试验报告：ac-16沥青混凝土性能

- 1 -温拌沥青混合料检测报告受*委托，哈尔滨工业大学交通学院对*添加温拌添加剂的沥青混合料使用性能进行检测。按委托 单位要求， 检测过程分为 四个阶段，即：一、 对委托单位所送的原材料进行技术性质试验（试验结果见附件 1）；二、 矿料级配优选；按委托单位所送各种集料的筛分结果，并依据委托单位对 AC-16 型沥青混合料矿料级配范围的要求， 进行矿料组成设计与级配优选（结果见附件 2），通过室内试验及计算，最后确定符合 AC-16 型沥青混合料要求的矿料配比如表 1 所示；三、 AC-16 型普通 沥青混合料目 标配合比设计及路用性能检验；按公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000 ）的有关规定进行沥青混合料马歇尔试验，并综 合分析确定出最佳沥青含量（试验结果见附件 3）。确定出的最佳沥青含量为 5.2%，与最佳沥青含量对应的马歇尔试验结果如表 2 所示，路用性能检验如表 3 所示。四、 AC-16 型温拌 沥青混合料目 标配合比设计及路用性能检验。采用阶段二中优选出的级配，重新对温拌沥青混合料进行最佳油量的确定及路用性能测试（结果见附件 4）。确定出的最佳沥青含量为 5.4%，与最佳沥青含量对应的马歇尔试验结果如表 4 所示，路用性能检验如表 5 所示。表 1 AC-16 型沥青混合料矿料配比组成材料名称 10-20mm 碎石 5-10mm 碎石 石屑 矿粉比例（%） 27 25 40 8表 2 AC-16 型普通沥青混合料马歇尔试验结果汇总- 2 -项目 最佳沥青含量（% ）毛体积相对密度空隙率（%）矿料间隙率(%)沥青饱和度（ %）稳定度（kN）流值（mm）试验值 5.2 2.400 4.4 15.0 70.1 8.97 2.30规范技术标准 - - 35 13.5 6575 8 24表 3 AC-16 型普通沥青混合料路用性能检验结果汇总项目 最佳沥青含量（%）残留稳定度（%） 冻融劈裂强度比（%）动稳定度（次/mm）试验值 5.2 93.7 80.1 1850规范技术标准 - 80 75 800表 4 AC-16 型温拌沥青混合料马歇尔试验结果汇总项目 最佳沥青含量（% ）毛体积相对密度空隙率（%）矿料间隙率(%)沥青饱和度（ %）稳定度（kN）流值（mm）试验值 5.4 2.388 4.7 15.6 70.0 8.29 2.79规范技术标准 - - 35 13.5 6575 8 24表 5 AC-16 型温拌沥青混合料路用性能检验结果汇总项目 最佳沥青含量（%）残留稳定度（%）冻融劈裂强度比（%）动稳定度（次/mm）试验值 5.4 106.87 77.84 1960规范技术标准 - 80 75 800- 3 -附件 1 试验用原材料技术性质1、沥青AC-16 型沥青混合料目标配合比采用 90#基质沥青，其性能指标见附表 1。.附表 1 90#沥青性能测试结果技术要求 试验结果项目 单位AH-90 试验方法针入度 100g，5s，25 0.1mm 80100 83.1 JTJ T0604延度 5cm/min，5 cm _ 16.4 JTJ T0605延度 5cm/min，15 cm 不小于 100 100 JTJ T0605软 化点 TR&B 4252 46.7 JTJ T06062、集料AC-16 型沥青混合料所用集料为：1020 mm 碎石、510mm 碎石以及 05 mm 石屑。 试验结果详见附表 2附表 4。 附表 2 1020mm 碎石性能测试结 果项目 单位 技术要求 试验结果 试验方法表观相对密度 - 不小于 2.6 2.725 JTJ T0304毛体积相对密度 - - 2.682 JTJ T0304吸水率 % 不大于 2 0.58 JTJ T0304筛分结果筛 孔尺寸 /mm通过百分率/%规范要求范围/%1910090-1001693.6-13.242.5-9.51.90-15附表 3 510mm 碎石性能测试结 果项目 单位 技术要求 试验结果 试验方法表观相对密度 - 不小于 2.6 2.738 JTJ T0304毛体积相对密度 - - 2.649 JTJ T0304吸水率 % 不大于 2 1.21 JTJ T0304筛分结果筛孔尺寸/mm通过百分率 /%规范要求范 围/%13.21001009.599.890-1004.751.20-152.3600-5附表 4 石屑性能测试结果项目 单位 技术要求 试验结果 试验方法表观相对密度 - 不小于 2.5 2.616 JTJ T0328- 4 -筛分结果筛孔尺寸/mm通过百分率/%规范要求范围/%9.51001004.7597.990-1002.3652.460-901.1826.440-750.617.520-550.38.87-400.152.82-200.0751.00-103、矿粉矿粉试验结果详见附表 5。附表 5 矿粉性能测试结果项目 单位 技术要求 试验结果 试验方法表观密度 g/cm3 不小于 2.5 3.164 JTJ T0352筛分结果筛孔尺寸 /mm通 过百分率/%规范要求范围/%0.61001000.3100-0.1599.2901000.07597.375100- 5 -附件 2 AC-16 型矿质混合料组成设计与优选根据所提供的几种矿质材料的筛分结果及公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）对 AC-16 型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿质混合料组成设计与优选。1、矿料级配优选设计根据所提供的几种矿质材料的筛分结果及公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）对 AC-16 型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿质混合料级配组成的优选设计，具体方案见附表 6。附表 6 AC-16 型沥青混合料矿料级 配组成及要求 通过下列筛孔（方孔筛 mm）的质量百分率（）级配类型31.5 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075级配上限 100 100 100 100 92 80 62 48 36 26 18 14 8级配下限 100 100 100 90 76 60 34 20 13 9 7 5 4级配一 100 100 100 98 81 68 42 26 17 14 11 9 8级配二 100 100 100 98 85 73 48 29 19 15 12 9 8AC-16级配三 100 100 100 99 87 78 52 32 20 16 12 9 8图 1 级配优选曲线2、级配优选依据表 6 中所述三种级配在沥青用量 5.3%条件下进行马歇尔试验，试验结果如表 7 所示。从附表 7 中可以看出，级配二的各项性能均满足规范的要求且优于其余两- 6 -个级配，因此，选择该组级配作为上面层 AC-16 的目标配合比，1020mm 碎石：510mm 碎石：石屑：矿粉=27 ：25：40：8。附表 7 不同配合比设计时的体积参数项目 毛体积相 对密度 最大理论相对密度 空隙率 (%) 矿料间隙率 (%) 沥青饱和度(%) 稳定度 (kN) 流值(mm)级配一 2.399 2.503 4.1 15.3 72.9 8.03 2.25级配二 2.389 2.498 4.4 15.5 71.8 8.34 2.79级配三 2.398 2.494 3.9 15.1 74.5 9.42 2.06规范要求 - - 35 13.5 6575 8 24- 7 -附件 3 普通沥青混合料最佳沥青用量确定1、试件成型及马歇尔试验按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000 ）及附件 2 中确定的目标配合比级配进行不同油量下普通沥青混凝土最佳油量确定试验。按照我国现行规范要求，沥青混合料最佳沥青用量确定采用马歇尔试验法，根据公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-20000）和 公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)中关于沥青混合料拌合压实温度的规定，在试验中，矿料加热温度为 170180，沥青加热温度为 150160，混合料拌合温度为 165，试件击实温度为 150160，击实次数为双面各 75 次，试件密度采用“ 表干法”（JTJ052-2000 T0705）测定毛体积相对密度。 马 歇尔试验温度为 60（试件在60水中保温 3040 分钟 ），加载速率为 50mm/min。不同沥青含量的马歇尔试件物理力学性能指标测试结果汇总见附表 8。.附表 8 不同沥青含量沥青混合料物理力学指标汇总沥青含量/%毛体积相对密度最大理论相对密度空隙率/%矿料间隙率/%沥青饱和度/%稳定度/kN流值/mm4.8 2.364 2.510 5.8 16.0 63.5 8.87 2.305.1 2.395 2.514 4.7 15.1 68.7 8.95 2.215.4 2.405 2.502 3.9 15.0 74.4 9.01 2.682、马歇尔试验结果分析按照表 8 的汇总结果，绘制出沥青含量与各项物理-力学参数的关系曲线，见图 2图 7。- 8 -2.3602.3702.3802.3902.4002.4104.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5毛体积相对密度沥 青 含 量 （ %）2.03.04.05.06.07.04.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5空隙率（%）沥 青 含 量 （ %）图 2 沥青含量-毛体积相对密度关系曲线 表 3 沥青含量-空隙率关系曲线14.815.015.215.415.615.816.016.24.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5矿料间隙率（%）沥 青 含 量 （ %）50.055.060.065.070.075.080.04.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5沥青饱和度（%）沥 青 含 量 （ %）表 4 沥青含量-矿料间隙率关系曲线表 表 5 沥青含量-沥青饱和度关系曲线8.868.888.908.928.948.968.989.009.024.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5稳定度（KN)沥 青 含 量 （ %）2.002.102.202.302.402.502.602.702.804.5 4.7 4.9 5.1 5.3 5.5流值（mm）沥 青 含 量 （ %）图 6 沥青含量-稳定度关系曲线 图 7 沥青含量-流值关系曲线从图中可以得到：对应于最大毛体积相对密度的沥青含量 a1=5.4%对应于最大稳定度的沥青含量 a2=5.4%对应于空隙率中值（4%）的沥青含量 a3=5.35%- 9 -对应于饱和度中值（70%）的沥青含量 a4=5.16%满足各项技术指标要求的共同沥青含量范围为OACmin=5.025%，OACmax=5.4%按相关规定，计算沥青含量 OAC：OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=5.33%OAC2=(OACmin+OACmax)/2=5.21%OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.27%通过综合考虑，取最佳沥青含量 OAC=5.2%，最终确定的各参数值见附表 9。附表 9 AC-16 型沥青混合料最佳沥青用量 时马歇尔试验结果沥青含量/%毛体积相对密度 空隙率/%矿料间隙率/%沥青饱和度/% 稳定度/Kn 流值/mm5.2 2.400 4.4 15.0 70.1 8.97 2.303、普通沥青混合料最佳沥青用量性能验证3.1 水稳定性为评价普通 AC-16 型沥青混合料的抗水损害能力，采取浸水马歇尔与冻融劈裂两种试验方法。（1（ 浸水马歇尔试验为评价普通 AC-16 型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量 5.2%制备马歇尔试件，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中T0709-2000 沥 青混合料马 歇尔稳定度试验方法，分别测试在 60水中保温 48h和 30min 的马歇尔试件稳定度，并计算残留稳定度。试验结果见附表 10。附表 10 普通 AC-16 型沥青混合料浸水马歇尔试验结果沥青含 浸水 48h 马歇尔试 浸水 30min 马 歇尔 残留稳定度/% 规范要求残留稳- 10 -量/% 件稳定度/kN 试件稳定度/kN 定度/%5.2 7.77 8.29 93.7 80（2） 冻融劈裂试验为评价普通 AC-16 型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量 5.2%制备马歇尔试件，按公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中 T0729-2000 沥 青混合料冻 融劈裂试验方法进行冻融劈裂试验，分 别测定冻融和未冻融马歇尔试件的劈裂强度，计算劈裂强度比， 结 果详见附表 11。附表 11 普通 AC-16 型沥青混合料冻融劈裂试验结果沥青含量/%冻融试件劈裂破坏强 度/MPa未冻融试件劈裂破坏强度/MPa劈裂 强度比TSR/%规范要求冻融劈裂强度比/%5.2 0.64 0.79 80.1 753.2 高温稳定性为评价普通 AC-16 型沥青混合料的抗车辙能力，选用最佳沥青用量 5.2%制备车辙试件，按公路工程 沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中 T0719-1993 沥青混合料车辙试验方法进行车辙试验，结果表明见附表 12。附表 12 普通 AC-16 型沥青混合料抗车辙能力试验结果沥青含量/%试验温度（60）试验轮压（MPa）试验条件动稳定度（次/mm）规范要求动稳定度（次/mm）5.2 60 0.7 不浸水 1960 800- 11 -附件 4 温拌沥青混合料最佳沥青用量确定1、试件成型及马歇尔试验按照 JTJ052-2000、T0709-2000 规程及 3.1 节确定的目标配合比级配进行不同油量下温拌沥青混凝土最佳油量确定试验。按照我国现行规范要求，沥青混合料最佳沥青用量确定采用马歇尔试验法，在试验中，矿料加热温度为 130150，沥青加热温度为 130140，混合料拌合温度与试件击实温度为 130，击实次数为双面各 75 次，成型好的 试样在通风状态养生三天后进行各项性能测试。试件密度采用“ 表干法” （JTJ052-2000 T0705）测定毛体积相对密度。马歇尔试验温度为 60（试件在 60水中保温 3040 分钟），加载速率为 50mm/min。不同沥青含量的马歇尔试件物理力学性能指标测试结果汇总见附表 13。.附表 13 不同沥青含量温拌沥青混合料物理力学指标汇总沥青含量/%毛体积相对密度最大理论相对密度空隙率/%矿料间隙率/%沥青饱和度/%稳定度/Kn流值/mm5.1 2.366 2.516 6.0 16.1 63.1 7.30 2.225.4 2.389 2.506 4.7 15.6 70.0 8.29 2.795.7 2.400 2.500 4.0 15.5 74.2 7.76 2.672、马歇尔试验结果分析按照附表 13 的汇总结果，绘制出沥青含量与各项物理-力学参数的关系曲线，见图 8图 13。2.3602.3652.3702.3752.3802.3852.3902.3952.4002.4055.0 5.2 5.4 5.6 5.8毛体积相对密度沥 青 含 量 （ %）3.03.54.04.55.05.56.06.55.0 5.2 5.4 5.6 5.8空隙率（%）沥 青 含 量 （ %）- 12 -图 8 沥青含量-毛体积相对密度关系曲线 表 9 沥青含量-空隙率关系曲线15.415.515.615.715.815.916.016.116.25.0 5.2 5.4 5.6 5.8矿料间隙率（%）沥 青 含 量 （ %）50.055.060.065.070.075.080.05.0 5.2 5.4 5.6 5.8沥青饱和度（%）沥 青 含 量 （ %）表 10 沥青含量-矿料间隙率关系曲 线 表 11 沥青含量- 沥青饱和度关系曲线7.207.407.607.808.008.208.405.0 5.2 5.4 5.6 5.8稳定度（KN)沥 青 含 量 （ %）2.002.202.402.602.803.005.0 5.2 5.4 5.6 5.8流值（mm）沥 青 含 量 （ %）图 12 沥青含量-稳定度关系曲 线 图 13 沥青含量- 流 值关系曲线从图中可以得到：对应于最大毛体积相对密度的沥青含量 a1=5.7%对应于最大稳定度的沥青含量 a2=5.42%对应于空隙率中值（4%）的沥青含量 a3=5.70%对应于饱和度中值（70%）的沥青含量 a4=5.4%满足各项技术指标要求的共同沥青含量范围为OACmin=5.31%，OACmax=5.59%按相关规定，计算沥青含量 OAC：OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=5.56%OAC=(OACmin+OACmax)/2=5.45%OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.50%- 13 -通过综合考虑，取最佳沥青含量 OAC=5.4%，最终确定的各参数值见附表 14。附表 14 AC-16 型温拌沥青混合料最佳沥青用量 时马歇尔试验结果沥青含量/%毛体积相对密度 空隙率/%矿料间隙率/%沥青饱和度/% 稳定度/Kn 流值/mm5.4 2.388 4.7 15.6 70.0 8.29 2.793 温拌沥青混合料最佳沥青用量性能验证3.1 水稳定性为评价温拌 AC-16 型沥青混合料的抗水损害能力，采取浸水马歇尔与冻融劈裂两种试验方法。（1）浸水马歇尔试验为评价温拌 AC-16 型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量 5.4%制备马歇尔试件，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中T0709-2000 沥 青混合料马 歇尔稳定度试验方法，分别测试在 60水中保温 48h和 30min 的马歇尔试件稳定度，并计算残留稳定度。试验结果见附表 15。附表 15 温拌 AC-16 型沥青混合料浸水马歇尔试验结果沥青含量/%浸水 48h 马歇尔试件稳定度/kN浸水 30min 马 歇尔试件稳定度/kN残留稳定度/%规范要求残留稳定度/%5.4 8.40 7.86 106.9 80（2）冻融劈裂试验为评价温拌 AC-16 型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量 5.4%制备马歇尔试件，按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中 T0729-2000 沥 青混合料冻 融劈裂试验方法进行冻融劈裂试验，分 别测定冻融和未冻融马歇尔试件的劈裂强度，计算劈裂强度比， 结 果详见附表 16。- 14 -附表 16 温拌 AC-16 型沥青混合料浸水马歇尔试验结果沥青含量/%冻融试件劈裂破坏强 度/MPa未冻融试件劈裂破坏强度/MPa劈裂 强度比TSR/%规范要求冻融劈裂强度比/%5.4 0.51 0.66 77.8 753.2 高温稳定性为评价温拌 AC-16 型沥青混合料的抗车辙能力，选用最佳沥青用量 5.4%制备车辙试件，按照公路工程 沥青及沥青混合料试验规程（JTJ052-2000）中T0719-1993 沥 青混合料车辙试验 方法进行车辙试验 ，结果表明见附表 17。附表 17 温拌 AC-16 型沥青混合料抗车辙能力试验结果沥青含量/%试验温度（60）试验轮压（MPa）试验条件动稳定度（次/mm）规范要求动稳定度（次/mm）5.4 60 0.7 不浸水 1960 800