最新沥青混合料目标配比设计报告Word文件下载.docx
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87.3
≥70
T0606-2000
运动粘度(135℃,Pa.s)
3.4
≯3
T0625-1993
闪点(℃)
>230
≥230
T0611-1993
溶解度(%)
99.5
≥99.0
T0607-1993
弹性恢复(5cm/min,25℃,%)
85
≥80.0
T0662-2000
贮存稳定性离析,48h软化点差(℃)
0.1
≯2.5
T0661-2000
密度(15℃,g/cm3)
1.036
实测
T0603-1993
相对密度(25℃)
1.031
旋转薄膜加热试验(163℃,5h)
T0610-1993
质量损失(%)
0.3
≯±
0.8
残留针入度比(%)
87.4
≥65
残留延度(5cm/min,5℃,cm)
22.4
≥20
注:
不能保证连续施工时,应按相关技术文件要求频率对进场沥青的贮存稳定性进行检测。
2、集料试验
本项目上面层AC(GAC)-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110~15mm碎石图25~10mm碎石
图33~5mm碎石图40~3mm石屑
图1~图4为增城三江三和石场碎石加工现场,该石场堆料场地较小,场地硬化不充分,缺少必要的排水设施,除尘效果较差。
因此为保证本项目上面层矿料质量及连续施工时供料及时,建议尽快落实石场配套设施建设,并要求施工单位提前备料。
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。
集料试验严格按照《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)的要求和方法进行,粗、细集料试验结果分别见表2、表3所列。
粗集料试验结果表2
试验项目
单位
规范标准
洛杉矶磨耗损失
%
10.4
≯28
T0317-2005
磨光值
BPN
45
≮42
T0321-2005
压碎值
9.7
≯20
T0316-2005
粘附性
级
5
≮4
T0616-1993
表观相对密度
10~15mm碎石
-
2.875
≮2.60
T0304-2005
5~10mm碎石
2.878
3~5mm碎石
2.857
吸水率
0.42
≯2.0
T0307-2005
0.50
坚固性
≯12
T0314-2000
冲击值
T0322-2000
软石含量
≯1
T0320-2000
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
≯10
≯8
T0312-2005
水洗法<0.075mm颗粒含量
0.2
T0310-2005
各种集料的毛体
积相对密度
2.840
2.837
细集料试验结果表3
2.864
≮2.50
T0328-2005
砂当量
61
≮60
T0334-2005
T0340-2005
亚甲蓝值
g/kg
≯25
T0349-2005
棱角性(流动时间)
s
≮30
T0345-2005
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。
3、填料试验
填料试验结果见表4所列。
试验结果表明,本项目采用的填料技术指标满足现行规范标准要求。
矿粉及水泥技术指标表4
矿粉
t/m3
2.773
T0352-2000
水泥
3.050
\
矿粉亲水系数
0.87
<1
T0353-2000
含水量
0.09
T0332-2005
塑性指数
2
<4
T0354-2000
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。
4、沥青与集料的粘附性试验
本试验采用T0616-1993中水煮法,在两种情况下对改性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5所列。
试验结果表明,集料与沥青的粘附性等级满足设计要求。
尽管通过试验不采取抗剥落措施时,集料与沥青的粘附性仍能满足设计要求,但为了增强集料与沥青的粘附能力,提高上面层的抗水损害能力,建议上面层改性沥青混合料生产时添加1.5~2.0%水泥代替部分矿粉,同时通过添加水泥提高沥青胶浆的劲度模量,亦可改善上面层的抗永久变形能力和承载能力。
改性沥青与集料粘附性试验结果表5
改性沥青与集料粘附性
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
备注
所用石料为角闪岩,沥青为SBS改性沥青
该集料与SBS改性沥青的粘附性能满足规范及本项目相关文件要求。
二、AC(GAC)-13型沥青混凝土目标配合比设计
1、上面层方案Ⅰ(AC-13)
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Ⅰ)表6
筛孔
尺寸(mm)
原材料级配通过百分率(%)
合成级配(%)
规范推荐范围(%)
10~15mm
碎石
5~10mm
3~5mm
0~3mm
石屑
26.5
100.0
100~100
19
16
99.6
99.9
13.2
87.8
97.6
9.5
10.7
98.5
81.6
68~85
4.75
0.7
0.5
94.3
46.0
38~68
2.36
0.4
0.3
27.2
88.5
32.9
24~50
1.18
11.1
64.7
24.1
15~38
0.6
4.3
41.3
16.6
10~28
2.3
28.7
99.2
12.9
7~20
0.15
1.5
17.4
93.5
9.5
5~15
0.075
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Ⅰ矿料合成级配曲线如图5所示。
图5AC-13型(方案Ⅰ)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
①AC-13(方案Ⅰ)马歇尔试验结果见表7。
AC-13(方案Ⅰ)马歇尔试验结果表7
试件
组号
油石比(%)
试件密度
空隙率(%)
矿料间隙率(%)
沥青饱和度(%)
稳定度(KN)
流值
(0.1mm)
理论
1
3.5
2.461
2.705
9.0
16.6
45.5
14.97
25.5
4.0
2.507
2.684
6.6
15.4
57.2
16.24
28.6
3
4.5
2.516
2.664
5.5
15.5
64.3
20.80
36.3
4
5.0
2.539
2.644
15.2
73.8
18.17
32.4
2.548
2.624
2.9
15.3
80.9
16.57
39.0
技术
要求
4~6
≥10+设计空隙率
65~75
≥8.0
15~40
1)沥青加热温度控制在160~165℃;
矿料加热温度为190~200℃;
混合料拌和温度为170℃,上下浮动±
5℃;
击实温度为160~165℃;
混合料废弃温度195℃;
2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。
②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。
图6AC-13目标配合比(方案Ⅰ)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目标配合比(方案Ⅰ)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Ⅰ)最佳油石比马歇尔试验结果表8
4.8
2.530
2.652
4.6
15.30
69.9
20.9
31.5
5)浸水马歇尔试验
AC-13(方案Ⅰ)残留稳定度试验结果表9
油石比
(%)
浸水时间
残留稳定度
平均值
30min
19.20
20.90
94.0
20.77
22.42
21.19
48h
19.91
19.64
20.99
19.50
结论
浸水马歇尔残留稳定度试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。
6)冻融劈裂试验
AC-13(方案Ⅰ)冻融劈裂试验结果表10
稳定度
(KN)
劈裂抗拉强度(MPa)
冻融劈裂强度比
未经受冻融循环
13.59
1.398
98.8
13.83
13.65
15.31
经受冻融循环
13.74
1.381
13.70
13.12
14.95
冻融劈裂试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。
7)车辙试验
AC-13(方案Ⅰ)车辙试验结果表11
车辙板尺寸:
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)
①
0.7
60
10862
10190
②
9545
10161
70
6058
6446
7500
5780
车辙试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。
8)渗水试验
AC-13(方案Ⅰ)渗水试验结果表12
初始读数时间(s)
初始读数
(ml)
终读数时间(s)
终读数
渗水系数(ml/min)
平均值(ml/min)
180
310
70.0
48.9
190
30.0
240
46.7
渗水试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。
9)抗滑试验
AC-13(方案Ⅰ)构造深度试验结果表13
次数
摊砂直径(mm)
平均直径D(mm)
构造深度(cm)
D1
D2
测定值
185
175
180.0
0.98
1.02
177.5
1.01
170
172.5
1.07
构造深度试验结果满足规范及本项目项目技术文件要求。
AC-13(方案Ⅰ)抗滑值试验结果表14
温度T(℃)
15
温度修正值
-1
温度T时测得的摆值
(BPN)
标准温度20℃时的摆值
平均
57
57.8
56.8
56.7
57.6
56.6
10)车辙板压实度试验
对轮碾成型的车辙板进行抽取芯样,检测压实度,试验结果如下:
AC-13(方案Ⅰ)试件压实度试验结果表15
方案Ⅰ
空中
质量
ma(g)
水中
mw(g)
表干
mf(g)
试件毛体积相对密度
以试验室试件密度
作标准密度
以理论最大相对密度
标准
密度
压实度(%)
平均(%)
1025.9
615.6
1027.4
2.491
98.5
98.1
93.9
93.6
1491.1
892.3
1495.2
2.473
97.8
93.3
2、上面层方案Ⅱ(AC-13)
AC-13型沥青混凝土合成矿料级配组成(方案Ⅱ)表16
43.1
31.3
23.1
16.2
12.8
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