热拌沥青混合料的设计方法及特点(土木工程材料作业).docx

热拌沥青混合料的设计方法及特点热拌沥青是一种混合物，是骨料，石料，沙子和液态沥青胶结料的混合物。各种不同规格的骨料加热，然后按照精确的比例和沥青胶结料混合，沥青胶结料的温度为300度，已经液化。当混合物还处于热状态时，就铺设在事先准备好的路基上。铺设后不久，混合物冷却，固化，路面就可以使用了。和其他沥青相比，你会发现热拌沥青的很多优点，比如：结实耐用、能够经受的住冻融。不用担心冬天在车道上撒盐来融化雪，热拌沥青不受盐的影响。不像其他的硬材料，像混凝土，热拌沥青有弹性，能轻微的沉淀或冻胀。另外，热拌沥青是最经济的选择，全世界已有数以百万的私人房主使用了热拌沥青， 因为它耐用，而且很少需要维护。当前,沥青路面设计技术正面临着巨大的变革。由于交通量的剧增,轮胎气压和轴载的增加以及环境、材料等方面产生一些新的变化,许多满足现行规范的沥青路面仍发生了早期破坏。分析其原因,除施工工艺与质量控制方面外,沥青混合料设计不当,或缺乏一个比较规范的混合料设计方法也是主要原因之一。马歇尔设计方法是沥青路面材料组成设计的一种最主要的方法。设计的基本思路是在设计级配与配合比下,以一定的击实功(一般为双面击实75次)在一定的温度下成型的标准马歇尔试件,其各项体积指标(空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率)满足一定的要求。这种规定的体积指标要求值必须要能反映路用性能要求。因此,马歇尔设计方法指标的取值就显得尤为关键。《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)进一步完善了沥青混合料配合比设计方法,调整了马歇尔试验配合比设计方法及设计指标、标准。热拌沥青混合料的配合比设计包括目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三个阶段。一、目标配合比设计（一）矿质混合料的组成设计（1）确定沥青混合料类型根据公路等级、路面类型及所处的结构层次等，按表1选择沥青混合料类型。表1 沥青混合料类型结构层次高速公路、一级公路城市快速路、主干路其他等级公路城市道路与其他道路工程三层式路面两层式路面上面层AC-13 AK-13SMA-13 AC-16AK-16 SMA-16 AC-20 AC-13 AK-13SMA-13 AC-16AK-16 SMA-16 AC-13 SMA-13AC-16 SMA-16 AC-13 AK-13SMA-13 AC-16AK-16 SMA-16 AC-20 中面层AC-20 AC-25--AC-20 AC-25下面层AC-25 AC-30AC-20 AC-25AC-30AC-20 AM-25AC-25 AM-30AC-30AC-25 AM-25AC-30 AM-30（2）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，查表1，确定所需矿料的级配范围。（3）检测组成材料的原始数据根据现场取样，对粗集料、细集料和矿粉进行筛分试验，分别绘出各组成材料的筛分曲线，同时测出各组成材料的表观密度。（4）计算矿质混合料配合比根据各组成材料的试验结果，借用计算机或采用图解法，求出各组成材料用量的比例关系，并使合成的配合比符合以下要求：1）合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm，2.36mm和4.75mm筛孔的通过量接近设计级配范围的中限。2）对交通量大、轴载重的道路，宜偏向级配范围的下限。对中小交通或人行道路等，宜偏向级配范围的上限。3）合成的级配曲线应接近连续级配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出级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。（二）沥青最佳用量的确定一般采用马歇尔试验法来确定沥青最佳用量（1）根据表1所列的沥青用量范围及实践经验，估计适宜的沥青用量（或油石比）。（2）以估计沥青用量为中值，按0.5％间隔上下变化，取5个不同的沥青用量，拌和均匀，制成马歇尔试件。（3）测定试件的密度，并计算空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标，进行体积组成分析。（4）进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度和流值这两个力学指标。（5）以沥青用量为横坐标，以实测密度、空隙率、饱和度、稳定度、流值为纵坐标，分别将试验结果点入图中，连成圆滑的曲线。如图1所示。图1 沥青用量与各项指标的关系曲线注意，选择的沥青用量范围应使密度及稳定度曲线出现峰值。（6）从图1中求取相应于密度最大值的沥青用量为a1 ；相应于稳定度最大值的沥青用量为a2 ；及相应于规定空隙率范围的中值的沥青用量a3 ，按下式计算三者的平均值作为最佳沥青用量的初始值OAC1 ：OAC1＝（a1＋a2＋a3）/3（7）根据沥青混合料马歇尔试验技术标准，确定各关系曲线上沥青用量范围，取各沥青用量范围的共同区间，即为沥青最佳用量范围OACmin～OACmax ，求其中值OAC2 。OAC2＝（OACmin＋OACmax）/2（8）按最佳