常见沥青混合料设计方法的比较

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各种沥青混合料设计方法的比较

各种沥青混合料设计方法的比较

各种沥青混合料设计方法的比较目前,国内外路面设计者对沥青混合料配合比设计方法的研究很多,纵观世界各国,现行用于沥青混合料配合比设计的方法主要有:马歇尔方法、维姆方法、Superpave方法、GTM方法以及贝雷法等,但其中又以马歇尔法运用得最为广泛。

我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)规定,沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法;同时规定,当采用其他方法设计沥青混合料配合比时,应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比检验,并报告不同设计方法的试验结果。

不同混合料设计方法都有各自的特点,本文主要介绍几种主要设计方法的原理,并和马歇尔设计方法进行比较分析。

1马歇尔设计方法原理与设计步骤1.1设计原理马歇尔法是由美国密西西比州公路局的Bruce Marshell提出,在第二次世界大战期间开始使用,后来美国陆军工程兵团对其进行了改进和完善。

马歇尔设计法的基本原理是体积设计法,即在分析研究沥青混合料性能时,以沥青结合料与集料成分的体积比例作为计算依据,最终要达到的主要指标也是体积指标,如空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等。

通过沥青混合料组成材料的不同体积比例的组合,经过沥青混合料的拌和、试件的击实成型,最后测定试件的体积参数,从而确定沥青混合料各组成材料的比例。

1.2设计步骤沥青混合料配合比马歇尔设计方法分为目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。

三个阶段的设计原理是一致的,即按照体积法进行设计。

其最完整的设计步骤是在目标配合比设计阶段,设计过程如下。

①原材料试验。

即所有组成材料的物理、化学、力学性能试验,以确定其是否满足使用要求,从而确定其是否合格。

②确定混合料的组成级配。

按照要求的级配与所提供的各级集料的筛分,选好各级集料的比例,使混合料矿料的级配满足要求。

③成型试件。

根据经验估算沥青的最佳用量,以估算的最佳沥青用量为中值,以0.5%为步长,分别成型5个不同油石比:(估算最佳沥青用量-1.0%)、(估算最佳沥青用量-0.5%)、估算最佳沥青用量、(估算最佳沥青用量+0.5%)、(估算最佳沥青用量+1.0%)试件。

沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究

沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究

河南交通职业技术学院毕业论文题目:沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究系别:公路学院专业:道路桥梁工程技术班级:******姓名:******学号:*******指导教师:*******沥青混合料GTM法和马歇尔法的比较研究摘要:沥青混合料的结构和性能与成型方法密切相关,本文对同一级配的AC-13混合料,分别按GTM法和马歇尔法进行试验,并对其试验结果作了对比分析,得出振动法成型的混合料的性能明显优于马歇尔法确定的混合料的性能。

关键词:GTM法马歇尔法沥青混合料比较目录摘要 (2)前言 (4)一、原材料 (5)二、仪器参数 (5)三、确定混合料设计级配及工程级配范围 (5)3.1确定混合料初拟合成级配 (5)3.2确定混合料设计级配及工程级配范围 (5)四、施工影响预防处理措施 (6)4.1试验温度 (6)4.2旋转试验及最佳油石比的确定 (7)五路用性能及对比分析 (7)5.1最佳油石比 (7)5.2试件密度 (8)5.3体积参数 (10)5.4试件密度 (11)5.4.1高温抗车辙能力 (11)5.4.2低温抗裂能力 (11)5.4.3抗水损害能力 (12)5.4.4关于GTM方法设计的沥青混合料耐久性 (12)六结论 (13)七致谢 (13)参考文献 (14)前言GTM(Gyratory Testing Machine)旋转试验机不仅仅是一种试件成型设备,其成型试件的优点也不仅仅是最大限度地模拟了路面施工时的碾压工况,更为有价值的是,它以汽车轮胎的接地压强作为成型试件的一个主要控制条件,不固定压实功能而以沥青混合料试件达到极限平衡状态作为结束条件,而且在试验过程中能够反映沥青混合料的物理力学特性。

由设计过程,GTM设计方法根据混合料力学指标的变化规律确定最大油石比,实现了根据性能设计沥青混合料的目标。

但该试验方法确定的混合料的性能究竟如何,尚需与马歇尔方法确定的混合料的性能进行比较验证。

排水沥青混合料级配设计方法优化研究

排水沥青混合料级配设计方法优化研究

排水沥青混合料级配设计方法优化研究摘要:现有排水沥青路面级配设计都按照规范法进行,没有针对不同道路条件提出更适宜的级配设计方法。

为此本文通过室内试验,分别成型根据规范法、贝雷法、VACF法级配设计的马歇尔试件,并检测其路用性能指标。

结果表明贝雷法设计级配的性能在各个方面比较有优势。

高温稳定性和水稳定性、抗滑能力上,贝雷法设计级配有更好的表现,相对的,在渗水性能上贝雷法设计级配差于CAVF 法设计级配;我国规范方法设计级配在性能上与贝雷法设计级配有差距,但差距在可接受范围内。

0引言排水沥青路面级配设计现有规范方法是采用级配设计曲线通过调整曲线范围试配级配,然后验证,再设计级配的循环过程[1-3]。

20世纪80年代,美国罗伯特·贝雷(Robert D. Bailey)提出贝雷法设计级配。

主要思想是考虑承重,并以合适集料填充骨架空隙[4-5]。

张肖宁教授在90年代提出CAVF法,设计思想是粗集料之间嵌挤形成骨架,以细集料为填充,从而结构上增加沥青混合料的稳定性和力学性能[6-7]。

贝雷法不同于规范法,贝雷法为使粗集料形成嵌挤,粗集料用量是根据松装密度与干捣实密度的体积特征确定[8]。

CAVF法与贝雷法相似点较多,都以设计合理的粗、细集料级配而形成良好的结构为中心,对粗、细集料的和集料密度的再一次定义,以便于提供排水沥青混合料大空隙合理结构[9]。

但三种级配方法哪一种更适合排水沥青路面还未有人做过相应的研究,为此本文通过室内试验,着重研究三种级配设计方法成型的排水沥青混合料试件性能表现。

1、原材料1.1沥青结合料排水沥青混合料由于大空隙结构,对沥青结合料要求较高,因此采用高黏改性沥青,技术指标见表1所示。

表1 高黏改性沥青技术指标检测结果指标单位检测值技术要求试验方法针入度(25℃,100g,5s)0.1mm51≮40T0604-2011软化点(T R&B)℃93≮90T 0606-2011延度(5℃,5cm/min)cm33≮30T0605-2011动力黏度(60℃)Pa·s460000≮200000T0620-2011布氏旋转黏度(170℃)Pa·s1.105≯3.0T0625-2011溶解度%99.9≮99T0607-2011弹性恢复 (25℃) % 98 ≮95T 0662-2000相对密度(25℃) -1.016实测记录T 0603-2011TFOT 后残留物T0609-2011质量变化%+0.630±1.0针入度比(25℃) %86.5≮65T 0604-2011延度 (5℃,5cm/min )cm 28 ≮20T 0605-20111.2 集料粗细集料均选择玄武岩,矿粉选用石灰岩。

应用Superpave与马歇尔方法进行沥青混合料设计的比较分析

应用Superpave与马歇尔方法进行沥青混合料设计的比较分析

官员 协会 ( A H O) HR A S T S P推 广 专 家 组 建 立 了 s — u p rae样 板 州 小 组 , 帮 助 S prae统 一 推 广 。 ep v 以 u epv 样板 组 的 目的是 分 享 先进 的经 验 , 一 步 的开 发 和 进
提 供 S p rae 术 实 际 应 用 的 指 南 。 2 0 ue v 技 p 0 0年 , 样
1 S p r a e技 术 介 绍 u ep v
S p rae是 一个 商 标 名 。 商 标 的 拥 有 者 是 美 u ep v 国各州公 路与 运输 官员 协会 ( A H O) u ep v A S T 。S p rae 技 术是美 国公路 战略 研究 计 划 ( H P 的一 个 重 大 SR ) 研 究成 果 ,9 2年 S P结 束 , u epv 19 HR S prae形 成 了 3 个 成果 : 建立 在 性 能 基 础上 的沥 青 胶 结 料 规 范 、 混
少, 而这 些损坏 不 是 由于规 范体 系本 身造成 的 。

从 19 9 2年起 , 国联邦 公路 局 被委 任 为 S p r 美 u e.
pv 技 术 推广 的领 导 核 心 , 而 初 期 , 广 工 作 进 ae 然 推
展较 慢 , 映 出工业 界 对 推广 一 个 新 的没 有 被 验证 反 的技 术 的 犹 豫 心 情 。 19 9 6年 , 国 各 州 公 路 与 运 输 美
法 设 计 的 沥 青 混 合 料 的 施 工 要点 进 行 介绍 , 有 较 好 的 参 考 价值 。 具
[ 键 词 ]S prae 关 uepv ;马 歇 尔 ; 青 混 合 料 ; 计 ;比 较 沥 设 [ 中图 分 类 号 ]U 46 2 7 1. 1 [ 献 标 识 码 ]B 文 [ 章 编 号 ]17 — 6 0 2 1 ) 1 06 — 4 文 64 0 1 ( 0 1 O — 0 6 0

几种典型沥青混合料性能的比较

几种典型沥青混合料性能的比较

几种典型沥青混合料性能的比较几十年来,为了提高沥青路面的使用性能,延长使用寿命,克服车辙、水损坏等常见的沥青路面损坏现象,人们对沥青混合料组成采取了各种措施,控制孔隙率、采取S形级配,使用改性沥青,添加纤维是近年来最常见的方法。

而改性沥青、纤维的广泛使用,使得从混合料结构组成来判断路面使用性能是很有必要的。

标签:沥青混合料;组成结构;S形级配空隙率1 几种典型沥青混合料依据沥青混合料组成结构理论,沥青混合料组成结构类型可主要分为悬浮密实结构、骨架密实结构、骨架空隙结构三种类型。

这三种结构类型在现今被人们所熟知的有:AC、SMA、SAC、Superpave混合料、OGFC、ATB、AK、ATPB等等。

几种混合料的级配见表1。

(1)AC是传统连续密级配沥青混凝土,在《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014-97)中属于悬浮密实结构。

在《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中这种沥青混合料舍弃了原来II型级配混合料,通过对关键筛孔通过率的控制分为粗型和细型。

粗型实际上是AK系列A型的调整型,加强压实度的控制,减小空隙率,级配向骨架密实型靠近。

(2)SMA在我国被称为沥青玛蹄脂碎石混合料,属于骨架密实结构。

它由大比例碎石构成坚固的骨架结构,并由丰富的沥青玛蹄脂填充骨架空隙进行稳定。

(3)SAC为我国自主开发的沥青混合料结构类型,因SAC-16矿料中大于4.75mm的颗粒含量为59%(范围中值),比《公路沥青路面设计规范》(JTJ 014-97)的AC-16I矿料中大于4.75mm的颗粒含量42.5%多16.5%,故命名为多碎石沥青混凝土。

4.75mm以上碎石含量小于60%的SAC,属于悬浮密实结构;4.75mm以上碎石含量在70%左右,属于骨架密实结构。

(4)Superpave是一种沥青混合料设计法,是美国为寻找一个新的设计体系来克服马歇尔和维姆设计体系造成路面存在的车辙和裂缝这一普遍问题而提出的公路研究计划(SHRP)的一个重要成果。

三种沥青混合料设计方法的比较

三种沥青混合料设计方法的比较
S p ra e体 积设 计法 的主 要步骤 是 : u ep v
也 有 大量 应 用 。根据 目前 的应 用情 况 ,这 三种 方 法都 可 以设计 出质 量优 良的沥 青 混合 料 。 正确 掌 握 不 同 方法 的特 点 ,是 设 计 优 良沥 青 混 合 料 的前
提 。 笔 者结 合 有 关 资 料 与 自己的 工程 实践 ,从 设 备 与成 型 方 法 、体 积 指 标 的作 用等 方面 综合 分析 比较 了这三 种 方法 的优缺 点。
缺 陷。 根据 目前 有 关规 范 ,击 实 成 型 的次 数 与 路 面
但 是 ,S p ra e提 出 的性 能 预 测 方法 并 不 u ep v
成熟。
1 3 G M设计 法 . T G M 是 美 国工 程 兵于 上 世 纪 6 T 0年 代 为 解决 空 军 重 型轰 炸机 机 场 跑道 的设 计 而研 究 发 明 的。
量 ,依据 交通 量 与路面 结构确 定旋 转压 实 次数 ;
4) 定合 适 的级配 。按 初试 沥青 用量 与选定 确 的设计 压 实次 数成 型试 件 ,测 试 各 级配 试 件体 积
参 数 ,将 具 有合 适 的体积 特 性 以及压 实性 能 的级
配定 为 设计级 配 。压 实次数 由交通 量决 定 ; 5) 定设计 级 配 的最 佳沥 青用 量 i 确 6) 设计 验 证试 验。确 定 设计 级配 与最佳 沥青 用 量在 最 大 、最 小 压 实 次数 时 的压 实度 以及水 敏 感性 是 否符合 S p ra e要 求 。 u epv
等 级有 关 【,其关 系是经验 性 的。 . 】
2) u ep v 计法 采用旋 转压 实仪 ( G S p ra e设 S C) 成 型 试件 。 与 击 实法 相 比 ,旋 转压 实 法 能 更好 模 拟路 面压 路机 和 车辆 轮 胎 对沥 青 混合 料 的作 用 , 旋 转 压 实 法成 型 的试 件 内部 结 构 与 路面 实 际 更加

沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究

沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究

沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究1. 概述沥青混合料是道路路面施工中常用的材料,它的质量直接影响着道路的使用寿命和行车安全。

而沥青混合料级配优化及配合比设计方法则是保证沥青混合料质量的关键。

本文将从多个角度探讨这一重要主题。

2. 沥青混合料级配优化沥青混合料的级配优化是指通过合理的颗粒分布设计,使得沥青混合料在力学性能、工作性能和耐久性能等方面达到最佳状态。

级配的优化需要考虑颗粒的形状、大小、密实度等因素,并根据道路使用环境和负荷条件进行精确的调整。

在级配的优化过程中,可以利用相关软件进行模拟与分析,以获取最佳的级配方案。

3. 配合比设计方法配合比设计是沥青混合料施工中的重要环节,它涉及到沥青、骨料、添加剂等各种原材料的比例和配合关系。

配合比设计方法的研究,旨在找到最佳的比例配合,使得沥青混合料在施工后能够达到预期的性能指标。

常见的设计方法包括马歇尔设计法、沉积密度设计法等,它们均有着自己的特点和适用范围。

4. 个人观点和理解在沥青混合料级配优化及配合比设计方法的研究中,我认为需要综合考虑原材料的特性、施工环境的要求以及实际使用的性能指标。

只有充分理解和掌握各种设计方法,结合实际情况进行灵活应用,才能设计出高质量的沥青混合料。

随着科技的进步,新的设计方法和工具不断涌现,需要我们及时学习和应用,以推动沥青混合料技术的不断发展。

5. 总结沥青混合料级配优化及配合比设计方法的研究,是道路建设领域的重要课题。

通过深入的研究和实践经验的累积,我们可以不断完善设计方法,提高沥青混合料的质量,为道路的安全和持久使用提供保障。

在这篇文章中,我们探讨了沥青混合料级配优化及配合比设计方法的研究,通过对相关原理和实践经验的讲解,希望能够对读者有所启发和帮助。

对于沥青混合料技术的发展,我充满信心,也期待着更多的专家学者和工程技术人员的加入,共同推动这一领域的进步。

沥青混合料级配优化及配合比设计方法研究是一个涉及多个领域的复杂课题,需要综合考虑材料科学、工程力学、道路工程等多个学科的知识,以及对实际工程情况的深入理解和实践经验的累积。

沥青混合料配合比

沥青混合料配合比

2、泰波 Talbol 曲线 (n)法 (n)法
认为集料的级配应该允许在一定的范 围内波动, Fuller曲线指数 改成 曲线指数0.5改成n 围内波动,将Fuller曲线指数0.5改成n, 研究认为,沥青混合料中n=0.45时 研究认为,沥青混合料中n=0.45时, 密度最大、水泥混凝土中n=0.25密度最大、水泥混凝土中n=0.25-0.45 时施工和易性较好。 时施工和易性较好。通常使用的矿质 沥青混合料的级配范围( 沥青混合料的级配范围(包括密级配 和开级配) 0.3-0.7之间 之间。 和开级配)n在0.3-0.7之间。
3、K为参数的连续级配密度理论, 为参数的连续级配密度理论, (K法)
前苏联的伊万诺夫提出, 前苏联的伊万诺夫提出,用颗粒分级重量 递减系数K为参数的连续级配密度理论, 递减系数K为参数的连续级配密度理论, (K法)。 N次幂公式存在一个缺点,因为它是无穷级 次幂公式存在一个缺点, 没有最小粒径的控制。 数,没有最小粒径的控制。对沥青混合料 往往造成矿粉过高, 往往造成矿粉过高,路面高温稳定性不足 的缺点, 法以颗粒直径的1/2为递减标准 为递减标准, 的缺点,K法以颗粒直径的1/2为递减标准, 为筛余量的递减系数, 值越大, 设K为筛余量的递减系数,K值越大,级配 越细,一般K值为0.65-0.84。 越细,一般K值为0.65-0.84。
四、贝雷法
贝雷法通过一些指标对级配中的粗、 贝雷法通过一些指标对级配中的粗、细集 料进行约束, 料进行约束,使得混合料获得良好的骨架 结构,并且施工时不会产生离析, 结构,并且施工时不会产生离析,而且易 于压实。这些指标包括: 于压实。这些指标包括: CA比 ratio) (1)CA比(Coarse aggregate ratio) 用来描述粗集料间的填充情况。 用来描述粗集料间的填充情况。 CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%CA比=[P(NMPS/2)-P(PCS)]/[100%P(NMPS/2)] 式中:P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 式中:P(PCS)——为0.22倍公称尺寸对应 相近尺寸筛孔的通过率。 相近尺寸筛孔的通过率。
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各种沥青混合料设计方法的比较目前,国内外路面设计者对沥青混合料配合比设计方法的研究很多,纵观世界各国,现行用于沥青混合料配合比设计的方法主要有:马歇尔方法、维姆方法、Superpave方法、GTM方法以及贝雷法等,但其中又以马歇尔法运用得最为广泛。

我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)规定,沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法;同时规定,当采用其他方法设计沥青混合料配合比时,应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比检验,并报告不同设计方法的试验结果。

不同混合料设计方法都有各自的特点,本文主要介绍几种主要设计方法的原理,并和马歇尔设计方法进行比较分析。

1 马歇尔设计方法原理与设计步骤1.1设计原理马歇尔法是由美国密西西比州公路局的Bruce Marshell提出,在第二次世界大战期间开始使用,后来美国陆军工程兵团对其进行了改进和完善。

马歇尔设计法的基本原理是体积设计法,即在分析研究沥青混合料性能时,以沥青结合料与集料成分的体积比例作为计算依据,最终要达到的主要指标也是体积指标,如空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等。

通过沥青混合料组成材料的不同体积比例的组合,经过沥青混合料的拌和、试件的击实成型,最后测定试件的体积参数,从而确定沥青混合料各组成材料的比例。

1.2设计步骤沥青混合料配合比马歇尔设计方法分为目标配合比设计、生产配合比设计、生产配合比验证三个阶段。

三个阶段的设计原理是一致的,即按照体积法进行设计。

其最完整的设计步骤是在目标配合比设计阶段,设计过程如下。

①原材料试验。

即所有组成材料的物理、化学、力学性能试验,以确定其是否满足使用要求,从而确定其是否合格。

②确定混合料的组成级配。

按照要求的级配与所提供的各级集料的筛分,选好各级集料的比例,使混合料矿料的级配满足要求。

③成型试件。

根据经验估算沥青的最佳用量,以估算的最佳沥青用量为中值,以0.5%为步长,分别成型5个不同油石比:(估算最佳沥青用量-1.0%)、(估算最佳沥青用量-0.5%)、估算最佳沥青用量、(估算最佳沥青用量+0.5%)、(估算最佳沥青用量+1.0%)试件。

④测定和计算试件的力学与体积指标,并绘制不同指标和沥青用量的关系曲线。

确定最佳油石比。

⑤对最佳油石比进行检验。

马歇尔设计方法操作简单,因此仍然是目前用的最多的设计方法,可以适用各种场合。

2 Superpave方法与马歇尔设计方法的比较2.1 Superpave方法简介Superpave沥青混合料配合比设计体系按照交通量的大小,分成3个不同的水平,由于水平2和3还不成熟,目前实施的是水平1,即属于体积设计方法。

其主要内容包括材料选择、矿料级配设计、沥青用量设计、沥青混合料性能检验(仅限于水稳定性)四大步骤。

2.2材料选择和矿料级配Superpave体系配合比设计的很重要的一步是集料的选择,尽可能就地取材,注重于加工特性,包括粗、细集料的棱角性、扁平及针片状颗料含量、含泥量(砂当量)。

对沥青结合料的选择是Superpave的核心,它要求PG分析选择沥青标号,在气候指标上考虑保证率,对重交通量路段、慢速交通路段等需要提高1~2个高温等级,以使得混合料具有充分的高温抗车辙性能。

新的矿料级配范围是根据实践经验提出的,级配范围设计料控制点和限制区。

Superpave要求矿料级配应该避开限制区,否则容易造成驼峰曲线或者VMA不足。

矿料级配曲线允许在限制区的上方通过,但最好在限制区的下方通过。

不过,现在对限制区是否合理有不同的看法,认为设置限制区并没有理论根据,实践中避开了限制区的反而在重载车作用下出现了严重的渗水或车辙。

所以,现在的趋势是逐渐否定限制区。

2.3集料结构选择选择好集料后,可以根据级配的控制点和实践经验,确定3种不同粒径含量的试验集料,即细颗粒含量大于并接近规定的低限的I型、细颗料含量小于并接近于规定的高限的Ⅱ型、中间颗粒含量大的Ⅲ型。

三种试验集料的级配选定后,通过旋转压实仪SGC来确定各自的体积特性,SGC的旋转压实次数根据交通水平确定,然后再利用有效密度确定沥青结合料的有效含量。

在试验集料中加入沥青结合料制作不同有效沥青含量的试验混合料。

沥青混合料的VMA的判断标准由设计孔隙率4%确定,VFA的标注与交通量有关。

2.4沥青结合料含量设计当混合料的VMA、VFA符合规定要求时,按照(有效沥青含量-1.0%)、(有效沥青含量-0.5%)、有效沥青含量、(有效沥青含量+0.5%)、(有效沥青含量+1.0%)成型试件,以设计压实次数时孔隙率为4%的沥青结合料作为最佳沥青含量,如果VMA、VFA满足规范要求,则设计即告成功。

通过上面对Superpave设计方法的介绍,我们可以发现,Superpave和马歇尔设计方法的差别,主要是成型方法以及体积指标的计算不一样。

Superpave采用旋转压实,而马歇尔采用的击实法,前者更能模拟实际路面压实情况,但是后者的设备简单、廉价、方法简单、易于掌握。

在进行体积分析时,Superpave考虑了集料表面的孔隙吸收沥青的影响,从而产生了有效沥青用量的概念。

而我国以前的计算方法并没有将这部分吸收沥青从总沥青用量中扣除,但在新的规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中,开始考虑这一部分的影响。

3 贝雷法设计方法与马歇尔设计方法的比较3.1贝雷法简介贝雷设计法是由美国伊利诺伊州交通部的Robert D.Bailey先生发展,它不完全是一种沥青混合料配合比设计方法,它主要是一种矿产级配的设计方法。

通过贝雷法设计混合料以后,可以采用马歇尔方法或者Superpave方法确定最佳沥青用量。

其主要思想是以形成的集料骨架作为混合料的承重主体,高的抗车辙性能,同时通过调整粗细集料的比例,获得合适的[VMA],以保证设计混合料具有较好的耐久性。

贝雷法中提出了用于评价矿料性质的一系列参数,这些参数直接和[VMA]、孔隙率和压实性能相关,有助于更好地理解集料级配与混合料中空隙体积的关系,也为评价合成级配提供了一套工具。

3.2不同之处由于贝雷法并不是一种完整的沥青混合料设计方法,其主要用来检验级配,还需借助其他方法才能进行完整的配合比设计,因此,贝雷法和马歇尔法的主要不同是,贝雷法可以检验级配的骨架密实性,而马歇尔法却不能。

4 GTM方法与马歇尔设计方法的比较4.1 GTM方法简介GTM(gyratory testing machine)旋转压实剪切试验机,是美国工程兵于20世纪60年代为解决空军重型轰炸机机场跑道的设计而研究发明的。

90年代后又将这一理论和方法应用于现代高速公路车辆荷载剧增下的车辙、泛油、破坏形变等病害的防治与设计。

是一种可用于土基、基层、柔性路面材料,特别是沥青面层混合料组成设计新技术的精密试验机。

美国ASTM规范已将该法作为沥青混凝土的试验标准和内容之一。

4.2 GTM方法主要根据3个指标来确定最佳沥青用量4.2.1 应变比GSIGSI是沥青混合料稳定性的度量,由最终旋转角除以中间稳定阶段的旋转角得到,即GSI=最终应变/混合料稳定状态时的应变,GSI接近1.0时一般表明为稳定的混合料,不稳定的混合料旋转角在压实过程中增大,多数时候当该值超过1.1时表明混合料不稳定。

4.2.2抗剪安全系数GSFGSF是指沥青混合料被压实到平衡状态时的抗剪强度与行车荷载作用下需要承受的剪应力的比值。

GTM设计沥青混合料时,可以通过控制旋转次数、试件的高度使混合料压实到平衡状态需要达到的密度。

当混合料压实到平衡状态时,与实际路面在设计荷载作用下的最终密度相当。

平衡状态是指GTM每转100转时,试件密度的变化不大于0.016g/cm3。

4.2.3不同之处与现行规范材准的马歇尔双面击实75次,采用一般交通控制指标确定的最佳油石比相比,GTM采用0.7MPa设计的最佳油石比要低0.4%~0.5%;GTM设计的沥青混合料在不增加沥青用量的基础上,其密度大于马歇尔法设计的密度;GTM设计的也隙率基本在2.0%~2.4%,与实际路面的最终孔隙率较接近,而马歇尔设计孔隙率一般为4%;GTM 法设计的沥青混合料VFA低于马歇尔法;GTM法设计的沥青混合料VFA要高于马歇尔法设计的;GTM法设计的混合料稳定度比马歇尔法设计的大很多,而流值则稍低于马歇尔方法。

由于GTM法考虑了抗剪强度,减小了沥青混凝土的侧向流动,密实度较高,且沥青用量比马歇尔方法设计的低,因此具有较高的抗车辙能力,适用于对抗高温变形要求较高的重载道路。

5 结语①不同的设计方法都有其各自的优缺点,它们的适用情况也不一样,只有清楚了解其设计原理,才可能有助于我们在配合比设计时,针对不同要求,选择不同的设计方法,设计出符合路用要求的沥青混合料。

通过对几种主要的沥青混合料配合比设计方法比较,我们可以得出这样的结论:马歇尔设计方法虽然和路用性能关系不大,但是由于其设备简单、廉价、方法简单等特点,而且其实践经验积累较丰富,因而容易调整,自今仍然被广泛使用。

②Superpave设计方法尝试和路用性能建立关系,这是其最重要的特点,也值得我们学习,但是许多成果仍处于试验阶段或者和实际路用性能有差异,仍然处于完善和改进中。

③贝雷法不完全是沥青混合料设计方法,但是其粗细集料划分,以及多级嵌挤思想值得我们学习,可以用来检验沥青沥青混合料的级配,尤其是检验矿料是否形成骨架结构。

④GTM设计方法更适用于重载交通道路设计,采用GTM设计方法,可以使沥青路面具有较强的抗车辙性能,但是其低温性能值得担忧。

⑤总的来说,各种设计方法都有各自的优缺点,我们在进行配合比研究时,应该注意吸取各种方法优点,克服缺点,只有这样,才可能设计出满足要求的高质量沥青路面。

参考文献[1]William R V,William J P,Samuel H C.Bailey method for gradation selection in HMA mixture design[R].Transportation Research Circu-lar,Number EC044,2002.[2]William R V,William J P,Samuel H C.Aggregate blending for asphalt mix design Bailey method[J].Transportation Research Record,2001,1789:146-153.[3]郝培文,徐金枝,周怀治.应用贝雷法进给行级配组成设计的关键技术[J].长安大学学报(自然科学版),2004,24(6):1-6.[4]吴超凡,童光明.对马歇尔设计方法与设计标准的几点看法[J].湖南交通科技,2003,29(3):1-3.[5]王克中.从GTM试验看路面的严格压实[J].公路交通科技,2003,(4):1-6.原稿收稿日期:2007-11-26修改稿收日期:2007-12-09。

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