沥青混凝土AC16C目标配合比设计.docx

1、沥青混凝土AC16C目标配合比设计G210线K2729-K2734水南路路面中修工程沥青混凝土（AC-16C）目标配合比设计公路管理局中心试验室2010年06月18日 一、任务来源二、原材料试验三、沥青最佳用量确定四、水稳定性检验五、高温稳定性检验六、推荐的目标配合比七、结束语一、任务来源2010年06月10日受金城江公路管理局.1合同段的委托，我试验室对G210线水南路路面中修工程沥青混凝土路面（AC-16C）进行配合比设计。根据JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范，对其它等级公路粗型密级配沥青混凝土应满足下表要求：项目技术要求空隙率（VV） （%）36矿料间隙率（VMA） （%

2、）14.0沥青饱和度（VFA） （%）6575稳定度 （kN）5流值 （mm）24.5动稳定度 （次/mm）2800(夏炎热区1-4)浸水马歇尔试验残留稳定度 （%）85（潮湿区）冻融劈裂试验残留强度比 （%）80（潮湿区）我们依据JTJ 052-2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程进行了配合比设计，现将试验结果报告如下：二、原材料试验：1、沥青采用茂名石化沥青，规格为AH-90，试验温度为15密度为1.036 g/cm3。应委托单位要求，对该沥青进行了针入度、延度、软化点三项性能试验。其结果如下：试验项目针入度（25 100 g 5 s）（0.1 mm）软化点（）（环球法）延 度（15

3、5 cm/min）（cm）设计要求100针入度8052软化点42100试验结果8952.0100从试验结果看，该沥青所检项目均符合设计要求外。应委托单位要求，该试验继续进行。2、矿料采用金城江永固石场的矿料。根据委托方要求，对该矿料进行了物理性能试验，试验结果如下表：集料物理指标试验结果集料规格表观相对密度毛体积相对密度1#碎石（9.5mm 19.0 mm）2.7262.6962#碎石（4.75mm9.5 mm）2.7312.6813#碎石（0mm4.75 mm）2.7103、矿质混合料配合比设计计算（1）组成材料筛析试验根据现场取样，委托单位提供3种级配的矿料。现将1#碎石（9.5mm 19

4、.0 mm）、2#碎石（4.75mm9.5 mm）、3#碎石（0mm4.75 mm）原材料筛分试验结果列表如下（所有矿料的筛分均为水洗法筛分）： 组成材料筛析试验结果 材料名称筛孔尺寸（方孔筛）（mm）19.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率（%）1#碎石(9.5 mm19.0mm)10093.268.623.01.00.90.90.90.90.90.92#碎石(4.75 mm9.5mm)10010010092.625.95.94.03.12.82.62.43#碎石(0 mm4.75mm)10010010010093.662.645.626

5、.918.113.010.5通过试算法计算组成材料配合比。根据委托单位提供的工程级配范围，AC-16C粗型密级配关键性筛孔为2.36 mm，通过率应38%，故在工程级配范围内计算3组粗细不同的配合比，各种材料组成配合比计算如下表：第1组矿质混合料组成配合计算表材料组成筛孔尺寸（方孔筛）（mm）19.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率（%）原材料级配1#碎石100 %10093.268.623.01.00.90.90.90.90.90.92#碎石100 %10010010092.625.95.94.03.12.82.62.43#碎石100 %

6、10010010010093.662.645.626.918.113.010.5各矿质材料在混合料中的级 配1#碎石40%40.037.327.49.20.40.40.40.40.40.40.42#碎石10 %10.010.010.09.32.60.60.40.30.30.30.23#碎石50 %50.050.050.050.046.831.322.813.59.16.55.3合成级配10097.387.468.549.832.323.614.19.77.15.9级配范围（AC-16C）10090-10076-9260-8034-6220-3813-369-267-185-144-8级配中值1

7、00958470482924.517.512.59.56第2组矿质混合料组成配合计算表材料组成筛孔尺寸（方孔筛）（mm）19.016.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075通过百分率（%）原材料级配1#碎石100 %10093.268.623.01.00.90.90.90.90.90.92#碎石100 %10010010092.625.95.94.03.12.82.62.43#碎石100 %10010010010093.662.645.626.918.113.010.5各矿质材料在混合料中的级 配1#碎石40%40.037.327.49.20.40.40.40.

8、40.40.40.42#碎石15 %15.015.015.013.93.90.90.60.50.40.40.43#碎石45 %45.045.045.045.042.128.220.512.18.15.94.7合成级配10097.387.468.146.429.421.512.98.96.65.4级配范围（AC-16C）10090-10076-9260-8034-6220-3813-369-267-185-144-8级配中值100958470482924.517.512.59.56第3组矿质混合料组成配合计算表材料组成筛孔尺寸（方孔筛）（mm）19.016.013.29.54.752.361.1

9、80.60.30.150.075通过百分率（%）原材料级配1#碎石100 %10093.268.623.01.00.90.90.90.90.90.92#碎石100 %10010010092.625.95.94.03.12.82.62.43#碎石100 %10010010010093.662.645.626.918.113.010.5各矿质材料在混合料中的级 配1#碎石45%45.041.930.910.40.50.40.40.40.40.40.42#碎石15 %15.015.015.013.93.90.90.60.50.40.40.43#碎石40%40.040.040.040.037.425.

10、018.210.87.25.24.2合成级配10096.985.964.241.826.319.211.68.16.05.0级配范围（AC-16C）10090-10076-9260-8034-6220-3813-369-267-185-144-8级配中值100958470482924.517.512.59.56将3组矿料级配绘于下图中，由图可以看出，3组合成级配曲线均为光滑平顺的曲线，且满足工程级配规范要求。材料名称1#碎石（9.5mm 19.0mm）2#碎石（4.75mm 9.5mm）3#碎石（0 mm-4.75 mm）级配编号掺配比例（%）401050第1组级配401545第2组级配451

11、540第3组级配0.0750.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 工程级配范围根据计算得到的3组矿质混合料合成比例，按经验我们按4.5%的沥青含量，分别制作3组级配的马歇尔试件，并测定试件的间隙率、空隙率和饱和度，测定结果见下表。级配编号沥青含量（%）间隙率（%）空隙率（%）饱和度(%)设计间隙率（%）设计空隙率（%）设计饱和度（%）第1组级配4.515.55.564.714.03-665-75第2组级配4.515.35.266.114.03-665-75第3组级配4.515.95.863.414.03-665-75由上表可以看出，3组级配中只有第

12、2组级配同时满足设计级配，因此选择第2组级配做为设计级配。确定矿质混合料组成为：材料名称2#碎石（9.5mm 19.0mm）3#碎石（4.75mm 9.5mm）4#碎石（0 mm-4.75 mm）级配编号掺配比例（%）401545第2组级配三、沥青最佳用量确定我们据现有材料及规范要求，以5.0%的沥青含量为中值，采用0.5 %间隔变化，即沥青含量为4.0 %-6.0 %，与第2组级配矿质混合料制备5组试件，马歇尔试件均是单个试件备料，试件尺寸为101.6mm63.5mm，按规范要求每个试件双面各击实50次的方法成型。1、物理指标测定按上述方法成型的试件，沥青混合料理论最大相对密度用真空法实测，

13、经24h后测定其视密度、空隙率、沥青饱和度等物理指标（试验时的水温为25，水的密度为0.99703g/cm3）。2、力学指标测定测定物理指标后的试件，在60 温度下测定其马歇尔稳定度。马歇尔试验结果如下表所示，并将规范要求的粗型密级配沥青混凝土混合料（AC-16C）各项指标的技术标准也列于下表中，供对照评定。马歇尔试验物理-力学指标测定结果汇总表编号沥青用量（%）试件毛体积相对密度空隙率VV（%）沥青饱和度VFA（%）间隙率VMA（%）稳定度MS（kN）流值FL（mm）马歇尔模数T(kN/mm)14.02.3846.358.615.215.812.856.524.52.4014.967.315

14、.116.173.349.035.02.4123.874.815.116.993.647.245.52.4073.279.415.716.714.041.856.02.3982.982.316.515.604.336.3规范技术标准3-665-7514.052-4.53、马歇尔试验结果分析绘制沥青与物理力学指标关系图。根据上表马歇尔试验结果汇总表，绘制沥青含量与毛体积相对密度、空隙率、饱和度、矿料间隙率、稳定度、流值的关系图如下： 确定沥青用量初始值1（OAC1）。从图中得相应于毛体积相对密度最大值的沥青用量a1=5.00%，相应于稳定度最大的沥青用量a2= 5.00 %，相应于规定空隙率范围

15、的中值的沥青用量a3=4.70 %，相应规定饱和度范围的中值沥青用量a4= 4.70%。OAC1=（5.00%+5.00 %+4.70 %+4.70%）/4 =4.85 %确定沥青用量初始值2（OAC2）。由图得各指标符合沥青混合料技术指标的沥青用量范围：OACmin =4.30 % OACmax = 5.00 % OAC2 =（4.30%+5.00 %） / 2 = 4.65 %综合确定最佳沥青用量（OAC）。按沥青最佳用量初始值OAC1 = 4.85%检查各项指标均能符合粗型密级配沥青混凝土混合料要求，由OAC1和OAC2的综合确定沥青最佳用量OAC= 4.75%。四、水稳定性检验采用沥青

16、含量为4.75%制备试件，在浸水48h后测定马歇尔稳定度，试验结果如下：沥青混合料水稳定性试验结果 试验项目浸水马歇尔试验残留稳定度冻融劈裂试验残留强度比沥青含量（%）马歇尔稳定度SM（kN）浸水马歇尔稳定度SM1（kN）浸水残留稳定度SM0 （%）未经冻融循环RT1（MPa）冻融循环RT2（MPa）冻融劈裂抗拉强度比（%）4.7516.0514.88931.020.9290规范要求8580从上表试验结果可以看出，OAC =4.75%沥青含量水稳定性检验结果符合改性沥青混合料（AC-16C）水稳定性的要求。五、高温稳定性检验同样，以沥青含量为4.75%制备试件进行车辙试验，试验结果如下：沥青混

17、合料高温稳定性试验结果沥青含量（%）试验温度（）试验轮压（MPa）试验条件动稳定度DS（次/mm）4.75600.7不浸水4651规范要求2800从上表试验结果可以看出，OAC=4.75%沥青含量动稳定性检验结果符合普通沥青混合料（AC-16C）动稳定度的要求。六、推荐的目标配合比根据室内试验结果，综合各项技术指标的要求，并结合经济考虑全面权衡，根据委托单位提供的矿料级配，经过马歇尔试验及其相关的验证试验，推荐的目标配合比为：最佳沥青含量为4.75 %，最佳油石比为5.00%，试件毛体积相对密度为2.408（毛体积密度为2.401g/cm3），确定矿质混合料组成为：材料名称1#碎石（9.5mm 19.0mm）2#碎石（4.75mm 9.5mm）3#碎石（0 mm-4.75 mm）级配编号掺配比例（%）401545第2组级配七、结束语 根据委托方要求及有关技术规范，我们已完成粗型密级配沥青混凝土混合料（AC-16C）的目标配合比设计。在进行生产配合比试验时，应根据拌和楼的实际情况选用适当孔径的振动筛，并结合拌和机的除尘效果，适当增减矿粉的掺量，以便生产配合比的混合矿料的级配尽可能与目标配合比的级配一致。 公路管理局中心试验室2010年6月18日负责人：审 核：编 写：试 验：