AC16沥青混合料配合比设计模板.docx
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AC16沥青混合料配合比设计模板
控制编号：
TJSZ—512—02
报告编号：
委托协议编号：
报告总页数：
2005—LQ0662-04
2005—LQ0662
12
白集高速一合同（二分部）AC—20型
沥青混合料目标配合比设计报告
（GTM配合比设计方法）
委托单位：
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
天津市市政工程质量检测中心站
报告日期：
2005年07月08日
第1页共12页
报告批准：
报告审核：
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2页共12页
1.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
JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》
JTJ052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
JTJ058—2000《公路工程集料试验规程》
3.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
对石油沥青按JTGF40-2004《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190
号沥青检测结果
检测项目
单位
90号、A级
试验结果
试验方法
沥青要求
针入度（25℃,100g,5s）
0.1mm
80～100
89
T0604-2000
软化点（环球法）
℃
不小于44
44.7
T0606-2000
60℃动力粘度
Pa.s
不小于140
157.4
T0625-2000
延度（5cm/min，10℃）
cm
不小于30
>100
T0605-1993
延度（5cm/min，15℃）
cm
不小于100
>100
T0605-1993
含蜡量（蒸馏法）
%
不大于2.2
0.66
T0615-2000
闪点
℃
不小于245
249
T0611-1993
溶解度（三氯乙烯）
%
不小于99.5
99.98
T0607-1993
密度（15℃）
g/cm3
实测记录
1.024
T0603-1993
质量变化
%
不大于±0.8
-0.34
T0609-1993
TFOT后
针入度比
%
不小于57
68.5
T0604-2000
残留物
延度（10℃）
cm
不小于8
41.3
T0605-1993
（163℃，5h）
延度（15℃）
cm
-
>100
T0605-1993
第3页共12页
3.2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
粗集料规格为10mm～20mm、5mm～10mm、3mm～5mm，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JTGF40—2004《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2粗集料技术性质
粗集料试验结果
检测项目
单位
标准要求
10～
5～
3～
试验方法
20
10
5
集料压碎值
%
不大于28
11.3
-
-
T0316—2000
洛杉矶磨耗损失
%
不大于30
14.6
-
表观相对密度
—
不小于2.50
2.934
2.942
2.934
毛体积相对密度
—
实测记录
2.841
2.840
2.808
T0304—2000
吸水率
%
不大于3.0
1.1
1.2
1.5
对沥青的粘附性
级
不小于4
5
-
-
T0616—1993
针片状颗粒含量（混合料）
%
不大于18
12.2
其中粒径大于
9.5mm
%
不大于15
11.0
T0312—2000
其中粒径小于
9.5mm
%
不大于20
13.4
软石含量
%
不大于5
0.0
0.0
-
T0320—2000
水洗法＜0.075mm
%
不大于1
0.1
0.1
0.2
T0310—2000
颗粒含量
3.2.2细集料
细集料采用0mm～3mm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JTGF40—2004《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4页共12页
表3细集料技术性质
检测项目
单位
标准要求
0mm～3mm
试验方法
表观密度
t/m3
实测记录
2.874
T0329—2000
表观相对密度
-
不小于2.50
2.882
砂当量
%
不小于60
99.0
T0334—1994
3.2.3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
JTGF40-2004《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4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2.50
2.797
T0352—2000
表观相对密度
-
-
2.802
含水量
%
不大于1
0.0
T0103烘干法
粒度范围<0.6mm
%
100
100
<0.15mm
%
90～100
95.8
T0351—2000
<0.075
%
75～100
84.7
亲水系数
-
＜1.0
0.8
T0353—2000
4.AC—20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
依据JTGF40-2004关于AC-20型沥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5页共12页
表5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
10～
5～
3～
0～
矿
生石
孔径
级配
建议
20
10
5
3
粉
灰
设计
级配
控制
10～
5～
3～
0～
矿
生石
矿料配合比例（%）
结果
范围
20
10
5
3
mm
粉
灰
44.4
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
（%）
（%）
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）（%）
26.5
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
44.4
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
100.0
100
19
95.5
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
42.4
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
98.0
94～100
16
73.5
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
32.6
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
88.2
82～92
13.2
46.8
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
20.8
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
76.4
69～79
9.5
9.6
99.8
100.0
100.0
100.0
100.0
4.3
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
59.8
57～67
4.75
0.1
20.7
100.0
100.0
100.0
100.0
0.1
3.1
5.3
29.5
4.7
1.3
43.9
37～47
2.36
0.0
0.1
5.5
83.3
100.0
100.0
0.0
0.0
0.3
24.6
4.7
1.3
30.8
24～32
1.18
0.0
0.0
0.6
39.4
100.0
100.0
0.0
0.0
0.0
11.6
4.7
1.3
17.6
14～21
0.6
0.0
0.0
0.0
11.5
100.0
100.0
0.0
0.0
0.0
3.4
4.7
1.3
9.4
8.5～14
0.3
0.0
0.0
0.0
0.4
99.4
92.5
0.0
0.0
0.0
0.1
4.6
1.2
5.9
5.5～10
0.15
0.0
0.0
0.0
0.4
95.8
80.3
0.0
0.0
0.0
0.1
4.5
1.0
5.6
4.5～8
0.075
0.0
0.0
0.0
0.4
84.7
73.1
0.0
0.0
0.0
0.1
3.9
0.9
5.0
4～7
第6页共12页
100
合成级配
设计上限
90
设计下限
80
70
）
%
（60
率
分
百50
过
通
孔
筛40
各
30
20
10
规范上限
规范下限
0
0.150.61.182.364.759.513.2161926.5
0.0750.3
筛孔尺寸（mm）
图1矿料级配曲线
第7页共12页
4.2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
0.7MPa；拌合温度155℃；成型温度143℃～147℃；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6合成集料有效相对密度试验结果
盆勺
盆勺
盆勺
盆勺
盆勺油
相对
平均
项目
重
水中重
料重
油料重
料水中重
有效相
密度
（g）
（g）
（g）
（g）
（g）
对密度
合成集料
120.18
91.14
616.37
939.96
419.27
2.8602
2.862
120.29
90.77
616.33
974.76
419.59
2.8635
石油沥青
119.21
90.71
----
587.06
98.55
1.017
----
表7
AC—20型沥青混合料GTM试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果
油石比
理论最大
表干法毛
VV
VMA
VFA
稳定度
流值
序号
体积相对
（%）
相对密度
（%）
（%）
（%）
（kN）
（0.1mm）
密度
1
3.8
2.684
2.548
5.0
14.2
64.6
15.92
33.7
2
4.1
2.671
2.588
3.1
13.1
76.3
16.30
34.1
3
4.4
2.659
2.598
2.3
13.1
82.5
16.52
34.8
4
4.7
2.646
2.624
0.9
12.4
93.0
17.13
42.1
表9AC—20型沥青混合料
GTM试验结果
序号
油石比（%）
表干法毛体积相对密度
GSI
GSF
1
3.8
2.548
0.98
1.31
2
4.1
2.588
1.02
1.31
3
4.4
2.598
1.19
1.28
4
4.7
2.624
1.43
1.25
第8页共12页
2.630
2.615
度
密2.600
对
相2.585
积
体毛2.570
2.555
2.540
3.53.84.14.44.75.0
油石比（%）
1.50
1.40
1.30
I
S1.20
G
1.10
1.00
0.90
3.53.84.14.44.75.0
油石比（%）
1.33
1.32
1.30
F
S1.29
G
1.27
1.26
1.24
3.53.84.14.44.75.0
油石比（%）
图2GTM试验参数随油石比的变化曲线
第9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，GSI≈1.0；当油石比大于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4.1％～4.4％。
目标配合比设计结果为：
10mm～20mm：
5mm～10mm：
3mm～5mm：
0mm～3mm：
矿粉：
生石灰=44.4：
14.8：
5.3：
29.5：
4.7：
1.3。
最佳油石比为4.2％。
5.AC—20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9AC—20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75
83.7
T0709-2000
残留强度比（%）
4.2
不小于70
77.5
T0729-2000
5.2车辙试验
车辙试验结果见表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10AC—20型沥青混合料车辙试验结果
试验温度
油石比
试验
规范
试验
试验
（％）
项目
要求
结果
方法
60℃
4.2
平均动稳定度（次
/mm）
不小于800
1982
T0719-1993
变异系数（%）
不大于20
16.2
第10页共12页
5.3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-Ⅱ型）。
表11AC—20型沥青混合料弯曲试验结果（油石比
4.2%）
项目
单位
检验结果
试验方法
弯曲试验破坏应变（με）
-
1776.3
抗弯拉强度
MPa
12.02
T0715-1993
弯曲劲度模量
MPa
6763
应变能
KJ/m2
117.5
5.4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JTGF40—2004
的技术要求。
表12AC—20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T0730-2000
6.GTM试件密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13
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
修正系数
毛体积相对密度
143～147
GTM
4.2
2.591
马歇尔
1.029
143～147
4.2
2.517
（双面击实75次）
第11页共12页
7.结论
目标配合比设计结果见表14。
表14AC—20型沥青混合料目标配合比设计结果
材料
10～
5～
3～
0～
矿
生石
最佳
油石比
油石比
范围
种类
20
10
5
3
粉
灰
（％）
（％）
比例
44.4
14.8
5.3
29.5
4.7
1.3
4.2
4.1～4.4
（%）
第12页共12页
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