AC 沥青混合料配合比设计.docx
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AC沥青混合料配合比设计
报告编号：
委托协议编号：
报告总页数：
AC—13C型普通
沥青混合料目标配合比设计报告
江西省路翔工程材料有限公司
天津市市政工程质量检测中心站
报告日期：
2005年07月27日
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：
南昌市青山湖区罗家集板溪村八一砖化厂
1.概述
江西路翔工程材料有限公司是一家立足于南昌市的商品沥青混凝土搅拌站，主要生产沥青、摊铺、销售。
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
采用AC-13C型普通沥青混合料。
各原材料产地为：
碎石高安石下采石场；浙江镇海石化沥青。
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70号沥青样品符合I-C级沥青技术要求。
表1SBS改性沥青检测结果
检测
项目
单
位
SBSI-C级沥青要求
试验
结果
评价
结果
试验
方法
针入度（25℃,100g,5s）
0.1mm
60～80
70
合格
T0604—2000
延度（5℃,5cm/min）
cm
不小于30
43.0
合格
T0605—1993
软化点（环球法）
℃
不小于55
86.0
合格
T0606—2000
运动粘度（135℃）
Pa.s
不大于3
1.425
合格
T0625—2000
闪点（COC）
℃
不小于230
238
合格
T0611—1993
密度（15℃）
g/cm3
实测
1.020
合格
T0603—1993
溶解度（三氯乙烯）
%
不小于99
99.90
合格
T0607—1993
离析（48h软化点差）
℃
不大于2.5
0.2
合格
T0661—2000
弹性恢复（25℃）
％
不小于65
100.0
合格
T0662—2000
RTFOT后残留物
质量变化
%
不大于±1.0
-0.50
合格
T0610—1993
残留针入度比
%
不小于60
80.0
合格
T0604—2000
延度（5℃,5cm/min）
cm
不小于20
31.0
合格
T0605—1993
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～15mm、5mm～10mm、3mm～5mm，试验项目及试验结果见表2。
试验结果表明，粗集料各项指标均符合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
检测项目
单位
要求
粗集料试验结果
试验方法
10mm～15mm
5mm～
10mm
3mm～
5mm
集料压碎值
%
≤26
15.2
-
-
T0316—2000
洛杉矶磨耗损失
%
≤28
16.5
-
T0317—2000
表观相对密度
—
≥2.60
2.720
2.719
2.721
T0304-2000
毛体积相对密度
—
实测值
2.668
2.655
2.614
吸水率
%
≤2.0
0.7
0.9
1.5
对沥青的粘附性
级
≥4
5
-
-
T0616—1993
混合料针片状
颗粒含量
％
≤15
14.6
T0312—2000
粒径大于9.5mm针片状颗粒含量
%
≤12
11.6
粒径小于9.5mm针片状颗粒含量
%
≤18
15.7
水洗法＜0.075mm
颗粒含量
%
≤1
0.2
0.2
0.5
T0310—2000
软石含量
%
≤3
0
0
-
T0320—2000
3.2.2细集料
细集料采用机制砂和天然砂，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。
表3细集料技术性质
检测项目
单位
要求
试验结果
试验方法
机制砂
天然砂
表观密度
t/m3
—
2.682
2.594
T0328—2000
表观相对密度
—
不小于2.50
2.690
2.602
含泥量（小于0.075mm的含量）
%
不大于3
---
1.3
T0333—2000
砂当量
%
不小于60
77.3
78.8
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》关于高速公路及一级公路沥青混合料用矿粉的技术要求。
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
2.703
T0352—2000
表观相对密度
-
-
2.708
含水量
%
不大于1
0.0
T0103烘干法
粒度范围<0.6mm
<0.15mm
<0.075
%
%
%
100
90～100
75～100
100
93.3
82.2
T0351—2000
亲水系数
-
＜1.0
0.8
T0353—2000
4.AC—13型改性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-13型改性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-13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-13级配的优化设计研究成果，设计级配确定为AC-13C型。
级配组成见表5并如图1所示。
表5矿料筛分及配合比计算结果
筛孔
直径
mm
料规格（mm）种类
矿料规格（mm）种类
合成
级配
（%）
建议
级配
中值
（%）
建议
级配
范围
（%）
10～15
5～10
3～5
机制砂
天然砂
矿粉
生石灰
矿料配合比例（%）
10～15
5～10
3～5
机制砂
天然砂
矿粉
生石灰
37.0
13.9
15.9
18.5
10.0
3.4
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）（%）
16
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
37.0
13.9
15.9
18.5
10.0
3.4
1.3
100.0
100.0
100
13.2
92.7
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
34.3
13.9
15.9
18.5
10.0
3.4
1.3
97.3
97.5
95～100
9.5
32.6
99.7
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
12.0
13.9
15.9
18.5
10.0
3.4
1.3
75.0
75.0
70～80
4.75
0.1
4.0
89.3
100.0
95.4
100.0
100.0
0.0
0.6
14.2
18.5
9.5
3.4
1.3
47.5
47.5
43～52
2.36
0.1
0.1
1.3
87.2
79.3
100.0
100.0
0.0
0.0
0.2
16.2
7.9
3.4
1.3
29.0
31.5
28～35
1.18
0.1
0.1
0.3
63.8
61.6
100.0
100.0
0.0
0.0
0.0
11.8
6.2
3.4
1.3
22.8
20.0
17～23
0.6
0.1
0.1
0.3
42.0
33.3
100.0
99.9
0.0
0.0
0.0
7.8
3.3
3.4
1.3
15.9
14.5
12～17
0.3
0.1
0.1
0.3
26.0
10.4
99.0
99.7
0.0
0.0
0.0
4.8
1.0
3.4
1.3
10.6
10.5
8～13
0.15
0.1
0.1
0.3
15.2
2.6
93.3
92.8
0.0
0.0
0.0
2.8
0.3
3.2
1.2
7.5
8.0
6～10
0.075
0.1
0.1
0.3
10.0
1.3
82.2
87.5
0.0
0.0
0.0
1.9
0.1
2.8
1.1
6.0
6.0
5～7
图1矿料级配曲线
4.2油石比的确定
AC-13C型沥青混合料配合比设计采用马歇尔成型。
试件成型条件为：
垂直压力0.7MPa；拌合温度170℃；成型温度160℃～165℃；控制方式为极限平衡状态。
选择油石比4.6%、4.9%、5.2%、5.5%，按上述条件成型试件。
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
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）
有效
相对
密度
平均
有效相
对密度
合成集料
117.5
90.1
778.8
1095.3
507.3
2.662
2.667
124.4
95.3
786.0
1114.0
513.8
2.672
改性沥青
117.2
88.4
----
540.7
94.1
1.014
----
表7AC—13型改性沥青混合料GTM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）
1
4.6
2.489
2.408
3.3
13.7
76.2
16.41
35.5
2
4.9
2.479
2.418
2.4
13.6
82.1
19.66
37.6
3
5.2
2.468
2.432
1.5
13.3
88.9
16.06
38.6
4
5.5
2.458
2.440
0.7
13.3
94.4
14.63
40.1
表8AC—13C试验结果
序号
油石比（%）
表干法毛体积相对密度
GSI
GSF
1
4.6
2.408
0.98
1.32
2
4.9
2.418
1.00
1.34
3
5.2
2.432
1.04
1.31
4
5.5
2.440
1.16
1.24
图2GTM试验参数随油石比的变化曲线
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，当油石比等于4.9%时，GSI=1.0；当油石比大于4.9%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4.9%时，GSF值最大，而当油石比大于4.9%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-13型改性沥青混合料最大油石比确定为4.9%。
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4.7%～5.0%。
目标配合比设计结果为：
10mm～15mm：
5mm～10mm：
3mm～5mm：
机制砂：
天然砂：
矿粉：
生石灰=37.0：
13.9：
15.9：
18.5：
10.0：
3.4：
1.3。
最佳油石比为4.9％。
5.AC—13型改性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-13型改性沥青混合料抗水损坏性能满足规范要求。
表9AC—13型改性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（%）
4.9
不小于80
83.2
T0709-2000
残留强度比（%）
4.9
不小于75
86.8
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—13型改性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
60℃
4.9
平均动稳定度（次/mm）
不小于2400
4924.5
T0719-1993
变异系数（%）
不大于20
15.6
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—13型改性沥青混合料弯曲试验结果（油石比4.9%）
项目
单位
检验结果
试验方法
弯曲试验破坏应变（με）
-
2687.4
T0715-1993
抗弯拉强度
MPa
11.83
弯曲劲度模量
MPa
4402
应变能
kJ/m2
174.8
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—13型改性沥青混合料试件渗水试验结果
项目
油石比（％）
渗水系数要求（ml/min）
实测值
试验方法
渗水系数（mL/min）
4.9
不大于120
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
毛体积相对密度
修正系数
160～165
GTM
4.9
2.418
1.020
160～165
马歇尔
（双面击实75次）
4.9
2.370
7.结论
目标配合比设计结果见表14。
表14AC—13型改性沥青混合料目标配合比设计结果
材料
种类
10～
15
5～
10
3～
5
机制砂
天然砂
矿
粉
生石
灰
最佳
油石比
（%）
油石比
范围
（%）
比例
（%）
37.0
13.9
15.9
18.5
10.0
3.4
1.3
4.9
4.7～5.0
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