AC-16沥青混合料配合比设计

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1、 沥青的外表层，直接遭受大气因素和行车荷载的作用，因此沥青外表层应该具有良好的平整度、抗滑性、耐磨耗性、不透水性、高温不软化变形、低温不脆裂松散和较少裂缝及耐腐蚀性能。沥青面层性质的好坏取决于所用沥青和石料的品质，所采用的结构形式以及设计、施工的优劣。 一、一、目标配合比设计目标配合比设计 二、生产配合比设计二、生产配合比设计 二、生产配合比设计验证二、生产配合比设计验证 优选矿料级配，确定最正确沥青用量，符合配合比优选矿料级配，确定最正确沥青用量，符合配合比设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标供设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标供拌合机确定各冷料仓的供料比例，进料速度及

2、试拌使用。拌合机确定各冷料仓的供料比例，进料速度及试拌使用。 一根底材料试验一根底材料试验 二矿料级配二矿料级配 三马歇尔试验三马歇尔试验 四最大理论密度测试四最大理论密度测试 五确定最正确沥青用量油石比五确定最正确沥青用量油石比 六根据最正确沥青用量油石比进行六根据最正确沥青用量油石比进行 检验试验检验试验 七试验报告七试验报告 1、抽样原那么 2、单质材料试验： 沥青性质试验 集料性质试验 在料场取样应先铲除堆脚等处无代表性的局部，再在料堆的顶部、中部和底部，各由均匀分布的几个不同部位，取得大致相等假设干份组成一组试样，总之务必使抽样样品具有代表性满足JTG E42-2005因为样品对筛分

3、结果影响很大，从而影响矿料级配。 沥青性质根底试验 试验工程及结果见表1 沥青针入度指数偏大，对温度敏感性较高。从而影响沥青混合料对温度的敏感性，后果就是温度高时易车辙，温度低时易开裂项 目单 位90号石油沥青A级指标要求试验结果针入度（25,100g、5s）0.1mm8010082软化点不小于4443.015延度（5cm/min）cm不小于10010010延度（5cm/min）cm不小于30100针入度指数PI-1.51.0-1.3-1.360动力粘度pas不小于140163135动力粘度pas0.45175动力粘度pas0.073蜡含量不大于2.21.8闪点不小于245266溶解度%不小于

4、99.599.9密度 （15）g/cm3实测记录1.013薄膜烘箱质量变化%不大于0.80.08残留针入度比%不小于5772残留延度15cm（C级沥青测量）100残留延度10cm不小于883 集料筛分采用水筛法。 对粗集料按相应标准进行了各项指标试验，试验工程及结果见表2 ，细集料及填料试验结果略。 细集料的洁净程度，天然砂以小于颗粒含量表示，石屑和机制砂以砂当量0或亚甲蓝值 02.36mm 或00.15mm 表示。指 标单位指标要求试验结果试验方法石料压碎值 不大于2514.5T 0316洛杉矶磨耗损失 不大于2512.5T 0317表观相对密度 t/m3不小于2.62.6852.715T

5、0304吸水率 不大于21.92.42.4T 0304坚固性 不大于109T 0314针片状颗粒含量（混合料）不大于12、181111.9T 0312水洗法38为F型细型，通过率38为C型粗型，查找标准规定的矿料级配范围。 实例选用AC-16C型 1、满足关键筛孔控制； 2、为确保高温抗车辙能力，同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少以以下局部细粉用量，使中等粒径集料较多，形成S曲线； 3、，尽量靠近中值； 4、设计合成级配不能由太多的锯齿型交错，且在禁区范围内不出现驼峰 出现驼峰，即表示为一种多砂混合料，或相对总砂量来说细砂太多的混合料，这种级配

6、的混合料在施工期间常会出现压实问题，并表现为在使用期间抗永久变形由两局部组成，一局部是由沥青面层在行车荷载反复作用下进一步压密产生的，可称其为压密形变，另一局部是因沥青混合料在高温时强度缺乏以抵抗重轮荷载的反复作用，轮下的局部沥青混合料产生剪切形变逐渐被挤压到两侧，使两侧的面层鼓起，产生所谓的侧向流动能力缺乏。而且，集料级配通过限制区容易造成矿料间隙率VMA过小，这种级配对沥青含量过分敏感禁区内筛孔尺寸（mm）下限上限0.315.515.50.619.125.11.1825.631.62.3639.139.1 根据集料筛分结果，计算各集料在每个筛孔的通过率注意石屑的除尘处理一般筛底剔除3/4，

7、剔除2/3，剔除1/2，剔除1/3使用电算法进行矿料配合比，图例x轴坐标为xdi，实例“A04长珲高速公路上面层AC16C-陈级配下S-4 .xls。 1、配料 2、马歇尔试件成型 3、马歇尔试件的物理指标测试 4、马歇尔稳定度试验稳定度，流值 对含泥量较大的粗集料，要剔除以下含量，尤其注意石屑模拟除尘。 预估最正确油石比,以为间隔，在最正确油石比上下共5个油石比进行拌制。 马歇尔试件成型温度控制，各温度对混合料性质的影响、对试件成型高度的影响。 拌和要充分； 同一油石比，每一个马歇尔试件的成型样品要尽量保持一致，防止离析，以免造成每个试件的性质不同； 严格控制试件高度，工序90号石油沥青试验

8、室一般选择控制温度沥青加热温度（）150160150（防止沥青老化）矿料加热温度（）集料加热温度比沥青温度高1030160沥青混合料拌和温度（）140160150试件击实成型稳度（）130150140 试件充分吸水试件充分吸水 网篮要全部没水网篮要全部没水 保持同一水位保持同一水位 用拧干的湿毛巾擦拭试件外表，不得吸用拧干的湿毛巾擦拭试件外表，不得吸走空隙内的水走空隙内的水 水温宜为水温宜为252522 根据试件多少，试件放入前可将水浴温根据试件多少，试件放入前可将水浴温度适当调高，饱水后一定要调回度适当调高，饱水后一定要调回60 压头饱水压头饱水 样品不少于1500g； 将沥青混合料团块仔细

9、分散，粗集料不破碎，细集料团块分散到小于； 水温252，浸没混合料； 加外表活性剂，气泡充分排出； 称量水中时，假设倾斜入水时，切忌混合料与空气接触，否那么必须重新抽真空。 1、根底计算、根底计算 2、按施工标准标准控制马歇尔设计、按施工标准标准控制马歇尔设计 3、VMA技术标准选择技术标准选择 4、检查、检查OAC所对应的指标是否符合马歇尔所对应的指标是否符合马歇尔试验技术标准试验技术标准根据单质集料试验测得的粗集料毛体积密度、细集料表观密度、矿粉表观密度计算矿料合成毛体积相对密度sb计算试件毛体积相对密度f计算最大理论相对密度tma最大理论相对密度试验用枯燥沥青混合料试样的空气中质量g；m

10、1负压容器在25水中质量g；m2负压容器与沥青混合料一起在25水中质量g油石比Pa与沥青含量Pb的相互转化以 nn2211sb.100PPPwfammmf)(21tmmmmaa100100abbppp 100100baappp 以为根底计算沥青混合料试件的空隙率VV，矿料间隙率VMA，有效沥青饱和度VFA等体积指标。 (Ps为各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即Ps100Pb)100)1 (tfVV100)1001 (ssbfpVMA100)(VMAVVVMAVFA 选择的沥青用量范围必须涵盖设计空隙率的全部范围，并尽可能的涵盖沥青饱和度的要求范围，并使密度及稳定度曲线出现峰值。如果没有

11、涵盖设计空隙率的全部范围，试验必须扩大沥青用量重新进行。根据试验曲线的走势，按以下方法确定沥青混合料的最正确用量。 的沥青用量a1，a2，a3，a4， 取平均值作为OAC1 OAC1 a1 a2 a3 a4 /4 在沥青用量未涵盖沥青饱和度的要求范围时，在各曲线图上查出密度最大值，稳定度最大值，目标空隙率或中值 a1，a2，a3 ， 取平均值作为OAC1 OAC1 a1 a2 a3 /3 对所选择的沥青用量范围，密度或稳定度未出现峰值最大值出现在曲线两端时，可直接以目标空隙率或中值对应的沥青用量a3 ，作为OAC1，但OAC1必须介于OACminOACmax的范围内，否那么应重新进行配合比设计

12、 OAC1a3各项指标均符合技术标准不含VMA的沥青用量范围OACminOACmax的中值作为OAC2。OAC2=(OACmin + OACmax)/2 取OAC1和OAC2的中值作为计算的最正确沥青用量。 OAC=(OAC1+OAC2)/2设计空隙率（设计空隙率（%）3 34 45 5矿料间隙率矿料间隙率VMAVMA（%）不小于不小于12.512.513.513.514.514.5 根据集料最大公称粒径和空隙率按内插法确定，从曲线图上查找最正确油OAC对应的VMA是否能满足要求，OAC宜位于VMA凹曲线最小值的贫油一侧。AC-16沥青混合料设计空隙率对应的矿料间隙率沥青混合料设计空隙率对应的

13、矿料间隙率VMA技术标准技术标准试验指标空隙率（%）稳定度（kN）流值（mm）沥青饱和度（%）技术标准35不小于8246575AC-16沥青混合料马歇尔技术标试验技术标准沥青混合料马歇尔技术标试验技术标准 1、高温稳定性检验：动稳定度试验车辙、高温稳定性检验：动稳定度试验车辙试验试验 2、水稳定性检验：浸水马歇尔试验；冻融、水稳定性检验：浸水马歇尔试验；冻融劈裂试验劈裂试验 3、低温抗裂性能检验：、低温抗裂性能检验： 小梁低温弯曲蠕变小梁低温弯曲蠕变试验试验 4、渗水系数检验：渗水系数、渗水系数检验：渗水系数 5、抗滑性能测试，构造深度和摩擦系数、抗滑性能测试，构造深度和摩擦系数 成型： A、

14、试样总量计算：m1.03f30305 (g)； B、装模时注意周边插捣，中间高两边低； C、混合料压实温度为石油沥青120150，改性沥青140170 D、轮碾成型机温度控制在100，压力为，先在一个方向碾压2个往返4次，卸荷，再抬起碾压轮，将试件调转方向，继续碾压12次往返24次。 E、压实成型后，揭去外表的纸，用粉笔说明碾压方向。 试验：试验： A、室温放置、室温放置12h后后,改性沥青放置改性沥青放置48h前方可进行动稳前方可进行动稳定度试验定度试验 B、连同试模放置在升温至、连同试模放置在升温至601的恒温室中，保温的恒温室中，保温不少于不少于5h，不多于，不多于24h,在试验轮行走不

15、到的地方，将在试验轮行走不到的地方，将一支温度计放置在试件上，注意试件温度稳定在为一支温度计放置在试件上，注意试件温度稳定在为600.5。 C、试验轮的行走方向与轮碾方向一致、试验轮的行走方向与轮碾方向一致,切忌垂直切忌垂直,试轮试轮着地压强，往返碾压速度着地压强，往返碾压速度421次次/min往返往返21次次/min。 D、试验时应记录初始、试验时应记录初始(0min)位移和终了位移和终了(60min)位移，位移，当时间到达一小时，或总变形量超过当时间到达一小时，或总变形量超过25mm，可中止试，可中止试验。验。 E、现场判断车辙合格与否，普通沥青混合料、现场判断车辙合格与否，普通沥青混合料

16、60min变变形量形量45min变形量变形量，改性沥青混合料，改性沥青混合料60min变形量变形量45min变形量变形量5，动稳定度合格前提，动稳定度合格前提试验机选用试验机选用曲柄连杆驱动曲柄连杆驱动试件为标准尺寸试件为标准尺寸30030050试轮试轮往返碾压速度往返碾压速度421次次/min动稳定度标准符合动稳定度标准符合JTG E42-2000 1)浸水马歇尔试验浸水马歇尔试验 与标准马歇尔类似，饱水时间与标准马歇尔类似，饱水时间48h，注意饱水，注意饱水48小时后，小时后，马歇尔试验前观察试件的变化，石料剥落情况。马歇尔试验前观察试件的变化，石料剥落情况。 2) 冻融劈裂试验冻融劈裂试

17、验 冻融劈裂双面击实各冻融劈裂双面击实各50次次; 真空条件下饱水真空条件下饱水15min，然后常压下饱水，然后常压下饱水30min，将充，将充分饱水的试件用塑料袋装好，参加分饱水的试件用塑料袋装好，参加10ml水，扎紧袋口，水，扎紧袋口，放入放入182冰箱中，保持冰箱中，保持161h。 劈裂试验前测量记录高度劈裂试验前测量记录高度,劈裂试验可不记录变形指标劈裂试验可不记录变形指标. 水稳定性各检验试验试件最好同时测量力学指标，不要水稳定性各检验试验试件最好同时测量力学指标，不要提前测量。提前测量。 按按JTJ052-2000，冻融劈裂试件，残留稳定度试件均应，冻融劈裂试件，残留稳定度试件均应

18、该测量物理指标该测量物理指标 室温放置12h后，改性沥青放置48h后的试件方可切割成小梁 试件尺寸：长2502mm，宽302mm，高352mm，两支点断面的高度差和宽度差超过2mm时，试件作废； 试验温度为100.5,放置在冰箱中3h以上 试验温度条件控制 4、渗水系数检验：渗水系数可用来切割、渗水系数检验：渗水系数可用来切割成小梁成小梁 5、抗滑性能测试，构造深度和摩擦系数、抗滑性能测试，构造深度和摩擦系数 摩擦系数摩擦系数 测定时，温度影响较大，记录试验温度，测定时，温度影响较大，记录试验温度，对摩擦系数进行修正。对摩擦系数进行修正。 AC-16C型沥青混合料矿料配合比设计型沥青混合料矿料

19、配合比设计 A级配级配矿料级配通 过 量 （%）筛孔（mm)191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075A A上限上限10010096.796.788.788.776.576.549.749.735.535.524.724.716.416.412.712.77.97.96 6A A中值中值10010096.296.287877373434330.530.521.521.514.614.611.511.57.47.45.75.7A A下限下限10010094.994.982.682.664.264.238.538.524.824.81818131310.810.8

20、7.87.86.26.2A A上上S S10010096.896.889.189.177.277.240.340.329.829.821.321.314.714.711.711.77.87.86.16.1A A下下S S10010096.896.889.189.177.377.341.741.725.825.818.618.613.313.311117.87.86.36.3中值中值1001009595848470704848343424.524.517.517.512.512.59.59.56 6上限上限100100100100929280806262484836362626181814148

21、 8下限下限1001009090767660603434202013139 97 75 54 4 A级配曲线沥青混合料试验结果级配曲线沥青混合料试验结果级配级配类型类型最佳用油最佳用油量量(%)(%)毛体积相毛体积相对密度对密度（g/cmg/cm）空隙率空隙率（%）矿料间隙矿料间隙率（率（%）沥青饱和沥青饱和度（度（%）稳定度稳定度（kNkN）流值流值（mmmm）A A上限上限4.64.62.3262.3264.84.815.415.468.768.713.613.65.15.1A A中值中值4.84.82.3252.3254.44.415.015.070.370.312.612.64.54.

22、5A A下限下限4.84.82.3262.3264.24.21515727213.513.54.44.4A A上上S S4.84.82.3152.3154.64.615.215.269.469.413.113.13.23.2A A下下S S4.84.82.3572.3575.35.315.515.566.566.511.211.24.14.1表表11 A级配曲线沥青混合料验证试验结果级配曲线沥青混合料验证试验结果级配类型级配类型残留稳定度残留稳定度（%）冻融劈裂残留冻融劈裂残留强度比（强度比（%）动稳定度动稳定度（次（次/mm/mm）小梁弯曲小梁弯曲（）A A中值中值69.269.255.35

23、5.31111111127152715A A下限下限77.777.767.567.51006100630623062A A中水泥中水泥68.368.382.882.81017101725002500矿粉、消石灰、水泥的比较代替代替矿粉矿粉填料填料种类种类最佳油最佳油石比石比（%）稳定度稳定度（kNkN）流值流值（mmmm）毛体积毛体积相对密相对密度度空隙率空隙率（%）矿料间矿料间隙率隙率（%）沥青饱沥青饱和度和度（%）矿粉矿粉4.84.811.611.64.04.02.3252.3255.45.415.015.063.863.8消石灰消石灰4.84.812.612.64.54.52.3252.

24、3254.44.415.015.070.370.3水泥水泥4.84.89.89.83.53.52.3182.3185.75.715.315.363.063.0 A级配的试验结果： 1、除一个S型曲线外，混合料的流值都偏大，不满足标准规定的指标要求； 2、空隙率值总体偏大，集料与沥青粘附性较差的上面层混合料空隙率不宜过大； 3、水稳定性不满足要求。 总结A型级配曲线试验结果，对级配曲线进行了调整，分别设计了细、中粗三条级配曲线，增加了的通过率，的通过率分别为47.4%、51.2%、55 %，的通过率分别为26.8%、31.2%、36%矿料矿料级配级配通通 过过 量量 （%）筛孔筛孔(mm)191

25、613.29.54.75 2.36 1.180.60.30.15 0.075B B细细10010096.496.487.887.874.974.95555363624.824.816.516.512.712.77.97.96 6B B中中10010096.296.2878773.173.151.251.231.231.221.721.714.914.911.911.97.97.96.16.1B B粗粗10010095.995.986.186.171.371.347.447.426.826.818.818.813.213.210.810.87.57.55.95.9中值中值100100959584

26、8470704848343424.524.517.517.512.512.59.59.56 6上限上限100100100100929280806262484836362626181814148 8下限下限1001009090767660603434202013139 97 75 54 4B级配曲线沥青混合料试验结果级配曲线沥青混合料试验结果级配类型最佳用油量(%)毛体积相对密度空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度（%）稳定度(kN)流值(mm)B细4.82.3653.914.673.514.73.7B中4.82.3544.014.772.614.73.7B粗4.82.3284.915.468

27、.513.23.3B级配曲线沥青混合料验证试验结果级配曲线沥青混合料验证试验结果级配类型残留稳定度（%）冻融劈裂残留强度比（%）动稳定度（次/mm）小梁弯曲（）B细94.378.71236.52522B中91.671.61202.52417B粗81.568.711652316渗水系数渗水系数级配类型渗水系数（ml/min）B上不渗水B中不渗水B下不渗水构造深度和摩擦系数构造深度和摩擦系数级配类型级配类型构造深度构造深度摩擦系数摩擦系数B B上上0.60.64747B B中中0.70.75454B B下下0.90.95252 1、通过调整集料级配，B型级配增加的通过率，改善了沥青混合料的体积指标

28、、减小了流值，使级配曲线避开禁区并满足AC-16C的要求； 2、验证试验中B型三个级配典型曲线的动稳定度和小梁弯曲均满足要求，但中、粗两个级配的水稳定性不符合要求，其原因是集料与沥青粘附性缺乏，导致经过冻融和热浸的沥青混合料水稳定性缺乏；解决方法：、缩小级配范围，适当增加填料剂量；、采用改性沥青。 3、B型三个级配曲线的混合料都不渗水， B中、B下两个级配具有较好的摩檫系数和构造深度。 1、通过率宜控制在30%36%之间，通过率宜控制在47.4%55%之间； 2、空隙率宜控制在3.5%4%； 3、在施工中应增加集料的加热时间，降低集料的含水量； 4、施工中沥青混合料的压实度宜到达100%。 选

29、用粘度高的沥青；选用粘度高的沥青； 选用针入度较小，软化点高和沥青含蜡量低的沥青；选用针入度较小，软化点高和沥青含蜡量低的沥青； 用改性沥青；用改性沥青； 增加粗骨料，控制针片状颗粒；增加粗骨料，控制针片状颗粒； 马歇尔试验结果沥青混合料空隙率不小于马歇尔试验结果沥青混合料空隙率不小于4 4； 保持矿粉与沥青之比为保持矿粉与沥青之比为1 1，使矿粉有足够数量，以减少，使矿粉有足够数量，以减少起润滑作用的游离沥青，减薄沥青膜厚度；起润滑作用的游离沥青，减薄沥青膜厚度； 矿料中天然颗粒矿料中天然颗粒以下含量不超过以下含量不超过1515； 以上适合上面层提高抗车辙能力的试验室方法以上适合上面层提高抗

30、车辙能力的试验室方法 中、下面层沥青混合料，沥青含量可略低于最正确沥青用中、下面层沥青混合料，沥青含量可略低于最正确沥青用量量 在满足保护半刚性基层不使先产生收缩裂缝和满足沥青面在满足保护半刚性基层不使先产生收缩裂缝和满足沥青面层柔性基层不产生早期破坏的前提下，采用较薄的沥青层柔性基层不产生早期破坏的前提下，采用较薄的沥青面层面层 采用较高的压实度采用较高的压实度 主要与沥青和石料的本身性质有关，目前方法就是改善沥青与碎石之间的粘附性。上面已经提到了几种方法使用水泥、消石灰代替局部矿粉，使用剥落剂，或者用改性沥青代替石油沥青; 缩小级配范围，适当增加填料剂量。设计级配范围选择说明材料品种选择与

31、原材料质量试验结果矿料级配，绘制级配曲线最正确沥青用量以及各项体积指标，马歇尔试验结果，配合比设计检验结果 对间歇式拌合机，应按规定方法取样测试各热料仓的材料级配筛分、粗细集料相对密度，确定各热料仓的配合比石屑已除尘处理，直接利用筛分结果，供拌合机控制室使用。同时选择适宜的筛孔尺寸和安装角度，尽量使各热料仓的供料大体平衡。 取目标配合设计的最正确沥青用量等3个各沥青用量进行马歇尔试验和试拌，通过室内试验及拌合机取样试验综合确定生产配合比的最正确沥青用量，与目标配合比设计差值不宜大于。对连续式拌合机可省略生产配合比设计步骤。 一取样方法：在热料仓中取样，应先放出一局部矿料，再从热料仓放出至装载机

32、上，然后倒在水泥地上，拌和均匀，从3处以上的位置取足试样； 二选用3组油石比即可； 三不做检验试验。 拌合机按生产配合比结果进行试拌、铺筑试验段，并取样进行马歇尔试验，同时从路上钻芯样观察空隙率大小，由此确定生产用标准配合比。通过抽提试验，评价标准配合比矿料的合成级配中，至少应包括，及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围中值，并防止在处出现“驼峰。 对标准的配合比，进行动稳定度和水稳定性检验。 1、现场取热拌混合料； 2、成型进行马歇尔试验物理指标，力学指标； 3、最大理论密度试验； 4、动稳定度试验； 5、马歇尔残留稳定度试验； 6、冻融劈裂试验； 7、现场取芯，芯样试验 8、数据评价分析，出具报告。