土木工程材料第九章 热拌沥青溷合料.ppt
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2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 沥青混合料沥青混合料是指由矿料（粗集料、细集料、矿粉）与适量沥是指由矿料（粗集料、细集料、矿粉）与适量沥青材料经拌和而成的混合料青材料经拌和而成的混合料沥青混凝土、沥青碎石混合料沥青混凝土、沥青碎石混合料) 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 第一节概述第一节概述 一、一、 沥青混合料的特点沥青混合料的特点 1.1.弹弹- -塑塑- -粘性材料，良好的力学性能，一定的高粘性材料，良好的力学性能，一定的高 温稳定性和低温抗裂性，不需设施工缝和伸缩缝温稳定性和低温抗裂性，不需设施工缝和伸缩缝 路面平整且有弹性，行车舒适路面平整且有弹性，行车舒适 2.2.有一定的粗糙度，防滑有一定的粗糙度，防滑; ;降噪路面为黑色，降噪路面为黑色，行行 车比较安全车比较安全 3.3.施工方便快速施工方便快速。
能及时开放交通能及时开放交通 4. 4. 经济耐久经济耐久分期改造，再生利用分期改造，再生利用 5. 5. 缺点：温度敏感性和老化现象缺点：温度敏感性和老化现象 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料二、沥青混合料的分类二、沥青混合料的分类1 1、按胶结料品种分、按胶结料品种分 石油沥青、煤沥青混合料石油沥青、煤沥青混合料2 2、按公称最大粒径分、按公称最大粒径分 特粗式沥青混合料：特粗式沥青混合料：D Dm m≥37.5mm≥37.5mm 粗粒式：粗粒式： D Dm=26.5mm =26.5mm 或或D Dm m=31.5mm=31.5mm 中粒式：中粒式： D Dm m=16mm =16mm 或或D Dm m=19mm=19mm 细粒式：细粒式： D Dm m=9.5mm =9.5mm 或或D Dm m=13.2mm=13.2mm 砂粒式：砂粒式： D Dm m＜＜9.5mm9.5mm3 3、、按矿料级配类型分按矿料级配类型分 连续级配沥青混合料、间断级配。
连续级配沥青混合料、间断级配 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料4 4、按矿料级配组成及空隙率大小分类、按矿料级配组成及空隙率大小分类（（1 1））密级配密级配沥青混合料：沥青混合料： 密实式沥青混合料密实式沥青混合料ACAC、密实式沥青稳定碎石混合、密实式沥青稳定碎石混合 料料ATBATB2 2））半开级配半开级配沥青混合料（适当比例粗集料、细集料沥青混合料（适当比例粗集料、细集料 及少量填料或无填料剩余空隙率及少量填料或无填料剩余空隙率6~12%6~12%）） —— 沥青碎石沥青碎石（（3 3））开级配开级配沥青混合料（粗集料嵌挤组成，细集料及沥青混合料（粗集料嵌挤组成，细集料及 填料较少剩余空隙率大于填料较少剩余空隙率大于18%18%））——沥青碎石沥青碎石5 5、按施工条件（温度）分、按施工条件（温度）分 热拌、冷拌、再生沥青混合热拌、冷拌、再生沥青混合料料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 剩余空隙率小于剩余空隙率小于10%10%的沥青混合料，的沥青混合料，称为沥青混凝土（混合料），适用于称为沥青混凝土（混合料），适用于公路的面层。
剩余空隙率大于公路的面层剩余空隙率大于10%10%的的沥青混合料，称为沥青碎（砾）石沥青混合料，称为沥青碎（砾）石（混合料），适用于公路的过渡层和（混合料），适用于公路的过渡层和整平层 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第二节第二节 沥青混合料组成材料的技术要求沥青混合料组成材料的技术要求 1. 1. 沥青材料沥青材料 (1)(1)沥青种类选择沥青种类选择: : 按现行按现行《《公路沥青路面施工技公路沥青路面施工技术规范术规范》》（（JTGF40JTGF40—20042004）规定，道路石油沥青分为）规定，道路石油沥青分为A A级、级、B B级、级、C C级三级三个等级，各自的适用范围应符合表个等级，各自的适用范围应符合表9-3 9-3 的规定按规格参照按规格参照 (2) (2) 沥青标号沥青标号: : 宜按照公路等级、气候条件、交通宜按照公路等级、气候条件、交通条件、路类型及在结构层中的层位及受力特点、施工条件、路类型及在结构层中的层位及受力特点、施工方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定。
方法等，结合当地的使用经验，经技术论证后确定 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 高速公路、一级公路、重载交通、山区上坡高速公路、一级公路、重载交通、山区上坡路路--------稠度大、粘度大的沥青稠度大、粘度大的沥青 冬季寒冷，交通量少冬季寒冷，交通量少--------稠度小、低温延度稠度小、低温延度大沥青温差大大沥青温差大--------针入度指数大的沥青针入度指数大的沥青高温与低温要求发生矛盾，优先考虑高温高温与低温要求发生矛盾，优先考虑高温 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料（一）沥青路面使用性能气候分区（一）沥青路面使用性能气候分区 衢州衢州1-4-11-4-1气候分区指标气候分区指标气候分区气候分区按照高按照高温温指标指标高温气候区高温气候区1 12 23 3气候区名称气候区名称夏炎热区夏炎热区夏热区夏热区夏凉区夏凉区七月平均最高温七月平均最高温度度℃℃>30>3020-3020-30<20<20按照低按照低温温指标指标低温气候区低温气候区1 12 23 34 4气候区名称气候区名称冬严寒区冬严寒区冬寒区冬寒区冬冷区冬冷区冬温区冬温区极端最低气温极端最低气温（（℃℃））<-37.5<-37.5-37.5-37.5至至- 21.5- 21.5-21.5-21.5至至-9.0-9.0>-9.0>-9.0按照雨按照雨量量指标指标雨量气候区雨量气候区1 12 23 34 4气候区名称气候区名称潮湿区潮湿区湿润区湿润区半干区半干区干旱区干旱区年降雨量（年降雨量（mmmm））>1000>10001000-5001000-500500-250500-250<250<250 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2 2、粗集料（、粗集料（≥≥2.36mm2.36mm））碱性、表面粗糙碱性、表面粗糙1 1））表面粗糙表面粗糙、足、足够的高强及耐磨性。
够的高强及耐磨性立方体（限制立方体（限制 针片状颗粒）具有棱角的颗粒针片状颗粒）具有棱角的颗粒洁净、干燥、无洁净、干燥、无 风化、不含杂质，风化、不含杂质，2 2）碱性的岩石）碱性的岩石3 3）酸性岩石）酸性岩石的石料为保证与沥青的粘附性符合规范的石料为保证与沥青的粘附性符合规范 要求，应采用下列要求，应采用下列抗剥离措施抗剥离措施 ①①用干燥的磨细消石灰或生石灰粉用干燥的磨细消石灰或生石灰粉 、水泥作为填、水泥作为填 料的一部分料的一部分 ，其用量宜为矿料总量的，其用量宜为矿料总量的1 1％％~2~2％ ② ②在沥青中掺加抗剥离剂在沥青中掺加抗剥离剂 ③③将粗集料用石灰浆处理后使用将粗集料用石灰浆处理后使用 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 3. 3. 细集料细集料 沥青混合料用细集料可采用沥青混合料用细集料可采用天然砂、机制砂及石天然砂、机制砂及石屑屑1 1）洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗）洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗 粒组成，其质量应符合规范要求粒组成，其质量应符合规范要求( (见表见表9-7)9-7)。
2 2））细集料应与沥青有良好的粘结能力细集料应与沥青有良好的粘结能力与沥青粘与沥青粘 结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等结性能很差的天然砂及用花岗岩、石英岩等酸酸 性石料性石料破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路、破碎的机制砂或石屑不宜用于高速公路、 一级公路、城市快速路、主干路沥青面层必一级公路、城市快速路、主干路沥青面层必 须使用时，应采用抗剥离措施须使用时，应采用抗剥离措施 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 4. 4. 填料填料（＜（＜0.075mm0.075mm多为矿粉）多为矿粉） （（1 1）） 宜采用宜采用石灰岩石灰岩或岩浆岩中的或岩浆岩中的强基性岩石强基性岩石( (碱性碱性 岩石，岩石，SiOSiO2 2<45%, <45%, 憎水性石料憎水性石料) )经磨细得到的矿粉经磨细得到的矿粉 （（2 2）矿粉要求干燥、洁净，泥土杂质应除净，其）矿粉要求干燥、洁净，泥土杂质应除净，其 质量应符合规范要求质量应符合规范要求( (见表见表9-8)9-8)。
（（3 3））粉煤灰粉煤灰作为填料使用时，烧失量应小于作为填料使用时，烧失量应小于1212％，％， 其余质量要求与矿粉相同粉煤灰的用量不宜超其余质量要求与矿粉相同粉煤灰的用量不宜超 过填料总量的过填料总量的5050％，％，高速公路、一级公路的沥青高速公路、一级公路的沥青 路面不宜采用粉煤灰做填料路面不宜采用粉煤灰做填料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第三节沥青混合料的组成结构和强度理论第三节沥青混合料的组成结构和强度理论 一、沥青混合料的组成结构一、沥青混合料的组成结构 沥青混合料是一种复合材料，它是由沥青、沥青混合料是一种复合材料，它是由沥青、粗集料、细集料和矿粉以及外加剂所组成这粗集料、细集料和矿粉以及外加剂所组成这些组成材料在混合料中，由于组成材料质量的些组成材料在混合料中，由于组成材料质量的差异和数量的多少可形成不同的组成结构，并差异和数量的多少可形成不同的组成结构，并表现为不同的力学性能表现为不同的力学性能 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 沥青混合料组成结构类型沥青混合料组成结构类型悬浮悬浮- -密实结构、骨架密实结构、骨架- -空隙结构空隙结构 、、骨架骨架- -密实结构密实结构 (1)(1)悬浮悬浮- -密实结构密实结构: : 是指矿质集料由大至小组成连是指矿质集料由大至小组成连续密级配的混合料结构，混合料中续密级配的混合料结构，混合料中粗集料数量较少粗集料数量较少，，不能形成骨架。
如图不能形成骨架如图9-1a9-1a这种沥青混合料这种沥青混合料粘聚力粘聚力F F 较较大，内摩阻角大，内摩阻角 较小，因此高温稳定性较差较小，因此高温稳定性较差按照连续密级配原理设计的续密级配原理设计的ACAC型沥青混合料是典型的悬浮型沥青混合料是典型的悬浮- -密实结构密实度强度较高，连续级配不易离析易密实结构密实度强度较高，连续级配不易离析易施工目前我国沥青混合料主要采用的结构目前我国沥青混合料主要采用的结构 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料a) 悬浮悬浮-密实结构密实结构 b) 骨架骨架-空隙结构空隙结构 c) 密实密实-骨架结构骨架结构矿料为连续型密级配矿料为连续型密级配连续型开级配连续型开级配间断型密级配间断型密级配图图 沥青混合料结构组成示意图沥青混合料结构组成示意图 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 (2)(2)骨架骨架- -空隙结构空隙结构: : 是指矿质集料属于是指矿质集料属于连续连续型开级配的混合料结构型开级配的混合料结构，矿质集料中，矿质集料中粗集料较粗集料较多多，可形成矿质骨架，，可形成矿质骨架，细集料较少，不足以填细集料较少，不足以填满空隙满空隙，如图，如图9-1b9-1b，所以此结构沥青混合料，所以此结构沥青混合料空空隙率大，耐久性差，沥青与矿料的粘聚力差，隙率大，耐久性差，沥青与矿料的粘聚力差，热稳定较好，热稳定较好，这种结构沥青混合料的强度主要这种结构沥青混合料的强度主要取决于内摩阻角。
沥青碎石混合料取决于内摩阻角沥青碎石混合料AMAM和开级配和开级配耗层沥青混合料耗层沥青混合料OGFCOGFC是典型的骨架一空隙结构是典型的骨架一空隙结构 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 (3)(3)骨架骨架- -密实结构密实结构: : 是指此结构是指此结构具有较多具有较多数量的粗集料形成空间骨架数量的粗集料形成空间骨架，，同时又有足够的同时又有足够的细集料可填满骨架的空隙，细集料可填满骨架的空隙，如图如图9-1c9-1c这种结构的沥青混合料具有构的沥青混合料具有较高的粘聚力和较高的内较高的粘聚力和较高的内摩阻角，是沥青混合料中最理想的一种结构类摩阻角，是沥青混合料中最理想的一种结构类型型由于间断级配易分离，对施工技术要求由于间断级配易分离，对施工技术要求较高，目前我国应用还较少沥青玛蹄脂碎较高，目前我国应用还较少沥青玛蹄脂碎石混合料石混合料SMASMA是典型的骨架一密实结构是典型的骨架一密实结构 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料沥青混合料的组成结构沥青混合料的组成结构沥青混合沥青混合料料密实密实度度稳定稳定度度施施工工耐久耐久性性1悬浮悬浮密实密实结构结构连续级配连续级配密实式密实式粗集料少，细集料多。
粗集料少，细集料多粗集料悬浮在细集料中粗集料悬浮在细集料中连续型密级配连续型密级配大大差差易易 好好2骨架骨架空隙空隙结构结构开式，半开式，半开式开式沥青碎石沥青碎石粗集料多，形成骨架粗集料多，形成骨架细集料少，不足以填充细集料少，不足以填充空隙连续型开级配连续型开级配小小好好易易 差差3骨架骨架密实密实结构结构间断级配间断级配密实式密实式既有一定数量的粗集料既有一定数量的粗集料形成骨架又有足够的形成骨架又有足够的细集料填充空隙细集料填充空隙间断型密级配间断型密级配较大较大较好较好不不易易较好较好 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 二、沥青混合料的强度理论二、沥青混合料的强度理论 破坏原因：高温时由于抗剪强度不足破坏原因：高温时由于抗剪强度不足或或塑性变形塑性变形增大增大而而产生推挤波浪、拥包产生推挤波浪、拥包等现象，和等现象，和低温低温时抗拉强时抗拉强度不足或变形能力较差而度不足或变形能力较差而产生裂缝产生裂缝现象主要是要求现象主要是要求沥青混合料在高温时必须具有一定的抗剪强度和抵抗沥青混合料在高温时必须具有一定的抗剪强度和抵抗变形的能力。
变形的能力 目前对于沥青混合料强度的研究，一般采用库伦目前对于沥青混合料强度的研究，一般采用库伦内摩擦理论分析沥青混合料的内摩擦理论分析沥青混合料的抗剪强度抗剪强度ττ主要取决主要取决于于沥青与矿质集料物理、化学交互作用而产生的沥青与矿质集料物理、化学交互作用而产生的粘聚粘聚力力c c，以及矿质集料在沥青混合料中分散程度不同而，以及矿质集料在沥青混合料中分散程度不同而产生的产生的内摩阻角内摩阻角φφ如下式所示：如下式所示： 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 三、影响沥青混合料抗剪强度的因素三、影响沥青混合料抗剪强度的因素 (1)(1)影响沥青混合料抗剪强度的内因影响沥青混合料抗剪强度的内因 1)1)沥青粘度的影响沥青粘度的影响在其他因素固定的条件下，在其他因素固定的条件下，沥青混合料的沥青混合料的粘聚力粘聚力C C是随着沥青粘度的提高而增加是随着沥青粘度的提高而增加的的因为沥青的粘度即沥青内部沥青胶团相互位移因为沥青的粘度即沥青内部沥青胶团相互位移时，其分散介质抵抗剪切作用的抗力，所以沥青混时，其分散介质抵抗剪切作用的抗力，所以沥青混合料受到剪切作用时，特别是受到短暂的瞬时荷载合料受到剪切作用时，特别是受到短暂的瞬时荷载时，时，具有高粘度的沥青能赋予沥青混合料较大的粘具有高粘度的沥青能赋予沥青混合料较大的粘滞阻力，因而具有较高抗剪强度。
滞阻力，因而具有较高抗剪强度 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2)2)沥青与矿料在界面上的交互作用沥青与矿料在界面上的交互作用 沥青与矿料相互作用后，沥青在矿料表面形成沥青与矿料相互作用后，沥青在矿料表面形成一层扩散结构膜，在此结构膜以内的沥青称为一层扩散结构膜，在此结构膜以内的沥青称为结构结构沥青沥青，在此结构膜以外的沥青称为，在此结构膜以外的沥青称为自由沥青自由沥青如果矿料颗粒之间的粘结力是由结构沥青提供，则粘结矿料颗粒之间的粘结力是由结构沥青提供，则粘结力较大，如果矿料颗粒之间的粘结力是由自由沥青力较大，如果矿料颗粒之间的粘结力是由自由沥青提供，则粘结力较小所以我们在配制沥青混合料提供，则粘结力较小所以我们在配制沥青混合料时，应控制沥青用量，使时，应控制沥青用量，使混合料能形成结构沥青，混合料能形成结构沥青，减少自由沥青减少自由沥青 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 碱性岩石对沥青吸附性强＞酸性岩石碱性岩石对沥青吸附性强＞酸性岩石 沥青与矿料相互作用不仅与沥青的化学性质有沥青与矿料相互作用不仅与沥青的化学性质有关，而且与矿粉的性质有关。
在不同性质矿粉表面形关，而且与矿粉的性质有关在不同性质矿粉表面形成不同组成结构和厚度的吸附溶化膜，在成不同组成结构和厚度的吸附溶化膜，在石灰石粉石灰石粉表表面形成较为发育的吸附溶化膜；而在面形成较为发育的吸附溶化膜；而在石英石粉石英石粉表面则表面则形成发育较差的吸附溶化膜所以在沥青混合料中，形成发育较差的吸附溶化膜所以在沥青混合料中，当采用石灰石矿粉时，矿粉之间更有可能通过结构沥当采用石灰石矿粉时，矿粉之间更有可能通过结构沥青来联结，因而具有较高的粘聚力青来联结，因而具有较高的粘聚力 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 3)3)沥青与矿料的用量及比例沥青用量）沥青与矿料的用量及比例沥青用量） 在固定质量的沥青和矿料的条件下，沥青与矿料的比例在固定质量的沥青和矿料的条件下，沥青与矿料的比例( (即沥即沥青用量青用量) )是影响沥青混合料抗剪强度的重要因素，是影响沥青混合料抗剪强度的重要因素，在沥青用量很在沥青用量很少少时，沥青不足以形成结构沥青的薄膜来粘结矿料颗粒随着沥时，沥青不足以形成结构沥青的薄膜来粘结矿料颗粒。
随着沥青用量的增加，青用量的增加，结构沥青结构沥青逐渐形成，沥青更为完满地包裹在矿料逐渐形成，沥青更为完满地包裹在矿料表面，使沥青与矿料间的粘附力随着沥青的用量增加而增加表面，使沥青与矿料间的粘附力随着沥青的用量增加而增加当当沥青用量足以形成薄膜并充分粘附矿粉颗粒表面时，沥青胶浆具沥青用量足以形成薄膜并充分粘附矿粉颗粒表面时，沥青胶浆具有最优的粘聚力有最优的粘聚力随后，如沥青用量继续增加，由于沥青用量过随后，如沥青用量继续增加，由于沥青用量过多，逐渐将矿料颗粒推开，在颗粒间形成未与矿粉交互作用的多，逐渐将矿料颗粒推开，在颗粒间形成未与矿粉交互作用的“自由沥青自由沥青”，，则沥青胶浆的粘聚力随着自由沥青的增加而降低则沥青胶浆的粘聚力随着自由沥青的增加而降低当沥青用量增加至某一用量后，当沥青用量增加至某一用量后，沥青混合料的粘聚力主要取决于沥青混合料的粘聚力主要取决于自由沥青自由沥青，所以抗剪强度几乎不变随着沥青用量的增加，沥青，所以抗剪强度几乎不变随着沥青用量的增加，沥青不仅起着粘结剂的作用，而且起着润滑剂的作用，不仅起着粘结剂的作用，而且起着润滑剂的作用，降低了粗集料降低了粗集料的相互密排作用，因而降低了沥青混合料的内摩擦角。
的相互密排作用，因而降低了沥青混合料的内摩擦角 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 沥青用量不仅影响沥青混合料的粘聚力，同时也影响沥青混合料的内摩擦角通常当沥青薄膜达最佳厚度(亦即主要以结构沥青粘结)时，具有最大的粘聚力；随着沥青用量的增加，沥青混合料的内摩擦角逐渐降低 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料1 2 3 4 5 沥青含量沥青含量%沥青混合料强度沥青混合料强度/MPa0.50.40.30.20.15040302010φφcc 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 4)4)矿质集料的级配类型、粒度、表面性质矿质集料的级配类型、粒度、表面性质对沥青混合料抗剪强度的影响对沥青混合料抗剪强度的影响 沥青混合料有密级配、开级配和间断级配等沥青混合料有密级配、开级配和间断级配等不同组成结构类型，不同组成结构类型，因此矿料级配类型是影响沥因此矿料级配类型是影响沥青混合料抗剪强度的因素之一。
青混合料抗剪强度的因素之一 具有显著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，具有显著的面和棱角，各方向尺寸相差不大，近似正立方体以及具有明显细微凸出的粗糙表面近似正立方体以及具有明显细微凸出的粗糙表面的矿质集料的矿质集料，在碾压后能相互嵌挤锁结而，在碾压后能相互嵌挤锁结而具有很具有很大的内摩擦角大的内摩擦角在其他条件相同的情况下，这种在其他条件相同的情况下，这种矿料所组成的沥青混合料较之圆形而表面平滑的矿料所组成的沥青混合料较之圆形而表面平滑的颗粒具有较高的抗剪强度颗粒具有较高的抗剪强度 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 许多试验证明，要想获得具有较许多试验证明，要想获得具有较大内摩擦角的矿质混合料，必须采用大内摩擦角的矿质混合料，必须采用粗大、均匀的颗粒粗大、均匀的颗粒. . 在其他条件下，在其他条件下，矿质集料颗粒愈粗，矿质集料颗粒愈粗，所配制成的沥青所配制成的沥青混合料愈具有混合料愈具有较高的内摩擦角较高的内摩擦角相同粒径组成的集料，粒径组成的集料，卵石的内摩擦角较卵石的内摩擦角较碎石为低碎石为低 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 (2)(2)影响沥青混合料抗剪强度的外因。
影响沥青混合料抗剪强度的外因 温度温度 形变速率形变速率 随着随着温度升高，温度升高，沥青的沥青的粘聚力值减小，粘聚力值减小，而而变形能力增强变形能力增强当温度降低温度降低，可使混合料粘聚，可使混合料粘聚力提高，强度增加，变形能力降低但力提高，强度增加，变形能力降低但温度过温度过低低会使沥青混合料路面开裂由于会使沥青混合料路面开裂由于加荷频率高加荷频率高，，可使沥青混合料产生过大的应力和塑性变形，可使沥青混合料产生过大的应力和塑性变形，弹性恢复很慢，产生不可恢复的永久变形弹性恢复很慢，产生不可恢复的永久变形 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料第四节第四节 沥青混合料的技术性质和技术标准沥青混合料的技术性质和技术标准一、沥青混合料的技术性质一、沥青混合料的技术性质 1.1.高温稳定性高温稳定性 1 1）定义：）定义： 高温稳定性高温稳定性是指沥青混合料在夏是指沥青混合料在夏季高温季高温( (通常为通常为60℃)60℃)条件下，经车辆荷载长期条件下，经车辆荷载长期重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能。
重复作用后，不产生车辙和波浪等病害的性能 2 2）评价方法）评价方法：：马歇尔试验、车辙试验等马歇尔试验、车辙试验等 3 3）马歇尔试验指标）马歇尔试验指标：：马歇尔稳定度、流值马歇尔稳定度、流值 车辙试验指标车辙试验指标: :动稳定度动稳定度 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料① ① 稳定度稳定度（（MSMS）：指标准试件在规定温度和加荷速度）：指标准试件在规定温度和加荷速度下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载，单位：下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载，单位：kNkN② ② 流流值值（（FLFL））：：达达到到最最大大破破坏坏荷荷载载时时试试件件的的垂垂直直变变形形单位：单位：mmmm马歇尔试验法马歇尔试验法 混合料击实成混合料击实成直径直径101.6mm101.6mm，高，高63.5mm63.5mm的圆柱的圆柱形试件，置于形试件，置于60℃60℃的水槽中保温的水槽中保温30~40min30~40min，，然后把试件置于马歇尔试验仪上，以然后把试件置于马歇尔试验仪上，以50 mm/min50 mm/min的速的速度加压，当试件达到破坏时的最大荷载即为度加压，当试件达到破坏时的最大荷载即为稳定度稳定度MS(kNMS(kN) )，此时对应的压缩变形量称为，此时对应的压缩变形量称为流值流值(mm)(mm)。
流流值是反映混合料变形能力的一种指标，变形能力太值是反映混合料变形能力的一种指标，变形能力太小，冬天易产生裂缝，变形太大，热稳定性差小，冬天易产生裂缝，变形太大，热稳定性差可可以间接地反映沥青混合料的以间接地反映沥青混合料的抗车辙能力抗车辙能力 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料DF--5DF--5型型沥青混合料马歇尔稳定度测仪沥青混合料马歇尔稳定度测仪仪器以交通部仪器以交通部《《公路工程及沥青混合料试验规公路工程及沥青混合料试验规程程》》JTJ052-2000JTJ052-2000为准，适用于马歇尔稳定度试为准，适用于马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度，以进行沥青混合料的验和浸水马歇尔稳定度，以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验浸水马配合比设计或沥青路面施工质量检验浸水马歇尔稳定度试验（根据需要，也可进行真空饱歇尔稳定度试验（根据需要，也可进行真空饱水马歇尔试验）供检验沥青混合料受水损害时水马歇尔试验）供检验沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力时使用，通过测试其水稳定性抵抗剥落的能力时使用，通过测试其水稳定性检验配合比设计的可行性。
检验配合比设计的可行性 采用液晶显示屏显示，可动态显示试验曲线图，采用液晶显示屏显示，可动态显示试验曲线图，中文显示各种试验数据，直观方便；中文显示各种试验数据，直观方便；采用全数字标定和流值，无需手动调整电位器；采用全数字标定和流值，无需手动调整电位器；有防错误操作和过压自动保护功能，不会出现有防错误操作和过压自动保护功能，不会出现因过压而损坏仪器因过压而损坏仪器 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料ABC 0 1 2 3 4 5 6 1086420FL/mmMS/kN 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料车辙试验车辙试验，测定的是动态稳定度测定的是动态稳定度在在60℃60℃条件下，用车辙试验机的试验轮对沥青混合料条件下，用车辙试验机的试验轮对沥青混合料试件进行往返碾压试件进行往返碾压1h 1h ，测定其在变形稳定期，测定其在变形稳定期每增加变每增加变形形1mm1mm的碾压次数的碾压次数，即为动态稳定度对于高速公路，，即为动态稳定度。
对于高速公路，此值不小于此值不小于800800次次/mm/mm，对于一级公路，不小于，对于一级公路，不小于600600次次/mm/mm力力 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院车车辙辙试试验验机机第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 影响高温稳定性的主要因素影响高温稳定性的主要因素有沥青的用量、沥有沥青的用量、沥青的粘度、矿料的级配、矿料的大小、形状等青的粘度、矿料的级配、矿料的大小、形状等 提高高温稳定性的措施提高高温稳定性的措施可采用提高沥青混合料的可采用提高沥青混合料的粘结力和内摩阻力的方法等增加粗集料含量可提高粘结力和内摩阻力的方法等增加粗集料含量可提高沥青混合料的内摩阻力，适当提高沥青材料的粘度，沥青混合料的内摩阻力，适当提高沥青材料的粘度，控制沥青与矿料比值，严格控制沥青用量，均能改善控制沥青与矿料比值，严格控制沥青用量，均能改善沥青混合料的粘结力。
这样就可以增强沥青混合料的沥青混合料的粘结力这样就可以增强沥青混合料的高温稳定性高温稳定性 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料2.2.低温抗裂性低温抗裂性 沥青混合料随着沥青混合料随着温度的降低，变形能力下降温度的降低，变形能力下降路面由于低温而收缩及行车荷载的作用，在薄弱部位面由于低温而收缩及行车荷载的作用，在薄弱部位产产生裂缝，生裂缝，从而影响道路的正常使用因此，要求从而影响道路的正常使用因此，要求沥青沥青混合料具有一定的低温抗裂性混合料具有一定的低温抗裂性 沥青混合料的沥青混合料的低温裂缝低温裂缝是由混合料的是由混合料的低温脆化、低温脆化、低温缩裂和温度疲劳引起的低温缩裂和温度疲劳引起的，因此在混合料组成设计，因此在混合料组成设计中，应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强中，应选用稠度较低、温度敏感性低、抗老化能力强的沥青评价沥青混合料低温变形能力的常用方法之的沥青评价沥青混合料低温变形能力的常用方法之一是一是低温弯曲试验（应变）低温弯曲试验（应变） 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料3.3.耐久性耐久性 1 1）定义）定义：：在长期的荷载作用和自然因素影响下，保持正常在长期的荷载作用和自然因素影响下，保持正常使用状态而不出现使用状态而不出现剥落和松散剥落和松散等损坏的能力。
等损坏的能力 2 2）指标：）指标：空隙率、沥青饱和度、残留稳定度空隙率、沥青饱和度、残留稳定度 空隙率空隙率：：在压实沥青混合料中，空隙体积占沥青混合料总在压实沥青混合料中，空隙体积占沥青混合料总体积的百分率体积的百分率 ( (空隙率大，抗滑性和高温稳定性好，但抗渗空隙率大，抗滑性和高温稳定性好，但抗渗性、耐久性降低，对强度不利性、耐久性降低，对强度不利) ) 沥青饱和度：沥青饱和度：压实沥青体积占矿料以外体积的百分率压实沥青体积占矿料以外体积的百分率过小，沥青难以充分覆盖矿料，影响沥青混合料的粘聚性，（过小，沥青难以充分覆盖矿料，影响沥青混合料的粘聚性，降低耐久性；过大，减少沥青混合料的空隙率，妨碍夏季沥青降低耐久性；过大，减少沥青混合料的空隙率，妨碍夏季沥青体积膨胀，引起路面泛油，降低高温稳定性体积膨胀，引起路面泛油，降低高温稳定性）） 残留稳定度残留稳定度：：受水损害时抵抗剥落能力浸水受水损害时抵抗剥落能力浸水48h48h后的稳后的稳定度定度/ /标准稳定度标准稳定度 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 4.4.抗滑性抗滑性 用于高等级公路沥青路面的沥青混合料，其表面应用于高等级公路沥青路面的沥青混合料，其表面应具有一定的抗滑性，才能保证汽车高速行驶的安全性。
具有一定的抗滑性，才能保证汽车高速行驶的安全性 沥青混合料路面的沥青混合料路面的抗滑性抗滑性与与矿质集料的表面性质矿质集料的表面性质、、混合料的混合料的级配组成级配组成以及以及沥青用量、蜡含量沥青用量、蜡含量等因素有关等因素有关为保证长期高速行车的安全，配料时要特别注意粗集料为保证长期高速行车的安全，配料时要特别注意粗集料的耐磨光性，应选择硬质有棱角的集料我国现行的耐磨光性，应选择硬质有棱角的集料我国现行《《公公路沥青路面施工技术规范路沥青路面施工技术规范》》（（JTGF40JTGF40—20042004）提出磨光）提出磨光值、粘附性指标要求碎石集料、适当增大集料粒径，值、粘附性指标要求碎石集料、适当增大集料粒径，减少沥青用量减少沥青用量 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料5.5.施工和易性施工和易性 影响因素：影响因素：矿料级配矿料级配、、及沥青品种用量及施工环境及沥青品种用量及施工环境条件等 1 1）矿料级配情况：）矿料级配情况：如粗细集料的颗粒大小相差过大，如粗细集料的颗粒大小相差过大，缺乏中间尺寸，混合料容易分层层积缺乏中间尺寸，混合料容易分层层积( (粗粒集中表面，细粗粒集中表面，细粒集中底部粒集中底部) )；如细集料太少，沥青层就不容易均匀地分；如细集料太少，沥青层就不容易均匀地分布在粗颗粒表面；细集料过多，则使拌和困难。
布在粗颗粒表面；细集料过多，则使拌和困难 2 2）沥青用量：）沥青用量：过少，或矿粉用量过多时，混合料容易过少，或矿粉用量过多时，混合料容易产生疏松不易压实反之，如产生疏松不易压实反之，如沥青用量过多，沥青用量过多，或矿粉质或矿粉质量不好，则容易使混合料粘结成团块，不易摊铺量不好，则容易使混合料粘结成团块，不易摊铺 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 二二、沥青混合料的技术指标、沥青混合料的技术指标1.1.稳定度（稳定度（MSMS））：指标准试件在规定温度和加荷速度：指标准试件在规定温度和加荷速度 下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载，下，在马歇尔仪中最大的破坏荷载， 单位：单位：kNkN2.2.流值（流值（FLFL）：）： 达到最大破坏荷载时试件的垂直变达到最大破坏荷载时试件的垂直变 形，单位：形，单位：mmmm马歇尔模数（马歇尔模数（T T））：计算得到，稳定度除以流值的商：计算得到，稳定度除以流值的商 单位：单位：kNkN/mm/mm。
T=MS/FL T=MS/FL 可以间接地反映沥青混合料的抗车辙能力可以间接地反映沥青混合料的抗车辙能力 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 3.3.残留稳定度（残留稳定度（MSMS0））：受水损害时抵抗剥落能力受水损害时抵抗剥落能力浸水（浸水（6060℃℃））48h48h后的稳定度后的稳定度/ /标准稳定度标准稳定度 MSMS0=MS=MS1/MS/MS4.4.毛体积密度毛体积密度（（ ρf ）：）：通常采用表干法测定毛体积通常采用表干法测定毛体积密度；对吸水率大于密度；对吸水率大于2%2%的试件，宜采用蜡封法测定的试件，宜采用蜡封法测定 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 5.5.理论最大密度（理论最大密度（ ρt）：）：6.6.空隙率（空隙率（VVVV）：）：在压实沥青混合料中，空隙体积占在压实沥青混合料中，空隙体积占沥青混合料总体积的百分率。
沥青混合料总体积的百分率////试件压实后，矿料及试件压实后，矿料及沥青以外的空隙的体积占试件总体积的百分率沥青以外的空隙的体积占试件总体积的百分率 VV=VVV=V空隙空隙/V/V总总=1-ρ=1-ρf / /ρρt=1-=1-毛体积密度毛体积密度/ /理论密度理论密度 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 7.7.沥青体积百分率（沥青体积百分率（ VAVA）：）：VA=VA=沥青体积沥青体积/ /混合料体积混合料体积=P=Pa a ρρf f / [/ [（（100+P100+Pa a））ρρa a] ] 8. 8.矿料间隙率（矿料间隙率（VMAVMA）：）：试件全部矿料以外的体积占试件全部矿料以外的体积占试件总体积的百分率试件总体积的百分率 VMA=VA+VV VMA=VA+VV 9.9.沥青饱和度沥青饱和度(VFA)(VFA)：：是指在压实沥青混合料中，沥是指在压实沥青混合料中，沥青体积占矿料以外体积的百分率青体积占矿料以外体积的百分率 VFA=VVFA=V沥青沥青/(V/(V总总-V-V矿料矿料) =VA/VMA) =VA/VMA 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 三、热拌沥青混合料的技术标准三、热拌沥青混合料的技术标准 按按《《公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范》》（（JTGF40JTGF40—20042004）规定，）规定，沥青混合料技术要求沥青混合料技术要求应符合技术规范的规定，应符合技术规范的规定，并有良好的并有良好的施工性能。
施工性能当采用其他方法设计沥青混合料时，应按规范当采用其他方法设计沥青混合料时，应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比设计检验规定进行马歇尔试验及各项配合比设计检验 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准117 4-6 4-7117 4-6 4-7沥青混合料类型沥青混合料类型试验项目试验项目密级配热拌沥青混合料密级配热拌沥青混合料ACAC密级密级配沥配沥青碎青碎石石ATBATB沥青沥青碎石碎石AMAM排水排水式开式开级配级配OGFCOGFC高速、一级公路、城市快速路、主干高速、一级公路、城市快速路、主干路路其它其它等级等级道路道路行人行人道路道路中轻中轻交通交通重重交通交通中轻中轻交通交通重重交通交通夏炎热夏炎热区区夏热及夏凉区夏热及夏凉区击实次数击实次数( (双面双面) )75757575757575755050505075/11275/11250505050空隙空隙率率(%)(%)深深90mm90mm以内以内3-53-54-64-62-42-43-53-53-63-62-42-43-63-66-106-10≥18≥18深深90mm90mm以下以下3-63-63-63-62-42-43-63-63-63-6——沥青饱和度沥青饱和度(%)(%)55-7055-7055-7055-7040-7040-70——矿料间隙率矿料间隙率(%)(%)1212≥11≥11————稳定度稳定度kNkN≥≥8 88 88 88 85 53 37.5/157.5/153.53.53.53.5流值流值(mm)(mm)2-42-41.5-41.5-42-4.52-4.52-42-42-4.52-4.52-52-51.5-41.5-4———— 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计一、矿质混合料的级配理论一、矿质混合料的级配理论（一）级配类型（一）级配类型 1 1、连续级配、连续级配 连续级配是采用标准套筛对某一混合料进行筛析试验，所连续级配是采用标准套筛对某一混合料进行筛析试验，所得级配曲线平顺圆滑，具有连续性。
这种由大到小、逐级粒径得级配曲线平顺圆滑，具有连续性这种由大到小、逐级粒径均有，按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合均有，按比例互相搭配组成的矿质混合料，称为连续级配混合料连续级配：级配曲线平顺圆滑连续级配：级配曲线平顺圆滑 2 2、间断级配、间断级配 间断级配是在矿质混合料中剔除其一个分级或几个分级而 间断级配是在矿质混合料中剔除其一个分级或几个分级而形成一种不连续的混合料，这种混合料称为间断级配混合料形成一种不连续的混合料，这种混合料称为间断级配混合料 见图为连续级配和间断级配曲线图 见图为连续级配和间断级配曲线图间断级配：剔除间断级配：剔除1 1～几个分级～几个分级 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计（二）级配理论（二）级配理论1 1富勒理论富勒理论 富勒认为： 富勒认为：““级配曲线级配曲线愈接近愈接近抛物线抛物线时，则其密度愈大时，则其密度愈大””最大密度曲线方程可表示为：大密度曲线方程可表示为： P P2 2 = = kdkd（（1 1）） 当当粒径粒径d d等于最大粒径等于最大粒径D D时，矿质混合料的时，矿质混合料的通过率等于通过率等于100%100% 1001002 2=KD=KD K=100 K=1002 2/D /D P = 100(d/D)P = 100(d/D)1/2 1/2 (2)(2) P=100(10/40)P=100(10/40)1/21/2=50%=50%式中：式中：P P ————欲计算的某级粒径欲计算的某级粒径d d（（mmmm）的矿料通过百分率（）的矿料通过百分率（% %）；）； D D ————矿质混合料的最大粒径（矿质混合料的最大粒径（mmmm）；）； d d ————欲计算的某级矿质混合料的粒径（欲计算的某级矿质混合料的粒径（mmmm）。
富勒理论级配曲线如图所示 富勒理论级配曲线如图所示最大密度曲线理论最大密度曲线理论————计算连续级配计算连续级配 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 最大密度曲线理论（富勒理论）观点：矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度愈大 当矿质混合料的级配曲线为抛物线时，具有最大密实度)-9 -8 -7 -6 -5 -4 -3 -2 -1 02-9 2-8 2-7 2-6 2-5 2-4 2-3 2-2 2-1 20理想最大理想最大密度密度级配曲线级配曲线 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第二节第二节 砂石材料的技术性质砂石材料的技术性质2 2、泰波理论、泰波理论 泰波认为：富勒曲线是一种理想曲线，实际矿料的泰波认为：富勒曲线是一种理想曲线，实际矿料的级配应允级配应允许有一定的波动范围许有一定的波动范围，故将富勒最大密度曲线改为，故将富勒最大密度曲线改为n n次幂的通式，次幂的通式，即：即： P = 100P = 100（（d / Dd / D））n n 式中： 式中：n n ————实验指数。
实验指数 根据试验认为 根据试验认为n = 0.3n = 0.3——0.60.6时，矿质混合料具有较好的密实时，矿质混合料具有较好的密实度，级配曲线范围如图度，级配曲线范围如图实际研究认为：实际研究认为： 在沥青混合料中应用，当在沥青混合料中应用，当n=0.45n=0.45时密度最大；时密度最大； 在水泥混凝土中应用，当在水泥混凝土中应用，当n=0.25n=0.25～～0.450.45时工作性较好时工作性较好 通常使用的矿质混合料的级配范围：通常使用的矿质混合料的级配范围：n=0.3n=0.3～～0.7 0.7 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计图中中：：n=0.5n=0.5为最佳最佳级配曲配曲线n=0.3n=0.3—0.70.7为允允许波波动范范围 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计（三）、级配曲线范围的绘制（三）、级配曲线范围的绘制 我国沿用我国沿用半对数坐标系半对数坐标系绘制级配范围曲线的方绘制级配范围曲线的方法，首先要按法，首先要按对数对数计算出计算出各种颗粒粒径各种颗粒粒径在在横坐标轴横坐标轴上的位置，而表示上的位置，而表示通过百分率通过百分率的的纵坐标纵坐标则按则按普通普通算算术坐标绘制。
绘制好横、纵坐标后，最后将计算所术坐标绘制绘制好横、纵坐标后，最后将计算所得的各颗粒粒径（得的各颗粒粒径（d di i）的通过百分率（）的通过百分率（P Pi i）绘制在）绘制在坐标图上，再将确定的坐标图上，再将确定的各点连接为光滑的曲线各点连接为光滑的曲线，在，在两个指数（两个指数（n n1 1和和n n2 2）之间所包括的范围即为级配范）之间所包括的范围即为级配范围（通常用加绘阴影表示）如图：围（通常用加绘阴影表示）如图： 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 2-9 2-8 2-7 2-6 2-5 2-4 2-3 2-2 2-1 20 0.08 0.16 0.315 0.63 1.25 2.5 5.0 10 20 400.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 19 37.5建立坐建立坐标标横坐标横坐标：：各粒径各粒径didi按按1/21/2递减递减纵坐标纵坐标：：通过百通过百分率分率P = 100(d/D)n 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计二、矿质混合料的组成设计方法 矿质混合料的组成设计必须具备两项已知条件： （1）各种集料的筛分结果； （2）按技术规范（或理论级配）要求矿质混合料的级配范围。
2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计（一）试算法 1、基本原理 试算法适用于2—3种矿料组成的混合料，是最简单的一种方法此方法的基本原理是：现有几种矿质集料，欲配制成某一种符合一定级配要求的矿质混合料，在决定各组成集料在混合料中的比例时，先假设混合料中某种粒径的颗粒是由某一种对这一粒径占优势的集料组成，而其它各种集料中不含有此粒径根据各个主要粒径去试算各种集料在混合料中的大致比例，再经过校核调整，最终获得满足混合料级配要求的各集料的配合比例 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 现有三种集料，欲配制成某一级配要求的混合料M确定这三种集料在混合料M中的配合比 首先按问题作下列两点假设： ①设X、Y、Z为A、B、C三种集料组成矿质混合料M的配合比例，则： X + Y + Z = 100 ②设混合料M中某一级粒径(i)要求的含量为aM(i) ，A、B、C三种集料在原来级配中此粒径(i) 颗粒的含量分别为aA(i)、aB(i)、aC(i)，则： aA(i) X + aB(i) Y + aC(i) Z = aM(i) 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 2 2计算步骤计算步骤 1 1）计算出）计算出A A料在混合料中的用量比例。
料在混合料中的用量比例假设假设A A料占优势料占优势-------- a aB(iB(i) )= =a aC(iC(i) )=0=0 a aA(iA(i) ) X + X + a aB(iB(i) ) Y + Y + a aC(iC(i) ) Z = Z = a aM(iM(i) ) X= X= a aM(iM(i) ) / /a aA(iA(i) ) 2 2）计算出）计算出C C料在混合料中的用量比例料在混合料中的用量比例假设假设C C料占优势料占优势-------- a aA(jA(j) )= =a aB(jB(j) )=0 =0 Z= Z= a aM(jM(j) ) / /a aC(jC(j) ) 3 3）计算出）计算出B B料在混合料中的用量比例。
料在混合料中的用量比例 Y = 100 -Y = 100 -（（X + ZX + Z）） 4 4）校核）校核 经校核如不在要求的级配范围内，应调整配合比，重新计经校核如不在要求的级配范围内，应调整配合比，重新计 算和复核算和复核 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计筛孔尺筛孔尺寸寸d di immmm 碎石分计筛碎石分计筛余余a aA A（（i i）） % %砂分计筛余砂分计筛余a aB B（（i i）） % %矿粉分计筛矿粉分计筛余余a aC C（（i i）） % %要求级配范要求级配范围通过百分围通过百分率率P P(i(i) )% % 要求级配范要求级配范围围P P(i(i) )中值中值% % 13.2 0.8//1001004.7560.0//63-7870.52.3623.510.5/40-6351.51.1814.422.1/30-5341.50.61.319.44.022-4533.50.3/36.04.015-3525.00.15/7.05.512-3021.00.075/3.03.210-2517.5＜＜0.075/2.083.3//例题例题 拟用碎石、石屑和矿粉三种矿质材料组成矿质混合料拟用碎石、石屑和矿粉三种矿质材料组成矿质混合料. . 试求试求碎石、砂和矿粉三种集料在要求级配混合料中的用量比例。
碎石、砂和矿粉三种集料在要求级配混合料中的用量比例 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计筛孔尺筛孔尺寸寸dimm 碎石分计碎石分计筛余筛余aA（（i）） %砂分计筛砂分计筛余余aB（（i）） %矿粉分计矿粉分计筛余筛余aC（（i）） %要求级配要求级配范围范围P(i)中中值值% 要求级配要求级配范围累计范围累计筛余筛余A(i)中值中值% 要求级配要求级配范围分计范围分计筛余筛余aM(i)中值中值%13.2 0.8//100//4.7560.0//70.529.529.52.3623.510.5/51.548.519.01.1814.422.1/41.558.510.00.61.319.44.033.566.58.00.3/36.04.025.075.08.50.15/7.05.521.079.04.00.075/3.03.217.582.53.5＜＜0.075/2.083.3/100.017.5 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计计算步骤计算步骤1 1）计算出）计算出A A料在混合料中的用量比例。
料在混合料中的用量比例假设假设A A料占优势料占优势------- ------- a aB(4.75)B(4.75)=a=aC(4.75)C(4.75)=0=0 a aA(i)A(i) X + a X + aB(i)B(i) Y + a Y + aC(i)C(i) Z = a Z = aM(i)M(i) X= aX= aM(4.75)M(4.75) /a /aA(4.75)A(4.75)=29.5/60.0=49.0% =29.5/60.0=49.0% 2 2）计算出）计算出C C料在混合料中的用量比例料在混合料中的用量比例假设假设C C料占优势料占优势-------------- a aA(A(＜＜0.075 j)0.075 j)=a=aB(B(＜＜0.075 )0.075 )=0 =0 Z= aZ= aM(M(＜＜0.075)0.075) /a /aC(C(＜＜0.075)0.075)=17.5/83.3=21.0%=17.5/83.3=21.0% 3 3）计算出）计算出B B料在混合料中的用量比例。
料在混合料中的用量比例 Y = 100 -Y = 100 -（（X + ZX + Z））=100-(49.0+21.0)=30.0%=100-(49.0+21.0)=30.0%4 4）校核：经校核如不在要求的级配范围内，应调整配合比，重新）校核：经校核如不在要求的级配范围内，应调整配合比，重新 计算和复核计算和复核 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计d碎石碎石砂砂矿粉矿粉矿质混合料矿质混合料要求要求aA(i)XaB(i)YaC(i)ZaAPP13.2 0.8490.430/21/0.40.499.61004.7560.029.4//29.429.870.263-782.3623.511.510.53.2/14.744.555.540-631.1814.47.122.16.0/13.758.241.830-530.61.30.619.45.84.00.87.265.234.622-450.3/36.010.84.00.811.677.023.015-350.15/7.02.15.51.23.380.319.712-300.075/3.00.93.20.71.681.918.110-25＜＜0.075/2.00.683.317.518.1100//校核校核100491003010021100 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计[ [例题例题2]2] 某一级公路沥青混凝土路面 某一级公路沥青混凝土路面AC-20AC-20用矿质混合料，现用矿质混合料，现拟用碎石、石屑和矿粉三种矿质材料组成，现各矿料筛分结果拟用碎石、石屑和矿粉三种矿质材料组成，现各矿料筛分结果按分计筛余列于下表。
并列出按推荐设计混合料的级配范围，按分计筛余列于下表并列出按推荐设计混合料的级配范围，试求碎石、砂和矿粉三种集料在要求级配混合料中的用量比例试求碎石、砂和矿粉三种集料在要求级配混合料中的用量比例 三种集料的分计筛余和混合料要求的级配范围三种集料的分计筛余和混合料要求的级配范围 原原 材材 料料 筛 孔孔 尺尺 寸寸 ／／mm26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075＜＜0.075各种各种矿料料分分计筛余余(%)碎石碎石 02.49.513.816.423.815.28.65.33.11.10.50.3砂砂 010.123.713.315.116.917.32.90.7矿粉粉 03.05.05.53.283.3标准准级配配范范围通通过百分率百分率Pi(%)10090～～10078～～9262～～8050～～7226～～5616～～4412～～338～～245～～174～～133～～7— 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计原原 材材 料料 筛 孔孔 尺尺 寸寸 ／／mm26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075＜＜0.075各种各种矿料料分分计筛余余(%)碎石碎石 02.49.513.816.423.815.28.65.33.11.10.50.3砂砂 010.123.713.315.116.917.32.90.7矿粉粉 03.05.05.53.283.3标准准级配配范范围通通过百分百分率率Pi(%)10090～～10078～～9262～～8050～～7226～～5616～～4412～～338～～245～～174～～133～～7— 中中值Pi(%)10095.085.071.061.041.030.022.516.011.08.55.00中中值Ai(%)05.015.029.039.059.070.077.584.089.091.595.0100中中值ai(%)05.010.014.010.020.011.07.56.55.02.53.55.0 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计解：解：(1)(1)将表将表 中矿质混合料要求的标准级配范围通过百分率中矿质混合料要求的标准级配范围通过百分率PiPi换算换算为累计计筛余百分率为累计计筛余百分率AiAi、级配范围累计筛余百分率中值及要求的分、级配范围累计筛余百分率中值及要求的分计筛余百分率计筛余百分率aM(i)aM(i)，计算结果列于下表。
计算结果列于下表 矿质混合料 矿质混合料要求的级配范围要求的级配范围原材料原材料 筛 孔孔 尺尺 寸／寸／mm26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075＜＜0.07AM(i)(%)00～～108～～2220～～3828～～5044～～7456～～8467～～8876～～9283～～9587～～9693～～97100中中值(%)05.015.029.039.059.070.077.584.089.091.595.0100aM(i)(%)05.010.014.010.020.011.07.56.55.02.53.55.0 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计计算步骤计算步骤1 1）计算出）计算出A A料在混合料中的用量比例料在混合料中的用量比例假设假设A A料占优势料占优势------- ------- a aB(4.75)B(4.75)=a=aC(4.75)C(4.75)=0=0 a aA(i)A(i) X X + a + aB(i)B(i) Y + a Y + aC(i)C(i) Z Z = a= aM(i)M(i) X= a X= aM(4.75)M(4.75) /a /aA(4.75)A(4.75)= =20.0/23.820.0/23.8=84.0% =84.0% 2 2）计算出）计算出C C料在混合料中的用量比例。
料在混合料中的用量比例假设假设C C料占优势料占优势-------------- a aA(A(＜＜0.075 j)0.075 j)=a=aB(B(＜＜0.075 )0.075 )=0 =0 Z= a Z= aM(M(＜＜0.075)0.075) /a /aC(C(＜＜0.075)0.075)=5.0/83.3=6.0%=5.0/83.3=6.0% 3 3）计算出）计算出B B料在混合料中的用量比例料在混合料中的用量比例Y = 100 -Y = 100 -（（X + ZX + Z））=100-(84.0+6.0)=10.0%=100-(84.0+6.0)=10.0%4 4）校核）校核经校核如不在要求的级配范围内，应调整配合比，重新计算和复核经校核如不在要求的级配范围内，应调整配合比，重新计算和复核 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计原材料（原材料（质量分数）量分数） 筛 孔孔 尺尺 寸／寸／mm 26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075＜＜0.075各种各种矿料分料分计筛余余(%)碎石碎石 02.49.513.816.423.815.28.65.33.11.10.50.3砂砂 010.123.713.315.116.917.32.90.7矿粉粉 03.05.05.53.283.3各各矿料料在混合在混合料中的料中的用量用量(%)碎石占碎石占84.0%02.08.011.613.820.012.87.24.42.60.90.40.3砂占砂占10.0% 01.02.41.31.51.71.70.30.1矿粉占粉占6.0% 00.20.30.30.25.0设计矿质混合混合料料级配配 ai(%)02.08.011.613.821.015.28.56.14.62.90.95.4Ai(%)02.010.021.635.456.471.680.186.290.893.794.6100标准准级配范配范围累累计百分率百分率(%)00～～108～～2220～～3828～～5044～～7456～～8467～～8876～～9283～～9587～～9693～～97100级配范配范围中中值(%)05.015.029.039.059.070.077.584.089.091.595.0100 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计（二）图解法 我国现行规范推荐采用的图解法为修正平衡面积法。
由3种以上的多种集料进行组配时，采用此方法进行设计十分方便 修正平衡面积法的设计步骤如下： 1、绘制级配曲线图 1）计算要求级配范围通过率的中值，作为设计依据； 2）根据级配范围中值，确定相应的横坐标的位置； 3）在坐标图上绘制各种集料的级配曲线 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 2 2、确定各种集料的用量比例、确定各种集料的用量比例 1 1）两相邻级配曲线重叠；）两相邻级配曲线重叠； 2 2）两相邻级配曲线相接；）两相邻级配曲线相接； 3 3）两相邻级配曲线相离两相邻级配曲线相离 3 3、校核、校核 按图解所得各种集料的用量比例校核计算按图解所得各种集料的用量比例校核计算合成级配是否符合要求，如超出级配范围要求，合成级配是否符合要求，如超出级配范围要求，应调整各集料的比例，直至符合要求为止应调整各集料的比例，直至符合要求为止 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计修正平衡面积（目的：用量比例）修正平衡面积（目的：用量比例）绘制级配曲线坐标图绘制级配曲线坐标图方形框图方形框图————纵：取纵：取————长长1010㎝㎝ （通过百分率，算术）（通过百分率，算术）横：取横：取————长长1515㎝㎝（对数坐标，递减）（对数坐标，递减）对角线对角线————要求级配中值。
直线）要求级配中值直线） 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计纵坐标：纵坐标：10cm 10cm 横坐标：横坐标：15cm. 15cm. 对角线：对角线： 级配中值级配中值筛孔尺寸确定：筛孔尺寸确定： 通过百分率通过百分率————中值 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计例例 细粒式细粒式AC-13AC-131. 1. 原材料级配表原材料级配表筛孔尺寸（方孔筛）筛孔尺寸（方孔筛）mmmm16.016.013.213.29.59.5 4.754.752.362.361.181.180.60.6 0.30.30.150.150.0750.075通过百分率通过百分率% %原原材材料料级级配配碎石碎石100%100%1001009595636328288 82 21 10 00 00 0砂砂 100%100%10010010010010010010010010010090906060353510101矿粉矿粉100%100%100100100100100100100100100100100100100100100100978888 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计规范要求的矿质混合料级配规范要求的矿质混合料级配级配级配名称名称筛孔尺寸（方孔筛）（筛孔尺寸（方孔筛）（mmmm））161613.213.2 9.59.54.74.75 52.32.36 61.11.18 80.60.6 0.30.30.10.15 50.0750.075通过百分率（通过百分率（% %））上面层上面层细粒式细粒式AC-13AC-13100100 90-90-10010068-68-858538-38-686824-24-505015-15-383810-10-28287-7-20205-5-15154-84-8级级配配范范围围中值中值100100 959576.76.5 55353373726.26.5 5191913.13.5 510106 6 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计0 0.15 0.60 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 0.075 0.30 16.0 筛孔尺寸（方孔筛）筛孔尺寸（方孔筛）mm100 90 80 70 60 50 40 30 20 105376.53795261914106通过百分率通过百分率%图解法级配曲线中值坐标图图解法级配曲线中值坐标图68%碎石碎石24%砂砂8%矿粉矿粉AA，，BB，， 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计矿质矿质混合料混合料组组成配合成配合计计算表算表筛筛孔尺寸（方孔孔尺寸（方孔筛筛））mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通通过过百分率百分率%级级配范配范围围10090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8级级配中配中值值1009576.5533726.51913.5106原材原材料级料级配配碎石碎石100%100956328821000砂砂 100%100100100100100906035101矿矿粉粉100%1001001001001001001001009788混合混合料级料级配配碎石碎石68%6864.642.819.05.443.40.68000砂砂 24%242424242421.614.48.42.40.24矿矿粉粉 8%888888887.767.04合成合成级级配配10096.674.851.037.43..323.116.410.27.28 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计矿质矿质混合料混合料组组成配合成配合计计算表算表筛筛孔尺寸（方孔孔尺寸（方孔筛筛））mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通通过过百分率百分率%级级配范配范围围10090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8级级配中配中值值1009576.5533726.51913.5106原材原材料级料级配配碎石碎石100%100956328821000砂砂 100%100100100100100906035101矿矿粉粉100%1001001001001001001001009788混合混合料级料级配配碎石碎石68%6864.642.819.05.443.40.68000砂砂 25%252525252522.515.08.752.50.25矿矿粉粉 7%777777776.796.16合成合成级级配配10096.674.851.037.432.922.715.89.296.41 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计习题习题1-21-2 现有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，筛分试验得到的各现有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料，筛分试验得到的各粒径通过百分率列于表粒径通过百分率列于表1-91-9。
要求将上述四种集料组配成符合要求将上述四种集料组配成符合《《公公路沥青路面施工技术规范路沥青路面施工技术规范》》（（JTG F40JTG F40——20042004）细粒式沥青混凝土）细粒式沥青混凝土混合料（混合料（AC-13AC-13）级配要求（见表）级配要求（见表1-10 1-10 ）的矿质混合料，试确定各）的矿质混合料，试确定各种集料的用量比例表种集料的用量比例表1-9 1-9 组成集料筛析结果组成集料筛析结果 材料材料名称名称 筛 孔孔 尺尺 寸寸 ／／mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通通过百分率（百分率（%）） 碎石碎石 10093170 石屑石屑 1001001008414840 砂砂 10010010010092824221114矿粉粉 1001001001001001001001009689 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计规范要求的混合料级配规范要求的混合料级配 细粒式沥青混凝土细粒式沥青混凝土AC-13AC-13矿料级配范围矿料级配范围材料名称材料名称 筛筛 孔孔 尺尺 寸寸 ／／mm mm 16.016.013.213.29.59.54.754.752.362.361.181.180.60.60.30.30.150.150.0750.075通过百分率（通过百分率（% %）） AC-13级配级配范围范围 1001009090～～1001006868～～85853838～～68682424～～50501515～～38381010～～28287 7～～20205 5～～15154 4～～8 8级配级配中值中值 10010095.095.076.576.553.053.037.037.026.526.519.019.013.513.510.010.06.06.0 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计筛孔尺寸／孔尺寸／mm16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配范配范围(%)10090～～10068～～8538～～6824～～5015～～3810～～287～～205～～154～～8级配中配中值(%)10095.076.553.037.026.519.013.510.06.0 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计解：解：1)1)绘制级配曲线图绘制级配曲线图，在纵坐标上按算术坐标绘出通过量百分率，在纵坐标上按算术坐标绘出通过量百分率 2)2)连对角线连对角线OOOO’’，表示规范要求的级配中值。
在纵坐标上标出规，表示规范要求的级配中值在纵坐标上标出规范范(JTG F40(JTG F40——2004)2004)规定的细粒式混合料规定的细粒式混合料(AC-13)(AC-13)各筛孔的要求通过各筛孔的要求通过百分率，作水平线与对角线百分率，作水平线与对角线OOOO’’相交，再从各交点作垂线交于横坐相交，再从各交点作垂线交于横坐标上，确定各筛孔在横坐标上的位置标上，确定各筛孔在横坐标上的位置 3)3)将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘于图上将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘于图上 4)4)在碎石和石屑级配曲线相重叠部分作一垂线在碎石和石屑级配曲线相重叠部分作一垂线AAAA’’，使垂线截取，使垂线截取二级配曲线的纵坐标值相等二级配曲线的纵坐标值相等( (a a= =a a’’) )自垂线AAAA’’与对角线交点与对角线交点M M引引一水平线，与纵坐标交于一水平线，与纵坐标交于P P点，点，O O’’P P的长度的长度X X=35.9=35.9％，即为碎石的％，即为碎石的用量 同理，求出石屑用量 同理，求出石屑用量Y Y=31.7=31.7％，砂的用量％，砂的用量Z Z=24.3=24.3％，则矿粉用量％，则矿粉用量W W=8.1=8.1％。
％ 5)5)根据图解法求得的各集料用量百分率，根据图解法求得的各集料用量百分率，列表进行校核计算列表进行校核计算 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计0 0.15 0.60 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 0.075 0.30 16.0 筛孔尺寸（方孔筛）筛孔尺寸（方孔筛）mm100 90 80 70 60 50 40 30 20 105376.5953726.51913.5106通过百分率通过百分率%图解法级配曲线中值坐标图图解法级配曲线中值坐标图 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计0 0.15 0.60 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 0.075 0.30 16.0 筛孔尺寸（方孔筛）筛孔尺寸（方孔筛）mm100 90 80 70 60 50 40 30 20 105376.5953726.51913.5106通过百分率通过百分率%图解法级配曲线中值坐标图图解法级配曲线中值坐标图 2011年年11月月衢州学院建工系衢州学院建工系第一章第一章 砂石材料砂石材料第三节第三节 矿质混合料的组成设计矿质混合料的组成设计0 0.15 0.60 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 0.075 0.30 16.0 筛孔尺寸（方孔筛）筛孔尺寸（方孔筛）mm100 90 80 70 60 50 40 30 20 105376.5379526.51913.5106通过百分率通过百分率%l●●●●★★★★★★★★★★★★★★★★★★■■■■■■■ 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 第六节第六节 热拌沥青混合料配合比设计热拌沥青混合料配合比设计 目标配合比目标配合比( (试验室配合比试验室配合比) )设计设计 矿质混合料配合组成设计三阶矿质混合料配合组成设计三阶段段 沥青最佳用量确定沥青最佳用量确定 生产配合比设计生产配合比设计 生产配合比验证生产配合比验证( (试拌试铺配合比调整试拌试铺配合比调整) ) （一）目标配合比（试验室配合比）设计阶段。
一）目标配合比（试验室配合比）设计阶段 试验室配合比设计可分为试验室配合比设计可分为矿质混合料配合组成设计矿质混合料配合组成设计和和沥青最沥青最 佳用量确定佳用量确定两部分 适用于密级配沥青混合料及沥青稳定碎石混合料适用于密级配沥青混合料及沥青稳定碎石混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 1 1 矿质混合料的配合组成设计矿质混合料的配合组成设计 矿质混合料配合组成设计的矿质混合料配合组成设计的目的目的，是选配一种具，是选配一种具有有足够密实度，足够密实度，并且有并且有较高内摩阻力较高内摩阻力的矿质混合料的矿质混合料计算出需要的矿质混合料的级配范围应用已有的研计算出需要的矿质混合料的级配范围应用已有的研究成果和实践经验，采用规范推荐的矿质混合料级配究成果和实践经验，采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定范围来确定 1)1)确定沥青混合料类型确定沥青混合料类型沥青混料的类型，根据沥青混料的类型，根据道道路等级、路面类型、所处的结构层位路等级、路面类型、所处的结构层位，按表，按表5-135-13选定。
选定 2)2)确定矿质混合料的级配范围确定矿质混合料的级配范围根据确定的混合料根据确定的混合料类型，类型，按规范按规范推荐的矿质混合料级配范围（见表推荐的矿质混合料级配范围（见表5-5-1414），即可确定所需的级配范围按规格参照即可确定所需的级配范围按规格参照 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 3) 3) 计算矿质混合料配合比计算矿质混合料配合比 ① ① 测定组成材料的原始数据测定组成材料的原始数据根据现场取样，对根据现场取样，对粗集粗集料、细集料和矿粉进行筛析试验料、细集料和矿粉进行筛析试验，按筛析结果分别绘出，按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线同时并测出各组成材料的相对各组成材料的筛分曲线同时并测出各组成材料的相对密度密度，以供计算物理常数使用以供计算物理常数使用 ②②计算组成材料的配合比计算组成材料的配合比根据各组成材料的筛析试根据各组成材料的筛析试验资料，采用验资料，采用图解法图解法或或试算试算( (电算电算) )法法，计算符合要求级，计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例见第配范围的各组成材料用量比例。
见第1 1章第章第2 2节）节） ③③调整配合比调整配合比计算得的合成级配应根据下列要求作计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整必要的配合比调整 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 通常情况下，通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限中限，尤其应使，尤其应使0.075 mm0.075 mm、、2.36mm2.36mm和和4.75mm4.75mm筛孔的通筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限过量尽量接近设计级配范围的中限 对对高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等高速公路、一级公路、城市快速路、主干路等交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下( (粗粗) )限限；对一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向级；对一般道路、中小交通量或人行道路等宜偏向级配范围的上配范围的上( (细细) )限 合成级配曲线应接近连续的或合理的间断级配合成级配曲线应接近连续的或合理的间断级配，，但不应过多的犬牙交错当经过经再三调整，仍有两但不应过多的犬牙交错。
当经过经再三调整，仍有两个以上的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调个以上的筛孔超出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新试验整或更换原材料重新试验 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 (2)(2)确定沥青混合料的最佳沥青用量确定沥青混合料的最佳沥青用量 沥青混合料的最佳沥青用量沥青混合料的最佳沥青用量( (简称简称OACOAC) )，可以通，可以通过各种过各种理论计算理论计算的方法求得但是由于实际材料性质的方法求得但是由于实际材料性质的差异，按理论公式计算得到的最佳沥青用量，仍然的差异，按理论公式计算得到的最佳沥青用量，仍然要通过要通过实验方法修正实验方法修正，因此理论法只能得到一个供实，因此理论法只能得到一个供实验的参考数据采用实验的方法确定沥青最佳用量，验的参考数据采用实验的方法确定沥青最佳用量，目前最常用的是目前最常用的是马歇尔法马歇尔法optimum asphalt content optimum asphalt content 最佳沥青含量最佳沥青含量 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 我国现行规范我国现行规范《《公路沥青路面施工技术规范公路沥青路面施工技术规范》》(JTGF4(JTGF4－－2004)2004)规定的方法，是采用规定的方法，是采用马歇尔法确定沥青马歇尔法确定沥青最佳用量最佳用量。
具体具体步骤步骤如下：如下： 1)1)制备试样制备试样 ①①按确定的矿质混合料配合比，计算各种按确定的矿质混合料配合比，计算各种矿质材料矿质材料的用量 ②②根据经验根据经验确定沥青用量范围确定沥青用量范围，，估计适宜的沥青用估计适宜的沥青用量量( (油石比油石比) )按一定间隔按一定间隔( (对密级配沥青混合料通常为对密级配沥青混合料通常为0.5%0.5%，，，，取取5 5个或个或5 5个个以上不同的以上不同的油石比油石比分别成型马歇分别成型马歇尔试件 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2)2)测定物理指标测定物理指标根据规范规定测定试件根据规范规定测定试件的密度等，并计算的密度等，并计算空隙率、饱和度及矿料间隙空隙率、饱和度及矿料间隙率率等等 3)3)测定力学指标测定力学指标为确定沥青混合料的沥为确定沥青混合料的沥青最佳用量，应测定沥青混合料的青最佳用量，应测定沥青混合料的力学指标力学指标如如马歇尔稳定度、流值马歇尔稳定度、流值 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 4) 4) 马歇尔试验结果分析马歇尔试验结果分析 ①①绘制沥青用量与物理绘制沥青用量与物理—力学指标关力学指标关系图，系图，以沥青用量为横坐标，以毛体积以沥青用量为横坐标，以毛体积密度、空隙率（密度、空隙率（VVVV）、矿料空隙率）、矿料空隙率（（VMAVMA）、饱和度（）、饱和度（VFAVFA）、稳定度）、稳定度（（MSMS）和流值（）和流值（FLFL）为纵坐标，将试验）为纵坐标，将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线（图曲线（图5-5)5-5) 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料a1a3a2 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料②②确定最佳沥青用量初始值确定最佳沥青用量初始值 (OAC(OAC1 1) ) : :毛体积密度最大毛体积密度最大值、稳定度最大值、规定空隙率范围的中值、沥青饱和值、稳定度最大值、规定空隙率范围的中值、沥青饱和度范围的中值 度范围的中值 OACOACl l = (a = (a1 1+a+a2 2+a+a3 3+a+a4 4)/4 )/4 如果所选择原沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的如果所选择原沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，按下式求取要求范围，按下式求取3 3者平均值作为者平均值作为OACOAC1 1 OACOACl l = (a = (a1 1+a+a2 2+a+a3 3)/3 )/3 对所选择试验沥青用范围，密度或稳定度没有出峰对所选择试验沥青用范围，密度或稳定度没有出峰值时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量值时，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a a3 3作为作为OACOAC1 1 OAC OACl l = a = a3 3 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 ③③以各项指标均符合各项枝术指标（不含以各项指标均符合各项枝术指标（不含VMAVMA矿料间隙率）的沥青用量范围矿料间隙率）的沥青用量范围OACOACminmin～～OACOACmaxmax的中值作为的中值作为OACOAC2 2，，即即 OACOAC2 2=(OAC=(OACminmin＋＋OACOACmaxmax)/2)/2 常情况下取常情况下取OACOAC1 1及及OACOAC2 2的的中值中值作为计算作为计算的的最佳沥青用量最佳沥青用量OACOAC OAC=(OAC OAC=(OAC1 1＋＋OACOAC2 2)/2)/2 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料④④根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量 对炎热区道路以及高速公路、一级公路重载交通路对炎热区道路以及高速公路、一级公路重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能造成较大车段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能造成较大车辙的情况时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的辙的情况时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最最佳沥青用量减小佳沥青用量减小0.10.1～～0.50.5％％作为设计沥青用量。
作为设计沥青用量 对寒区道路以及交通量很少的公路，最佳沥青用量对寒区道路以及交通量很少的公路，最佳沥青用量可以在可以在OACOAC的基础上增加的基础上增加0.10.1～～0.30.3％以适当减小设计％以适当减小设计空隙率空隙率, ,但不得降低压实度要求但不得降低压实度要求 决定矿料级配和沥青用量，经反复调整及综合以上决定矿料级配和沥青用量，经反复调整及综合以上试验结果，并参考以往工程实践经验，试验结果，并参考以往工程实践经验，综合决定矿料级综合决定矿料级配和最佳沥青用量配和最佳沥青用量 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 (3)(3)配合比设计检验配合比设计检验 1)1)对用于高速公路和一级公路的密级配沥青混合料，需在配对用于高速公路和一级公路的密级配沥青混合料，需在配合比设计的基础合比设计的基础上按规范要求进上按规范要求进行各种使用性能的检验不符行各种使用性能的检验不符合要求的沥青混合料，必须更换材料或重新进行配合比设计合要求的沥青混合料，必须更换材料或重新进行配合比设计 2)2)高温稳定性检验高温稳定性检验。
对公称最大粒径等于或小于对公称最大粒径等于或小于19mm19mm的混合的混合料，必须按最佳沥青用料，必须按最佳沥青用OACOAC制作车辙试件进行车辙试验，动稳定制作车辙试件进行车辙试验，动稳定度应符合技术规范的要求度应符合技术规范的要求 3)3)水稳定性检验水稳定性检验按最佳沥青用量按最佳沥青用量OACOAC制作试件，必须进行制作试件，必须进行浸浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，残留稳定度及残留强度水马歇尔试验和冻融劈裂试验，残留稳定度及残留强度比均应比均应符合规范规定符合规范规定 4)4)低温抗裂性能检低温抗裂性能检验对公称最大粒径等于或小于验对公称最大粒径等于或小于19mm19mm的混的混合料，可以按规定方法进行合料，可以按规定方法进行低温弯曲试低温弯曲试验 5)5)渗水系数渗水系数检验可以利用轮碾机成型的检验可以利用轮碾机成型的车辙试件进行渗水车辙试件进行渗水试验 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2. 2. 生产配合比设计阶段生产配合比设计阶段 以上决定的矿料级配及最佳沥青用量为目标配合以上决定的矿料级配及最佳沥青用量为目标配合比设计阶段的数据，对间歇式拌和机，还必须从二次比设计阶段的数据，对间歇式拌和机，还必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用。
同时还需热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用同时还需反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡，并取目标反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡，并取目标配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量配合比设计的最佳沥青用量、最佳沥青用量±±0.30.3％％等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量最佳沥青用量 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料3. 3. 生产配合比验证阶段生产配合比验证阶段 拌和机按生产配合比结果进行试拌，铺筑试验拌和机按生产配合比结果进行试拌，铺筑试验段，并取样进行进行马歇尔试验检验，同时从路上段，并取样进行进行马歇尔试验检验，同时从路上钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标钻取芯样观察空隙率的大小，由此确定生产用的标准配合比以标准配合比应作为生产上控制的依据准配合比以标准配合比应作为生产上控制的依据和质量检验的标准标准配合比的矿料级配至少应和质量检验的标准标准配合比的矿料级配至少应包括包括0.075mm0.075mm、、2.36mm2.36mm、、4.75mm4.75mm及公称最大粒径筛孔及公称最大粒径筛孔的通过率接近要求级配的中值。
的通过率接近要求级配的中值 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料沥青混合料配合比设计步骤：沥青混合料配合比设计步骤：一、矿质混合料配合组成设计一、矿质混合料配合组成设计1.1.确定沥青混合料类型：确定沥青混合料类型：2.2.确定矿质混合料的级配确定矿质混合料的级配3.3.矿质混合料设计矿质混合料设计1 1）组成材料的原始数据测定）组成材料的原始数据测定2 2）计算组成材料的配合比）计算组成材料的配合比3 3）调整配合比）调整配合比二、确定沥青混合料的最佳沥青用量二、确定沥青混合料的最佳沥青用量1.1.制备试件制备试件2.2.测定物理、力学指标测定物理、力学指标3.3.确定最佳沥青用量确定最佳沥青用量4.4.配合比设计检验配合比设计检验 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 2011年年11月月衢州学院建工学院衢州学院建工学院第九章第九章 热拌沥青混合料热拌沥青混合料 。
