沥青溷合料级配设计基础.ppt

* 沥青混合料矿料级配理论和设计方法研究 目 录 1、沥青混合料矿料级配理论 2、沥青混合料矿料级配设计方法 1、沥青混合料矿料级配设计理论 沥青混合料配合比设计，简单的说就是确定粗集料、细集料、矿粉和沥青结合料相互配合的比例，使之既能满足相应的性能要求又符合经济性的最佳方案。 沥青混合料的配合比设计包括矿质混合料的级配设计和最佳沥青含量的确定两大部分。 沥青混合料矿料级配是把各种不同粒径的集料，按照一定的比例搭配起来，以达到较高的密实度或强度。 1、沥青混合料矿料级配设计理论 级配理论 垛积理论：理论模型与实际情况存在较大的差异 最大密度曲线理论：描述连续级配的粒径分布 逐级填充理论 粒子干涉理论 分形理论：随着材料学的发展，将分形几何理 论应用于路面材料矿料级配研究而出 现的一种新方法，目前研究很少 描述间断、连续级配的粒径分布 1、沥青混合料矿料级配设计理论 最大密度曲线理论 最大密度曲线是W.B富勒(Fuller)通过试验提出的一种理想曲线，认为固体颗粒按粒度大小有规律的排列，粗细搭配，便可以达到密度最大、空隙最小的混合料。 该理论认为：“矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线，则其密度愈大”。 最大密度曲线 泰勒修正公式 现有级配算法皆以最大密度曲线理论为基础发展而来，只强调级配达到最大密实度，没有考虑骨架结构的形成与否，由此设计的级配也就难以形成骨架密实结构。 逐级填充理论 1、沥青混合料矿料级配设计理论 ① 相同粒径的颗粒排列时，空隙率与其粒径的大小无关，仅与排列和填充方式有关； ② 间断填充比逐级填充得到的空隙率更小，故间断级配较连续级配能形成更小的骨架间隙率，具有更加密实的骨架结构； ③ 利用逐级填充理论设计集料级配，其骨架空隙率与填充方式和各级集料的填充比例相关。 然而，有些间断级配混合料尽管理论上有许多优点，但施工难度大，受级配和油石比的波动影响比较敏感，极易造成混合料不均匀，致使路面不是泛油就是透水，实际效果并不理想。 1、沥青混合料矿料级配设计理论 粒子干涉理论 该理论认为要达到最大密实度，前一级颗粒之间的空隙应由次一级颗粒填充，剩余空隙再由更次一级颗粒填充，但填充的颗粒粒径不得大于其间隙的距离，否则大小颗粒之间势必发生干涉现象。 目 录 1、沥青混合料矿料级配理论 2、沥青混合料矿料级配设计方法 2、沥青混合料矿料级配设计方法 — 6~12 18 18 3~4 3~6 3~5 设计空隙率(%) 4.75 AM-5 — — — — AC-5 砂砾式 9.5 AM-10 — ODFC-10 SMA-10 — AC-10 13.2 AM-13 — ODFC-13 SMA-13 — AC-13 细粒式 16.0 AM-16 — ODFC-16 SMA-16 — AC-16 19.0 AM-20 — — SMA-20 — AC-20 中粒式 26.5 — ATPB-25 — — ATB-25 AC-25 31.5 — ATPB-30 — — ATB-30 — 粗粒式 37.5 — ATPB-40 — — ATB-40 — 特粗式 排水式沥青碎石基层 排水式沥青磨耗层 沥青马蹄脂碎石 沥青 稳定碎石 沥青 混凝土 沥青碎石 间断级配 间断级配 连续级配 公称最大粒径(mm) 半开级配 开级配 密级配 混合料类型 HMA种类 2、沥青混合料矿料级配设计方法 悬浮—密实 骨架—空隙 密实—骨架 代表种类：AC 代表种类：AM OGFC ATPB 代表种类：SMA 2、沥青混合料矿料级配设计方法 （1）沥青混凝土(AC)矿料级配设计方法 沥青混凝土是按密级配原理设计组成的各种粒径颗粒的矿料与沥青结合料拌制而成、设计空隙率较小的密实式沥青混凝土混合料。 沥青混凝土的矿料级配的确定方法主要有：数解法和图解法。 2、沥青混合料矿料级配设计方法 数解法的原理： 设有几种矿质集料，欲配制某种一定级配要求的混合料。在决定各组成集料的混合料的比例时，先假定混合料中某种粒径的颗粒是由某一种对该粒径占优势的集料所组成，而其他各种集料不含这种粒径。如此根据各个主要粒径去试算各种集料的混合料中的大致比例。如果比例不合适，则稍微调整，这样逐步渐进，最终达到符合混合料级配要求的各集料配合比例。 2、沥青混合料矿料级配设计方法 图解法的步骤： 2、沥青混合料矿料级配设计方法 （2）沥青马蹄脂碎石(SMA)矿料级配