TPS技术资料 配合比设计篇 2010

排水性沥青路面配合比设计2010年大有建设株式会社【目录】１．排水性沥青混合料的必要条件 (1)１－１排水性沥青混合料的材料 (1)（1）集料 (2)（2）沥青 (3)１－２TAFPACK-Super 的特长 (4)２．排水性沥青混合料的配合设计方法.. 5 ２－１配合比设计次序 (5)２－２集料配合比的决定 (6)２－３最适沥青量的决定 (8)（1）析漏试验 (8)（2）肯塔堡飞散试验(集料抗飞散性) 9（3）设计沥青量的决定 (9)３. 拌合楼试验 (10)１．排水性沥青混合料的必要条件排水性沥青路面和以前的表层一样必须承受交通负荷。

并且由于其有较大空隙，与以前的混合料相比，更容易受水、空气和日光的影响。

此外，排水性沥青混合料在构造上以点接触的形式，所以对使用的沥青有很高的要求。

图-1.1 排水性沥青混合料的必要条件模式图表－1.1排水性沥青混合物的基准值・目标值※JIS ：Japanese Industrial Standards※ASTM：American Society for Testing and Materials１－１多孔隙排水性沥青混合料的材料多孔隙排水性沥青混合料多以用大粒径（5ｍｍ以上）的粗集料为主体、以及使它们结合的沥青砂浆（细集料（细砂）+矿粉+沥青）构成。

集料配合比如图-1.2所示，与通常的密集配沥青混合料比较，粗集料所占比例大是一大特点。

多孔隙排水性沥青混合料密级配沥青混合料(13)图－1.2 材料的构成比例（1）集料多孔隙排水性沥青混合料与通常的沥青混合料相比粗集料的使用量多。

所以要求集料在与沥青的粘附性、耐磨耗性、抗破碎性等方面都有优良的性能。

因此在考虑经济性和购入条件等的同时、尽可能选定质量良好的集料是非常重要的。

多孔隙排水性沥青混合料的级配为了确保孔隙,最为重要的部分是4.75mm筛网的通过量和2.36mm筛网通过量的差越小越好。

所以集料的选定方面，粗集料4.75ｍｍ的通过量越少越好、细集料（细砂）2.36mm 以上的粒径尽量越少越好。

(6页图-2.2参照)表-1.2 多孔隙排水性沥青混合料所用的集料粒径（日本）表-1.3 粗集料（5mm 以上）的物性目标值表-1.4 有害物含有量的目标值粗集料的扁平率和空隙率之间的关系 如图-1.3所示,(连通)空隙率随着扁平状 粗集料的增多，呈下降的趋势。

所以,选定 粗集料时，尽量选不含有扁平形状的集料 尤为重要。

图-1.3 粗集料扁平率和空隙率的关系（2）沥 青多孔隙排水性沥青混合料所用的沥青、要求能将集料牢固粘结，为防止因交通负荷产生变形、飞散，对粘结性有很高要求。

我们只需将TAFPACK-Super 直接投入拌合楼拌锅，瞬间和基质沥青相溶，就可生产成为多孔隙排水性沥青混合料所要求的高粘改性沥青。

表-1.5 多孔隙排水性沥青混合料所用沥青的要求事项表-1.6 高粘度改性沥青的标准性状Phot-1.1 TAFPUCK-Super１－２TAFPACK-Super 的特长多孔隙排水性沥青混合料所使用的高粘度改质沥青，大致有2种。

一种是预先在沥青工厂往沥青中添加改性剂混合的方式（Pre-mix Type），另一种是在沥青拌合楼直接投入TAFPACK-SUPER（TPS改性剂）到拌锅中混合的方式（Plant Mix Type）。

TAFPACK-SUPER具有方便储藏的特性，而且可控制添加量的多少达到路面高耐久性。

两种方式的比较如表-1.7所示。

２．多孔隙排水性沥青混合料的配合比设计方法多孔隙沥青混合料的配合比设计时，必须考虑排水功能和耐久性能。

多孔隙沥青混合料与以往沥青混合料不同的是，粗集料使用率特别大，而且由于是大空隙率的混合料，所以使用从前用的马歇尔稳定度试验来决定沥青量比较困难。

所以，为了满足多孔隙沥青混合料的配合比设计目标，在重视耐久性的同时确保施工性，必须在不发生流淌现象范围内将沥青膜厚定在最大值。

２－１配合设计的顺序多孔隙沥青混合料的目标，不仅是重视排水和降噪的功能，对作为道路使用用途的耐重力（稳定度）等力学强度性能和长期耐久性能等都有很高要求。

因为沥青混合料的空隙率越大强度和耐久性能便会降低，所以配合比设计时最重要的是确保沥青混合料空隙率、强度和耐久性能的均衡。

图－2.1 配合设计的流程２－２集料配合比的决定以上所述，多孔隙沥青混合料的级配设定，最重要的部分是 4.75～2.36mm间的集料越少，越能确保空隙。

配合设计是通过集料配合变化，相对目标空隙率求2.36mm筛网的通过质量百分率，以决定集料配合比。

表－2.1日本和中国排水性沥青混合料的集料粒度范围※OGFC→Open Graded Friction Course。

※根据使用环境的不同，也有使用10mm或8mm的最大尺寸介于考虑到在中国的排水性沥青混合料的应用实绩和混合料的排水功能的维持，中国的｢OGFC(13)｣级配范围的9.5mm：60～80%→50-70%；0.15mm：3～8%→3-10%；0.075mm：2～6%→3-7%进行变更为好。

如表-2.2所示。

表-2.2 推荐级配范围2.5～5mm 集料占整体集料的百分比与多孔隙沥青混合料的空隙率、透水系数之间的关系如右图-2.2所示。

我们可以看出，2.5～5mm 集料比例为30％时，混合料空隙率最低，但随着比例的增加，空隙率也不断增加。

当粗集料全部为2.5～5mm 时，虽然可确保混合料空隙率达到20％，但是从透水系数来看，随着2.5～5mm 集料量的增加，透水系数会随之降低。

这是因为，即便空隙率相同，也存在粗集料粒径越大空隙率也越大，越能保证连通空隙率，透水系数越高的情况。

因此，多孔隙沥青混合料进行配合比设计时，应尽量减少2.5～5ｍｍ集料的比率最为关键。

1） 中值级配附近或者参考过去施工实例，暂定中值级配。

2）试件用集料配合比设计，首先确定填料比例（5％左右），通过变化粗集料（5ｍｍ以上）与细集料（2.5ｍｍ以下）的配合比，选定2.36ｍｍ通过量百分比，确定暂定中值级配附近±3％左右的3个级配。

3）多孔隙沥青混合物试件制作时先使用暂定沥青量，各配合比分别通过公式计算，制作试件。

－暂定沥青量计算方法－暂定沥青量（对于集料）＝假定膜厚(14μm)×集料表面积（式1）集料表面积＝（2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g）／48.74·······················（式2）表－2.3 筛网尺寸与筛网加积质量百分率的关系固压制次数为50次。

5）暂定已设定的3个级配的空隙率与 2.36ｍｍ通过百分比关系图如右图-2.3所示，通过目标空隙率确定2.36ｍｍ筛网通过质量百分率，来决定集料配合比。

6）如果确定目标空隙率无法找到相对应的 2.36ｍｍ通过量，则需要改变2.36ｍｍ通过量，或改变粗集料的选料。

－室内多孔隙沥青混合物的制作方法－〈准备〉1)集料的计量：使用预先已干燥的集料。

(标准)马歇尔试件 3个→准备集料4kg左右2)集料的加热：将集料加热到最合适的温度(+10℃左右)。

(参考:最合适温度为180℃~185℃)3)沥青的加热：沥青为SBS改性沥青时加热至160℃左右。

〈混合〉1)将拌锅预热至最合适温度的+5℃左右。

(注意)拌锅如果温度低，则无法保证混合物拌和时的温度。

2)对沥青及TPS进行计量。

3)混合进行前，将搅拌棒加热至最合适温度的+5℃左右。

(注意)拌锅的搅拌棒如温度过低，则沥青会粘附在上面，导致无法正确充分混合。

4)集料→把TPS投入，30秒干拌混合。

5)沥青投入，3分钟湿拌混合。

6）沥青混合料出锅。

(注意)拌锅的搅拌棒上附着的细集料也必须全部取出。

２－３最适合沥青量的确定（1）析漏试验(Binder Run-off Test)析漏试验是通过测试及计算一定配合比的沥青混合物中沥青的析漏量，来判断最合适沥青量的试验。

此试验方法各国各不相同，大致分为烧杯法、网篮法及搪瓷盘法。

表-2.8显示了各国不同试验方法及基准值。

多孔隙沥青混合物，为确保其耐久性，所以在沥青膜厚无流淌范围内，取最大沥青量。

因此在日本的析漏试验中，并不设定析漏标准值，而是根据析漏量变化转折点取最大沥青量。

以日本的排水性铺装技术经验来看，大致为0.8%时，不用现场施工沥青析漏确认，考虑到耐久性能，取基准值0.8%为好的判断。

表－2.3 各国的析漏试验方法18（2）肯塔堡飞散试验（集料抗飞散性）肯塔堡飞散试验是对排水性沥青混合物的集料抗飞散性进行测试的试验。

排水性沥青混合物的最合适沥青量，建议设定为析漏试验求出的最大沥青量。

但由于析漏试验是在未碾压条件下进行的试验，采用该沥青量（最大沥青量）制作试验块，观察其沥青渗出情况时，通过变化沥青用量进行肯塔堡飞散试验，求得能保证集料稳定的最小沥青量（曲线变化转折点法）。

在析漏试验求得的最大沥青量与该沥青量范围内，设定最合适的沥青用量。

试验前试验后照片-2.1 肯塔堡飞散试验前后试供体状况例（３）设计沥青量的决定按计算出的最合适沥青量，制作排水性沥青混合物，对此混合物分别进行密度试验、透水试验、马歇尔稳定度试验，必要时还可进行车辙试验，以测试混合物物性。

试验结果如表-2.4所示。

确认试验结果是否全部满足技术要求，如果满足，则确定该沥青量为设计沥青量。

且，空隙率应控制在目标空隙率的±1％以内。

表-2.4 排水性沥青混合物（排水性铺装用）的物性目标值（大有建设社内目标值）２－４配合比设计的整体配合比设计流程前面已经详细叙述。

但实际操作时，试验项目很多，为保证各试验项目准确高效进行，特制定以下工序表，最快8天内可完成配合比设计。

但，在按本工序表进行配合比设计前，应事先对目标空隙率和所用材料物性进行确认，这是前提。

表-2.5 配合比设计工序表（例）３．拌合楼试验３－１．拌合楼试验拌合楼试验，是按室内试验室所确定的混合物配比，在实际拌合楼中进行生产，确认实际生产出来的混合物物性是否满足技术要求的试验。

如无法满足技术要求，则应对拌合楼配合比进行调整，确定最终的生产用配合比。

由于使用的集料粒度与热料仓集料粒度可能有所差异，所以在进行拌合楼试验前，应对热料仓的集料粒度进行确认，确定混合物的配合比。

此外，前文说到排水性沥青混合物配合比最大要点为，尽量减少 2.5～5ｍｍ集料使用量。

因此我们建议在拌合楼中设置7mm和4ｍｍ的筛网。

拌合楼推荐设置筛网： 16ｍｍ、11ｍｍ、7ｍｍ、4ｍｍ图－3.1 拌合楼生产试验的顺序＜拌合楼试验注意事项＞●必须确保拌和温度（180℃）（2）。