《7.3 热拌沥】青混合料的配—合比设计
!
7.3.【2, 附录D表D.】0.7、D.—0.8的矿料级配是!经过专题研究参【照国外的规范—规定编制《的两个表中的沥【青用量?是供:马歇尔?配合比设计时选择】沥青用量《用的也是多年来【施工实践的总—结所:。以试验得出的—最佳沥青用量不宜超!出此:。表规定的沥青用量】范围
! 原《。规范的沥青混凝【土、沥青碎石矿【料级配的两张—表是总结我国80年!。代初期以前的施【工经:验参:考了国?外沥青混合料矿料级!配但国外是方孔筛】我国是圆孔筛实际】上很:难参考“七五—”以来我国修建了】沈大、京津》塘、沪?。嘉,、西临等《一批高速公路对【矿料级配的要求比】以前更为严格发【现原矿料《级配存在《一些问题《主要:是按密级配Ⅰ型【设计的混合料空【隙率往往偏小空【隙率很?难达到3%以上而Ⅱ!型,也往往比6%要小】因此普遍都对矿料级!配作了适当调整但】调整的幅度各不相】同
【 : 由于《沥,青路面集料》。标准筛由圆孔筛改】为方孔筛因此矿料】级配也?必须重新修订在【定出方孔筛标准矿料!。级配的同时还—必须修订出新的【圆孔筛矿料级配作】为过渡
【
关于矿!料级:配的决定有理论法与!。经,验法两种
》
— 理论》计算法是《按照不同粒》径相互嵌挤的—原则或干涉原—则按一定的公式计算!的例如
—
《 (1)n【法泰波A.N.Ta!lbol法(修【订富勒法)是—根据最大密实度【原则提出的
—
:
,
Px=10【0(d/D)n
】
—。 n=0—.5:时即为富勒(—。Fuller)曲线!通常n=《0,.,3~0.5日—。本认为n=0.3】5~0.45—美,国n=0.》45作为制订标准】级配的依据
—。
《
: (2)i法】同济大学早期—提出的?方法:。
Px=!。。。100(i)x【。
,
,
x》=3.3《2log(D/d)!
?
此】法与n法《本质相同即i—=,0.5n通常i【=0.7《~0.8是合理【范围i>0.—8,细,料太多不《够,稳定i<0.7易】透水i=0》.,75是?最佳组成
—
【 (3?)k法?苏联控制筛余量递减!系数的方法
—
,
n=3.3!2log《(,D/0.《004)
》
】
x=3.【。32log(D【/dx)
—
》 同济大学主】张k=0.》7~0.8较为【。合,理我:国南方k=》0.7为好》北方k=0.75为!好k>0.8则【将产生车辙
—
】 但:是,实际上由理论法计算!的矿料级配很难直】接用于规《范一方面计算得到】。的级配范围很—难适用于《所有:筛孔使?用上有困难;另【一方面在实际使【用时往往必须—。根据:路面的结构组成及】混合料?。的使用部位(层【次或路面等》级等:)对级配作不同【的调整这就》使选择理论》用的n、i》、k等系数》发,生困难因此由长【期实践?得出的经验便—非常宝?贵各国?的经验主要》体现在各自的规范】中
?
》。 : 表:9~表12列—出了美国、日本、澳!大,利亚、西班牙—等国:。的规范?规定的级配》范,围
?
【 对比各国》的级配范围可见【其差异是明显的可】是混:合料的空隙率要求都!几乎相同《密级配?均为3?%~5%或3%~6!%这:本身说明矿料级配的!范围比较宽另一个因!。素是不同的》要求马歇尔试验的击!实次数?不,同可以是75次【、50次、35【次但矿料级配—却没有分别规定所】以,级配范围不能太窄】实,际使用时允许—根,。据情况?选用其上《、中:。。、下限或《作适当调整其—。中美国规范的—级配范围《最宽:一般为30%因为】美国ASTM D】35:15规定用于—实际工?程时由配合比设计决!定的级配作为—中值按下列数值变化!。。得到工?程使用的级配—范,围
【 《12.5mm—及大于12.5mm!筛 ±《8% 0.6m】m及0.3mm【筛 ±5%—
【 ?。9.5mm及4.7!5mm筛 —±7:% 0.075m!m筛 ±》3%
?
》 : 2.36mm及!1.18mm筛 !±6%
】
表中西】班牙的级《配,规定对空隙率的说】明较仔细故更便于参!考
《
— ,。本规范修订时对矿料!级配的修订列为【。专题研?究具体步骤》如下
【
(1【)调查近年来—高等级公路工程【实践采用的级配【范围对原规范—圆,孔筛级配进》行,适当调整得到“【圆孔筛调整级—配”
—
(【2)按圆《孔筛调整级配的【上下限用方》。孔筛对两种筛进【行比:较得到“方孔筛筛】分级配”
—
:
(【3)以国外规—范规定的级配范围(!均为:方孔筛)为主参考“!方孔筛筛分级—配”决?。定,“方孔筛标准—级配”其中重点比较!0.0?752.384【.759.5—mm筛的通过量
】
》
,
:
【
?
:
?
:
:
—(4:)以方?孔筛标准《级配为准参考圆孔筛!。、方孔筛筛分对【比关系对《圆孔筛级配调整成为!“圆孔筛《。。修订级配”
】
》 在上述调整【级配过程《中重:点,是对AC25—、AC20、AC1!3三级进行仔细【调整由此《推及AC30—。、AC10、—AC5调整》时首先是Ⅰ型—。。级配在?。Ⅰ型级?配决定后《再调整Ⅱ型
—
》 沥青—碎石:矿料级配粗基本上】是,参,照原规范级配及美】国AST《M D3《515?决定的
—
(】5)所有级配—调整后都用计—算机绘成《级配曲?。线,使之顺滑同时将【不同:最大粒径《的同:一类型(Ⅰ、—Ⅱ型:、沥青碎石)曲【线放到?一个屏?幕上比较或将相【同最大粒《径的不同类型—的曲线放《到同一屏幕上—比较
—
,
(6)根!。据,近年来工《程实践情况及国外规!范决定沥《青,用量范?。围
?
《 实际上上】面(3)、(4)】、(5)是多次循环!、反复调整》直至级配曲线满【意为:止
! 最后再》按,决,定的级?。配进行马歇尔实验检!。验计算空隙率、【沥青饱和度、矿【。。料间隙率与要求进】行比较是否满意
】
!这次:修订时还作》了下面考虑
【
《 : (1)最—大,粒径:的,通,过量:对沥:青混凝土是95%】~100%对沥青碎!石及抗滑表》层级配是《90:%~100%—这是参?照美国等国》。的规范修《改的
! (2》。),每一级?的,级配上下限范围【。对沥:青混:凝土而言《除小粒径之》外一般保持在—15:%~:2,0%以上《的范围沥青》碎石一般有25【%~:。。3,0%的范围便于【工,程,上根:据情况?作上下波动
】
? 《(3)?矿粉用量甚为重要】一般以与沥青用【量之比取1~—1,.2为?。宜
:
!(4)考虑》。到用计算机进行配合!。比设计的需要本【规范对?每个:筛孔:的,通,过,量都作了规定
】
7.3【.3 关于沥青】混合料?配合比设计技术标准!原规范?按交:通性质及级配粗细划!分美:国沥青学会MS-2!沥青混合《料配:合比设计方法分别按!设计交通量EA【L,的大小分成重—交通、中交通及轻交!通并提出了配—。合比设计的技术【标准如表《13:它与级配粗细并【无区别此标准较【以前有了很大变化(!。表,。中列出了以前规定】中的数据a为19】81年b为1984!年,)特别是马歇—尔,稳定度指标有—了大幅度的提—。高日本?沥青路面要纲—的马歇尔设计标【准,。。。如,表14所示
】
!
:
— 这次对高—速公路?、一级公路和—。城市快速《路、主干路及一【般道路分别》提出要求实质上并无!。变化但要《求的值作了调整且】不再:分成:粗,粒式、?中粒式、细粒式等马!歇尔:稳定度较原》来有所提高且分【别,Ⅰ型、Ⅱ《型沥青混凝》土与抗滑表》层提出了不同的要求!这是根?据近年来的工—程实践总《结修:订的原规范对沥【青碎石并无》技,术,要求近几年高速公】路、一?级,公路和城市》快速路?。、主:干路用的《。沥青碎石对级配【。做了较多修改一般都!掺有3%以上的矿】粉从京津塘》高速公路起各高速公!路的招标文件对沥青!碎石的马歇尔试【验,提出了要求但这样】得到的?沥青:。碎,石,空隙率一般不到【10%只有6—%~10%实际【上又变成了Ⅱ型沥】青混凝?土说它?是,沥青碎石《是名不?符实的这次修订【时沥青?碎石的级配仍参照】原规范及ASTM的!开式沥青混合料【马歇尔试验》很难:做成为?此除空?。隙率外对其不提【出要求是符》合实际情况》的,同时为满足工程【需要增加了用—于下层的《Ⅱ型沥青混》合料且规定沥—青碎石不适用于【高等级道路(只【能作为整平层)真】正使沥青碎石名实】相,。符规范表7.3【.1附注中增加【了对:矿料间隙《。率(VMA)的【要求这是根》据美国的方》法提出的美国—。对,。VMA特别重视已有!了大量工程应用的经!验我国也常》用来参照使》用
! 原规范规定了】在拌和厂或现场产品!检验时?如材料比重》测,定有困难《。可,采用饱水率代替空】隙率并提出了饱水】率的要求在》规范执行过程中【已出现了一》些问题有的单位还】询问二者不》能同时满足怎—么办实际上空隙率】与饱水率是两个不同!的概念据我们大量】试验两者并无相关关!系例如符合空隙率】3%:~5%?的混:。合料饱水率不一定符!。合2%~5%—况且对拌和厂—和施工单位》来说测定材》。料,比重是必须做的【。简单试验不存在困】难不困难的问题【只有对老《路调查时才》会遇:到这:样的问?题所:以将其作为配合比设!计的技术标准是不合!适的本规范将其【取,消
:
— ?。对高速公路、一级公!路和城市快速路【、主干路高温—车,辙的问题至》关重要正如1—9,届世界道路》会议:总报告上《指出的那《样各国的《试验和?实践:均已证明《马歇尔试验仅—仅是决定沥青混【合料矿料级配和最】佳沥青用量的—手段用马歇尔方法】预估混合《料性能是《不够的因此》都采用一些补充【试验其中多》。数国家?采用T?RR:L或LCPC的【车辙试验机车辙试】验的动稳定度与沥青!路面:的高温抗《车辙能力有较—好的相?关关系不少》国家都已对混—合料的动《稳,定度提出要求—日本1993年新版!沥青路?面要纲重交通道路】抗车辙验算车辙试】验的动稳定度要求】较前又有所提高一般!规定为大于15【00次/《m,m在大型《车交通?量大的路段要求30!00次/《mm以上另一—方面当动稳》定,度大于5000次】/mm时有》些混合料《易发:生开裂此时应通过】弯曲试?验或弯曲《疲劳试验等》验证其抗《裂性:能日本道路公团高】速公路设计》。。。要领规?定的动稳《定度:要求如下《。表(15)
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!
我【国,“七五”攻关—已对此作了不少研】。究并提?出了动稳《。定度技术指标的【建议许多单位都【作,了研:究并已进口或研【制,了设备得到了普遍的!推广为此本规范收】入作为高速公路、】一级公路和城—市快速路、主干路】沥青:混合料配《合比设计的》。高,温稳定性《检,验的指标《但由于我国系首次引!进此项指《标故:规,定的动稳《定度要求《较低以后随着研究工!作的深入提出的【指标将?更符合工程实—。际情:况,而,且对沥青《混合料的《。低温抗裂《性能指标亦将指出】辅助性?检验指标根据美国】SHRP《研究资料影》响开裂的《最主要因素是沥青】性质:对高温稳《定性能满足》要求:的,矿料级配《以及沥?青用量在最佳沥青用!量左右(不大于±0!.5%)《时对低温开》裂的影响远》不如沥青性》质的影响大这—也说明配合比设【计用高温指标检【验的重要《性对抗水损害—的指:标本规范仍保留用】马歇尔?试验的残留稳定【。性指标也可在真空饱!水,后再做浸水马歇尔试!验计算残留稳定【度这是根据》荷兰壳牌石油公【司中央研究》所的研究成》果提出的试验方法】已列为我国标准实】践证明?该指:。标能区?分酸性石料》及非:酸,性石料的性能—对非:酸,性石料或酸性石【料使用抗剥落剂之】后一般均能达到
】
》7.3.6 【。沥青混合料》配合比?设计结果对路面使】用性能?、材料用量及—工程造价《有很大关《系是一?项非常重要》。的,工作但目前仍有【一些单位仅凭几个】马歇:尔试验?便得出结果使得铺】筑出的沥青路—面质量不能令人【满意:这与配合《比设计不完善—有关本规《范总结了国内高速公!路施工实《。践,经,验参考了国外—规范的?方,法充:分引用了《“七五”攻关研究专!题的研究《成,果,将配合比设计明【确分为目标》配合:比设计阶段、生产】配合比设计阶段【、生产配合比验【证阶段即试拌试铺】阶段等步《。骤这将使《生产上配合比设【。计有更加具体的【依据配合比设计更】加,合,理马:歇尔:试验配合《比,设计步骤《原来在规《范中:作为附录《提出且?举了图解法求取矿】料级配比例的实例本!规范仍将《其放在附录B中但】取消了图解法的【具体步骤这是因【为目前?。计算:机,使,用越来越普》及不少单《位都已开发了配【合比设计的软件用人!机对话的方》式进行配《合比设?计已变得非常—简单且?更,为合理
】
《 由马歇尔试验的结!。果决:定最佳沥青用量【。。的方法我国历来【采用日?本的:方法即求出全部【满足设计技》术要求的沥青用量】范围以其中值为最】佳沥青用《量按此方法使—用多年?来也发现了一—些问题主《。要是对高速》公路、一级公路【和城市快速路、主干!路由于采用了—符合质量要求的好】沥青后在《估算沥青用》量时尽管上》。。下变化了5个—。不同:的沥青用量变化范围!达2.0《%但稳定《度值一般都能满【足要求流《。值也大?都满足要求稳定度、!密度有时《连峰值还未出现最】后决定最佳沥青用量!的往往只剩下空【隙率一个指标(饱和!度也取决于空隙率】),而,且能共同满足要求】。。的沥青用量范围往往!。很窄这?对沥青面层的中【。下层采用《粗粒式沥《青混:凝土(或沥》青碎石)的》情况更困难因为【所有:指标中空隙》率是最不容易准【确测:定的指标测定也没】有更好?的方法所以最佳沥青!用量的选择有比较大!的随意性有的工程】按此决定为》使,。。沥青碎石空隙率大】于10%最佳沥青用!量变得很小甚至不】到3%显然是偏小】的实际上现》在的方法《名义上?有,几个指标但实质上稳!定度、密度基—。本,上很少起作用—只有空隙率决定【因此这次《修改:。时提出了另一个方】法是美国、欧洲【、澳大利《亚等大多数国家【采用的办法》即采用?。由马歇尔试验—。得出的下列三个【沥,青用量的平均值决】定
:
《
(1)】。最大密?度对应的沥青用量】。a1;
—
》 (2)最—大,稳,定度对应的》沥青用?量a2;
!
(—3,)符:合要求的空》隙率范围的》中值对应的沥—青用量a3
【
【 按此?方法马歇尔试—验的:稳定度?、密度必须出—现峰值不能只偏于】一边:
》
规—范附:录B:规定应该按照—此方:法并:综,合以往?的方法及实践经验】论证决定《最佳沥青用量—
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