OGFC排水沥青配合比设计龚美霞Word文档格式.docx
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软石含量
≤5
T0320-2000
石料磨光值
BPN
≥42
T0321-1994
石料冲击值
≤28
T0322-2000
本项目粗集料全部安徽庐江料场，粗集料分别为5～10mm、10～15mm、两档规格，粗集料检测结果均符合规范要求。
1.2细集料
细骨料在OGFC排水沥青混合料中只占很小的比例，然而细集料对混合料的性能影响较大。
在欧美，细集料一般采用质地坚硬的轧制砂代替天然砂，其理由是，天然砂与沥青的粘附性较差，而且砂的颗粒基本上是球形颗粒，对高温抗车辙能力不利，根据有关研究可知，天然砂掺量每增加1%，沥青混合料的动稳定度降低4%。
而轧制砂是破碎得到的，表面特别粗糙，对提高马歇尔稳定度及动稳定度效果明显。
细集料应干净、坚硬、干燥、无风化，有适当的级配，并与改性沥青有良好的粘附性。
OGFC路面细集料的技术要求如下表：
OGFC路面细集料技术要求
含泥量
≤1
T0333-2000
T0340-1994
T0328-2000
砂当量
≥60
T0334-1994
本项目细集料杨新料场生产的石屑,细集料为0～5mm。
细集料检测结果均符合规范要求。
天然砂全部采用浠水巴河砂场生产的河砂，细度模数为2.4，为中砂。
1.3沥青
沥青混凝土是由沥青胶结料与矿料组成的路面材料，胶结料的性能对混合料影响很大。
OGFC路面由于混合料粗颗粒过多，细颗粒太少，虽然能形成骨架，但颗粒之间不能够形成强有力的嵌锁作用，混合料的强度受结合料的粘结影响很大，所以要求沥青具有很高的粘性，以确保沥青混合料的稳定性。
OGFC混合料所用沥青应该具有以下特点：
1、沥青粘性好，具有高粘韧性，高韧性。
2、优良的抗老化性能。
3、与集料的强粘附性。
铺筑OGFC路面，采用普通沥青很难满足上述要求，国内外的实践经验表明，要得到性能良好的结合料，最好采用改性沥青。
高黏度改性沥青的技术要求
试验项目
技术要求
针入度（25℃，100g，5s）
0.1mm
≥40
软化点（TR＆B）
℃
≥85
延度（15℃）
cm
≥90
闪点
≥260
薄膜加热试验质量损失率
≤0.05
薄膜加热针入度比
≥65
℃粘韧性（25℃）
N·
m
≥20
℃韧性（25℃）
≥15
℃60℃粘度
Pa·
s
≥100000
注：
℃为区别于普通道路石油沥青质量要求的试验项目。
本项目沥青全部采思立特SBSI-D改性用沥青，各项试验指标符合要求。
2、OGFC混合料配合比设计
OGFC混合料配合比设计主要围绕如何获得目标空隙率，同时保证一定的路用性能进行矿料级配选择和最佳沥青用量的确定。
传统的马歇尔设计方法不能直接用于OGFC配合比设计。
但由于OGFC配合比设计过程中，仅飞散试验涉及路用性能，不能很好反映混合料其它性能，所以还需要采用马歇尔试验检测其力学性能。
OGFC混合料配合比设计可按照以下程序进行：
选择目标空隙率、根据确定的级配范围初拟级配、按照马歇尔方法制备试件、选择空隙率达到目标要求的值的若干沥青用量、对混合料进行流淌试验、对成型的试件进行飞散试验、确定最佳沥青用量范围、根据混合料性能特征综合确定满足透水性、耐久性及强度要求的最佳沥青用量。
OGFC混合料配合比设计流程如图：
OGFC混合料配合比设计流程图
3、配合比设计实例（以OGFC-13C沥青混合料配合比设计为例）
OGFC-13C沥青混合料目标配合比设计
一、设计依据
1、《沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）
2、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）
3、《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）
4、《武汉市城镇道路沥青路面施工技术规定》（WBJ201-2004）
5、在沥青混合料时间的成型过程中，理清加热温度为1650C～1750C、矿料加热温度为1800C～2100C，沥青混合料拌合温度为175℃～1850C、成型温度为1650C～1750C
6、沥青混合料最大相对密度采用实测，沥青混合料马歇尔试件毛体积密度采用体积法测定。
二、试验内容
1、原材料试验
对安徽庐江料场提供的集料进行筛分试验及表观密度、毛体积密度和吸水率。
2、OGFC-13型排水沥青混合料组成设计试验
在规范要求OGFC-13型级配范围基础上，对设计级配曲线进行优化设计，通过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。
并对OGFC-13型改性沥青混合料目标配合比水稳定性检验。
三、计算说明
1、矿料全体的合成毛体积相对密度rsb
Rsb=100/（P1/r1+P2/r2+·
·
+Pn/rn）
式中：
P1、P2、·
、Pn------各种矿料成分的配合比，其和为100；
r1、r2、·
、rn------各种矿料相应的毛体积相对密度，矿粉以表观相对密度代替。
2、矿料全体的合成表观相对密度rsa
Rsa=100/（P1/r,1+P2/r,2+·
+Pn/r,n）
r,1、r,2、·
、r,n------各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。
3、合成矿料的有效相对密度rse
rse=C×
rsa+（1-C）×
rsb
rse------合成矿料的有效相对密度；
C------合成矿料的沥青吸收系数；
rsa------矿料的合成表观相对密度；
4、合成矿料的吸水率（%）WX
WX=（1/rsb-1/rsa）×
100
5、试件的理论最大相对密度
rti=（100+Pai）+[（100/rse）+（Pai/rb）]
rti------相对于计算沥青用量Pai时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；
Pai------所计算的沥青混合料中的油石比，%；
rse------矿料的有效相对密度，无量纲；
rb------沥青的相对密度（25℃/25℃），无量纲；
6、连通空隙率（%）
游标卡尺测定的试件体积-（空中重量-水中重量）
连通空隙率=——————————————————————×
100%
游标卡尺测定的试件体积
7、试件的空隙率VV（%）
VV=（1-rf/rt）×
rt-------沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲。
8、暂定油石比的计算方法见式
（1）、式
（2）：
暂定油石比=假定沥青膜厚度（1.1μm）×
矿料表面积式
（1）
矿料表面积=（2+0.02a+0.04b+0.08c+0.14d+0.3e+0.6f+1.6g）/48.74式
（2）
式2中的a、b、c、d、e、f、g、为累积通过质量百分率，其与筛孔尺寸关系如表4.
筛孔尺寸（mm）
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
筛孔累计通过百分率（%）
a
b
c
d
e
f
g
系数
0.02
0.04
0.08
0.14
1.6
四、试验结果汇总
（1）各种集料筛分试验结果表1
孔径（mm）
16.0
13.2
9.5
10～15
79.6
1.8
0.1
5～10
90.9
0.5
0～5
99.3
97.7
602
32.9
6.3
3.2
1.7
砂
94.2
82.5
69.5
51.9
18.1
2.2
矿粉
97.6
86.5
（2）OGFC-13型改性沥青混合料矿料级配范围及设计结果表2
筛孔尺寸
合成级配
93.7
65.1
20.6
16.7
13.5
10.7
7.2
5.6
4.8
下限
90
50
12
10
6
4
3
2
上限
70
30
22
18
15
8
（3）OGFC-13型改性沥青混合料设计级配曲线矿料配合比表3
规格
10-15
5-10
石屑
掺配比例%
31
48
5
（4）SBS（Ⅰ-D）改性沥青试验结果表4
检测结果
技术标准
针入度（0.1mm，25℃）
47.6
40～60
延度（5℃）
33.5
＞20cm
软化点（℃）
77.5
≥75
相对密度
1.028
实测
（5）TPS性能
主要指标
性能
主要成分
热塑性弹体为主要成分，并经过溶解性、粘着性改良
形状·
外观
2mm左右颗粒状，淡黄色
标准添加量
TPS:
基质沥青=12：
88（根据需要可增加添加量）
比重
0.96g/cm3
矿料（粗、细集料及矿粉各项指标）表5
检测项目
碎石（10-15mm）
碎石（5-10mm）
表观相对密度
2.753
2.776
2.611
2.567
2.694
毛体积相对密度
2.685
2.684
2.583
2.524
2.676
压碎值
13.3
——
针片状
7.5
0.48
0.82
1.0
1.2
0.2
粘附性
75.3
亲水系数
0.76
（6）OGFC-13型改性沥青混合料马歇尔试验表6
体积指标
油石比（%）
4.0
4.3
4.6
4.9
5.2
矿料全体的相对密度rse
2.707
合成矿料的吸水率（%）WX
0.615
全体矿料的毛体积相对密度rsb
2.656
矿料全体的合成表观相对密度rsa
2.735
试件的理论最大相对密度rti
2.576
2.562
2.545
2.520
2.493
肯特堡飞散试验
3.1
3.4
2.9
2.4
2.6
析漏试验
0.18
0.20
0.25
0.39
0.44
试件的毛体积密度rf（g/cm）
2.023
2.032
2.048
2.040
连通空隙率（%）
15.9
16.4
17.8
16.9
20.3
试件的空隙率Va（%）
21.5
20.7
19.5
19.0
18.5
（7）OGFC-13型改性沥青混合料马歇尔试验结果汇总表表7
沥青混合料结构类型
毛体积密度（g/cm3）
空隙率（%）
连通空隙率
稳定度（KN）
流值（0.1mm）
OGFC-13
9.65
2.33
10.22
2.18
9.11
2.39
10.0
1.89
30.2
9.68
2.22
18-25
＞14
＞5
最佳油石比OAC=4.6%Va=19.5%ρ=2.048g/cm3
五、结论
1、建议采用该级配，作为OGFC-13型目标配合比设计级配曲线。
2、级配曲线波动范围宜控制在现行规范OGFC-13型允许级配范围之内。
3、该目标配合比，供拌合机确定各冷料仓的供料比例，进料速度及试拌使用。
TPS标准添加量：
TPS：
88
沥青混合料级配
材料组成
筛孔（mm）
26.5
通过率（%）
原材料级配
9.5~16.0mm碎石
100.0
4.75~9.5mm碎石
90.9
0~4.75mm石屑
60.2
16
18.2
各种矿料在混合料中的级配
9.5~16.0mm
31.0
24.7
0.0
4.75~9.5mm
48.0
43.6
0~4.75mm
8.0
7.9
7.8
1.3
6.6
4.2
1.5
5.0
100
93.7
65.1
20.6
16.7
13.5
10.7
7.2
5.6
4.8
规范要求级配范围
90~100
60~80
12~30
10~22
6~18
4~15
3~12
3~8
2~6
OGFC-13沥青混合料生产配合比设计
对各热料仓集料进行筛分试验及表观密度、毛体积密度和吸水率。
在规范要求OGFC-13型级配范围基础上，对目标设计级配曲线进行优化设计，通过马歇尔试验，确定最佳沥青用量。
并对OGFC-13型改性沥青混合料生产配合比水稳定性检验。
rsb=100/（P1/r1+P2/r2+…+Pn/rn）
P1、P2、…、Pn------各种矿料成分的配合比，其和为100；
r1、r2、…、rn------各种矿料相应的毛体积相对密度，矿粉以表观相对密度代替。
rsa=100/（P1/r’1+P2/r’2+…+Pn/r’n）
r’1、r’2、…、r’n------各种矿料按试验规程方法测定的表观相对密度。
rse=C×
rsa+（1-C）×
C------合成矿料的沥青吸收系数；
rsa------矿料的合成表观相对密度；
4、合成矿料的吸水率（%）Wx
Wx=（1/rsb-1/rsa）×
rti=（100+Pai）/[（100/rse）+（Pai/rb）]
rti----相对于计算沥青用量Pbi时沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲；
Pai----所计算的沥青混合料中的油石比，%；
rse------矿料的有效相对密度，无量纲；
rb------沥青的相对密度（25℃/25℃），无量纲。
连通空隙率=×
VV=（1－rf/rt）×
rt------沥青混合料的最大理论相对密度，无量纲。
式2中的a、b、c、d、e、f、g为累积通过质量百分率，其与筛孔尺寸关系如表4.
4#仓
11-16
93.2
25.1
3#仓
6-11
91.5
1.9
2#仓
3-6
66.9
1#仓
0-3
99.7
93.6
78.6
58.9
22.6
（2）OGFC-13型排水沥青混合料矿料级配范围及设计结果表2
0.
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