沥青AC-20C级配设计最佳油石比

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1、习题二：1、省*高速公路沥青路面为三层式构造，中面层构造为AC-20C，设计要求为：设计空隙率VV%为36、稳定度kN为：不小于8，流值mm为：1.54，矿料间隙率VMA%为：不小于13.5，饱和度VFA%为：6575。所用材料如下：AH-70普通沥青，相对密度为1.033，所用矿料筛分结果及AC-20C级配围见表1，矿料密度见表2。马歇尔体积参数见表3，试根据公路沥青路面施工技术规JTG F40-2004马歇尔设计方法进展AC-20C级配设计并确定最正确油石比。表1 矿料级配矿料通过以下筛孔mm的质量百分率191613.29.54.752.361.180.60.30.150.07510206

2、6.1 35.5 11.1 1.4 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.8 0.8 101590.4 40.3 7.0 1.5 1.0 1.0 1.0 0.9 0.9 0.9 0.9 510100 100.0 87.4 12.2 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.3 05100 100 100 99.1 12.2 0.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 矿粉100 100 100 100 90.8 53.2 40.5 29.9 22.3 16.9 10.2 AC-20级配上限1009280725644332417137AC-20级配下限907862502616

3、128543表2 矿料密度矿料毛体积相对密度表观相对密度10162.6912.73310152.6872.7355102.6732.73605/2.659矿粉/2.668AC-20马歇尔最正确沥青用量试验结果表-3油石比%高度mm空中重g水中重g表干重g吸水率%毛体积相对密度理论最大相对密度试件的空隙率VV矿料间隙率VMA沥青饱和度VFA稳定度KN流值mm3.5 63.5 1154.32 677.04 1160.07 8.7621.563.3 1149.56 674.96 1157.77 9.1221.564.2 1162.35 682.79 1170.15 8.1219.863.8 1156

4、.78 677.54 1163.58 8.5621.363.7 1155.75 678.08 1162.89 8.64 21.0 4.0 63.5 1163.25 682.89 1168.59 9.5723.563.6 1162.58 682.53 1166.94 10.2521.3 63.2 1159.87 679.06 1163.55 9.8924.563.7 1168.53 687.40 1173.88 8.9525.363.5 1163.56 682.97 1168.24 9.67 23.7 4.5 62.9 1170.23 688.46 1173.63 9.8929.863.4 11

5、68.59 688.60 1171.49 10.2923.563.5 1171.25 688.89 1173.67 10.5422.663.8 1175.46 690.56 1177.90 11.1224.763.4 1171.38 689.12 1174.17 10.46 25.2 5.0 63.4 1178.56 696.97 1180.98 11.0430.263.5 1179.56 699.03 1182.46 11.2128.763.6 1182.35 698.13 1184.29 11.8531.563.8 1191.20 705.25 1193.64 12.2532.063.6

6、1182.92 699.85 1185.34 11.59 30.6 5.5 63.5 1189.56 703.10 1191.02 12.4333.463.8 1192.56 705.78 1193.54 11.4532.564.2 1200.56 710.70 1202.53 12.4536.563.2 1185.69 701.19 1188.12 12.3634.863.7 1192.09 705.19 1193.80 12.17 34.3 1、沥青混合料矿料级配确实定在组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级配组成，沥青混合料由于集料的级配不同，可以

7、形成不同的组成构造。根据对代表性集料筛分结果,拟定矿料的配合比为1*：2*：3*：矿粉=43：26：30.5：0.5。根据代表性集料筛分结果，合成级配如表3.表3 AC-20C级配各档料比例及合成级配工程各种筛孔尺寸所对应的通过率26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075各种集料所用比例及通过率%4310089.160.425.61.61.11.01.00.90.80.80.82610010010010097.25.41.41.31.21.11.00.80-4.75mm30.510010010010010096.067.451.135.421.116.

8、211.8矿粉0.510010010010010010010010010010098.690.3合成级配10010095.383.068.057.031.721.916.812.07.56.04.5级配中值10095.085.071.061.041.030.022.516.011.08.55.0级配上限1001009280725644332417137级配下限100907862502616128543图1 AC-20C级配曲线图2、确定最正确沥青用量双永高速公路沥青下面层AC-20C级配沥青混合料，采用马歇尔试验确定沥青混合料的最正确油石比。每组沥青混合料按照公路工程沥青与沥青混合料试验规程(

9、JTJ 0522000)的要求，估计最正确油石比为中值，以0.5%间隔变化油石比，配置5种不同的油石比成型试件，分别在规定的试验温度及试验时间用马歇尔仪测定稳定度和流值，同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率，然后按照公路沥青路面施工技术规(JTG F40-2004)规定的方法确定最正确油石比。2.1、最论相对密度的计算。根据已确定的各档矿料比例、表观相对密度、毛体积相对密度、沥青相对密度b25/25，等，根据公式：(1) *=1/sb-1/sa*100=1/2.887-1/2.938*100=0.60(2) C=0.033*2-0.2936*+0.9339=0.77(3) se=C*sa+(1-

10、C)*sb =2.926(4) ti =(100+Pai)/(100/se+Pai/b)计算可得不同油石比对应的最论相对密度如下表：表4最论相对密度Pai%3.093.624.164.705.25ti 2.7722.7482.7242.7012.6792.2、马歇尔击实根据已确定的合成级配配制合成矿料，并按规程JTJ052-2000试验方法拌制混合料进展马歇尔击实，用马歇尔试验确定最正确油石比，分别以油石比3.09%，4.62%，4.16%，4.70%，5.25%成型马歇尔试件(双面各击实75次)，击实后的试件冷却至室温脱模，测定其各项物理力学指标，其结果表6：表5沥青混合料试验指标油石比(油

11、用量)%混合料的各项技术指标f sbtVV%VMA(%)VFA(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)3.093.02.5802.8872.7726.913.347.913.0131.03.623.52.5912.8872.7485.713.457.513.6934.14.164.02.5962.8872.8244.713.765.714.4735.34.704.52.6002.8872.7013.814.073.113.536.35.255.02.6042.8872.6792.814.380.312.9139.12.3、绘制VMA、VFA、密度、马歇尔稳定度、流值与油石比关系如图：图2 密度与

12、油用量关系图3 稳定度与油石比关系图图4 空隙率与油石比关系图5 流值与油石比关系图图6 矿料间隙率与油石比关系图图7 饱和度与油石比关系图稳定度空隙率流值饱和度矿料间隙率共同围3.0 3.5 4.0 4.5 5.02.6、根据其关系图,得到如下数据:根据试验结果，因密度无最大峰值，故OAC1取目标空隙率5.0%时所对应的油用量为3.75%。再从图可得OACmin = 3.90%，OACma*=4.60%。则OAC2=OACmin+OACma*/2=4.25%，即此目标配合比最正确油用量OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.00%，即最正确油石比为OAC=4.16%故我部确定其最正确油石比为

13、4.16%,即最正确沥青用量为4.0%。并对该油石比进展验证试验结果如下表：各项指标fsbtVV%VMA(%)VFA(%)稳定度(KN)流值(0.1mm)残留稳定度(%)规定值-306.065758.0154085实测值2.5952.8872.7244.713.765.614.2934.989.32.7、检验最正确油石比时的粉胶比se=C*sa+(1-C)*sb =2.926Pba=(2.926-1.026)/(2.926*2.887)* 1.026*100=23.1%Pbe=4.00-23.1/100*0.956=3.78FB=P0.075/ Pbe=4.5/3.78=1.19FB在之间符合

14、要求2.8、有效沥青膜厚度SA=4.01m2/kgDA=3.78/(1.026*4.01)*10=9.19m3、配合比的设计检验3.1水稳定性试验对混合料进展水稳定性试验，进展浸水马歇尔实验时，试件分两组，每组6个试件。一组在60水浴中保养0.5h后测其马歇尔稳定度S1；另一组在60水浴中恒温保养48h后测其马歇尔稳定度S2；计算残留稳定度S0= S2/ S1100%。试验结果如下表10。表10 浸水马歇尔稳定度试验结果沥青种类油石比油用量%稳定度S1kN稳定度S2kN残留稳定度S0%技术要求(%)I-D类改性沥青4.164. 014.2912.7689.385浸水马歇尔残留稳定度见上表为89.3 % ，符合设计及规要求。