沥青混凝土配合比设计.doc

1沥青混凝土配合比设计[内容提要 ]:路面用沥青混凝土的配合比设计方法及其施工中的优化关键词：沥青混凝土、配合比、设计1. 适用范围：本方法适用于高等级公路沥青混凝土面层的配合比选定及施工中配合比调整2. 工程概况：高寒地区二级公路沥青混凝土面层绥满公路博克图—牙克石段 A 标段沥青面层施工3. 设计过程：按沥青路面施工技术规范要求全过程的沥青混合料配合比设计分为三个阶段进行第一阶段称目标配合比设计阶段，第二阶段称生产配合比设计阶段，第三阶段称生产配合比验证阶段通过这沥青混合料的配合比设计用马歇尔试验进行3.1 目标配合比设计及计算目标配合比设计的目的就是确定各种规格矿料的配合比，按选定的矿料配合比采用不同沥青用量制备马歇尔试件并通过马歇尔试验确定最准沥青用量，流程图见图一所选定的配合比供确定各冷料仓供料的比例用3.1.1 选择目标矿料级配根据工程要求及实际情况，我们选择配制AC~16 I 型多碎石沥青混凝土配合比计算需要的各种矿料筛分结果见表3-1用图解法（图3-1）确定各矿料用量百分比为1-2cm 碎石 38.5%、0.5-1cm 碎石 16%、砂 14%、石屑 18.5%、矿粉 13%。

依照 《公路沥青路面施工技术规范》矿粉用量 13%显然是过高的，所以经计算初步确定为1-2cm 碎石 44%、0.5-1cm 碎石 11%、石屑 14%、砂 24%、矿粉 7%，规范允许计算结果见表3-2图一：混合料类型248h 后浸水（60℃）30min~45min符 合表 3-1 各矿料筛分结果矿料种类下列各筛孔通过的百分率(%)材料选定和实验矿料配比计算沥青用量范围制作马歇尔试件个数锤击次数拌和温度制件温度马歇尔试验密度 max稳定度 max空隙率流值饱和度残留稳定度沥青用量OAC1OAC2OAC与标准对照3191613.29 . 54.752.361.180 . 60 . 30.150..0751-2cm 碎石1 0 098.876.627.90 . 40 . 30 . 20 . 10.5-1cm 碎石1 0 01 0 01 0 099.956.74 . 70 . 60 . 30 . 20 . 1石屑1 0 01 0 01 0 01 0 099.674.932.89 . 32 . 61 . 40 . 3砂1 0 01 0 01 0 099.38968.75636.720.11 . 10 . 6矿粉1 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 01 0 099.498.39386.8表 3-2 矿料合成配下列各筛孔通过的百分率 矿料种类 191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751-2cm 碎石4443.533.812.30.20.10.10.10.5-1cm 碎石11111110.96.20.5砂24242423.821.416.513.48.84.80.30.1石屑1414141413.910.54.61.30.40.20.1矿粉777777776.96.76.1合成级配10099.589.868.148.734.62517.212.17.26.4级配范围10095-10075-9058-7842-6332-5022-3716-2811-217-154-8按上述矿料配合比制作马歇尔试件所得马歇尔试验数据见表3-3。

表 3-3 马歇尔试验结果一序号油石比%密度(g/cm3)稳定度(KN)流值(0.01mm)142.752.2127.424.52,.682.6833.4352.113.5229.645.52.1173.3529.6562.1153.0330.0可见 ,此配合满足不了稳定度大于5KN 的要求 ,疑为矿料级配问题，所以调整矿料级配 .重新计结果为1-2cm 碎石 48%、0.5-1cm 碎石为 9%、石屑为 12%、砂为 24%、矿粉为 7%，合成级配见表3-4表 3-4 矿料合成级配下列各筛孔通过的百分率(%)矿料种类191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751-2cm 碎石4847.436.813.50.20.10.10.5-1cm 碎石99995.10.40.1砂24242423.821.416.513.48.84.80.30.1石屑12121212129.03.91.10.30.2矿粉777777776.96.76.1合成级配10099.488.865.245.73324.417127.26.2级配范围10095-10075-9058-7842-6332-5022-3716-2811-217-154-83.1.2.必需的原材料试验数据对于沥青混合料的各种组成材料(含沥青、粗集料、细集料和填料)都4要针对规定的技术要求用有关试验规程的相应试验方法进行试验，检验其中是否符合规定要求。

本次设计的各种原材料的试验数据见表3-5，筛分结果见表3-13.1.3 热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准参看 《公路沥青路面施工技术规范》我国二级公路沥青路面技术标准摘录表 3-6 中表 3-5 各原材料试验数据试 验 项 目原料种类视密度（g/cm3）堆积密度（g/cm3）相对视密度（g/cm3）吸水率%压碎值指数%亲水系数沥青1.0111.0071-2cm 碎石2.6301.3952.6301.15140.5-1cm 碎石2.6301.3452.6301.214石 屑2.6301.2552.630河砂2.4501.4952.450矿粉2.5230.61表 3-6 热拌沥青混合料马歇尔试验技术标准试验项目击实次数稳定度 KN流值 0.1mm空隙率%沥青饱和度%标准 I 型两面各 50 次>5.020~453~670~85(1).计算击实沥青混合料的理论密度沥青混合料的理论密度是指压实沥青混合料试件全部为矿料(包括内部的孔隙)和沥青所组成的最大密度理论密度用公式（3-1）计算 (3-1) —— 理论密度（g/cm3）tpP1…Pn—— 各种矿料的配合比（矿料总和为100） （%）—— 各种矿料的相对视密度nrr  1pa — — 油石比ra —沥青相对密度（ 25/25）waanna tprprprprprppp   3322111005PW——水的密度（ g/cm 3）（2）沥青混合料的空隙率的计算空隙率是指压实沥青混合料中被沥青包裹的矿料间为空气所占的空隙体积用公式（3-2）计算(3-2)100)1 (tsVV其中： VV—— 试件空隙率（ %）PS——试件视密度（ g/cm3） P t——试件理论密度（ g/cm3）空隙率过小，高温季节沥青面层容易产生泛油现象。

空隙率过大，沥青面层的透水性大、雨季进入路面的水就多，而且沥青容易老化3） 、矿料间隙率矿料间隙率是压实沥青混合料矿料颗粒之间空隙的体积它包括空气所占体积和填充矿料间隙沥青所占的体积以占矿料总体积的百分率表示，用公式（3-3）计算(3-3)VVVAVMA其中 wasb prPPVAVMA——矿料间隙率 %VV——空隙率 %VA——沥青体积百分率 % Pb————沥青质量占沥青混合料总质量的百分率%（4） 、沥青饱和度沥青饱和度是以矿料间隙率的百分率表示的有效沥青体积，用公式（3-4）计算3-4）100VMAVAVFA其中 VFA——沥青混合料的沥青饱和度（%）沥青饱和度应控制在规定的范围内，以预防沥青混合料在高剪应力作用下不稳定或沥青加速老化3.1.4 验证矿料配合比及计算最佳沥青用量6本次设计马歇尔试验数据见表3-7表 3-7 马歇尔试验数据二油石比（%）理论密度（g/cm3）视密度（g/cm3）空隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（0.1mm）马氏模数（KN/mm）42.4322.2856.058.95.424.42.24.52.4162.3024.767.66.826.72.552.3992.3103.774.87.229.22.55.52.3852.3073.378.35.932.51.862.3692.3052.779.94.739.71.2依照表 3-7 绘制图 3-2、图 3-3、图 3-4、图 3-5、图 3-6，然后依据上述图形中达到规定要求范围的沥青用量绘制图3-7。

图 3-2 稳定度44.555.566.577.53.544.555.566.5沥青用量(%)稳定度(KN)图 3-3 视密度2.282.2852.292.2952.32.3052.312.3153.544.555.566.5沥青含量(%)密度图 3-4 空隙率22.533.544.555.566.53.544.555.566.5沥青含量(%)空隙率(%)图 3-5 流值2025303540453.544.555.566.5沥青含量(%)流值(0.1mm)7图3-6 沥青饱和度556065707580853.544.555.566.5沥青含量(%)沥青饱和度(%)图 3-7 符合要求的沥青用量34567沥青含量(%)沥青饱和度流值空隙率 密度稳定度4.655.75在图 3-2 中取曲线最高点即稳定度最大点沥青用量为a1=4.9（%）,在图 3-3 中取曲线最高点即视密度最大点沥青用量a2=5.05（%） ，在图 3-4 中取空隙率符合要求部分中值的沥青用量a3=4.6（%） ，则最佳沥青用量一为a1、a2、a3的平均值： OAC1=（a1+a2+a3）/3=4.85取图 3-7 中符合规范要求沥青用量范围的中值为最佳沥青用连量二：OAC2=（OACmin+OACmax）/2=（4.65+5.75）/2=5.2配合比设计的最佳沥青用量为：OAC=（OAC1+OAC2）/2=5.03.2 生产配合比设计本阶段要求拌合机试拌，以验证目标配合比设计的矿料配合比以及沥青用量是否附合规范要求，从而调整矿料组成及配合比，流程图见图二。

图二：3.2.1 检验料场集料颗粒组成料场集料校核颗粒组成热料仓集料筛分热料仓集料配合比设计马歇尔试验检验确定最佳沥青用量试验室定的目标配合比8对沥青拌和厂的各种粗细集料重新取样进行筛分试验，如筛分结果发现集料颗粒组成与目标配合比设计时的颗粒组成有明显差别，要重新进行矿料配合比计算，经筛分、料场集料与取样集料颗粒组成无明显差别3 3.2.2 热料仓集料筛分试验取加热过混合料进行筛分筛分结果见表3-8表 3-8 热料仓集料筛分结果符合规范要求的级配范围如不符合应重新进行计算3.2.3 马歇尔试验检验用最佳用量OAC、OAC+0.3%和 OAC-0.3%及表 3-8 中的矿料颗粒组成进行马歇尔试验试验结果表明目标配合比设计确定的最佳沥青用量是合适的结果见表 3-9表 3-9 马歇尔试验数据三油石比（%）理论密度（g/cm3）视密度（g/cm3）空隙率（%）饱和度（%）稳定度（KN）流值（0.1mm）马氏模数（KN/mm）4.72.4082.3094.171.56.928.72.45.02.3992.3113.774.87.130.52.35.32.3902.3083.477.26.732.22.13.3 生产配合比验证图三：筛孔尺寸191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率10099.589.8684833.224.417.111.57.26.3按生产配合比试拌沥青混合料拌和温度拌和时间铺筑试验段机械配合摊铺速度观察和检验混合料现场评定质量马歇尔试验抽提和筛分与标准对照碾压方式、遍数确定矿料配合比和沥青用量9生产配合比验证阶段就是沥青面层正式开工前的铺筑试验路段阶段。

因此，施工工序各工序所用的机械设备，质量管理和质量检验等都与面层正式开工后的日常生产相同，而且为随后的正式生产提供经验和数据，。