第五章沥青溷合料配合比设计.ppt
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1、四、热拌沥青混合料的配合比设计 设计目标 配制出满足基本性能要求的沥青混合料。 关键问题 1、确定混合料性能要求 2、各种原材料的选取 粗细骨料选择和品质要求,沥青种类 3、各种原材料用量的确定。 设计思路 1、确定设计混合料的类型。 依据道路等级、路面类型、结构层位表5-11 2、确定混合料的技术性能指标。 力学指标:击实次数、MS、FL、DS 耐久性指标:VV、VFA、VMA、MS0、 表5-2 3、原材料选取 沥青标号、骨料品质 表5-3、4、5、7、8、9、10 4、骨料级配确定和设计 确定选取骨料的组配,满足级配要求。 表5-8 粗骨料、细骨料、矿粉比例 5、沥青混合料设计 确定最佳
2、沥青用量,满足技术指标要求。 矿料设计、最佳沥青用量确定 (一)矿质混合料的配比设计 问题的提出 1、骨料粒级如何配合,堆积空隙率最小? 最大堆积密度理论 2、不同骨料如何搭配,才能获得最大堆积 密度? 矿料配合比设计方法 1、矿质混合料级配理论(最大密度曲线理论) W.B.富勒(Fuller)研究发现:矿质混合料过筛 百分率与粒径的关系曲线越接近抛物线,混合料的密 实度越大,空隙率越小。 P2=kd 当筛孔尺寸d等于集料的最大粒径D时,该颗粒的 通过百分率P为100 p=100(d/D)0.5 实际应用 :p=100(d/D)n ,n幂级配通式 n通常在0.30.7之间 ,0.5时为最大密度
3、曲线 P-d级配曲线 P-logd级配曲线 已知矿料最大粒径,理论上可以推算最佳级配范围 2、矿质混合料的组成设计 合理组配不同集料,使混合料级配处于要求的 范围之内,并尽可能逼近理想的最大密度曲线 数解法和图解法 已知条件: (1)各种集料的筛分析试验结果; (2)设计要求:技术规范规定或理论计算得到 的矿质混合料级配范围 迫近表5-6的级配中值 u数解法 基本原理: (1)设有A、B、C三种集料,欲配制级配为M的矿质混合 料,A、B、C在混合料中百分比分别为X、Y、Z,则: X + Y + Z = 100 (2)设集料A、B、C中某粒径i颗粒含量分别为aA(i)、aB(i)、 aC(i),
4、混合料M相应颗粒含量为aM(i),则: XaA(i) + YaB(i)+ ZaC(i)= aM(i) (3)假定混合料中某粒径颗粒仅由一相应的优势集料提供 ,其他集料不含此种颗粒,则优势集料用量可直接求出。 计算AC-13I型沥青混凝土的矿料配合比。 已知: 碎石、石屑和矿粉三种矿质集料,筛分 析试验结果见表1。 沥青混凝土矿料的级配要求 计算: (1)确定碎石、石屑、矿粉在矿质混合料 中所占的比例。 (2)校核矿质混合料合成级配计算结果是 否符合规范要求级配范围。 例题1 (1)矿质混合料级配范围中值换算为分计筛余中值 (2)确定优势骨料,计算相应含量 优势骨料1:碎石优势粒径为4.75mm
5、, 则混合料中碎石含量: X = aM(4.75)/ aA(4.75) = 21.0/49 = 42.1% 优势骨料2:矿粉优势粒径为0.075mm 则混合料中矿粉含量: Z= aM( 0.0.75)/ aC(0.0.75)= 6.0/85.3 = 7.0% (3)计算石屑在矿质混合料中的含量Y Y= 1 - X Z = 50.9% (4)校核、计算、调整。 如何校核?原则是什么? u 图解法 基本原理 (1) n幂公式p=100(d/D)n 中, p与(d/D)n为直 线关系 (2) 假设矿料为单一粒径骨料组成,则其级配曲线为 直线 (3)各粒径骨料用量可通过首尾相连,与级配中值线 的交点确
6、定 (4)非单一粒径各骨料用量按下述方法确定 A、级配曲线相离,作相离点的垂直平分线。 B、级配曲线相接,连接相接点。 C、级配曲线相重叠,作垂线使之在两条级配 曲线上截得的线段长度相等。 通过所作垂线与级配中值直线的交点 ,作水平线,在纵坐标上截得的距离为相应骨料 的用量。 例题2、试用图解法设计某高速公路用细粒式沥 青矿质混合料的配合比。 已知: (1)有碎石、石屑、砂和矿粉四种矿料,各集 料通过百分率列于表中。 (2)设计级配范围按沥青路面施工及验收规 范沥青混凝土混合料细粒式AC13-I要求的级配 范围和中值列于表中。 步骤1:绘制图解法用图,纵坐标取10cm表示通过 量,横坐标取15
7、cm表示筛孔尺寸。作级配曲线中值 ,并确定筛孔坐标。 步骤2:将碎石、石屑、砂和矿粉的级配曲线绘制 于图中 步骤3:确定各集料所占比例。 步骤4、根据图解法求得的各集料用量百分率,列表 进行校核计算如表 步骤5、0.3mm和0.6mm通过量偏低,0.075mm通过量 偏高。配合比调整,碎石X=31%,石屑Y=26%,砂 Z=37%,矿粉W=6% 步骤6、将调整后合成级配绘制于规范要求级配曲线中 (二)、沥青混合料的配比设计 1、热拌沥青混合料配比设计步骤 A、矿质混合料的配比设计 1)根据道路等级、路面结构和层次,选取沥青混合料类型 2)确定合成矿料要求的级配范围。 3)矿质混合料配合比设计。
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