中面层AC-20型沥青混合料目标配比设计报告.doc

附件附件 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 高速公路 中面层中面层 AC 20 型沥青混合料型沥青混合料 目标配合比设计报告目标配合比设计报告 广广州州珠珠江江黄黄埔埔大大桥桥路路面面工工程程 技技术术咨咨询询项项目目部部 二二 七七年年八八 月月 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 高速公路 中面层中面层 AC 20 型沥青混合料型沥青混合料 目标配合比设计报告目标配合比设计报告 试验人员 黄试验人员 黄 涛涛 王王 钊钊 刘煜刘煜 曾俊标曾俊标 关志深关志深 报告编写 黄报告编写 黄 涛涛 王王 钊钊 袁万杰袁万杰 报告审核 孙长新报告审核 孙长新 广州珠江黄埔大桥路面工程技术咨询项目部 二 七年八 月 目目 录录 说 明 1 一 原材料试验一 原材料试验 3 1 沥青试验 3 2 沥青与集料的粘附性试验 3 3 集料试验 3 4 矿粉试验 5 二 二 AC 20AC 20 型沥青混凝土目标配合比设计型沥青混凝土目标配合比设计 6 1 中面层方案 AC 20 设禁区 控制点 6 2 中面层方案 11 3 中面层方案 16 三 三 AC 20AC 20 型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表 23 四 四 AC 20AC 20 型沥青混凝土目标配合比推荐方案型沥青混凝土目标配合比推荐方案 24 1 说 明 一 设计依据 1 公路沥青路面设计规范 JTG D50 2006 2 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 3 公路工程沥青与沥青混合料试验规程 JTJ052 2000 4 公路工程集料试验规程 JTG E42 2005 5 广东省交通厅粤交基函 2003 299 号 关于加强我省高速公路一级公路沥青路 面质量管理的通知 2003 3 6 广东省交通工程质量监督站粤交监督 2002 106 号 关于要求进一步加强沥青 混凝土路面原材料及配合比质量管理的通知 2002 5 7 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 两阶段施工图设计及修编 二 设计内容 1 按 公路工程集料试验规程 JTG E42 2005 和 公路工程沥青及沥青混合 料试验规程 JTJ052 2000 对原材料的各项物理力学指标进行试验并判断材料的性 能 2 按集料的筛分结果 并按 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 中 对 AC 20 型沥青混凝土矿料级配范围的要求 对其进行矿料组成设计 提出三个设计 方案 3 按 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 和 公路工程沥青及沥青 混合料试验规程 JTJ052 2000 的规定 分别对 AC 20 型沥青混凝土三个设计方案 进行马歇尔试验 并确定出最佳用油量 4 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 20 型沥青混凝土三个设计方案进行 60 和 70 的车辙试验 5 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 20 型沥青混凝土三个设计方案进行水 稳定性试验 6 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 20 型沥青混凝土三个设计方案进行渗 水试验 三 中面层拟采用的设计方案介绍 2 中面层 AC 20 型沥青混合料目标配合比采用三个设计方案进行比选 方案 本方案矿料合成级配按照现行 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 规定的级配范围并参考 Superpave 混合料设计方法设置禁区和控制点确定 方案 本方案矿料合成级配按照现行 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 规定的级配范围确定 并介于方案 之间 方案 本方案矿料合成级配按照现行 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 规定的级配范围并结合贝雷法对级配进行检验和调整后确定 四 原材料选用 本项目中面层 AC 20 型沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为佛山三水 田野石料场生产的石灰岩 集料粒径规格分别为 S9 10 20mm S11 5 15mm S14 3 5mm 和 S16 0 3mm 矿粉由石灰岩磨细制成 沥青为壳牌新粤 佛山 沥青有限公司生产的 SBS 改性沥青 3 一 原材料试验 1 沥青试验 沥青试验严格按照 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052 2000 的要求 和方法进行 沥青性能指标试验结果见表 1 所列 壳牌新粤 佛山 SBS 改性沥青试验结果 表 1 项 目试验结果设计要求试验依据 针入度 25 100g 5s 0 1mm 52 40 60 针入度指数 P I 0 7 0 5 T0604 2000 延度 5cm min 5 cm 34 1 25T0605 1993 软化点 85 3 70T0606 2000 运动粘度 135 Pa s 3 244 3T0625 1993 闪点 230T0611 1993 溶解度 99 5 99 0T0607 1993 弹性恢复 5cm min 25 97 9 80 0T0662 2000 贮存稳定性离析 48h 软化点差 2 5T0661 2000 密度 15 g cm3 1 024 实测 相对密度 25 1 020 实测 T0603 1993 旋转薄膜加热试验 163 5h 质量损失 0 3 0 8 T0610 1993 残留针入度比 87 4 65T0604 2000 残留延度 5cm min 5 cm 22 4 20T0605 1993 2 沥青与集料的粘附性试验 本试验采用 T0616 1993 中水煮法 沥青与粗集料粘附性试验结果见表 2 所列 沥青与集料粘附性试验结果 表 2 沥青与集料粘附性 试验后石料表面上沥青膜剥落情况粘附性等级 沥青膜有少部分为水所移动 剥离面积百分率少于 10 4 备注所用石料为石灰岩 3 集料试验 集料试验严格按照 公路工程集料试验规程 JTG E42 2005 的要求和方法进行 4 粗 细集料试验结果分别见表 3 表 4 所列 粗集料试验结果 表 3 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 洛杉矶磨耗损失 30T0317 2005 压碎值 19 8 25T0316 2005 粘附性级 4 4T0616 1993 10 20mm 碎石 2 745 5 15mm 碎石 2 742 表观相对密度 3 5mm 碎石 2 749 2 50T0304 2005 10 20mm 碎石 0 30 5 15mm 碎石 0 37 吸水率 3 5mm 碎石 0 78 2 0T0307 2005 坚固性 12T0314 2000 冲击值 28T0322 2000 软石含量 5T0320 2000 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 10 1 9 3 10 9 18 15 20 T0312 2005 10 20mm 碎石 0 6 5 15mm 碎石 0 7 水洗法 0 075mm 颗粒 含量 3 5mm 碎石 0 2 1T0310 2005 10 20mm 碎石 2 722 5 15mm 碎石 2 714 各种集料的毛体 积相对密度 3 5mm 碎石 2 689 T0304 2005 10 20mm 碎石 1 478 5 15mm 碎石 1 491 各种集料的松装 密度 3 5mm 碎石 t cm3 1 554 10 20mm 碎石 1 604 5 15mm 碎石 1 628 各种集料的干捣 密度 3 5mm 碎石 t cm3 1 630 T0309 2005 5 细集料试验结果 表 4 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 表观相对密度 2 746 2 50T0328 2005 毛体积相对密度 2 680 T0304 2005 紧装密度g cm3 1 888 T0331 1994 砂当量 63 60T0334 2005 坚固性 12T0340 2005 亚甲蓝值g kg 25T0349 2005 棱角性 流动时间 s 30T0345 2005 注 注 1 1 石屑的砂当量值偏低 应加强碎石生产过程中的除尘效果 减少已开采碎石被山体泥土污染 石屑的砂当量值偏低 应加强碎石生产过程中的除尘效果 减少已开采碎石被山体泥土污染 2 2 石屑的毛体积相对密度是用筛出的石屑的毛体积相对密度是用筛出的 2 362 36 4 754 75mm 部分的毛体积相对密度代替 部分的毛体积相对密度代替 4 矿粉试验 矿粉试验结果见表 5 所列 矿粉技术指标 表 5 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 表观密度g cm32 768 2 50 表观相对密度 2 773 T0352 2000 外观 无团粒结块无团粒结块 矿粉亲水系数 0 87 1T0353 2000 含水量 0 09 1T0332 2005 塑性指数 2 4T0354 2000 加热安定性 不变质实测结果T0355 2000 粒度范围 0 6mm 0 15mm 0 075mm 100 93 5 79 5 100 90 100 75 100 T0351 2000 6 二 AC 20 型沥青混凝土目标配合比设计 1 中面层方案 AC 20 设禁区 控制点 1 原材料筛分及合成级配 AC 20 型沥青混凝土合成矿料级配组成 方案 表 6 原材料级配通过百分率 10 20mm 碎石 5 15mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 合成级配 规范推荐 范围 控制点禁区 筛孔 尺寸 mm 37 026 08 029 0 26 5100 0100 0100 0100 0100 0 100 10090 100 19 094 9100 0100 0100 098 1 90 100 90 16 070 8100 0100 0100 089 2 78 92 13 223 699 7100 0100 071 7 62 80 9 51 079 0100 0100 057 9 52 72 4 750 74 778 6100 036 8 26 56 2 360 70 80 889 226 4 16 4423 49 34 6 1 180 70 70 263 318 8 12 3322 3 28 3 0 60 70 70 242 312 7 8 2416 7 20 7 0 30 70 70 231 29 5 5 17 13 7 0 150 60 70 221 46 6 4 13 0 0750 60 70 216 05 1 3 72 8 2 矿料合成级配曲线 方案 矿料合成级配曲线如图 1 所示 7 1 18 0 6 0 15 0 075 37 5 31 5 26 5 19 16 13 2 9 5 4 75 2 36 0 3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸 mm 通过百分率 下限上限中值AC 20目标 控制点控制点禁区禁区 图 1 AC 20 型 方案 矿料合成级配曲线图 3 马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 AC 20 方案 马歇尔试验结果见表 7 AC 20 方案 马歇尔试验结果 表 7 试件密度 试件 组号 油石比 实际理论 空隙率 矿料间隙 率 沥青饱和度 稳定度 kN 流值 0 1mm 13 52 4322 5886 013 154 011 7837 2 24 02 4452 5694 813 063 011 4034 2 34 52 4582 5513 713 071 910 6533 1 45 02 4712 5532 513 081 011 4340 8 55 52 4602 5152 213 884 010 8043 2 技术要 求 3 6 9 设计 空隙率 65 75 8 015 40 注 注 1 1 沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160 165 165 矿料加热温度为 矿料加热温度为 190190 220 220 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 175 175 上下浮动 上下浮动 5 5 击实温度为 击实温度为 160160 165 165 混合料废弃温度 混合料废弃温度 195 195 2 2 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 最佳沥青用量确定 由表 7 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图 2 所示 8 2 425 2 435 2 445 2 455 2 465 2 475 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 10 00 10 50 11 00 11 50 12 00 12 50 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 20 25 30 35 40 45 50 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 3 54 04 55 05 5 油石比 饱和度 12 8 13 0 13 2 13 4 13 6 13 8 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 544 555 5 油石比 稳定度 KN 空隙率 饱和度 流值 0 1mm 公共范围 图 2 AC 20 目标配合比 方案 确定沥青用量图 9 根据曲线图 稳定度没有出现峰值 所以采用目标空隙率 4 0 对应的油石比作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 36 OAC2 4 11 4 67 2 4 39 各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4 11 4 67 最佳油石 比的初始值 OAC1在此范围内 根据 OAC1和 OAC2 并结合广东省高速公路建设的实际情况 确定 AC 20 目标 配合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 4 当 OAC 4 4 时 空隙率为 3 8 VMA 值为 13 0 满足设计要求 4 最佳油石比马歇尔试验 AC 20 方案 最佳油石比马歇尔试验结果 表 8 试件密度 试件 组号 油石比 实际理论 空隙率 矿料间隙 率 沥青饱和度 稳定度 kN 流值 0 1mm 14 42 4672 5543 412 672 912 3638 4 技术 要求 3 6 9 设计 空隙率 65 75 8 015 40 注 注 1 1 沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160 165 165 矿料加热温度为 矿料加热温度为 190190 220 220 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 175 175 上下浮动 上下浮动 5 5 击实温度为 击实温度为 160160 165 165 混合料废弃温度 混合料废弃温度 195 195 2 2 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 5 浸水马歇尔试验 AC 20 方案 残留稳定度试验结果 表 9 稳定度 kN 油石比 浸水时间 试验结果平均值 残留稳定度 12 63 13 85 10 95 12 00 30min 12 36 12 36 10 52 12 41 11 16 11 43 4 4 48h 9 42 10 99 88 9 10 6 冻融劈裂试验 AC 20 方案 冻融劈裂试验结果 表 10 油石比 试验条件稳定度 kN 劈裂抗拉强度 MPa 冻融劈裂强度比 10 79 11 60 11 54 10 01 未经受冻融循环 10 10 1 094 9 39 8 18 11 18 9 20 4 4 经受冻融循环 9 62 0 952 87 1 7 车辙试验 AC 20 方案 车辙试验结果 表 11 车辙板尺寸 300 300 50mm 拌和温度 170 碾压温度 160 行走距离 23 1cm 试验编号 轮压 MPa 试验温度 动稳定度 次 mm 平均值 次 mm 6923 9545 60 8036 8168 5250 6320 0 7 70 4410 5327 3795 3120 1 070 3950 3622 8 渗水试验 AC 20 方案 渗水试验结果 表 12 试验编号初始读数时间 s 初始读数 ml 终读数时间 s 终读数 ml 渗水系数 ml min 010018024047 010018024548 11 010018023043 2 中面层方案 1 原材料筛分及合成级配 AC 20 型沥青混凝土合成矿料级配组成 方案 表 13 原材料级配通过百分率 10 20mm 碎石 5 15mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉 合成级配 规范推荐范 围 筛孔 尺寸 mm 31 035 07 526 00 5 26 5100 0100 0100 0100 0100 0100 0 100 100 19 094 9100 0100 0100 0100 098 4 90 100 16 070 8100 0100 0100 0100 090 9 78 92 13 223 699 7100 0100 0100 076 2 62 80 9 51 079 0100 0100 0100 062 0 52 72 4 750 74 778 6100 0100 034 3 26 56 2 360 70 80 889 2100 024 2 16 44 1 180 70 70 263 3100 017 4 12 33 0 60 70 70 242 3100 012 0 8 24 0 30 70 70 231 299 29 1 5 17 0 150 60 70 221 493 56 5 4 13 0 0750 60 70 216 079 55 0 3 7 2 方案 矿料合成级配曲线如图 3 所示 12 1 18 0 6 0 15 0 075 0 3 2 36 4 75 9 5 13 2 16 19 26 5 31 5 37 5 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸 mm 通过百分率 下限上限中值AC 20目标 图 3 AC 20 型 方案 矿料合成级配曲线图 13 3 马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 AC 20 方案 马歇尔试验结果见表 14 AC 20 方案 马歇尔试验结果 表 14 试件密度 试件 组号 油石比 实际理论 空隙率 矿料间隙 率 沥青饱和度 稳定度 kN 流值 0 1mm 13 52 4222 5886 413 452 411 1734 2 24 02 4392 5695 113 361 911 9938 5 34 52 4592 5513 613 072 211 3337 5 45 02 4652 5332 713 279 711 1939 7 55 52 4632 5152 113 784 911 6650 3 技术要 求 3 6 9 设计 空隙率 65 75 8 015 40 注 注 1 1 沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160 165 165 矿料加热温度为 矿料加热温度为 190190 220 220 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 175 175 上下浮动 上下浮动 5 5 击实温度为 击实温度为 160160 165 165 混合料废弃温度 混合料废弃温度 195 195 2 2 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 最佳沥青用量确定 由表 14 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图 4 所示 14 2 420 2 430 2 440 2 450 2 460 2 470 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 10 50 10 90 11 30 11 70 12 10 12 50 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 1 0 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 30 35 40 45 50 55 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 90 0 3 54 04 55 05 5 油石比 饱和度 12 9 13 0 13 1 13 2 13 3 13 4 13 5 13 6 13 7 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 544 555 5 油石比 稳定度 KN 空隙率 饱和度 流值 0 1mm 公共范围 图 4 AC 20 目标配合比 方案 确定沥青用量图 15 根据曲线图 由于稳定度没有严格出现峰值 所以采用目标空隙率 4 0 对应的油 石比作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 35 OAC2 4 12 4 66 2 4 39 各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4 12 4 66 最佳油石 比的初始值 OAC1在此范围内 根据 OAC1和 OAC2 并结合广东省高速公路建设的实际情况 确定 AC 20 目标 配合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 3 当 OAC 4 3 时 空隙率为 4 1 VMA 值为 13 1 满足设计要求 4 最佳油石比马歇尔试验 AC 20 方案 最佳油石比马歇尔试验结果 表 15 试件密度 试件 组号 油石比 实际理论 空隙率 矿料间隙 率 沥青饱和度 稳定度 kN 流值 0 1mm 14 32 4622 5583 712 770 510 6437 6 技术要 求 3 6 9 设计 空隙率 65 75 8 015 40 注 注 1 1 沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160 165 165 矿料加热温度为 矿料加热温度为 190190 220 220 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 175 175 上下浮动 上下浮动 5 5 击实温度为 击实温度为 160160 165 165 混合料废弃温度 混合料废弃温度 195 195 2 2 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 5 浸水马歇尔试验 AC 20 方案 残留稳定度试验结果 表 16 稳定度 kN 油石比 浸水时间 试验结果平均值 残留稳定度 9 95 11 37 10 80 10 20 30min 10 88 10 64 9 90 11 24 10 36 11 58 4 3 48h 9 22 10 46 98 3 16 6 冻融劈裂试验 AC 20 方案 冻融劈裂试验结果 表 17 油石比 试验条件稳定度 kN 劈裂抗拉强度 MPa 冻融劈裂强度比 9 28 8 76 9 46 未经受冻融循环 9 77 0 721 8 66 8 67 9 20 4 3 经受冻融循环 8 63 0 708 98 2 7 车辙试验 AC 20 方案 车辙试验结果 表 18 车辙板尺寸 300 300 50mm 拌和温度 170 碾压温度 160 行走距离 23 1cm 试验编号 轮压 MPa 试验温度 动稳定度 次 mm 平均值 次 mm 8120 7856 60 8243 8073 4667 3986 0 7 70 3769 4140 3663 3214 1 070 3864 3580 8 渗水试验 AC 20 方案 渗水试验结果 表 19 试验编号 初始读数时间 s 初始读数 ml 终读数时间 s 终读数 ml 渗水系数 ml min 010018027057 010018026053 010018027558 17 3 中面层方案 1 原材料筛分及合成级配 AC 20 型沥青混凝土合成矿料级配组成 方案 表 20 原材料级配通过百分率 10 20mm 碎石 5 15mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉 合成级配 规范推荐范 围 筛孔 尺寸 mm 34 032 56 526 50 5 26 5100 0100 0100 0100 0100 0100 0 100 100 1994 9100 0100 0100 0100 098 3 90 100 1670 8100 0100 0100 0100 090 1 78 92 13 223 699 7100 0100 0100 073 9 62 80 9 51 079 0100 0100 0100 059 5 52 72 4 750 74 778 6100 0100 033 9 26 56 2 360 70 80 889 2100 024 7 16 44 1 180 70 70 263 3100 017 8 12 33 0 60 70 70 242 3100 012 2 8 24 0 30 70 70 231 299 29 2 5 17 0 150 60 70 221 493 56 6 4 13 0 0750 60 70 216 079 55 1 3 7 2 方案 矿料合成级配曲线如图 5 所示 1 18 0 6 0 15 0 075 37 5 31 5 26 5 19 16 13 2 9 5 4 75 2 36 0 3 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 筛孔尺寸 mm 通过百分率 下限上限中值AC 20目标 18 图 5 AC 20 型 方案 矿料合成级配曲线图 3 贝雷法验证过程 根据中面层设计方案 确定的配合比 通过贝雷法对其进行验证和调整 初步计算粗细集料组成比例 国内外经验表明 当设计密度为松装密度 95 105 之间时 设计出的沥青混合料 粗集料骨架结构稳定 现场变异较小 且施工压实容易 因此 本设计密度取为松装 密度的 105 根据中面层设计方案 确定的各集料的比例和表 3 表 4 中的各集料的 密度 得出每 cm3体积内各粗集料量为 10 20mm 碎石为 0 794g 5 15mm 碎石为 0 765g 粗集料间隙率 VCR 为 0 427 因此 每 cm3体积内所需细集料 3 5mm 碎石量为 0 155g 0 3mm 碎石量为 0 630g 粗细集料总量为 2 343g 粗细集料初步组成为 10 20mm 碎石 5 15mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 碎石 33 9 32 6 6 6 26 9 考虑粗集料中含细料和细料中含粗料对组成比例进行调整 本配合比设计中 公称最大粒径为 19mm 则粗细集料划分界限 PCS 为 4 75mm 根据各集料筛分结果 可以得出 10 20mm 碎石所含细料为 0 2 5 15mm 碎石所含细料为 1 6 粗集料所含细集料总量为 1 8 细集料 3 5mm 碎石所含粗料为 1 1 对粗料调整为 10 20mm 碎石为 33 5 5 15mm 碎石为 33 6 对细料调整为 3 5mm 碎石为 6 1 19 0 3mm 碎石为 26 3 考虑 0 075mm 通过率对集料比例进行调整 合成集料中含 0 075mm 以下料为 10 20mm 碎石为 0 2 5 15mm 碎石为 0 2 3 5mm 碎石为 0 1 0 3mm 碎石为 4 6 所需填料矿粉为 0 2 因矿粉中不含 2 36mm 以上部分 所以对粗料不进行调整 对 0 3mm 碎石调整 为 26 1 最后各档集料比例为 10 20mm 碎石 5 15mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 碎石 矿粉 33 5 33 6 6 1 26 1 0 7 合成级配见表 21 所列 AC 20 型沥青混凝土合成矿料级配组成 贝雷法 表 21 原材料级配通过百分率 10 20mm 碎石 5 15mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉 合成级配 规范推荐范 围 筛孔 尺寸 mm 33 533 66 126 10 7 26 5100 0100 0100 0100 0100 0 100 0 100 100 1994 9100 0100 0100 0100 0 98 3 90 100 1670 8100 0100 0100 0100 0 90 2 78 92 13 223 699 7100 0100 0100 0 74 3 62 80 9 51 079 0100 0100 0100 0 59 8 52 72 4 750 74 778 6100 0100 0 33 4 26 56 2 360 70 80 889 2100 0 24 5 16 44 1 180 70 70 263 3100 0 17 7 12 33 0 60 70 70 242 3100 0 12 2 8 24 0 30 70 70 231 299 2 9 3 5 17 0 150 60 70 221 493 5 6 7 4 13 0 0750 60 70 216 079 5 5 2 3 7 由表 20 和表 21 可以看出 中面层方案 级配组成及曲线与经过贝雷法验证后的 级配组成和曲线相差不大 因此 直接以方案 级配组成进行马歇尔试验 求出最佳 沥青用量 20 4 马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 AC 20 方案 马歇尔试验结果见表 22 AC 20 方案 马歇尔试验结果 表 22 试件密度 试件 组号 油石比 实际理论 空隙率 矿料间隙 率 沥青饱和度 稳定度 kN 流值 0 1mm 13 52 4292 5896 213 253 311 2239 9 24 02 4422 5705 013 262 210 3238 4 34 52 4552 5513 813 171 310 3935 6 45 02 4642 5332 613 280 210 8635 7 55 52 4572 5152 313 983 39 7339 5 技术要 求 3 6 9 设计 空隙率 65 75 8 015 40 注 注 1 1 沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160 165 165 矿料加热温度为 矿料加热温度为 190190 220 220 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 175 175 上下浮动 上下浮动 5 5 击实温度为 击实温度为 160160 165 165 混合料废弃温度 混合料废弃温度 195 195 2 2 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 最佳沥青用量确定 由表 22 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线图如图 6 所示 21 2 420 2 430 2 440 2 450 2 460 2 470 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 9 00 9 50 10 00 10 50 11 00 11 50 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 2 0 3 0 4 0 5 0 6 0 7 0 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 32 34 36 38 40 42 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 50 0 55 0 60 0 65 0 70 0 75 0 80 0 85 0 3 54 04 55 05 5 油石比 饱和度 12 8 13 0 13 2 13 4 13 6 13 8 14 0 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 544 555 5 油石比 稳定度 KN 空隙率 饱和度 流值 0 1mm 公共范围 AC 20 目标配合比 方案 确定沥青用量图 图 6 22 根据曲线图 由于稳定度没有出现峰值 所以采用目标空隙率 4 0 对应的油石比 作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 41 OAC2 4 16 4 70 2 4 43 各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4 16 4 70 最佳油石 比的初始值 OAC1在此范围内 根据 OAC1和 OAC2 结合广东省高速公路建设的实际情况 确定 AC 20 目标配 合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 4 当 OAC 4 4 时 空隙率为 4 0 VMA 值为 13 2 满足设计要求 6 最佳油石比马歇尔试验 AC 20 方案 最佳油石比马歇尔试验结果 表 23 试件密度 试件 组号 油石比 实际理论 空隙率 矿料间隙 率 沥青饱和度 稳定度 kN 流值 0 1mm 14 42 4592 5553 812 970 411 4935 9 技术要 求 3 6 9 设计 空隙率 65 75 8 015 40 注 注 1 1 沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160 165 165 矿料加热温度为 矿料加热温度为 190190 220 220 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 175 175 上下浮动 上下浮动 5 5 击实温度为 击实温度为 160160 165 165 混合料废弃温度 混合料废弃温度 195 195 2 2 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出 7 浸水马歇尔试验 AC 20 方案 残留稳定度试验结果 表 24 稳定度 kN 油石比 浸水时间 试验结果平均值 残留稳定度 10 46 10 24 12 23 12 22 30min 12 29 11 49 11 57 10 57 10 53 9 42 9 9 4 4 48h 11 57 10 40 90 5 23 8 冻融劈裂试验 AC 20 方案 冻融劈裂试验结果 表 25 油石比 试验条件稳定度 kN 劈裂抗拉强度 MPa 冻融劈裂强度比 9 26 9 77 8 53 9 86 未经受冻融循环 9 56 0 934 8 28 8 90 8 33 9 56 4 4 经受冻融循环 9 05 0 900 96 4 9 车辙试验 AC 20 方案 车辙试验结果 表 26 车辙板尺寸 300 300 50mm 拌和温度 170 碾压温度