《道路建筑材料》（第2版） 課件 6- 瀝青混合料

2024/2/12RoadConstructionMaterials1第六章瀝青混合料(asphaltmixture)2024/2/12RoadConstructionMaterials2本章要求8掌握瀝青混合料的定義、分類(lèi)。掌握熱拌瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度理論及強(qiáng)度影響因素。掌握熱拌瀝青混合料的組成材料及要求、技術(shù)性質(zhì)及標(biāo)準(zhǔn)、配合比設(shè)計(jì)方法。了解其它類(lèi)型的瀝青混合料及其特性。第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials3第一節(jié)概述第六章瀝青混合料

瀝青混合料：由道路石油瀝青和碎石、石屑、砂及礦粉等礦質(zhì)原材料，按一定比例（必要時(shí)也包括纖維等其它填料）共同組成。粗集料細(xì)集料瀝青混合料填料瀝青礦質(zhì)材料2024/2/12RoadConstructionMaterials4一、瀝青路面簡(jiǎn)介第六章瀝青混合料1.瀝青路面分類(lèi)方法按集料種類(lèi)分按瀝青材料品種分按施工方法、技術(shù)品質(zhì)和使用特點(diǎn)分2024/2/12RoadConstructionMaterials5一、瀝青路面簡(jiǎn)介第六章瀝青混合料2.瀝青混合料的優(yōu)良品質(zhì)

力學(xué)性能良好具有一定的彈塑性路面宏觀平整、微觀粗糙，利于行車(chē)安全減振性良好，行車(chē)舒適安全不揚(yáng)塵，易清掃沖洗養(yǎng)護(hù)期短，修補(bǔ)方便且可再生利用易添加改性劑、外摻劑、穩(wěn)定劑以提高瀝青性能2024/2/12RoadConstructionMaterials6二、瀝青混合料的分類(lèi)第六章瀝青混合料1.按礦料級(jí)配類(lèi)型分

連續(xù)級(jí)配瀝青混合料間斷級(jí)配瀝青混合料2.按公稱最大粒徑分

特粗式（公稱最大粒徑≥31.5mm）

粗粒式（公稱最大粒徑為26.5mm）

中粒式（公稱最大粒徑16mm或19mm）

細(xì)粒式（公稱最大粒徑9.5mm或13.2mm）

砂粒式（公稱最大粒徑≤4.75mm）2024/2/12RoadConstructionMaterials7二、瀝青混合料的分類(lèi)第六章瀝青混合料混合料類(lèi)型密級(jí)配開(kāi)級(jí)配半開(kāi)級(jí)配公稱最大粒徑（mm）最大粒徑（mm）連續(xù)級(jí)配間斷級(jí)配間斷級(jí)配瀝青碎石瀝青混凝土瀝青穩(wěn)定碎石瀝青瑪蹄脂碎石排水式瀝青磨耗層排水式瀝青碎石基層特粗式—ATB-40——ATPB-40—37.553.0粗粒式—ATB-30——ATPB-30—31.537.5AC-25ATB-25——ATPB-25—26.531.5中粒式AC-20—SMA-20——AM-2019.026.5AC-16—SMA-16OGFC-16—AM-1616.019.0細(xì)粒式AC-13—SMA-13OGFC-13—AM-1313.216.0AC-10—SMA-10OGFC-10—AM-109.513.2砂粒式AC-5————4.759.5設(shè)計(jì)空隙率（%）3~53~63~4＞18＞186~12——熱拌瀝青混合料類(lèi)型2024/2/12RoadConstructionMaterials8二、瀝青混合料的分類(lèi)第六章瀝青混合料3.按級(jí)配類(lèi)型和設(shè)計(jì)空隙率分密實(shí)級(jí)配瀝青混合料（典型類(lèi)型：AC、ATB、SMA）

半開(kāi)級(jí)配瀝青混合料（典型類(lèi)型：AM）

開(kāi)級(jí)配瀝青混合料（典型類(lèi)型：OGFC、ATPB）

粗型和細(xì)型密級(jí)配瀝青混凝土的關(guān)鍵性篩孔通過(guò)率混合料類(lèi)型公稱最大粒徑（mm）用以分類(lèi)的關(guān)鍵性篩孔（mm）粗型密級(jí)配細(xì)型密級(jí)配名稱關(guān)鍵性篩孔通過(guò)率（%）名稱關(guān)鍵性篩孔通過(guò)率（%）AC-2526.54.75AC-25C＜40AC-25F＞40AC-20194.75AC-20C＜45AC-20F＞45AC-16162.36AC-16C＜38AC-16F＞38AC-1313.22.36AC-13C＜40AC-13F＞40AC-109.52.36AC-10C＜45AC-10F＞452024/2/12RoadConstructionMaterials9二、瀝青混合料的分類(lèi)第六章瀝青混合料4.按瀝青混合料制造工藝分熱拌瀝青混合料

溫拌瀝青混合料

半溫拌瀝青混合料

冷拌瀝青混合料

熱再生瀝青混合料

冷再生瀝青混合料大型間歇式瀝青混合料拌合站構(gòu)造見(jiàn)教材圖6-12024/2/12RoadConstructionMaterials10二、瀝青混合料的分類(lèi)第六章瀝青混合料5.按路面技術(shù)特性分熱拌瀝青混凝土

熱拌瀝青穩(wěn)定碎石

冷拌瀝青混合料路面

瀝青貫入式路面

瀝青表面處治路面2024/2/12RoadConstructionMaterials11第一節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials12第二節(jié)熱拌瀝青混合料第六章瀝青混合料一、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)1.組成結(jié)構(gòu)理論表面理論：瀝青混合料：礦質(zhì)骨架（粗、細(xì)集料、填料）

結(jié)合料----瀝青

膠漿理論：是一種多級(jí)空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散系。2024/2/12RoadConstructionMaterials13一、瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)第六章瀝青混合料2.瀝青混合料的組成結(jié)構(gòu)

懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)骨架孔隙結(jié)構(gòu)骨架密室結(jié)構(gòu)a)懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)b)骨架孔隙結(jié)構(gòu)c)骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)2024/2/12RoadConstructionMaterials14二、熱拌瀝青混合料的強(qiáng)度理論第六章瀝青混合料1.按強(qiáng)度構(gòu)成原理分

嵌擠類(lèi)

密實(shí)類(lèi)2.瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)

τ=c+σtan?

設(shè)計(jì)要求：破裂面上實(shí)際產(chǎn)生的剪切應(yīng)力τa不大于瀝青混合料的允許剪應(yīng)力τR。2024/2/12RoadConstructionMaterials15三、影響瀝青混合料抗剪強(qiáng)度的因素第六章瀝青混合料1.集料的性狀與級(jí)配類(lèi)型2.瀝青材料的黏度與用量3.瀝青與礦料在界面上的

交互作用

瀝青與礦粉交互作用的結(jié)構(gòu)模式4.瀝青與礦粉用量比例

瀝青用量對(duì)瀝青混合料強(qiáng)度的影響

2024/2/12RoadConstructionMaterials16第二節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials17第三節(jié)熱拌瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)第六章瀝青混合料一、技術(shù)性質(zhì)

1.高溫穩(wěn)定性

定義評(píng)定指標(biāo)1）馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)2）車(chē)轍試驗(yàn)影響因素1）瀝青結(jié)合料2）集料3）瀝青混合料

2024/2/12RoadConstructionMaterials18一、技術(shù)性質(zhì)第六章瀝青混合料2.低溫抗裂性

定義

評(píng)定指標(biāo)

1）低溫彎曲試驗(yàn)3.耐久性

定義

評(píng)定指標(biāo)

1）空隙率

2）飽和度

3）殘留穩(wěn)定度

影響因素

1）瀝青混合料的空隙率等2024/2/12RoadConstructionMaterials19一、技術(shù)性質(zhì)第六章瀝青混合料4.抗滑性

定義評(píng)定指標(biāo)

1）表面紋理構(gòu)造深度2）路表面摩擦系數(shù)

影響因素

1）礦料自身2）表面構(gòu)造深度、顆粒形狀與尺寸等5.施工和易性

定義

影響因素

1）材料組成

2）施工條件

2024/2/12RoadConstructionMaterials20二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料1.組成材料

瀝青粗集料細(xì)集料填料纖維穩(wěn)定劑2024/2/12RoadConstructionMaterials21二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

瀝青

1）道路石油瀝青2）改性瀝青3）液體石油瀝青4）乳化瀝青……

針對(duì)不同氣候環(huán)境，如何把握瀝青的黏度？2024/2/12RoadConstructionMaterials22二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

粗集料

1）物理力學(xué)性能要求2）與瀝青黏附性要求3）粒徑尺寸規(guī)格

瀝青面層用粗集料規(guī)格

2024/2/12RoadConstructionMaterials23二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

細(xì)集料

1）物理力學(xué)性能要求2）粒徑尺寸規(guī)格

瀝青面層用機(jī)制砂或石屑規(guī)格見(jiàn)教材表6-4

瀝青面層用天然砂規(guī)格見(jiàn)教材表6-5

分類(lèi)通過(guò)各篩孔（mm）的質(zhì)量百分率（%）細(xì)度模數(shù)（MX）9.54.752.361.180.60.30.150.075粗砂10090~10065~9535~6515~305~200~100~53.7~3.1中砂10090~10075~9050~9030~608~300~100~53.0~2.3細(xì)砂10090~10085~10075~10060~8415~450~100~52.2~1.6規(guī)格公稱粒徑（mm）通過(guò)下列篩孔（方孔篩）的質(zhì)量百分率（％）9.54.752.361.180.60.30.150.075S15S160～50～310090～10010060～9080～10040～7550～8020～5525～607～408～452～200～250～100～152024/2/12RoadConstructionMaterials24二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

填料

瀝青面層用礦粉質(zhì)量要求

指

標(biāo)高速公路、一級(jí)公路其他等級(jí)公路表觀密度

不小于（t／m３）2.502.45含水量

不大于（％）11粒度范圍

＜0.6mm（％）

＜

0.15mm（％）

＜0.075mm（％）10090～10075～10010090～10070～100外

觀無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊親水系數(shù)＜1塑性指數(shù)＜4加熱安定性實(shí)測(cè)記錄2024/2/12RoadConstructionMaterials25二、瀝青混合料組成材料及其要求第六章瀝青混合料2.各組成材料要求

纖維穩(wěn)定劑

1）木質(zhì)素纖維2）礦質(zhì)纖維3）聚酯纖維……

木質(zhì)素纖維質(zhì)量技術(shù)要求

項(xiàng)目單位指標(biāo)試驗(yàn)方法纖維長(zhǎng)度，不大于mm6水溶液用顯微鏡觀測(cè)灰分含量%18±5高溫590~600℃燃燒后測(cè)定殘留物pH值

7.5±1.0水溶液用pH試紙或pH計(jì)測(cè)定吸油率，不小于

纖維質(zhì)量的5倍用煤油浸泡后放在篩上經(jīng)振敲后稱量含水率（以質(zhì)量計(jì)）不大于%5105℃烘箱烘2h后冷卻稱量2024/2/12RoadConstructionMaterials26三、瀝青混合料工程設(shè)計(jì)級(jí)配范圍第六章瀝青混合料

瀝青混合料礦料級(jí)配范圍2024/2/12RoadConstructionMaterials27四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第六章瀝青混合料

瀝青混合料礦料級(jí)配范圍2024/2/12RoadConstructionMaterials28四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第六章瀝青混合料1.瀝青路年使用性能氣候分區(qū)

瀝青路面使用性能氣候分區(qū)

氣候分區(qū)指標(biāo)氣候分區(qū)按照高溫指標(biāo)高溫氣候區(qū)123氣候區(qū)名稱夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)夏涼區(qū)最熱月平均最高氣溫(℃)>3020～30<20按照低溫指標(biāo)低溫氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱冬嚴(yán)寒區(qū)冬寒區(qū)冬冷區(qū)冬溫區(qū)極端最低氣溫(℃)<-37.0-37.0～-21.5-21.5～-9.0>-9.0按照雨量指標(biāo)雨量氣候區(qū)1234氣候區(qū)名稱潮濕區(qū)濕潤(rùn)區(qū)半干區(qū)干旱區(qū)年降雨量(mm)>10001000～500500～250<2502024/2/12RoadConstructionMaterials29四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第六章瀝青混合料2.熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)密級(jí)配瀝青混凝土混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)指標(biāo)密級(jí)配熱拌瀝青混合料（AC）高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干路其他等級(jí)公路行人道路中輕交通重交通中輕交通重交通夏炎熱區(qū)夏熱區(qū)及夏涼區(qū)擊實(shí)次數(shù)（雙面）755050試件尺寸（mm）φ101.6mm×63.5mm空隙率（%）深90mm以內(nèi)3～54～62～43～53～62～4深90mm以下3～62～43～63～6—穩(wěn)定度（kN）≥853流值（mm）2～41.5～42～4.52～42～4.52～5礦料間隙率VMA（％）≥設(shè)計(jì)空隙率（％）相應(yīng)于以下公稱最大粒徑（mm）的最小VMA及VFA技術(shù)要求26.5191613.29.54.752101111.51213153111212.51314164121313.51415175131414.5151618

6141515.5161719瀝青飽和度VFA（％）55～7065～7570～852024/2/12RoadConstructionMaterials30四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第六章瀝青混合料3.瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性指標(biāo)

瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)動(dòng)穩(wěn)定度技術(shù)要求氣候條件與技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)下列氣候分區(qū)所要求的動(dòng)穩(wěn)定度DS(次／mm)七月平均最高溫度(℃)及氣候分區(qū)>30(夏炎熱區(qū))20～30(夏熱區(qū))<20(夏涼區(qū))1-11-21-31-42-12-22-32-43-2普通瀝青混合料≥8001000600800600改性瀝青混合料≥240028002000240018002024/2/12RoadConstructionMaterials31四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第六章瀝青混合料4.瀝青混合料的低溫抗裂性指標(biāo)

瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變技術(shù)要求氣候條件與技術(shù)指標(biāo)相應(yīng)于下列氣候分區(qū)所要求的破壞應(yīng)變(μm)年極端最低溫度(℃)及氣候分區(qū)<-37.0(冬嚴(yán)寒區(qū))-37.0～-21.5(冬寒區(qū))-21.5～-9.0(冬冷區(qū))>-9.0(冬溫區(qū))1-12-11-22-23-21-32-31-42-4普通瀝青混合料≥260023002000改性瀝青混合料≥3000280025002024/2/12RoadConstructionMaterials32四、熱拌瀝青混合料的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)第六章瀝青混合料5.瀝青混合料水穩(wěn)定性指標(biāo)

瀝青混合料水穩(wěn)定性技術(shù)要求年降雨量（mm）及氣候分區(qū)>1000(潮濕區(qū))100～500(濕潤(rùn)區(qū))500～250(半干區(qū))<250(干旱區(qū))浸水馬歇爾試驗(yàn)的殘留穩(wěn)定度(％)≥普通瀝青混合料8075改性瀝青混合料8580凍融劈裂試驗(yàn)的殘留強(qiáng)度比(％)≥普通瀝青混合料7570改性瀝青混合料80752024/2/12RoadConstructionMaterials33第三節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials34第四節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)第六章瀝青混合料一、馬歇爾瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

1.礦料配合比組成設(shè)計(jì)確定瀝青混合料類(lèi)型

不同層位下的瀝青混合料類(lèi)型

2024/2/12RoadConstructionMaterials35一、馬歇爾瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)第六章瀝青混合料1.礦料配合比組成設(shè)計(jì)

確定礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍

礦質(zhì)混合料配合比例計(jì)算

1）組成材料的原始數(shù)據(jù)測(cè)定2）計(jì)算組成材料的配合比3）調(diào)整配合比2024/2/12RoadConstructionMaterials36一、馬歇爾瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)第六章瀝青混合料2.確定最佳瀝青用量

制備試樣

測(cè)試試件的物理力學(xué)指標(biāo)

1）實(shí)測(cè)密度：當(dāng)試件密實(shí)且集料吸水率不大時(shí)，用水中重法測(cè)定表觀密度：

當(dāng)試件表面粗糙但較密實(shí)，吸水率小于2%時(shí)，用表干法測(cè)定毛體積密度：當(dāng)吸水率大于2%的試件，采用蠟封法測(cè)定毛體積密度:2024/2/12RoadConstructionMaterials37一、馬歇爾瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)第六章瀝青混合料2）最大理論密度：采用油石比計(jì)算時(shí)：

采用瀝青含量計(jì)算時(shí)：

3）試件的空隙率：2024/2/12RoadConstructionMaterials38一、馬歇爾瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)第六章瀝青混合料4）試件的飽和度：

采用油石比計(jì)算時(shí)，瀝青體積百分率：

采用瀝青含量計(jì)算時(shí)，瀝青體積百分率：2024/2/12RoadConstructionMaterials39一、馬歇爾瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)第六章瀝青混合料2.確定最佳瀝青用量馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析

確定最佳瀝青用量：

瀝青混合料的性能檢驗(yàn)

1）水穩(wěn)定性檢驗(yàn)2）高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)瀝青用量與各項(xiàng)指標(biāo)關(guān)系曲線圖示例見(jiàn)教材圖6-5

2024/2/12RoadConstructionMaterials40二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法--前言

第六章瀝青混合料該方法一套從輕交通到重交通道路的混合料設(shè)計(jì)方法。水平1不僅用于低交通量，而且也是各級(jí)設(shè)計(jì)水平的基礎(chǔ)。

設(shè)計(jì)水平1、2、3與相應(yīng)的設(shè)計(jì)交通量設(shè)計(jì)水平水平1水平2水平3設(shè)計(jì)交通量（80/kNESAL）輕交通≤106中等交通量≤107重交通量＞107試驗(yàn)要求選擇材料和體積配合比水平1+性能預(yù)測(cè)試驗(yàn)水平1+增加的性能預(yù)測(cè)試驗(yàn)2024/2/12RoadConstructionMaterials41二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料1.瀝青膠結(jié)料等級(jí)的確定

Superpave膠結(jié)料等級(jí)

1）設(shè)計(jì)溫度的確定

高溫等級(jí)/℃低溫等級(jí)/℃PG-46-34-40-46

PG-52-10-16-22-28-34-40-46PG-58-16-22-28-34-40

PG-64-10-16-22-28-34-40

PG-70-10-16-22-28-34-40

PG-76-10-16-22-28-34

PG-82-10-16-22-28-34

2024/2/12RoadConstructionMaterials42二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料1.瀝青膠結(jié)料等級(jí)的確定

2）根據(jù)路面溫度選擇膠結(jié)料等級(jí)3）根據(jù)交通速率和荷載調(diào)整膠結(jié)料等級(jí)選擇

膠結(jié)料等級(jí)的選擇最低路面設(shè)計(jì)溫度/℃＞-10PG46-10PG52-10PG58-10PG64-10PG70-10PG76-10PG82-10-10~-16PG46-16PG52-16PG58-16PG64-16PG70-16PG76-16PG82-16-16~-22PG46-22PG52-22PG58-22PG64-22PG70-22PG76-22PG82-22-22~-28PG46-28PG52-28PG58-28PG64-28PG70-28PG76-28PG82-28-28~-34PG46-34PG52-34PG58-34PG64-34PG70-34PG76-34PG82-34-34~-40PG46-40PG52-40PG58-40PG64-40PG70-40PG76-40PG82-40-40~-46PG46-46PG52-46PG58-46PG64-46PG70-46PG76-46PG82-46地區(qū)（舉例）阿拉斯加-加拿大美國(guó)北部加拿大美國(guó)北部美國(guó)南部美國(guó)西部、沙漠美國(guó)大陸慢速/重交通2024/2/12RoadConstructionMaterials43二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料2.集料的選擇

粗集料棱角

細(xì)集料棱角

粗集料的扁平與細(xì)長(zhǎng)顆粒

粘土含量

集料的堅(jiān)固性

安定性

有害物質(zhì)

Superpave混合料設(shè)計(jì)要求交通量百萬(wàn)ESAL/s粗集料棱角細(xì)集料棱角砂當(dāng)量扁平細(xì)長(zhǎng)顆粒/%砂粉與有效瀝青用量比在路面下深度/mm在路面下深度/mm

＜100＞100

＜100＞100＜0.355/--/---40-0.6~1.2＜165/--/-40-40-0.6~1.2＜375/-50/-404040100.6~1.2＜1085/8060/---45100.6~1.2＜3095/9080/75454050100.6~1.2＜100100/10095/90454550100.6~1.2＞100100/100100/100454550100.6~1.22024/2/12RoadConstructionMaterials44二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—材料的選擇

第六章瀝青混合料3.級(jí)配

Superpave采用0.45次方級(jí)配圖表來(lái)定義容許級(jí)配，如下圖所示。Superpave采用控制點(diǎn)（Superpave集料級(jí)配控制點(diǎn)）和一個(gè)限制區(qū)（Superpave集料級(jí)配的限制區(qū)邊界）來(lái)規(guī)定級(jí)配。2024/2/12RoadConstructionMaterials45二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—設(shè)計(jì)集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料1.試件體積特性計(jì)算

混合料的有效密度

吸收進(jìn)集料中的瀝青體積有效瀝青體積初始試用瀝青膠結(jié)料含量2024/2/12RoadConstructionMaterials46二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—設(shè)計(jì)集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料2.試件的制備與壓實(shí)

試件尺寸

試件壓實(shí)

采用SHRPM-007松散瀝青混合料短期老化后，按照AASHTOTP4（SHRPM-002）旋轉(zhuǎn)壓實(shí)儀壓實(shí)試件

測(cè)定混合料最大理論密度2024/2/12RoadConstructionMaterials47二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—設(shè)計(jì)集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料3.數(shù)據(jù)分析與表示通過(guò)計(jì)算估算毛體積比重：最大公稱尺寸確定VMA確定旋轉(zhuǎn)次數(shù)Nd后的空隙率Va和VMA

計(jì)算Nd在等于4%空隙的估算瀝青含量:此瀝青用量時(shí)的Nd的體積指標(biāo)為：對(duì)VMA:

對(duì)VFA:2024/2/12RoadConstructionMaterials48二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—設(shè)計(jì)集料的結(jié)構(gòu)

第六章瀝青混合料4.膠粉比的確定

5.Superpave混合料體積設(shè)計(jì)要求交通量ESAL/106s要求密度(最大理論密度/%)最小礦料空隙率/%VFA粉膠比最大公稱尺寸NiNdNm37.525.019.012.59.5＜0.3≤91.596≤9811.012.013.014.015.070~800.6~1.20.3~3≤90.565~783~10≤89.0

10~30＞302024/2/12RoadConstructionMaterials49二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—確定設(shè)計(jì)瀝青用量第六章瀝青混合料

1.選擇4個(gè)瀝青用量2.成型4種瀝青用量的混合料試件3.選擇相應(yīng)于空隙率為4%的瀝青用量

2024/2/12RoadConstructionMaterials50二、Superpave瀝青混合料設(shè)計(jì)方法—水敏感性評(píng)價(jià)第六章瀝青混合料試件壓實(shí)的空隙率為7%確定為條件試件的平均抗壓強(qiáng)度除以對(duì)比試件平均抗

強(qiáng)度的比值，最小為80%

2024/2/12RoadConstructionMaterials51三、體積設(shè)計(jì)法第六章瀝青混合料

1.確定主骨料，由泰波公式設(shè)計(jì)細(xì)集料組成；2.測(cè)定粗、細(xì)集料與礦粉的表觀密度；3.測(cè)定主骨料的裝填密度；4.計(jì)算主骨料緊裝空隙率；5.初步確定礦粉、瀝青用量，根據(jù)不同功能要求確定混合料設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率；6.求解粗、細(xì)集料用量；7.計(jì)算瀝青混合料級(jí)配組成，確定最佳瀝青用量并分析馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果；8.必要時(shí)可進(jìn)一步進(jìn)行瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)等性能確認(rèn)性試驗(yàn)。

2024/2/12RoadConstructionMaterials52四、貝雷法第六章瀝青混合料

1.確定主骨料，由泰波公式設(shè)計(jì)細(xì)集料組成；2.測(cè)定粗、細(xì)集料與礦粉的表觀密度；3.測(cè)定主骨料的裝填密度；4.計(jì)算主骨料緊裝空隙率；5.初步確定礦粉、瀝青用量，根據(jù)不同功能要求確定混合料設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率；6.求解粗、細(xì)集料用量；7.計(jì)算瀝青混合料級(jí)配組成，確定最佳瀝青用量并分析馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果；8.必要時(shí)可進(jìn)一步進(jìn)行瀝青混合料車(chē)轍試驗(yàn)等性能確認(rèn)性試驗(yàn)。

2024/2/12RoadConstructionMaterials53四、貝雷法第六章瀝青混合料貝雷法平面院模型

貝雷法設(shè)計(jì)步驟：

1.劃分粗、細(xì)集料2.粗、細(xì)集料以松散和搗實(shí)密度來(lái)確定混合料的體積特征3.進(jìn)一步對(duì)粗集料的不同粒徑進(jìn)行約束（CA比指標(biāo)）

CA>1無(wú)法形成良好的骨架結(jié)構(gòu)CA<0.4混合料容易離析且難以壓實(shí)2024/2/12RoadConstructionMaterials54四、貝雷法第六章瀝青混合料貝雷法存在的問(wèn)題：1.平面三圓模型與混合料實(shí)際狀態(tài)相差甚遠(yuǎn)；2.嵌擠點(diǎn)控制和級(jí)配參數(shù)計(jì)算由于采用的都是標(biāo)準(zhǔn)篩孔值，該方法對(duì)于不同粒徑的混合料形成嵌擠的粒徑比例關(guān)系是不同的；3.不同混合料嵌擠系數(shù)的變化，導(dǎo)致不同混合料級(jí)配控制參數(shù)上沒(méi)有統(tǒng)一的可比性；4.沒(méi)有考慮礦粉的體積填充影響。2024/2/12RoadConstructionMaterials55第四節(jié)結(jié)束第六章瀝青混合料2024/2/12RoadConstructionMaterials56第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料例題：試用馬歇爾法設(shè)計(jì)某高速公路路面上面層用瀝

青混合料的配合比組成。

設(shè)計(jì)要求

1.用圖解法確定各種礦質(zhì)集料的用量比例。2.用馬歇爾試驗(yàn)確定最佳瀝青用量。原始資料：1.道路等級(jí)：高速公路。2.氣候條件：本工程地處于半干區(qū)的2-2區(qū)。3.路面類(lèi)型：三層式瀝青混凝土路面的上面

層，結(jié)構(gòu)層厚度為3cm。

2024/2/12RoadConstructionMaterials57第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料

材料技術(shù)性能：

（1）瀝青

根據(jù)氣候分區(qū)，本工程地處于半干區(qū)的2-2區(qū)，按規(guī)范選擇瀝青標(biāo)號(hào)為90號(hào)。經(jīng)檢驗(yàn)質(zhì)量符合我國(guó)道路石油瀝青技術(shù)要求，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表。瀝青質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果項(xiàng)

目單位技術(shù)要求試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)方法針入度（25℃，100g，5s）0.1mm80～10083JTJT0604延度（5cm/min）15℃cm≥100＞100JTJT060510℃cm≥30＞30JTJT0605軟化點(diǎn)℃≥4444.7JTJT0606溶解度％＞99.599.5JTJT0607閃點(diǎn)℃＞245342JTJT0611密度g/cm3實(shí)測(cè)1.003JTJT0603蠟含量％≤2.20.64JTJT0615TFOT后質(zhì)量損失％≤0.8+0.11JTJT0609針入度比％≥5779.5JTJT0604延度15℃cm≥20＞80JTJT060510℃cm≥8＞10JTJT06052024/2/12RoadConstructionMaterials58第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料材料技術(shù)性能：

（2）礦質(zhì)材料

粗集料采用某采石場(chǎng)的石灰石，材料篩分結(jié)果與技術(shù)檢測(cè)結(jié)果列于下表，各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范要求，可以使用。礦質(zhì)材料篩析結(jié)果

粗集料質(zhì)量規(guī)格原材料篩孔尺寸（mm）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通過(guò)百分率（％）碎石10095260000000石屑1001001008040170000砂10010010010094907638170礦粉10010010010010010010010010083指

標(biāo)單

位規(guī)

范

要

求碎

石

規(guī)

格9.5～13.24.75～9.5壓碎值％≤2615.0洛杉磯磨耗值％≤2819.2磨光值

≥4046視密度g/cm3≥2.602.7202.712吸水率％≤2.00.85針片狀含量％≤155.7-含泥量％≤1接近0堅(jiān)硬性％≤12石質(zhì)良好，經(jīng)判斷可以不做2024/2/12RoadConstructionMaterials59第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料材料技術(shù)性能：

（2）礦質(zhì)材料

細(xì)集料采用某地河砂，技術(shù)檢測(cè)結(jié)果如下表所列。符合規(guī)范要求，可以使用。砂的質(zhì)量指標(biāo)

填料采用石灰石磨制，技術(shù)檢測(cè)結(jié)果如下表所列，符合規(guī)范要求，可以使用。粗集料質(zhì)量規(guī)格指

標(biāo)規(guī)

范

要

求試

驗(yàn)

結(jié)

果細(xì)度模數(shù)粗砂：3.7～3.1中砂：3.0～2.3

表觀密度（g/cm3）≥2.502.6227砂當(dāng)量≥6064外觀-潔凈、堅(jiān)硬、無(wú)雜質(zhì)＜0.075mm含量（％）≤30.15堅(jiān)固性（％）≥12砂質(zhì)良好，經(jīng)判斷可以不做指

標(biāo)規(guī)

范

要

求石

灰

石

粉巖石品種及產(chǎn)地石灰石某地石灰石表觀密度（g/cm3）≥2.502.014親水系數(shù)≤1＜1.0含水率（％）≤10.152024/2/12RoadConstructionMaterials60第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料解：1.礦質(zhì)混合料級(jí)配組成的確定1）確定瀝青混合料類(lèi)型

由原始資料可知，瀝青混合料用于高速公路三層式瀝青混凝土路面上面層，故參照教材表6-14可知，瀝青混合料類(lèi)型可選用AC-13、AC-16、AC-20，又知該瀝青路面面層厚度為3cm，因此，確定瀝青混合料類(lèi)型為AC-13瀝青混凝土混合料。2）確定礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍參照教材表6-8的要求，細(xì)粒式AC-13型瀝青混凝土混合料的礦質(zhì)混合料級(jí)配范圍如下表。礦質(zhì)混合料要求級(jí)配范圍

級(jí)配類(lèi)型篩孔尺寸（mm）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075細(xì)粒式瀝青混凝土（AC-13）10090～10068～8538～6824～5015～3810～287～205～154～82024/2/12RoadConstructionMaterials61第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料1.礦質(zhì)混合料級(jí)配組成的確定3）測(cè)出集料和瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)，以及礦質(zhì)集料的篩分結(jié)果，見(jiàn)原始資料。用圖解法求出礦質(zhì)集料的比例關(guān)系，示意如下圖所示。礦質(zhì)混合料配合比計(jì)算圖

2024/2/12RoadConstructionMaterials62第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料1.礦質(zhì)混合料級(jí)配組成的確定3）進(jìn)行調(diào)整，使合成級(jí)配盡量接近要求級(jí)配范圍中值，經(jīng)調(diào)整后的礦料合成級(jí)配計(jì)算列于下表。礦質(zhì)混合料合成級(jí)配計(jì)算表

2024/2/12RoadConstructionMaterials63第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料1.礦質(zhì)混合料級(jí)配組成的確定3）繪制合成級(jí)配曲線如下圖所示礦質(zhì)混合料級(jí)配曲線圖由此可得出礦質(zhì)混合料的組成為：碎石:石屑:砂:礦粉＝40％:36％:15％:8％。

2024/2/12RoadConstructionMaterials64第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定1）基于上述計(jì)算所得的礦質(zhì)集料級(jí)配，按照經(jīng)驗(yàn)，細(xì)粒式瀝青混凝土（傳統(tǒng)AC-13Ⅰ）的瀝青用量為4.5％～6.5％。采用0.5％的間隔變化，配制5組馬歇爾試件，試件拌制溫度為140℃，試件成型溫度為130℃，擊實(shí)次數(shù)兩面各擊打75次。成型試件經(jīng)24h后，測(cè)定其各項(xiàng)指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表。瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表組數(shù)編號(hào)瀝青用量（％）實(shí)測(cè)密度（g/cm3）空隙率（％）飽和度（％）穩(wěn)定度（kN）流值（0.1mm）123454.55.05.56.06.52.4722.5122.5312.5422.5327.55.54.13.42.653.363.672.677.683.410.411.912.410.99.028.829.330.733.236.22024/2/12RoadConstructionMaterials65第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定1）畫(huà)出瀝青用量和各指標(biāo)之間的關(guān)系曲線，如下圖所示。2024/2/12RoadConstructionMaterials66第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定

2)從瀝青與各指標(biāo)關(guān)系曲線中可以得出α1=5.5%，α2=5.0%，α3=5.0%，α4=4.7%，則：

根據(jù)瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)（見(jiàn)表6-10，）確定各關(guān)系曲線上瀝青用量范圍，取其共同部分可得：

因?yàn)闅夂驐l件屬于溫和地區(qū)，且是車(chē)輛渠化交通的高速公路，預(yù)計(jì)有可能出現(xiàn)車(chē)轍，則的取值在與的范圍內(nèi)決定，故根據(jù)經(jīng)驗(yàn)取。2024/2/12RoadConstructionMaterials67第五節(jié)瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)算例第六章瀝青混合料2.瀝青最佳用量的確定3）按最佳瀝青用量4.8％制作馬歇爾試件，進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，測(cè)得的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表。由下表可見(jiàn)，殘留穩(wěn)定度大于75％，符合規(guī)定要求。4）按最佳瀝青用量4.8％制作車(chē)轍試件，測(cè)定其動(dòng)穩(wěn)定度，其結(jié)果大于800次／mm，符合規(guī)定要求。浸水馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表

因此通過(guò)以上試驗(yàn)和計(jì)算，可以確定最佳瀝青用量為4.8％。瀝青用量（％）密度（g/cm3）空隙率（％）飽和度（％）馬歇爾穩(wěn)定度（kN）浸水馬歇爾穩(wěn)定度（kN）殘留穩(wěn)定度（％）4.82.5373.774.912.49.8792024/2/12RoadConstructionMaterials68第五節(jié)