热拌沥青混合料设计 (AC-13)（h）.docVIP

热拌沥青混合料设计 (AC-13) 一、设计任务与要求 1．设计资料 (1) 道路等级：某东南沿海高速公路交通繁重，设计年限内交通量超过1000万轴次。 (2) 气候分区：根据沥青与沥青混合料气候分区，该地区最热月平均最高气温大于30℃，年极端最低气温高于-9℃，年降水量大于1000mm，属于(1― (3) 供应材料：在材料供应情况调查的基础上，确定沥青采用70#，质量符合A等级要求；碎石有各种规格的玄武岩轧制的碎石料，其材性与加工性均符合规范要求；矿粉为石灰石专门加工磨细的石粉。 2．设计要求 (1) 混合料类型：所设计沥青混合料为高速公路某路段上面层重新加铺使用，为防止渗水宜采用密级配混合料，最大公称粒径为13.2mm，但要求保证足够的抗滑性。据此，沥青混合料类型为 (2) 设计内容：确定集料级配，并由此确定各档碎石材料的配合比例；确定沥青用量(或油石比)；沥青用量合理性检验；沥青混合料性能检验。 二、材料的密度测试 在配合比设计前，对工程所提供的0~5mm、5~10mm、10~15mm三种碎石材料、石灰石矿粉以及沥青材料进行密度测试。 对5~10mm、10~15mm两种碎石材料测试了表观密度和毛体积密度；0~5mm石屑与矿粉由于测试毛体积密度比较麻烦，且不容易测试准确，故作为沥青混合料配合比设计可以只测试表观密度，并认为可以代替毛体积密度。几种材料密度测试结果列于表1 材料密度测试结果 表1 材 料 表观密度(g/cm3) 毛体积密度(g/cm3) lO~15 3.065 2.909 5~10mm 3.066 2.935 O~5mm 3.015 — 石灰石矿粉 2.712 — 沥青 1.026 — 三、矿质集料配合比设计 将上述几种碎石材料进行筛分，并计算得通过百分率，试验结果列于表2。 根据《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40―2004)，对于AC―13型密级配沥青混合料级配范围也列于表2中。现行规范所列AC-13级配范围较宽，因此在实际确定级配线时并不能简单地取其中值，而应根据道路的具体要求确定目标级配线。 由于该高速公路交通繁重，属重交通道路，必须充分考虑其抗车辙、抗滑等性能。根据规范要求，宜采用粗型密级配，并控制2.36mm筛孔通过率不大于40％。在配合设计过程中，对于矿粉用量一般可取5％～6％，故确定为6％。然后给定碎石材料的配合比例，在计算机上即可得到合成集料的级配曲线，为了获得粗型级配，特别注意将4.75mm、2.36mm和1.18mm筛孔的通过率向下限移动，并通过反复给定几种碎石材料的配合比例，最后将级配曲 集料合成级配曲线与所推荐的级配范围，见图1。 集料筛分与配合比 表2 筛孔 (mm) 通过率(％)及配合比 合成级配 (％) 规范级配 (％) 10~15mm 5~10mm 0~5mm 矿粉 25％ 28％ 41％ 6％ 16 100.0 100.0 100.0 100.0 100 100 13.2 94.3 98.0 100.0 100.0 98.0 90~100 9.5 28.7 75.3 100.0 100.0 75.3 68~85 4.75 1.4 47.5 80.1 100.0 52.5 38~68 2.36 0.0 2.3 69.1 100.0 35.0 24~50 1.18 0.0 0.0 46.4 100.0 25.O 15~38 0.6 0.0 0.0 32.7 100.0 19.4 10~28 0.3 0.0 0.0 17.6 100.0 13.2 7~20 0.15 0.0 0.0 10.2 100.0 10.2 5~15 0.075 0.0 0.0 2.4 80.0 5.8 4~8 图1 级配曲线 四、马歇尔试验 1.成型马歇尔试件 根据经验，AC-13的油石比大约为5％，故分别按4.2％、4.6％、5.0％、5.4％、5.8％五种油石比，与上述配合比例的合成集料成型马歇尔试件。沥青混合料拌和时，集料加热温度约180℃，沥青加热温度约160℃~165℃，混合料拌和温度约165℃，试件击实温度约150℃，两面各击实75次，试 2.马歇尔试验 (1) 测定试件体积参数 按试验规程规定的方法测定试件的毛体积密度、并计算得试件的体积参数。 ①计算合成集料的毛体积相对密度γsb。： ②计算合成集料的表观相对密度γsa： ③计算合成集料的吸水率wx： ④ 计算合成集料有效相对密度γec： ⑤计算理论密度γt： 将油石比Pa＝4.2％，矿质集料的有效相对密度γec＝2.9993以及沥青的密度γb＝1.026代入公式： 同样计算得到油石比4.6％、5.0％、5.2％和5.8％所相应的最大理论相对密度，并均列于表3-28中。 ⑥计算试件空隙率VV：