沥青混合料最佳沥青用量马歇尔稳定度试验

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基于路用性能的沥青混合料的最佳沥青用量

第 29 卷第 2 期 2009 年 3 月
长安大学学报( 自然科学版)
Journal of Changpan Universit y( Nat ural Science Edit ion)
Vol. 29 No. 2 M ar. 2009
文章编号: 1671-8879( 2009) 02-0028- 05
技术指标
试验结果
求。选用的结合料为重交通 70# 沥青, 具体技术指标如表 1 所示。
为了模拟路面行车荷载作用下沥青混合料的最佳沥青用量, 选取的集料级配如表 2 所示。
分别对表 2 中 Sup- 13、Sup- 16 两种级配, 选择 4. 4% 、4. 7% 、5. 0% 、5. 3% 、5. 6% 的 5 组油石比进行拌和, 每种油石比进行 7 次试验, GT M 试验的温度为 140 e ~ 145 e , 工作参数模拟重载交通, 取垂直压力为 1. 0 MP a; 将旋转压实成型试件( 达到极限平衡状态) 制成 7 组, 旋转稳定系数的测试结果如表 3、表 4 所示; 旋转稳定系数随油石比的变化如图 1、图 2 所示。
基于路用性能的沥青混合料的最佳沥青用量
黄宝涛1, 李家春2, 崔娥2, 俞竞伟1
( 1. 东南大学交通学院 , 江苏南京 210096; 2. 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室, 陕西西安 710064)
摘要: 为了研究按路用性能确定沥青混合料的最佳沥青用量, 采用旋转压实仪( GT M ) 模拟施工
( 3) 利用 GT M 设计沥青混凝土时, 充分考虑行车荷载的实际状况, 选择不同的设计压强, 从而使设计方法更为合理。
( 4) 与 Superpave( 高性能沥青路面) 成型方式不同, GT M 不固定压实功, 而是以极限平衡状态作为旋转结束条件, 以避免路面出现因交通荷载作用产生的二次追密。

橡胶颗粒沥青混合料最佳沥青用量确定方法的探讨

第３４卷第２期２０１３年３月 Biblioteka 内蒙古农
业大学学报
Ｖｏ１．３４Ｎｏ．２Ｍａｒ．２０１３
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｈａＡｇｉｒｃｕｌｔｕｒａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
法。
关键词：橡胶颗粒；沥青用量；车辙试验中图分类号：Ｕ４１６．２１８文献标识码：Ａ
文章编号：１００９— ３５７５（２０１３）０２— ０１２９一Ｏ５
ＳＴＵＤＹＯＮＭＥＴＨＯＤＯＦＤＥＴＥＲＭＩＮＥＯＰＩＭＵＭＡＳＨＡＬＴ
ｍｅｎｔｓｒａｎｇｅｈａｖｅｄｅｖｉａｔｉｏｎ．Ｓｏ，ＲｕｂｂｅｒｐａｒｔｉｃｌｅａｓｐｈｌｔａｍｉｘｔｕｒｅｏｐｔｉｍｕｍａｓｐｈｌｔａｃｏｎｔｅｎｔｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙａｓｉｎｇｌｅＭａｒｓｈａｌｌｍｅｔｈｏｄｉｎｓｔｒｉｃｔａｃｃｏｒｄａｎｃｅｗｉｔｈｔｈｅｓｔｎｄａａｄｒｔｏｔｈｅｒａｎｇｅ，ｎｏｔｖｅｒｙｇｏｏｄｔｏｅｎｓｕｒｅｔｈｅｈｉ．ｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｍｉｘｔｕｒｅ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｄｏｐｔｓｆｏｕｒｍｉｘｔｕｒｅｇｒａｄａｔｉｏｎ，ｄｅｔｅｍｉｒｎｅｏｐｔｉｍｕｍａｓｐｈｌｔａｃｏｎｔｅｎｔＯＡＣ１ｎｄａＯＡＣ２ｂｙＭａｒｓｈａｌｔｅｓｔｎｄａｒｕｔｔｉｎｇｔｅｓｔ，ｂｏｔｈａｖｅｒａｇｅｂｅｔａｋｅｎａｓｌａｓｔｏｐｔｉｍｕｍａｓｐｈａｌｔｃｏｎｔｅｎｔ．ｐａｖｅｍｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｔｅｓｔｓｈｏｗｔｈｅｍｅｔｈｏｄｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈｎａｔｒａｄｉｔｉｏｎｌａＭａｓｈｒｌｌａ

沥青混合料马歇尔稳定度实验记录(许瑞峰科学大道)V0713 L10-0034

(13)
空隙率：
1-（8）/（11）*100（%）
(14)
粒料间空隙率：
（12）+（13）（%）
(15)
饱和度：（12）/（14）（%）
(16)
稳
定
度
（kN）
测力计读器
（1/100mm）
(17)
折算稳定度（N）
(18)
修正系数
(19)
稳定度（kN）
14.95
15.59
13.19
14.30
(20)
流值（mm）
4.3
4.5
4.2
4.4
(21)
残留稳定度(%)
结论：/
备注：①部位：A主线1号桥右、左幅。
②取样人：/见证人：张永福
注：未经书面批准，不得复制试验报告（完整复制除外）。
试验：审核：技术负责人：
混合料种类
AC-13C
序号
项目
1
2
3
4
(1)
沥青用量（%）
/
/
/
/
(2)
试件厚度（mm）
63.8
63.5
63.6
63.5
(3)
空中质量（g）
1229.1
1228.0
1226.9
1227.7
(4)
水中质量（g）
722.0
720.7
716.4
718.2
(5)
饱和面干质量（g）
1234.3
1232.8
1230.0
沥青混合料马歇尔稳定度实验记录
委托编号：V0713试验编号：L10-0034试验委托人：许瑞峰检测表8
委托单位
河南省第一建筑集团有限责任公司

沥青材料实验沥青三大指标试验

细集料筛析试验
方孔筛 4.75mm、2.36mm、1.18mm、 0.6mm、0.3mm、0.15mm、 0.075mm
17
粗、细集料的筛析试验（续）
矿粉的筛分试验
标准筛：孔径为0.6mm、0.3mm、0.15mm、 0.075mm
在能控温的烘箱内 (105℃±5℃) 烘干.
18
（二）沥青混合料组成设计
19
沥青混合料的技术性能取决于：
天然岩石的矿物成分这些矿物在岩石中的结构与构造沥青混合料的组成
20
砂石材料组成
砂石材料
天然砂砾
人工开采或轧制碎石或石屑工业矿渣（煤渣等）
21
沥青混合料的组成
砂石材料沥青
22
沥青混合料类型
骨架-密实型 SMA
悬浮-密实型 AC
骨架-空隙型 PFC(OGFC)
化的“抛物线最大密度理想曲线”。该理论认为：“矿料的颗粒级配曲线愈接近于抛物线，则其密度愈大。”
36
级配曲线范围的绘制
级配曲线按级配理论计算出各级集料在矿质混
合料的通过百分率，以通过百分率为纵坐标绘制成曲线，即为理论级配曲线。但由于矿料在轧制过程中的不均匀性以及混合料配制时的误差等影响，使所配制的混合料往往不可能与理论级配完全相符合。因此，必须允许配料时的合成级配在适当的
10
（一）粗、细集料的筛析试验
11
天然砂砾
12
拌和站的料场
13
14
15
集料形状
16
粗、细集料的筛析试验
试验目的: 测定碎石或卵石的颗粒级配粗细程度.
粗集料筛分析试验
方孔筛 75 63 37.5 31.5 26.5 19 16 9.5 4.75

沥青材料实验(沥青三大指标试验)

③试件材料总用量V→体积 →马歇尔稳定度击实密度度
④试模室温冷却，12h后可脱模。
试件制备过程（温度、时间的控制）
①各种规格矿料 105±5℃加热4-6h ②矿粉单独加热，预加热温度160±15℃ ③石油沥青加热至160℃备用 ④试模、套筒、击实座等100℃左右加热1h 拌和 ⑤石油沥青混合料的拌合温度130-160℃。 ⑥拌和机预加热温度为（拌和温度以上10℃左右）170℃。 ⑦标准总拌合时间为3min
（拌和1-1.5min后加入单独加热的矿粉）击实 ⑧石油沥青混合料压实温度110-130℃
（四）沥青混合料物理指标测定
沥青混合料物理指标测定
(见教材P200---201)
视密度理论密度空隙率 V V 沥青体积百分率VA 矿料间隙率 VMA 沥青饱和度 VFA
（五）沥青混合料马歇尔稳定度试验
沥青混合料试件渗水系数(ml/min)技术要求
三、实验内容
• 试验一石料的抗压强度和磨耗试验 • 试验二粗、细集料的筛析试验 • 试验三沥青混合料组成设计 • 试验四沥青混合料的制备 • 试验五沥青混合料物理指标测定 • 试验六沥青混合料马歇尔稳定度试验 • 试验七沥青混合料车辙试验
下限
95 75 62 52 38 28 20 15 10 6 4
(规范规定)
修正后 100 96 78 65 55 41 31 23 17 12 8 6
(设计值)——根据实际石料再定。
注: 分计筛余, 累计筛余, 通过量之间的关系.
4%~6% 每个试件矿料取1300g，一组3个共3900g. 沥青用量
（一）粗、细集料的筛析试验
天然砂砾
拌和站的料场
集料形状
粗、细集料的筛析试验

沥青混合料马歇尔稳定度试验

一. 沥青混合料马歇尔试验沥青混合料马歇尔稳定度试验1.试验目的测定沥青混合料稳定度，为进行沥青混合料配合比设计，以及沥青路面施工质量检验。

2.试验仪具（1）沥青混合料马歇尔试验仪（图8-9）：对用于高速公路和一级公路的沥青混合料宜采用自动马歇尔试验仪，用计算机或x-y记录仪记录荷载-位移曲线，并具有自动测定荷载与试件垂直变形的传感器、位移计，能自动显示和打印试验结果。

对标准马歇尔试件，试验仪最大荷载不小于25kn，读数准确度为100n，加载速率应保持50mm／min ±5mm／min。

钢球直径16mm，上下压头曲率半径为50.8mm。

图8-9沥青混合料马歇尔试验仪（2）恒温水槽：控温准确度为1℃，深度不少于150mm。

（3）真空饱水容器：由真空泵和真空干燥器组成。

（4）烘箱。

（5）天平：感量不大于0.1g。

（6）温度计：分度为1℃。

（7）卡尺。

（8）其他：棉纱、黄油。

3.试验方法（1）按照前述方法成型马歇尔试件，标准的马歇尔试件尺寸应符合直径101.6mm±0.2mm，高63.5mm±1.3mm的要求。

一组试件不得少于4个。

（2）测量试件直径和高度：用卡尺测量试件中部的直径，用马歇尔试件高度测定器或卡尺在十字对称的4个方向量测离试件边缘10mm处的高度，准确至0.1mm并取4个值的平均值作为试件的高度。

如试件高度不符合63.5mm±1.3mm要求或两侧高度差大于2mm 时，此试件应作废。

（3）将测定密度后的试件置于恒温水槽中，对于标准的马歇尔试件保温时间需30～40min。

试件之间应有间隔，并架起，试件离水槽底部不小于5cm。

恒温水槽的温度分别为：粘稠石油沥青混合料或烘箱养生的乳化沥青混合料温度为60℃±1℃，煤沥青混合料为33.8℃±1℃，空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料为25℃±1℃。

（4）将马歇尔试验仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到同样温度。

T0709-2011沥青混合料马歇尔稳定度试验

沥青混合料马歇尔稳定度试验检验细则编制：刘飞审核：张方批准：梅静实施日期：2016年06月20日1、目的为了更好的学习和掌握标准规定与试验方法，熟练操作仪器设备；确保试验的熟练性、准确性。

2、范围2.1本方法适用于马歇尔稳定度试验和浸水马歇尔稳定度试验，以进行沥青混合料的配合比设计或沥青路面施工质量检验。

浸水马歇尔稳定度试验（根据需要，也可进真空饱水马歇尔试验)供检验沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力时使用，通过测试其水稳定性检验配合比设计的可行性。

2.2本方法适用于按本规程T 0702成型的标准马歇尔试件圆柱体和大型马歇尔试件圆柱体。

3、依据标准JTG E20—2011 公路工程沥青及沥青混合料试验规程T 0709—2011 沥青混合料马歇尔稳定度试验4、仪具与材料技术要求4.1沥青混合料马歇尔试验仪分为自动式和手动式。

自动马歇尔试验仪应具备控制装置、记录荷载一位移曲线、自动测定荷载与试件的垂直变形，能自动显示和存储或打印试验结果等功能。

手动式由人工操作，试验数据通过操作者目测后读取数据。

对用于高速公路和一级公路的沥青混合料宜采用自动马歇尔试验仪。

4.1.1当集料公称最大粒径小于或等于26.5mm时,宜采用ø101.6mm×63. 5mm 的标准马歇尔试件，试验仪最大荷载不得小于25kN，读数准确至O.lkN，加载速率应能保持 50mm/min ±5mm/min。

钢球直径16mm±0.05mm，上下压头曲率半径为50.8mm±0.08mm。

4.1.2当集料公称最大粒径大于26.5mm 时，宜采用ø152.4mm×95.3mm大型马歇尔试件，试验仪最大荷载不得小50kN，读数准确至 O.lkN。

上下压头的曲率内径为ø152.4mm ±0.2mm,上下压头间距19.05mm±0.1mm。

大型马歇尔试件的压头尺寸如图T 0709-1所示。

石油沥青及沥青混合料马歇尔稳定度试验

石油沥青及沥青混合料马歇尔稳定度试验一、取样方法从容器中取样时，按T0601-2000沥青取样方法取样，取样部位应按液面上、中、下位置各取规定数量。

进行沥青性质常规检验的取样数量为：粘稠或固体沥青不少于1.5kg ；液体沥青不少于1L ；沥青乳液不少于4L 。

一、针入度测定(JTJ/T0604-2000)（一）试验目的和意义针入度是反映沥青粘滞性的指标，是沥青牌号划分的主要依据之一。

（二）主要仪器1、针入度仪：凡能保证针和针连杆在无明显摩擦下垂直运动，并能指示针贯入深度准确至0.1mm 的仪器均可使用，图28为仪器种类之一。

为提高测试精度，不同温度的针入度试验宜采用自动针入度仪进行。

2、盛样皿。

金属制，平底筒状，内径为（55±1）mm ，深（35±1）mm 。

3、温度计（0～50℃，分度0.1℃）、恒温水浴（容量不少于10L ，能保持温度在所需要的±0.1℃范围内）、平底玻璃皿（容量不少于1L ，深度不少于80mm ，内设一个不锈钢三腿支架，能使盛样皿稳定）、金属皿或瓷皿、筛（孔径0.3～0.5mm ）、秒表、砂浴等。

（三）试验准备将沥青在（四） 12底玻璃皿510mm 初始值）及砝码合质量35s 4、5、（五） 12表17 针入度测定允许最大差值二、延度测定（JTJ/T0605-2000）（一）试验目的和意义延度是反映沥青塑性的指标，是确定沥青牌号的依据之一。

通过延度的测定，还可以了解沥青的抗变形能力。

（二）主要仪器设备1、延度仪。

拉伸速度为（5±0.25）cm/min 。

2、试模。

见图29。

3、温度计(0～50℃，分度0.1℃)、恒温水浴、金属皿或瓷皿、筛(0.3～0.5mm 孔径)、甘油、滑石粉、隔离剂、砂浴。

(三)试验准备1、组装模具于金属板上，在底板和侧模的内侧面涂隔离剂。

2、将沥青熔化脱水至气泡完全消除，然后将沥青试样自模的一端至另一端往返倒入，使试样略高于模具。

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水中重法
一、目的与适用范围
本方法适用于进行沥青马歇尔试验和浸水马歇尔试验，通过两个试验的比较，以确定沥青混合料的最佳沥青用量。

浸水马歇尔试验与标准马歇尔试验不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均相同。

二、主要试验步骤
1、用水中重法测出沥青混合料的密度、空隙率、沥青体积百分率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标。

（1）、方法：称取干燥试件的空中质量（m a），置于网篮称取试件的水中质量（m w），取出试件擦去表面水称取试件的表干质量（m f）。

（2）、计算公式：
表观相对密度γf=m a/(m a-m w)
表观密度ρf=γf×ρw
ρw棗常温水的密度，g/cm3
理论最大相对密度γt=100/(P'1/γ1+P'2/γ2+……+P'n/γn++Pb/γa)
P'1……P'n棗各种矿料占沥青混合料总质量的百分率，％
γ1……γn棗各种矿料对水的相对密度。

Pb棗沥青含量，％
空隙率VV=(1-γf/γt)*100
理论最大密度ρt=γt×ρw
体积百分率VA＝Pb×γf/γ a
矿料间隙率VMA＝VA+VV
沥青饱和度VFA＝VA×100/(VA+VV)
2、把恒温后的试件放在加载设备上。

3、当采用自动马歇尔试验仪时，把仪器的压力传感器、位移传感器与计算机正确连接，调整好程序；
当采用压力环和流值计时，将流值计安装好，调整压力环。

4、启动加载设备。

当试验荷载达到最大值时，取下流值计，读取相应数据。

5、从恒温槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。

三、计算
1、当采用自动马歇尔试验仪时，画出荷载变形曲线，最大荷载即为稳定度MS（kN）,荷载最大值至修正原点的变形作为流值FL（mm）。

2、当采用压力环和流值计时，根据压力环标定曲线，将压力环百分表的度数换算成荷载值，即为试样稳定
度MS（kN），由流值计及位移传感器测定装置读取的试件垂直变形即为流值FL（mm）。

3、马歇尔模数 T=MS/FL
4、试件浸水残留稳定度MSo＝MS1×100/MS
MS1棗试件浸水48h后的稳定度，kN
5、试件的真空饱水残留稳定度MS'o＝MS2×100/MS
MS2棗试件真空饱水后浸水48h后的稳定度，kN
四、报告
当一组测定值中某个测定值与平均值之差大于标准差的k倍时，该测定值应予以舍弃了，并以其余测定值的平均值作为试验结果。

当试件数目n为3、4、5、6时，分别为1.15、1.46、1.67、1.82。

蜡封法
一、目的与适用范围
本方法适用于进行沥青马歇尔试验和浸水马歇尔试验，通过两个试验的比较，以确定沥青混合料的最佳沥青用量。

浸水马歇尔试验与标准马歇尔试验不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余君相同。

二、主要试验步骤
1、用蜡封法测出沥青混合料的密度、空隙率、沥青体积百分率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标。

（1）、方法：称取干燥试件的空中质量（m a），冷却试件后放入石蜡液中，称取蜡封试件的空中质量（m p），置于网篮称取试件的水中质量（m c）取出试件擦去表面水称取试件的表干质量（m f）。

（2）、计算公式：
毛体积相对密度γf=m a/[m p-m c-(m p-m a)/γp]
γp--石蜡对水的相对密度，g/cm3
毛体积密度ρf=γf×ρw
ρw--常温水的密度，g/cm3
理论最大相对密度γt=100/(P'1/γ1+P'2/γ2+……+P'n/γn++Pb/γa)
P'1……P'n--各种矿料占沥青混合料总质量的百分率，％
γ1……γn--各种矿料对水的相对密度。

Pb--沥青含量，％
空隙率VV=(1-γf/γt)*100
理论最大密度ρt=γt×ρw
体积百分率VA＝Pb×γf/γ a
矿料间隙率VMA＝VA+VV
沥青饱和度VFA＝VA×100/(VA+VV)
2、把恒温后的试件放在加载设备上。