沥青混合料目标配合比设计报告.docx

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沥青混合料目标配合比设计报告

XXX高速公路

下面层AC-25C型沥青混合料目标配合比

设计报告

项目负责人

主要测试人员

编制

技术负责人

复核

分管副主任

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.本报告未加盖检测单位报告专用章、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.对检测报告有异议者，请于收到报告之日起十五日内向检测单位提出。

3.试验检测按国家标准、行业标准和企业标准执行，无标准的按照双方协议执行。

XXXX检测中心

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#、2#、3#、4#；

沥青、矿粉

样品规格

1#（19-31.5）mm、

2#（9.5-19）mm、

3#（4.75-9.5）mm、

4#（0-4.75）mm、

A级70#道路石油沥青

产地

样品状态

试样数量

集料：

每档各约150kg

沥青：

50kg

矿粉：

20kg

试验日期

2014.06.05~

2014.06.30

试验项目

沥青混合料目标配合比设计

环境条件

详见原始记录

样品用途

沥青下面层

样品描述

1#（19-31.5）mm、2#（9.5-19）mm、3#（4.75-9.5）mm、4#（0-4.75）mm、

70#道路石油沥青（黑色粘稠状）、矿粉（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》（JTGE20-2011）

《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）

评价标准

试验设备

鼓风干燥箱（LH22-1）、游标卡尺（JL13）、标准筛（JL01）、电子天平（LH23）、电子天平（LH23）、针入度仪（LQ01）、延度仪（LQ26）、软化点仪（LQ30）、蜡含量测定仪（LQ05）、闪点仪（LQ04）、马歇尔电动击实仪（LH02）、马歇尔稳定度仪（LH35）、沥青混合料最大理论密度仪（LH13）等

1.0　概述

受XXX委托，XXX对XXX公路XXX段下面层AC-25C型沥青混合料进行目标配合比设计。

2.0　设计依据

下面层AC-25C沥青混合料目标配合比设计依据以下规范、规程及意见执行：

1、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）；

2、《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）；

3.0　设计过程

3.1　原材料试验

本次室内目标配合比设计所用集料、矿粉及沥青均为现场取样，各号集料均为XXX料场生产的玄武岩碎石，矿粉为XXX生产，沥青为XXX70号道路石油沥青。

细集料、粗集料、矿粉的试验结果见表3.1-1、3.1-2、3.1-3，各种矿料的筛分结果见表3.1-4，70号道路石油沥青试验结果见表3.1-5。

表3.1-1细集料试验结果汇总表

集料规格

试验项目

4#

技术要求

结论

0-2.36mm

2.36-4.75mm

表观相对密度

2.937

2.918

≥2.50

合格

毛体积相对密度

2.575

2.795

/

/

砂当量（%）

70

/

≥60

合格

棱角性（s）

41.1

/

≥30

合格

表3.1-2粗集料试验结果汇总表

集料规格

试验项目

1#

2#

3#

技术要求

结论

表观相对密度

2.910

2.917

2.928

2.6-3.0

合格

毛体积相对密度

2.856

2.847

2.837

/

/

吸水率（%）

0.64

0.84

1.10

≤2.0

合格

针片状颗粒含量（%）

8.4

5.4

4.1

≤15

合格

与沥青的粘附性（级）

/

4

/

≥4

合格

压碎值（%）

/

12.5

/

≤20

合格

表3.1-3矿粉试验结果汇总表

试验项目

试验结果

技术要求

结论

表观相对密度

2.704

≥2.50

合格

粒度范围

＜0.6mm（%）

100

100

合格

＜0.15mm（%）

100

90~100

合格

＜0.075mm（%）

98.2

75~100

合格

外观

无团粒结块

无团粒结块

合格

亲水系数

0.64

＜1

合格

塑性指数

3.1

＜4

合格

表3.1-4各种矿料的筛分结果

筛孔

集料

通过筛孔（方孔筛，mm）百分率（%）

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

1#

100

83.0

2.8

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

0.6

2#

100

100

89.6

55.6

23.9

1.2

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

0.7

3#

100

100

100

100

99.9

88.9

7.2

1.8

1.4

0.9

0.9

0.9

0.9

4#

100

100

100

100

100

100

89.9

49.6

34.5

24.8

18.1

14.3

9.1

矿粉

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

100

98.2

检验项目

实测值

技术要求

结论

针入度（25℃，100g，5s）（0.1mm）

60

60~80

合格

延度（5cm/min，10℃）（cm）

23

≥15

合格

延度（5cm/min，15℃）（cm）

＞100

≥100

合格

软化点（TR&B）（℃）

53.0

≥46

合格

密度（15℃）（g/cm3）

1.044

/

/

相对密度（25℃）

1.046

/

/

针入度指数PI

﹣0.71

-1.5~+1.0

合格

动力粘度（绝对粘度，60℃）（Pa·s）

220.2

≥180

合格

闪点（COC）（℃）

316

≥260

合格

蜡含量（蒸馏法）（%）

1.4

≤2.2

合格

TFOT后

质量损失（%）

-0.118

-0.8~+0.8

合格

针入度比（%）

66.7

≥61

合格

延度（5cm/min，10℃）（cm）

8

≥6

合格

延度（5cm/min，15℃）（cm）

17

≥15

合格

表3.1-5A级70号道路石油沥青技术性能试验结果

3.2　混合料级配

AC-25C型沥青混合料工程设计级配范围见表3.2-1。

表3.2-1AC-25C沥青混合料工程设计级配范围

筛孔

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

上限

100

100

90

83

76

65

52

42

33

24

17

13

7

下限

100

90

75

65

57

45

24

16

12

8

5

4

3

3.3　矿料配合比设计计算

确定AC-25C型的三组初试级配A、B、C，三组初试级配矿料配合比组成见表3.3-1，三组初试级配合成级配通过率明细见表3.3-2。

表3.3-1试验级配矿料配合比组成

矿料

级配A（%）

级配B（%）

级配C（%）

1#

18

15

14

2#

29

31

29

3#

17

16

16

4#

35

37

40

矿粉

1

1

1

表3.3-2三组初试级配合成级配通过率（%）

筛孔

31.5

26.5

19

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

级配A

100

96.9

79.5

69.2

60.0

51.6

34.0

19.0

13.6

10.1

7.8

6.5

4.6

级配B

100

97.5

82.2

71.3

61.5

52.7

35.7

19.9

14.3

10.6

8.1

6.7

4.8

级配C

100

97.6

83.4

73.2

64.0

55.7

38.4

21.4

15.3

11.4

8.7

7.2

5.1

根据经验，按初试油石比4.0%制作马歇尔试件，计算合成毛体积相对密度、合成表观相对密度、合成有效相对密度，结果见表3.3-3；测定空隙率、饱和度、矿料间隙率、马歇尔稳定度等指标，结果见表3.3-4。

表3.3-3AC-25C型沥青混合料设计级配计算结果

级配

类型

合成毛体积相对密度γsb

合成表观相对密度γsa

合成有效相对密度γse

级配A

2.787

2.919

2.844

级配B

2.789

2.919

2.839

级配C

2.788

2.920

2.847

表3.3-4AC-25C型沥青混合料设计级配试验结果

级配

类型

油石比（%）

稳定度（kN）

流值（0.1mm）

空隙率

VV（%）

矿料间隙率VMA（%）

饱和度VFA（%）

毛体积

相对密度

实测理论

相对密度

级配A

4.0

8.43

20.1

5.6

13.1

57.1

2.520

2.670

级配B

4.0

10.06

29.2

4.2

12.1

65.1

2.551

2.663

级配C

4.0

10.72

22.3

3.5

11.0

68.5

2.580

2.672

要求

/

≥8.0

20~40

3.0~5.0

11-13

65~75

/

/

根据表3.3-4三组级配初试油石比试验结果，可知级配A的空隙率、间隙率和饱和度均不能满足设计要求，级配B、级配C均能满足稳定度、流值、空隙率、间隙率、饱和度的设计要求，根据经验，综合考虑选择级配B为设计级配。

图3.3-1AC-25C型沥青混合料设计级配曲线图（级配B）

3.4　马歇尔试验

按设计的矿料比例配料，采用五个油石比，进行空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、马歇尔稳定度等相关指标试验，试验结果见表3.4-1，设计级配合成毛体积相对密度为2.789，合成表观相对密度为2.919，合成有效相对密度2.839。

表3.4-1AC-25C型设计配合比马歇尔试验结果

混合料

类型

油石比（%）

稳定度（kN）

流值（0.1mm）

空隙率

VV（%）

矿料间隙率VMA（%）

饱和度VFA（%）

毛体积

相对密度

实测理论

相对密度

AC-25C

3.0

10.19

23.4

6.6

12.3

46.4

2.522

2.700

3.5

10.84

29.5

5.5

12.1

54.5

2.538

2.686

4.0

11.53

36.9

4.1

12.0

65.6

2.553

2.663

4.5

9.44

43.0

3.0

12.2

75.7

2.560

2.638

5.0

8.79

47.0

2.3

12.4

81.7

2.568

2.628

要求

/

≥8.0

20~40

3.0~5.0

11-13

65~75

/

/

3.5　最佳油石比的确定

根据马歇尔试验结果，分别绘制密度、稳定度、流值、空隙率、饱和度、VMA与油石比的关系曲线，从曲线上找出与最大密度、最大稳定度、目标空隙率及饱和度范围中值对应的四个油石比，求出四者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1，但如果对选择试验的油石比范围，密度或稳定度没有出现峰值，可直接以目标空隙率所对应的油石比作为OAC1。

作图求出满足沥青混凝土各项指标要求的油石比范围（OACmin，OACmax），该范围的中值为OAC2，如果最佳油石比的初始值OAC1在OACmax与OACmin之间，则认为设计结果是可行的，可取OAC1与OAC2的中值作为目标配合比的最佳油石比OAC，并结合交通与气候特点论证地取用，最终得最佳油石比。

由图3.5-4可知，密度没有出现峰值，则目标空隙率4.0%对应的油石比为4.04%，此即为最佳油石比的初始值OAC1。

同时由各项指标与油石比的关系图可得符合各指标要求的油石比范围为3.9~4.2%，其中值为4.05%，此即为OAC2，OAC1与OAC2的平均值为4.0%，考虑当地的气候条件及设计经验取最佳油石比为4.0%。

因此VMA为12.0%，满足设计要求，根据计算得粉胶比为1.49，满足要求。

图3.5-1油石比与空隙率关系图图3.5-2油石比与矿料间隙率关系图

图3.5-4油石比与沥青饱和度关系图3.5-4油石比与密度关系图

图3.5-5油石比与稳定度关系图图3.5-6油石比与流值关系图

空隙率

VMA

饱和度

稳定度

流值

共同范围

图3.5-7密度、空隙率、VMA、饱和度、稳定度、流值与油石比的关系图

3.6　沥青混合料的性能试验验证

进行最佳油石比下的浸水马歇尔试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能。

试验结果见表3.7-1。

表3.7-1最佳油石比的浸水马歇尔检验

混合料类型

马歇尔稳定度（kN）

浸水马歇尔稳定度（kN）

残留稳定度S0

（%）

要求

（%）

AC-25C

11.26

9.95

88.4

≥85

4.0　设计结果及结论

采用现场取样的原材料，进行下面层AC-25C型沥青混合料配合比设计，得出配合比设计结果如表4.0-1、表4.0-2所示。

表4.0-1矿料比例及油石比

混合料

类型

下列各种矿料所占比例（%）

油石比

（%）

有效沥青用量Pbe（%）

1#

2#

3#

4#

矿粉

AC-25C

15.0

31.0

16.0

37.0

1.0

4.0

3.22

表4.0-2最佳油石比及密度、空隙率

混合料

类型

油石比（%）

毛体积相对密度

空隙率（%）

矿料间隙率（%）

实测理论相对密度

AC-25C

4.0

2.553

4.1

12.0

2.663

通过混合料级配调试和相关验证试验，表明所设计的AC-25C型沥青混合料的水稳定性满足要求，室内目标配合比设计结果可用于指导XXX高速公路下面层生产配合比设计工作。

以下无正文

声明：

本报告未加盖报告专用章、缺页、添页、复印或数据涂改均无效。

本次测试报告仅对送检样品负责。