上面层AC-13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 上面层上面层 AC 13 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 广广东东华华美美加加工工程程顾顾问问有有限限公公司司 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 八八年年一一月月 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 高速公路 上面层上面层 AC 13 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 刘煜刘煜 报告编写 黄报告编写 黄 涛涛 袁万杰袁万杰 报告审核 孙长新报告审核 孙长新 广东华美加工程顾问有限公司 广州珠江黄埔大桥路面工程技术咨询项目部 二 八年一月 目目 录录 说 明 1 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 4 4 矿粉试验 5 二 AC 13 型沥青混凝土目标配合比设计 6 1 上面层方案 6 2 上面层方案 11 3 上面层方案 16 4 上面层方案 21 三 AC 13 型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表 26 四 AC 13 型沥青混凝土目标配合比推荐方案 27 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 8 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 路面施工质量控制与管理手册 二 设计思路 由于本项目路线地处华南沿海暴雨区 降雨充沛 雨量集中 历时降雨强度大 多年年平均降水量 1638 5mm 年最大降水量 2000mm 雨季 3 9 月份 降水量占年降水 量的 81 多年平均蒸发量 1400 1600mm 同时根据 工可报告 提供的交通量预测 设计年限内一个车道上的累计当量轴次为 2 3 107次 属于重交通 未来重载对路面 的影响较大 基于以上两个因素 我部在进行上面层目标配合比设计时 主要考虑沥青混合料 的抗高温性能及抗水损害的能力 同时作为表面层 其抗滑性能也是需要重点考虑的 因此 我部在进行矿料合成级配设计时 考虑减少 4 75mm 以下碎石含量 使粗 集料之间形成骨架嵌挤结构 以提高抗高温车辙的能力 同时增大 1 18mm 以下细集 料的含量 使细集料充分填充空隙 以 4 5 5 为设计目标空隙率 形成密水结构 这种结构由于粗集料含量较多 也同时提高了路面的抗滑性能 为进一步验证根据此 思路设计的沥青混合料能否满足高温稳定性 水稳定性和抗滑性等性能 我部提出四 个设计方案分别进行配合比试验 以比选出最优方案 三 设计内容 2 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 按 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 中对 AC 13 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 并以 4 75mm 通 过率为关键性筛孔通过率 提出四个设计方案 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 13 型沥青混凝土四个设计方案 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 13 型沥青混凝土四个设计方案进行 60 和 70 的车辙试验 5 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 13 型沥青混凝土四个设计方案进行水 稳定性试验 6 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 13 型沥青混凝土四个设计方案进行渗 水试验 四 原材料选用 本项目上面层 AC 13 型沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为增城三江 三和石场生产的角闪岩 集料粒径规格分别为 S10 10 15mm S11 5 10mm S14 3 5mm 和 S16 0 3mm 如图 1 图 4 图 1 10 15mm 碎石 图 2 5 10mm 碎石 3 图 3 3 5mm 碎石 图 4 0 3mm 石屑 图 1 图 4 为增城三江三和石场正在生产 从图片上来看 该石场堆料场地较小 因此为保证本项目上面层全面施工时料源充足 建议施工单位提前备料 另外 我部 在各沥青面层配合比期间均要求石场方面安装干除尘设备 因此施工方需加强进场石 料的抽检 保证各档石料尤其是石屑符合本项目要求 矿粉为从化吕田生产的石灰岩矿粉 水泥采用 粤花 牌 32 5 水泥 沥青为壳牌 新粤 佛山 沥青有限公司生产的 SBS 改性沥青 4 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 58 40 60 针入度指数 P I 1 7 0 5 T0604 2000 延度 5cm min 5 cm 33 5 25T0605 1993 软化点 87 3 70T0606 2000 运动粘度 135 Pa s 3 4 3T0625 1993 闪点 230T0611 1993 溶解度 99 5 99 0T0607 1993 弹性恢复 5cm min 25 85 80 0T0662 2000 贮存稳定性离析 48h 软化点差 2 5T0661 2000 密度 15 g cm3 1 036 实测 相对密度 25 1 031 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 注 该注 该 SBS 改性沥青运动粘度除运动粘度偏大外 其余指标均能满足现行规范及本项目相关文件要求 改性沥青运动粘度除运动粘度偏大外 其余指标均能满足现行规范及本项目相关文件要求 2 沥青与集料的粘附性试验 本试验采用 T0616 1993 中水煮法 在两种情况下对沥青与粗集料的粘附性进行 试验 一种为常规试验 另一种是先用粗集料与水泥进行裹覆后再与沥青进行粘附性 试验 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 试验条件试验前未用水泥裹覆试验前用水泥裹覆 试验后石料表面上沥青膜剥落情况 集料棱角处沥青膜有轻微剥离 但 少于 10 沥青膜无剥离 粘附性等级 55 备注所用石料为角闪岩 5 注 该集料与注 该集料与 SBSSBS 改性沥青的粘附性能满足规范及本项目相关文件要求 改性沥青的粘附性能满足规范及本项目相关文件要求 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 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 9 7 25T0316 2005 粘附性级 5 4T0616 1993 10 15mm 碎石 2 875 5 10mm 碎石 2 878 表观相对密度 3 5mm 碎石 2 857 2 50T0304 2005 10 15mm 碎石 0 42 吸水率 5 10mm 碎石 0 50 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 7 2 5 6 8 1 18 15 20 T0312 2005 10 15mm 碎石 0 2 5 10mm 碎石 0 3 水洗法 0 075mm 颗粒 含量 3 5mm 碎石 0 2 1T0310 2005 10 15mm 碎石 2 840 各种集料的毛体 积相对密度 5 10mm 碎石 2 837 T0304 2005 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 2 864 2 50T0328 2005 砂当量 61 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 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 注 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 6 以上表 1 表 4 中无试验结果的项目为施工单位试验室缺乏该试验项目仪器设备 建议施工单位试验室配备相应试验仪器设备进行后续补充试验或委托有资质单位进行 试验 4 矿粉试验 矿粉试验结果见表 5 所列 矿粉及水泥技术指标 表 5 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 矿粉2 773 2 50 表观相对密度 水泥 t m3 3 050 T0352 2000 矿粉亲水系数 0 87 1T0353 2000 含水量 0 09 1T0332 2005 塑性指数 2 4T0354 2000 粒度范围 0 6mm 0 15mm 0 075mm 100 100 93 5 100 79 5 99 5 100 90 100 75 100 T0351 2000 注 括号内数值为水泥粒度范围 注 括号内数值为水泥粒度范围 7 二 AC 13 型沥青混凝土目标配合比设计 1 上面层方案 1 原材料筛分及合成级配 AC 13 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 筛孔尺寸 mm 10 15mm 碎石 5 10mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配 规范推荐 范围 26 5100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 19100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 1699 6 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 99 9 100 100 13 287 8 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 97 6 90 100 9 510 7 98 5 100 0 100 0 100 0 100 0 81 7 68 85 4 750 7 0 5 94 3 100 0 100 0 100 0 48 8 38 68 2 360 4 0 3 27 2 88 5 100 0 100 0 33 7 24 50 1 180 4 0 3 11 1 64 7 100 0 100 0 24 2 15 38 0 60 4 0 3 4 3 41 3 100 0 100 0 16 5 10 28 0 30 4 0 3 2 3 28 7 99 2 100 0 12 6 7 20 0 150 4 0 3 1 5 17 4 93 5 100 0 9 2 5 15 0 0750 4 0 3 0 0 6 6 79 5 99 5 5 6 4 8 掺配比例 20 0 30 5 17 5 28 0 2 0 2 0 2 矿料合成级配曲线 方案 矿料合成级配曲线如图 5 所示 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 13目标 方案1 图 5 AC 13 型 方案 矿料合成级配曲线图 8 3 马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 AC 13 方案 马歇尔试验结果见表 7 AC 13 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 4592 7059 116 745 416 3039 9 24 02 4892 6847 316 154 720 4642 8 34 52 5092 6645 815 863 220 6642 2 45 02 5302 6444 315 572 221 7938 4 55 52 5642 6242 314 884 421 5154 8 技术 要求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 6 所示 2 450 2 460 2 470 2 480 2 490 2 500 2 510 2 520 2 530 2 540 2 550 2 560 2 570 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 15 00 16 00 17 00 18 00 19 00 20 00 21 00 22 00 23 00 24 00 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 9 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 10 0 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 40 0 45 0 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 14 6 14 8 15 0 15 2 15 4 15 6 15 8 16 0 16 2 16 4 16 6 16 8 17 0 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 54 04 55 05 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 13 目标配合比 方案 确定沥青用量图 根据曲线图 密度没有出现峰值 所以采用目标空隙率 4 5 对应的油石比作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 94 OAC2 4 7 5 1 2 4 9 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 7 5 1 最佳油石 比的初始值 OAC1在此范围内 10 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 13 目标 配合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 9 当 OAC 4 9 时 空隙率为 4 6 VMA 值为 15 57 满足设计要求 4 最佳油石比马歇尔试验 AC 13 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 92 5292 6484 4815 4471 018 9838 3 技术 要求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 13 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 16 63 16 51 13 02 30min 14 68 18 98 12 55 13 94 13 63 4 9 48h 14 96 18 03 95 0 6 冻融劈裂试验 AC 13 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 4 9 未经受冻融循环 15 591 41397 5 11 13 70 14 67 14 36 13 82 15 17 14 18 经受冻融循环 12 47 1 378 7 车辙试验 AC 13 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 9265 8873 60 8630 8923 4667 4286 0 7 70 4145 4366 8 渗水试验 AC 13 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 平均值 ml min 010018024548 3 010018025051 7 010018022040 0 46 7 12 2 上面层方案 1 原材料筛分及合成级配 AC 13 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 筛孔 尺寸 mm 10 15mm 碎石 5 10mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配 规范推荐范 围 26 5100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 19100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 1699 6 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 99 9 100 100 13 287 8 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 97 6 90 100 9 510 7 98 5 100 0 100 0 100 0 100 0 81 6 68 85 4 750 7 0 5 94 3 100 0 100 0 100 0 46 0 38 68 2 360 4 0 3 27 2 88 5 100 0 100 0 32 9 24 50 1 180 4 0 3 11 1 64 7 100 0 100 0 24 1 15 38 0 60 4 0 3 4 3 41 3 100 0 100 0 16 6 10 28 0 30 4 0 3 2 3 28 7 99 2 100 0 12 9 7 20 0 150 4 0 3 1 5 17 4 93 5 100 0 9 5 5 15 0 0750 4 0 3 0 0 6 6 79 5 99 5 6 0 4 8 掺配比例 20 0 33 5 14 5 27 5 2 5 2 0 2 方案 矿料合成级配曲线如图 7 所示 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 13目标 方案2 图 7 AC 13 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 13 方案 马歇尔试验结果见表 14 AC 13 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 4612 7059 016 645 514 9735 5 24 02 5072 6846 615 457 216 2438 6 34 52 5162 6645 515 564 320 8046 3 45 02 5392 6444 015 273 818 1742 4 55 52 5482 6242 915 380 916 5749 0 技术 要求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 8 所示 2 450 2 460 2 470 2 480 2 490 2 500 2 510 2 520 2 530 2 540 2 550 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 12 00 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 19 00 20 00 21 00 22 00 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 14 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 10 0 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 40 0 45 0 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 14 6 14 8 15 0 15 2 15 4 15 6 15 8 16 0 16 2 16 4 16 6 16 8 17 0 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 空隙率 饱和度 流值 0 1mm 公共范围 图 8 AC 13 目标配合比 方案 确定沥青用量图 根据曲线图 由于密度没有严格出现峰值 所以采用目标空隙率 4 5 对应的油石 比作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 84 OAC2 4 49 5 08 2 4 79 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 49 5 08 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 13 目标 15 配合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 8 当 OAC 4 8 时 空隙率为 4 6 VMA 值为 15 19 满足设计要求 4 最佳油石比马歇尔试验 AC 13 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 82 5302 6524 615 3069 920 941 5 技术要 求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 13 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 19 20 20 77 22 42 30min 21 19 20 90 19 91 18 17 20 99 4 8 48h 19 50 19 64 94 0 6 冻融劈裂试验 AC 13 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 16 13 59 13 83 13 65 未经受冻融循环 15 31 1 398 13 74 13 70 13 12 4 8 经受冻融循环 14 95 1 381 98 8 7 车辙试验 AC 13 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 10862 9545 60 10161 10190 6058 7500 0 7 70 5780 6446 8 渗水试验 AC 13 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 平均值 ml min 010018031070 0 010018019030 0 010018024046 7 48 9 17 3 上面层方案 1 原材料筛分及合成级配 AC 13 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 筛孔 尺寸 mm 10 15mm 碎石 5 10mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配 规范推荐 范围 26 5100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 19100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 1699 6 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 99 9 100 100 13 287 8 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 97 6 90 100 9 510 7 98 5 100 0 100 0 100 0 100 0 81 6 68 85 4 750 7 0 5 94 3 100 0 100 0 100 0 43 1 38 68 2 360 4 0 3 27 2 88 5 100 0 100 0 31 3 24 50 1 180 4 0 3 11 1 64 7 100 0 100 0 23 1 15 38 0 60 4 0 3 4 3 41 3 100 0 100 0 16 2 10 28 0 30 4 0 3 2 3 28 7 99 2 100 0 12 8 7 20 0 150 4 0 3 1 5 17 4 93 5 100 0 9 6 5 15 0 0750 4 0 3 0 0 6 6 79 5 99 5 6 2 4 8 掺配比例 20 0 36 5 13 0 25 5 3 0 2 0 2 方案 矿料合成级配曲线如图 9 所示 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 13目标 方案3 图 9 AC 13 型 方案 矿料合成级配曲线图 18 3 马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 AC 13 方案 马歇尔试验结果见表 22 AC 13 方案 马歇尔试验结果 表 21 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 4712 7058 616 246 613 6842 6 24 02 5132 6846 415 258 116 6541 0 34 52 5212 6645 315 365 118 5554 1 45 02 5412 6443 915 174 218 7552 0 55 52 5332 6243 515 777 820 0363 7 技术 要求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 21 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线图如图 10 所示 2 450 2 460 2 470 2 480 2 490 2 500 2 510 2 520 2 530 2 540 2 550 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 13 00 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 19 00 20 00 21 00 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 19 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 10 0 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 40 0 45 0 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 14 6 14 8 15 0 15 2 15 4 15 6 15 8 16 0 16 2 16 4 16 6 16 8 17 0 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 空隙率 饱和度 流值 0 1mm 公共范围 图 10 AC 13 目标配合比 方案 确定沥青用量图 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 5 对应的油 石比作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 75 OAC2 4 41 5 04 2 4 73 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 41 5 04 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 13 目标配 20 合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 7 当 OAC 4 7 时 空隙率为 4 6 VMA 值为 15 1 满足设计要求 6 最佳油石比马歇尔试验 21 AC 13 方案 最佳油石比马歇尔试验结果 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 14 72 5332 6564 6415 169 216 4240 8 技术 要求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 13 方案 残留稳定度试验结果 表 23 稳定度 kN 油石比 浸水时间 试验结果平均值 残留稳定度 16 76 16 06 17 58 30min 15 26 16 42 13 19 16 83 14 37 4 7 48h 16 16 15 14 92 2 8 冻融劈裂试验 AC 13 方案 冻融劈裂试验结果 表 24 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 12 67 16 13 15 07 未经受冻融循环 13 34 1 407 12 65 12 59 12 89 4 7 经受冻融循环 13 31 1 264 89 9 22 9 车辙试验 AC 13 方案 车辙试验结果 表 25 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 13125 10161 60 9844 11043 7412 6429 0 7 70 6923 6921 10 渗水试验 AC 13 方案 渗水试验结果 表 26 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 平均值 ml min 010018031070 0 010018027558 3 010018028561 7 63 3 23 4 上面层方案 1 原材料筛分及合成级配 AC 13 型沥青混凝土合成矿料级配组成 方案 表 27 原材料级配通过百分率 筛孔 尺寸 mm 10 15mm 碎石 5 10mm 碎石 3 5mm 碎石 0 3mm 石屑 矿粉水泥 合成级 配 规范推荐 范围 26 5100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 19100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 100 100 1699 6 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 99 9 100 100 13 287 8 100 0 100 0 100 0 100 0 100 0 97 3 90 100 9 510 7 98 5 100 0 100 0 100 0 100 0 79 9 68 85 4 750 7 0 5 94 3 100 0 100 0 100 0 45 5 38 68 2 360 4 0 3 27 2 88 5 100 0 100 0 32 9 24 50 1 180 4 0 3 11 1 64 7 100 0 100 0 24 2 15 38 0 60 4 0 3 4 3 41 3 100 0 100 0 16 9 10 28 0 30 4 0 3 2 3 28 7 99 2 100 0 13 2 7 20 0 150 4 0 3 1 5 17 4 93 5 100 0 9 9 5 15 0 0750 4 0 3 0 0 6 6 79 5 99 5 6 3 4 8 掺配比例 22 0 32 0 14 0 27 0 3 0 2 0 2 方案 矿料合成级配曲线如图 11 所示 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 13目标 方案4 图 11 AC 13 型 方案 矿料合成级配曲线图 24 3 马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 AC 13 方案 马歇尔试验结果见表 30 AC 13 方案 马歇尔试验结果 表 28 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 4582 7059 116 745 214 2939 0 24 02 5102 6846 515 357 717 3548 4 34 52 5192 6635 415 464 819 5349 2 45 02 5352 6434 115 373 220 7849 9 55 52 5552 6242 615 082 620 7566 8 技术 要求 4 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 200 200 混合料拌和温度为 混合料拌和温度为 170 170 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 28 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线图如图 12 所示 2 450 2 460 2 470 2 480 2 490 2 500 2 510 2 520 2 530 2 540 2 550 2 560 3 54 04 55 05 5 油石比 毛体积相对密度 14 00 15 00 16 00 17 00 18 00 19 00 20 00 21 00 22 00 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 25 2 0 2 5 3 0 3 5 4 0 4 5 5 0 5 5 6 0 6 5 7 0 7 5 8 0 8 5 9 0 9 5 10 0 3 54 04 55 05 5 油石比 空隙率 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 3 54 04 55 05 5 油石比 流值 0 1mm 40 0 45 0 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 14 6 14 8 15 0 15 2 15 4 15 6 15 8 16 0 16 2 16 4 16 6 16 8 17 0 3 54 04 55 05 5 油石比 矿料间隙率 3 54 04 55 05 5 油石比 稳定度 KN 空隙率 饱和度 流值 0 1mm 公共范围 图 12 AC 13 目标配合比 方案 确定沥青用量图 根据曲线图 由于密度没有严格出现峰值 所以采用目标空隙率 4 5 对应的油石 比作为 OAC1 可以得到 OAC1 4 85 OAC2 4 52 5 00 2 4 76 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 52 5 00 最佳油 石比的初始值 OAC1在此范围内 26 根据 OAC1和 OAC2 结合广东省高速公路建设的实际情况 确定 AC 13 目标配 合比 方案 的最佳油石比为 OAC 4 8 当 OAC 4 8 时 空隙率为 4 6 VMA 值为 15 15 满足设计要求 6 最佳油石比马歇尔试验 27 AC 13 方案 最佳油石比马歇尔试验结果 表 29 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 82 5342 6514 4215 270 816 4249 5 技术 要求 4 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 200 200 混合料