沥青及沥青混合料精心优秀课件.ppt

,中交二航局第六工程分司中心试验室,陈立兵,沥青及沥青混合料,由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称，,矿料起骨架作用，沥青与填料（矿粉）起胶结和填充作用。,一、沥青混合料的定义,沥青材料,沥青混合料组成材料,粗集料,细集料,填料,基质沥青,改性沥青,各种粒径,的碎石,天然砂,机制砂,石屑,矿粉,一、沥青混合料的定义,沥青 混合料,材料级配,组成及空,隙率大小分,材料组成及,结构分,制造工,艺分,公称最,大粒径分,1.,特粗式沥青混合料,2.,粗粒式沥青混合料,3.,中粒式沥青混合料,4.,细粒式沥青混合料,5.,砂粒式沥青混合料,1.,连续级配沥青混合料,2.,间断级配沥青混合料,1.,密级配沥青混合料,2.,半开级配沥青混合料,3.,开级配沥青混合料,1.,热拌沥青混合料,2.,冷拌沥青混合料,3.,再生沥青混合料,二、沥青混合料的分类,二、沥青混合料的分类,按结合料分类,石油沥青混合料,煤沥青混合料,按施工温度分类,热拌热铺沥青混合料,常温沥青混合料,改性沥青混合料,乳化沥青混合料,按矿质集料级配类型分类,连续级配沥青混合料,间断级配沥青混合料,按混合料密实度分类,密级配沥青混合料,开级配沥青混合料,半开级配沥青混合料,型,型,二、沥青混合料的分类,二、沥青混合料的分类,按公称最大粒径分类,（与最大粒径的区别）,特粗式沥青混合料,ATB-40,粗粒式沥青混合料,AC25ATB30,中粒式沥青混合料,AC16-20,细粒式沥青混合料,AC10-13,砂粒式沥青混合料,AC-5,热拌沥青混合料种类,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,沥青稳定碎石,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-40,37.5,53,粗粒式,ATB-30,ATPB-30,31.5,37.5,AC-25,ATB-25,ATPB-25,26.5,31.5,中粒式,AC-20,SMA-20,AM-20,19,26.5,AC-16,SMA-16,OGFC-16,AM-16,16,19,细粒式,AC-13,SMA-13,OGFC-13,AM-13,13.2,16,AC-10,SMA-10,OGFC-10,AM-10,9.5,13.2,砂粒式,AC-5,AM-5,4.75,9.5,设计空隙率,(%),3,5,3,6,3,4,18,18,6,12,悬浮密实结构 如,AC,；,骨架空隙结构 如,OGFC,；,骨架密实结构 如,SMA,；,悬浮密实结构 骨架空隙结构 骨架密实结构,三、沥青混合料的结构,耐久性,技术性质,技术标准,马歇尔试验,稳定度（,0.1mm,）,车辙试验,动稳定度（次,mm,）,高温稳定性,低温抗裂性,低温弯曲试验,水稳性,耐老化性,耐疲劳性,浸水马歇尔试验,残留稳定度（,%,）,冻融劈裂试验,残留强度比（,%,）,抗滑性,施工和易性,公路沥青路面施工技术规范,JTG F40-2004,马歇尔试验指标要求,参考规范,四、沥青混合料的技术性质,四、沥青混合料的技术性质,高温稳定性检验,在规定温度下进行车辙试验（动稳定度指标）,标准,高温稳定性,四、沥青混合料的技术性质,2,、水稳定性检验,（,1,）浸水马歇尔试验,（,2,）冻融劈裂试验,水稳定性,四、沥青混合料的技术性质,试件：小梁试件,试验条件：温度,-10,，加载速,50mm/min,检测指标：破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量,破坏应变标准：,低温抗裂性能检验,定义：,指沥青混合料在使用过程中抵抗环境因素及,行车荷载反复作用的能力。,评价方法,a.,沥青与集料的,粘附性试验,b.,浸水试验,：浸水马歇尔试验、浸水劈裂强度试验,浸水前后的马歇尔稳定度比值、劈裂强度比值的大小来评价沥青混合料的水稳定性。,耐久性,四、沥青混合料的技术性质,c.,冻融劈裂试验,：两组试件，一组试件测定常规状态下的劈裂强度，另一组试件经过一系列冻融过程后进行劈裂试验，通过冻融劈裂强度比（,TSR,）来评价。,检测工程师题：耐久性的影响因素,1.,沥青混合料的空隙率：空隙率尽量减少，残,留,3,6,空隙，以备夏季沥青材料膨胀。,2.,沥青含量：沥青用量不能过少（过少，松散）,四、沥青混合料的技术性质,沥青路面的抗滑性对于保障道路交通安全至关,重要，而沥青路面的抗滑性能必须通过合理地选择,沥青混合料组成材料、正确地设计与施工来保证。,集料,：粗糙、坚硬、耐磨、抗冲击好、磨光值大,路面,构造深度,：,增加粗集料含量提高宏观构造深度,沥青,：最佳沥青用量 蜡含量低的沥青,抗滑性,四、沥青混合料的技术性质,保证在拌和、摊铺与碾压过程中，集料颗粒保持分,布均匀，表面被沥青膜完整地裹覆，并能被压实到,规定的密度的性能。,施工和易性,四、沥青混合料的技术性质,检测工程师题：影响施工和易性的因素：,组成材料,:,矿料级配和沥青用量。间断级配混合料容易离析；,细集料过少，沥青不容易裹覆粗加料，细集料多，,拌合困难；沥青过少或矿粉过多，不易压实；沥青,过多或矿粉质量差，容易结团，不易摊铺。,施工条件：,拌合温度 拌合时间 拌合设备 摊铺机械 压实工具,压实温度,四、沥青混合料的技术性质,热拌沥青混合料,配 合 比 设 计,一、沥青混合料组成材料的技术要求,1.,沥青材料：,（,1,）沥青标号,（,2,）沥青等级,公路等级 气候条件,交通条件 路面类型,在结构层中的层位及受力特点,施工方法,（,1,）,沥青标号的选择,参考指标,高温气候区,1,2,3,气候区名称,夏炎热区,夏热区,夏凉区,最热月平均最高气温,(),30,20,30,20,低温气候区,1,2,3,4,气候区名称,冬严寒区,冬寒区,冬冷区,冬温区,极端最低气温,(),-37.0,-37.0,-21.5,-21.5,-9.0,-9.0,雨量气候区,1,2,3,4,气候区名称,潮湿区,湿润区,半干区,干旱区,年降雨量,(mm),1000,1000,500,500,250,250,气 候 分 区,（,设计配合比时的标准选择条件,）,气候分区与马歇尔指标,指标,等级,沥青标号,160,130,号,110,90,70,50,30,针入度,(25,),140,200,120,140,100,120,80,100,60,80,40,60,20,40,气候分区,6,注,4,注,4,2-1,2-2,3-2,1-1,1-2,1-3,2-2,2-3,1-3,1-4,2-2,2-3,2-4,1-4,注,4,针入度指,PI,A,-1.5,1.0,B,-1.8,1.0,软化点 ,A,38,40,43,45,44,46,45,49,55,B,36,39,42,43,42,44,43,46,53,C,35,37,41,42,43,45,50,60,粘度,A,-,60,120,160,140,180,160,200,260,10,延度,A,50,50,40,45,30,20,30,20,20,15,25,20,15,15,10,B,30,30,30,30,20,15,20,15,15,10,20,15,10,10,8,15,延度,A B,100,80,50,C,80,80,60,50,40,30,20,蜡含量,A,2.2,B,3.0,C,4.5,TFOT(,或,RTFOT),后,5,质量变化,0.8,针入度比,A,48,54,55,57,61,63,65,B,45,50,52,54,58,60,62,C,40,45,48,50,54,58,60,延度,(,10),A,12,12,10,8,6,4,B,10,10,8,6,4,2,延度,(15,),C,40,35,30,20,15,10,气候分区,月平均最高气温,年极端最低气温,(),沥青标号,针入度,(25,，,5s,，,100g),（,0.1mm,）,1-1,30,-37.0,90,号,80,100,1-2,30,-37.0,-21.5,90,号,80,100,1-3,30,-21.5,-9.0,70,号，,90,号,60,80,，,80,100,1-4,30,-9.0,50,号，,70,号,60,80,，,40,60,2-1,20,30,-37.0,110,号,100,120,2-2,20,30,-37.0,-21.5,70,号，,90,号，,110,号,60,80,，,80,100,，,100,120,2-3,20,30,-21.5,-9.0,70,号，,90,号,60,80,，,80,100,2-4,20,30,-9.0,70,号,60,80,3-2,20,-37.0,-21.5,110,号,100,120,（,1,）沥青标号的选择,沥青等级,适用范围,A,级沥青,各个等级的公路，适用于任何场合和层次。,B,级沥青,高速公路、一级公路沥青下面层及以下的层次，二级及二级以,下公路的各个层次；,用作改性沥青、乳化沥青、改性乳化沥青、稀释沥青的基质沥青。,C,级沥青,三级及三级以下公路的各个层次。,（,2,）沥青等级的选择,对高速公路、一级公路，,夏季温度高,、高温持续时间长、,重载交通,、山区及丘陵区上坡路段、服务区、停车场等行车速度慢的路段，,宜采用,稠度大,、,60,粘度大的沥青，,对冬季寒冷的地区或交通量小的公路、旅游公路,宜选用稠度小、低温延度大的沥青；,对温度日温差、年温差大的地区,选用针入度指数大的沥青。,当高温与低温发生矛盾时,应优先考虑满足高温性能的要求。,当缺乏所需标号的沥青时，可采用不同标号掺配的调和沥青，其掺配比例由试验决定。,（,3,）结 论,沥青试验,沥青常规试验,1,、针入度,2,、软化点,3,、延度,4,、改性沥青老化试验,沥青试验（针入度）,1,、针入度试验要点,1.1,试验条件,25,、,100g,、,5s,1.2,每根针必须附有计量部门的检验单,1.3,室温中冷却,15-30min,、移入规定温度中保温不少于,1.5h,（小盛样皿）,1.4,试验,3,次，每次针与针孔之间及盛样皿边缘不少于,10mm,1.5,试验允许误差,沥青试验（延度）,1,、延度试验要点,1.1,试验温度可选,25,、,15,、,10,、,5,，拉伸速度为,5cm/min0.25cm/min,，低温采用,1cm/min0.5cm/min,1.2,室温中冷却不少于,1.5h,然后刮模、连底模移入规定温度中保温,1.5h,1.3,拉伸时试样上浮（密度小）加酒精、下沉（密度大）时加食盐,沥青试验（软化点）,1,、软化点试验要点,1.1,试验环不用涂隔离剂、只涂玻璃板,1.2,浇模室温中冷却,30min,然后刮模，试样、试样环及底板置于,50.5,恒温水槽中至少,15min,1.3,试验开始温度为,50.5,1.4,软化点,80,以下用水做介质、,80,以上用甘油,1.5,试验误差,80,以下为,1,、,80,以下为,2,2.,粗集料,（,1,）可采用碎石、破碎砾石、筛选砾石、矿渣,（,2,）用于高速公路、一级公路、城市快速道路、,主干路沥青路面表层的粗集料应该采用坚,硬、耐磨、抗冲击性好的碎石或破碎砾石，,不得使用筛选砾石,、矿渣及软质集料，该,类粗集料应符合规范中对磨光值和粘附性,的要求。,一、沥青混合料组成材料的技术要求,指 标,单位,高速公路及一级公路,其他等,级公路,试验,方法,表面层,其他层次,石料压碎值不大于,26,28,30,T 0316,洛杉矶磨耗损失 不大于,28,30,35,T 0317,表观相对密度不小于,2.60,2.50,2.45,T 0304,吸水率不大于,2.0,3.0,3.0,T 0304,坚固性不大于,12,12,T 0314,针片状颗粒含量（混合料）不大于,其中粒径大于,9.5mm,不大于,其中粒径小于,9.5mm,不大于,15,12,18,18,15,20,20,T 0312,水洗法,0.075mm,颗粒含量 不大于,1,1,1,T 0310,软石含量不大于,3,5,5,T 0320,一、沥青混合料组成材料的技术要求,3,.细集料,1）天然砂,可采用河砂或海砂，通常宜采用粗、中砂。,2）石屑,（注意与机制砂的区别）,石屑是采石场破碎石料时通过,4.75mm,或,2.36mm,的,筛下部分，,强度一般较低,，且针片状含量较高。,不得使用泥土、细粉、细薄碎片颗粒含量高的,石屑，砂当量应符合要求,。,（注意细集料的密度用塌落度筒法）,一、沥青混合料组成材料的技术要求,4.,填料,A,、矿粉。,沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等增水性石料经磨细得到矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要干燥、洁净，其质量应符合本规范附录,C,表,C.12,的技术要求。,B,、当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的,2%,。,粉煤灰作为填料使用时，用量不得超过填料总量的,50%,，粉煤灰的烧失量应小于,12%,，与矿粉混合后的塑性指数应小于,4%,，其余质量要求与矿粉相同。,高速公路、一级公路的沥青面层不宜采用粉煤灰作填料。拌和站的一级除尘回收的粉尘可以用着填料，但二级粉尘一般不用。,C,、为了改善沥青混合料的水稳性，可以采用干燥的磨细生,石灰粉、消石灰粉或水泥,作为填料，其用量不宜超过矿料总量的,1%,2%,。,一、沥青混合料组成材料的技术要求,二、配合比组成设计,配合比组成设计方法,1,、马歇尔法（常用法）,2,、,Superpave,法（江苏）,3,、,GTM,法（天津）,二、配合比组成设计,（马歇尔法）,二、配合比组成设计,配合比组成设计,一、马歇尔法,马歇尔法是二战期间美国工程兵在进行机场沥青路面设计的方法的基础上不断完善而成的一种方法。其设计理念为设计沥青用量根据最大密度、,4%,孔隙率、,75%,的沥青填隙率和最大马歇尔稳定度所对应的,4,个沥青用量的平均值确定。其试件压实成型方法为冲击压实。,二、配合比组成设计,1,、马氏试验设计优缺点,1.1,优点,(1),设计理论和试验设备简单、易操作、测试时间短、易于工程技术人员掌握,费用较低。,(2),考虑了高温流变特性,强调了混合料必须保持一定的空隙率并重视密度。,(3),中、轻交通条件下的低等级道路的沥青路面不失为一种较好的沥青混合料配合比设计方法。,二、配合比组成设计,1.2,缺点,(1),锤击的方式与道路的实际碾压方式相差甚远,没有考虑剪切强度，不能模拟行车压实室内成型方式与现场碾压方式不匹配，试件的击实功或混合料的密实程度与道路等级和交通量缺少联系,主要依据经验,最根本的缺陷在于,:,整个指标体系既不能反映沥青混合料的力学性能,也不能反映沥青路面的技术性能,且对路面的长期抗车辙没有把握。不能更好的反映出高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性等。,(2),追求高强度、但强度低并不一定性能不好，如,SMA,马歇尔稳定度不如,AC,型强度高，但,SMA,路用性能要优于,AC,型。,(3),我国对传统的马歇尔设计方法经过改进,(4),马歇尔试验设计方法,不适用于开级配抗滑混合料组成设计。不太适用大粒径沥青混合料和改性沥青混合料,二、配合比组成设计,（,Superpave,法）,二、配合比组成设计,Superpave,法,Superpave,法是美国公路战略研究计划所研究出的课题，有其一整套的体系，其核心为两个规范，一个设计方法，即沥青胶结料性能,PG,分级规范，,Superpave,沥青混合料路用性能规范以及,Superpave,沥青混合料设计方法。在中国被称为穷人的,SMA,，其试件压实成型方法为旋转搓揉压实。,二、配合比组成设计,2,Superpave,试验设计方法的优缺点,2.1,优点,(1),从根本上放弃了带有经验性的传统的沥青技术指标,而采用了反映沥青的流变性、永久变形、疲劳开裂和温度开裂等路用性能的流变力学指标,并使用旋转压实机模拟现场的压实过程,使力学指标和路用性能的相关性较好。,(2)Superpave,设计方法,最大的优点是能够判断哪一种级配抗车辙能力好,从而更好地事先选择级配类型。,(3),增加了混合料短期老化,使压实和空隙率计算更加符合实际,;,加大了试件尺寸,更适合于大粒径的集料。,(4),实时测量试件高度与旋转次数,画出压实曲线,从而能评价混合料的压实特性。,(5),在最大压实次数时规定了一个最大压实度,使混合料的抗车辙能力更有保障,;,在初始压实次数时规定了一个最大压实度,避免了产生不稳定的混合料。,二、配合比组成设计,2.2,缺点和不足,(1),不能建立起揉压和碾压两种压实功的对应关系,压实设备较贵。,(2),设计过程相对复杂,工程技术人员难以掌握,SHRP,建立的这套新指标还需要经过不同地区大量实体工程的检验。,(3),按,Superpave,规定的公式计算的路面低温,常高于实际的气温,;,但在大风降温天气,实际的路表最低温度常低于气象台预报的温度。因此其路面设计最低温度的计算公式值得研究。,(4)Superpave,级配的限制区的制定来自一些地区的经验,主要是为了防止出现车辙,但实际证明对穿过限制区的级配也是优良级配，从而也推翻了,Superpave,级配不能穿过限制区的设计理念。,(5),揉压次数的选定与经验有很大关系,且用油量较少,油膜较薄。尤其是用作表面层时,抗疲劳性能也可能不足,会减少路面的使用寿命。,二、配合比组成设计,（,GTM,法）,二、配合比组成设计,GTM,法,GTM,是一台仪器，旋转剪切压实试验机。,GTM,（,Gyratory Testing Machine,）旋转试验机是美国工程兵团在,60,年代发明的,它把混合料成型压实实验机、力学剪切实验机和车辆模拟机合并成为了一台实验机。其试件压实成型方法为旋转搓揉压实。,二、配合比组成设计,3,旋转压实剪切试验机,GTM,的优缺点,3.1,优点,（）,.GTM,旋转压实的成型方法与马氏击实法相比，能更好的模拟路面实际成型过程；特别是采用路面实际承受的轮胎接触压力作为成型的垂直荷载，对路面承受行车荷载的作用过程也是较好的模拟。（）,.,对于较粗级配特别是,SMA,混合料，,GTM,旋转压实的成型方法与马氏击实法相比，更有利于形成嵌挤紧密的粗集料骨架结构，充分发挥,SMA,粗集料骨架结构的特长。（）,.,在行车荷载作用下，以极限平衡状态控制混合料成型，混合料密实度较高，有利于提高混合料的水稳定性和耐久性。（）,.GTM,法以试件成型过程中的变形稳定系数,GSI,作为抗变形指标，可直观地选择抗变形较好的混合料作为优选级配。（）,.GTM,法以试件成型过程中的抗剪切强度稳定系数,GSF,作为抗剪切破坏指标，综合考虑了混合料的内部摩阻力和粘聚力的影响，从强度理论来讲，更能体现所设计混合料的强度特性。（,6,）、沥青总用量减少,降低了工程成本。,二、配合比组成设计,3.2,缺点,设备昂贵,（几百万）、,推广性不强，主要以抗车辙为主。,二、配合比组成设计,设计阶段,第一阶段：目标配合比,第二阶段：生产配合比,第三阶段：生产配合比验证,设计内容,1.,矿料配合比设计：试算法或图解法,2.,确定最佳沥青用量：马歇尔试验,目标配合比,设计阶段,生产配合比,设计阶段,生产配合比,验证阶段,矿料的,组成设计,最佳沥青,用量确定,图解法,或试算法,集料筛分,（水洗法）,马歇尔,试 验,确定工程,级配范围,预估计算,沥青用量,沥青与集料,相对密度测定,二、配合比组成设计,目标配合比与生产配合比都是,两方面的设计，二者有何区别？,矿料通过皮带输入,拌和楼干燥筒加热,振动筛二,次筛分热料,提升到拌和楼,热料仓,根据目标配合比的,OAC,、,OAC0.3%,三组沥青用量,根据热料比例,确定生产配合比,最佳沥青用量,OAC,图解法确定,热料比例,生产配合比,目标配合比,图解法确定,冷料比例,确定目标配合比,最佳沥青用量,OAC,取样冷料筛分,根据冷料比例,成型,5,组马歇尔试件,通过调整控制室皮带,转速达到设计比例,青用量确定提供标准,为生产配合比最佳沥,热料比例与最佳,沥青用量输入控,制室计算机生产,沥青混合料,热料筛分,取分级,目标配合比与生产配合比设计关系图,成型,3,组马歇尔试件,目标配合比设计,（一）确定沥青混合料类型,选取材料并检验各项技术指标,以高等级公路沥青路面典型构造为,4cm,中粒式沥青混凝土,+5cm,粗粒式沥青混凝土,+7cm(6cm),热拌沥青碎石为例。,目标配合比设计,沥青材料,针入度 针入度指数 软化点,延度 蜡含量 闪点 溶解度 密度,压碎值 磨耗值 表观相对密度,吸水率 坚固性 针片状颗粒含量,0.075mm,颗粒含量 软弱颗粒含量,磨光值 粘附性 破碎面要求,粗集料,细集料,填 料,表观密度 含水量 粒径范围 外观,亲水系数 塑性指数 加热安定性,原材料名称,技术指标,执行标准,1.,公路工程集料,试验规程,JTG E42-2005,2.,公路沥青路面施工技术规范,JTG F40-2004,公路工程沥青及沥青混合料试验规程,JTGE 20-2011,原材料的技术要求,表观相对密度 坚固性,含泥量 砂当量 亚甲蓝值 棱角,性,原材料检验,（二）矿料配合比设计,1.,确定沥青混合料类型及工程设计级配范围。,2.,对各种矿料进行筛分试验，计算通过百分率,3.,用试算法或图解法确定矿料配合比,4.,校核矿料配合比是否满足要求,面层类型,矿料配合比,(%),碎石,10,20mm,碎石,5,10mm,砂,石屑,矿粉,AC-13I,43,20,20,13,4,AC-20I,36,27,37,AC-16I,19,22,36,16,7,目标配合比设计,目标配合比设计,经验范围,混合料名称 筛孔 通过率范围,AC13 4.75 46-48,AC16 4.75 45-46,AC20 4.75 42-43,AC25 4.75 35-40,矿粉用量,ATB,不低于,3%,，,AC,类不低于,4%,，低了说明拌和站除尘效果不好。,(,三,),确定最佳油石比（沥青混合料马歇尔试验）,1.,制备试样,1,）按确定的矿质混合料配合比，计算制备一,个马歇尔试件各种规格集料的用量（,1200g,左右）。,2,）按一定间隔,(,对密级配沥青混合料通常为,0.5%),，取,5,个或,5,个以上不同的油石比分,别成型马歇尔试件。,目标配合比设计,2.,测定试件的物理力学指标,测定压实沥青混合料试件的毛体积相对密度、最大理论相对密度、稳定度、流值、计算试件的孔隙率,VV,、矿料间隙率,VMA,、沥青饱和度,VFA,。,3.,计算,OAC,1,和,OAC,2,目标配合比设计,沥青用量,(%),4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,毛体积相对密度,2.389,2.408,2.413,2.415,2.408,最大理论相对密度,2.5491,2.5299,2.5111,2.4927,2.4749,稳定度,(KN),8.58,9.41,10.77,8.8,8.37,流值（,0.1mm,）,20.1,24.8,28.4,30.4,36.0,空隙率（,%,）,6.28,4.81,3.47,2.76,1.97,饱和度（,%,）,56.2,65.7,72.8,78.8,85.6,矿料间隙率（,%,）,14.9,14.3,14.0,14.6,14.9,试件的物理力学指标,试 验 指 标,单位,高速公路、一级公路,其他等级公路,行人道路,夏炎热区,夏热区、夏凉区,中轻,重载,中轻,重载,击实次数,(,双面,),次,75,50,50,试件尺寸,mm,101.6mm,63.5mm,VV,深,90mm,以内,3,5,4,6,2,4,3,5,3,6,2,4,深,90mm,以下,3,6,2,4,3,6,3,6,-,稳定度,MS,不小于,kN,8,5,3,流 值,FL,mm,2,4,1.5,4,2,4.5,2,4,2,4.5,2,5,VMA,(,),不小于,设计空隙率,(,),公称最大粒径,(mm),的最小,VMA,及,VFA,技术要求,(,),26.5,19,16,13.2,9.5,4.75,2,10,11,11.5,12,13,15,3,11,12,12.5,13,14,16,4,12,13,13.5,14,15,17,5,13,14,14.5,15,16,18,6,14,15,15.5,16,17,19,VFA(,),55,70,65,75,70,85,密级配沥青混凝土混合料马歇尔试验技术标准,求取相应于密度最大值、稳定度最大值、目标空隙率,(,或中值,),、沥青饱和度范围的中值的沥青用量,a,1,、,a,2,、,a,3,、,a,4,。取平均值作为,OAC,1,。,OAC,1,=(a,1,十,a,2,十,a,3,十,a,4,)/4,确定最佳沥青用量的初始值,OAC,1,沥青用量,(%),4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,毛体积相对密度,2.389,2.408,2.413,2.415,2.408,最大理论相对密度,2.5491,2.5299,2.5111,2.4927,2.4749,稳定度,(KN),8.58,9.41,10.77,8.8,8.37,流值（,0.1mm,）,20.1,24.8,28.4,30.4,36.0,空隙率（,%,）,6.28,4.81,3.47,2.76,1.97,饱和度（,%,）,56.2,65.7,72.8,78.8,85.6,矿料间隙率（,%,）,14.9,14.3,14.0,14.6,14.9,试件的物理力学指标,密度最大值,a,1,a,1,稳定度最大值,a,2,a,2,目标空隙率,(,或中值,)a,3,a,3,沥青饱和度范围的中值,a,4,a,4,OAC,1,=(a,1,十,a,2,十,a,3,十,a,4,)/4,如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按下式求取三者的平均值作为,OAC,1,。,OAC,1,=(a,1,十,a,2,十,a,3,)/3,确定沥青最佳用量的初始值,OAC,1,确定最佳沥青用量的初始值,OAC,2,确定最佳沥青用量的初始值,OAC,2,确定最佳沥青用量的初始值,OAC,2,确定最佳沥青用量的初始值,OAC,2,4.0,4.5,5.0,5.5,6.0,密度,空隙率,稳定度,流值,VMA,VFA,OACmin,OACmax,油石比,（）,确定最佳沥青用量的初始值,OAC,2,最佳沥青用量的初始值,OAC,2,OAC,2,=(OAC,min,十,OAC,max,)/2,最佳用量的初始值,OAC,OAC=(OAC,1,十,OAC,2,)/2,目标配合比设计,一、矿料组成设计,1,取样各种集料，此处取样的集料为热料，是经热料仓振动筛二次筛分后的分级热料。,2,筛分分级热料（水洗法）,3,取筛分后的通过率用图解法确定热料的组成比例,进行试验确定最佳沥青用量,（同目标配合比的方法,1,根据上述方法确定的热料比例，按照目标配合比的,OAC,、,OAC0.3%,三组沥青用量成型马歇尔试件,（同目标配合比冷料确定方法 一样）。,二、,最佳沥青用量确定,2,检验最佳沥青时的粉胶比和有效沥青膜厚度,（与目,标配合比一样）,一样）。,生产配合比设计,三、本 章 试 验,（一）明确几个概念,1.,油石比和沥青含量,2.,空隙率,VV,：矿料及沥青以外的空隙（不包括矿料自身内部的孔隙）的体积占试样总体积的百分率。,3.,矿料间隙率,VMA,：试件全部矿料部分以外的体积占试样总体积的百分率。,4.,沥青饱和度,VFA,：试件矿料间隙中扣除被集料吸收的沥青以外的有效沥青结合料部分的体积在,WMA,中所占的百分率。,生产配合比中注意的问题,生产配合比中需要注意的几个问题,1,、生产集料振动筛筛孔选择的问题,AC-25,可选择,3mm 6mm 12mm 19mm 32mm,热料仓筛孔可参照冷料来配置,2,、搅拌时间干拌,2-3s,就可以了，总的搅拌时间,(,干拌加湿拌）不少于,45s.SMA,可适当延长总的搅拌时间，一般不少于,1min,热料仓筛网设置,SMA13,冷料规格：,0,3mm 3,5mm 5,10mm 10,15mm,4,个热料仓筛孔：,3mm 6mm 12mm 16mm,5,个热料仓筛孔：,3mm 6mm 12mm 16mm,SUP 19,冷料规格：,0,3mm 3,5mm,5,10mm,10,20mm,4,个热料仓筛孔：,3mm 6mm 12mm 26.5mm,5,个热料仓筛孔：,3mm 6mm 12mm 19mm 27mm,SUP25,冷料规格：,0,3mm 3,5mm,5,15mm,15,25mm,4,个热料仓筛孔：,3mm 6mm 16mm 32mm,5,个热料仓筛孔：,3mm 6mm 12mm 19mm 32mm,（二）马歇尔试验,1.,试件制作,(1),试件数量,:,4,6,个,（,2,）试件尺寸：,101.6mm,63.5 mm,（,3,）试件高度允许值：,63.5mm,1.3,mm,（,4,）最大粒径：,26.5mm,（,5,）标准马歇尔试件大约质量,:,1200g,(6),当已知沥青混合料的密度时，可根据试件的标,准尺寸计算并乘以,1.03,得到要求的混合料数量。,（二）马歇尔试验,（,7,）矿粉单独加热 在搅拌时最后加入,（,8,）插捣方式：,周边插捣,15,次，中间,10,次,。,（,9,）矿料加热温度：石油沥青,163,（,160,5,）,改性沥青,180,2.,稳定度试验,（,1,）加载速率,50mm/min5mm/min,（,2,）水槽温度,601,(3),保温时间 标准马歇尔,30,40min,浸水马歇尔试验,48h,3.,结果处理,（二）马歇尔试验,马歇尔模数,残留稳定度,当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差,k,倍时，该测定值应予舍弃，并以其余测定值的平均值作为试验结果，当试件数量,n,为,3,、,4,、,5,、,6,时，,k,值分别为,1.15,、,1.45,、,1.67,、,1.82,。,（三）车辙试验,1.,试件尺寸：,30030050,30030040,300300100 30015050,2.,试验轮压强：,0.7MPa0.05MPa,3.,碾压速度,:,42,次,/min1,次,/min,(21,次往返,/min),4.,恒温室温度：,601,试件温度：,600.5,5.,最大变形达到,25mm,时可停止试验,6.,动稳定度,:,每产生,1mm,轮辙变形试验轮行走的次数。,以,“,次,/mm,”,计。,水浸法：,水煮法：,对同一种料源集料最大粒径既有大于又有小于,13.2mm,不,同的集料时，取大于,13.2mm,水煮法试验为标准。,细粒式沥青混合料应以水浸法试验为标准。,（,1,）试验方法：,（四）沥青与粗集料的粘附性试验,水煮法,选取粒径为,13.2mm,19mm,形态接近正方,体的规则集料,5,个，经沥青裹覆后，在蒸,馏水中沸煮,3min,，按沥青膜剥落的情况,分为五个等级来评价沥青与集料的粘附,性。,（四）沥青与粗集料的粘附性试验,水浸法,选取粒径为,9.5mm,13.2mm,的集料,100g,与,5.5g,的沥青在规定温度条件下拌和成混,合料，冷却后浸入,80,的蒸馏水中保持,30min,然后按剥落面积百分率来评价沥青,与集料的粘附性。,（四）沥青与粗集料的粘附性试验,试验后石料表面上沥青模剥落情况,粘附性等级,沥青模完全保存，剥落面积百分率接近于,0,5,沥青模少部为水所移动，厚度不均匀，玻璃面积百分率少于,10,4,沥青模局部明显得为水所移动，基本保留在石料表面上，剥离面积百分率少于,30%,3,沥青模大部为水所移动，局部保留在石料表面上，剥离面积百分率大于,30,2,沥青模完全为水所移动，石料基本裸露，沥青全浮于水面上。,1,（,2,）等级评定,（四）沥青与粗集料的粘附性试验,（五）马歇尔试件密度检测,1.,水中重法：几乎不吸水,2.,表干法：吸水率,2%,3.,蜡封法：吸水率,2%,4.,体积法：空隙率较大的沥青碎石混合料及大孔隙,透水性开级配沥青混合料,OGFC,配合比设计,检验各项指标符合要求，配合比设计成功，如果不合格，重新进行调整，包括集料的级配，如果仍不合格就需要换集料重新试验。合格，则进行试验段的试铺进一步来检验混合料的各项指标。,标准密度,压实度中准密度的问题,1,、试验室标准密度的,97%,（马歇尔试件密度、旋转压实的试件密度）,2,、最大理论密度的,93%,（实测法、计算法）,3,、试验段密度的,99%,路面现场检测,1,、路面厚度检测,1,路面厚度检测,一、路面厚度代表值与单点合格值的允许偏差,基层或砂石路面：挖坑法,沥青及水泥混凝土路面：钻孔法,代表值及单点允许偏差见路面结构层实测项目表,三、仪具与材料,挖坑工具,钻芯取样机，钻头直径,100mm,或,50mm,量尺、补坑材料、工具等,四、挖坑法测定路面厚度,（,1,）挖坑,（,2,）将一把钢板尺平放横跨于坑的两边，用另一把钢板尺等量具在坑的中部位置垂直伸至坑底，测量坑底至钢板尺地面的距离，精确至,1mm,五、钻芯法,（,1,）钻芯,（,2,）用钢板尺或卡尺,沿圆周对称的十字方向四处量取,表面至上下层界面的高度，取其平均值作为该层的厚度。,六、填补试坑或钻孔,七、路面结构层厚度评定,根据代表值及单个合格值的允许偏差进行评定。,代表值取算术平均值的下置信界限：,当,厚度代表值大于等于设计厚度减去代表值允许偏差,时，则按单个检查值的偏差是否超过极值来评定合格率和计算应得分数；,当厚度代表值小于设计厚度减去代表值允许偏差时，则厚度指标评为零分。,沥青面层一般按沥青铺筑层总厚度进行评定，高速公路、一级公路还应进行上面层厚度的检验与评定。,2,压实度检测,一、标准密度（最大干密度）和最佳含水量的 确定方法,1,、路基土的最大干密度和最佳含水量确定方法,击实法：,适用于细粒土粒径不大于,25mm,的土 和粗粒土粒径不大于,38mm,的土。,振动台法与表面振动压实仪法：,无粘性自由 排水粗粒土和巨粒土（包括堆石料）。,2,压实度检测,2,、路面基层混合料最大干密度及最佳含水量确定方法,无机结合料稳定类,：标准击实法,粒料类：,振动法,沥青稳定碎石,：马歇尔试验、旋转压实仪法,3,、沥青混合料标准密度确定方法,（,1,）水中重法：密实的沥青混凝土,（,2,）表干法：吸水率不大于,2%,的沥青混合料,（,3,）蜡封法：吸水率大于,2%,的沥青混合料,（,4,）体积法：孔隙率较大的沥青碎石、透水性沥青混合料等,二、现场密度试验检测方法,灌砂法,环刀法,核子仪法,钻芯法,（一）灌砂法,灌砂筒选择,100mm,小型灌砂筒,：集料的最大粒径小于,15mm,、测定层的厚度不超过,150mm,。,150mm,的大型灌砂筒,：集料的粒径等于或大于,15mm,，但不大于,40mm,，测定层的厚度超过,150mm,，但不超过,200mm,时。,1,、仪具与材料,灌砂筒,金属标定罐,基板,天平或台称,含水量测定器具：如铝盒、烘箱等。,量砂：,粒径,0.3,0.6mm,清洁干燥的均匀砂，约,20,40kg,盛砂的容器：塑料桶等。,其他：凿子、改锥、铁锤、长把勺、小簸箕、毛刷等。,2,、标定筒下部圆锥体内砂的质量,在灌砂筒筒口高度上，向灌砂筒内装砂至距筒顶,15mm,左右为止。称取装入筒内砂的质量,m,1,。,以后每次标定及试验都应该维持装砂高度与质量不变,。,将开关打开，让砂自由流出，并使流出砂的体积与工地所挖试坑内的体积相当（可等于标定罐的容积），然后关上开关，称灌砂筒内剩余砂质量,m,5,，准确至,1g,。,不晃动储砂筒的砂，轻轻地将灌砂筒移至玻璃板上，将开关打开，让砂流出，直到筒内砂不再下流时，将开关关上，并细心地取走灌砂筒。,收集并称量留在板上的砂或称量筒内的砂，准确至,1g,。玻璃板上的砂就是填满锥体的砂,m,2,。,重复上述测量三次，取其平均值。,3,、测定量砂的密度,用水确定标定罐的容积,V,，准确至,lmL,。,在储砂筒中装入质量为,m,1,的砂，并将灌砂筒放在标定罐上，将开关打开，让砂流出，直到砂