沥青混合料配合比设计方法

沥青混合料配合比设计方法1．材料准备按相关试验规程规定的取样方法，取足够数量的具有代表性沥青及矿料试样。按《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）材料质量的技术要求试验各项性质，当检验不合格时，不得用于试验。2．矿质混合料的配合比组成设计矿质混合料配合比组成设计的目的是选配一个具有足够密实度并且有较高内摩阻力的矿质混合料，可以根据级配理论，计算出需要的矿质混合料的级配范围。但是为了应用已有的研究成果和实践经验，通常是采用规范推荐的矿质混合料级配范围来确定。按现行规范规定。按下列步骤进行：（1）确定沥青混合料类型沥青混合料类型根据道路等级、路面类型、所处的结构层位选定。（2）确定矿料的最大粒径各国对沥青混合料的最大粒径（D）同路面结构层最小厚度的关系均有规定，除前苏联规定矿料最大粒径分别为面层厚度的0.6倍与底基层厚度的0.7倍外，一般均规定为0.5借以下。我国研究表明：随h／D增大，耐疲劳性提高，但车辙量增大。相反h／D减小／车辙量也减小，但耐久性降低，特别是在h/D≤2时，疲劳耐久性急剧下降。为此建议结构层厚度人与最大粒径口之比应控制在h／D＞2。尤其是在使用国产沥青时，h／D就更接近于2。例如最大粒径的30-35mm的粗粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-7cm，D为20-25mm；中粒式沥青混凝土，其结构层厚度应大于4-5cm，D为15cm；细粒式沥青混凝土，其最小结构厚度应为3cm。只有控制了结构层厚度与最大粒径之比，才能拌和均匀，易于达到要求的密实度和平整度,保证施工质量。（3）确定矿质混合料的级配范围根据已确定的沥青混合料类型，查阅规范推荐的矿质混合料级配范围。（4）矿质混合料配合比例计算①组成材料的原始数据测定。根据现场取样，对粗集料）细集料和矿粉进行筛析试验。按筛析结果分别绘出各组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的相对窃度”供计算物理常数备用。②计算组成材料的配合比，根据各组成材料的筛析试验资料，采用图解法或电算法，计算符合要求级配范围的各组成材料用量比例。③调整配合比。计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整。a.通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限,尤其应使0.075、2.36和4.75删筛孔的通过量尽量接近设计级配范围中限。b．对高速公路、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（粗）限。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（细）限。c、合成的级配曲线应接近连续或有合理的间断级配，不得有过多的犬牙交错，当经过再三调整、仍有两个以上的筛孔超过级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。3.通过马歇尔试验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可以通过各种理论计算的方法求得。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要通过试验方法修正，因此理论方法只能得到一个供试验参考的数据。采用试验方法确定沥青最佳用量目前最常用的方法有维姆法和马歇尔法。我国现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）规定的方法，是在马歇尔法和美国沥青学会方法的基础上，结合我国多年研究成果和生产实践总结发展起来的更为完善的方法，该法确定沥青最佳用量按下列步骤。1）制备试样（1）按确定的矿质混合料配合比计算各种矿质材料的用量。（2）根据相关材料推荐的沥青用量范围（或经验的沥青用量范围），估计适宜的沥青用量（或油石比）。”、2）测定物理、力学指标以估计沥青用量为中值，以0.5％间隔上下变化沥青用量制备马歇尔试件不少于5组。然后在规定的试验温度及试验时间内用马歇示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。3）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，以沥青用量为横坐标，以视密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标。将试验结果绘制成沥青用量与各项指标的关系曲线。（2）求取相应于稳定度最大值的沥青用量a1、相应于密度最大的沥青用量a2以及相应千规定空隙率范围中值筋青用量a3,求取三者平均值作为最佳沥青用量的初始值OAC1。（3）求出各项指标符合沥青混合料技术标准的沥青用量范围OACmin-OACmax，其中值为OAC2。”（4）根据OAC1和OAC2综合确定沥青最佳用量（OAC1），按最佳沥青用量的初始值OAC1在图中求取相应的各项指标值，检查其是否符合规定的马歇尔设计配合比技术指标。同时检验VMA是否符合要求，如能符合时，由OAC1及OAC2综合决定最佳沥青用量OAC。如不能符合，应调整级配厘新进行配合比设计马歇尔试验，直至各项指标均能符合要求为止。（5）根据气候条件和交通特性调整最佳沥青用量。由OAC1和OAC2综合决定最佳沥青用量OAC时，还应根据实践经验和道路等级、气候条件考虑所属情况进行调整。①对热区道路以及车辆渠化交通的高速公路、一级公路、城市快速路、主干路，预计有可能造成较大车辙的情况时，可以在中限值OAC2与下限OACmin范围内决定；但一般不宜小于中限值OAC2的0.5%。②对寒区道路以及一般道路，最佳沥青用量可以在中限值OAC2与上限值OACmax范围内决定，但一般不宜大于中限值OAC2的0.3%。4．水稳定性检验按最佳沥青用量OAC制作马歇尔试件进行浸水马歇尔试验（或真空饱水马歇尔试验），检验其残留稳定度是否合格。如当最佳沥青用量OAC与两个初始值OAC1、OAC2相差甚大时，宜将OAC与OAC1或OAC2分别制作试件，进行残留稳定度试验。我国现行规范规定，＝型沥青混凝土残留稳定度不低于75％,Ⅱ型沥青混凝土不低于70％。如不符合要求，应重新进行配合比设计，或者采用掺加抗剥剂方法来提高水稳定性。5．抗车辙能力检验按最佳沥青用量OAC制作车辙试验试件，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-93，T07l9）方法，在60℃条件下用车辙试验相对设计的沥青用量检验其动稳定度。用最佳沥青用量OAC与两个初始值OAC1或OAC2分别制作试件进行车辙试验，我国现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ032-94）规定，用于上、中面层的沥青混凝土，在60℃时车辙试验的动稳定度：对高速公路、城市快速路不小于800次/mm；对一级公路及城市主干路宜不小于600次/mm。如不符合上述要求，应对矿料级配或沥青用量进行调整，重新进行主配合比设计。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，综合决定矿料级配和最佳沥青用量。