SMA马歇尔试验配合比设计检验分析
总第207期交 通 科 技
Serial N o .207 2004年第6期T ran spo rtati on Science &T echno logy N o .6D ec .2004
收稿日期:2004206221
S M A 马歇尔试验配合比设计检验分析
梁渝建
(广东省肇庆市公路工程质量监督站 肇庆 526040)
摘 要 根据高等级公路沥青路面工程实际,讨论沥青玛蹄脂碎石混合料(S M A )的马歇尔试验配合比设计的检验内容和方法。
关键词 沥青路面 S M A 马歇尔试验 配合比设计 检验
美国S M A 沥青混合料配合比设计的检验包括沥青玛蹄脂检验和S M A 混合料性能检验。根据我国沥青路面工程实际,结合S M A 马歇尔试验研究,总结工程实践经验,很有必要重点讨论S M A 沥青混合料在由马歇尔试验确定了矿料级
配和沥青用量后的试验确认和验证方法。1 谢伦堡析漏试验检验沥青用量
谢伦堡沥青析漏试验(Schellenberg b inder
drainage test )是德国Schellenberg 研究所为沥青玛蹄脂碎石混合料的配合比设计用于确定S M A 沥青用量的一种试验方法。通过谢伦堡沥青析漏试验确定沥青混合料中有无多余的自由沥青及沥青玛蹄脂数量,进而确定最大沥青用量。S M A 尽管需要较多的沥青,但无论如何不能超过所有矿料的表面积所能吸附的最大沥青用量,否则就要
产生多余的自由沥青,成为集料之间的润滑剂,造成玛蹄脂上浮,影响构造深度,降低高温稳定性。因此,在配合比设计时,辅以沥青析漏试验进行检验是很有必要的。
进行谢伦堡沥青析漏试验,德国采用烧杯法,日本采用搪瓷盘法,美国采用网篮法。通过比较3个不同方法测定的结果,搪瓷盘法要比烧杯法析漏量多,而网篮法析漏量最多。考虑到国际上使用烧杯法比较普遍,我国《公路工程沥青及沥青混合
料试验规程》
(JTJ 052)增补了烧杯法作为标准方法(T 0732)。因此,工程试验必须采用统一规定的烧杯法,其他方法也可使用,但必须注明且不能比较。
为了确定沥青混合料的最大沥青用量,可调整不同的油石比制作几组试件,实施沥青析漏试验得出沥青粘附量与油石比的关系曲线,如图1所示。从图1曲线的拐点可以确定粘附甚少的沥青用量为6.7%。以此作为最大沥青用量的限值。
Study on the Tem pera ture F ield of A spha lt Concrete D ur i ng Conveyance
Z heng Z hongm ing ,L i Y uelin ,W u J ingj ing
(Changsha U n iversity of Science and T echno logy Schoo l of A u tomob ile &M echan ical Engineering ,Changsha 410026,Ch ina )
Abstract :T h is p ap er analysis reason that quan tity of heat lo ss du ring conveyance ,estab lished m athem atics m odel of asp halt concrete ′s tem p eratu re field du ring conveyance and p roceed to beg the so lu ti on .Get num erical value of tem p eratu re and the degree of tem p eratu re iso lati on by com p u ting .T herefo re p rovide academ ic gist that ascertain tem p eratu re leaving m ix round facto ry and m easu re that decrease tem p eratu re iso lati on and quan tity of heat lo sing w hen asp halt concrete is tran spo rted .Guaran tee cru sh ing tem p eratu re of asp halt concrete and quality ofroad su rface .
图1 谢伦堡沥青析漏试验
2 肯塔堡飞散试验检验沥青用量
沥青混合料的肯塔堡飞散试验(Can tab ro test)是西班牙肯塔堡大学(Can tab ro U n iversity)为排水性开级配沥青混合料而开发的一种试验方法,现已经扩展到用于确定沥青玛蹄脂碎石混合料(S M A)、排水性大孔隙沥青混合料(O GFC)、抗滑表层混合料、沥青碎石或乳化沥青碎石混合料等用于路面的表面层是否发生集料飞散的通用试验方法。因为这些结构的路面往往构造深度较大,粗集料外露,孔隙中经常有水,在交通荷载的反复作用下,由于集料与沥青的粘结性不足而容易引起集料的脱落、掉粒、飞散,进而成为空槽,造成路面损坏,是常见的一种严重的沥青路面破坏现象。为了防止这种破坏,在配合比设计时,辅以飞散试验进行检验是很有必要的。
沥青混合料的集料飞散性能是指由于沥青用量不足或粘结性不好,在交通荷载作用下,集料路面表面脱落而散失的性质,以马歇尔试件在洛杉矶试验机中旋转撞击规定的次数后沥青混合料试件散落材料的数量的百分率表示。其可以进行低温或浸水条件下的飞散试验。浸水飞散试验是在60℃水中浸水48h后进行试验,目的在于考察试件在热水中膨胀和沥青老化对集料与沥青的粘结力下降的影响,以试验试件散落数量百分评价沥青混合料的水稳定性。积雪寒冷地区可进行较低温度的飞散试验,一般是在当地最低温度下试验。由于在低温状态下沥青结合料的粘结性较差,对路面的损伤更大,所以低温飞散试验评价冬季及春融季节的路面松散是很有效的。
为了确定沥青混合料的最少沥青用量,可以调整几个不同的油石比制作试件,实施飞散试验得出飞散损失与油石比的关系曲线,如图2所示。从图2曲线的拐点可以确定基本上很少散失的沥青用量为5.65%,以此作为最佳沥青用量。
我国制定的肯塔堡飞散试验方法(0733)
的
图2 肯塔堡飞散试验
主要步骤为:①根据实际配合比,采用标准击实法成型马歇尔试件,一般击实成型次数为双面50次,两侧量测试件的直径和高度,将试件置于恒温水浴中养生。对标准飞散试验,在20℃水浴中养生20h;对浸水飞散试验,在60℃水浴中养生48 h,然后取出后在室温中放置24h;②从恒温水浴中逐个取出试件称质量m0后,立即将试件放入洛杉矶磨耗试验机中,盖紧盖子,一次只能试验一个试件;③按洛杉矶试验方法,不放钢球,开动试验机,以30～33r m in的速度旋转300r;④打开试验机盖子,取出试件及碎块,称取试件的残留质量。当试件已经粉碎时,称取最大一块残留试件的混合料质量m1;⑤沥青混合料的飞散损失率,按下式计算:
?S=(m0-m1)×100 m0(1)式中:?S——为沥青混合料的飞散损失率,%;
m0——为试验前试件的质量,g;
m1——为试验后试件的残留质量,g。
谢伦堡沥青析漏试验与肯塔堡飞散试验往往是同时进行的,得到的两条曲线的交点基本上与最佳沥青用量相接近。
3 车辙试验检验高温稳定性
沥青混合料是一种典型的流变性材料,它的强度和劲度模量随着温度升高而降低,所以沥青路面夏季高温时,在重型交通荷载作用下,由于交通渠化,在轮迹带上逐渐变形下凹,两侧鼓起形成车辙,这就是现代高等级沥青路面最常见的病害。沥青混合料高温稳定性是指沥青混合料夏季高温60℃条件下,经车辆荷载长期作用后,不产生车辙和波浪等病害的性能。现行规范规定,采用马歇尔稳定度试验进行沥青混合料配合比设计,对高速公路、一级公路、城市快速路和主干道的沥青混合料,还应通过车辙试验用动稳定度来检验其抗车辙的性能[1,2]。
我国的车辙试验方法是利用直径200mm的
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实心试验轮对300mm×300mm×50mm的板状试件实施反复加载,加载量0.7M Pa。规范规定可进行一般的非浸水形式的车辙试验,也可进行浸水状态的车辙试验。从车辙试验得到的时间2变形曲线,可以得到两类指标:
(1)任何一个时刻的总变形,即车辙深度。
(2)在变形曲线的直线发展期的变形速率,通常是求取45、60m in的变形D45、D60,按试验规程计算动稳定度D S,即变形速率的倒数。
D S=(65-45)×42×C1×C2 (D60-D45)
(2)式中:D S的单位为次 mm;C1和C2分别为试验机类型及试件类型系数,按试验规程取用。我国的车辙试验机均为曲柄驱动,规范规定C1为1.0。
从时间可知,试件的总变形虽较直观,但是不同试件之间的变形波动较大。究其原因在于:试验开始阶段试件产生的变形与试件接触的好坏有关。因此,为了避免试验开始阶段试件产生的变形与试件接触的影响,采用动稳定度作为车辙试验的指标是比较合理的。这与美国战略公路研究计划(SHR P)采用车辙变形速率作为指标一样,便于估计变形的发展情况。
车辙试验对使用改性沥青结合料的S M A混合料,要求动稳定度达到3000～6000次 mm;对不使用改性沥青结合料的S M A混合料,建议动稳定度达到1500～6000次 mm。从工程实际情况可以看出,这些要求是能够达到要求的。此时必须注意:①这些指标是供配合比设计新拌混合料用的。对现场取样的混合料冷却后二次加热的重塑试件,动稳定度要大得多;②配合比设计时车辙试验的动稳定度不是越大越好。过大的动稳定度可能是混合料发脆、沥青用量不足造成的;
③当动稳定度大于6000次 mm时,通常应该对其低温抗裂性能予以检验。在现阶段,S M A混合料(尤其是使用改性沥青后)的低温抗裂性能指标尚未完善,可以暂时采用弯曲试验(-10℃,50 mm m in)测定破坏应变进行评价。
4 浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检验水稳定性为了解决路面的抗滑性能要求与水稳定性之间的矛盾,沥青路面的表面层采用S M A结构,以其基本上不透水的优点可使沥青路面的水稳定性得到很大的改善[3]。然而,由于S M A对集料的要求较高,采用的花岗岩、砂岩、石英岩等酸性岩石,虽然石料较硬、致密、耐磨性强,能充分发挥集料之间的嵌挤作用,但是与沥青的粘附性却不好,容易在水分的作用下形成沥青膜的脱落,很快导致沥青路面出现麻面、松散、坑槽等水损害破坏。所以,为了防止S M A结构的水损害破坏,在配合比设计时辅以水稳定性检验是很有必要的。
从沥青路面工程实践可知,标准马歇尔稳定度试验主要用于沥青混合料的配合比设计及沥青路面施工检验;浸水马歇尔稳定度试验(根据需要,也可进行真空饱水马歇尔试验)主要是检验沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力,通过测定其水稳定性检验配合比设计的可行性;沥青混合料加热拌和的过程相当于沥青薄膜加热过程。因此,结合我国的实际情况和标准试验方法,对S M A沥青混合料按下列步骤进行水稳定性试验:①粗集料与沥青的粘附性试验。使用抗剥落剂时,将剥落剂掺入沥青中以后,必须先进行薄膜加热试验,然后再进行水煮法或水浸法粘附性试验;如果不使用抗剥落剂,薄膜加热试验将使粘附性提高,则不需要进行加热试验;②S M A混合料的水稳定性应符合下列要求:48h浸水马歇尔试验残留稳定度不少于75%,使用改性沥青的不少于80%;冻融劈裂试验残留强度比不少于70%,使用改性沥青的不少于80%。如果达不到这些要求,必须采取抗剥落剂措施。不过,如果采用抗剥落剂,进行两种试验的混合料也必须按试验规程先进行抗剥落剂沥青混合料的长期老化试验。
5 透水性试验
S M A混合料透水的程度取决于空隙率、混合料的配合比以及碾压程度。应该说,S M A混合料基本上是不透水的,但不能待到施工路面时才检验是否符合要求,必须在配合比设计过程中进行检验[1]。其方法是:采用轮碾法碾压成型的S M A 试件,在试件表面上进行渗水试验;S M A的空隙率与I型的密级配沥青混凝土相似,应为不透水或透水速度很慢,建议不大于30mL m in。
6 表面构造深度检验
S M A的表面构造深度必须在配合比设计过程中进行检验。可以利用轮碾法碾压成型的S M A
(111)
801梁渝建:S M A马歇尔试验配合比设计检验分析 2004年第6期
参考文献
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混凝土试验规程.北京:人民交通出版社,1994
Effect on Concrete Flexura l Strength and Flexura l Toughness
by Add i ng Polyacryam ide
S un Z eng z h i ,S hen A iqin ,H u Chang shun
(Schoo l of H ighw ay ,Chang ′an U n iversity ,X i ′an 710064,Ch ina )
Abstract :T h is p ap er is sp ecial in the m odified effect of po lyacryam ide on m echan ical p rop erties of concrete .R elevan t test and analysis show that po lyacryam ide can no t on ly effectively enhances flexu ral strength ,bond strength and flexu ral toughness ,bu t also decreases the rati o of com p ressive strength to flexu ral strength .
Key words :po lyacryam ide ;bond strength ;flexu ral toughness ;the rati o of com p ressive strength to flexu ral strength
(上接第108页)
块状试件测定,也可采用测定透水系数的同一试
件用铺砂法测试构造深度,要求不少于1.0mm
[2]
。这是指在实验室成型的试件上测定的情
况,于实际铺筑的S M A 路面上测定时,一般可以达到1.2mm 以上。
综上所述,只要加强对S M A 混合料的马歇尔试验配合比检验指标的控制,使S M A 混合料具有合理的配合比,就能实现S M A 的性能。
参考文献
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青路面施工技术规范.北京:人民交通出版社,1998
D esign Exam i na tion Ana lysis of S M A M arshell TestM ix i ng Ra tio
L iang Y uj iang
(Road P ro ject Q uality Supervising Stati on of Zhao jin C ity in Guangdong P rovince ,Zhao jin 526040,Ch ina )
Abstract :A cco rding to the p ro ject actual conditi on s of the asp halt p avem en t on the h igh grade h ighw ay ,the design exam inati on con ten t and m ethod of the M arshell test m ix ing rati o fo r Stone
M atrix A sp halt (S M A )are discu ssed having the in structi on m ean ings to enhabce the op erati on p erfo rm ance and the op erati on life of the asp halt p avem en t .
Key words :asp halt p avem en t ;stone m atrix asp halt (S M A );M arshell test ;m ix ing rati o design ;exam inati on
1
112004年第6期 孙增智等:聚丙烯酰胺对混凝土抗折强度和弯曲韧性的影响
沥青混合料马歇尔试验
沥青混合料马歇尔试验 一、马歇尔实验简介 沥青混凝土配合比设计采用马歇尔实验配合比设计法。该法是首先按配合比设计拌制沥青混合料，然后击实制成规定尺寸试件，12h 之后测定其物理指标（包括表观密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等），然后测定稳定度和流值。 马歇尔实验分为稳定度实验和浸水马歇尔稳定度实验；马歇尔稳定度实验是对标准击实的试件在规定的温度和速度等条件下受压，测定沥青混合料的稳定度和流值等指示所进行的实验吗，这种方法适用于马歇尔稳定度实验和浸水马歇尔稳定度实验。马歇尔稳定度实验主要用于沥青混合料的配合比设计及沥青路面施工质量的检验。浸水马歇尔稳定度实验主要是检验沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力，通过测试其水稳定性检验配合比设计的可行性。 二、具体实验操作方法 1)仪具与材料 ①马歇尔实验仪。对于标准马歇尔试件，实验仪最大荷载不小于25kN，加载速率应能保持（50±5）mm/min;对于大型马歇尔试件，实验仪最大荷载不得小于50kN。 ②恒温水槽：控温准确度为1℃，深度不小于150mm。 ③真空饱水容器：包括真空泵及真空干燥器。 ④烘箱。 ⑤其他：温度计，卡尺等。 2）准备工作 ①击实成型马歇尔试件，每组试件的数量不得小于4个。 ②量测试件尺寸。用卡尺测量试件中部的直径，在“十”字对称的4个方向量测离边缘10mm处的试件高度并以其平均值作为试件高
度。如试件高度不符合（63.5±1.3）mm或（95.3±2.5）mm要求，或两侧高度差大于2mm时，试件作废。 ③测量试件的密度、孔隙率、沥青体积百分率等体积指标。 ④将恒温水槽调节至要求的试验温度。对黏稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料试验温度为（60±1）℃.对煤沥青混合料试验温度为（33.8±1）℃，对空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料试验温度为（25±1）℃。 3）标准马歇尔试验 ①将试件置于已达到规定温度的恒温水温槽中，保温时间标准马歇尔试件30~40min，大型马歇尔试件为45~60min。同时将马歇尔试件仪的上下压头放入水槽或烘箱中达到相同温度。 ②将马歇尔试件仪上下压头取出并擦拭干净内表面，下压头导棒上涂少许黄油以使上下压头滑动自如。取出试件置于下压头上，盖上上压头，装在加载设备上。 ③在上压头球座上放妥钢球，并对准荷载测定装置的压头。 ④采用自动马歇尔仪时，将自动马歇尔仪的压力传感器、位移传感器与计算机或X—Y记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例。调整好计算机程序或将X—Y记录仪的记录笔对准原点。 ⑤采用压力环和流值计时，将流值计安装在导棒上，使导向套管轻轻的压住压头，同时将流值计读数调零。调整压力环中百分表对零。 ⑥启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为（50±5）mm/min。计算机或X—Y记录仪自动记录传感器压力和试件变形曲线并将数据自动存入计算机。 ⑦当实验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取压力环中百分表读数及流值计读数，根据应力环标定曲线换算为荷载值即为稳定度，流值计读数即为流值。
试验路AR-OGFC13配合比设计报告
编号：0501079-3 连盐高速公路开级配橡胶 沥青混合料AR-OGFC13目标配合比设计报告 江苏省交通科学研究院 中心试验室 二OO六年八月
一、概述 按照橡胶沥青课题计划安排，课题组对连盐高速公路开级配橡胶沥青混合料AR-OGFC13进行目标配合比设计。 二、原材料 本次配合比设计所用集料为连云港中德石料厂生产的玄武岩，橡胶沥青由金邦公司加工；外掺剂采用海螺P.O 32.5级水泥。各种原材料技术指标分别见表2-1、表2-2和表2-3。 表2-1 集料及水泥密度 注﹡：水泥密度采用厂家提供值。 表2-2 橡胶沥青密度 表2-3 各种矿料和矿粉的筛分结果 三、沥青混合料配合比设计 本次配合比设计沥青混合料类型为AR-OGFC13。
1、混合料级配 AR-OGFC13混合料级配范围见下表。 表3-1 AR-OGFC13混合料级配（不含外掺剂） 据相关工程实践和课题研究成果，初选级配见表3-2。 表3-2 级配组成设计结果 图3-2 设计级配曲线图 2、初试级配马歇尔试验结果 根据相关工程实践，结合安峰山玄武岩的技术特点，初试油石比为8.9%，采用双面击实各50次制作试件，试验结果见表3-3。
表3-3 沥青混合料马歇尔试验结果 3、确定最佳橡胶沥青用量 采用4种油石比确定最佳橡胶沥青用量，双面各击实50次成型马歇尔试件，计算各组试件密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度，最后将成型的试件进行马歇尔稳定度试验。试验结果列于表3-4。 表3-4 沥青混合料马歇尔试验结果
图3-4 密度、空隙率、饱和度、VMA与油石比的关系根据表3-4中8.0%、8.5%、9.0%、9.5%四个油石比混合料的体积性质，油石比为9.0％左右时混合料矿料间隙率VMA开始随油石比的增加而增加，表明继续增加油石比对混合料的高温性能不利，综合考虑混合料的高温性能和排水性能，结合相关工程经验，最佳油石比取8.9%。由表3-3，油石比取8.9％时混合料的体积指标满足技术要求。四、谢伦堡析漏试验（烧杯法） 试验条件：试验温度185±2℃，将混合料保温60分钟后进行析漏测试。 表4-1 析漏试验结果 五、肯特堡飞散试验 试验条件：将成型的马歇尔试件(双面各击实50次)在20±0.5℃水温下浸泡20小时，然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试。
常见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。 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
沥青混凝土配合比设计过程
热拌沥青混合料配合比设计方法 1 .矿质混合料组成设计 （1）根据道路等级、路面结构层位及结构层厚度等方面要求，按照上述方 法，选择适用的沥青混合料类型，并按照表8-22和表8-23 （现行规范）或8 -24和表8-25 （新规范稿）的内容确定相应矿料级配范围，经技术经济论证后确定。 （2）矿质混合料配合比计算 1）组成材料的原始数据测定 按照规定方法对实际工程使用的材料进行取样，测试粗集料、细集料及矿粉的密度，并进行筛分试验，测定各种规格集料的粒径组成。 2）确定各档集料的用量比例 根据各档集料的筛分结果，采用计算法或图解法，确定各规格集料的用量比例，求得矿质混合料的合成级配。矿质混合料的合成级配曲线必须符合设计级配范围的要求，不得有过多的犬牙交错。当经过反复调整仍有两个以上的筛孔超出设计级配范围时，必须对原材料进行调整或更换原材料重新设计。 通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限，尤其应使0.075mm 2.36mm 4.75mm等筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。对于交通量大、轴载重的道路，合成级配可以考虑偏向级配范围的下限，而对于中小交通量或人 行道路等，合成级配宜偏向级配范围的上限。 2.沥青混合料马歇尔试验 沥青混合料马歇尔试验的主要目的是确定最佳沥青用量（以OAC表示）。沥青用量可以通过各种理论公式计算得到，但由于实际材料性质的差异，计算得到
的最佳沥青用量，仍然要通过试验进行修正，所以采用马歇尔试验是沥青混合料配 合比设计的基本方法。 （1）制备试样 1）马歇尔试件制备过程是针对选定混合料类型，根据经验确定沥青大致用量或依据表4－10 推荐的沥青用量范围，在该用量范围内制备一批沥青用量不同、且沥青用量等差变化的若干组（通常为五组）马歇尔试件，并要求每组试件 数量不少于 4 个。 2）按已确定的矿质混合料级配类型，计算某个沥青用量条件下一个马歇尔试件或一组试件中各种规格集料的用量（实践中大多是一个标准马歇尔试件矿料 总量1200g 左右）。 3）确定一个或一组马歇尔试件的沥青用量（通常采用油石比），按要求将沥青和矿料拌制成沥青混合料，并按上节表8－7（现行规范要求）或表8－9（新规范要求）规定的击实次数和操作方法成型马歇尔试件。 （2）测定试件的物理力学指标 首先，测定沥青混合料试件的密度，并计算试件的理论最大密度、空隙率、 沥青饱和度、矿料间隙率等参数。在测试沥青混合料密度时，应根据沥青混合料类型及密实程度选择测试方法。在工程中，吸水率小于0.5%的密实型沥青混合 料试件应采用水中重法测定；较密实的沥青混合料试件应采用表干法测定；吸水率大于2%的沥青混合料、沥青碎石混合料等不能用表干法测定的试件应采用蜡 封法测定；空隙率较大的沥青碎石混合料、开级配沥青混合料试件可采用体积法 测定。 随后，在马歇尔试验仪上，按照标准方法测定沥青混合料试件的马歇尔稳定 度和流值。 3．最佳沥青用量的确定
马歇尔试验温度及试验技术指标
马歇尔试验温度及试验技术指标 为了使马歇尔试验击实温度与施工时温度相匹配，并考虑制作混合料马歇尔试件的温度对试件的技术指标、沥青混凝土的力学性能和沥青面层实际使用寿命、性能等的影响，在制作马歇尔试件时，应该严格掌握矿料的沥青的加热温度以及沥青混合料的击实温度。试验技术指标包括： 空隙率：空隙率是评价沥青混合料压实程度的指标。空隙率的大小，直接影响沥青混合料的技术性质，空隙率大的沥青混合料，其抗滑性和高温稳定性都比较好，但其抗渗性和耐久性明显降低，而且对强度也有影响。沥青混合料的空隙率是指空隙的体积占沥青混合料总体积的百分率，它是由理论密度和实测密度求得，应符合3%一4%. 沥青饱和度：是指压实沥青混合料试件中沥青实体体积占矿料骨架实体以外的空间体积的百分率，又称为沥青填隙率，应符合65%～75%. 稳定度：稳定度是指沥青混合料在外力作用下抵抗变形的能力。在规定试验条件下，采用马歇尔仪测定的沥青混合料试件达到最大破坏的极限荷载，应大于7.5kN. 流值：流值是评价沥青混合料抗塑性变形能力的指标。在马歇尔稳定度试验时，当试件达到最大荷载时，其压缩变形值，也就是此时流值表上的读数，即为流值（FL），以0.1mm计，应符合20~40（0.1mm）。
残留稳定度：残留稳定度是反映沥青混合料受水损害时抵抗剥落的能力。浸水马歇尔稳定度试验方法与马歇尔试验基本相同，只是将试件在60±10C恒温水槽中保温48h，然后，再测定其稳定度。浸水后的稳定度与标准马歇尔稳定度的百分比即为残留稳定度，应大于75%. （资料素材和资料部分来自网络，供参考。可复制、编制，期待你的好评与关注）
沥青混合料马歇尔目标配合比设计概述
沥青混合料马歇尔目标配合比设计概述 关键词：沥青混合料马歇尔配合比 内容提要：沥青混合料是一种典型的粘弹性材料，影响其路用性能的因素可分为材料内在性能与外部环境条件。集料的岩石类型和质量（含颗粒形状、针片状颗粒含量、粉尘和泥土含量、软弱风化颗粒含量、压碎值、磨耗值等物理—力学指标），以及矿料级配，对沥青混凝土的物理—力学性质有较为关键的影响。本文结合实践，重点阐述了目标配合比设计的意义、重要影响因素、设计过程，为科研和生产应用提供相应的技术指导。 1.前言 近年来，沥青路面在公路面中占居主导地位。沥青路面具有行车舒适、噪音低、维修方便、可以回收利用等优点，在我国公路中占了极大比重，其中高速公路几乎全部是沥青路面，而在欧洲沥青路面占据公路总量比例的90%，在美国则高达96%。然而沥青路面在行车荷载、温度应力以及阳光、雨雪等不利条件作用下会发生车辙、疲劳、裂缝、坑槽、松散等破坏，大大影响了路面的使用性能。随着我国国民经济的迅速发展，公路交通量越来越大，轴载迅速增长，车速不断提高，沥青路面发生的质量问题也越来越多，有的前修后坏，有的使用周期达不到设计年限。这给沥青路面的使用品质提出了愈来愈高的要求，而影响沥青面层使用性能的重要因素是混合料的级配组成，因
而如何提高路面使用性能成为公路工作者关注的焦点。 2. 目标配合比设计的意义 沥青混合料随着材料科学的不断发展，其用途也越来越广泛，已到了跨行业、跨学科、互相渗透的非常广泛的领域。混合料配合比设计牵涉到几个方面的内容： (1)保证摊铺后的强度和所要求的其他性能和耐久性； (2)要满足施工工艺易于操作而又不遗留隐患的工作性； (3)在符合上述两项要求下选用合适的材料和计算各种材料用量； (4)对上述设计的结果进行试配、调整，使之达到工程的要求； (5)达到上述要求的同时，设法降低成本。 3. 目标配合比设计的重要影响因素 3.1级配类型的选择 选择合适的沥青混合料级配类型是确保沥青凝土路面面层质量的前提。沥青混凝土面层设计的一般依据是JTG F40-2004 《公路沥青路面施工技术规范》，JTG 052-2000《公路工程沥青基沥青混合料试验规程》，JTG E42-2005 《公路工程集料试验规程》。我国现行规范规定，上面层沥青混合料的最大粒径不宜超过该层厚的1/2，中面层沥青混合料的集料最大粒径不宜超过该层厚的2/3；沥青路面结构层混合料的集料最大公称尺寸不宜超过该层厚的1/3，对于粗的混合料，这个比例还应减小。由此分析，厚度一定的沥青面层，若按《公路沥青路面施工技术规范》最低要求选择级配类型，则沥青混合料集料的粒径普遍偏大，何况还有0～5%的颗粒超过最大粒径，这样势必对沥
配合比设计报告(SMA)
目标配合比报告 工程名称：沈阳沈北新区尚小桥钢桥面铺装 设计内容：改性沥青SMA-10目标配合比设计委托单位：重庆东道鹏方路桥工程有限公司 重庆鹏方路面工程技术研究有限公司
重庆鹏方路面工程技术研究有限公司 目标配合比报告
配合比结论各矿料所占质量比：（8-12玄武岩）：（5-8玄武岩）：（3-5玄武岩）：（0-3玄武岩）：石灰石矿粉=15：51：8：13：13；采用6.0%的油石比（即5.7%的沥青含量）；添加占混合料质量5‰的矿物纤维。 签发日期：2008年9月17日 备注仅对来样检测数据负责。 批准：审核：设计：
一、概述 受重庆东道鹏方路桥工程有限公司委托，重庆鹏方路面工程技术有限公司对沈阳沈北新区尚小桥钢桥面铺装沥青混凝土面层SMA-10型沥青混合料进行目标配合比设计，对设计的混合料进行了性能检验。 二、设计依据 1、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）； 2、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）； 3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）； 4、《钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》。 三、设计过程 1. 原材料 本次配合比设计所用集料和填料均由委托单位提供；胶结料为SK(天津)公司生产的高弹改性沥青；纤维采用玄武岩矿物纤维。 （1）高弹改性沥青 根据要求，对高弹改性沥青进行了相关性能指标检测，检测结果及性能指标如表3-1所示。 表3-1 高弹改性沥青指标检测结果 （2）集料、填料 本项目采用的集料分为三档：1＃（玄武岩8~12mm）、2＃（玄武岩5~8mm）、3#（玄武岩3~5mm）和4＃（石灰石0~3mm），填料为石灰石矿粉。按试验规程规定的方法，对集料进行了筛分和相关指标的性能检测，筛分结果如表3-2所示，其它性能检测结果如表3-3所示。
马歇尔击实试件(终)
文件编号：ZY01-243-2008 作业指导书 （沥青混合料马歇尔击实试验） 编写：日期： 审核：日期： 批准：日期： 受控状态：持有者姓名： 分发号：持有者部门： 江苏省交通科学研究院股份有限公司
目录 1．主要设备及开展项目 (3) 2．仪器设备操作规程 (3) 3．检测工作程序及剩余样品处置 (5) 4．试验操作过程 (6) 5．原始记录表格 (15)
1．试验主要设备及开展项目 表1 主要仪器设备 表2 开展检测项目 2．仪器设备操作规程 2.1马歇尔自动击实仪 马歇尔电动击实仪2.1.1接通电源，检查仪器设备是否完好 2.1.2设定击实次数
接通电源 设定击实次数 2.1.3将达到击实温度的混合料装入试模， 按击实次数双面击实规定次数 到达击实温度装模 2.1.4试验完毕后，填写原始记录， 清理仪器，保持整洁 2.2拌和机 拌和机 2.2.1接通电源，电源指示灯发亮，混合料拌和机开始加热 2.2.2设定拌和温度和时间
拌合温度拌合时间 电源指示灯 2.2.3待拌和机温度升至工作温度时，开启拌和器，向拌和锅内加入试样2.2.4降下拌和器至底部，开动电机 升按钮 加入试样 2.2.5试样拌和均匀后，关闭电机，开启拌和器，从拌和锅中取出试样 2.2.6切断电源 2.2.7拌和试样结束后，一定要将拌和锅清理干净，以免生锈 3．检测工作程序及剩余样品处置 委托送样：接样员判断样品是否接收→如可接收，接收样品并填写委托单→样品编号→样品区→下放通知单至主管处→主管根据计划下发通知单给试验员→试验员从待检样品区取样品→试验员进行试验检测（未进行完试验放入在检样品区）→试验检测完毕→填写仪器使用记录→对试验区卫生进行清理→剩余样品放入已检样品区按规定集中处理→由指定人员出具报告→报告审核、批准→报告盖章、发送。 4．试验操作过程 4.1 试验准备
GTM与马歇尔设计方法的对比研究
GTM与马歇尔设计方法的对比研究 在配合比设计过程中，由于交通形势的变化，传统的马歇尔设计方法已经不能适应当今的道路交通情况。而美国工程兵旋转压实剪切试验法（GTM）的出现给了我们一种新的方向来应对现在的重载交通和路面破坏情况来进行配合比设计。文章从两种设计方法的对比研究出发，指出了GTM的优越性。 标签：GTM；马歇尔；设计方法 引言 在如今的工程实际中，普遍采用的沥青混合料配合比设计方法主要由马歇尔法、superpave设计法和GTM法。而在这几种设计方法中，马歇尔设计法和GTM 法相对来说比较有代表性。 马歇尔设计法是我国道路工程界普遍采用的沥青混合料配合比设计方法。它主要参考体积指标来确定最佳油石比。而GTM设计法是美国工程兵在修建机场道路过程中发明的一种沥青混合料配合比设计方法。经过工程实践，形成了现在比较完善的GTM设计方法。 1 马歇尔设计法和GTM的优缺点对比 马歇尔设计法因为采用马歇尔试验方法，以体积指标来控制设计过程，操作简单，配套的仪器也相对来说价格低廉，所以早期普遍被大家接受，现阶段也是大部分工程人员采用的设计方法，对沥青路面的发展也起到了较大的推动作用。但是与其配套的击实方法中击实功采用的是上世纪80年代所对应的交通量，和现阶段的交通情况有很大的差别，所以设计结果相对来说没有实际意义。而且，随着经济的快速发展，交通的组成和施工工艺的发展，使得马歇尔设计方法的设计过程不能很好的模拟道路的实际情况，设计出来的结果跟道路实际有很大的差别，对实际的施工指导意义不是太大。 而GTM法在沥青混合料设计过程中，通过模拟汽车行驶过程中轮胎与路面的相互作用状态，达到模拟现场实际情况的目的，也相应的减少了击实过程中的骨料的破碎。并通过增大旋转压实过程中的压实功，从而能达到通车多年后路面实际情况。设计出来的沥青路面不论是抗车辙能力，还是路面病害都有所改进提高。但是由于GTM旋转压实仪价格比较昂贵，在一些小的工程项目中推广有一定的难度，不适合大规模的推广。 2 两种方法设计的沥青混合料路用性能对比 本研究通过实际试验来做出两种设计方法的路用性能对比。在试验过程中，马歇尔法和GTM法采用的沥青混合料设计中的原材料参数如下，而且各种材料均满足相关技术规范要求。配合比采用《沥青及沥青混合料试验规程》中AC25
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。将上下压头从水槽或烘 再将试件取出置于下压头上，盖上上压头，然后装在加载设备上。
马歇尔实验
T 0709-2000沥青混合料马歇尔稳定度试验 1目的与适用范围 1.1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，也可进行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。 1.2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。 2仪具与材料 2.1沥青混合料马歇尔试验仪：符合国家标准《沥青混合料马歇尔试验仪》(GB/T 11823)技术要求的产品，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记录仪记录荷载一位移曲线，并具有自动测定荷载与试件垂直变形的传感器、位移计，能自动显示或打印试验结果。对φ6 3. 5mm的标准马歇尔试件，试验仪最大荷载不小于25kN,读数准确度100N，加载速率应能保持50mm/min±5mm/min。钢球直径16mm,上下压头曲率半径为50.8mm。当采用φ152. 4 mm大型马歇尔试件时，试验仪最大荷载不得小于50kN,读数准确度为lOON。上下压头的曲率内径为152.4mm ±0.2M,上下压头间距19.05mm±0.lmm。 大型马歇尔试件的压头尺寸如图1所示。 2. 2恒温水槽：控温准确度为1℃，深度不小 于150mm。 2. 3真空饱水容器：包括真空泵及真空干燥器。 2．4烘箱。 2．5天平：感量不大于0.lg 2. 6温度计：分度为1℃。 2. 7卡尺。 2. 8其它：棉纱，黄油。 3标准马歇尔试验方法 3. 1准备工作 3.1.1按T 0702标准击实法成型马歇尔试件，标准马歇尔尺寸应符合直径101.6mm±0.2mm、高 63. 5mm±1. 3mm的要求。对大型马歇尔试件，尺寸应符合直径152. 4mm±0. 2mm，高95. 3mm±2. 5mm 的要求。一组试件的数量最少不得少于4个，并符合T 0702的规定。 3.1.2量测试件的直径及高度：用卡尺测量试件中部的直径，用马歇尔试件高度测定器或用卡尺在十字对称的4个方向量测离试件边缘lOmm处的高度，准确至0.lmm,并以其平均值作为试件的高度。如试件高度不符合63. 5mm±1. 3mm或95. 3mm士2. 5mm要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。 3.1.3按本规程规定的方法测定试件的密度、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。 3.1.4将恒温水槽调节至要求的试验温度，对粘稠石油沥青或烘箱养生过的乳化沥青混合料为60℃±1℃，对煤沥青混合料为33.3℃±1℃，对空气养生的乳化沥青或液体沥青混合料为2 5℃±1℃。 3. 2试验步骤 3. 2. 1将试件置于己达规定温度的恒温水槽中保温，保温时间对标准马歇尔试件需30min ～ 40min，对大型马歇尔试件需45min～60min。试件之间应有间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5cm。 3. 2. 2将马歇尔试验仪的上下压头放人水槽或烘箱中达到同样温度。将上下压头从水槽或烘箱中取出擦拭干净内面。为使上下压头滑动自如，可在下压头的导棒上涂少量黄油。再将试件取出置于下
马歇尔实验的步骤及方法等
马歇尔试验步骤及方法 试验步骤 1、准备工作 (1) 按标准击实法成型马歇尔试件，其尺寸应符合规范规定，一组试件的数量最少不得少于4个。 (2) 量测试件的直径及高度。 (3) 按规范规定的方法测定试件的密度、计算有关物理指标。 (4) 将恒温水槽调节至要求的试验温度。 (一) 标准马歇尔试验方法 1、将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温。 2、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。 3、当采用自动马歇尔试验仪时，连接好接线。 4、启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm/min。 5、记录或打印试件的稳定度和流值。 (二) 浸水马歇尔试验方法：与标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均与标准马歇尔试验方法相同。 注意事项1、如标准马歇尔试件高度不符合63.5mm±1.3mm的要求或两侧高度差大于2mm时，此试件应作废。 2、从恒温水槽中取出试件至测出最大荷载值的时间，不得超过30s。 3、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
值应予舍弃，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个时，k值分别为1.15、1.46、1.67、1.82。 试验技术指标1、高温稳定性检验 2、浸水马歇尔试验 3、冻融劈裂试验 4、水稳定检验 5、低温抗裂性检验以及渗水系数检验 流程： 准备工作(1) 按标准击实法成型马歇尔试件，其尺寸应符合规范规定，一组试件的数量最少不得少于4个。(2) 量测试件的直径及高度。(3) 按规范规定的方法测定试件的密度、计算有关物理指标。(4) 将恒温水槽调节至要求的试验温度。 (一) 标准马歇尔试验方法1、将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温。 2、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。 3、当采用自动马歇尔试验仪时，连接好接线。 4、启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm/min。 5、记录或打印试件的稳定度和流值。(二) 浸水马歇尔试验方法：与标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均与标准马歇尔试验方法相同。
马歇尔试验作业指导书
马歇尔试验作业指导书 B.5.1 配合比设计马歇尔试验技术标准按本规范第5章的 规定执行。 B.5.2 沥青混合料试件的制作温度按本规范5.2.3规定的方 法确定，并与施工实际温度相一致，普通沥青混合料如缺乏 粘温曲线时可参照表B.5.2执行，改性沥青混合料的成型温 度在此基础上再提高10℃～20℃。 表B.5.2 热拌普通沥青混合料试件的制作温度(℃) 施工工序 石油沥青的标号 50号70号90号110号130号 沥青加热温度160－ 170 155－ 165 150－ 160 145－ 155 140－ 150 矿料加热温度集料加热温度比沥青温度高10～30(填 料不加热) 沥青混合料拌和温度150－ 170 145－ 165 140－ 160 135－ 155 130－ 150 试件击实成型温度140－ 160 135－ 155 130－ 150 125－ 145 120－ 140 注：表中混合料温度，并非拌和机的油浴温度，应根据沥青的针入度、粘度选择，不宜都取中值。
B.5.3 按式 B.5.3 计算矿料混合料的合成毛体积相对密度γsb 。 n n sb γγγγP ++P +P = 2211100 (B.5.3) 式中：P 1、P 2、……P n 为各种矿料成分的配比，其和为100；γ1、γ2、……γn 为各种矿料相应的毛体积相对密度，粗集料按T 0304方法测定，机制砂及石屑可按T 0330方法测定，也可以用筛出的2.36mm ～4.75mm 部分的毛体积相对密度代替，矿粉(含消石灰、水泥)以表观相对密度代替。 注：← 沥青混合料配合比设计时，均采用毛体积相对密度(无量纲)，不采用毛体积密度，故无需进行密度的水温修正。 ↑生产配合比设计时，当细料仓中的材料混杂各种材料而无法采用筛分替代法时，可将0.075mm 部分筛除后以统货实测值计算。 B.5.4 按式B.5.4计算矿料混合料的合成表观相对密度γsa 。 n n sa γγγγ'P ++'P +'P = 2211100 (B.5.4) 式中：P 1、P 2、……P n 为各种矿料成分的配比，其和为100, 为各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。 B.5.5按式B.5.5-1或按式B.5.5-2预估沥青混合料的适n γγγ'''、、、 21
马歇尔试验所用公式
马歇尔试验所用公式公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI-
1、试件毛体积密度，取3位小数 毛体积相对密度=干燥试样的质量/（试样的表干质量-试样的水中质量） 毛体积密度=毛体积相对密度*水的密度 2、试件的空隙率，取1位小数 试件空隙率=（1-试件毛体积相对密度/沥青混合料理论最大密度）*100 3、试件吸水率，取1位小数 试件的吸水率=（试件表干质量-干燥试件质量）/（试件表干质量-试件水中质量）*100 4、矿料的合成毛体积相对密度，取3位小数 矿料的合成毛体积相对密度=100/（各种矿料占总质量的百分比除以与之相对应的矿料相对密度的和） 5、对于非改性沥青，采用真空法实测理论最大相对密度，取平均值。计算合成矿料的有效相对密度 合成矿料的有效相对密度=100-沥青用量（即沥青质量占沥青混合料的总质量的百分比）/（（100/实测的沥青混合料理论最大相对密度）-（沥青用量/25度时沥青的相对密度） 6、对于改性沥青或SMA混合料计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度 ①计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度=（100+油石比）/（（100/合成矿料的有效相对密度）+（油石比/25度时沥青的相对密度））
②计算沥青混合料对应油石比的理论最大相对密度=（100+油石比+纤维用量，即纤维质量占矿料总质量的百分比）/（（100/合成矿料的有效相对密度）+（油石比/25度时沥青的相对密度）+（纤维用量/25度时纤维的相对密度） 7、试件的空隙率、矿料间隙率VMA和有效沥青的饱和度VFA,取1位小数 ①沥青混合料试件的空隙率=（1-试件毛体积相对密度/沥青混合料理论最大密度）*100 ②矿料间隙率=（1-试件毛体积相对密度/矿料的合成毛体积相对密度*（各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和/100））*100 备注：各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和=100-沥青用量 ③沥青混合料试件的有效沥青饱和度=（沥青混合料试件的矿料间隙率-沥青混合料试件的空隙率）*100/沥青混合料试件的矿料间隙率 8、计算沥青结合料被矿料吸收的比例及有效沥青含量、有效沥青体积百分率，取1位小数 ①沥青混合料中被矿料吸收的沥青质量占矿料总质量的百分率=（（合成矿料的 有效相对密度-矿料的合成毛体积相对密度）/（合成矿料的有效相对密度*矿料的合成毛体积相对密度）*25度时沥青的相对密度*100 ②沥青混合料中的有效沥青含量=沥青用量—沥青混合料中被矿料吸收的沥青质 量占矿料总质量的百分率/100*各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和）备注：各种矿料占沥青混合料总质量的百分比之和=100-沥青用量 ③沥青混合料试件的有效沥青体积百分率=试件毛体积相对密度*沥青混合料中的有效沥青含量/25度时沥青的相对密度 沥青混合料试件的矿料间隙率
沥青混合料配比设计及马歇尔实验
沥青混合料作业：（可手写或打印，不必写在作业本，需用订书针简单装订） 题目：试设计一级公路沥青路面面层用细粒式沥青混疑土混合料配合组成。 原始资料： 1.道路等级：1级公路（中轻交通）； 2.路面类型：沥青混凝土； 3.结构层位：两层式沥青混凝土的上面层； 4.气候条件：夏炎热区。 5．材料性能 (1)沥青材料：经检验各项指标符合要求。 (2)碎石、石屑、河砂、矿粉（石灰石粉）级配组成经筛分试验结果如表1。设计要求： 1．要求级配类型为AC-13（见教材P206），用试算法确定各种矿质材料的配合比，绘出合成级配曲线。 2．密级配沥青混凝土混合料技术要求见教材P213。根据规范推荐的相应沥青混凝土类型的沥青用量范围，通过马歇尔试验的物理、力学指标见表2，试确定沥青最佳用量OAC1和OAC2。 表1 组成材料筛析结果
表2 马歇尔试验的物理-力学指标
土木工程材料补充作业 班级：姓名：学号： 一级公路沥青路面面层用细粒式沥青混疑土混合料配合组成设计 1.用电子表格试算得碎石用量为36.02%；石屑用量为37.03%，砂用量为19.30%，矿粉用量为7.65%； 2.算出按此配比级配后的筛孔通过率如下表： 3.得到的通过百分率均在要求范围内，故配合比符合要求，所得配合比碎石：石屑：砂：矿粉=36.02%：37.03%：19.30%：7.65% =36:37:19:8=1:1.03:0.54:0.21 4.画出马歇尔试验结果关系曲线图如下：
9.确定满足要求的范围： 满足空隙率要求的范围：5.0%~7.0%； 满足矿料间隙率要求的范围：5.0%~7.0%； 满足饱和度要求的范围：5.0%~5.25%； 满足稳定度要求的范围：5.0%~6.5%； 满足流值要求的范围：5.0%~6.75%； 所以沥青的用量范围：5.0%~5.25%； OCA1=（5.5%+6.0%+6.0%）/3=5.833% OCA2=（5.0%+5.25%）/2=5.125%
15、马歇尔稳定度试验 制作一个标准马歇尔试件所需拌合物用量计算
15、马歇尔稳定度试验制作一个标准马歇尔试件所需拌合物用量计算 1．目的与范围：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，也可进行真空饱水马歇尔试验)供检验沥青混合料受水损害时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、仪器：对于63.5mm的标准马歇尔试件，试验仪最大荷载不小于25kN，读数准确度为100N，加载速率应能保持50 ±5 mm／min。恒温水槽：控温准确度为1度 3、试验步骤：1)将试件置于已达规定温度的恒温水槽中保温，保温时间对标准马歇尔试件需30-40min，对大型马歇尔试件需45--60min。试件之间应有间隔，底下应垫起，离容器底部不小于5cm。2)当采用自动马歇尔试验仪时，将自动马歇尔试验仪的压力传感器、位移传感糟与计算机或X-Y记录仪正确连接，调整好适宜的放大比例。调整好计算机程序或将X-Y 记录仪的记录笔对准原点。3)启动加载设备，使试件承受荷载，加载速度为50±5mm／min。压力和试件变形曲线井将数据自动存人计算机。4)当试验荷载达到最大值的瞬间，取下流值计，同时读取压力环中百分表读数及流值计的流值读数。 4、浸水马歇尔试验方法:标准马歇尔试验方法的不同之处在于，试件在已达规定温度恒温水槽中的保温时间为48h，其余均与标准马歇尔试验方法相同。 制作一个标准马歇尔试件所需拌合物用量计算 1按确定的矿质混合料级配类型，通过筛分确定各种规格集料所占比例。 2一个马歇尔试件矿料总量一般为1200G左右。根据各`种规格的一个标准马歇尔试件各种规格集料的用量及集料所占比例，计算某沥青用量。 3根据级配填料所占比例，确定填料用量 4沥青根据确定的油石比，计算用量
对马歇尔与GTM 沥青混合料配合比设计方法的比较
对马歇尔与GTM 沥青混合料配合比设计方法的比较[摘要] 针对当前工程技术规范中沥青混合料组成设计方法采用的马歇尔试 验法，美国旋转试验机GTM模拟了路面现场压实及汽车轮胎与路面的相互作用，依据力学分析原理进行沥青混合料配比设计，确定的沥青混合料具有较好的抗高温能力。 [关键词] 沥青混合料；配合比设计；GTM 沥青混合料的设计是影响沥青路面施工质量与使用性能的一个技术关键，沥青混合料设计包括选择矿料种类、矿料级配、确定沥青用量和混合料密度以及期望达到的路用性能要求。沥青混合料设计方法中最为重要的是试验方法、评价指标和技术标准。下面仅对我国常用的马歇尔法和最近几年流行的GTM方法进行分析，并结合工程实践做GTM一些试验指标的对比。 1.马歇尔试验方法的缺陷 我国的马歇尔设计方法的具体步骤是：（1）试验选择符合技术要求的原材料。（2）根据混合料类型，选定矿质集料级配。(3) 选择沥青用量，制作五个马歇尔试件。（4）测定马歇尔试件的毛体积相对密度，计算试件的空隙率VV和VMA，根据VMA和VV计算沥青饱和度。（5）进行马歇尔试验，确定马歇尔稳定度和流值。（6）对比技术标准要求确定沥青用量范围。（7）设计最佳沥青用量OAC。（8）进行路用性能检验，包括车辙试验、浸水马歇尔试验。（9）若路用性能检验合格，则以上述混合料参数进行配比设计，否则应重新设计。 从以上马歇尔设计步骤可看出，该方法对混合料的、密度、空隙率、矿料间隙率等指标有明确的要求。可是，国内外的研究成果均表明，马歇尔试验方法与试验指标与实际路用性能指标有较大差异。首先，在试件成型方面，马歇尔方法锤击次数与路面成型时的压实功能和交通量大小都没有内在联系，马歇尔击锤的冲击力与车辆轮胎接地压强存在巨大差异，马歇尔试模对沥青混合料的约束条件也与实际路面材料的受力条件不同。 2.GTM 试验方法的原理及特点 GTM 是柔性路面在车辆荷载作用下的机械模拟,是把压实实验机、剪切实验机和车辆模拟机合并成一台沥青混合料成型机。GTM 根据汽车轮胎对路面的实际接触压强设定试验时的设计压强, 采用揉搓方法压实沥青混合料, 模拟了现场压实及汽车轮胎与路面的相互作用,试件在设计压强作用下被旋转压实到平衡状态,使沥青混合料密度达到汽车轮胎实际作用于路面时所产生的最终密度。 GTM 确定沥青混合料沥青用量的步骤为：（1）根据拟建公路汽车轮胎对路面的接触压强做为设计压强。（2）根据GTM 的工作压力，调整GTM 试验机机械角到所需角度。（3）根据经验选取5个不同的用油量进行试件成型到平衡状态。（4）根据不同用油量对应的GSI、GSF、毛体积相对密度画出图形, 确定出初步用油量范围( GSI≤1.05 并且GSF≮1.3) 及相应毛体积相对密度。（5）综合考虑各因素确定油石比范围, 并取范围的中值为最佳油石比, 对应的毛体积相对密度为施工控制的标准密度。（6）对设计的沥青混合料进行高温稳定性及水稳定性等验证试验。从GTM 的设计原理和过程可知, 它是以防止混合料的最终塑性过大变形作为混合料设计的目标, 3.与马歇尔试验方法的试验数据对比分析 下面仅以承唐高速公路某试验段段的沥青混合料配合比设计为例对GTM
SMA马歇尔试验配合比设计检验分析
总第207期交 通 科 技 Serial N o .207 2004年第6期T ran spo rtati on Science &T echno logy N o .6D ec .2004 收稿日期:2004206221 S M A 马歇尔试验配合比设计检验分析 梁渝建 (广东省肇庆市公路工程质量监督站 肇庆 526040) 摘 要 根据高等级公路沥青路面工程实际,讨论沥青玛蹄脂碎石混合料(S M A )的马歇尔试验配合比设计的检验内容和方法。 关键词 沥青路面 S M A 马歇尔试验 配合比设计 检验 美国S M A 沥青混合料配合比设计的检验包括沥青玛蹄脂检验和S M A 混合料性能检验。根据我国沥青路面工程实际,结合S M A 马歇尔试验研究,总结工程实践经验,很有必要重点讨论S M A 沥青混合料在由马歇尔试验确定了矿料级 配和沥青用量后的试验确认和验证方法。1 谢伦堡析漏试验检验沥青用量 谢伦堡沥青析漏试验(Schellenberg b inder drainage test )是德国Schellenberg 研究所为沥青玛蹄脂碎石混合料的配合比设计用于确定S M A 沥青用量的一种试验方法。通过谢伦堡沥青析漏试验确定沥青混合料中有无多余的自由沥青及沥青玛蹄脂数量,进而确定最大沥青用量。S M A 尽管需要较多的沥青,但无论如何不能超过所有矿料的表面积所能吸附的最大沥青用量,否则就要 产生多余的自由沥青,成为集料之间的润滑剂,造成玛蹄脂上浮,影响构造深度,降低高温稳定性。因此,在配合比设计时,辅以沥青析漏试验进行检验是很有必要的。 进行谢伦堡沥青析漏试验,德国采用烧杯法,日本采用搪瓷盘法,美国采用网篮法。通过比较3个不同方法测定的结果,搪瓷盘法要比烧杯法析漏量多,而网篮法析漏量最多。考虑到国际上使用烧杯法比较普遍,我国《公路工程沥青及沥青混合 料试验规程》 (JTJ 052)增补了烧杯法作为标准方法(T 0732)。因此,工程试验必须采用统一规定的烧杯法,其他方法也可使用,但必须注明且不能比较。 为了确定沥青混合料的最大沥青用量,可调整不同的油石比制作几组试件,实施沥青析漏试验得出沥青粘附量与油石比的关系曲线,如图1所示。从图1曲线的拐点可以确定粘附甚少的沥青用量为6.7%。以此作为最大沥青用量的限值。 Study on the Tem pera ture F ield of A spha lt Concrete D ur i ng Conveyance Z heng Z hongm ing ,L i Y uelin ,W u J ingj ing (Changsha U n iversity of Science and T echno logy Schoo l of A u tomob ile &M echan ical Engineering ,Changsha 410026,Ch ina ) Abstract :T h is p ap er analysis reason that quan tity of heat lo ss du ring conveyance ,estab lished m athem atics m odel of asp halt concrete ′s tem p eratu re field du ring conveyance and p roceed to beg the so lu ti on .Get num erical value of tem p eratu re and the degree of tem p eratu re iso lati on by com p u ting .T herefo re p rovide academ ic gist that ascertain tem p eratu re leaving m ix round facto ry and m easu re that decrease tem p eratu re iso lati on and quan tity of heat lo sing w hen asp halt concrete is tran spo rted .Guaran tee cru sh ing tem p eratu re of asp halt concrete and quality ofroad su rface .