水穩(wěn)基層配合比設(shè)計(jì)[務(wù)實(shí)技巧]

1、江寧區(qū)寧銅公路（祿口-銅山段）改造工程水泥穩(wěn)定碎石基層配合比設(shè)計(jì)報(bào)告江蘇育通交通工程咨詢監(jiān)理有限責(zé)任公司2009年11月8日寧銅公路（祿口-銅山段）改造工程水穩(wěn)配合比設(shè)計(jì)一、概述江寧區(qū)寧銅公路拓寬改造工程依據(jù)交通部公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ034-2000）、交通部公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ057-94）、交通部公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTJ051-93）、公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）、公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80-2004）、數(shù)值修約規(guī)則（GB8170-87）、江蘇省交通廳質(zhì)量監(jiān)督站質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編GB（2003-11），監(jiān)理組進(jìn)行了水穩(wěn)基層配

2、合比設(shè)計(jì)工作。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1、交通部公路工程質(zhì)量檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80-2004）2、交通部公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程（JTG E42-2005）3、交通部公路工程無(wú)機(jī)結(jié)合料穩(wěn)定材料試驗(yàn)規(guī)程（JTJ057-94）4、交通部公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ034-2000）5、交通部公路土工試驗(yàn)規(guī)程（JTJ051-93）6、數(shù)值修約規(guī)則（GB8170-87）7、江蘇省交通廳質(zhì)量監(jiān)督站質(zhì)量技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)匯編GB（2003-11）三、配合比設(shè)計(jì)本次上面層所用集料為淳化鎮(zhèn)采石灰?guī)r集料，礦料為上峰孟墓廠產(chǎn)品，瀝青為金陵實(shí)業(yè)AH-70瀝青。依據(jù)要求進(jìn)行了瀝青和集料的各項(xiàng)指標(biāo)試驗(yàn)（詳見下表）。1、 水泥：該項(xiàng)目選

3、用的水泥南京三龍水泥廠天寶山牌（緩凝）P.O32.5級(jí)水泥，終凝時(shí)間大于6個(gè)小時(shí)，經(jīng)檢測(cè)其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均滿足有關(guān)規(guī)范的要求，可以采用。其主要技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果見表：水泥原材試驗(yàn)結(jié)果表檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)結(jié)果規(guī)定值細(xì)度3.610安定性（沸煮法）合格合格初凝時(shí)間335min180min終凝時(shí)間380min360min抗壓強(qiáng)度（MPa）3d19.818.028d32.5抗折強(qiáng)度（MPa）3d4.23.528d5.52、 集料根據(jù)設(shè)計(jì)要求本項(xiàng)目室內(nèi)配合比設(shè)計(jì)中所用集料為石灰?guī)r，由淳化鎮(zhèn)采石場(chǎng)所供，礦粉為上峰孟墓廠產(chǎn)品，各種集料及礦粉的篩分結(jié)果見表1。各種粗集料的試驗(yàn)結(jié)果如表2，細(xì)集料的試驗(yàn)結(jié)果如表3，礦粉的試驗(yàn)

4、結(jié)果如表4該項(xiàng)目選用石料的產(chǎn)地為青龍山采石場(chǎng)，質(zhì)地為石灰?guī)r。三種規(guī)格分別為1#料（9.5-31.5mm）、2#料（4.75-9.5mm）、3#料（0-4.75mm），混合料級(jí)配為該三種石料組合而成。碎石集料壓碎值為18.0%，針片狀分別為6.7%、5.9%，石屑中小于0.6mm料其塑性指數(shù)為3.6，液限為19.8，均符合相關(guān)規(guī)范。三種集料比例為：30：30：40，混合料級(jí)配滿足部頒公路路面基層施工技術(shù)規(guī)范（JTJ034-2000）表3.2.2的3號(hào)級(jí)配，水泥穩(wěn)定碎石的集料級(jí)配范圍見表：三、確定水泥劑量的摻配范圍水泥穩(wěn)定碎石混合料的設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求7d無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度不小于3.5Mpa，根據(jù)以往項(xiàng)目經(jīng)

5、驗(yàn)，水泥劑量按4.0、4.5、5.0、5.5四種比例配制混合料，即水泥:碎石為4.0:100、4.5:100、5.0:100、5.5:100。四、確定各種混合料的最佳含水量和最大干密度監(jiān)理組在能估計(jì)合適劑量情況下，將劑量選用縮減至四個(gè)。對(duì)四種不同水泥劑量的混合料做標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)，確定出最大干密度和最佳含水量如表：標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)試驗(yàn)結(jié)果表配 合 比dmax/g/cm3o/%備 注水泥:碎石4.0:1002.2904.74.5:1002.3104.85.0:1002.3504.95.5:1002.3605.2五、測(cè)定混合料標(biāo)準(zhǔn)曲線及強(qiáng)度試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)EDTA滴定試驗(yàn)結(jié)果表配 合 比EDTA消耗量/mL備 注水泥

6、:碎石3.5:1009.44.0:10010.54.5:10011.55.0:10012.55.5:10013.46.0:10014.37天無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度結(jié)果表配合比水泥:碎石4.0:1004.5:1005.0:1005.5:100/抗 壓 強(qiáng) 度試件編號(hào)B13.93.84.84.8/B24.24.25.15.0/B34.14.54.65.4/B43.94.45.25.6/B53.44.04.75.3/B63.64.14.84.7/B74.14.35.24.9/B83.84.25.55.0/B93.84.34.65.1/RC/Mpa3.94.24.95.1/RC0.95/Mpa3.63.94.

7、54.7/S/Mpa0.2550.2120.3200.293/Cv/%6.55.16.55.8/六、配合比組成設(shè)計(jì)成果監(jiān)理組通過(guò)以下方法確定水泥最佳劑量：1、 比較強(qiáng)度平均值和設(shè)計(jì)要求值，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果水泥劑量為4.0%、4.5%、5.0%、5.5% 時(shí)試件強(qiáng)度平均值均滿足不低于3.5Mpa設(shè)計(jì)值的要求。2、 考慮到試驗(yàn)數(shù)據(jù)的偏差和施工中的保證率，對(duì)水泥劑量為4.0%、4.5%、5.0%、5.5%時(shí)的強(qiáng)度數(shù)據(jù)通過(guò)公式RRd(1-ZaCv)驗(yàn)算，其強(qiáng)度均能滿足本項(xiàng)目設(shè)計(jì)強(qiáng)度指標(biāo)要求。3、 為防止干縮性裂縫及確保強(qiáng)度等方面綜合考慮，采用5.0%的水泥劑量。故監(jiān)理組工地試驗(yàn)室配合比組成設(shè)計(jì)成果為：水泥

8、:：集料=5.0:100，混合料的最佳含水量為4.9%，最大干密度為2.350gcm3，施工時(shí)壓實(shí)度按98%控制。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)試驗(yàn)室確定的配合比進(jìn)行調(diào)整，因該項(xiàng)目采取集中廠拌法施工，故水泥劑量增加0.5%，集料的含水量不能忽略不計(jì)，應(yīng)及時(shí)調(diào)整出最終的施工配合比。表1 各種集料及礦粉的篩分結(jié)果 篩孔集料通過(guò)篩孔（方孔篩，mm）百分率（）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#料10095.153.30.20.20.20.20.20.20.22#料10010010085.243.121.11.80.60.60.63#料10010010096.775.

9、351.239.624.217.39.1礦粉10010010010010010010098.391.783.6 表2 瀝青混合料用粗集料的試驗(yàn)結(jié)果材料名稱1#料2#料3#料規(guī)范要求()試驗(yàn)方法針片狀顆粒含量大于9.5mm以上（%）7.7_不大于12T 0312針片狀顆粒含量小于9.5mm以下（%）_8.2_不大于18T 03120.075mm含泥量（）0.20.6_不大于1T 0312軟石含量（%）2.1（13.226.5）mm2.4（4.7513.2）mm不大于3.0T 0320洛杉機(jī)磨耗值（%）22.4不大于28T 0317壓碎值（）21.0不大于26T 0316 表3 瀝青混合料用細(xì)集料

10、的試驗(yàn)結(jié)果材料名稱4#料規(guī)范要求()試驗(yàn)方法棱角性（）36.3不小于30T 0344砂當(dāng)量（）75不小于60T 0334 表4 瀝青混合料用礦粉的試驗(yàn)結(jié)果材料名稱礦粉規(guī)范要求()試驗(yàn)方法含水量()0.24不大于1T0103烘干法外觀無(wú)團(tuán)結(jié)無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊親水系數(shù)0.76小于1T03533、 AC-13F瀝青混合料級(jí)配要求本次目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)采用的級(jí)配類型為AC-13F型，參照公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范（JTJ F40-2004）表5.3.2-1表5.3.2-2，設(shè)計(jì)級(jí)配如下表：篩號(hào)16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075下限100906838241510754上限10

11、01008568503828201584、初選級(jí)配依據(jù)規(guī)范（JTG F40-2004）的設(shè)計(jì)要求，在選擇集料級(jí)配時(shí)，根據(jù)集料的篩分結(jié)果首先初選出粗、中、細(xì)三個(gè)級(jí)配，然后根據(jù)該工程地區(qū)氣候?qū)傧难谉岫瑴貐^(qū)同時(shí)考慮高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、耐久性及水穩(wěn)定性來(lái)選擇油石比，分別制作馬歇爾試件，得出試件的體積指標(biāo)，根據(jù)體積指標(biāo)初選一組滿足或接近設(shè)計(jì)要求的級(jí)配作為設(shè)計(jì)級(jí)配。確定AC-13F的三種級(jí)配，分別測(cè)定三種級(jí)配按瀝青用量為4.8%制作馬歇爾試件。三個(gè)級(jí)配的礦料比例表、三種礦料的合成級(jí)配明細(xì)表、三種級(jí)配曲線圖詳見下表：三種級(jí)配的礦料比例明細(xì)表級(jí)配礦料比例（%）1#2#3#礦粉級(jí)配150.07.041.51

12、.5級(jí)配242.011.045.02.0級(jí)配335.014.048.52.5三種礦料的合成級(jí)配通過(guò)明細(xì)表級(jí)配類型通過(guò)下列篩孔(方孔篩,mm)的質(zhì)量百分率(%)16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.075級(jí)配1100.0 97.9 77.1 48.0 36.2 23.9 18.4 11.9 8.6 5.4 級(jí)配2100.0 98.2 80.8 55.1 41.0 27.0 20.3 13.3 9.6 6.2 級(jí)配3100.0 98.5 84.0 61.4 45.5 29.8 22.3 14.7 10.7 6.9 三種級(jí)配曲線圖5、試驗(yàn)級(jí)配評(píng)價(jià)參照以往瀝青砼路面上面

13、層AC-13F目標(biāo)配合比的工程應(yīng)用情況，選擇瀝青用量4.8%作為三種試級(jí)配的瀝青用量，雙面各擊實(shí)75次成型馬歇爾試件。馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果匯總見下表：體積指標(biāo)級(jí)配瀝青用量(%)毛體積相對(duì)密度最大理論相對(duì)密度空隙率(%)VMA(%)飽和度(%)級(jí)配14.82.3882.5074.815.068.2級(jí)配24.82.4052.5064.014.271.8級(jí)配34.82.4142.5053.613.973.8技術(shù)要求36不小于13.06575可以看出級(jí)配1、級(jí)配2和級(jí)配3體積指標(biāo)均滿足要求，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)本次設(shè)計(jì)選擇級(jí)配2為設(shè)計(jì)級(jí)配。6、馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)按設(shè)計(jì)礦料比例配料，采用五種瀝青用量進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，試

14、驗(yàn)結(jié)果見下表：AC-13F設(shè)計(jì)級(jí)配馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果級(jí)配 類型瀝青用量(%)穩(wěn)定度(kN)流值(0.1mm)空隙率(%)VMA(%)飽和度(%)毛體積相對(duì)密度實(shí)測(cè)理論相對(duì)密度AC-13F4.010.2624.16.214.457.32.3802.5364.511.4028.94.814.366.42.3962.5175.010.9532.53.714.474.62.4072.4985.510.3736.02.614.582.42.4172.4806.09.3339.31.915.087.02.4142.462要求不小于8.015403.06.0不小于13.065757、最佳油石比的確定據(jù)馬歇

15、爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果，分別繪制穩(wěn)定度、流值、空隙率、飽和度與油石比的關(guān)系曲線，從曲線上找出相應(yīng)與最大密度、最大穩(wěn)定度、空隙率范圍中值及瀝青飽和度中值對(duì)應(yīng)的四個(gè)油石比，求出四者的平均值作為最佳油石比初始值OAC1，但如果對(duì)選擇試驗(yàn)的油石比范圍，密度或穩(wěn)定度沒有出現(xiàn)峰值，可直接以目標(biāo)空隙率所對(duì)應(yīng)的油石比作為OAC1；作圖求出能滿足瀝青砼各項(xiàng)指標(biāo)要求的油石比范圍（OACmax，OACmin），該范圍的中值為OAC2，如果最佳油石比的初始值OAC1在OACmax和OACmin之間，則認(rèn)為設(shè)計(jì)結(jié)果是可行的，可取OAC1與OAC2的中值作為目標(biāo)配合比的最佳油石比OAC，并結(jié)合南京的氣候特點(diǎn)和實(shí)際情況論證地取用

16、，最終得出最佳油石比。由作圖法可知相應(yīng)與最大密度、最大穩(wěn)定度、空隙率中值、瀝青飽和度范圍的中值對(duì)應(yīng)的最佳含油量，它們分別為5.5%,4.5%、4.65%、4.75%。其中值為最佳用油量初始值OAC1=4.85%,用圖解法分析,求得允許瀝青用量范圍為4.4%5.05%。其中值為4.72。計(jì)算出最佳用油量為4.78%，最終確定最佳瀝青用量4.8%，油石比5.0%。目標(biāo)配合比為1#料：2#料：3#料：礦粉：油石比=42：11：45：2：5.0。四、生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)（一）材料情況本次AC-13F生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)所用集料，瓜子片、米砂、石屑均為淳化鎮(zhèn)采石廠所供，礦粉為上峰孟墓廠產(chǎn)品，各種集料及礦粉的密度試

17、驗(yàn)見表1： 表1 集料及礦粉的密度試驗(yàn)結(jié)果材料名稱表觀相對(duì)密度毛體積相對(duì)密度3#倉(cāng)2.7272.6802#倉(cāng)2.7162.6661#倉(cāng)2.7162.647礦粉2.682-（二）礦料級(jí)配組成計(jì)算依據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，參照附表，我們做了熱料配合比計(jì)算各種熱料倉(cāng)的礦料用量如下：熱料倉(cāng)1#倉(cāng)2#倉(cāng)3#倉(cāng)礦粉用量比例（%）4214422熱料倉(cāng)篩分結(jié)果集料類型通過(guò)篩孔（方孔篩，mm）百分率（）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0753#倉(cāng)料10096.554.20.90.20.20.20.20.20.22#倉(cāng)料10010010085.726.91.30.7

18、0.70.70.71#倉(cāng)料10010010010084.255.137.4 25.117.39.3礦粉10010010010010010010098.391.783.6礦料的合成級(jí)配級(jí)配類型通過(guò)篩孔（方孔篩，mm）百分率（）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075AC-13F100.098.5 80.8 56.4 41.2 25.4 17.9 12.7 9.3 5.8 AC-13F10090-10068-8538-6824-5015-3810-287-205-154-8五、生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證依據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的有關(guān)要求，監(jiān)理組在設(shè)計(jì)過(guò)程中依據(jù)目標(biāo)配合比所

19、確定的最佳用油量4.8%用拌和樓拌和做馬歇爾試驗(yàn)，結(jié)果如下：瀝青用量（%）密度（g/cm3）理論密度（g/cm3）空隙率（%）VMA（)VFA（)穩(wěn)定度（KN）流值（0.1mm）4.82.4132.5123.913.872.113.0433.6要求361365758.01540由以上結(jié)果可知，瀝青用量為4.8%時(shí)的各項(xiàng)物性指標(biāo)均符合規(guī)范要求，因此確定4.8%為最佳瀝青用量。最佳瀝青用量下瀝青混合料的性能檢驗(yàn) 根據(jù)設(shè)計(jì)油石比及級(jí)配進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)，來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)瀝青混合料的水穩(wěn)定性能，試驗(yàn)結(jié)果見下表：浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果混合料類型浸水30min馬歇爾穩(wěn)定度（KN）浸水48h馬歇爾

20、穩(wěn)定度（KN）殘留穩(wěn)定度（%）要求瀝青用量（%）AC-13F13.0411.7289.980%4.8凍融劈裂及車轍試驗(yàn)凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果TSR（%）要求91.775車轍試驗(yàn)結(jié)果動(dòng)力穩(wěn)定度（次/mm）要求10231000六、AC-13F瀝青混合料的設(shè)計(jì)結(jié)論通過(guò)以上設(shè)計(jì)級(jí)配的體積分析和馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)， 江寧區(qū)X030湖熟繞鎮(zhèn)段養(yǎng)護(hù)改善工程上面層AC-13F型瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果如下：混合料類型下列各種礦料所占比例()瀝青用量（）3倉(cāng)2倉(cāng)1倉(cāng)礦粉AC-13F42144224.8 江寧區(qū)X030湖熟繞鎮(zhèn)段養(yǎng)護(hù)改善工程江蘇育通監(jiān)理公司駐地監(jiān)理組 附件目錄1. AC-16F目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)報(bào)告-012. 瀝青試驗(yàn)報(bào)告