当前课程知识点：道路工程材料 > 第五章 普通沥青混合料 > 第5节 Marshall组成设计方法 > Video
各位同学大家好
上一讲讲解了
如何选用合适的沥青集料 填料 等原材料
在原材料合理选择的基础上
如何进行沥青混合料的组成设计呢
那我们进入本章第五讲
热拌沥青混合料马歇尔组成设计方法
主要包括如下四个方面内容
首先从沥青混合料组成设计内容说起
沥青混合料组成设计包括
目标配合比设计
生产配合比设计
和生产配合比验证三个阶段
其中目标配合比设计是最为重要的一步
在目标配合比设计阶段主要包括
矿质混合料组成设计
和最佳沥青用量确定
两关键内容
在进行沥青混合料目标配合比设计之前
先要测试沥青集料等
各种原材料的技术性质
主要以密度筛分试验为主
相关内容在前述章节已经讨论
因此不做展开
通过原材料性能测试
获得原材料各项性能参数后
可以进行矿质混合料组成设计
具体包括如下步骤
首先根据道路等级 所处层位
和面层厚度
选择热拌沥青混合料类型
以三层式4 6 8 沥青典型面层结构为例
沥青混合料的公称最大粒径
一般为其三分之一的层厚
因此上面层一般选用AC13型沥青混合料
中面层可以选用AC16或者AC20沥青混合料
而下面层可以选用AC25沥青混合料
当然也可以根据实际功能要求
选用SMA OGFC ATB等其他类型的沥青混合料
选择好沥青混合料类型后
就可以确定其工程级配范围
以AC20沥青混合料为例
其工程级配范围如图所示
值得注意的是
在我国设计方法中
根据关键筛孔通过率
把密级配沥青混凝土分为
粗 细两个类型
具体划分如表所示
一般而言粗型级配高温稳定性相对较好
而细型级配低温稳定性
和水稳定性相对较好
在工程级配范围内
一般可选择三条以上的设计级配曲线
通常情况下取级配范围的中值
为其中的一条级配曲线
考虑交通条件和气候状况
选用粗型或者细型为第二条设计级配曲线
比如说高温严重 重交通条件下
选用粗型 设计孔隙率取其高值
温度偏低 轻交通条件下
选用细型设计孔隙率取其低值
还可以采用 S 级配
为第三条设计曲线
所谓S 型级配是指适当减少
最大公称粒径附近粗集料的用量
减少0.6mm以下细集料用量的级配形式
该级配可提高沥青混合料高温抗车辙能力
并能兼顾低温抗裂性的要求
但施工难度相对较大
确定好设计级配以后
可以采用计算法 图解法
确定各档集料用量比例
并验证合成的级配以后适当进行调整
相关方法在前述章节
已经予以讲解
本节不做详细展开
自此完成了矿质混合料组成设计
接下来要根据马歇尔实验技术指标
来确定最佳沥青用量
首先预估最佳用量
并按±0.5% ±1.0% 的幅度变化成型
五组或五组以上不同油石比马歇尔试件
测定马歇尔试件的理论最大密度
毛体积密度 进而计算其孔隙率
矿料间隙率 沥青饱和度等体积参数
并测试其马歇尔稳定度
和流值等技术指标
根据上述测试结果
绘制沥青用量 或油石比
与马歇尔计数指标的关系
如图所示
确定密度最大值 马歇尔稳定度最大值
目标空隙率 和沥青饱和度中值
所对应沥青用量a1 a2 a3和a4
取其平均值作为OICE
以各指标均符合技术标准要求的
沥青用量范围OAC Milan
和OAC max的中值
作为OAC2 注意这些指标中
不包括矿料间隙率VMA
再取OAC1和OAC2的平均值
作为最佳沥青用量OAC
同时检验与最佳沥青用量对应的
矿料间隙率满足最小值的要求
同时最佳沥青用量应该位于
矿料间隙率凹形曲线最小值
贫油的那一侧
然后综合气候和交通条件
适当调整最佳沥青用量
并检验粉胶比和有效沥青膜厚度
一般情况下 炎热地区公路或者高速公路
一级公路的重交通路段
山区公路的长大坡度路段
在空隙率符合要求的范围里面
最佳沥青用量可以适当减少
0.1～0.5个百分点
寒区公路 旅游公路 交通量小的路段
最佳沥青用量可以
适当增加0.1～0.3个百分点
此时可以适当减少设计孔隙率的要求
但不得降低其对压实率的标准
最后以综合确定的最佳沥青用量
成型试件 进行高低温稳定性
水稳定性的检验 以及渗水系数的检验
如果不满足要求
需重新设计或者更换原材料
那么目标配合比的设计
是生产配合比的基础
为什么目标配合比的设计结果
不能直接用于生产
还要在进行生产配合比的设计呢
这是因为目标配合比
以冷料筛分实验结果为基础
进行的逐条设计
冷料仓不同规格的集料按目标配合比
确定的流量进入了烘干谷后
烘干并加热至拌合温度要求
提升至拌合楼经震动过筛后
按其粒径大小
分别储存在各个热料仓当中
如图所示
拌料时需要将各热料仓中的矿料
以合适的比例输入控制系统
然后拌合楼才能按比例
控制集料的用量
但是注意拌合楼震动过筛后
热料仓的级配往往会发生变化
比如说4.75到9.5mm碎石冷料
会进入2号 3号热料仓
2.36到4.75mm碎石冷料会进入
2号 3号 或者四号热料仓
而石屑则会进入3号 4号热料仓
所以应该取热料仓集料筛分结果
进行矿质混合料的组成设计
在以目标配和比确定的最佳油石比
及其±0.3%的比例情况下
进行马歇尔试验
测定物理力学参数
最终确定生产配合比的最佳沥青用量
一般情况下生产配合比
确定的最佳沥青用量
与目标配合比
确定的最佳沥青用量的差值
不宜大于±0.2%
确定好生产配合比以后
在正式铺筑路面以前
要根据确定的热料仓比例
先行试拌
已确定拌合温度 拌合时间
等拌合参数
并经行抽提马歇尔实验
车辙等相关的路用性能实验
检验各项指标是否符合设计要求
必要时对生产配合比进行调整
再进行试拌 直至符合要求
然后按照试拌确定的热料仓
配和比进行混合料的制配
铺筑实验路段
观察摊铺 碾压和成型后的表面状况
判定混合料的级配和沥青用量是否合适
同学们可以思考一下
如图所示的沥青路面有什么样的问题
如何改进
同学们 本节以马歇尔法为例
讲解了 普通热拌沥青混合料
的组成设计方法和过程
那么还有没有其他方法
进行沥青混合料组成设计呢
对于一些特殊类型的沥青混合料
又如何设计呢
让我们下一讲再见
-绪论
--绪论
-第1节 岩石的组成、分类
--Video
-第1节 岩石的组成、分类--作业
-第2节 岩石性质与技术等级
--Video
-第2节 岩石性质与技术等级--作业
-第3节 集料分类和物理性质
--Video
-第3节 集料分类和物理性质--作业
-第4节 粗、细集料和矿粉特性
--Video
-第4节 粗、细集料和矿粉特性--作业
-第5节 集料筛分、级配与级配理论
--Video
-第5节 集料筛分、级配与级配理论--作业
-第6节 集料组成设计方法
--Video
-第6节 集料组成设计方法--作业
-第1节 石灰
--第1节 石灰
-第1节 石灰--作业
-第2节 水泥的定义、组成、水化及硬化
-第2节 水泥的定义、组成、水化及硬化--作业
-第3节 硅酸盐水泥的技术性质
-第3节 硅酸盐水泥的技术性质--作业
-第4节 硅酸盐水泥的强度与技术标准
-第4节 硅酸盐水泥的强度与技术标准--作业
-第5节 硅酸盐水泥的腐蚀与防止
-第5节 硅酸盐水泥的腐蚀与防止--作业
-第6节 粉煤灰及其他工业废渣
-第6节 粉煤灰及其他工业废渣--作业
-第1节 分类、工艺组成及胶体结构
-第1节 分类、工艺组成及胶体结构--作业
-第2节 密度及绝对黏度
-第2节 密度及绝对黏度--作业
-第3节 相对黏度（针入度、软化点）
-第3节 相对黏度（针入度、软化点）--作业
-第4节 低温及感温性
--沥青延度演示视频
-第4节 低温及感温性--作业
-第5节 加热稳定性
-第5节 加热稳定性--作业
-第6节 改性沥青
--第6节 改性沥青
-第6节 改性沥青--作业
-第7节 沥青分级及技术要求
-第7节 沥青分级及技术要求--作业
-第8节 乳化沥青、泡沫沥青
-第8节 乳化沥青、泡沫沥青--作业
-第1节 水泥混凝土的组成及特点
-第1节 水泥混凝土的组成及特点--作业
-第2节 新拌水泥混凝土的工作性
-第2节 新拌水泥混凝土的工作性--作业
-第3节 水泥混凝土的强度特征
-第3节 水泥混凝土的强度特征--作业
-第4节 水泥混凝土的变形特性
-第4节 水泥混凝土的变形特性--作业
-第5节 水泥混凝土的耐久性
-第5节 水泥混凝土的耐久性--作业
-第6节 普通水泥混凝土组成设计
-第6节 普通水泥混凝土组成设计--作业
-第7节 水泥混凝土外加剂
--水泥混凝土外加剂
-第7节 水泥混凝土外加剂--作业
-第8节 新型水泥混凝土
--新型水泥混凝土
-第8节 新型水泥混凝土--作业
-第1节 组成结构与强度形成原理
--Video
-第1节 组成结构与强度形成原理--作业
-第2节 基本路用性能
--Video
-第2节 基本路用性能--作业
-第3节 体积参数与技术要求
--Video
-第3节 体积参数与技术要求--作业
-第4节 原材料的技术要求和选用方法
--Video
-第4节 原材料的技术要求和选用方法--作业
-第5节 Marshall组成设计方法
--Video
-第5节 Marshall组成设计方法--作业
-第6节 Superpave组成设计方法
--Video
-第6节 Superpave组成设计方法--作业
-第7节 SMA沥青混合料组成设计方法
--Video
-第7节 SMA沥青混合料组成设计方法--作业
-第8节 沥青混合料再生及组成设计方法
--Video
-第8节 沥青混合料再生及组成设计方法--作业
-第1节 钢材的冶炼与分类
--Video
-第1节 钢材的冶炼与分类--作业
-第2节 钢材的技术性质
--Video
-第2节 钢材的技术性质--作业
