热拌沥青混合料配合比设计

热拌沥青混合料配合比设计方法——《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）•本方法适用于密级配沥青混凝土及沥青稳定碎石沥青混合料（参见表1）•包括三个阶段：目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证。•配合比设计的任务：1、沥青结合料与矿料的选择（目标配合比设计阶段）2、矿料级配设计与矿料配合比确定3、最佳沥青用量或最佳油石比设计表1热拌沥青混合料种类混合料类型密级配开级配半开级配连续级配间断级配间断级配沥青稳定碎石沥青混凝土沥青稳定碎石沥青马蹄脂碎石排水式沥青磨耗层排水式沥青稳定碎石基层特粗式—ATB-40——ATPB-40—粗粒式—ATB-30——ATPB-30—AC-25ATB-25——ATPB-25—中粒式AC-20—SMA-20——AM-20AC-16—SMA-16OGFC-16—AM-16细粒式AC-13—SMA-13OGFC-13—AM-13AC-10—SMA-10OGFC-10—AM-10砂粒式AC-5————AM-5设计空隙率(%)3～53～63～4〉18〉186～12第1节目标配合比设计目标配合比设计流程图马歇尔试验配合比设计技术标准包括集料公称最大粒径、马歇尔试件尺寸、击实次数、体积指标类（VV、VMA、VFA）、稳定度与流值等；这些指标与气候条件有关。见下图。配合比设计混合料的使用性能检验高温性能、水稳性能、低温性能及渗水性能——配合比设计检验内容。满足两类性能标准要求的矿料级配和油石比就是我们要寻求的目标。一、矿料级配设计沥青混合料矿料级配范围分为三个层次：1、规范规定的级配范围适用于不同的道路等级、不同气候条件、不同交通条件及不同层次等情况，适用于全国（—宽）。见下列诸表。2、工程设计级配范围符合工程的气候条件、交通条件、公路等级、所处层位提出。工程设计级配范围≤规范规定的级配范围3、施工质量检验时允许波动的级配范围经过三阶段配合比设计确定标准配合比和级配曲线后，按施工质量检验允许的波动值得到施工质量检验级配范围。确定工程设计级配范围1、确定工程设计级配范围的原则（1）首先按表5.3.2-1选择采用粗型（C型）或细型（F型）的混合料表5.3.2-1粗型和细型密级配沥青混凝土的关键性筛孔通过率混合料类型公称最大粒径(mm)用以分类的关键性筛孔（mm）粗型密级配细型密级配名称关键性筛孔通过率(%)名称关键性筛孔通过率(%)AC-2526.54.75AC-25C40AC-25F40AC-20194.75AC-20C45AC-20F45AC-16162.36AC-16C38AC-16F38AC-1313.22.36AC-13C40AC-13F40AC-109.52.36AC-10C45AC-10F451、确定工程设计级配范围的原则（续1）（2）形成S型级配（3）考虑层位功能需要，满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求（4）工程级配范围比规范级配范围窄，其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%（5）考虑施工性能，易摊铺、易压实，避免严重离析1、确定工程设计级配范围的原则（续2）2、沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定（1）密级配沥青混合料的设计级配宜根据公路等级、气候及交通条件按规范表5.3.2-1选择采用粗型（C型）或细型（F型）并在下表5.3.2-2范围内确定工程设计级配范围，通常情况下，工程设计级配范围不宜超出表5.3.2-2范围的要求。（2）其它类型的沥青混合料宜直接以表5.3.2-3~5.3.2-7作为工程设计级配范围。AC-16密级配沥青混凝土混合料矿料级配范围010203040506070809010000.511.522.533.5筛孔尺寸（mm）通过率（%）0.0750.150.30.61.182.364.759.513.21619矿料级配设计对高速公路和一级公路，宜在工程设计级配范围内计算1~3组粗细不同的配合比，绘制设计级配曲线，分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。二、马歇尔试验沥青混合料拌和与试件制作温度确定确定矿料毛体积相对密度和表观相对密度nnPPP2211sb100nnPPP2211sa100bbtbseP100P100确定矿料的有效相对密度1、对非改性的沥青混合料宜以估计的最佳油石比拌和两组混合料，采用真空法实测密度反算。2、对改性沥青及SMA等难以分散的混合料，有效相对密度由计算法确定sbsasbsbsaseCC1C9339.02936.0033.0Cx2x10011sasbx根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。sbbsesbse1sb1a1sbsb1aPPa1sbsb1aPP空隙率、矿料间隙率与有效沥青饱和度等体积指标计算1001VVtf100P1VMAssbf100VMAVVVMAVFA，三、确定最佳沥青含量/最佳油石比最佳沥青用量的确定1、以预估的的油石比为中值，按一定间隔（譬如0.5%），取5个或5个以上不同的油石比分别制成马歇尔试件。2、测试指标：毛体积相对密度（≥4个试件），稳定度与流值（≥4个试件）3、计算体积指标VV、VMA、VFA4、绘制曲线分别绘制毛体积相对密度、稳定度、空隙率、沥青饱和度、流值、矿料间隙率与沥青用量/油石比的关系曲线。a1、a2、a3、a4分别为其…对应的沥青用量。5、确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC1（1）通常情况OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4（2）如果在所选择的沥青用量范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，则：OAC1=（a1+a2+a3）/3（3）如果密度或稳定度没有出现峰值，可直接以目标空隙率所对应的沥青用量a3作为OAC1，即：OAC1=a3但OAC1必须介于OACmix~OACmax的范围内，否则应重新进行级配设计。三、确定最佳沥青含量/最佳油石比（续1）6、确定沥青混合料的最佳沥青用量OAC2以各项指标均符合技术标准（不含VMA）的沥青用量范围OACmix~OACmax中值为OAC2，即：OAC2=（OACmix~OACmax）/2三、确定最佳沥青含量/最佳油石比（续2）7、通常，计算的最佳沥青用量OAC：OAC=（OAC1+OAC2）/2得到最佳沥青用量后，进而可由图得出VV、VMA的数值，检验是否满足关于最小VMA的要求。OAC宜位于VMA凹型曲线最小值的贫油一侧。8、调整确定最佳沥青用量三、确定最佳沥青含量/最佳油石比（续2）规范规定的有效沥青含量按下式计算：100bsbsesbsebaPsbabbePPPP100计算有效沥青含量有效沥青含量也可按下式计算：bePVVVMAfa检验最佳沥青用量时的粉胶比和有效沥青膜厚度四、配合比设计检验•高温稳定性检验•水稳定性检验•低温抗裂性能检验•渗水系数检验