A沥青混合料配合比设计格式

控制编号：TJSZ—512—02报告编号：2016—LQ0752委托协议编号：2016—LQ0752报告总页数：12省际通道至二道河AC—13型改性沥青混合料目标配合比设计报告（GTM配合比设计方法）承包单位：商都县瑞舟公路工程有限责任公司报告日期：2016年07月27日1.任务来源商都县瑞舟公路工程有限责任公司，进行省际通道至二道河通村公路表面层AC-13型改性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.原材料性质分析省际通道至二道河表面层采用AC-13型改性沥青混合料。各原材料产地为：内蒙化德县石料厂产玄武岩粗集料，化德县砂料厂天然砂，盘锦中油辽河沥青有限公司产SBS改性沥青。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SBS改性沥青样品符合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）0.1mm60～8070合格T0604—2000延度（5℃,5cm/min）cm不小于3043.0合格T0605—1993软化点(环球法)℃不小于5586.0合格T0606—2000运动粘度（135℃）Pa.s不大于31.425合格T0625—2000闪点（COC）℃不小于230238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9999.90合格T0607—1993离析（48h软化点差）℃不大于2.50.2合格T0661—2000弹性恢复（25℃）％不小于65100.0合格T0662—2000RTFOT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6080.0合格T0604—2000延度（5℃,5cm/min）cm不小于2031.0合格T0605—19933.2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》关于三级公路及其他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～15mm5mm～10mm3mm～5mm集料压碎值%≤2615.2--T0316—2000洛杉矶磨耗损失%≤2816.5-T0317—2000表观相对密度—≥2.602.7202.7192.721T0304-2000毛体积相对密度—实测值2.6682.6552.614吸水率%≤2.00.70.91.5对沥青的粘附性级≥45--T0616—1993混合料针片状颗粒含量％≤1514.6T0312—2000粒径大于9.5mm针片状颗粒含量%≤1211.6粒径小于9.5mm针片状颗粒含量%≤1815.7水洗法＜0.075mm颗粒含量%≤10.20.20.5T0310—2000软石含量%≤300-T0320—20003.2.2细集料细集料采用天然砂，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》关于三级公路及其他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—2.6822.594T0328—2000表观相对密度—不小于2.502.6902.602含泥量（小于0.075mm的含量）%不大于3---1.3T0333—2000砂当量%不小于6077.378.8T0334—19943.2.3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》关于其他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2.502.703T0352—2000表观相对密度--2.708含水量%不大于10.0T0103烘干法粒度范围0.6mm0.15mm0.075%%%10090～10075～10010093.382.2T0351—2000亲水系数-＜1.00.8T0353—20004.AC—13型改性沥青混合料配合比设计根据设计的要求，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对AC-13级配的优化设计研究成果，设计级配确定为AC-13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(%)10～155～103～5机制砂天然砂矿粉生石灰矿料配合比例（%）10～155～103～5机制砂天然砂矿粉生石灰37.013.915.918.510.03.41.3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)(%)16100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.037.013.915.918.510.03.41.3100.0100.010013.292.7100.0100.0100.0100.0100.0100.034.313.915.918.510.03.41.397.397.595～1009.532.699.7100.0100.0100.0100.0100.012.013.915.918.510.03.41.375.075.070～804.750.14.089.3100.095.4100.0100.00.00.614.218.59.53.41.347.547.543～522.360.10.11.387.279.3100.0100.00.00.00.216.27.93.41.329.031.528～351.180.10.10.363.861.6100.0100.00.00.00.011.86.23.41.322.820.017～230.60.10.10.342.033.3100.099.90.00.00.07.83.33.41.315.914.512～170.30.10.10.326.010.499.099.70.00.00.04.81.03.41.310.610.58～130.150.10.10.315.22.693.392.80.00.00.02.80.33.21.27.58.06～100.0750.10.10.310.01.382.287.50.00.00.01.90.12.81.16.06.05～7图1矿料级配曲线4.2油石比的确定AC-13型改性沥青混合料配合比设计采用GTM法。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117.590.1778.81095.3507.32.6622.667124.495.3786.01114.0513.82.672改性沥青117.288.4----540.794.11.014----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）14.62.4892.4083.313.776.216.4135.524.92.4792.4182.413.682.119.6637.635.22.4682.4321.513.388.916.0638.645.52.4582.4400.713.394.414.6340.1表8AC—13型改性沥青混合料GTM试验结果序号油石比(%)表干法毛体积相对密度GSIGSF14.62.4080.981.3224.92.4181.001.3435.22.4321.041.3145.52.4401.161.24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、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8083.2T0709-2000残留强度比（%）4.9不小于7586.8T0729-20005.2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24004924.5T0719-1993变异系数（%）不大于2015.65.3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）-2687.4T0715-1993抗弯拉强度MPa11.83弯曲劲度模量MPa4402应变能kJ/m2174.85.4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T0730-20006.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