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3.4.1马歇尔试验
3.4.1.1成型马歇尔试件
拟定混合料沥青用量为4.0%、4.5%、5.0%、5.5%、6.0%，这五种沥青含量与上述配合比例的合成集料成型马歇尔试件。与沥青用量对应的油石比为：4.2%、4.7%、5.3%、5.8%、6.4%。
3.4.1.2 确定试件体积参数
矿料混合料（不包括沥青）的合成毛体积相对密度按式（3-24）计算。
        （3-24）
式中    ──矿料混合料的毛体积相对密度；
──各种粗集料、细集料、矿粉的毛体积相对密度（矿粉用表观相对密度代替）。
──各种粗集料、细集料、矿粉占集料总质量的百分比（%）。
矿料混合料的表观相对密度按式（3-25）计算。
        （3-25）
式中    ──矿料混合料的表观相对密度；
──各种矿料的表观相对密度。
按式（3-24）、（3-25）分别计算得到：
、。
合成集料的吸水率、有效相对密度分别按式（3-26）、（3-27）计算。
        （3-26）
式中    ──合成集料的吸水率（%）；
        （3-27）
式中    ──合成集料的有效相对密度；
    ──合成集料的沥青吸收系数
经计算得到：
、4。
合成集料的最大理论密度按式（3-28）计算。
        （3-28）
当，经计算得，。
试件空隙率、试件矿料间隙率分别按式（3-29）、（3-30）计算。
        （3-29）
        （3-30李钟瑞）
式中    ──试件矿料所占质量百分率。
当，经计算得，、
试件的有效沥青饱和度按式（3-31）计算。
        （3-31）
当，经计算得，。
当=4.7%、5.3%、5.8%、6.4%时，计算过程相同，计算结果列与表3-16中。
表3-16 马歇尔试件的体积参数
油石比（%）
沥青含量（%）
最大理论相对密度
毛体积密度
空隙率（%）
矿料间隙率（%）
有效沥青饱和度（%）
4.2
4
2.523
2.343
7.12
15.5
54.2
4.7
4.5
2.505
2.412
3.71
13.5
72.5
5.3
5
2.484
2.435
1.97
13.1
85.0
5.8
5.5
2.467
2.431
1.48
13.7
89.2
6.4
6
2.447
2.420
1.13
14.6
92.3
华东
3.4.1.3 马歇尔实验
进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度和流值，测试结果如表3-17。
表3-17 稳定度与流值
沥青含量（%）
试件编号
稳定度MS（kN）
流值FL(mm）
稳定度均值（kN）
流值均值
劲度模量（kN/mm）
4
1-1
21.04
2.140
21.68
2.73
7.95
1-2
20.14
3.220
1-3
23.85
2.730
1-4
21.68
2.820
4.5
2-1
24.08
3.920
24.07
3.75
6.42
2-2
22.53
4.400
2-3
26.91
3.160
2-4
22.77
3.520
5
3-1
22.57
4.240
22.12
4.01
5.51
3-2
19.34
3.520
3-3
23.89
3.520
3-4
22.66
4.760
5.5
4-1
21.09
4.700
21.06
4.59
4.59
4-2
20.22
4.620
4-3
21.12
4.380
4-4
21.79
4.650
6
5-1
18.35
4.320
20.67
6.07
3.40
5-2
20.28
5.770
5-3
23.38
7.160
5-4
20.66
孔繁森的女儿
7.040
3.4.2 确定最佳油石比
3.4.2.1 绘制体积参数与油石比关系曲线
根据所得实验、计算数据绘制石油比与毛体积密度、VMA、VFA、VV、马歇尔稳定度、流值的关系曲线，如图3-7、3-8、3-9、3-10、3-11、3-12。
图3-11 油石比—空隙率VV关系曲线
图3-12 油石比—流值关系曲线
图3-8 油石比—矿料间隙率VMA关系曲线
图3-7 油石比—毛体积密度关系曲线
图3-10 油石比—马歇尔稳定度关系曲线
图3-9 油石比—沥青饱和度关系曲线
3.4.2.2确定最佳油石比
由图查得最大密度所对应的油石比；最大马歇尔稳定度所对应的油石比；根据规范设计空隙率范围的中值3.5%所对应的油石比；按规范规定沥青饱和度中值80%所对应的油石比。
故，。
根据试验结果，求满足稳定度、流值、饱和度及空隙率要求的油石比共同范围。根据要求得到其公共石油比范围为：4.78%～4.85%，其中值为。
所以可得最佳油石比：
，对应的沥青含量为。
3.4.2.3 设计混合料路用性能检验
高温稳定性性能检验，采用车辙试验检验沥青混合料的高温稳定性，首先按确定的最佳油石比4.9%成型车辙板试件。在60℃、轮压0.7MPa条件下进行车辙试验，测得动稳定度为6897次/mm，符合规范要求。
进行沥青混合料渗水系数试验，试验数据如表3-18。由表中试验数据可以知道，渗水系数为0，沥青混合料不渗水。
表3-18 沥青混合料渗水系数试验表
测试次数
第一次读数时的水量(mL)
第一次读数时的时间(s)
第二次读数时的水量(mL)
第二次读数时的时间(s)
路面渗
水系数
(mL/min)
渗水系
数均值
(mL/min)
1
100
0
100
300
0
0
2
100
0
100
300
0
3
100
0
100
300
0
抗水损害性能检验，按确定的最佳油石比，成型新的马歇尔试件，进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂强度比试验，以检验沥青混合料的抗水害性能。试验结果如表3-18、3-19所示。结果表明，所设计的沥青混合料抗水损害性能满足要求。
表3-19 冻融劈裂强度比试验数据
试验方法
试件高度h(mm)
试验荷载的最大值PT1
试件的劈裂抗拉强度RT1
浸水残留
稳定度
（%）
h1
h2
h3
h4
h平均
(N)
(MPa)
未冻融
二八原理
62.92
62.82
63.12
63.44
63.08
8.68
0.0009
0.0008
94.39
63.44
63.30
63.28
63.64
63.42
7.69
0.0008
62.96
62.78
62.74
63.04
62.88
6.98
0.0007
冻融
63.40
63.18
63.58
63.82
63.50
7.260
0.0007
0.0007
63.54
63.90
63.76
63.70
63.73
7.360
0.0007
64.22
64.42
63.94
64.28
64.22
7.660
0.0007
表3-20 残留马歇尔稳定度试验数据
试验
类 型
试件编号
稳定度
流值
稳定度
均值
流值均值
（0.1mm)
马歇尔
模数
浸水残
留稳定度(%)
MS(kN)
FL(mm)
T(kN/mm)
标准
2-2
24.58
3.56
24.14
37.10
布里渊区6.51
92.13
2-4
23.72
4.74
2-6
24.12
2.83
浸水
2-1
甬台温铁路
17.76
3.87
23.22
38.73
5.99
2-3
28.26
4.52
2-5
23.64
3.23
3.4.2.4 目标配合比设计成果汇总
沥青混合料设计结果汇总表列于表3-20。
表3-20 沥青混合料设计结果汇总表
集料配合比（%）
矿粉
39
0～3mm
22
3～5mm
12
5～10mm
22
10～16mm
5
最佳沥青用量（%）
油石比
4.9
沥青含量
4.67
马歇尔指标
稳定度（kN)
24.14
流值（mm）
3.71
空隙率（%）
2.86
矿料间隙率（%）
13.1
有效沥青饱和度（%）
78.2
沥青混合料毛体积密度（g/cm3）
2.426
技术性能
马歇尔残留稳定度（%）
92.13
冻融劈裂强度比（%）
94.39
动稳定度（次/mm)
6897

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