ATB-25沥青稳定碎石配合比设计与优化调整Word文件下载.doc

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2.2目标配合比设计

1、矿料级配的确定

依据JTGF40-2004规范关于ATB-25型沥青碎石的矿料级配范围要求，在规范级配范围内选择三组粗、细不同的矿料配合比。

通过对所采用的矿料级配进行合成，以4.75mm筛孔通过率为粗细分界线，三组级配在4.75mm筛孔上的通过率分别为：

级配1-36.4％，级配2-30.9％，级配3-25.9％。

三条合成级配分别位于规范级配范围的中值线附近，中值线的上方和下方，三条级配曲线见图。

表1

筛孔（mm）

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

级配1通过率（％）

100

96.8

75.1

66.2

57.6

47.8

36.4

26.1

18.7

12.9

8.7

6.4

4.6

级配2通过率（％）

96.3

71

62.6

54

44.4

30.9

21.9

15.9

11.4

8

6.2

4.5

级配3通过率（％）

95.6

66.5

56.6

48.7

39.9

25.9

18.5

14

10.1

7.4

6

2、混合料拌和及击实温度的确定

依据河南省交科院的检测结果，绘制（中海36-1）A级70＃道路石油沥青粘度-温度关系图，确定出混合料拌和温度与成型压实温度范围分别为151℃～156℃、139℃～144℃。

3、合理级配的选择

对选用的三组矿料配比分别按预估的油石比3.9％成型马歇尔试件，马氏试件击实成型温度为：

145℃，试件成型采用φ101.5的尺寸试模，双面各击实75次，测定马氏试件毛体积相对密度，计算马氏体积指标后，进行马氏稳定密度及流值试验，试验结果见表2。

3种初试级配马歇尔试验结果表2

级配类别

级配1

级配2

级配3

规范要求

4.75筛孔通过率（％）

试件毛体积相对密度

2.499

2.485

2.47

理论最大相对密度

2.596

2.591

2.586

空隙率（％）

3.7

4.1

3～6

矿料合成毛体积密度rsb

2.757

2.755

2.754

12.8

13.7

不小于12VV=4.0％

有效沥青饱和度（％）

71.1

68.9

67.2

55～70

稳定度（KN）不小于

10.14

11.15

9.78

7.5

流值（0.1mm）

31.7

34.3

39

15～40

注：

沥青用量（占混合料总量的百分数）pb=3.75%矿料用量（占混合料总量的百分数）ps=96.25%

从表中分析，三个级配均可采用，但是级配1的饱和度略大于规范上限，其热稳定性将受影响；

级配3，粗骨料含量略多，混合料可能会产生较大的离析，并且可能出现因离析导致的渗水，所以采用级配2较为稳妥。

4、确定合适级配的最佳沥青用量

（1）采用设计级配2，油石比间隔为0.3%，选取3.3、3.6、3.9、4.2、4.5五组不同油石比，分别制成马氏试件，马氏试验结果见表3。

ATB-25马氏试验结果汇总表3

油石比

马氏毛体积密度

理论密度

空隙率

VV%

间隙率

VMA%

饱和度

VFA

稳定度

KN

流值

F<

10.1mm

3.3

2.454

2.613

6.1

13.8

55.8

8.90

33

3.6

2.476

2.601

4.8

63.6

9.91

36

3.9

2.48

2.589

4.2

13.4

68.7

10.11

2.477

2.598

71.5

10.22

38

2.566

3.5

14.0

75

10.37

规范

－

4％时>

12

≥7.5

矿料毛体积密度rsb＝2.755，

沥青用量Pb分别为（由低到高）3.19%、3.47%、3.75%、4.03%、4.31%，

rse===2.757，

矿料用量Ps分别为（由低到高）96.81％、96.53％、96.25％、95.97％、95.69％

油石比3.9的沥青混合料的理论最大密度采用实测法，其余按公式计算得出，在计算矿料合成毛体积相对密度时，粗集料采用毛体积相对密度，细集料及填料采用表观相对密度，沥青采用25℃时的相对密度（1.011）。

将上表试验汇总结果以油石比为横坐标、其它物理力学指标为纵坐标，绘制成马氏试验最佳油石比确定图，在图中：

α1＝4.2，α2＝4.5，α3＝3.9（按济焦高速路面施工指导意见，目标空隙率为4.0％），对应于饱和度中值的油石比为3.5，因为稳定度没有出现峰值（最大值在曲线端部），以目标空隙率所对应的沥青用量α3作为OAC1，即OAC1＝3.9％，OAC2=（OACmin+OACmax）/2=3.8%

（2）取OAC=（OAC1+OAC2）/2=（3.9+3.8）/2=3.9%为最佳油石比，以最佳油石比（3.9％），进行马氏试验，试验结果如下：

试验项目

试验结果

2.483

空隙率VV%

4.10

3-6

间隙率VMA%

13.3

12（设计空隙率为4％）

沥青饱和度VFA%

69.2

稳定度KN

10.13

>

流值FL（0.1mm）

15-40

（3）检验最佳沥青用量时的粉胶比

FB==1.28，符合0.8～1.5的要求。

（4）检验有效沥青膜厚度

SA=＝100×

0.0041+30.9×

0.0041+23×

0.0082+15.5×

0.0164+10.9×

0.0287

+7.9×

0.0614+5.9×

0.1229+4.5×

3277=3.79

DA=×

10=×

10=9.71μm≮5μm，符合要求。

5、ATB-25配合比设计检验

序号

检验项目

规范技术要求

检验结果

符合性

1

水稳定性

马氏试件残留稳定度不小于80%

97%

符合

2

高温稳定性试验

动稳定度大于1000（次/mm）

3110（次/mm）

3

渗水检验

渗水率小于（200ml/min）

2.3ATB-25混合料生产配合比设计

ATB-25混合料的生产配合比设计过程与普通沥青混合料生产配合比设计过程是一样的。

生产配合比设计结果如下：

1、油石比3.9时的马氏结果

2.593

毛体积相对密度

2.489

4.0

矿料间隙率（％）

13.1

12.0（目标空隙率为4.0％时）

沥青饱和度（％）

69.5

55~70

10.31

37

15~40

2、生产配合比级配曲线

通过率（％）

70.7

63

53.8

42.4

31

21.4

14.7

10.3

7.3

5.6

2.4ATB-25混合料的试验段总结

通过对ATB-25沥青碎石进行试拌与试铺，来验证配合比设计情况。

1、试铺后所产生的一些质量问题：

（1）摊铺面粗细离析严重，条带状、局部片状都有，外观很不理想。

（2）泛油严重，条带状、局部片状都有，正好和粗细离析相对应。

凡是泛油的地方都是细料相对集中的地方，粗料集中的地方也有个别地方泛油，但不是很严重。

（3）通过对ATB-25结构层取芯测定压实度，发现压实度值较大，大部分相当于最大理论密度的97％左右，也就是路面压实成型的残留空隙率只有3％左右，个别点低于3％。

渗水系数为零，抗水性较好。

2、针对质量问题查找原因：

经过对混合料进行抽提及级配分析后，混合料油石比为3.99％，级配曲线与设计级配很