瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)工程實(shí)例

1、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)工程實(shí)例瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)工程實(shí)例 題目題目 試設(shè)計(jì)某高速公路瀝青混凝土路面用瀝青混試設(shè)計(jì)某高速公路瀝青混凝土路面用瀝青混合料的配合組成。合料的配合組成。 原始資料原始資料 1. 1.道路等級(jí)道路等級(jí) 高速公路；高速公路； 2.2.路面類型路面類型 AC-16AC-16瀝青混凝土；瀝青混凝土； 3.3.結(jié)構(gòu)層位結(jié)構(gòu)層位 三層式瀝青混凝土的上面層；三層式瀝青混凝土的上面層； 4.4.氣候條件氣候條件 最低月平均氣溫最低月平均氣溫-8-8； 5.5.材料性能材料性能（1 1）瀝青材料）瀝青材料 可供應(yīng)可供應(yīng)A A級(jí)級(jí)7070號(hào)和號(hào)和9090號(hào)兩種道路石油瀝青。經(jīng)號(hào)兩種道路石油

2、瀝青。經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)性能均符合要求。檢驗(yàn)各項(xiàng)技術(shù)性能均符合要求。（2 2）礦質(zhì)材料）礦質(zhì)材料1 1）碎石和石屑）碎石和石屑: :石灰石軋制碎石，飽水抗壓強(qiáng)度石灰石軋制碎石，飽水抗壓強(qiáng)度12OMPa12OMPa，洛杉磯磨耗率，洛杉磯磨耗率12%,12%,粘附性粘附性( (水煮法水煮法)級(jí)級(jí), ,視密度視密度2.70g/cm2.70g/cm3 3；2 2）砂）砂: :黃砂黃砂( (中砂中砂),),含泥量及泥塊量均含泥量及泥塊量均1%,1%,視密度視密度2.65g/cm2.65g/cm3 33 3）礦粉）礦粉: :石灰石磨細(xì)石粉，粒度范圍符合技術(shù)要求，石灰石磨細(xì)石粉，粒度范圍符合技術(shù)要求，無團(tuán)粒結(jié)塊

3、無團(tuán)粒結(jié)塊，視密度視密度2.58g/cm2.58g/cm3 3。 設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 1. 1.根據(jù)道路等級(jí)、路面類型和結(jié)構(gòu)層位，根據(jù)道路等級(jí)、路面類型和結(jié)構(gòu)層位，確定瀝青混凝土類型，并選擇礦質(zhì)混合料的確定瀝青混凝土類型，并選擇礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍。根據(jù)現(xiàn)有各種礦質(zhì)材料的篩析結(jié)級(jí)配范圍。根據(jù)現(xiàn)有各種礦質(zhì)材料的篩析結(jié)果，采用圖解法確定各種礦料的配合比，并果，采用圖解法確定各種礦料的配合比，并依據(jù)題意對(duì)高速公路要求組配的礦質(zhì)混合料依據(jù)題意對(duì)高速公路要求組配的礦質(zhì)混合料的級(jí)配進(jìn)行調(diào)整。的級(jí)配進(jìn)行調(diào)整。 2.2.通過馬歇爾試驗(yàn)，確定最佳瀝青用量。通過馬歇爾試驗(yàn)，確定最佳瀝青用量。 3.3.最佳瀝青用量按

4、水穩(wěn)定性檢驗(yàn)和抗車轍最佳瀝青用量按水穩(wěn)定性檢驗(yàn)和抗車轍能力校核。能力校核。 解解 1. 1.礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計(jì)礦質(zhì)混合料配合組成設(shè)計(jì) （1 1）確定瀝青混合料類型）確定瀝青混合料類型 由題意，為使高速公路上面層具有較好的抗滑由題意，為使高速公路上面層具有較好的抗滑性，選用中粒式性，選用中粒式AC-16AC-16型瀝青混凝土混合料。型瀝青混凝土混合料。 （2 2）確定礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍）確定礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍 按表按表1 1查出中粒式查出中粒式AC-16AC-16型瀝青混凝土的礦質(zhì)混型瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍，經(jīng)調(diào)整后的工程級(jí)配范圍如表合料級(jí)配范圍，經(jīng)調(diào)整后的工程級(jí)配范圍如表1 1。級(jí)

5、配類型級(jí)配類型篩孔尺寸篩孔尺寸( (方孔篩方孔篩)/mm)/mm16.16.O O13.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.070.075 5AC-16AC-16瀝青混瀝青混凝土工程級(jí)凝土工程級(jí)配范圍配范圍下限下限9090767660603434202013139 97 75 54 4上限上限100100929280806262484836362626181814148 8表表1 1 礦質(zhì)混合料要求級(jí)配范圍礦質(zhì)混合料要求級(jí)配范圍 /%/% （3 3）礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì)）礦質(zhì)混合料配合比設(shè)計(jì) 礦質(zhì)集料篩分試驗(yàn)礦質(zhì)集料

6、篩分試驗(yàn) 現(xiàn)場取樣進(jìn)行篩分試驗(yàn)現(xiàn)場取樣進(jìn)行篩分試驗(yàn): : 碎石選用三種規(guī)格：碎石選用三種規(guī)格：101020mm20mm、5 510mm10mm、3 35mm 5mm 石屑石屑 黃砂黃砂 礦粉礦粉 六種礦質(zhì)集料的篩析結(jié)果列于下表。六種礦質(zhì)集料的篩析結(jié)果列于下表。表2 六種集料的篩分結(jié)果材料名稱材料名稱篩孔尺寸（方篩孔）篩孔尺寸（方篩孔）/mm/mm16.O16.O13.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.070.075 5通過百分率通過百分率/%/%碎碎 石石101020mm20mm10010088.688.616.6

7、16.6O.4O.4O.3O.30.30.30.30.30.30.30.30.30.20.25 510mm10mm10010010010099.799.78.78.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.70.60.63 35mm5mm10010010010010010094.794.73.73.70.50.50.50.50.50.50.50.50.30.3石石 屑屑10010010010010010010010097.297.267.867.840.540.530.230.220.620.64.24.2黃砂黃砂10010010010010010010010087.987.

8、962.262.246.446.43.73.73.13.11.91.9礦礦 粉粉10010010010010010010010010010010010010010099.899.896.296.284.784.7 組成材料配合比設(shè)計(jì)計(jì)算組成材料配合比設(shè)計(jì)計(jì)算 采用圖解法設(shè)計(jì)組成材料配合比，如采用圖解法設(shè)計(jì)組成材料配合比，如附圖附圖1 1所示。由所示。由圖解法確定各種材料用量為圖解法確定各種材料用量為101020mm20mm碎石碎石:5:510mm10mm碎碎石石:3:35mm5mm，碎石，碎石: :石屑石屑: :黃砂黃砂: :礦粉礦粉=34.5%:24%:10.5%:11.5%:13%:6.5

9、%=34.5%:24%:10.5%:11.5%:13%:6.5%。 調(diào)整配合比調(diào)整配合比 從從附圖附圖1 1可以看出，計(jì)算的合成級(jí)配曲線接近級(jí)配范可以看出，計(jì)算的合成級(jí)配曲線接近級(jí)配范圍中值。由于高速公路交通量大、軸載重，為使瀝青圍中值。由于高速公路交通量大、軸載重，為使瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性，合成級(jí)配曲線應(yīng)偏向混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性，合成級(jí)配曲線應(yīng)偏向級(jí)配曲線范圍的下限，為此配合比應(yīng)做調(diào)整。級(jí)配曲線范圍的下限，為此配合比應(yīng)做調(diào)整。 經(jīng)調(diào)整，各種材料的用量比例為：經(jīng)調(diào)整，各種材料的用量比例為： 101020mm20mm碎石碎石:5:510mm10mm碎石碎石:3:35mm5mm碎石

10、碎石: :石屑石屑: :黃砂黃砂: :礦粉礦粉=42%:20%:14%:9%:10%:5%=42%:20%:14%:9%:10%:5%。 調(diào)整后合成級(jí)配曲線光滑平順，且接近級(jí)配曲線的下限。調(diào)整后合成級(jí)配曲線光滑平順，且接近級(jí)配曲線的下限。附圖1 礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算圖礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算圖 附圖2 礦質(zhì)混合料級(jí)配曲線圖礦質(zhì)混合料級(jí)配曲線圖 試件試件組號(hào)組號(hào)油油石石比比/%/%技技 術(shù)術(shù) 指指 標(biāo)標(biāo)毛體積密毛體積密度度s s /gcm/gcm-3-3空隙率空隙率VV/%VV/%礦料礦料間隙率間隙率VMA/%VMA/%瀝青瀝青飽和度飽和度VFA/%VFA/%穩(wěn)定度穩(wěn)定度MS/kNMS/kN流值流值

11、FLFL/mm/mm1 12 23 34 45 54.04.04.54.55.05.05.55.56.06.02.3282.3282.3462.3462.3562.3562.3532.3532.3482.3485.85.84.74.73.63.62.92.92.52.517.917.917.617.617.417.417.717.718.418.462.562.569.869.877.577.580.280.283.583.58.78.79.79.710.510.510.210.29.89.82.12.12.32.32.52.52.82.83.73.7技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)3 36 6 131365

12、657575881.51.54 4表表3 3 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總表馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總表 （4 4）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析）馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析 繪制瀝青用量繪制瀝青用量物理、力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖物理、力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖 根據(jù)根據(jù)表表3 3馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總表，繪制瀝青馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總表，繪制瀝青用量與毛體積密度、空隙率、飽和度、礦料填用量與毛體積密度、空隙率、飽和度、礦料填隙率、穩(wěn)定度、流值的關(guān)系圖，如隙率、穩(wěn)定度、流值的關(guān)系圖，如附圖附圖3 3。 附圖3 油石比-馬歇爾試驗(yàn)各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)系曲線圖 相應(yīng)于密度最大值相應(yīng)于密度最大值a a1 1=5.20%=5.20%，相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值，相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值a a

13、2 2=5.15%=5.15%，相應(yīng)于，相應(yīng)于規(guī)定空隙率范圍中值規(guī)定空隙率范圍中值a a3 3=4.75%=4.75%，相應(yīng)于規(guī)定飽和度范圍中值，相應(yīng)于規(guī)定飽和度范圍中值a a4 4=4.40%=4.40%。 確定最佳瀝青用量初始值（OAC1） 確定最佳瀝青用量初始值（OAC2） 由附圖3得，各指標(biāo)符合瀝青混合料技術(shù)指標(biāo)要求的瀝青用量范圍為：OACminOACmax= 4.20%5.20%，則 綜合確定最佳瀝青用量（OAC） OAC =（5.03%+4.70%）/2=4.87% 按OAC =4.87%檢查VMA符合要求，且位于貧油瀝青一側(cè)；亦滿足其他指標(biāo)的要求。 %03. 53/%)75. 4

14、%15. 5%20. 5(1OAC%70.42/%)20.5%20.4(2OAC 最佳瀝青用量（OAC）檢驗(yàn) 水穩(wěn)定性檢驗(yàn)： 采用瀝青用量為4.87%制備馬歇爾試件，測定標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度及浸水(48h后)馬歇爾穩(wěn)定度，試驗(yàn)結(jié)果如附表4。 表4 瀝青混合料水穩(wěn)定性試驗(yàn)結(jié)果最佳油石比最佳油石比OAC/%OAC/%馬歇爾穩(wěn)定度馬歇爾穩(wěn)定度/kN/kN浸水馬歇爾浸水馬歇爾穩(wěn)定度穩(wěn)定度/kN/kN浸水殘留浸水殘留穩(wěn)定度穩(wěn)定度/%/%規(guī)范規(guī)定殘留規(guī)范規(guī)定殘留穩(wěn)定度穩(wěn)定度/%/%4.874.878.38.37.67.692927575從表從表4 4試驗(yàn)結(jié)果知：試驗(yàn)結(jié)果知：OAC=4.87%OAC=4.87%符合水穩(wěn)性標(biāo)準(zhǔn)要求。符合水穩(wěn)性標(biāo)準(zhǔn)要求?？管囖H能力檢驗(yàn)： 以油石比為4.8%制備瀝青混合料試件，進(jìn)行抗車轍試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表：表5最佳最佳油石比油石比OAC /%OAC /%試驗(yàn)溫度試驗(yàn)溫度T/T/試驗(yàn)輪壓試驗(yàn)輪壓/MPa/MPa試驗(yàn)條件試驗(yàn)條件動(dòng)穩(wěn)定度動(dòng)穩(wěn)定度/ /次次mmmm-1-1規(guī)范規(guī)定規(guī)范規(guī)定動(dòng)穩(wěn)定度動(dòng)穩(wěn)定度/ /次次mmmm-1-14.874.8760600.70.7不浸水