AC-16沥青混合料配合比设计模板.doc

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1、第 1 页 共 12 页控制编号：TJSZ51202报 告 编 号 ： 2005LQ0662-04 委托协议编号： 2005LQ0662 报告总页数： 12 白集高速一合同（二分部）白集高速一合同（二分部）AC20 型型 沥青混合料目标配合比设计报告沥青混合料目标配合比设计报告（GTM 配合比设计方法）配合比设计方法）委委托托单单位位： 二连至河口国道主干线白集段高速公路第一合同段中铁十六局项目部天天 津津 市市 市市 政政 工工 程程 质质 量量 检检 测测 中中 心心 站站报报 告告 日日 期期 ：2 0 0 5 年年0 7 月月0 8 日日第 2 页 共 12 页报 告 批 准：报 告

2、审 核：负责人及报告编写：参 加 人 员：注意事项：1.本报告无质检报告专用章无效。2.报告涂改作废。3.本报告结果只对来样负责。地 址：天津市河西区平山道 39 号 邮 编：300074 电 话：（022）23351120第 3 页 共 12 页1. 任务来源任务来源受白集高速公路第一合同段中铁十六局项目部委托，进行白集高速一合同二分部中面层 AC-20 型沥青混合料目标配合比设计。2. 依据主要技术规范、试验规程依据主要技术规范、试验规程JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范JTJ0522000公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ0582000公路工程集料试验规程3. 原材料性

3、质分析原材料性质分析白集高速沥青路面中面层采用 AC-20 型沥青混合料。各原材料产地为：内蒙振兴碎石场产粗、细集料，石灰岩矿粉及生石灰。沥青为秦皇岛中油石化有限公司沥青厂提供的金鹿牌石油沥青。试验样品由委托方提供。3.1 沥青沥青对石油沥青按 JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表 1。检测结果表明该样品符合 90 号 A 级沥青技术要求表表 1 1 9090 号沥青检测结果号沥青检测结果检 测 项 目单位90 号、A 级 沥青要求试验结果试验方法针入度（25,100g,5s）0.1mm8010089T0604-2000软化点（环球法）

4、不小于 4444.7T0606-200060动力粘度Pa.s不小于 140157.4T0625-2000延度（5cm/min，10）cm不小于 30100T0605-1993延度（5cm/min，15）cm不小于 100100T0605-1993含蜡量（蒸馏法） %不大于 2.20.66T0615-2000闪点不小于 245249T0611-1993溶解度（三氯乙烯）%不小于 99.599.98T0607-1993密度（15）g/cm3实测记录1.024T0603-1993质量变化%不大于0.8-0.34T0609-1993针入度比%不小于 5768.5T0604-2000延度（10）cm不小

5、于 841.3T0605-1993TFOT 后 残留物 （163，5h） 延度（15）cm-100T0605-1993第 4 页 共 12 页3.2 矿料矿料沥青混合料中的矿料包括粗集料、细集料及矿粉和生石灰。3.2.1 粗集料粗集料粗集料规格为 10mm20mm、5mm10mm、3mm5mm，试验项目及试验结果见表 2。试验结果表明，粗集料各项指标符合 JTG F402004公路沥青路面施工技术规范关于高速公路及一级公路沥青混合料用粗集料的技术要求。表表 2 2 粗集料技术性质粗集料技术性质粗集料试验结果检 测 项 目单位标准要求102051035试验方法集料压碎值%不大于 2811.3-T

6、03162000洛杉矶磨耗损失%不大于 3014.6-表观相对密度不小于2.502.9342.9422.934毛体积相对密度实测记录2.8412.8402.808吸水率%不大于 3.01.11.21.5T03042000对沥青的粘附性级不小于 45-T06161993针片状颗粒含量（混合料）其中粒径大于 9.5mm其中粒径小于 9.5mm%不大于 18不大于 15不大于 2012.211.013.4T03122000软石含量%不大于 50.00.0-T03202000水洗法0.075mm 颗粒含量%不大于 10.10.10.2T031020003.2.2 细集料细集料细集料采用 0mm3mm

7、细集料，试验项目及试验结果见表 3。试验结果表明，细集料各项指标符合 JTG F402004公路沥青路面施工技术规范关于高速公路及一级公路沥青混合料用细集料的技术要求。第 5 页 共 12 页表表 3 3 细集料技术性质细集料技术性质检 测 项 目单位标准要求0mm3mm试验方法表观密度t/m3实测记录2.874表观相对密度-不小于2.502.882T03292000砂当量%不小于6099.0T033419943.2.3 矿粉矿粉矿粉为石灰岩矿粉，试验结果见表 4。试验结果表明，矿粉的各项检测指标均符合JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范关于沥青混合料用矿粉质量要求。表表 4 4

8、矿粉技术性质矿粉技术性质检 测 项 目单位标准要求试验结果试验方法表观密度 t/m3不小于2.502.797表观相对密度-2.802T03522000含水量%不大于10.0T0103 烘干法粒度范围 0.6mm 0.15mm 0.075% % %100 90100 75100100 95.8 84.7T03512000亲水系数-1.00.8T035320004. ACAC2020 型沥青混合料配合比设计型沥青混合料配合比设计根据委托方的要求，采用 GTM 方法进行 AC-20 型沥青混合料目标配合比设计。4.1 矿料级配的确定矿料级配的确定依据 JTG F40-2004 关于 AC-20 型沥

9、青混合料的矿料级配范围要求及天津市市政工程研究院对 AC-20 级配的优化设计研究成果，设计级配确定为 AC-20C 型。级配组成见表 5 并如图 1 所示。第 6 页 共 12 页表表 5 5 矿料筛分及配合比计算结果矿料筛分及配合比计算结果矿料规格（mm）种类矿料规格（mm）种类10205103503矿 粉生石 灰矿料配合比例（%）10205103503矿 粉生石 灰 44.414.85.329.54.71.3孔径mm各规格种类矿料通过百分率(配合前)(%)各规格种类矿料通过百分率(配合后)(%)级配设计结果(%)建议 级配 控制 范围(%)26.5100.0 100.0 100.0 10

10、0.0 100.0 100.044.414.85.329.54.71.3100.01001995.5 100.0 100.0 100.0 100.0 100.042.414.85.329.54.71.398.0941001673.5 100.0 100.0 100.0 100.0 100.032.614.85.329.54.71.388.2829213.246.8 100.0 100.0 100.0 100.0 100.020.814.85.329.54.71.376.469799.59.6 99.8 100.0 100.0 100.0 100.04.314.85.329.54.71.359.

11、857674.750.1 20.7 100.0 100.0100.0 100.00.13.15.329.54.71.343.937472.360.0 0.1 5.5 83.3100.0 100.00.00.00.324.64.71.330.824321.180.0 0.0 0.6 39.4100.0 100.00.00.00.011.64.71.317.614210.60.0 0.0 0.0 11.5100.0 100.00.00.00.03.44.71.39.48.5140.30.0 0.0 0.0 0.499.4 92.50.00.00.00.14.61.25.95.5100.150.0

12、0.0 0.0 0.495.8 80.30.00.00.00.14.51.05.64.580.0750.0 0.0 0.0 0.484.7 73.10.00.00.00.13.90.95.047第 7 页 共 12 页图图 1 1 矿料级配曲线矿料级配曲线26.5191613.29.52.361.180.60.30.150.0754.750102030405060708090100筛孔尺寸（mm）各筛孔通过百分率（%）合成级配设计上限设计下限规范上限规范下限第 8 页 共 12 页4.2 油石比的确定油石比的确定AC-20 型沥青混合料配合比设计采用 GTM 方法。试件成型条件为：垂直压力0.

13、7MPa；拌合温度 155；成型温度 143147；控制方式为极限平衡状态。选择 3.8、4.1、 4.4、4.7油石比，按上述条件成型 GTM 试件。按T0705-2000（表干法）测定试件毛体积相对密度，根据沥青浸渍法实测合成集料的有效相对密度（见表 6）计算沥青混合料最大理论相对密度。并据此计算试件体积参数。GTM 试件体积参数及马歇尔试验结果见表 7，GTM 试验结果见表 8 及图 2。表表 6 6 合成集料有效相对密度试验结果合成集料有效相对密度试验结果项目盆勺 重 （g）盆勺 水中重 （g）盆勺 料重 （g）盆勺 油料重 （g）盆勺油 料水中重 （g）相对 密度平均 有效相 对密度

14、120.18 91.14 616.37 939.96 419.27 2.8602 合成集料 120.29 90.77 616.33 974.76 419.59 2.8635 2.862石油沥青119.2190.71-587.0698.551.017-表表 7 7 ACAC2020 型沥青混合料型沥青混合料 GTMGTM 试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果序号油石比 （%）理论最大 相对密度表干法毛 体积相对 密度VV （%）VMA （%）VFA （%）稳定度 （kN）流值 （0.1mm）13.82.684 2.5485.0 14.2 64.6 15.92 33

15、.7 24.12.671 2.5883.1 13.1 76.3 16.30 34.1 34.42.659 2.5982.3 13.1 82.5 16.52 34.8 44.72.646 2.6240.9 12.4 93.0 17.13 42.1 表表 9 9 ACAC2020 型沥青混合料型沥青混合料 GTMGTM 试验结果试验结果序号油石比(%)表干法毛体积相对密度GSIGSF13.82.5480.98 1.31 24.12.5881.02 1.31 34.42.5981.19 1.28 44.72.6241.43 1.25 第 9 页 共 12 页2.5402.5552.5702.5852

16、.6002.6152.6303.53.84.14.44.75.0油石比（%）毛体积相对密度0.901.001.101.201.301.401.503.53.84.14.44.75.0油石比（%）GSI1.241.261.271.291.301.321.333.53.84.14.44.75.0油石比（%）GSF图图 2 2 GTMGTM 试验参数随油石比的变化曲线试验参数随油石比的变化曲线第 10 页 共 12 页由表 8 及图 2 可见，判定沥青混合料这种粒状塑性材料是否会出现塑性变形过大现象的指标 GSI（稳定系数）随油石比的增加而增加，但当油石比等于 4.1时，GSI1.0；当油石比大于

17、4.1后，GSI 大幅度增大，曲线已呈急剧增加趋势，表明混合料中的沥青已过量，试件的塑性变形过大；从反映沥青混合料抗剪强度方面的参数GSF（安全系数）随油石比的变化情况来看，油石比等于 4.1时，GSF 值最大，而当油石比大于 4.1时，随油石比的增加，GSF 值减小。综合考虑 GTM 试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势，将 AC-20 型沥青混合料最大油石比确定为 4.2%。考虑到该工程所处的地区气候特点、高速公路渠化交通的特点以及便于施工控制,此沥青混合料的油石比范围为 4.14.4。目标配合比设计结果为： 10mm20mm：5mm10mm：3mm5mm：0mm3mm：矿粉：生石灰=4

18、4.4：14.8：5.3：29.5：4.7：1.3。最佳油石比为 4.2。5. ACAC2020 型沥青混合料配合比设计结果检验型沥青混合料配合比设计结果检验5.1 水稳定性检验水稳定性检验水稳定性试验结果见表 9。试验结果表明，用 GTM 方法优化出的 AC- -20 型沥青混合料抗水损坏性能满足规范要求。表表 9 9 ACAC2020 型沥青混合料水稳定性检验结果型沥青混合料水稳定性检验结果项目油石比（）规范要求混合料检验结果试验方法残留稳定度（%）4.2不小于 7583.7T0709-2000残留强度比（%）4.2不小于 7077.5T0729-20005.2 车辙试验车辙试验车辙试验结

19、果见表 10。试验温度为 60，轮压 0.7MPa。结果表明，GTM 法设计的 AC-20 型沥青混合料具有优良的抗车辙能力。表表 1010 ACAC2020 型沥青混合料车辙试验结果型沥青混合料车辙试验结果试验温度油石比 （）试验 项目规范 要求试验 结果试验 方法604.2平均动稳定度（次 /mm）不小于 8001982T0719-1993第 11 页 共 12 页变异系数（%）不大于 2016.25.3 弯曲试验弯曲试验弯曲试验结果见表 11。试验温度为-10，控温精度为0.1，加载速率50mm/min。试验设备为 MTS-810（TESTSTAR-型） 。表表 1111 ACAC202

20、0 型沥青混合料弯曲试验结果（油石比型沥青混合料弯曲试验结果（油石比 4.2%4.2%）项目单位检验结果试验方法弯曲试验破坏应变（）-1776.3抗弯拉强度MPa12.02弯曲劲度模量MPa6763应变能KJ/m2117.5T0715-19935.4 渗水试验渗水试验渗水试验结果见表 12。结果表明用轮碾法成型的试件不透水，满足 JTG F402004 的技术要求。表表 1212 ACAC2020 型沥青混合料试件渗水试验结果型沥青混合料试件渗水试验结果项目油石比（）实测记录试验方法渗水系数（mL/min ）4.2不透水T0730-20006. GTM 试件密度与马歇尔试件密度的对应关系试件密

21、度与马歇尔试件密度的对应关系建议用 GTM 进行生产配合比设计，并以 GTM 试件密度作为评定压实度的标准密度。当工地无 GTM 时，可按“密度等值”方法确定试件的密度。即 GTM 试件密度双面击实 75 次的马歇尔试件密度修正系数。对比试验结果见表 13。表表 1313 两种成型方式对比试验结果两种成型方式对比试验结果成型温度（）成型方法油石比（）表干法 毛体积相对密度修正系数143147GTM4.22.5911.029第 12 页 共 12 页143147马歇尔 （双面击实 75 次）4.22.5177. 结论结论目标配合比设计结果见表 14。表表 1414 ACAC2020 型沥青混合料目标配合比设计结果型沥青混合料目标配合比设计结果材料 种类10205103503矿粉生石灰最佳油石比（）油石比范围（）比例 （%）44.414.85.329.54.71.34.24.14.4