ac-16i型瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

PAGEPAGE9定魏工程AC-16I型瀝青混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)一、引言（一）問(wèn)題的提出及研究意義隨著我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，不管是高速還是普通公路對(duì)瀝青混合料的要求都有很大的提高，所以對(duì)瀝青混合料性能如何滿足路面使用性能等都有很大的研究?jī)r(jià)值。瀝青混合料路面作為一種路面結(jié)構(gòu)形式，以其行車舒適、噪聲低、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于公路建設(shè)中。但是國(guó)內(nèi)的瀝青路面普遍存在工程的耐久性和早期損壞兩大突出問(wèn)題。造成這種情況有各個(gè)方面的原因，其中很重要的一個(gè)原因就是瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)不合理。而作為面層，它是為行車提供安全、經(jīng)濟(jì)、舒適的服務(wù)，并直接承受汽車荷載作用和自然因素的影響，因此在瀝青面層施工中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)是搞好混合料的組成設(shè)計(jì)，要綜合考慮其高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性、抗滑性、抗疲勞性、及施工的難易程度等問(wèn)題。具體表現(xiàn)如下：（1）強(qiáng)度高，瀝青混合料在路面中，直接承受車輛荷載的作用，因此應(yīng)具有一定力學(xué)強(qiáng)度；（2）高溫穩(wěn)定性好，瀝青混合料是種典型的流變材料，它的強(qiáng)度和勁度模量隨溫度的升高的降低，所以在夏季高溫時(shí)，在重交通重復(fù)作用下，由于交通的渠化，在輪跡帶逐漸形成變形下凹、兩側(cè)鼓起的所謂“車轍”，這是現(xiàn)代高等級(jí)瀝青路面最常見(jiàn)的病害；（3）低溫抗裂性好，瀝青混合料不僅應(yīng)具備高溫穩(wěn)定性，同時(shí)還要具有低溫抗裂性，以保證路面在冬季低溫時(shí)不產(chǎn)生裂縫；（4）耐久性好，瀝青混合料在路面中，長(zhǎng)期承受自然因素的作用，為保證路面具有較長(zhǎng)的使用年限，必須具有較好的耐久性；（5）抗滑性好，即應(yīng)具有良好的微觀粗糙度和宏觀粗糙度，以保證在路面潮濕時(shí)，車輛能高速安全行駛，并且在外界因素的作用下其抗滑能力不致很快降低；（6）施工和易性好，要保證室內(nèi)配料在現(xiàn)場(chǎng)施工條件下順利的實(shí)現(xiàn)，瀝青混合料除了應(yīng)具備前述的技術(shù)要求外，還應(yīng)具備施工和易性。[1]瀝青混合料是由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料及填料組成的符合規(guī)定級(jí)配礦料與石油瀝青加溫拌和而成的,其具有良好密實(shí)結(jié)構(gòu),強(qiáng)度穩(wěn)定性主要取決于混合料的粘聚力和內(nèi)摩阻力,瀝青混凝土路面的瀝青混合料按標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)后的剩余空隙可分為兩種,一種為剩余空隙率為3%~6%,為I型密實(shí)式瀝青混凝土混合料,另一種剩余空隙率為4%~10%,為Ⅱ型半密實(shí)式瀝青混凝土混合料。當(dāng)空隙率較大時(shí),雨水容易滲入,使粘結(jié)力降低導(dǎo)致瀝青礦料表面剝落,促進(jìn)老化,縮短壽命,但因其細(xì)集料含量較少時(shí),可以增加高溫抗變形能力,熱溫性較好；當(dāng)其空隙率較小時(shí),雨水不易滲入,瀝青路面具有較高的耐久性,使用年限較長(zhǎng)。[2]瀝青混合料通常有以下三種結(jié)構(gòu)：懸?。軐?shí)結(jié)構(gòu)、骨架－空隙結(jié)構(gòu)、骨架－密實(shí)結(jié)構(gòu)。骨架密實(shí)型瀝青混合料由于不僅具有較高的粘聚力，而且有較高的摩阻角，所以從理論上認(rèn)為該種結(jié)構(gòu)類型的瀝青混合料具有最優(yōu)的力學(xué)性能，而SMA混合料便是典型的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，但是由于它的造價(jià)過(guò)高，未能在路面施工上普遍應(yīng)用。AC結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土為我國(guó)最常用的瀝青砼類型，我國(guó)90%的瀝青路面為AC結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土。AC結(jié)構(gòu)的瀝青砼為連續(xù)密級(jí)配的，其中4.75mm以上的粗集料一般占30%~50%比起SMA的70~80%少的多，而細(xì)集料比SMA多很多。瀝青用量比SMA的少。結(jié)構(gòu)為懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，粗集料在混合料中呈懸浮狀態(tài)，易離析，施工時(shí)易于壓實(shí)，AC-I型也屬于此結(jié)構(gòu),具有是密水性好的優(yōu)點(diǎn)。而且AC瀝青混凝土的施工工藝和技術(shù)在我國(guó)經(jīng)過(guò)多年的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟并形成了嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范。AC瀝青混凝土路面造價(jià)較低施工工藝簡(jiǎn)單對(duì)設(shè)備和機(jī)械要求不高，施工工藝和技術(shù)成熟完善。但是該結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性欠佳，在高溫，重載交通，渠化交通的作用下路面出現(xiàn)車轍的幾率較大，水穩(wěn)定性等方面較差，比較容易損壞。[3]鑒于我國(guó)還處于社會(huì)主義初級(jí)階段，人民的生活水平與日俱增，我國(guó)的人均擁車數(shù)量也在不斷上升，社會(huì)對(duì)道路的也有更高的路用要求，所以，如何做好瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)，特別是對(duì)集料組成設(shè)計(jì)進(jìn)行必要的改進(jìn)，從而使連續(xù)級(jí)配AC類混合料也具備較強(qiáng)的骨架密實(shí)特性，使瀝青混合料的抗車轍、抗滑、抗?jié)B等性能得到兼顧，避免早期損壞的發(fā)生，對(duì)人民的財(cái)產(chǎn)安全，更重要的對(duì)我國(guó)今后的道路發(fā)展是相當(dāng)?shù)闹匾?。（二）?guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀瀝青路面在現(xiàn)代公路國(guó)內(nèi)外交通中的地位日益突出，成為當(dāng)前應(yīng)用最廣泛、使用里程最長(zhǎng)的高級(jí)路面形式,它是用瀝青材料作為結(jié)合料和不同組成的礦質(zhì)集料（即瀝青混合料）鋪筑面層的路面的總稱，具有強(qiáng)度高、行車平穩(wěn)、無(wú)揚(yáng)塵、無(wú)振動(dòng)和噪音小等優(yōu)點(diǎn)，適合用于各種交通量的道路。瀝青混合料是瀝青混凝土和瀝青碎石混合料的總稱。目前瀝青混合料的種類繁多，按結(jié)合料分類分為石油瀝青和煤瀝青混合料；按礦料級(jí)配類型分為連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配瀝青混合料；按最大粒徑分類可分為粗粒式、中粒式、細(xì)粒式和砂粒式瀝青混合料；按瀝青混合料拌制和攤鋪溫度分為熱拌熱鋪和常溫瀝青混合料，最常用的是熱拌瀝青混合料，它是經(jīng)人工組配的礦質(zhì)混合料與粘滯瀝青在專門設(shè)備中加熱拌和而成，用保溫運(yùn)輸工具運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，并在熱態(tài)下進(jìn)行攤鋪壓實(shí)的混合料。熱拌瀝青混合料是瀝青混合料中最典型的品種，其他各種瀝青混合料均為由其發(fā)展而來(lái)的亞種。隨著當(dāng)前經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，帶來(lái)的交通量迅速增長(zhǎng)，車輛軸載也是顯著增加，局部地區(qū)超載現(xiàn)象依然不斷，給瀝青路面帶來(lái)了嚴(yán)重的早期質(zhì)量破壞,主要體現(xiàn)兩個(gè)方面一個(gè)是裂縫，另一個(gè)是車轍。因此，這給瀝青路面的使用品質(zhì)提出了愈來(lái)愈高的要求，如何做好瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)成為擺在國(guó)內(nèi)外技術(shù)人員面前亟待解決的一項(xiàng)重要課題。（三）主要內(nèi)容及研究思路瀝青混合料馬歇爾目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)分為礦料配合比設(shè)計(jì)和瀝青最佳用量確定兩部分，第一步，根據(jù)道路等級(jí)、路面類型、所處的結(jié)構(gòu)層位和規(guī)范確定瀝青混合料的類型和礦料的級(jí)配類型，然后進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取樣對(duì)粗集料、細(xì)集料和礦粉進(jìn)行篩析試驗(yàn)并分別繪出各組成材料的篩分曲線，同時(shí)測(cè)定各組成部分的相對(duì)密度，最后根據(jù)篩分試驗(yàn)資料計(jì)算和調(diào)整礦料配合比；第二步，為了確定瀝青混合料的最佳瀝青用量，先制作五個(gè)或五個(gè)以上試樣，對(duì)它們測(cè)定物理指標(biāo)：毛體積密度、理論最大密度、空隙率、瀝青體積百分比、礦料百分率、礦料間隙率瀝青飽和度,然后測(cè)定力學(xué)指標(biāo)：穩(wěn)定度、流值和馬歇爾模數(shù)。最后對(duì)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，進(jìn)行水穩(wěn)定性和抗車轍能力檢驗(yàn)。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，若達(dá)不到相關(guān)規(guī)定則另選材料、調(diào)整級(jí)配或采取其他措施重做試驗(yàn)，直到符合要求，確定出較理想的目標(biāo)配合比。

二、原材料的標(biāo)準(zhǔn)與選擇要保證工程質(zhì)量，必須對(duì)工程材料進(jìn)行嚴(yán)格的選擇和檢驗(yàn)，這也是在瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)前必不可少的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。選擇、確定原材料應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)文件對(duì)路面結(jié)構(gòu)和使用品質(zhì)的要求，按照《規(guī)范》的相關(guān)規(guī)定，結(jié)合地材的供應(yīng)情況，按照相關(guān)試驗(yàn)規(guī)程的要求進(jìn)行檢驗(yàn)，然后擇優(yōu)選材，使材料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都符合規(guī)定的技術(shù)要求。[4]礦料的級(jí)配組成是影響瀝青混合料高溫穩(wěn)定性的主要因素之一，國(guó)內(nèi)外研究資料表明，瀝青混合料的高溫抗車轍能力有60%依賴于礦料級(jí)配的嵌擠作用，瀝青混合料的粘結(jié)性能只有40%的貢獻(xiàn)。因此，通過(guò)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)優(yōu)選礦料的合理級(jí)配，確定最佳瀝青用量至關(guān)重要。[5]（一）瀝青的選擇瀝青混凝土中的瀝青結(jié)合料應(yīng)有較高的粘度,以保證有足夠的高溫穩(wěn)定性和低溫韌性,因此應(yīng)選用有良好粘結(jié)性能和感溫性能的重交通道路石油瀝青或改性瀝青作為瀝青混凝土的瀝青結(jié)合料。[6]本項(xiàng)目考慮到邯鄲地區(qū)邯鄲的氣候概況是：四季分明，溫度適中，光照充足，雨熱同季，降水集中，災(zāi)害性天氣常有發(fā)生，春旱、夏澇、秋爽、冬干，選用東營(yíng)供應(yīng)的A級(jí)70#道路石油瀝青，AH-70#廣泛應(yīng)用于路面表層的道路施工中，對(duì)提高瀝青路面的品質(zhì)有極大提高。試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。表1A級(jí)70#石油瀝青試驗(yàn)結(jié)果項(xiàng)目單位技術(shù)要求試驗(yàn)結(jié)果試驗(yàn)方法針入度25oC1/10mm60-8072T0604延度15oCcm>100>100T0605軟化點(diǎn)0C>4646T0606密度25oCg/cm3實(shí)測(cè)記錄1.006T0603表注：1、使用儀器設(shè)備：ZR-2自動(dòng)針入度儀、HS-B超級(jí)水域、2X-0.5真空泵、SYD-0615含蠟量測(cè)定儀、DT分析天平、SYD-0620瀝青動(dòng)力粘度試驗(yàn)器、SYD-3536閃點(diǎn)儀；2、本樣品所檢指標(biāo)符合定魏工程(北)路面工程施工招標(biāo)文件所規(guī)定的70號(hào)A級(jí)道路石油瀝青的技術(shù)施工要求.１．瀝青三大指標(biāo)試驗(yàn)注意事項(xiàng).針入度：在規(guī)定溫度25℃下，以規(guī)定質(zhì)量100g的標(biāo)準(zhǔn)針，在規(guī)定時(shí)間5s內(nèi)貫入瀝青試樣中的的深度（1/10mm為一度）表示。針入度越大，表示瀝青越軟，粘度越小。延度：采用延度儀測(cè)定，把瀝青試樣制成8字形標(biāo)準(zhǔn)試模，在規(guī)定的拉伸速度（5cm/min）和規(guī)定溫度（25℃）下拉斷時(shí)的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，以cm表示。延度值越大，表示塑性越好。軟化點(diǎn)：采用環(huán)球法測(cè)定，把瀝青試樣裝入規(guī)定尺寸（直徑16mm，高6mm）的銅環(huán)內(nèi)，試樣上放置一標(biāo)準(zhǔn)鋼球，浸入水中以規(guī)定的速度升溫加熱（5℃/min），使瀝青軟化下垂。當(dāng)下垂量達(dá)到25.4mm時(shí)的溫度即為軟化點(diǎn)。軟化點(diǎn)越高，表示耐熱性越好。２．瀝青蠟含量對(duì)瀝青指標(biāo)影響降低石油瀝青的粘結(jié)性和塑性，同時(shí)對(duì)溫度特別敏感（即溫度穩(wěn)定性差）蠟對(duì)瀝青路面使用性能有極大影響?，F(xiàn)有研究認(rèn)為瀝青中蠟的存在，在高溫時(shí)會(huì)使瀝青容易發(fā)軟，導(dǎo)致瀝青路面高溫穩(wěn)定性降低，出現(xiàn)車轍。同樣，在低溫時(shí)會(huì)使瀝青變得脆硬，導(dǎo)致路面低溫抗裂性降低，出現(xiàn)裂痕，此外，蠟會(huì)使瀝青與石料的粘附性降低，在有水的條件下，會(huì)使路面石子產(chǎn)生剝落現(xiàn)象，造成路面破壞，更嚴(yán)重的是，含蠟瀝青會(huì)使瀝青路面的抗滑性降低，影響路面的行車安全3．瀝青針入度軟換點(diǎn)延伸之間的相互關(guān)系針入度和軟化點(diǎn)都是瀝青粘度的測(cè)定方法。針入度是瀝青稠度的指標(biāo)。針入度越大，瀝青越軟，即稠度越小。軟化點(diǎn)是瀝青達(dá)到規(guī)定條件粘度時(shí)候的溫度。針入度是規(guī)定溫度下測(cè)定瀝青的條件粘度。所以，軟化點(diǎn)是反映瀝青材料熱穩(wěn)定性的一個(gè)指標(biāo)，也是瀝青條件粘度的一個(gè)量度。延性的指標(biāo)是延度。延度是瀝青受到外力拉伸作用是，所能承受的變形能力，是瀝青內(nèi)聚力的衡量。他們?nèi)咧g沒(méi)有明顯的聯(lián)系。各司其職。因?yàn)樗麄兊脑囼?yàn)溫度都不同。針入度為15，25，30，35℃。軟化點(diǎn)通常都大于40℃。延度是5℃、10℃、15℃。（二）集料的選擇組成瀝青混凝土的原材料主要有：不同規(guī)格的粗集料、細(xì)集料、填充料（礦粉）、膠結(jié)料（瀝青）。選擇原材料按以下原則：技術(shù)性好（滿足技術(shù)指標(biāo)要求），經(jīng)濟(jì)性好，結(jié)合環(huán)保就地取材。1.粗集料的選擇粗集料在瀝青混凝土面層中的作用是通過(guò)顆粒間的嵌鎖作用提供穩(wěn)定性，通過(guò)其摩擦作用抵抗位移。其形狀和表面紋理都影響瀝青混凝土的穩(wěn)定性，所以選擇粗集料時(shí)，要嚴(yán)格按照粗集料的技術(shù)要求選擇。即壓碎值、磨光值、吸水率、粘附性針偏狀顆粒含量等均符合要求。[4]確定石料來(lái)自武安石料，該地石料具有石質(zhì)堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、表面紋理粗糙、耐久性好、易開(kāi)采等優(yōu)點(diǎn)。集料采用規(guī)格10-20mm、5-15mm、3-5mm、0-5mm石灰?guī)r碎石。集料篩分試驗(yàn)結(jié)果以水篩法為準(zhǔn)，檢驗(yàn)集料的技術(shù)指標(biāo)均符合《規(guī)范》要求。下面即為規(guī)格10-20的針、片狀顆粒含量（表2）和集料壓碎值（表3）試驗(yàn)記錄表。表2瀝青混合料粗集料針、片狀顆粒含量試驗(yàn)試樣重(g)針狀顆粒重（g）片狀顆粒重（g）針狀顆粒含量（%）片狀顆粒含量（%）總含量（%）30001531565.15.210.330001551525.25.110.23000.0154.0154.05.15.110.3表3集料壓碎值試驗(yàn)記錄表試驗(yàn)次數(shù)（n）123試樣質(zhì)量（g）282628262826留在2.36(2.5)mm篩上的

試樣質(zhì)量（g）230623262306試驗(yàn)后試樣損失質(zhì)量（g）520500520試樣壓碎指標(biāo)值（%）18.417.718.4試樣平均壓碎指標(biāo)值（%）18.2備注表注：本樣品所檢指標(biāo)符合定魏工程(北)路面工程施工招標(biāo)文件所規(guī)定的粗集料質(zhì)量技術(shù)要求.２．細(xì)集料試驗(yàn)細(xì)集料采用來(lái)自沙河的優(yōu)質(zhì)中砂。細(xì)集料對(duì)粗集料形成骨架起嵌擠填充作用,同時(shí)受瀝青粘結(jié)性能影響很大。因此,應(yīng)嚴(yán)格控制集料的含泥量、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì),保證干燥、潔凈。[6]下表（表4）即為對(duì)中砂的含泥量的試驗(yàn)記錄表。表4含泥量試驗(yàn)試驗(yàn)次數(shù)12試驗(yàn)前烘干試樣的質(zhì)量(g)500500試驗(yàn)后烘干試驗(yàn)的質(zhì)量(g)489490試樣的含泥質(zhì)量(g)1110含泥量(%)2.22.0平均含泥量(%)2.1備注表注：本樣品所檢指標(biāo)符合定魏工程(北)路面工程施工招標(biāo)文件所規(guī)定的細(xì)集料質(zhì)量技術(shù)要求.瀝青路面的細(xì)集料包括天然砂、機(jī)制砂、石屑。細(xì)集料必須由具有生產(chǎn)許可證的采石場(chǎng)、采砂場(chǎng)生產(chǎn)。細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配，其質(zhì)量應(yīng)符合下表的規(guī)定。細(xì)集料的潔凈程度，天然砂應(yīng)以小于0.075mm含量的百分?jǐn)?shù)表示，石屑和機(jī)制砂以砂當(dāng)量（適用于0-4.75mm）或亞甲藍(lán)值（適用于0-2.36mm或0-0.15mm）表示。項(xiàng)目單位高速公路、一級(jí)公路其他等級(jí)公路試驗(yàn)方法表觀相對(duì)密度，不小于-2.502.45T0328堅(jiān)固性（＞0.3mm部分），不大于％12-T0340含泥量（小于0.075mm的含量），不大于％35T0333砂當(dāng)量，不小于％6050T0334亞甲藍(lán)值，不大于g/kg25-T0349棱角性（流動(dòng)時(shí)間），不小于s30-T0345注：堅(jiān)固性試驗(yàn)可根據(jù)需要進(jìn)行。3.填料的選擇瀝青混合料中必須采用石灰?guī)r或巖漿中的強(qiáng)基性巖石等增水性石料需磨細(xì)得到的礦粉,原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈,礦粉應(yīng)干燥潔凈能自由地從礦粉倉(cāng)流出,其質(zhì)量應(yīng)符合表1的要求表1瀝青混合料用礦粉質(zhì)量要求項(xiàng)目單位高速公路、一級(jí)公路其他等級(jí)公路試驗(yàn)方法表觀密度，不小于t/m32.502.45T0352含水量，不大于％11T0103烘干法粒度范圍＜0.6mm＜0.15mm＜0.075mm％100、90-100、75-100100、90-100、70-100T0351外觀-無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊-親水系數(shù)-＜1T0353塑性指數(shù)％＜4T0354加熱安定性-實(shí)測(cè)記錄T0355拌和機(jī)的粉塵可作為礦粉的一部分回收使用。但每盤用量不得超過(guò)填料總量的25%，摻有粉塵填料的塑性指數(shù)不得大于4%。粉煤灰作為填料使用時(shí)，用量不得超過(guò)填料總量的50%，粉煤灰的燒失量應(yīng)小于12%，與礦粉混合后的塑性指數(shù)應(yīng)小于4%,其余質(zhì)量要求與礦粉相同。高速公路、一級(jí)公路的瀝青面層不宜采用粉煤灰作填料。（三）、本章小結(jié)本試驗(yàn)所用的材料均符合招標(biāo)文件及規(guī)范要求。三、AC16-1瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)（一）礦料級(jí)配組成選擇合適的瀝青混合料級(jí)配類型是確保瀝青凝土路面面層質(zhì)量的前提。瀝青混凝土面層設(shè)計(jì)的一般依據(jù)是《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTJ032-94）（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》）、《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTJ014-97）和《公路工程集試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ058-2000）。我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，上面層瀝青混合料的最大粒徑不宜超過(guò)該層厚的1/2，中面層瀝青混合料的集料最大粒徑不宜超過(guò)該層厚的2/3；瀝青路面結(jié)構(gòu)層混合料的集料最大公稱尺寸不宜超過(guò)該層厚的1/3，對(duì)于粗的混合料，這個(gè)比例還應(yīng)減小。由此分析，厚度一定的瀝青面層，若按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》最低要求選擇級(jí)配類型，則瀝青混合料集料的粒徑普遍偏大，何況還有0～5%的顆粒超過(guò)最大粒徑，這樣勢(shì)必對(duì)瀝青混凝土路面的施工帶來(lái)難以解決的施工難度，如攤鋪機(jī)的熨平板易拉動(dòng)大粒徑的骨料，尤其比最大粒徑大0～5%的超粒徑骨料；若采用細(xì)料彌補(bǔ)，易破壞瀝青混凝土混合料的級(jí)配，使局部部位的面層壓實(shí)度難以控制，或使瀝青混凝土面層空隙率偏大，滲水嚴(yán)重等。這使我們?cè)谶x材上有了很大的局限性，要實(shí)現(xiàn)這一配合比的合理選擇，必須通過(guò)兩種渠道來(lái)把關(guān)：一是盡量多地考察集料資源；二是拌和機(jī)的振動(dòng)篩一定要根據(jù)不同級(jí)配類型要求的篩孔專門定做。[4]通過(guò)試驗(yàn)確定礦料的最佳級(jí)配為10～20mm為25%，5～15mm為28%,3～5mm為25%，0-5mm為12%，中砂為10%，礦粉為0。[7]瀝青混合料礦料級(jí)配計(jì)算表見(jiàn)下圖1-1、級(jí)配曲線圖見(jiàn)圖1-2圖1-1瀝青混合料礦料級(jí)配計(jì)算表圖1-2級(jí)配曲線（二）馬歇爾試驗(yàn)瀝青混合料的最佳瀝青用量（Optimumasphaltcontent簡(jiǎn)稱OAC），可以通過(guò)理論計(jì)算方法作為粗略的估計(jì)。由于實(shí)際材料性質(zhì)的差異，按理論公式計(jì)算得到的最佳瀝青用量，仍然要通過(guò)實(shí)驗(yàn)方法修正，因此理論法只能得到一個(gè)供實(shí)驗(yàn)參考的數(shù)據(jù)。[8][9]采用實(shí)驗(yàn)的方法確定瀝青最佳用量，目前最常用的方法有：馬歇爾法、F.N.維姆煤油當(dāng)量法和三軸試驗(yàn)等。[1]我國(guó)現(xiàn)行國(guó)標(biāo)規(guī)定的方法，是在馬歇爾法和美國(guó)瀝青學(xué)會(huì)方法的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國(guó)多年研究成果和生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)發(fā)展起來(lái)的方法。確定步驟如下：1．制備試樣 （1）按確定的礦質(zhì)混合料配合比，計(jì)算各種礦質(zhì)材料的用量。（2）根據(jù)規(guī)范推薦的瀝青用量范圍（或經(jīng)驗(yàn)的瀝青用量范圍），估計(jì)適宜的瀝青用量。（3）以估計(jì)的瀝青用量為中值，按0.3%間隔變化，取五個(gè)不同的瀝青用量，用小型拌合機(jī)與礦料拌合，按規(guī)范規(guī)定的擊實(shí)次數(shù)成型馬歇爾試件;按瀝青混合料馬歇爾實(shí)驗(yàn)的試驗(yàn)方法，測(cè)定物理指標(biāo)和力學(xué)指標(biāo)。[9]2測(cè)定物理指標(biāo)未確定瀝青混合料的瀝青最佳用量，需測(cè)定瀝青混合料下列物理指標(biāo)（1）毛體積密度瀝青混合料的壓實(shí)試件的視密度，可以采用水中重法、表干法、體積法或封蠟法等方法測(cè)定。對(duì)于密實(shí)的I型瀝青混合料試件，通常采用水中重法，按下式計(jì)算=——試件的視密度（g/cm3）——干燥試件的空中質(zhì)量（g）——試件的水中質(zhì)量（g）——常溫水的密度，約等于1g/cm3（2）理論密度瀝青混合料試件的理論密度，是指壓實(shí)瀝青混合料試件全部為礦料（包括礦料內(nèi)部孔隙）和瀝青所組成（空隙率為零）的最大密度。理論密度可用下式計(jì)算=——理論密度（g/cm3）…——各種礦料的配合比…——各種礦料的相對(duì)密度——瀝青含量（瀝青質(zhì)量占瀝青混合料中質(zhì)量的百分率）（%）——瀝青的相對(duì)密度（25/25℃）（3）空隙率壓實(shí)瀝青混合料試件的空隙率根據(jù)其視密度和理論密度按下式計(jì)算=——試件空隙率（%）——試件視密度（g/cm3）——試件理論密度（g/cm3）（4）瀝青體積百分率壓實(shí)瀝青混合料試件中，瀝青的體積與試件總體積的百分率為瀝青體積百分率按下式計(jì)算=——瀝青混合料試件的瀝青體積百分率（%）其他符號(hào)與前面意義相同（5）礦料間隙率壓實(shí)瀝青混合料試件內(nèi)礦料部分以外體積占試件總體積的百分率，稱為礦料間隙率。即試件空隙率與瀝青體積百分率之和。按下式計(jì)算=——礦料間隙（%）——意義同前式（6）瀝青飽和度壓實(shí)瀝青混合料中，瀝青部分體積占礦料骨架以外的空隙部分體積的百分率，稱為瀝青填隙率，亦稱瀝青飽和度。按下式計(jì)算：=——瀝青混合料中的瀝青飽和度（%）——意義同前3．測(cè)定力學(xué)指標(biāo)為確定瀝青混合料的瀝青最佳用量，應(yīng)測(cè)定下列力學(xué)指標(biāo)（1）馬歇爾穩(wěn)定度按標(biāo)準(zhǔn)方法制備的試，在60℃的條件下，保溫45min，然后將試件放置于馬歇爾穩(wěn)定度儀上，以50±5mm/min的形變速度加荷，直至試件破壞時(shí)的最大荷載（以kN計(jì)）稱為馬歇爾穩(wěn)定度（簡(jiǎn)稱MS）。（2）流值在測(cè)定穩(wěn)定度的同時(shí)，測(cè)定試件的流動(dòng)變形，當(dāng)達(dá)到最大荷載的瞬時(shí)，試件所產(chǎn)生的垂直流動(dòng)變形值（以0.1mm計(jì)）稱為流值（簡(jiǎn)稱FL）（3）馬歇爾模數(shù)通常用馬歇爾穩(wěn)定度（MS）與流值（FL）之比表示瀝青混合料的視勁度，稱為馬歇爾模數(shù)（Marshallmodulus）如式：=——馬歇爾模數(shù)（kN/mm）;——馬歇爾穩(wěn)定度（kN）;——流值，0.1mm。4．馬歇爾實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析（1）繪制瀝青用量與物理-力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖以瀝青用量為橫坐標(biāo)，以視密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度和流值為縱坐標(biāo)，將試驗(yàn)結(jié)果繪制成瀝青用量與各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系曲線圖1-3。（2）根據(jù)穩(wěn)定度、密度和空隙率確定最佳瀝青用量初始值（OAC1）從圖中取相應(yīng)于穩(wěn)定度最大值的瀝青用量a1，相應(yīng)于密度最大值得瀝青用量a2,，和相應(yīng)于規(guī)定空隙率范圍的種植的瀝青用量a3，求取三者的平均值作為最佳瀝青用量的初始值OAC1。即OAC1=（a1+a2+a3）/3（3）根據(jù)符合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的瀝青用量范圍確定最佳瀝青用量初始值2（OAC2）按圖1-3中求出各指標(biāo)負(fù)荷瀝青混混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的瀝青用量范圍OACmin～OACmax，其中值為OAC2。即OAC2=（OACmin+OACmax）/2（4）根據(jù)OAC1和OAC2綜合確定瀝青最佳用量（OAC）按最佳瀝青用量的初始值OAC1在圖中求出相應(yīng)的各項(xiàng)指標(biāo)值，檢查其是否符合規(guī)定的馬歇爾設(shè)計(jì)配合比技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)檢驗(yàn)VMA是否符合要求，如能符合要求，由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC。如不能符合，應(yīng)調(diào)整級(jí)配，重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)馬歇爾實(shí)驗(yàn)，直至各項(xiàng)指標(biāo)符合要求為止。（5）根據(jù)氣候條件和交通特性調(diào)整最佳瀝青用量由OAC1和OAC2綜合決定最佳瀝青用量OAC時(shí)，還宜根據(jù)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和道路等級(jí)、氣候條件，考慮從下屬情況進(jìn)行調(diào)整：①一般可取OAC1和OAC2的中值作為瀝青最佳用量OAC。②對(duì)熱區(qū)道路以及車輛渠化交通的高速公路、一級(jí)公路、城市快速路、主干路，預(yù)計(jì)有可能造成較大車轍的情況時(shí)，可在中限值OAC2與下限OACmin范圍內(nèi)決定，但一般不宜小于中限值OAC2的0.5%。③對(duì)于寒區(qū)道路以及一般道路，最佳瀝青用量可以在中限值OAC2與上限值OACmax范圍內(nèi)決定，但一般不宜大于中限值OAC2的0.3%。圖1-3瀝青用量與物理-力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖（三）本章小結(jié)1、由上圖1-3OAC1及OAC2的中值作為計(jì)算的最佳瀝青用量，調(diào)整后的最佳瀝青用量為4.5%。2、按最佳瀝青用量驗(yàn)證瀝青混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)為：毛體積相對(duì)密度2.473g/cm3，穩(wěn)定度9.30KN，流值3.1mm，，空隙率4.3%，瀝青飽和度%，礦料間隙率%，各項(xiàng)指標(biāo)符合JGTF40-2004《瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。3、根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，AC-20型瀝青混合料目標(biāo)配比馬歇爾試驗(yàn)最終結(jié)果為：（１）集料級(jí)配比例表9集料級(jí)配比例礦料種類10-20mm5-15mm3-5mm0-5mm中砂摻配比例（%）2528251012（２）確定的最佳瀝青用量4.50%，瀝青用量范圍4.02%～4.98%，相應(yīng)的毛體積相對(duì)密度為2.473g/cm3。四、瀝青混合料性能檢驗(yàn)（一）水穩(wěn)定性檢驗(yàn)按最佳瀝青用量OAC制作馬歇爾試件進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，檢驗(yàn)其殘留穩(wěn)定度是否合格。如當(dāng)最佳瀝青用量OAC與兩個(gè)初始值OAC1和OAC2相差甚大時(shí)，宜按OAC與OAC1或OAC2分別制作試件，進(jìn)行殘留穩(wěn)定度檢驗(yàn)，如不合格需，應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)（二）高溫性能檢驗(yàn)按最佳瀝青用量OAC制作車轍試驗(yàn)試件，按試驗(yàn)規(guī)程方法，在60℃條件下用車轍試驗(yàn)機(jī)對(duì)設(shè)計(jì)的瀝青用量檢驗(yàn)其動(dòng)穩(wěn)定度。當(dāng)最佳瀝青用量OAC與兩個(gè)初始值OAC1和OAC2相差甚大時(shí)，宜將OAC與OAC1或OAC2分別制作試件進(jìn)行車轍試驗(yàn)。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)OAC作適當(dāng)調(diào)整，如不符合要求，應(yīng)重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)?？管囖H能力校核檢驗(yàn)，按我國(guó)現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定，用于上面層和中面層的瀝青混合料，在60℃是車轍實(shí)驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度，對(duì)高速公路、城市快速路宜不小于800次/mm；對(duì)一級(jí)公路及城市干路宜不小于600次/mm.如不符合要求，應(yīng)對(duì)礦料級(jí)配或?yàn)r青用量進(jìn)行調(diào)整，重新進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。經(jīng)檢驗(yàn)各項(xiàng)檢驗(yàn)指標(biāo)均符合規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)。五、實(shí)體工程應(yīng)用（一）工程概況河北廣通工程公司所承擔(dān)的定魏工程施工任務(wù)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，面層結(jié)構(gòu)為二層式，在符合要求的路面基層上，鋪筑壓實(shí)厚度：下層為7.0cm的AC-20型瀝青碎石，上層為5.0cm的AC-16I型瀝青混凝土。為確保材料質(zhì)量，我們對(duì)原材料進(jìn)行了詳細(xì)的檢驗(yàn)，質(zhì)量均符合規(guī)范要求。在此基礎(chǔ)上依據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ032-94）、《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ058-2000）、《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTJ052-2000）中對(duì)AC-20、AC-10I瀝青砼的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了組成設(shè)計(jì)，確定了目標(biāo)配合比及最佳油石比。（二）AC-16I型瀝青混合料馬歇爾目標(biāo)配合比組成設(shè)計(jì)實(shí)體工程：定魏工程[原始資料]1.道路等級(jí)：一級(jí)路；2.路面類型：瀝青混凝土；3.結(jié)構(gòu)層位：雙層瀝青混凝土的上面層4.氣候條件：暖溫帶半干旱半濕潤(rùn)的季風(fēng)氣候；5.材料性能（1）瀝青材料：采用東營(yíng)供應(yīng)的A級(jí)70#普通石油瀝青，經(jīng)檢驗(yàn)技術(shù)性能均符合要求（2）礦質(zhì)材料：碎石：石灰?guī)r質(zhì)碎石砂：中砂填料：無(wú)[設(shè)計(jì)要求]1.根據(jù)道路等級(jí)、路面類型和結(jié)構(gòu)層位確定瀝青混凝土的礦質(zhì)混合料的級(jí)配范圍。根據(jù)現(xiàn)有各種礦質(zhì)材料的篩分結(jié)果確定礦質(zhì)材料配合比。2.根據(jù)選定的礦質(zhì)混合料類型相應(yīng)的瀝青用量范圍，通過(guò)馬歇爾實(shí)驗(yàn)，確定最佳瀝青用量。3.根據(jù)高速公路用瀝青混合料要求，對(duì)礦質(zhì)混合料的級(jí)配進(jìn)行調(diào)整，瀝青用量按水穩(wěn)定性檢驗(yàn)和抗車轍能力校核。１．礦質(zhì)混合料配合比組成設(shè)計(jì)（參照論文第三章第一節(jié)）。２．瀝青最佳用量確定（1）試件成型根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件和施工需要選用級(jí)70#普通石油瀝青。按推薦瀝青用量范圍，粗粒式瀝青混凝土的瀝青用量確定為3.60%～4.50%。采用0.5%間隔變化與前計(jì)算的礦質(zhì)混合料配合比制成5組試件，按每面各擊實(shí)50次的方法成型。（2）馬歇爾實(shí)驗(yàn)①物理實(shí)驗(yàn)指標(biāo)按上述方法成型的試件，經(jīng)過(guò)24H后測(cè)定其視密度、礦料間隙率、瀝青飽和度等物理指標(biāo)。②力學(xué)指標(biāo)測(cè)定測(cè)定物理指標(biāo)后的時(shí)間在60℃的溫度下測(cè)定其馬歇爾穩(wěn)定度和流值，并計(jì)算馬歇爾模量。馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)下表5，并按規(guī)定，將規(guī)范要求的城市公路用中粒式瀝青混凝土各項(xiàng)指標(biāo)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)與表5中對(duì)照評(píng)定試件組號(hào)瀝青用量（%）技術(shù)性質(zhì)視密度ρs（g/m3）空隙率VV（g/m3）礦料間隙率VMA(%)瀝青飽和度VFA（%）穩(wěn)定度MS（kN）流值FL（0.1mm）馬歇爾模數(shù)T(kN/mm)13.4%2.4596.38.472.533.8824.0%2.4705.18.992.832.1134.5%2.4734.39.353.130.1645.0%2.4673.99.083.525.9455.5%2.4533.68.333.722.51（3)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果分析：①繪制瀝青用量與物理-力學(xué)指標(biāo)關(guān)系圖根