D4上面层目标配合比报告.docx
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D4上面层目标配合比报告
沥青面层文件编号：
1－024
齐白公路齐齐哈尔至
泰来（省界）段工程建设项目
D4标段上面层AC-16目标配合比设计
齐泰公路项目路面工程
材料配合比设计与施工期技术服务组
2009年06月14日
D4标段上面层AC-16目标配合比设计
一．概况
齐泰公路上面层为AC-16。
D4标段料源为龙江东华镇东河口，标段自行加工19~26.5、9.5~19、4.75~9.5mm碎石和2.36~4.75、0~2.36mm机制砂；采用吉林省梨树县郭家店大顶山矿粉和安达SBS改性沥青。
开展原材料和混合料的各项试验，确定AC-16沥青混合料配合比。
具体试验简介如下：
1、原材料试验
（1）基岩无侧限抗压强度；
（2）岩石学命名；（3）SiO2含量；（4）各档集料的筛分；（5）集料的密度；（6）集料的压碎值；（7）粗集料的针片状含量；（8）粗集料与沥青的粘附性；（9）矿粉密度；（10）矿粉安定性；（11）沥青三大指标；（12）沥青旋转薄膜加热试验等。
2、混合料试验
（1）马歇尔击实试验；
（2）马歇尔试件密度试验（表干法）；（3）沥青混合料理论最大相对密度试验；（4）马歇尔稳定度试验；（5）车辙试验；（6）小梁低温弯曲试验；（7）冻融劈裂试验；（8）渗水试验。
3、试验依据
（1）《公路工程岩石试验规程》（JTGE41—2005）；
（2）《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）；（3）《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG052—2000）；（4）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）；（5）《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）。
4、试验设备：
万能压力机，标准筛，沥青针入度仪，沥青延度仪，电子秤，烘箱，马歇尔击实仪，马歇尔稳定度仪，车辙试验机，MTS等。
二．原材料性质
2.1集料性质
按照《公路工程岩石试验规程》（JTGE41—2005）评价基岩各项性质，见表1。
按照《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）开展石料和矿粉的各项性能试验，分别列于表2~表4。
表1基岩各项性质
料源
名称
SiO2含量（%）
基岩抗压强度（MPa）
东河口石场
玄武岩
48.70
146.1
表2集料基本性质汇总
规格（mm）
针片状含量（%）
0.075mm以下含量（%）
9.5~19
9.2
0.2
4.75~9.5
15.5
0.4
2.36~4.75
—
0.7
0~2.36
—
9.6
粗集料与沥青粘附性（级）
压碎值（%）
基质沥青
改性沥青
7.4
3
4
表3单档集料密度
粒径（mm）
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
表观相对密度
2.679
2.700
2.698
2.717
2.701
2.761
表干相对密度
2.634
2.655
2.637
2.640
2.599
2.605
毛体积相对密度
2.608
2.629
2.600
2.595
2.539
2.516
吸水率（%）
1.0
1.0
1.4
1.7
2.4
3.5
粒径（mm）
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
表观相对密度
2.647
2.641
2.619
2.625
2.544
表4矿粉性质
试验项目
表观密度（g/cm3）
亲水系数
塑性指数
加热安定性
数值等
2.717
0.8
3.5
颜色无变化
2.2沥青性质
按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG052—2000），试验得到SBS改性沥青各项指标，见表5。
表5SBS改性沥青技术指标
项目
数值
技术标准
针入度（100g，5s）
25℃（0.1mm）
71
60~80
延度（5cm/min）
5℃（cm）
41
≥40
软化点（环球法）（℃）
75.8
≥75
弹性恢复25℃（%）
97
≥90
运动粘度（Pa•S）
135℃
1.03
1~3
旋转薄膜加热试验（163℃,75min）
质量损失（%）
-0.54
±1.0
针入度比（%）
67
≮65
延度
5℃（cm）
31
≮30
动态剪切70℃G*/sinδ（kpa）
原样沥青
>1.0
≥1.0
RTFOT试验后
1.6
≥2.2
PAV老化后
动态剪切25℃G*/sinδ（kpa）
600
≤5000
蠕变劲度-18℃（Mpa）
310
≤300
m值
0.4
≥0.3
三．目标配合比设计
3.1配合比初步调试
根据各种规格石料和矿粉的颗粒组成，按照《沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）的级配范围要求，初步调试混合料配合比，见表6。
3.2确定最佳油石比
采用《沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）附录B热拌沥青混合料配合比设计方法。
表7汇总了马歇尔试件的毛体积密度、理论最大相对密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、稳定度、流值等指标。
根据表7，绘制各项指标随油石比的变化曲线，见图2。
按照规范要求，确定最佳油石比为4.8%。
表6AC-16配合比
通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%）
筛孔
19~26.5
9.5~19
4.75~9.5
2.36~4.75
0~2.36
矿粉
合成
下限
上限
19
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100.0
100
100
100
16
63.1
100.0
100.0
100.0
100.0
89.7
90
100
92
13.2
28.1
100.0
100.0
100.0
100.0
79.9
70
92
80
9.5
3.6
99.3
100.0
100.0
100.0
72.8
60
80
72
4.75
0.0
2.7
97.9
100.0
100.0
43.6
34
62
56
2.36
0.0
0.1
1.8
94.2
100.0
31.6
20
48
44
1.18
0.0
0.1
0.7
60.1
100.0
22.3
13
36
33
0.6
0.0
0.1
0.7
45.0
100.0
18.3
9
26
24
0.3
0.0
0.1
0.7
27.8
98.9
13.5
7
18
17
0.15
0.0
0.1
0.7
15.7
91.7
9.8
5
14
13
0.075
0.0
0.1
0.7
10.1
82.7
7.8
4
8
7
比例
28
29
10
27
6
100
图1AC-16目标配合比设计级配曲线
表7马歇尔设计法确定沥青混合料最佳油石比
试件编号
油石比（%）
试件高度（mm）
空气中质量（g）
水中质量（g）
表干质量（g）
毛体积相对密度
理论最大相对密度
矿料合成毛体积相对密度
矿料占沥青混合料的比例（%）
试件空隙率VV（%）
矿料间隙率VMA（%）
有效沥青的饱和度VFA（%）
马歇尔稳定度MS（kN）
流值FL（0.1mm）
1
2
3
4
平均
（0）
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
（6）
（7）
（8）
（9）
（10）
（11）
（12）
（13）
（14）
A-1
4.0
64.76
64.80
64.76
64.80
64.78
1188.4
686.0
1200.1
2.312
2.441
2.568
96.2
5.3
13.4
60.6
9.28
28.2
A-2
4.0
62.20
61.60
61.82
61.84
61.87
1138.6
653.8
1150.9
2.290
2.441
2.568
96.2
6.2
14.2
56.7
9.98
26.3
A-3
4.0
63.52
63.50
63.48
63.40
63.48
1188.6
682.0
1197.7
2.305
2.441
2.568
96.2
5.6
13.7
59.3
8.47
25.5
平均
4.0
2.302
5.7
13.8
58.9
9.24
26.7
B-1
4.5
62.20
62.00
62.30
62.00
62.13
1172.8
670.4
1178.3
2.309
2.426
2.568
95.7
4.8
14.0
65.5
10.82
33.6
B-2
4.5
62.40
62.80
62.50
62.60
62.58
1196.9
686.7
1202.8
2.319
2.426
2.568
95.7
4.4
13.6
67.6
11.86
27.5
B-3
4.5
63.00
63.00
62.80
63.10
62.98
1197.2
685.9
1201.5
2.322
2.426
2.568
95.7
4.3
13.5
68.2
11.77
29.4
平均
4.5
2.317
4.5
13.7
67.1
11.48
30.2
C-1
5.0
63.76
63.74
63.70
63.80
63.75
1191.2
686.2
1200.1
2.318
2.415
2.568
95.2
4.0
14.0
71.4
11.54
30.8
C-2
5.0
62.70
62.36
62.60
62.70
62.59
1201.7
690.1
1204.1
2.338
2.415
2.568
95.2
3.2
13.3
76.0
11.07
35.0
C-3
5.0
61.90
62.50
62.14
62.34
62.22
1192.1
685.1
1194.8
2.339
2.415
2.568
95.2
3.2
13.3
76.2
12.86
32.4
平均
5.0
2.332
3.5
13.5
74.5
11.82
32.7
D-1
5.5
62.70
63.00
63.76
63.00
63.12
1219.6
705.1
1222.0
2.359
2.385
2.568
94.8
1.1
12.9
91.7
11.20
36.8
D-2
5.5
62.78
62.90
63.40
62.92
63.00
1210.5
699.4
1213.0
2.357
2.385
2.568
94.8
1.2
13.0
90.9
10.19
30.5
D-3
5.5
62.40
62.32
62.10
62.50
62.33
1185.6
684.6
1189.0
2.351
2.385
2.568
94.8
1.4
13.2
89.1
10.04
33.8
平均
5.5
2.356
1.2
13.1
90.6
10.48
33.7
E-1
6.0
62.78
61.98
61.90
62.20
62.22
1220.2
703.8
1222.3
2.353
2.374
2.568
94.3
0.9
13.5
93.6
9.32
35.0
E-2
6.0
61.32
61.64
61.60
62.00
61.64
1189.4
686.1
1192.1
2.351
2.374
2.568
94.3
1.0
13.6
92.8
11.58
34.7
E-3
6.0
62.80
62.90
62.60
62.52
62.71
1204.1
694.4
1205.4
2.356
2.374
2.568
94.3
0.7
13.4
94.5
12.75
37.5
平均
6.0
2.353
0.9
13.5
93.6
11.22
35.7
图2马歇尔试件各项指标随油石比变化曲线
3.3混合料路用性能评价
沥青混合料的高温、低温和水稳定性能分别用车辙试验、低温小梁弯曲试验和冻融劈裂试验来评价。
混合料渗水性能在铺筑的下面层试验段上开展。
各项性能的试验结果汇总在表8中，详细的试验数据分别见表9~表10。
表8沥青混合料各项路用性能汇总
指标
动稳定度（次/mm）
最大弯拉应变（）
弯曲劲度模量（MPa）
冻融劈裂强度比（%）
渗水系数（mL/min）
数值
10780
3020
3351
96.2
试验段实测
标准
≮2400
≮2800
—
≮80
3.4结论
AC-16目标配合比满足各项路用性能要求。
表9沥青混合料车辙试验
试件编号
45min深度（mm）
60min深度（mm）
试验机类型修正系数
试件系数
试验轮往返碾压速度（mm/min）
动稳定度（次/mm）
平均（次/mm）
1
0.61
0.67
1.00
1.00
42.00
10810
10708
2
0.55
0.61
10814
3
0.62
0.68
10500
表10沥青混合料冻融劈裂试验
条件
编号
空气中质量（g）
水中质量（g）
表干质量（g）
吸水率（%）
毛体积相对密度
理论最大相对密度
空隙率（%）
高度（mm）
均值（mm）
PT（kN）
RT（MPa）
TSR（%）
冻融
1
1158.2
666.9
1161.8
0.3
2.340
2.421
3.3
63.00
62.86
62.66
63.14
62.92
13.02
1.30
96.2
2
1157.3
668.3
1161.0
0.3
2.349
2.421
3.0
62.68
62.46
62.78
63.02
62.74
11.27
1.13
3
1160.1
669.3
1164.5
0.4
2.343
2.421
3.2
62.64
62.88
62.86
62.46
62.71
11.24
1.13
4
1163.1
668.3
1167.9
0.4
2.328
2.421
3.8
63.40
63.04
62.86
63.10
63.10
11.73
1.17
5
1154.5
663.5
1160.1
0.5
2.325
2.421
4.0
63.20
62.78
63.08
62.90
62.99
12.41
1.24
未冻融
6
1159.7
670.0
1163.2
0.3
2.351
2.421
2.9
62.66
62.40
62.80
62.46
62.58
13.53
1.36
7
1154.1
665.2
1158.0
0.3
2.342
2.421
3.3
62.70
62.84
62.56
62.54
62.66
10.56
1.06
8
1159.9
668.7
1163.5
0.3
2.344
2.421
3.2
63.48
62.20
62.46
62.26
62.60
12.87
1.29
9
1151.3
661.7
1157.0
0.5
2.324
2.421
4.0
63.20
63.44
63.36
63.06
63.27
12.63
1.26
10
1157.8
664.3
1162.8
0.4
2.323
2.421
4.1
63.20
63.24
63.20
63.46
63.28
12.41
1.23
表11沥青混合料低温小梁弯曲试验
序号
ma/g
mw/g
mf/g
γf（g/cm3）
γt（g/cm3）
VV/%
d/mm
PB/kN
b/mm
h/mm
L/mm
RB/MPa
εB（）
平均
SB（MPa）
平均
1
641.4
372.5
642.3
2.377
2.421
1.8
0.408
1.10
30.35
35.62
200.0
8.55
3069
3020
2787
3351
2
642.7
373.0
643.7
2.374
2.421
1.9
—
—
30.20
36.01
200.0
—
—
—
3
646.0
376.0
646.7
2.386
2.421
1.4
0.441
1.41
30.48
35.78
200.0
10.82
3264
3314
4
644.6
375.9
645.8
2.388
2.421
1.4
0.351
1.48
30.27
35.55
200.0
11.61
2762
4201
5
644.6
373.2
645.8
2.365
2.421
2.3
0.349
1.32
30.44
35.86
200.0
10.13
2775
3651
6
631.0
366.5
632.3
2.374
2.421
1.9
0.237
1.04
30.28
35.78
200.0
8.07
2165
3729
7
623.2
361.5
624.6
2.369
2.421
2.2
0.436
1.18
30.30
35.87
200.0
9.08
4016
2262
7
634.9
368.4
636.6
2.367
2.421
2.2
0.407
1.41
30.33
35.89
200.0
10.83
3086
3510
黑龙江省齐泰公路项目
路面工程材料配合比设计与施工期
技术服务组负责人（签章）：
日期：
年月日
黑龙江省齐泰公路工程建设指挥部意见：
黑龙江省齐泰公路工程建设指挥部（签章）：
日期：
年月日
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