排水性沥青混合料配合比设计.ppt

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1、排水性沥青混合料设计排水性沥青混合料设计2排水性沥青混合料设计排水性沥青混合料设计 概概 述述01混合料组成混合料组成02 混合料配合比设计混合料配合比设计03目目 录录 内内 容容3概念与特性概念与特性适用范围适用范围1 12 2一一.概述概述设计的技术关键设计的技术关键3 概念概念 空隙率高达空隙率高达20%-25%20%-25%，厚度一般，厚度一般为为4-5cm4-5cm的磨耗层，能够在混合料的磨耗层，能够在混合料内部形成排水通道的沥青混凝土内部形成排水通道的沥青混凝土层面层，称之为排水性沥青路面层面层，称之为排水性沥青路面（Draining asphalt）多孔性磨耗层多孔性磨耗层 开

2、级配抗滑磨耗层（开级配抗滑磨耗层（OGFCOGFC）低噪音沥青路面低噪音沥青路面典型的骨架-空隙结构1.1.概念与特性概念与特性4空隙大空隙大粗集料多粗集料多透水性好透水性好1.1.概念与特性概念与特性5排水机理排水机理1.1.概念与特性概念与特性6缺点缺点优点优点抗滑性好，水雾少，抗滑性好，水雾少，不积水，行车安全不积水，行车安全高温稳定性好，抗车高温稳定性好，抗车辙能力强辙能力强噪音低，防眩光噪音低，防眩光因空隙率高，沥青易因空隙率高，沥青易老化，耐久性差老化，耐久性差强度较低强度较低孔隙容易被堵塞，养孔隙容易被堵塞，养护比较困难护比较困难1.1.概念与特性概念与特性2.2.适用范围适用范

3、围8由于大空隙混合料粗集料多细集料少，不能形成紧密的嵌锁，所以强度较低。也存在易老化，耐久性差，易堵塞等缺点。不不宜宜铺铺筑筑容易污染的道路容易污染的道路交叉口及公交停靠站交叉口及公交停靠站重载交通重载交通低交通量、慢行交通道路低交通量、慢行交通道路宜宜铺铺筑筑噪音大的城市快速路噪音大的城市快速路小型客车为主的高架道路小型客车为主的高架道路 中、轻交通的高速路中、轻交通的高速路 长隧道中铺设，可降噪长隧道中铺设，可降噪3.3.设计的技术关键设计的技术关键9设计的技术关键设计的技术关键高空隙性高空隙性空隙率越大，空隙率越大，排水、抗滑、降排水、抗滑、降噪效果越好。噪效果越好。混合料的初始混合料的

4、初始空隙率应达到空隙率应达到20%20%由于水长期滞留由于水长期滞留在路面内部，容在路面内部，容易造成路面剥落易造成路面剥落，因此要具有足，因此要具有足够的水稳定性。够的水稳定性。抗松散能力抗松散能力粗集料多使强度粗集料多使强度降低降低。必须具有必须具有承受荷载反复作承受荷载反复作用的能力。用的能力。具有力学强度具有力学强度10 成分要求成分要求1 1二二.混合料组成混合料组成粗集料粗集料细集料细集料填料填料沥青结合料沥青结合料添加剂添加剂1.1.成分要求成分要求11混合料组成混合料组成 石质坚硬、颗粒形状良好、耐磨性、粘附性。石质坚硬、颗粒形状良好、耐磨性、粘附性。磨光值磨光值PSV42PS

5、V42。（安山岩、玄武岩具有良好的。（安山岩、玄武岩具有良好的抗滑性，砂岩、砾岩、页岩的抗磨性较好）抗滑性，砂岩、砾岩、页岩的抗磨性较好）粗集料粗集料细集料细集料填料填料指指0.075-2.36mm0.075-2.36mm部分集料，用量较少，部分集料，用量较少，对其性能没有特殊规定。对其性能没有特殊规定。采用石灰石粉，欧美使用消石灰或水泥，采用石灰石粉，欧美使用消石灰或水泥，日本使用石灰岩矿粉。日本使用石灰岩矿粉。其中消石灰具有抗剥落的作用。其中消石灰具有抗剥落的作用。12混合料组成混合料组成 因混合料的强度主要依靠结合料的黏结作用，因混合料的强度主要依靠结合料的黏结作用，为增加其强度，采用高

6、黏结力的沥青结合料。为增加其强度，采用高黏结力的沥青结合料。日本采用高粘度改性沥青，法国采用橡胶沥青，日本采用高粘度改性沥青，法国采用橡胶沥青，西班牙采用聚合物改性沥青。向采用西班牙采用聚合物改性沥青。向采用“高黏度高黏度沥青沥青”方向发展。方向发展。沥青结合料沥青结合料添加剂添加剂纤维：分散、吸附、稳定、增黏的作用纤维：分散、吸附、稳定、增黏的作用磨细的轮胎粉：提高抗松散性和耐久性磨细的轮胎粉：提高抗松散性和耐久性消石灰等其他抗剥落剂：提高混合料的消石灰等其他抗剥落剂：提高混合料的水稳性。水稳性。1.1.成分要求成分要求131.1.成分要求成分要求材料的选择材料的选择粗集料粗集料填料填料石灰

7、岩矿粉，否则用石灰岩矿粉，否则用消石灰或水泥代替消石灰或水泥代替填充料的性质对混合填充料的性质对混合料的耐久性至关重要料的耐久性至关重要最大公称粒径为最大公称粒径为13mm或或20mm排水性混合料的空隙排水性混合料的空隙率、抗车辙能力在很率、抗车辙能力在很大程度上取决于粗集大程度上取决于粗集料的性质。（抗磨耗料的性质。（抗磨耗性、抗滑性等）性、抗滑性等）材料选择的关键材料选择的关键14集料级配的确定集料级配的确定沥青用量的确定沥青用量的确定1 12 2三三.混合料配合比设计混合料配合比设计配合比检验配合比检验3 151.1.集料级配的确定集料级配的确定在在级配范围级配范围内内选取选取3组组不不

8、同同的的2.36mm通过率的矿通过率的矿料级配作料级配作为为初选级配。初选级配。根据根据经验公式经验公式得出得出3组不同组不同的的初试油石比初试油石比针对针对3个级配，个级配，成型试件并成型试件并测量相应的测量相应的空隙率空隙率VV得出空隙率与得出空隙率与2.36mm通过率通过率的的关系曲线关系曲线，找出目标空隙找出目标空隙率所对应的率所对应的2.36通过率。通过率。对对3组中最接组中最接近目标空隙率近目标空隙率的级配进行调的级配进行调整，确定整，确定最终最终级配级配。161.1.集料级配的确定集料级配的确定筛孔（筛孔（mmmm）通过质量百分率（通过质量百分率（%）最大公称粒径最大公称粒径13

9、mm13mm最大公称粒径最大公称粒径20mm20mm26.5-1001910095-10013.292-10053-789.562-8135-624.7510-3110-312.3610-2110-210.64-174-170.33-123-120.153-83-80.0752-72-7配合比设计级配范围配合比设计级配范围筛孔（mm）0.0750.075 0.150.150.30.30.60.61.181.18 2.362.36 4.754.759.59.513.213.21616级配一4.66.58.210.3 12.81826.5 72.5 95.5100级配二4.467.39.51116

10、.2 21.5 71.295100级配三45.578.5101317.57094.51003组不同级配组不同级配171.1.集料级配的确定集料级配的确定指标指标级配一级配一 级配二级配二 级配三级配三范围范围初试油石比(%)5.75.24.82.36mm通过率1816.21310-22试件的空隙率(%)VV18.520.823.518-253 3组不同的初试油石比与空隙率组不同的初试油石比与空隙率成型马歇尔试件测试件体积参数1001tfVV181.1.集料级配的确定集料级配的确定空隙率与空隙率与2.36mm2.36mm通过率的关系通过率的关系曲线如下所示：曲线如下所示：17.018.019.0

11、20.021.022.023.024.025.01214161820空隙率空隙率2.36mm通过率通过率Y=Y=ax+bax+191.1.集料级配的确定集料级配的确定最终级配最终级配 0.0750.075 0.150.150.30.30.60.61.181.18 2.362.36 4.754.759.59.513.213.21616最终最终级配级配4.64.66.26.27.87.89.89.811.811.8 16.716.7 22.522.5 71.471.495951001000204060801001200.075 0.150.30.61.18 2.36 4.759.513.216最终

12、级配最终级配最终级配202.2.沥青用量的确定沥青用量的确定经验公式经验公式根据排水性混合料的级配计算集料的表面积，集料表面合适的根据排水性混合料的级配计算集料的表面积，集料表面合适的沥青膜厚度为沥青膜厚度为1414m m，如下所示：，如下所示：沥青用量沥青用量=集料表面积集料表面积沥青膜厚度沥青膜厚度沥青密度沥青密度我国现行规范推荐的计算公式：我国现行规范推荐的计算公式：74.486.16.03.014.008.004.002.02gfedcbaAbaAhPa a、b b、c c、d d、e e、f f、g g分别分别代表集料代表集料4.75mm4.75mm、2.36mm2.36mm、1.1

13、8mm1.18mm、0.6mm0.6mm、0.3mm0.3mm、0.15mm0.15mm和和0.075mm0.075mm筛孔通过筛孔通过百分率百分率Pa是油石比，是油石比，A集料集料总的表面积，总的表面积，h沥青沥青膜厚度约为膜厚度约为12-14 m m，b b是沥青密度是沥青密度212.2.沥青用量的确定沥青用量的确定进行进行析漏试验析漏试验与与肯特堡分散试验肯特堡分散试验等，确定最佳沥等，确定最佳沥青用量青用量最终最终级配确定级配确定后后，根据根据经验经验公式公式法法计算初计算初试油石比试油石比P222.2.沥青用量的确定沥青用量的确定以以PaPa为中心，按为中心，按0.3%0.3%或或0

14、.5%0.5%为为级差，取级差，取5 5个油石比拌制混合料，个油石比拌制混合料，进行析漏试验，得到进行析漏试验，得到关系曲线图关系曲线图。求得析漏量趋势线的两端点切线，求得析漏量趋势线的两端点切线，切线的交点的切线的交点的横坐标值横坐标值即为最大沥即为最大沥青用量，可设定为最佳沥青用量。青用量，可设定为最佳沥青用量。以确定的最佳沥青用量制作马歇尔以确定的最佳沥青用量制作马歇尔试件，进行马歇尔稳定度试验、试件，进行马歇尔稳定度试验、车辙试验等试验进行检验。车辙试验等试验进行检验。沥沥青青用用量量确确定定232.2.沥青用量的确定沥青用量的确定最大沥青用量最大沥青用量242.2.沥青用量的确定沥青

15、用量的确定析漏析漏试验试验确定沥青用量的上限确定沥青用量的上限试验采用试验采用烧杯法烧杯法，将几个不同用量的混合料在，将几个不同用量的混合料在170-180温温度下拌合均匀，然后置于度下拌合均匀，然后置于800ml的烧杯中，再将烧杯置于的烧杯中，再将烧杯置于170的烘箱中，恒温的烘箱中，恒温1h后，将烧杯向下倒扣在玻璃板上，称取黏附后，将烧杯向下倒扣在玻璃板上，称取黏附在烧杯上沥青质量，该质量与沥青混合料总质量之比是在烧杯上沥青质量，该质量与沥青混合料总质量之比是析漏试析漏试验的损失率验的损失率m:1000112mmmmmm0 烧杯质量，烧杯质量，烧杯与沥青混合料总质量烧杯与沥青混合料总质量，

16、烧杯及黏附在烧杯上沥青砂浆的质量，烧杯及黏附在烧杯上沥青砂浆的质量，gm1m2我国现行规范规定析漏率我国现行规范规定析漏率0.3%0.3%为合格为合格252.2.沥青用量的确定沥青用量的确定肯特堡飞肯特堡飞散试验散试验抗松散性能的一种试验方法，抗松散性能的一种试验方法，用来确定沥青用量的用来确定沥青用量的下限下限。在在20温度条件下，在洛杉矶试验机中放入排水性混温度条件下，在洛杉矶试验机中放入排水性混合料，不加钢球开动机器滚动合料，不加钢球开动机器滚动300转转后取出，称取试后取出，称取试件剩余质量，试件损失质量与原质量的百分比即为磨件剩余质量，试件损失质量与原质量的百分比即为磨耗试验损失率：耗试验损失率：100010mmms试件原质量，试件原质量，g试验后试件质量，试验后试件质量，g沥青混合料飞散损失，沥青混合料飞散损失，%m1m0s我国现行规范规定磨耗损失应我国现行规范规定磨耗损失应20%20%，空隙率越，空隙率越大，磨耗损失越大。大，磨耗损失越大。263.3.配合比检验配合比检验马歇尔马歇尔试验试验马歇尔稳定度大于马歇尔稳定度大于3.5KN车辙车辙试验试验用于一般道路：动稳定度达