第五沥青混合料配合比设计演示文稿.ppt

第五沥青混合料配合比设计演示文稿第一页，共四十二页优选）第五沥青混合料配合比设计第二页，共四十二页4、骨料级配确定和设计、骨料级配确定和设计 确定选取骨料的组配，满足级配要求确定选取骨料的组配，满足级配要求 表表5-8 粗骨料、细骨料、矿粉粗骨料、细骨料、矿粉比例比例 5、沥青混合料设计、沥青混合料设计 确定最佳沥青用量，满足技术指标要求确定最佳沥青用量，满足技术指标要求 矿料设计、最佳沥青用量确定矿料设计、最佳沥青用量确定第三页，共四十二页一）矿质混合料的配比设计（一）矿质混合料的配比设计问题的提出问题的提出 1、骨料粒级如何配合，堆积空隙率最小？、骨料粒级如何配合，堆积空隙率最小？ 最大堆积密度理论最大堆积密度理论 2、不同骨料如何搭配，才能获得最大堆积不同骨料如何搭配，才能获得最大堆积密度？密度？ 矿料配合比设计方法矿料配合比设计方法第四页，共四十二页1、矿质混合料级配理论（最大密度曲线理论）矿质混合料级配理论（最大密度曲线理论） W.B.富勒（富勒（Fuller）研究发现：）研究发现：矿质混合料过筛百分率矿质混合料过筛百分率与粒径的关系曲线越接近抛物线，混合料的密实度越大，与粒径的关系曲线越接近抛物线，混合料的密实度越大，空隙率越小。

空隙率越小 P2=kd 当筛孔尺寸当筛孔尺寸d等于集料的最大粒径等于集料的最大粒径D时，该颗粒的通时，该颗粒的通过百分率过百分率P为为100 p=100（d/D）0.5 实际应用实际应用 ：p=100（d/D）n ，n幂级配通式幂级配通式 n通常在通常在0.30.7之间之间 ，0.5时为时为最大密度曲线最大密度曲线 第五页，共四十二页P-d级配曲线级配曲线P-logd级配曲线级配曲线第六页，共四十二页已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围已知矿料最大粒径，理论上可以推算最佳级配范围第七页，共四十二页2、矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 合合理理组组配配不不同同集集料料，使使混混合合料料级级配配处处于于要要求求的的范范围围之之内，并尽可能逼近理想的最大密度曲线内，并尽可能逼近理想的最大密度曲线 数解法和图解法数解法和图解法 已知条件：已知条件： （1）各种集料的筛分析试验结果；）各种集料的筛分析试验结果； （2）设计要求：技术规范规定或理论计算得到的矿质）设计要求：技术规范规定或理论计算得到的矿质混合料级配范围混合料级配范围 迫近表迫近表5-6的级配中值的级配中值第八页，共四十二页。

u数解法数解法基本原理：基本原理： （1 1）设有）设有A、B、C三种集料，欲配制级配为三种集料，欲配制级配为M的矿质混合料，的矿质混合料，A、B、C在混合料中百分比分别为在混合料中百分比分别为X、Y、Z，则：，则： X + Y + Z = 100X + Y + Z = 100 （2 2）设集料）设集料A、B、C中某粒径中某粒径i i颗粒含量分别为颗粒含量分别为aA(i)、aB(i)、aC(i)，混合料混合料M M相应颗粒含量为相应颗粒含量为aM(i)，则：，则： X XaA(i) + Y + YaB(i)+ Z+ ZaC(i)= = aM(i) （3 3）假定混合料中某粒径颗粒仅由一相应的优势集料提供，其他）假定混合料中某粒径颗粒仅由一相应的优势集料提供，其他集料不含此种颗粒，则优势集料用量可直接求出集料不含此种颗粒，则优势集料用量可直接求出 第九页，共四十二页 计算计算AC-13I型沥青混凝土的矿料配合比型沥青混凝土的矿料配合比 已知：已知： 碎碎石石、石石屑屑和和矿矿粉粉三三种种矿矿质质集集料料，筛筛分分析试验结果见表析试验结果见表1 沥青混凝土矿料的级配要求沥青混凝土矿料的级配要求 计算：计算： （1）确确定定碎碎石石、石石屑屑、矿矿粉粉在在矿矿质质混混合合料料中所占的比例。

中所占的比例 （2）校核矿质混合料合成级配计算结果是）校核矿质混合料合成级配计算结果是否符合规范要求级配范围否符合规范要求级配范围 例题例题1第十页，共四十二页第十一页，共四十二页 （1）矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值）矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值 （2）确定优势骨料，计算相应含量）确定优势骨料，计算相应含量 优势骨料优势骨料1：碎石：碎石优势粒径为优势粒径为4.75mm， 则混合料中碎石含量：则混合料中碎石含量： X = aM(4.75)/ aA(4.75) = 21.0/49 = 42.1% 优势骨料优势骨料2：矿粉：矿粉优势粒径为优势粒径为0.075mm 则混合料中矿粉含量：则混合料中矿粉含量： Z= aM( 0.0.75)/ aC(0.0.75)= 6.0/85.3 = 7.0% （3）计算石屑在矿质混合料中的含量）计算石屑在矿质混合料中的含量Y Y= 1 - X Z = 50.9% （4 4）校核、计算、调整校核、计算、调整 如何校核？原则是什么？如何校核？原则是什么？ 第十二页，共四十二页第十三页，共四十二页第十四页，共四十二页u 图解法图解法基本原理基本原理 （1） n幂公式幂公式p=100（d/D）n 中，中， p与与（d/D）n为直线关为直线关系系第十五页，共四十二页。

2） 假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为直假设矿料为单一粒径骨料组成，则其级配曲线为直线线（3）各粒径骨料用量可通过首尾相连，与级配中值线的交点）各粒径骨料用量可通过首尾相连，与级配中值线的交点确定确定第十六页，共四十二页4）非单一粒径各骨料用量按下述方法确定）非单一粒径各骨料用量按下述方法确定 A、级配曲线相离，作相离点的垂直平分线级配曲线相离，作相离点的垂直平分线 B、级配曲线相接，连接相接点级配曲线相接，连接相接点 C、级配曲线相重叠，作垂线使之在两条级配曲、级配曲线相重叠，作垂线使之在两条级配曲线上截得的线段长度相等线上截得的线段长度相等 通过所作垂线与级配中值直线的交点，作水通过所作垂线与级配中值直线的交点，作水平线，在纵坐标上截得的距离为相应骨料的用量平线，在纵坐标上截得的距离为相应骨料的用量第十七页，共四十二页第十八页，共四十二页例题例题2、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥青矿、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥青矿质混合料的配合比质混合料的配合比已知：已知： （1）有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，各集料）有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，各集料通过百分率列于表中。

通过百分率列于表中 （2 2）设计级配范围按）设计级配范围按沥青路面施工及验收规范沥青路面施工及验收规范沥沥青混凝土混合料细粒式青混凝土混合料细粒式AC13-I要求的级配范围和中要求的级配范围和中值列于表中值列于表中 第十九页，共四十二页第二十页，共四十二页步骤步骤1：绘制图解法用图，纵坐标取绘制图解法用图，纵坐标取10cm表示通过量，表示通过量，横坐标取横坐标取15cm表示筛孔尺寸作级配曲线中值，并表示筛孔尺寸作级配曲线中值，并确定筛孔坐标确定筛孔坐标步骤步骤2：将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘制于图中将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘制于图中步骤步骤3：确定各集料所占比例确定各集料所占比例 第二十一页，共四十二页第二十二页，共四十二页步骤步骤4、根据图解法求得的各集料用量百分率，列表进、根据图解法求得的各集料用量百分率，列表进行校核计算如表行校核计算如表 第二十三页，共四十二页步骤步骤5 5、0.3mm和和0.6mm通过量偏低，通过量偏低，0.075mm通过量偏高通过量偏高配合比调整，配合比调整，碎石碎石X=31%，石屑，石屑Y=26%，砂，砂Z=37%，矿粉矿粉W=6% 步骤步骤6 6、将调整后合成级配绘制于规范要求级配曲线中将调整后合成级配绘制于规范要求级配曲线中 第二十四页，共四十二页。

第二十五页，共四十二页 (二二) )、沥青混合料的配比设计、沥青混合料的配比设计1 1、热拌沥青混合料配比设计步骤、热拌沥青混合料配比设计步骤A A、矿质混合料的配比设计、矿质混合料的配比设计 1 1）根据道路等级、路面结构和层次，选取沥青混合料类型）根据道路等级、路面结构和层次，选取沥青混合料类型 2 2）确定合成矿料要求的级配范围确定合成矿料要求的级配范围 3 3）矿质混合料配合比设计矿质混合料配合比设计 0.075mm0.075mm、2.36mm2.36mm和和4.75mm4.75mm筛孔通过量尽量接近设计级配范围筛孔通过量尽量接近设计级配范围中值 对交通量大的道路，级配应接近下限；对交通量大的道路，级配应接近下限； 小交通量的道路应偏上限小交通量的道路应偏上限 第二十六页，共四十二页第二十七页，共四十二页B B、确定最佳沥青用量、确定最佳沥青用量 沥青用量表示：沥青用量表示：油石比：油石比： ：各种矿料配合比（矿料总和为各种矿料配合比（矿料总和为 ）（）（%） ：油石比（沥青与矿料的质量比）（：油石比（沥青与矿料的质量比）（%） 沥青百分含量沥青百分含量%： ：各矿料配合比（矿料和沥青总和为各矿料配合比（矿料和沥青总和为 ） ：沥青含量（沥青占沥青混合料总质量百分率）（：沥青含量（沥青占沥青混合料总质量百分率）（%） 第二十八页，共四十二页。

1）测试试样制备：测试试样制备： （1 1）按矿质混合料配比确定各种集料用量）按矿质混合料配比确定各种集料用量 （2 2）选取间隔为）选取间隔为0.5%的五个沥青掺量的五个沥青掺量 2）测定物理指标测定物理指标 （1）表观密度）表观密度s （2）计算理论最大密度）计算理论最大密度第二十九页，共四十二页3 3）计算空隙率（）计算空隙率（VVVV）：）：（4 4）计算沥青体积百分率（）计算沥青体积百分率（VAVA）：）：（5 5）计算矿料间隙率（）计算矿料间隙率（VMAVMA）：）：（6 6）计算沥青饱和度（）计算沥青饱和度（VFAVFA）：）： 第三十页，共四十二页7）测定力学指标测定力学指标 A：马歇尔稳定度马歇尔稳定度MS B：流值流值FL C：计算马歇尔模数计算马歇尔模数T 3）马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析 （1）绘制沥青用量与物理力学指标关系图绘制沥青用量与物理力学指标关系图 第三十一页，共四十二页第三十二页，共四十二页2）根据根据稳定度、密度和空隙率稳定度、密度和空隙率确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值1（OAC1） OAC1=（a1+a2+a3）/3 第三十三页，共四十二页。

3）根据根据符合各技术指标要求的沥青用量范围符合各技术指标要求的沥青用量范围确定沥青确定沥青最佳用量初始值最佳用量初始值2（OAC2） OAC2=（OACmax+OACmin）/2 （4）根据根据OAC1和和OAC2确定沥青最佳用量确定沥青最佳用量OAC OAC1沥青用量值对应的所有沥青混合料指标满足沥青用量值对应的所有沥青混合料指标满足要求时：要求时： OAC=（OAC1+OAC2）/2 预计车辙较大预计车辙较大 ：OAC在在OAC2和和OACmin之间选取，之间选取，但不小于但不小于OAC2的的0.5% 寒区道路及一般道路寒区道路及一般道路 ：OAC可在可在OAC2和和OACmax之间之间选取，但不大于选取，但不大于OAC2的的0.3% 第三十四页，共四十二页4）水稳性试验水稳性试验 以最佳沥青用量以最佳沥青用量OAC进行浸水马歇尔试验进行浸水马歇尔试验 若若OAC与与OAC1、OAC2相差较大，用相差较大，用OAC和和OAC1或或OAC2进进行残留稳定度试验行残留稳定度试验 要求：要求：型沥青混凝土不低于型沥青混凝土不低于75%，型沥青混凝土不型沥青混凝土不低于低于70% 5）抗车辙试验抗车辙试验 以最佳沥青用量以最佳沥青用量OAC进行动稳定度车辙试验进行动稳定度车辙试验 。

若若OAC与与OAC1、OAC2相差较大，用相差较大，用OAC和和OAC1或或OAC2进行试进行试验验 要求：要求：。