1、2022-3-41道路建筑材料道路建筑材料 ROAD CONSTRUCTION MATERIALS第五章 瀝青混合料組成設計交通科學與工程學院 組成材料的技術要求組成材料的技術要求 瀝青混合料的技術要求瀝青混合料的技術要求 瀝青混合料設計瀝青混合料設計2022-3-4交通科學與工程學院3p 瀝青（技術要求）p粗集料（技術要求、規格）p細集料（機制砂技術要求、規格）p填料（技術要求） 原材料的選擇一、一、 組成材料的技術要求組成材料的技術要求1.1 瀝青（技術要求）道路石油瀝青的適用范圍道路石油瀝青的適用范圍1.1 瀝青（技術要求）道路石油瀝青的技術要求道路石油瀝青的技術要求1.1 瀝青（技術要

2、求）道路石油瀝青的技術要求（續）道路石油瀝青的技術要求（續）1.2 粗集料（技術要求、規格）瀝青混合料用粗集料質量技術要求瀝青混合料用粗集料質量技術要求1.2 粗集料（技術要求、規格）粗集料與瀝青粘附性、磨光值技術要求粗集料與瀝青粘附性、磨光值技術要求1.2 粗集料（技術要求、規格）粗集料對破碎面的要求粗集料對破碎面的要求1.2 粗集料（技術要求、規格）瀝青混合料用粗集料規格瀝青混合料用粗集料規格1.3 細集料（技術要求、規格）瀝青混合料用細集料質量技術要求瀝青混合料用細集料質量技術要求1.3 細集料（機制砂技術要求、規格）天然砂規格要求天然砂規格要求機制砂或石屑規格要求機制砂或石屑規格要求1

3、.4 填料（技術要求）瀝青混合料用礦粉技術要求瀝青混合料用礦粉技術要求2022-3-4交通科學與工程學院14p各類混合料的級配范圍（如基于泰波公式得到相應的級配范圍）p瀝青混合料技術標準 馬歇爾穩定度技術標準 動穩定度技術要求 水穩定性技術要求 破壞應變的技術要求 滲水系數技術要求二、二、 瀝青混合料的技術要求瀝青混合料的技術要求2.1密級配瀝青混凝土礦料級配范圍密級配瀝青混凝土礦料級配范圍密級配瀝青混凝土礦料級配范圍2.1瀝青瑪蹄脂碎石礦料級配范圍瀝青瑪蹄脂碎石混合料礦料級配范圍瀝青瑪蹄脂碎石混合料礦料級配范圍2.2 密級配馬歇爾試驗標準密級配瀝青混凝土馬歇爾試驗技術標準密級配瀝青混凝土馬歇

4、爾試驗技術標準2.2 SMA馬歇爾試驗標準SMA混合料馬歇爾試驗配合比設計技術要求混合料馬歇爾試驗配合比設計技術要求2.3 瀝青混合料車轍試驗技術要求瀝青混合料車轍試驗動穩定度技術要求瀝青混合料車轍試驗動穩定度技術要求2.4 瀝青混合料水穩定技術要求瀝青混合料水穩定性檢驗技術要求瀝青混合料水穩定性檢驗技術要求2.5 瀝青混合料低溫彎曲技術要求瀝青混合料低溫彎曲試驗破壞應變技術要求瀝青混合料低溫彎曲試驗破壞應變技術要求2.7 瀝青混合料滲水系數技術要求瀝青混合料滲水系數技術要求瀝青混合料滲水系數技術要求三、瀝青混合料設計2022-3-4交通科學與工程學院23目標配合比設計階段生產配合比設計階段生

5、產配合比驗證階段礦料的組成設計最佳瀝青用量確定圖解法或試算法集料篩分（水洗法）馬歇爾試 驗預估計算瀝青用量瀝青與集料相對密度測定配合比設計三個階段配合比設計三個階段3.1 礦質混合料組成設計2022-3-4交通科學與工程學院+M集料集料A集料集料B集料集料C集料集料D+=目的：確定各檔集料的摻配比例依據: 集料A、B、C、D的篩分曲線 礦質混合料M的級配范圍方法：試算法、圖解法礦質混合料的級配范圍(AC16)3.1礦質混合料組成設計 試算法基本原理： 假定礦質混合料中某一粒徑的顆粒由某一種對該粒徑占絕對優勢的集料組成，其它集料不含這一檔粒徑。 根據各個主要粒徑去試算各種集料在混合料中的大致比例

6、。如果比例不合適則稍加調整，最終達到符合混合料級配要求的各集料配合比例。3.1礦質混合料組成設計 試算法假定有A、B、C三種集料，配制礦質混合料M(1)計算A集料在礦質混合料中的用量,設A集料中占優勢粒徑的粒徑尺寸為i,其含量為aA(i),混合料M中該粒徑要求的分計篩余百分率為aM(i),則A在混合料中的用量(X)為(2)計算B集料在礦質混合料中的用量,設B集料中占優勢粒徑的粒徑尺寸為j,其含量為aB(j),混合料M中該粒徑要求的分計篩余百分率為aM(j),則B在混合料中的用量(Y)為(3)計算C集料在礦質混合料中的用量(Z)為(4)按上述步驟可以計算混合料中的配合比,經校核如不在要求的級配范

7、圍內,應調整配合比重新計算和復核,直到符合要求為止,如經計算確不能滿足級配要求時,可調整或增加集料數量。例題：P95 100iAiMaaX 100jBjMaaYYXZ1003.1 礦質混合料組成設計 圖解法1繪制矩形圖框繪制矩形圖框2連接對角線，表示設計連接對角線，表示設計級配中值級配中值（即平均值）（即平均值）3繪制級配曲線坐標圖繪制級配曲線坐標圖 縱坐標：通過百分率（縱坐標：通過百分率（%） 繪制橫坐標，表示篩孔尺（繪制橫坐標，表示篩孔尺（mm），由級配中值確定篩孔位置），由級配中值確定篩孔位置4在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線5按照

8、各集料曲線按照各集料曲線重疊、相接、相離重疊、相接、相離三種情況確定各集料的用量比例三種情況確定各集料的用量比例6合成級配，合成級配，7. 校驗、調整校驗、調整篩孔篩孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075級配范圍1009510070884868365324411830122281648級配中植100987957453324171263.1 礦質混合料組成設計1009080706050403020100 0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 A集料B集料C集料D集料aaA集料用量39%B集料用量33%C集料用量15%D集料

9、用量13%b b通過百分率通過百分率/%篩孔尺寸篩孔尺寸/mm191613.2圖解法3.1 礦質混合料組成設計 圖解法1繪圖繪圖 繪制矩形圖框繪制矩形圖框 連接對角線，表示設計連接對角線，表示設計級配中值級配中值（即平均值）（即平均值） 繪制縱坐標：通過百分率（繪制縱坐標：通過百分率（%） 繪制橫坐標：表示篩孔尺寸（繪制橫坐標：表示篩孔尺寸（mm），由級配中值確定篩），由級配中值確定篩 孔位置孔位置2在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線在矩形圖上繪制出各集料的通過百分率的篩分曲線3按照各集料曲線按照各集料曲線重疊、相接、相離重疊、相接、相離三種情況確定各集料的三種情況確定各集料的 用量

10、比例用量比例4. 校驗、調整校驗、調整2022-3-4交通科學與工程學院303.2 瀝青混合料最佳瀝青用量確定2022-3-4交通科學與工程學院313.2 最佳瀝青用量（OAC）p 瀝青用量l 瀝青用量:瀝青占瀝青混合料的比例l 油石比：瀝青占集料及礦粉之和的比例2022-3-4交通科學與工程學院323.2 為什么要確定最佳瀝青用量為什么要確定最佳瀝青用量色色香香味味高溫高溫穩定性穩定性低溫低溫抗裂性抗裂性水穩定性水穩定性耐久性耐久性色色香香味味2022-3-4交通科學與工程學院333.2 為什么要確定最佳瀝青用量為什么要確定最佳瀝青用量瀝青用量過少松散坑槽2022-3-4交通科學與工程學院3

11、43.2 為什么要確定最佳瀝青用量為什么要確定最佳瀝青用量瀝青用量過多泛油車轍推移、擁包2022-3-4交通科學與工程學院35 瀝青性質交互作用集料性質瀝青用量對瀝青混合料強度影響3.2 為什么要確定最佳瀝青用量為什么要確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院36(b) 自由瀝青自由瀝青(a) 結構瀝青結構瀝青擴散溶劑化膜擴散溶劑化膜03.2 為什么要確定最佳瀝青用量為什么要確定最佳瀝青用量礦料與瀝青的交互作用2022-3-4交通科學與工程學院37p瀝青用量對強度的影響瀝青用量對強度的影響3.2 為什么要確定最佳瀝青用量為什么要確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院38?

12、3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院39試件的制備試件的制備物理指標的測定物理指標的測定力學指標的測定力學指標的測定馬歇爾試驗結果分析馬歇爾試驗結果分析路用性能試驗檢測路用性能試驗檢測3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量p馬歇爾試驗馬歇爾試驗2022-3-4交通科學與工程學院40p 根據經驗或按照規范要求初選5個瀝青用量 例如：3.5%，4.0%，4.5%，5.0%，5.5%3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量p 在每個瀝青用量下制備至少4個試件101. 60. 2mm 63. 51.3mm 2022-3-4交通科學與工程學

13、院41馬歇爾試驗馬歇爾試驗3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量 2022-3-4交通科學與工程學院42馬歇爾試驗馬歇爾試驗3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量 2022-3-4交通科學與工程學院43馬歇爾試驗馬歇爾試驗3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量 3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗馬歇爾試驗44馬歇爾試驗： 穩定度（KN）、流值（0.1mm）2022-3-4交通科學與工程學院45毛體積相對密度空隙率VV馬歇爾試驗馬歇爾試驗3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院46礦料間隙率VMA瀝青

14、飽和度VFA馬歇爾試驗馬歇爾試驗3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院47馬歇爾穩定度MS流值FL馬歇爾試驗馬歇爾試驗3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院48瀝青混合料的技術指標要求瀝青用量空隙率(%)VMA(%)VFA(%)穩定度(KN)流值(0.1mm)規范要求35146575820403.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院49毛體積相對密度a1 馬歇爾穩定度MSa2 3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院50空隙

15、率VV11231()3OACaaaa33.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院51瀝青飽和度VFA流值FL3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通科學與工程學院52maxOACminOAC2minmax1()2OACOACOAC3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量共同范圍流值穩定度飽和度空隙率3.0%3.5%4.0%4.5%5.0%5.5%6.0%瀝青用量（）2022-3-4交通科學與工程學院53121()2OACOACOAC最佳用油量為OAC?3.3 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量2022-3-4交通

16、科學與工程學院54 3.4 如何確定最佳瀝青用量如何確定最佳瀝青用量車轍試驗低溫彎曲試驗浸水馬歇爾試驗凍融劈裂試驗路路用用性性能能試試驗驗總結瀝青材料組分：定義、四組分、對路用性能影響膠體結構：定義、各結構特點（結構特點、力學特性、路用性能、判定標準）、蠟對路用性能的影響；技術性質：粘度特性（動力粘度、運動粘度）、三大指標定義、評價指標、表征的瀝青性能、感溫性（針入度指數）勁度模量（定義、隨時間和溫度變化規律、影響因素等）2022-3-4交通科學與工程學院56石料與集料 掌握掌握石料和集料的技術性質、評價方法； 重點掌握重點掌握礦質混合料的級配理論； 石料的化學性質：石料的酸堿性 組成結構 物理性質：密度、孔隙率、吸水性、抗凍性 力學性質：抗壓強度、磨耗性、與瀝青的粘附性 集料的組成結構 物理性質粗 集料骨架間隙率等 力學性質 壓碎值、磨光值等 級配： 表征級配的三