道路沥青混合料.ppt
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1、沥青混合料矿料级配理论和设计方法研究目 录1 1、沥青混合料矿料级配理论、沥青混合料矿料级配理论2 2、沥青混合料矿料级配设计方法、沥青混合料矿料级配设计方法1 1、沥青混合料矿料级配设计理论、沥青混合料矿料级配设计理论 沥青混合料配合比设计,简单的说就是沥青混合料配合比设计,简单的说就是确定粗确定粗集料、细集料、矿粉和沥青结合料相互配合的比例集料、细集料、矿粉和沥青结合料相互配合的比例,使之既能满足相应的性能要求又符合经济性的最佳使之既能满足相应的性能要求又符合经济性的最佳方案。方案。沥青混合料的配合比设计包括沥青混合料的配合比设计包括矿质混合料的级矿质混合料的级配设计配设计和和最佳沥青含量
2、的确定最佳沥青含量的确定两大部分。两大部分。沥青混合料矿料级配是把各种不同粒径的集料,沥青混合料矿料级配是把各种不同粒径的集料,按照一定的比例搭配起来,以达到较高的密实度或按照一定的比例搭配起来,以达到较高的密实度或强度。强度。1 1、沥青混合料矿料级配设计理论、沥青混合料矿料级配设计理论级配理论级配理论垛积理论垛积理论:理论模型与实际情况存在较大的差异理论模型与实际情况存在较大的差异最大密度曲线理论最大密度曲线理论:描述连续级配的粒径分布:描述连续级配的粒径分布逐级填充理论逐级填充理论粒子干涉理论粒子干涉理论分形理论分形理论:随着材料学的发展,将分形几何理随着材料学的发展,将分形几何理 论应
3、用于路面材料矿料级配研究而出论应用于路面材料矿料级配研究而出 现的一种新方法,目前研究很少现的一种新方法,目前研究很少描述间断、连续级配的粒径分布描述间断、连续级配的粒径分布1 1、沥青混合料矿料级配设计理论、沥青混合料矿料级配设计理论最大密度曲线理论最大密度曲线理论 最大密度曲线是最大密度曲线是W.B富勒富勒(Fuller)通过试验提通过试验提出的一种理想曲线,认为固体颗粒按粒度大小有出的一种理想曲线,认为固体颗粒按粒度大小有规律的排列,粗细搭配,便可以达到规律的排列,粗细搭配,便可以达到密度最大、密度最大、空隙最小空隙最小的混合料。的混合料。该理论认为:该理论认为:“矿质混合料的颗粒级配曲
4、线矿质混合料的颗粒级配曲线愈接近抛物线,则其密度愈大愈接近抛物线,则其密度愈大”。最大密度曲线最大密度曲线泰勒修正泰勒修正公式公式 现有级配算法皆以最大密度曲线理论为现有级配算法皆以最大密度曲线理论为基础发展而来,只强调级配达到最大密实度,基础发展而来,只强调级配达到最大密实度,没有考虑骨架结构的形成与否,由此设计的没有考虑骨架结构的形成与否,由此设计的级配也就难以形成骨架密实结构。级配也就难以形成骨架密实结构。逐级填充理论逐级填充理论1 1、沥青混合料矿料级配设计理论、沥青混合料矿料级配设计理论 相同粒径的颗粒排列时,空隙率与其粒径的大相同粒径的颗粒排列时,空隙率与其粒径的大小无关,仅与排列
5、和填充方式有关;小无关,仅与排列和填充方式有关;间断填充比逐级填充得到的空隙率更小,故间间断填充比逐级填充得到的空隙率更小,故间断级配较连续级配能形成更小的骨架间隙率,具有更断级配较连续级配能形成更小的骨架间隙率,具有更加密实的骨架结构;加密实的骨架结构;利用逐级填充理论设计集料级配,其骨架空隙利用逐级填充理论设计集料级配,其骨架空隙率与填充方式和各级集料的填充比例相关。率与填充方式和各级集料的填充比例相关。然而然而,有些间断级配混合料尽管理论上有许多优点,但施工难度大,受级配和油石比的波动影响比较敏感,极易造成混合料不均匀,致使路面不是泛油就是透水,实际效果并不理想。1 1、沥青混合料矿料级
6、配设计理论、沥青混合料矿料级配设计理论粒子干涉理论粒子干涉理论 该理论认为要达到最大密实度,前一级颗粒之该理论认为要达到最大密实度,前一级颗粒之间的空隙应由次一级颗粒填充,剩余空隙再由更次间的空隙应由次一级颗粒填充,剩余空隙再由更次一级颗粒填充,但填充的颗粒粒径不得大于其间隙一级颗粒填充,但填充的颗粒粒径不得大于其间隙的距离,否则大小颗粒之间势必发生干涉现象。的距离,否则大小颗粒之间势必发生干涉现象。目 录1 1、沥青混合料矿料级配理论、沥青混合料矿料级配理论2 2、沥青混合料矿料级配设计方法、沥青混合料矿料级配设计方法2 2、沥青混合料矿料级配设计方法、沥青混合料矿料级配设计方法混合料混合料
7、类类型型密密级级配配开开级级配配半开半开级级配配公称最大公称最大粒径粒径(mm)连续级连续级配配间间断断级级配配间间断断级级配配沥沥青碎石青碎石沥沥青青混凝土混凝土沥沥青青稳稳定碎石定碎石沥沥青青马马蹄蹄脂碎石脂碎石排水式排水式沥沥青磨耗青磨耗层层排水式排水式沥沥青青碎石基碎石基层层特粗式特粗式ATB-40ATPB-4037.5粗粒式粗粒式ATB-30ATPB-3031.5AC-25ATB-25ATPB-2526.5中粒式中粒式AC-20SMA-20AM-2019.0AC-16SMA-16ODFC-16AM-1616.0细细粒式粒式AC-13SMA-13ODFC-13AM-1313.2AC-1
8、0SMA-10ODFC-10AM-109.5砂砂砾砾式式AC-5AM-54.75设计设计空隙率空隙率(%)3536341818612HMA种类种类2 2、沥青混合料矿料级配设计方法、沥青混合料矿料级配设计方法悬浮悬浮密实密实骨架骨架空隙空隙密实密实骨架骨架代表种类:代表种类:AC代表种类:代表种类:AM OGFC ATPB代表种类:代表种类:SMA2 2、沥青混合料矿料级配设计方法、沥青混合料矿料级配设计方法(1 1)沥青混凝土)沥青混凝土(AC)(AC)矿料级配设计方法矿料级配设计方法 沥青混凝土是按沥青混凝土是按密级配原理密级配原理设计组成的各种粒设计组成的各种粒径颗粒的矿料与沥青结合料拌
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