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1、學(xué) 習(xí) 情 境 4-2瀝青混合料試驗(yàn) 福建交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院黃玉萍學(xué) 習(xí) 目 的l 能夠進(jìn)行瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)l 能進(jìn)行瀝青混合料拌和，制作試件，測(cè)定瀝青混合料的毛體積密度和表觀密度l 能用馬歇爾試驗(yàn)儀測(cè)定瀝青混合料的流值和穩(wěn)定度，確定瀝青的最佳用量學(xué)習(xí)任務(wù)書(shū)某工地計(jì)算某公路面層瀝青混合料中各種礦質(zhì)材料的配合比，用馬歇爾試驗(yàn)的穩(wěn)定度等指標(biāo)確定瀝青最佳用量。l (1)設(shè)計(jì)原始資料；混合料種類(lèi) 中粒式瀝青混合料，最大粒徑 25mm。l 瀝青混合料制備條件與施工設(shè)備：瀝青混合料在工廠拌和，用攤鋪機(jī)鋪筑壓路機(jī)碾壓。l (2)組成材料技術(shù)性質(zhì)：l 瀝青材料：環(huán)烷 中間基石油瀝青，測(cè)定針入度、軟化點(diǎn)、

2、延度三大指標(biāo)，試驗(yàn)結(jié)果符合技術(shù)要求。l 礦質(zhì)材料：碎石、砂、礦粉等分別進(jìn)行篩分析。l 要求： 1）用矩形圖解法確定礦質(zhì)混合料級(jí)配組成。l 2）確定瀝青混合料的瀝青最佳用量。何為瀝青何為瀝青混合料混合料 ?瀝青路面越來(lái)越多地被應(yīng)用于不同等級(jí)的公路，其原因何在？地方道路高速公路城市道路1瀝青混合料是一種粘彈性材料，具有良好的力學(xué)性能，鋪筑的路面平整無(wú)縫，振動(dòng)小，噪音低，行車(chē)舒適。2路面平整且有一定的粗糙度，耐磨好，無(wú)強(qiáng)烈反光，有利于行車(chē) 安全。3施工方便，施工時(shí)不需要養(yǎng)護(hù)，能及時(shí)開(kāi)通交通。4維修簡(jiǎn)單，舊瀝青混合料可再生利用。1瀝青路面容易 老化 。2 溫度穩(wěn)定性差 。但是！瀝青混合料 概述 老化定

3、義？在長(zhǎng)期的大氣因素作用下，因?yàn)r青塑性降低，脆性增強(qiáng)，粘聚力減小，導(dǎo)致路面表面產(chǎn)生松散，引起路面破壞。瀝青路面老化現(xiàn)象夏季高溫瀝青易軟化，路面易產(chǎn)生車(chē)轍、波浪；冬季低溫時(shí)易脆裂，在車(chē)輛重復(fù)作用下易產(chǎn)生開(kāi)裂。波浪波浪車(chē)轍車(chē)轍泛油泛油溫度穩(wěn)定性差的表現(xiàn)：溫度穩(wěn)定性差的表現(xiàn)：瀝青 混合料材料級(jí)配組成及空隙率大小分材料組成及結(jié)構(gòu)分制造工藝分公稱(chēng)最大粒徑分1.特粗式瀝青混合料2.粗粒式瀝青混合料3.中粒式瀝青混合料4.細(xì)粒式瀝青混合料5.砂粒式瀝青混合料1.連續(xù)級(jí)配瀝青混合料2.間斷級(jí)配瀝青混合料1.密級(jí)配瀝青混合料2.半開(kāi)級(jí)配瀝青混合料3.開(kāi)級(jí)配瀝青混合料1.熱拌瀝青混合料2.冷拌瀝青混合料3.再生瀝

4、青混合料目前公路與城市道路路面多采用復(fù)合類(lèi)的瀝青混合料，如 AC-16F既屬于熱拌瀝青混合料、又屬于密級(jí)配的、中粒式瀝青混合料。瀝青混合料 分類(lèi)熱拌瀝青混合料種類(lèi)瀝青混合料 分類(lèi)（ 3） 耐久性瀝青混合料 技術(shù)性質(zhì)和技術(shù) 標(biāo)準(zhǔn)1.技術(shù)性質(zhì)2.技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn) 穩(wěn)定度（ 0.1mm）車(chē)轍試驗(yàn) 動(dòng)穩(wěn)定度（次 mm）（ 1）高溫穩(wěn)定性（ 2）低溫抗裂性 低溫彎曲試驗(yàn)水穩(wěn)性耐老化性耐疲勞性浸水馬歇爾試驗(yàn) 殘留穩(wěn)定度（ %）凍融劈裂試驗(yàn) 殘留強(qiáng)度比（ %）（ 4） 抗滑性（ 5）施工和易性 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 JTG F40-2004 就是馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)要求參考規(guī)范瀝青混合料的拌合瀝青混合料的拌

5、合 瀝青混合料的運(yùn)輸瀝青混合料的運(yùn)輸瀝青混合料的攤鋪瀝青混合料的攤鋪 瀝青混合料的碾壓瀝青混合料的碾壓這就是建材課程要解決的問(wèn)題這是路面施工要解決的問(wèn)題瀝青混合料 學(xué)習(xí)內(nèi)容瀝青混合料的拌合瀝青混合料的拌合拌制瀝青混合料，需解決以下問(wèn)題：1.對(duì)原材料有何要求？如何對(duì)其檢測(cè)？2.怎樣配制瀝青混合料？即如何進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)？瀝青混合料 學(xué)習(xí)內(nèi)容瀝青材料瀝青混合料組成材料 粗集料 細(xì)集料 填料基質(zhì)瀝青改性瀝青各種粒徑的碎石（方孔篩）天然砂機(jī)制砂石屑礦粉最好都是堿性材料瀝青混合料 材料組成瀝青材料 針入度 針入度指數(shù) 軟化點(diǎn)延度 蠟含量 閃點(diǎn) 溶解度 密度壓碎值 磨耗值 表觀相對(duì)密度吸水率 堅(jiān)固性 針片狀

6、顆粒含量 0.075mm顆粒含量 軟盡弱顆粒含量磨光值 粘附性 破碎面要求粗集料細(xì)集料填 料 表觀密度 含水量 粒徑范圍 外觀親水系數(shù) 塑性指數(shù) 加熱安定性原材料名稱(chēng) 技術(shù)指標(biāo) 執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)1. 公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程 JTG E42-20052. 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 JTG F40-2004 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTJ 052-2000 原材料的技術(shù)要求（ P204P207）表觀相對(duì)密度 堅(jiān)固性含泥量 砂當(dāng)量 亞申藍(lán)值 棱角 性瀝青混合料 原材料技術(shù)要求目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段礦料的組成設(shè)計(jì)最佳瀝青用量確定圖解法或試算法集料篩分（水洗法）馬歇爾試

7、驗(yàn)確定工程級(jí)配范圍預(yù)估計(jì)算瀝青用量瀝青與集料相對(duì)密度測(cè)定配合比設(shè)計(jì)三個(gè)階段目標(biāo)配合比與生產(chǎn)配合比都是兩方面的設(shè)計(jì)，二者有何區(qū)別？瀝青混合料 配合比階段設(shè)計(jì)內(nèi)容礦料通過(guò)皮帶輸入拌和樓干燥筒加熱振動(dòng)篩二次篩分熱料提升到拌和樓熱料倉(cāng)根據(jù)目標(biāo)配合比的OAC、 OAC0.3%三組瀝青用量根據(jù)熱料比例確定生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量OAC圖解法確定熱料比例生產(chǎn)配合比目標(biāo)配合比圖解法確定冷料比例確定目標(biāo)配合比最佳瀝青用量OAC取樣冷料篩分根據(jù)冷料比例成型 5組馬歇爾試件通過(guò)調(diào)整控制室皮帶轉(zhuǎn)速達(dá)到設(shè)計(jì)比例青用量確定提供標(biāo)準(zhǔn)為生產(chǎn)配合比最佳瀝熱料比例與最佳瀝青用量輸入控制室計(jì)算機(jī)生產(chǎn)瀝青混合料熱料篩分取分級(jí)目標(biāo)配合比

8、與生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)關(guān)系圖成型 3組馬歇爾試件瀝青混合料 配合比階段設(shè)計(jì)區(qū)別（一）確定工程級(jí)配范圍（合成級(jí)配）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)根據(jù)設(shè)計(jì)類(lèi)型查施工技術(shù)規(guī)范，確定 C或 F型類(lèi)型及級(jí)配范圍，并計(jì)算級(jí)級(jí)配中值。69.5131824.53448708495規(guī)范中值4579132034607690規(guī)范下限81418263648628092100規(guī)范上限0.0750.150.30.61.182.364.759.513.216.0篩孔尺寸AC-16F瀝青混凝土合成級(jí)配要求一、礦料組成設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)1 此處取樣的集料為冷料，可以從料場(chǎng)直接取樣。3料場(chǎng)取樣盡量要有代表性、均勻性。4其他指標(biāo)也需檢

9、測(cè)，只是配合比設(shè)計(jì)時(shí)不使用。2礦粉直接從包裝袋中取樣。一、礦料組成設(shè)計(jì)（二）取樣各種集料（冷料）篩分（水洗法）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)一、礦料組成設(shè)計(jì)（ 1）試驗(yàn)時(shí)取樣方法采用四分法。四分法取樣立面圖 平面圖（二）取樣各種集料篩分（水洗法）4篩分試驗(yàn)（ 4）采用通過(guò)百分率進(jìn)行下一步計(jì)算。（ 2）水泥混凝土用集料可采用干篩法試驗(yàn)。（ 3）瀝青混合料及基層用集料用水洗法試驗(yàn)。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（三）用圖解法或試驗(yàn)算法確定各種礦料的組成比例1 繪制矩形圖框。2 連接對(duì)角線(xiàn)，表示設(shè)計(jì)級(jí)配中值（即平均值）。3 采用數(shù)學(xué)坐標(biāo)繪制縱坐標(biāo)， 表示集料通過(guò)百分率（ %）。4用 以下方法 繪

10、制 橫坐標(biāo)，表示篩孔尺寸（ mm）：（ 1） 先計(jì)算每個(gè)篩孔的設(shè)計(jì)級(jí)配中值（通過(guò)率）；（ 2） 在縱坐標(biāo)上根據(jù)每個(gè)篩孔的設(shè)計(jì)級(jí)配中值，平行作直線(xiàn)與對(duì)角線(xiàn)相交；（ 3） 根據(jù)交點(diǎn)作垂線(xiàn)，與橫坐標(biāo)的交點(diǎn)即為每個(gè)篩孔的位置。5 在矩形圖上繪制出各集料的通過(guò)百分率的篩分曲線(xiàn) 。6 按照各集料曲線(xiàn)重疊、相接、相離三種情況確定各集料的用量比例。7 根據(jù)確定的集料比例計(jì)算礦料的合成級(jí)配，判斷其是否在工程級(jí)配范圍內(nèi)，否則需進(jìn)行比例調(diào)整，重新計(jì)算直到滿(mǎn)足標(biāo)準(zhǔn)為止。一、礦料組成設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟AC-16F礦料合成級(jí)配曲線(xiàn)示例縱坐標(biāo)為數(shù)學(xué)坐標(biāo)橫坐標(biāo)為泰勒曲線(xiàn)的橫坐標(biāo)二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)

11、配合比設(shè)計(jì)（一）測(cè)定瀝青與集料的相對(duì)密度1 測(cè)定瀝青的相對(duì)密度（ b）非經(jīng)注明，測(cè)定瀝青密度的標(biāo)準(zhǔn)水溫為 15 。瀝青與水的相對(duì)密度是指 25 相同溫度下的密度之比?？梢詼y(cè)定 15 密度，換算得相對(duì)密度（ 25/25 ）二者換算關(guān)系為：瀝青與水的相對(duì)密度（ 25/25 ） 瀝青的密度（ 15 ） 0.996 公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程 JTG E42-20052測(cè)定集料毛體積相對(duì) 密度（ ）與表觀相對(duì)密度（ ）（網(wǎng)籃法） 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTJ 052-2000 測(cè)定 標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（二）預(yù)估計(jì)算瀝青用量1計(jì)算礦料的合成毛體積密度

12、（ sb ）2 計(jì)算礦料的合成表觀相對(duì)密度（ sa ）100sb= P22+ +P11 Pnn100sa= P22+ +P11 PnnP1、 P2 Pn各種礦料的比例 , 其 和為 1001、 2 n各種礦料相應(yīng)的毛體積相對(duì)密度1、 2 n各種礦料相應(yīng)的表觀相對(duì)密度目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（二）預(yù)估計(jì)算瀝青用量3預(yù)估瀝青混合料適宜的油石比（ Pa）或含油量（ Pb ）PaPb= Pa+100Pa1Pa= sb sb1Pa1 已建類(lèi)似工程標(biāo)準(zhǔn)油石比 ,%sb 礦料合成毛體積相對(duì)密度sb1 礦料合成毛體積相對(duì)密度目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（

13、三）馬歇爾試驗(yàn)1按照確定的礦料比例配料，根據(jù)預(yù)估的油石比為中值，以 0.5%的間隔成型 5組馬歇爾試件。（ 1）按確定的礦料比例，計(jì)算本次成型試件所需礦料的數(shù)量。（ 3）試模、套筒及擊實(shí)座等應(yīng) 置于 100 烘箱中加熱 1h。（ 4）拌合時(shí)先加入粗細(xì)集料到拌合機(jī)，再加入熱瀝青（瀝青采用 減量法稱(chēng)量），拌和 11.5min，再加入加熱后的礦粉，繼續(xù)拌和， 標(biāo)準(zhǔn)拌合時(shí)間共 3min。（ 5）成型馬歇爾試件時(shí)試模上下要墊濾紙，試件周邊插搗 15次， 中間插搗 10次，應(yīng)先成型 1個(gè)試件進(jìn)行高度校核，校核公式如下：要求試件高度調(diào)整后的混合料質(zhì)量 =所得試件高度 原用混合料質(zhì)量（ 6）根據(jù)調(diào)整后的混合料

14、質(zhì)量進(jìn)行稱(chēng)量，成型所有試件。（ 2）烘料時(shí)，粗細(xì)可混合加熱，礦粉單獨(dú)加熱。 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTJ 052-2000 測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（三）馬歇爾試驗(yàn)2冷卻、脫模（ 1）冷卻方法有三種試件橫置室溫冷卻： 12h以上電風(fēng)扇吹： 1h以上浸水冷卻： 3min以上最好，但時(shí)間太長(zhǎng)。較好，但冷卻效果不好，時(shí)間一般需延長(zhǎng)。工程上常采用室溫下用電風(fēng)扇吹 12h以上冷卻（ 2）脫模3高度測(cè)量測(cè)量工具：游標(biāo)卡尺測(cè)量方法：四個(gè)方向測(cè)量，取平均值。合格判斷：標(biāo)準(zhǔn)試件 63.51.3mm ；超出此范圍作廢。 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTJ 0

15、52-2000 測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)局限性大，只能用于測(cè)定穩(wěn)定度和流值。目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（三）馬歇爾試驗(yàn)4馬歇爾試件密度測(cè)定（ 1）通常采用表干法測(cè)定毛體積相對(duì)密度（ 2）對(duì)于吸水率大于 2%的試件，宜改用蠟封 法測(cè)定毛體積相對(duì)密度。maf = mw+mfSa = mwmfmamf100 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTJ 052-2000 測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（三）馬歇爾試驗(yàn)5馬歇爾穩(wěn)定度、流值測(cè)定 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 JTJ 052-2000 測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試件養(yǎng)護(hù)溫度為 60養(yǎng)護(hù)時(shí)間為 3040min目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟二、最佳瀝青用量的確定目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)（三）馬歇爾試驗(yàn)6馬歇爾物理指標(biāo)計(jì)算（ 1）確定礦料的有效相對(duì)密度（ se ） 公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 JTG F40-2004 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)se礦料的有效相對(duì)密度 ,無(wú)量綱Pb試驗(yàn)采用的瀝青含量 ,%t試驗(yàn)瀝青含量條件下實(shí)測(cè)的混合料的最大理論相對(duì)密度 ,無(wú)量綱b瀝青的相對(duì)密度 (25 /25 ),無(wú)量綱C合成礦料的瀝青吸收系數(shù)wx合成礦料的吸水率 ,%sb礦料的合成毛體積相對(duì)密度 ,無(wú)量綱sa礦料的合成表觀相對(duì)密度 ,無(wú)量綱目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)步驟