热拌沥青混合料配合比设计最佳沥青用量范围估算.ppt

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,*,第,11,讲,热拌沥青混合料配合比设计最佳沥青用量、及其范围估算,0.1,问题的提出,最佳沥青用量确定是沥青混合料配合比设计的核心内容之一,马歇尔试验法需要拟定,5,个沥青用量进行击实试验，试验工作量既大，试验周期又长。,如何减少马歇尔试验工作量，而又不影响最佳油石比的确定应是积极探索的问题。,估算法确定最佳沥青用量及其小范围,2,沥青饱和度的取值范围：例如60%75%,第 11 讲热拌沥青混合料配合比设计最佳沥青用量、及其范围估算,2、估算最佳油石比/最佳沥青含量,Super-pave级配,表明不考虑集料吸收沥青时找不出最佳沥青含量的有效范围。,矿料间隙率的取值范围：规范往往给定最小值的要求，但VMA距最小值不宜太近（不小于0.,表2 估算法确定最佳沥青含量范围工程实例,注意，解出的 Pa 是油石比,为了比较，表中也列出了根据Superpave方法计算的有效沥青含量。,如何减少马歇尔试验工作量，而又不影响最佳油石比的确定应是积极探索的问题。,三、讨论及结论所举工程实例的最佳沥青含量全部落在了估算的最佳沥青含量范围之内，这是偶然现象还是必然事实？,矿 料 相 对 密 度,Super-pave级配,估算时必须按集料吸收沥青的情况予以考虑。,空隙率的取值范围：例如3%5%，但为减少计算工作量，可取范围中值。,最佳沥青用量确定是沥青混合料配合比设计的核心内容之一,然后在此较小的范围内再进行马歇尔试验进一步确定最佳油石比，只要这个范围较小，那么进一步的试验量就将大为减少，估算法就显示出其意义。,空隙率的取值范围：例如3%5%，但为减少计算工作量，可取范围中值。,0.2,研究现状,3,研究现状，文献,【】,4,一、估算法确定最佳油石比范围的技术思路,考虑到最佳油石比不过是上述较大沥青含量范围内的一个点值，所以，在进行了各种集料的毛体积相对密度、表观相对密度的测试与矿料级配设计后，先不进行马歇尔试验，而是依据空隙率、矿料间隙率及沥青饱和度等技术标准的要求，通过相关公式的推演、计算，来寻求最佳油石比的范围，认为同时符合上述体积指标要求的油石比构成最佳油石比范围。,5,然后在此较小的范围内再进行马歇尔试验进一步确定最佳油石比，只要这个范围较小，那么进一步的试验量就将大为减少，估算法就显示出其意义。,6,二、估算法分析计算过程,1,、体积指标计算公式及其变换,空隙率计算公式及其变换,7,后式代入前式整理得到：,8,矿料间隙率计算公式及其变换,9,沥青饱和度计算公式,现行试验规程公式,、现行施工规范公式,10,2,、,估算最佳油石比,/,最佳沥青含量,在,VV,、,VMA,技术标准已知的情况下，如果把前式中的沥青含量和毛体积相对密度看作未知量，那么有,方程组,：,注意式中的,Pb,，表示沥青含量,11,解方程组得：,注意，解出的,Pa,是油石比,12,方程组解的讨论,（,1,）如果认为集料完全不吸收沥青，则,，,上式变为：,实质为有效油石比,(2),两式相减得：,实质为吸收的油石比,13,3,、估算时所需输入量,空隙率的取值范围：例如,3%,5%,，但为减少计算工作量，可取范围中值。,矿料间隙率的取值范围：规范往往给定最小值的要求，但,VMA,距最小值不宜太近（不小于,0.6%,），也不宜过大，对于粗级配混合料一般不大于最小值加,2%,。,沥青饱和度的取值范围：例如,60%,75%,14,4,、估算法举例,矿料级配为,AK,系列，空隙率技术标准为,4%,10%,，集料最大粒径为,16.0,。据前述，矿料间隙率取值范围宜为,15.1%,16.5%,。沥青饱和度的技术标准,60%,75%,，沥青的相对密度为，矿料的合成毛体积相对密度、表观相对密度和有效相对密度分别为、和；计算时取空隙率范围中值,VV=7%,。把各计算参数代入方程组求解，根据计算的沥青饱和度及其标准要求，表,1,列出了部分沥青含量的计算结果。,15,表,1,估算法确定最佳沥青含量范围,体积指标,技术标准,集料吸收沥青时,计算结果,集料不,吸收沥青时,计算结果,空隙率,/%,矿料,间隙率,/%,饱和度,/%,沥青,含量,/%,有效,沥青,含量,/%,饱和度,/%,沥青,含量,/%,饱和度,/%,7.0,7.0,7.0,7.0,7.0,7.0,15.5,15.7,15.9,16.1,16.3,16.5,60,75,60,75,60,75,60,75,60,75,60,75,4.3,4.4,4.5,4.6,4.7,4.8,3.5,3.6,3.7,3.8,3.9,4.0,59.8,60.2,60.7,61.1,61.5,61.9,3.6,3.7,3.8,3.8,3.9,4.0,54.8,55.4,56.0,56.5,57.1,57.6,16,由表可见，同时满足空隙率、矿料间隙率及沥青饱和度等体积指标标准的沥青含量范围是,4.4%,4.8%,，而马歇尔试验确定的最佳沥青含量为,4.5%,，处于该范围之间，表明估算法找到了最佳沥青含量所在的较小范围。,为了比较，表中也列出了根据,Superpave,方法计算的有效沥青含量。另外由表知，认为集料不吸收沥青时所得沥青含量明显偏小，从而造成沥青饱和度均不合格，因此得不出最佳沥青含量范围。表明不考虑集料吸收沥青时找不出最佳沥青含量的有效范围。估算时必须按集料吸收沥青的情况予以考虑。,17,为了对估算法确定最佳沥青含量范围的有效性与可信性探个究竟，又利用了另外一些沥青混合料组成设计的工程实例，现将其估算与试验的结果连同上例共5项一并汇于表2。其中前两项所用集料相同，但级配曲线不同，不过均属我国AK系列，其最佳沥青含量为马歇尔试验结果，为笔者的实际试验；后三项的最佳沥青含量是 Superpave体系的设计结果，为林绣贤先生的实际试验。,18,有效沥青含量的确定可按下式计算,：,19,表,2,估算法确定最佳沥青含量范围工程实例,工程,实例,矿 料 相 对 密 度,沥青,相对,密度,最佳沥青含量范围,估算值,/%,最佳沥青含量,实测值,/%,毛体积,相对密度,表观,相对密度,有效,相对密度,我国,AK,级配,Super-pave,级配,马歇尔法,Super,-pave,1,2,3,4,5,2.803,2.813,2.851,2.875,2.658,2.884,2.901,2.898,2.919,2.700,2.868,2.883,2.889,2.910,2.692,1.034,1.034,1.029,1.029,1.039,4.4,4.8,4.4,4.8,4.5,5.3,4.4,5.3,5.1,5.7,4.5,4.7,4.6,4.8,5.2,20,由表,2,可见，不论是针对哪种方法的设计结果，估算法得到的最佳沥青含量范围全部包含了实际试验确定的最佳沥青含量，而且这个范围较小，说明估算法能十分有效地搜索到最佳沥青含量所在的局部小区域，进而表明该法确有参考实用价值。,21,三、讨论及结论,所举工程实例的最佳沥青含量全部落在了估算的最佳沥青含量范围之内，这是偶然现象还是必然事实？,事实上，这是一种必然的情形，首先因为油石比的,求解过程可逆,（,方程组,求解），,其次因为：,1,、估算法确定最佳沥青含量范围时，依据的是空隙率、矿料间隙率和沥青饱和度三个体积指标的技术标准范围，这就决定了所估算的最佳沥青含量范围是一个理论上的范围，只有在此范围内的沥青用量才能保证沥青混合料的体积指标满足规范的要求。,22,2,、,实际最佳沥青用量的确定尽管还需要考虑稳定度和流值的大小，但这两个指标所需要的沥青用量范围往往要大于体积指标的确定的范围,【,回忆,】,即：,。因而实际沥的最佳沥青用量主要取决于（或就在）体积指标决定的范围（内）。,从此意义上讲，估算法得到的最佳沥青含量范围是衡量实际试验确定的最佳沥青含量是否正确的一把标尺。,只要是体积设计法，上述估算法就能必然地确定出最佳沥青用量的小范围。,23,空隙率的取值范围：例如3%5%，但为减少计算工作量，可取范围中值。,表明不考虑集料吸收沥青时找不出最佳沥青含量的有效范围。,矿料间隙率计算公式及其变换,二、估算法分析计算过程1、体积指标计算公式及其变换,矿料间隙率的取值范围：规范往往给定最小值的要求，但VMA距最小值不宜太近（不小于0.,实质为吸收的油石比,第 11 讲热拌沥青混合料配合比设计最佳沥青用量、及其范围估算,由表2可见，不论是针对哪种方法的设计结果，估算法得到的最佳沥青含量范围全部包含了实际试验确定的最佳沥青含量，而且这个范围较小，说明估算法能十分有效地搜索到最佳沥青含量所在的局部小区域，进而表明该法确有参考实用价值。,2、估算最佳油石比/最佳沥青含量,然后在此较小的范围内再进行马歇尔试验进一步确定最佳油石比，只要这个范围较小，那么进一步的试验量就将大为减少，估算法就显示出其意义。,把各计算参数代入方程组求解，根据计算的沥青饱和度及其标准要求，表1列出了部分沥青含量的计算结果。,空隙率的取值范围：例如3%5%，但为减少计算工作量，可取范围中值。,为了比较，表中也列出了根据Superpave方法计算的有效沥青含量。,矿料间隙率的取值范围：规范往往给定最小值的要求，但VMA距最小值不宜太近（不小于0.,在VV、VMA技术标准已知的情况下，如果把前式中的沥青含量和毛体积相对密度看作未知量，那么有方程组：,由表,2,最佳沥青含量范围估算结果看，估算法的原理解释了实际工程中为什么各种各样的级配经试验确定的最佳沥青含量却往往都在,5%,左右的现象。,可见，估算法能必然地寻找到最佳油石比或最佳沥青含量所在的局部小范围，然后在此小范围内以中值、中值,+0.5%,和中值,-0.5%,三个沥青用量，再分别进行马歇尔试验，以确定最佳沥青用量，显然此时工作量已大为减少（减少,40%,）。,24,返,回,第,7,讲的内容,作业,要求阅读,沥青混合料目标配合比设计快速确定法（华东公路2001第1期）等几篇文献。,林绣贤,25,