Sup型沥青混合料目标参考配合比设计方案报告.docx
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Sup型沥青混合料目标参考配合比设计方案报告.docx
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Sup型沥青混合料目标参考配合比设计方案报告
下面层Sup-25型沥青混合料目标配合比
设计报告
F面层Sup-25型沥青混合料目标配合比
设计报告
项目责任人
关建測试人员
编制
技术责任人
复核
分管领导
审核
主任
报告编号
检测单位
证书编号
编制日期
注意事项:
1•本汇报未加盖检测单位汇报专用章、缺页、添页或涂改均无效:
无相关人员及签发人
签字无效;未经检测单位许可复印无效;
2•对检测汇报有异议者,请于收到汇报之日起十五日内向检测单位提岀;
3•试验检测按国家标准、行业标准和企业标准实施,无标准按双方协议实施。
设计报告
委托单位
委托人
/
见证人
/
工程名称
委托日期
试样名称
集料:
1扒2#、3#、4#、5#、6#;SBS改性沥青:
矿粉
样品规格
1#(16-31.5)mnu2»(16-26.5)mnu3#(9.5-16)mnu4#(4.75-9.5)mm、5#(2.36-4.75)mm、6#(0236)mm、SBS改性沥青
产地
样品状态
试样数量
集料:
每档各约80kg:
沥青:
50kg;
矿粉:
20kg
试验日期
试验项目
沥青混合料目标配合比试验
环境条件
详见原始统计
样品用途
沥青路而下面层
样品描述
1#(16-31.5)mm、2*(16-26.5)mm、3*(9.5-16)mm.4*(4.75-9.5)mm、5#(2.36-4.75)mm、6"(0-2.36)nun;SBS改性沥青;矿粉灰色无团粒结块
试验依据
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-)
《公路工程集料试验规程》(JTGE42-)
评价标准
试验设备
鼓风干燥箱(LH22-1)、鼓风干燥箱(LH22-2)、恒温水浴(LH21)、恒温水浴(LH06)、标准筛(JL01).混合料拌和机(BH20)、马歇尔电动击实仪(LH28)、马歇尔稳定度仪(LH35)、电子天平(LH23)、针入度仪(LQ01)、软化点仪(LQ30)、延度仪(LQ26)、沥青薄膜烘箱(LQ09),理论密度仪(LH13).真空干燥箱(LQ16〉.低温冰箱(SH31)、车辙仪(LH32)、沥青混合料材料性能试验机(LH38)等。
1.0概述
受XXXXXX委托,XXXXX检测中心负担XXX路下面层Sup-25型沥青混合料!
J标配合比设计工作。
此次Sup-25型沥青混合料室内配合比设计方法依据美国Superpave沥青混合料设计标准进行设计,并依据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—)要求进行马歇尔试验验证。
2.0设计依据
下面层Sup-25型沥青混合料LI标配合比设计依据以下规范、规程及意见实施:
1、《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-);
2、《公路工程集料试验规程》(JTGE42-);
3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-);
4、《高性能沥青路面(Superpave)基础参考手册》;
3.0原材料试验
此次试验所用集料、矿粉、SBS改性沥青均为施工单位送样,各原材规格及产地以下:
1、沥青:
XXXXXSBS改性沥青;
2、粗集料:
XXXXX石灰岩碎石,即1#(16~31.5)mm、2#(16-26.5)mm.
3#(9.5~16)mm、4样(4.75~9.5)mm、5存(2.36~4.75)mm;
3、细集料:
XXXXX石灰岩,即L(0-2.36)mm;
4、矿粉:
XXXXX水泥厂产;
SBS改性沥青、矿粉、细集料、粗集料试验结果如表3.0-1至表3.0-4所表示。
表3.0-1SBS改性沥青试验结果汇总表
试验项目
单位
试验结果
技术要求
结论
针入度(25°C,100g,5s)
0」mm
65
50-80
合格
针入度指数PI
/
0.20
-0.2-+1.0
合格
延度(5cm/min,5°C)
cm
47
>30
仟格
软化点((Tr&b)
•C
76.0
^60
合格
相对密度(25°C)
/
1.028
实测
/
质量损失
%
-0.039
<±0.6
合格
TFOT薄膜加热针入度比(25匸)试验(163°C5h)AIL笳C)
%
75.4
265
合格
延度(5cm/mim,5°C)
cm
30
>20
合格
闪点(COC)
•C
303
>230
合格
动力粘度(6(rc)
Pas
1704.7
2800
合格
运动粘度(135*0
Pas
2.072
W3.0
合格
溶解度
%
99.51
>99
合格
离析,软化点
•C
0.9
W2.5
合格
弹性恢复(259)
%
97.5
M70
合格
SHRP性能等级
/
PG70-22
PG70-22
合格
表3・0・2矿粉试验结果汇总表
试验项目
试验结果
技术要求
结论
表观密度(g/cn?
)
2.774
^2.5
合格
表观相对密度
2.779
/
/
粒度范围
<0.6mm(%)
100
100
合格
<0.15mm(%)
90.3
90-100
合格
<0.075mm(%)
71.4
70-100
合格
外观
无团粒结块
无团粒结块
合格
亲水系数
0.70
<1
合格
表3.0・3细集料试验结果汇总表
试验项目
试验结果
技术要求
结论
表观相对密度
2.798
豪2・6
合格
毛体积相对密度
2.590
/
/
砂当量(%)
70
260
合格
表3.0・4粗集料试验结果汇总表
•〜一一〜塞料规格
试验项目
卩料
2“料
3*料
4"料
5”料
技术要求
结论
石料压碎值(%)
/
/
22.7
/
/
W24
合格
表观相对密度
2.746
2.744
2.774
2.730
2.734
22.6
合格
毛体积相对密度
2.700
2.700
2.714
2.669
2.674
/
/
吸水率(%)
0.62
0.60
0.80
0.84
0.82
W2.0
合格
针片状颗粒含量(%)
&6
7.9
8.3
&9
/
W15
合格
4.0设计集料结构选择
4.1矿料级配范围
Sup-25型混合料矿料级配限制区界限见表4.1-1,级配控制点见表4.1-2。
表4.1-1Sup-25设计集料级配限制区界限
fjL尺寸(mm)
限制区范围(经7-j一〜
236
1」8
0.6
0.3
最小
26.8
1&1
13.6
11.4
最大
30.8
24」
17.6
11.4
表4.1-2Sup-25设计集料级配控制点界限
~~~L尺寸(mm)
控制点范围(经—一
26.5
19
2.36
0.075
最小
90
/
19.0
1.0
最大
100
90
45.0
7.0
4.2初选级配
依据Superpave设计通常方法,在选择集料结构时,首先调试选出粗、中、细三组级配,依据集料性质(密度和吸水率)计算并结合工程经验得出三组级配初始用油量为3.9%。
然后用初始用油量成型试件。
依据试验结果,计算岀这三组级配沥青混合料在空隙率为4%时所需沥青用量及对应沥青混合料其它性质,矿料间隙率(VMA)、饱和度(VFA)、矿粉和有效沥青之比(F/A)、初始旋转次数压实度(%Gmmatin)o图4.2为三组试验级配曲线图,表4.2-1为多种集料筛分试验结果、三组初试合成级配各档集料白分比和三组初试级配各筛孔尺寸粒料经过率明细表,表4.2-2为估算沥青用量(沥青含量)汇总表。
筛孔尺寸(“)
—-级配1十皱配2—级配3—嗫制区♦控制点•推存级配
l(M)9oKO7o6()5o4o3o2olo
3*力®v£
图4・2三组试验级配曲线
表4.2-1各号集料筛分结果及三组试验级配
矿料规格
广料
2启料
3“料
4”料
5*14
6#料
矿粉
合成级配
级配1
16
21
17
16
7.5
20
2.5
级配2
15
20
17
16
8
21.5
2.5
级配3
13
18
17
17
7.5
25
2.5
0苗Lmm
级配1
级配2
级配3
31.5mm
100
100
100
100
100
100
100
100.0
100.0
100.0
26.5mm
70.7
100
100
100
100
100
100
95.3
95.6
96.2
19.0mm
113
79.6
100
100
100
100
100
81.5
82.6
84.8
16.0mm
5.2
35.4
99.4
100
100
100
100
71.2
72.8
75.9
13.2mm
1.1
11.1
91.0
100
100
100
100
64.0
65.9
69.6
9.5mm
0.2
1.8
3&2
96.4
100
100
100
52.3
543
5&2
4.75mm
0.2
1.2
2.8
27.3
94.4
99.6
100
34.6
36.6
39.8
2.36mm
0.2
1.2
1.8
4.2
7.1
79.2
100
20.1
213
24」
1.18mm
0.2
1.2
1.6
3.0
1.4
57.0
100
15.0
15.9
17.9
0.60mm
0.2
1.2
1.6
1.8
1.2
34.6
100
10.4
10.9
12.1
0.30mm
0.2
1.2
1.6
1.8
1.2
19.5
97.8
7.3
7.6
&2
0.15mm
0.2
1.2
1.6
1.8
1.2
13.8
90.3
6.0
6.2
6.6
0.075mm
0.2
0.8
13
1.8
1.2
10.0
71.4
4.6
4.7
5.1
表4・2・2估算沥青用量(沥青含量)汇总表
试验级配
集料毛体积相对密度Gsb
集料表观相对密度
Gsa
集料有效相对密度
Gsc
集料吸收沥青胶结料体积
Vba(01伽》)
有效沥青胶结料体
枳
Vbc
(atf/tm3)
每立方厘米混合料中集料质量Ws(g/cm3)
初始试拌沥青用量
(沥青含
M)
Phi(%)
1
2.675
2.758
2.728
0.0171
0.0747
23278
3.90
2
2.673
2.759
2.728
0.0178
0.0747
23278
3.92
3
2.669
2.760
2.725
0.0181
0.0747
2.3255
3.94
43试验级配评价
依据各组级配估算沥青用量,并结合设汁经验拟用3.9%沥青用量(沥青含量)成型试件,沥青混合料拌和温度和压实温度依据《XXX路Sup-25下面层施工指导意见》,采取旋转压实仪成型试件,设定旋转压实仪单位压力为0.6MPa,选择压实次数次,N则=100次,N咲=160次。
依据Superpave最新设计标准,在进行估算用油量成型试件时,将旋转压实次数设定在N昭,此次试验为N刘=100次,估算沥青用量(沥青含量)下各级配旋转压实试验结果汇总于表4.3-lo
表4.3-1三组初试级配旋转压实试验结果汇总表
压实次数
级配1
级配2
级配3
试件1-1
试件1-2
试件2-1
试件2-2
试件3-1
试件3-2
N砒(8次)高度(mm)
131.1
131.5
129.9
130」
129.2
129.0
N如(100次)髙度(mm)
116.5
116.3
115.4
115.6
114.2
114.3
空气中重(g)
4815.6
4791.8
4785.5
48153
4729.8
4809.4
水中重(g)
2855.1
2840.9
2848.8
2863.9
2829.6
2875.8
饱和而干重(g)
4840.9
4815.4
4802.9
4832.8
4740.1
4820.7
毛体积相对密度
2.425
2.427
2.449
2.446
2.476
2.473
最初压实度(%)
84.4
85.3
86.0
设计次数压实度(%)
95.0
96.0
97.2
最大理论相对密度
2.553
2.550
2.548
表4・3・2三组初试级配估算沥青用量(沥青含量)试验结果评价表
级配
4.0%空隙率沥青用疑(沥青含量)(%)
矿料间隙率(%)VMA(设计次数)
沥青饱和度(%)
VFA(设计次数)
矿粉/有效沥青百分比DP
初始次数压实度N咖(%)
1
4.3
12.7
6&5
1.28
85.4
2
3.9
12.0
66.7
1.49
85.3
3
3.4
11.2
64.3
1.93
84.8
Superpave标准
大于12.0
65〜75
0.6〜1.2⑴
W89.0
注:
(1)当级配在禁区下方经过时,粉胶比可取值0.8〜1.6。
表4.3-2为三组级配佔算沥青用量(沥青含量)试验结果评价表。
依据表4.3-2评价指标,能够得出级配2满足Superpave设计要求,此次选择级配2(1#:
2*:
3*:
4#:
5#:
6*:
矿粉=15:
20:
17:
16:
8:
21.5:
2.5)为设计级配。
4.4选择设计级配沥青用量
设计级配确定后,依据Superpave设计方法,通常选择四个沥青用量(沥青含量),它们分别为Pb、Ph±0.5%、Pb+1%。
由表4.3-2并结合以往类似工程实践经验取Pb为3.9%,则选择四个沥青用量(沥青含量)分别为:
3.4%、3.9%、4.4%、4.9%(见表4.4-1)<>在进行确定选择级配沥青用量(沥青含量)试验时,压实次数应设定在N则,此次N则=100次。
表4.4-1设计级配四种沥青用量(沥青含量)试验结果汇总表
90
So
30
7S
60
oo
50
IS
:
0
66
沥青用量(沥青含量)
(%)
3.4
3.9
4.4
4.9
理论最大相对密度
2.578
2.550
2.538
2.519
试件编号
1-1
1-2
2-1
2-2
3-1
3-2
牛1
4-2
髙度
(mm)
8次
131.6
131.9
130.3
130.4
129.5
129.8
129.1
128.7
100次
116.4
116.5
115.3
115.5
114.7
114.9
114.5
114.0
空气中重(g)
4785.6
4792.8
4780.4
4776.1
4788.6
4791.2
4776.7
4792.2
水中重(g)
2813.8
2835.6
2839.3
2831.8
2861.7
2858.3
2845.4
2858.8
饱和而干重(g)
4797.3
4800.3
4793.2
4782.7
4801.9
4804.5
4782.5
4803.9
毛体积相对密度
2.413
2.439
2.447
2.448
2.468
2.462
2.466
2.464
初始压实度(%)
83.2
85.0
86.0
86.7
设计压实度(%)
94」
96.0
97.1
97.8
图4.4体积指标和沥青含量关系曲线
依据表4.4-1,得岀3.4%.3.9%.4.4%.4.9%四个沥青用量(沥青含量)体积指标,
见表4.4-2,并得到设计沥青用量(沥青含量)为3・9%°
表4.4・2四个沥青用量(沥青含量)沥青混合料体积指标
沥青用量(沥青含疑)(%)
在压实次数时
矿粉/有效沥青百分比DP
初始压实度
(%)
压实度(%)
(设计次数)
矿料间隙率
VMA(%)
沥青饱和度
VFA(%)
3.4
94.1
12.3
52.1
1.47
83.2
3.9
96.0
12.0
66.5
1.27
85.0
4.4
97.1
11.8
75.6
1.12
86.0
4.9
97.8
123
82.5
1.00
86.7
3.9(取用值)
96.0
12.0
66.5
1.27
85.0
Superpave标准
96.0
>12
65〜75
0.6〜1.2⑴
W89
注:
(1)当级配在禁区下方经过时,粉胶比可取值0.8〜1.6。
4.5验证
依据第4.4节中得到设计•沥青用量(沥青含量)3.9%,釆取沥青用量(沥青含量)3.9%成型试件,验证采取3.9%沥青用量(沥青含量)在压实次数设定在N”时,此次N”=160次,对应混合料体积性质指标,试验结果汇总于表4.5-lo
表4.5-1设计沥青用量(沥青含量)验证试验结果表
沥青用量
(沥青含量)(%)
在压实次数时
粉胶比(F/A)
初始压实度N初的(%)
最大压实度
N域大(%)
压实度(%)
(设计次数)
矿料间隙率
VMA(%)
沥青饱和度
VFA(%)
3.9
96.0
12.0
66.5
1.27
85.0
96.4
Supopavc副E
96.0
>12
65〜75
0.6〜1.2⑴
W89
W98
注:
(1)当级配在禁区下方经过时,粉胶比可取值0.8〜1・匕
4.6设计结果
经过以上试验和分析,级配2为设计级配,配合比为1#:
2#:
3*:
4#:
5#:
6*:
矿粉
=15:
20:
17:
16:
8:
21.5:
2.5,其对应配制混合料特征如表4・6・1所表示。
表4.6-1沥青混合料体积指标表
混合料特征
设计结果
Superpave标准
结论
空隙率VV(%)
4.0
4.0
合格
矿料间隙率VMA(%)
12.0
212
合格
饱和度VFA(%)
66.5
65〜75
合格
粉胶比FB
1.27
0.6〜1.2⑴
合格
初始旋转次数(8)压实度
85.0
W89
合格
最大旋转次数(160)压实度
96.4
W98
合格
注:
(1)当级配在禁区下方经过时,粉胶比可取值0.8〜1.6。
5.0马歇尔试验结果汇总表
依据Superpave设计方法得到沥青混合料,采取马歇尔试验方法成型试件,得
到对应马歇尔试验结果,见表5.0-1o
表5.0-1Sup-25马歇尔试验结果表
试验项目
试验结果
指导意见要求
击实次数(次)
正反各75次
正反各75次
稳定度(kN)
11.13
M&0
流值(0.1mm)
31.5
20〜40
空隙率(%)
5.()
4〜6
沥青饱和度(%)
61.5
60〜70
矿料间隙率(%)
12.9
鼻12
6-0高温稳定性.水稳定性.低温抗裂性试验
为了检验Sup-25型沥青混合料高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性,根据相
关规范进行了60°C车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、一10°C小梁弯曲
试验,试验结果汇总于表6.0-1>表6.0・2、表6.0-3、表6.0-4o
表6.0-1车辙试验结果
混合料类型
沥青用量(沥青含量)(%)
动稳定度(次/mm)
1
2
3
平均
要求
Sup-25
3.9
3150
3500
3706
3452
23000
表6.0-2冻融劈裂试验结果
混合料类型
无条件劈裂强度
(MPa)
条件劈裂强度
(MPa)
TSR(%)
要求(%)
Sup-25
1.08
0.97
89.8
^80
表6.0・3浸水马歇尔试验结果
混合料类型
马歇尔稳立度
(kN)
浸水马歇尔稳泄度
(kN)
残留稳左度(%)
要求(%)
Sup-25
11.13
9.92
89.1
工85
表6.0・4-WC小梁弯曲试验结果
混合料
最大荷载
跨中挠度
抗弯拉强
劲度模量
破坏应变
要求
类型
(kN)
(mm)
度(MPa)
(MPa)
(“£)
(“£)
Sup-25
1.022
0.514
7.966
2923
2731
22500
7.0室内配合比设计结论
经过混合料级配调试和相关验证试验,表明所设计Sup-25型SBS改性沥青混合料抗高温性能、抗水损害性能、低温弯曲性能均满足设计•要求,室内U标配合比设计结果为1#:
2*:
3*:
4#:
5#:
6*:
矿粉=15:
20:
17:
16:
8:
21.5:
2.5,最好沥青用量(沥青含量)为3.9%,可用于XXX路XXX标下面层Sup-25型SBS改性沥青混合料生产配合比设计工作。
以下无2乞
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