热拌沥青混合料配合比设计方法doc.docx
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1、热拌沥青混合料配合比设计方法1. 前言1.1 本设计方法适用于添加PR PLAST S的密级配沥青混凝土,设计方法为马歇尔配合比设计法。1.2 添加PR PLAST S的热拌沥青混合料配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计以及生产配合比验证三个阶段,确定沥青混合料的品种及配比、矿料级配、最佳沥青用量。PR PLAST S的用量均采用占矿质混合料(矿料)总质量的百分比表示,为外掺法。1.3 文中未涉及的地方应按照JTG F40-2004路沥青路面施工技术规范中的有关内容执行。2. 确定工程级配范围2.1 沥青路面工程的混合料设计级配范围由工程设计文件或招标文件规定,密级配沥青混合料的设计
2、级配宜在JTG F40-2004 5.3.2规定的级配范围内,根据公路等级、工程性质、气候条件、交通条件、材料品种,通过对条件大体相当的工程的使用情况进行调查研究后调整确定,必要时允许超出规范级配范围。经确定的工程设计级配范围是配合比设计的依据,不得随意变更。2.2 调整工程设计级配范围宜遵循下列原则。2.2.1 首先按JTG F40-2004中表5.3.2-2确定采用粗型(C型)或细型(F型)的混合料。 对夏季温度高、高温持续时间长,重载交通多的路段,宜选用粗型密级配沥青混合料(AC-C型),并取较高的设计空隙率。对冬季温度低、且低温持续时间长的地区,或者重载交通较少的路段,宜选用细型密级配
3、沥青混合料(AC-F型),并取较低的设计空隙率。2.2.2 为确保高温抗车辙能力,同时兼顾低温抗裂性能的需要。配合比设计时宜减少公称最大粒径附近的粗集料用量,减少0.6mm以下部分细粉的用量,使中等粒径集料较多,形成S型级配曲线,并取中等或偏高水平的设计空隙率。2.2.3 确定各层的工程设计级配范围时应考虑不同层位的功能需要,经组合设计的沥青路面应能满足耐久、稳定、密水、抗滑等要求。2.2.4 根据公路等级和施工设备的控制水平,确定的工程设计级配范围应比规范级配范围窄,其中4.75mm和2.36mm通过率的上下限差值宜小于12。2.2.5 沥青混合料的配合比设计应充分考虑施工性能,使沥青混合料
4、容易摊铺和压实,避免造成严重的离析。3. 材料选择与准备3.1 配合比设计的各种矿料必须按现行公路工程集料试验规程规定的方法,从工程实际使用的材料中取代表性样品。进行生产配合比设计时,取样至少应在干拌5次以后进行。3.2配合比设计所用的各种材料必须符合气候和交通条件的需要。其质量应符合JTG F40-2004第4章规定的技术要求。当单一规格的集料某项指标不合格,但不同粒径规格的材料按级配组成的集料混合料指标能符合规范要求时,允许使用。4. 矿料配合比设计4.1高速公路和一级公路沥青路面矿料配合比设计宜借助电子计算机的电子表格用试配法进行。其他等级公路沥青路面也可参照进行。4.2 矿料级配曲线按
5、公路工程沥青及沥青混合料试验规程T 0725的方法绘制。4.3对高速公路和一级公路,宜在工程设计级配范围内计算13组粗细不同的配比,绘制设计级配曲线,分别位于工程设计级配范围的上方、中值及下方。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错,且在0.3mm0.6mm范围内不出现“驼峰”。当反复调整不能满意时,宜更换材料设计。4.4根据当地的实践经验选择适宜的沥青用量,分别制作几组级配的马歇尔试件,测定VMA,初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。5. 马歇尔试验5.1 添加PR PLAST S的沥青混合料成型温度应比普通沥青混合料成型温度提高10-20,因此矿料加热温度以及混合料拌和温度都应适当提
6、高。表5-1为普通热拌沥青混合料的制作温度要求。表5-1 普通热拌沥青混合料试件的制作温度要求()项 目石油沥青的标号50号70号90号110号130号沥青加热温度160170155165150160145155140150矿料加热温度集料加热温度比沥青温度高1030(填料不加热)混合料拌和温度150170145165140160135155130150成型温度1401601351551301501251451201405.2 添加PR PLAST S的沥青混合料拌和工艺添加PR PLAST S的沥青混合料拌和工艺相当简单,与普通沥青混合料的拌和工艺基本相同。实验室拌和时,将称好的PR PLA
7、ST S与集料一同放入拌和锅内干拌15秒左右,然后再加入沥青湿拌45秒左右,最后加入矿粉拌和至均匀为止。总拌和时间控制在3分钟左右。 图 5-2 PR.PLAST.S混合料拌和工艺流程图5.3 按式(5-1)计算矿料混合料的合成毛体积相对密度sb,(5-1)式中:P1、P2、Pn为各种矿料成分的配比,其和为100;1、2、n为各种矿料相应的毛体积相对密度,粗集料按T 0304方法测定,机制砂及石屑可按T0330方法测定,也可以用筛出的2.36mm4.75mm部分的毛体积相对密度代替,矿粉(含消石灰、水泥)以表观相对密度代替。5.4 按式(5-2)计算矿料混合料的合成表观相对密 (5-2)式中:
8、P1、P2、Pn为各种矿料成分的配比,其和为100,为各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。5.5 确定矿料的有效相对密度由于PR PLAST.S属于有机聚合物,密度为0.910g/cm30.965 g/cm3小于水,因此其颗粒常常漂浮在水面上,建议借鉴普通沥青混合料最大理论密度计算方法,采用矿料有效密度反算PR PLAST.S沥青混合料混合料最大理论密度。 根据预估的最佳油石比/沥青用量拌和4组不添加PR PLAST.S的沥青混合料,采用真空实测最大相对密度,取平均值。然后由式(5-3)反算合成矿料的有效相对密度。拌和温度应同添加PR PLAST.S的沥青混合料拌和温度保持一致。相同原材
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