛分结果表8－30
材料
通过下列筛孔（mm）的百分率（%）
1.18
0.3
0.075
某地河砂
92.8
86.1
63.9
38.9
10.4
1.1
规范要求（中砂）
75～90
50～90
30～60
8～30
3）填料
石灰石矿料的质量及规格如表8－31所列，符合规范要求，可以使用。
石粉质量指标表8－31
石灰石
石灰石石粉
筛孔
通过百分率
岩石品种及产地
0.6mm
表观密度
2.014
0.3,,
98.3
亲水系数
＜1.0
0.15mm
93.3
含水率
0.075mm
75～100
82.5
2．第一阶段——目标配合比设计阶段
根据设计，该工程沥青面层采用AC－25型密级配沥青混凝土，规范规定应采用工程实际使用的材料（而不是采石场的材料样品）进行目标配合比设计。
（1）矿料级配计算
级配设计可采用砂石材料一章中的试算法或图解法进行操作，同时也可利用计算机以人机对话的方式进行，非常方便。
计算时应充分考虑便于现有材料得到有效的使用，筛孔上应特别重视4.75mm、2.36mm、0.075mm，并尽量接近要求范围的中值。
对上述材料反复进行矿料级配计算得到的各种材料的配合比如下：
10～30mm碎石∶10～20mm碎石∶3～5mm石屑∶砂∶矿粉=24:
33:
13:
23:
7。
合成级配如表8－32，均符合规范要求。
中层目标配合比设计结果表8－32
筛孔（mm）
规范要求级配范围（%）
中值（%）
合成级配（%）
95.0
94.7
19.0
83.4
16.0
65～83
74.0
77.1
56～76
66.0
68.0
46～65
55.5
51.7
24～52
38.0
38.1
16～42
29.0
27.9
12～33
22.5
21.7
8～24
15.9
5～17
11.0
9.3
4～13
8.5
6.8
3～7
5.0
5.8
（2）马歇尔试验
按此配比根据经验选定油石比在3.5%～5.5%范围，以0.5%间隔，成型制作不同油石比的马歇尔试件，并分别进行马歇尔试验。
试验结果如表8－33、表8－34所示。
中层目标配合比马歇尔试验结果表8－33
油石比
（%）
理论密度
（g/cm3）
密隙率
饱和度
矿料间隙率
稳定度
（kN）
流值
（mm）
马歇尔模数
（kN/mm）
3.5
2.604
2.442
6.2
57.2
14.5
9.24
2.18
4.46
4.0
2.585
2.467
4.5
14.1
11.26
2.14
5.37
2.556
2.483
3.2
13.90
2.35
5.99
2.548
2.495
2.1
35.4
14.2
12.00
2.42
4.92
5.5
2.530
2.491
1.5
89.6
14.8
8.99
2.55
3.59
不同测定方法计算出的马歇尔指标表8－34
水中重法
表干法①
体积法
空隙率（%）
饱和度（%）
5.6
60.0
59.6
3.9
71.2
5.1
65.4
3.0
78.3
2.5
81.3
1.9
86.4
85.4
1.8
87.2
1.3
91.2
90.0
①以表干法测得的空隙率和饱和度作为分析数据。
根据沥青油石比对沥青混合料不同指标进行绘图（图略）。
计算最佳油石比如下：
按最大密度、最大稳定度、空隙率中值确定的最佳油石比OAC1=
4.54%；
按各项指标全部合格范围的中值确定的最佳油石比OAC2=
4.31%；
由此确定的最佳油石比OAC=4.4%；
相应的最佳沥青用量OAC=4.2%。
当马歇尔试验指标达不到时，表8－35提供的途径可供调整时参考。
表中“+”号表示指标随影响因素的增加而增加；
“－”表示指标随影响因素的增加而减小。
“/”则表示指标与影响因素无关。
马歇尔指标与影响因素的关系表8－35
因素
集料最大
粒径
富棱角
集料用量
细砂量
石粉用量
沥青针入度
空隙率
/
+
－
沥青饱和度
流值
施工性能
（3）高温稳定性检验
按规范规定，对于高速公路沥青路面上面层及中面层的沥青混凝土混合料进行配合比设计时，应通过车辙试验对抗车辙能力进行检验。
因此，由马歇尔试验设计的配合比并不能马上就作为目标配合比。
对上述设计级配及油石比的沥青混合料在温度60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验。
试验结果表明，该配合比的动稳定度为3150次/mm。
符合规范2－2区应不小于800次/mm的规定要求。
（4）水稳定性检验
按照最佳油石比4.4%重新制作试件，进行马歇尔试验及48h浸水马歇尔试验。
对沥青混合料的水稳定性进行验证，结果如表8－36所列。
目标配合比浸水马歇尔试验结果表8－36
浸水时间
（h）
4.4
2.566
2.456
70.8
15.2
14.18
2.84
5.00
0.5
2.482
3.3
76.8
14.29
2.81
5.24
48.0
残留稳定度为100.1%，符合规范规定半干区不得小于75%的要求。
需要说明的是，这种残留稳定度超过100%的现象对稳定度甚高的密级配沥青混凝土来说是不奇怪的，说明水稳定性良好。
稳定度大小是属于试验值波动问题。
由上述结果得出目标配合比的矿料级配及最佳油石比为4.4%，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。
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