AC-25目标配合比设计

第1页共10页津沧高速公路AC-25型沥青混合料目标配合比设计报告（GTM配合比设计方法）1.任务来源受天津市天永高速公路有限公司委托，进行津沧高速公路下面层AC-25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2.1JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》2.2JTJ052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》2.3JTGE42—2005《公路工程集料试验规程》3.原材料性质分析津沧高速公路下面层采用AC-25型沥青混合料。各原材料产地为：蓟县产石灰岩粗、细集料及矿粉；沥青为滨州70号石油沥青。试验样品由委托方提供。3.1沥青对沥青按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。检测结果表明该沥青样品符合70号A级沥青技术要求。表170号A级沥青检测结果检测项目单位70号、A级沥青技术要求试验结果试验方法针入度（25℃,100g,5s）0.1mm60～8075T0604—2000软化点（环球法）℃不小于4646.0T0606—2000延度（5cm/min，15℃）cm不小于100100T0605—1993含蜡量（蒸馏法）%不大于2.21.2T0615—2000第2页共10页闪点℃不小于260286T0611—1993溶解度（三氯乙烯）%不小于99.599.96T0607—1993密度（15℃）g/cm3实测记录1.036T0603—1993TFOT后残留物（163℃，5h）质量变化%不大于±0.80.10T0609—1993针入度比%不小于6174.7T0604—2000延度（10℃）cm不小于612T0605—19933.2矿料沥青混合料中的矿料包括粗集料、细集料和矿粉。3.2.1粗集料粗集料10mm～25mm、10mm～20mm、5mm～10mm、3mm～5mm石灰岩，试验项目及试验结果见表2。试验结果表明，粗集料所检项目符合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质量技术要求。表2粗集料技术性质检测项目单位标准要求粗集料试验结果试验方法10mm～25mm10mm～20mm5mm～10mm3mm～5mm集料压碎值%不大于28—16.2——T0316—2005洛杉矶磨耗损失%不大于30—18.8—T0317—2005表观相对密度—不小于2.502.8272.8422.8432.847T0304—2005毛体积相对密度——2.7882.8172.7942.759吸水率%不大于3.00.50.30.61.1对沥青的粘附性级不小于4—5——T0616—1993第3页共10页针片状颗粒含量（混合料）其中粒径大于9.5mm其中粒径小于9.5mm%%%不大于18不大于15不大于2011.710.015.3T0312—2005软石含量%不大于50.00.00.1—T0320—20003.2.2细集料细集料采用0mm～3mm石灰岩，试验项目及试验结果见表3。试验结果表明，对细集料所检测项目均符合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细集料质量技术要求。表3细集料技术性质检测项目单位标准要求试验结果试验方法表观相对密度—不小于2.502.821T0328—2005毛体积相对密度——2.734T0304—2005砂当量%不小于6079T0334—2005棱角性（流动时间）s不小于3033T0345—20053.2.3矿粉矿粉为石灰岩矿粉，试验结果见表4。试验结果表明，对该矿粉所检测项目符合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质量技术要求。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2.502.870T0352—2000粒度范围＜0.6mm＜0.15mm＜0.075%%%10090～10075～100100.099.788.0T0351—2000第4页共10页外观—无团粒结块无团粒结块—亲水系数—＜1.00.8T0353—20004.AC-25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-25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-25型沥青混合料矿料级配范围要求及天津市市政工程研究院对AC-25级配的优化设计研究成果，确定级配组成见表5,矿料级配曲线如图1。第5页共10页表5矿料筛分及配合比计算结果孔径(mm)矿料规格（mm）种类矿料规格（mm）种类合成级配(%)级配控制范围(%)10～2510～205～103～50～3矿粉矿料配合比例（%）10～2510～205～103～50～3矿粉16.029.016.07.027.05.0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)(%)31.5100.0100.0100.0100.0100.0100.016.029.016.07.027.05.0100.010026.5100.0100.0100.0100.0100.0100.016.029.016.07.027.05.0100.095～1001921.791.4100.0100.0100.0100.03.526.516.07.027.05.085.078～90162.967.8100.0100.0100.0100.00.519.716.07.027.05.075.170～8213.20.532.3100.0100.0100.0100.00.19.416.07.027.05.064.460～729.50.38.188.9100.0100.0100.00.02.314.27.027.05.055.648～604.750.20.26.182.899.6100.00.00.01.05.826.95.038.730～422.360.20.10.53.974.7100.00.00.00.10.320.25.025.520～301.180.20.10.30.840.0100.00.00.00.00.110.85.015.814～220.60.20.10.30.720.4100.00.00.00.00.05.55.010.610～170.30.20.10.30.711.399.70.00.00.00.03.15.08.17～130.150.20.10.30.76.998.90.00.00.00.01.94.96.85～100.0750.10.10.30.54.388.00.00.00.00.01.24.45.64～7第6页共10页31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0750102030405060708090100筛孔尺寸（mm）各筛孔通过百分率（%）规范级配上限规范级配下限级配控制上限级配控制下限合成级配图1矿料级配曲线第7页共10页4.2油石比的确定AC-25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0.8MPa；拌和温度160℃；成型温度140℃～145℃；控制方式为极限平衡状态。选择油石比3.5%、3.8%、4.1%、4.4%，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级配矿料混合料的有效相对密度（见表6）并计算沥青混合料最大理论相对密度。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。其中沥青混合料试件的矿料间隙率VMA依据JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》,采用矿料混合料的合成毛体积相对密度计算。表6合成级配矿料混合料的有效相对密度项目盆勺重（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104.680.2604.6965.3412.32.80522.807125.293.6625.21035.8427.42.8095沥青80.558.8—474.670.01.02931.03091.768.7—600.283.41.0298表7AC-25型沥青混合料GTM试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果序号油石比（%）最大理论相对密度表干法毛体积相对密度VV（%）VMA（%）VFA（%）稳定度（kN）流值（mm）13.52.6522.5145.212.859.311.883.223.82.6402.5672.811.275.213.453.534.12.6282.5791.911.182.914.373.644.42.6172.5911.010.991.015.703.9表8AC-25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GSIGSF13.52.5141.021.3623.82.5671.031.3834.12.5791.111.3544.42.5911.181.31第8页共10页2.422.442.462.482.502.523.94.24.54.85.1油石比（%）毛体积相对密度1.001.041.081.121.161.203.23.53.84.14.44.7油石比（%）GSI1.281.301.331.351.381.403.23.53.84.14.44.7油石比（%）GSF图2GTM试验参数随油石比的变化曲线第9页共10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，当油石比大于3.8%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3.8%时，GSF值最大，而当油石比大于3.8%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其变化趋势，将AC-25型沥青混合料最佳油石比确定为3.8%。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3.6%～4.0%。目标配合比设计结果为：10mm～25mm：10mm～20mm：5mm～10mm：3mm～5mm：0mm～3mm：矿粉=16.0：29.0：16.0：7.0：27.0：5.0。最佳油石比为3.8%。5.AC-25型沥青混合料性能检验5.1水稳定性检验水稳定性试验结果见表9。检验结果表明，GTM法设计的AC-25型沥青混合料在最佳油石比下水稳定性满足JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求。表9AC-25型沥青混合料水稳定性检验结果（油石比3.8%）项目规范要求混合料检验结果试验方法残留稳定度（%）不小于8093.3T0709—2000冻融残留强度比（%）不小于7582.3T0729—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。检验结果表明，GTM法设计的AC-25型沥青混合料在最佳油石比条件下具有较好的抗车辙能力。满足JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求。表10AC-25型沥青混合料车辙试验结果（油石比3.8%）项目规范要求检验结果试验方法平均动稳定度（次/mm）不小于10003531T0719—1993变异系数（%）不大于207.4第10页共10页5.3渗水试验渗水试验结果见表11。结果表明用轮碾法成型的试件的抗渗水能力满足JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》的技术要求。表11AC-25型沥青混合料试件渗水试验结果（油石比3.8%）项目渗水系数要求实测值试验方法渗水系数（ml/min）不大于12028T0730—20006.GTM试件密度与马歇尔试件密度的对应关系建议用GTM法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”方法确定试件的标准密度。即GTM试件密度＝双面击实