青海省瀝青路面施工技術

——瀝青混合料目標配合比設計

江蘇省交通科學研究院

道路工程研究所

青海共和瀝青混合料目標配合比設計維姆法馬歇爾法SuperpaveGTM瀝青混合料設計方法的發展目的:獲得符合設計要求的、經濟的集料與瀝青的混合物已有的瀝青混合料設計方法馬歇爾法維姆法新方法Superpave旋轉壓實法瀝青混合料設計的要求有足夠的瀝青保證路面的耐久性在交通荷載作用下有足夠的穩定性有足夠的空隙率不能過大，以防止環境破壞不能過小，以便在交通荷載作用下有進一步壓密的空間有足夠的工作性儀器設備檢定和檢查進行配合比設計前應對馬歇爾擊實儀的錘重、落高，烘箱溫度，電子秤等進行檢定，以保證試驗結果的準確性。目標配合比設計的主要步驟與內容目的與流程原材料的試驗和選擇選擇級配選擇合適的瀝青用量設計瀝青混合料性能驗證配合比設計中應該注意的問題目的與流程

瀝青混合料目標配合設計的目的確定集料、瀝青和空隙的比例，以滿足下列要求：車轍疲勞開裂低溫開裂老化水損害抵抗抗滑能力施工和易性經濟性提供

目標配合比設計的流程原材料的試驗和選擇集料礦粉瀝青外加劑集料石料壓碎值洛杉磯磨耗損失密度吸水率對瀝青的粘附性堅固性細長扁平顆粒含量水洗法<0.075mm顆粒含量砂當量軟石含量石料磨光值（上面層）壓碎值磨耗值砂當量礦粉視密度含水量粒度范圍<0.6mm（%）<0.15mm（%）<0.075mm（%）外觀親水系數塑性指數瀝青普通重交瀝青針入度（25℃，100g，5s）延度（5cm/min，15℃）軟化點（環球法）溶解度（三氯乙烯）薄膜加熱試驗163℃，5h質量損失針入度比延度（15℃）閃點（COC）含蠟量（蒸餾法）密度（15℃）動力粘度（絕對粘度，60℃）針入度（25℃，100g，5s）針入度指標PI延度（5cm/min，5℃）軟化點（環球法）溶解度（三氯乙烯）薄膜加熱試驗163℃，5h質量損失針入度比延度（15℃）閃點（COC）離析，軟化點差密度（15℃）彈性恢復（25℃）動力粘度（絕對粘度，60℃）運動粘度（135℃）

改性瀝青道路石油瀝青拌和/壓實溫度為確定道路石油瀝青混合料的拌合/壓實溫度必須進行粘度試驗。繪制粘溫曲線需要測定135℃、175℃粘度，以0.17±0.02Pa·s與0.28±0.03Pa·s對應的溫度分別作為拌和溫度范圍與壓實溫度范圍。拌合溫度（157.8~163.2）壓實溫度（146.5~151.5）主要的常用外加劑在混合料中添加的各種常用外加劑抗剝落劑抗車轍劑溫拌劑……外加劑的摻量可以根據試驗比選確定級配的選擇（AC型）集料尺寸定義0.45次方級配圖級配的分類各種類型級配范圍初選級配和級配調整的原則集料尺寸定義集料公稱最大尺寸：第一篩余大于10%的篩子尺寸的上一級篩子尺寸。集料最大尺寸：大于集料公稱最大尺寸的篩子尺寸。0.45次方級配圖通過百分率示例:4.75mm篩孔位于(4.75)0.45=2.022040608010001234級配分類粗細級配混合料定義集料公稱最大尺寸時的主要控制點通過百分率（%）集料公稱最大尺寸（mm）26.519.016.013.29.5主要控制點尺寸（mm）9.54.754.752.362.36主要控制點通過百分率（%）4045384045小于主要控制點通過百分率（%）為粗級配混合料，否則為細級配混合料各種類型級配范圍初選級配和級配調整的原則在級配范圍內選2~3個初始級配，根據經驗選一個初始瀝青用量（油石比），采用馬歇爾擊實儀成型，試件直徑為100mm，試擊后依據空隙率情況定級配。對夏季溫度高、高溫持續時間長（比如江蘇、浙江、廣東、福建、江西等省份），重載交通多的路段（比如滬寧、廣深等要道），宜選用粗型密級配瀝青混合料(AC-C型)，并取較高的設計空隙率。對冬季溫度低、且低溫持續時間長的地區（比如青海），或者重載交通較少的路段（部分二級道路及更次等級道路），宜選用細型密級配瀝青混合料(AC-F型)，并取較低的設計空隙率。為確保高溫抗車轍能力，同時兼顧低溫抗裂性能的需要。配合比設計時宜適當減少公稱最大粒徑附近的粗集料用量，減少0.6mm以下部分細粉的用量，使中等粒徑集料較多，形成S型級配曲線，并取中等或偏高水平的設計空隙率。根據公路等級和施工設備的控制水平，確定的工程設計級配范圍應比規范級配范圍窄，其中4.75mm和2.36mm通過率的上下限差值宜小于12％。瀝青混合料的配合比設計應充分考慮施工性能，使瀝青混合料容易攤鋪和壓實，避免造成嚴重的離析。AC-16級配AC-20級配選擇合適的瀝青用量（油石比）根據確認的級配和初擬定的油石比，按間隔0.5%變化，進行最佳瀝青用量（油石比）的試驗，確定最佳的瀝青用量（油石比）。油石比調整的原則。級配類型油石比(%)AC-204.2~4.5AC-164.6~4.9AC-135.0~5.3

參考的瀝青用量范圍瀝青用量調整原則瀝青用量調整原則根據氣候條件調整瀝青用量，高溫地區（江浙、廣東、江西等地區）在設計瀝青用量基礎上和考慮工程的實際情況下浮0.1%-0.3%，但需驗證瀝青混合料體積指標和各項性能是否符合要求。低溫地區（如青海、寧夏、新疆、內蒙等地區）可在設計瀝青用量基礎上和考慮工程實際情況下增加0.1%-0.3%瀝青用量，但需驗證瀝青混合料體積指標和各項性能是否符合要求。部分設計的瀝青用量所制成的混合料表面會泛油，這種情況下需分析原因，如是集料本身吸水率小不吸油的原因，在保證性能情況下可適當降低設計瀝青用量。設計瀝青混合料的性能驗證高溫性能檢測水穩定性檢測低溫抗裂性能檢測高溫穩定性試驗按規定方法進行車轍試驗，動穩定度應該符合規范的要求。車轍試驗水穩定性檢測按規定試驗方法進行浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗，殘留穩定度和殘留強度比均必須滿足規范的要求。浸水馬歇爾試驗試件應在水溫達到60℃后再放入水浴。先完成半小時穩定度試驗，再完成48小時殘留穩定度。選擇兩組試件，其空隙率基本相等。凍融劈裂試驗條件的試件必須飽水率達到70%~80%，放入恒溫冰箱-18℃保持16h。條件試件在60℃±0.5℃水浴中保溫24h。條件試件在25℃±0.5℃水浴中保溫2h。非條件試驗在25℃±0.5℃水浴中保溫2h。水穩定性技術要求低溫抗裂性能檢測按規定的方法進行低溫彎曲試驗，其破壞應變宜符合規范的要求。小梁試驗配合比設計過程注意要點松散瀝青混合料恒溫老化過程粉膠比分料均勻性脫模時間理論密度的確定體積指標概念VMA老化過程拌制好的瀝青混合料在擊實溫度下放入烘箱45分鐘左右再成型。主要是模擬料車在運輸過程中的瀝青老化的一個過程。恒溫過程將瀝青混合料在擊實溫度下放入烘箱恒溫30~45分鐘，以保證瀝青被吸附過程和擊實溫度均勻性。粉膠比粉膠比即合成級配中0.075mm篩孔通過率與有效瀝青含量之比。一般情況混合料的高、低及疲勞性能會隨著粉膠比的增大而增大，到某個極限時減小,密級配一般推薦0.8~1.6。脫模時間成型好的試件最好在12小時后脫模。理論密度的確定瀝青混合料的最大理論密度應盡量采用實測法，測試前老化2小時。當瀝青混合料的理論密度實測條件不具備時，根據集料的狀況，實測集料的毛體積相對密度和表觀相對密度，綜合計算瀝青混合料的理論密度。分料均勻性四分法分散瀝青混合料顆粒尺寸小于6.4mm計算指標概念1、空隙率VV（礦料及瀝青以外空隙占試件總體積的百分率）2、礦料間隙率VMA（試件全部礦料以外的體積占試件總體機的百分率）3、瀝青飽和度VFA（礦料間隙率中扣除被集料吸收的瀝青以外的有效瀝青部分的體積占VMA的百分率）體積指標VmbVsbVbaVbVseVmmVaVMA空氣瀝青集料VMA在選擇級配和確定瀝青用量起著一個非常重要的作用。但我國規范中并不嚴格要求VMA滿足指標要求。據研究發現若VMA－油石比成凹形拋物線關系，當VMA處于谷底附近時，混合料對瀝青用量敏感性較小，有利于施工現場控制和質量保證。VMA%油石比VMAVMA－油石比關系曲線集料視密度集料毛體積密度瀝青浸入的孔隙表面孔隙有效密度吸收的瀝青瀝青不能浸入的空隙表面孔隙集料的有效密度在瀝青混合料中，集料的有效密度測定較難“因為礦質集料表面是多空隙的，并能不同程度地吸收水分和瀝青，而且水分與瀝青的吸收比例隨每一種