AC-16C瀝青混凝土配合比計(jì)算書(shū)

1、AC-16C瀝青混凝土配合比計(jì)算 書(shū)高 速 瀝 青 路 面 標(biāo)抗滑表面層 AC-16C目標(biāo)配合比報(bào)告高速公路工程 合同段工地臨時(shí)試驗(yàn)室年高速瀝青路面抗 滑 表 面 層 AC-16C目 標(biāo) 配 合 比 報(bào) 告1、依據(jù)規(guī)范和要求1.1 、雙永高速路面設(shè)計(jì)圖紙 ；1.2 、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 (JTG F40-2004)；1.3 、公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 (JTJ052-2000 )；1.4 、公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程 (JTG E42-2005)；2、混合料的類(lèi)型2.1、瀝青路面表面層混合料級(jí)配類(lèi)型采用 AC-16C 型，屬于細(xì)粒式密級(jí)配瀝青混凝土。3、表面層層位特點(diǎn)及設(shè)計(jì)重點(diǎn)3.1、

2、表面層是與行車(chē)直接接觸的層面，因此，抗滑性要求表面形成一定的構(gòu)造深度，表面有 一定的粗糙性；但從微觀上看，表面層還必須有一定的封水性能，防止水從路表面滲入 下層造成水損害，這就要求表面層表面平整、密實(shí)。在一定程度上，密水性與構(gòu)造深度是互相矛盾的。因此，在保證混合料各項(xiàng)指標(biāo)符合設(shè)計(jì)要求的前提下，如何同時(shí)保證構(gòu)造深度與滲水滿足設(shè)計(jì)要求，成為表面層配合比設(shè)計(jì)的重點(diǎn)之一；另外，本項(xiàng)目所處地區(qū)夏季溫度較高、高溫持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，冬季不太冷，并且有可能出現(xiàn)重載交通路段，如何提高抗滑表面層的抗車(chē)轍能力也是 上面層的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。4、原材料試驗(yàn)優(yōu)質(zhì)的原材料是保證瀝青混合料具有優(yōu)良路用性能的先決條件，為了滿足氣候環(huán)境與

3、交通對(duì)路用性能的要求，必須做好原材料的選擇。該配合比通過(guò)測(cè)試瀝青、粗集料、細(xì)集料和礦粉等材料的性能和技術(shù)指標(biāo)來(lái)檢測(cè)材料 是否滿足規(guī)范及設(shè)計(jì)圖紙要求，從而完成原材料的選擇。4.1 、瀝青通過(guò)對(duì)該區(qū)域?yàn)r青路面發(fā)生早期損壞的情況分析， 路面破壞的主要形式是水損害問(wèn)題，而改性瀝青在提高與集料的粘附性、粘結(jié)力方面，有著很好的效果。 本項(xiàng)目采用上海春宇實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的 SBS改性瀝青（ I-D 級(jí)），所檢各項(xiàng)指標(biāo)均符 合有關(guān)規(guī)范、規(guī)定及設(shè)計(jì)要求，實(shí)測(cè)指標(biāo)與技術(shù)要求見(jiàn)表 1。表 1。 SBS改性瀝青（ I-D 級(jí)）試驗(yàn)指標(biāo)與技術(shù)要求3.入1m度m()彈性復(fù)恢）（2復(fù)5%）驗(yàn)(RTFOT)163， 85mi

4、n度) 延m 延5 針入度比 質(zhì)量損失(%實(shí)測(cè)記錄40-60207075 ± 1. 65 0151.02656.032.078.584.00.387.3164.2 、集料集料是瀝青混合料的關(guān)鍵材料之一，其力學(xué)性能是決定混合料強(qiáng)度特性的最重要因素， 它的顆粒形狀不僅影響混合料的構(gòu)架，也直接關(guān)系到混合料的抗車(chē)轍能力與抗疲勞性能 等材料特性，此外，集料與瀝青的粘附等級(jí)對(duì)混合料強(qiáng)度的形成也起關(guān)鍵作用，因此選 擇優(yōu)質(zhì)的集料是瀝青混合料具有優(yōu)良路用性能的重要保證。對(duì)于瀝青路面上面層而言，粗集料的磨光值指標(biāo)決定了所選材料是否取舍。秀山石料場(chǎng) 生產(chǎn)的輝綠巖碎石， 磨光值由福州省公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心站

5、檢驗(yàn) PSV=47，符合設(shè)計(jì)要 求（ PSV 42）。粗、細(xì)集料采用秀山石料場(chǎng)的石料，用反擊破破碎機(jī)破碎生產(chǎn)的輝綠巖碎石，在破碎過(guò)程中，配以整形以及除塵設(shè)備， 生產(chǎn)的輝綠巖碎石具有針片狀少， 砂當(dāng)量高的特點(diǎn)， 其規(guī)格為： 一號(hào)料： 9.5-19mm、二號(hào)料： 4.75-9.5mm、三號(hào)料： 2.36-4.75mm 四號(hào)料： 0-2.36mm；粗、細(xì)集料 所檢各項(xiàng)指標(biāo)與技術(shù)要求見(jiàn)表 2。表 2 粗、細(xì)集料的試驗(yàn)指標(biāo)與技術(shù)要求表觀密度3 表( 觀g/相cm對(duì)3密) 毛體密積度度相對(duì) 吸水密率度(%) 針片狀(%)9.5-192.36-40-2.34.75-9.5mmmm.75mm6mm規(guī)定值壓碎值

6、 (%) 磨耗值 (%) 砂當(dāng)量 (%) 粘附2.9002.9072.8221.042.9182.9252.8141.35 > 9.5mm粒 < 9.5mm粒- 15.610.42.9212.9282.8031.528.411.82.8902.8962.7681.572.6625級(jí)212182028605級(jí)從上表中粗細(xì)集料的各項(xiàng)指標(biāo)可看出，本項(xiàng)目所選擇的輝綠巖碎石，針片狀少、視密度較大，磨耗值、壓碎值較小，說(shuō)明該石料堅(jiān)硬、耐磨、耐久性好。另一方面，該石料表面凹凸粗糙，合成吸水率1.33%，能夠吸附較多的瀝青結(jié)合料，使混合料有較厚的瀝青膜，有利于路面水穩(wěn)定性。4.3 、填料瀝青混合料

7、的填料宜采用 石灰?guī)r或巖漿巖中的 強(qiáng)基性巖石等石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，本項(xiàng)目采用龍巖市東元礦粉有限公司生產(chǎn)的礦粉，所檢各項(xiàng)指標(biāo)均符合規(guī)范及有關(guān)規(guī)定要求實(shí)試項(xiàng)驗(yàn)?zāi)肯啾韺?duì)度觀密( g/c度m 3)含水量 (量%)粒度范圍外觀親水系數(shù)(%)0<.6<0.150.<075規(guī)定2.50110090-100 75-100無(wú)團(tuán)<1<4測(cè)試驗(yàn)指標(biāo)見(jiàn)表 3：表 3 。礦粉的試驗(yàn)指標(biāo)與技術(shù)要求值粒結(jié)實(shí)測(cè)2.6740.6 10093.685.1無(wú)團(tuán)0.76304.4 、抗剝落劑 用抗剝落劑可以增強(qiáng)瀝青與集料的粘附性，從而保證瀝青混合料具有較高的抗水損害性。本項(xiàng) 目在礦粉中摻入 20% 消

8、石灰，作為抗剝落劑。并通過(guò)水煮法對(duì)其進(jìn)行檢驗(yàn)，粘附性有明顯的5、瀝青混合料礦料級(jí)配的確定 在組成瀝青混合料的原材料選定后， 瀝青混合料的技術(shù)性質(zhì)在很大程度上取決于集料間的級(jí)配 組成，瀝青混合料由于集料的級(jí)配不同，可以形成不同的組成結(jié)構(gòu)。 綜合該項(xiàng)目所處的溫度區(qū)劃，考慮路面抗車(chē)轍能力的需要，減少4.75 mm及 2.36mm集料的通過(guò)率，并選用較高的設(shè)計(jì)空隙率是比較有效的方法，在對(duì)本地區(qū)周?chē)访姹砻鎸拥V料級(jí)配使用 實(shí)際情況調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，綜合以下三點(diǎn)確定級(jí)配范圍：5.1. 盡可能減少最粗的粗集料，以減少瀝青混合料的粗細(xì)集料離析。5.2. 適當(dāng)減少細(xì)集料中的細(xì)粉部分用量，以適當(dāng)減小

9、粉膠比并避開(kāi)駝峰級(jí)配。5.3. 增加中間檔次的集料，以加強(qiáng)瀝青混合料的嵌擠作用。兼顧滲水與構(gòu)造深度要求，根據(jù)對(duì)代表性集料篩分結(jié)果 , 擬定礦料的配合比為 1# ： 2# ： 3#： 4#：礦粉 =25：29 ：10 ：33.5：2.5。合成級(jí)配如表 4.表 4 AC-16C 級(jí)配各檔料比例及合成級(jí)配集料 規(guī)格（ mm ）集料 比例 （%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075100-10090-10076-9260-8034-6220-4813-369-267-185-144-89.5-192510086.334.10.90.80.80.80.80.80.

10、80.84.75-9.29100.0100.0100.083.11.41.01.01.01.01.00.92.36-4.7510100.0100.0100.0100.082.71.20.50.50.40.40.40-2.3633.5100.0100.0100.0100.097.381.157.138.322.814.77.9礦粉2.5100.0100.0100.0100.010010010010010093.685.1合成級(jí)配100100.096.683.570.34430.322.115.810.67.75.2級(jí)配中值10095.084.070.048.034.024.017.512.59.

11、56.0級(jí)配上限10010092806248362618148級(jí)配下限10090766034201297540篩孔尺寸 (mm ) 坐標(biāo)軸標(biāo)題圖 1。 AC-16C 級(jí)配曲線圖6、確定最佳瀝青用量雙永高速公路瀝青抗滑表面層 AC-16C 級(jí)配瀝青混合料， 采用馬歇爾試驗(yàn)確定瀝青混合 料的最佳瀝青用量。每組瀝青混合料按照公路工程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 (JTJ 052 2000)的要求，按照預(yù)估最佳瀝青用量為中值，以 0.5%間隔變化油用量，配置 5 種不同的瀝青 用量成型馬歇爾試件，分別在規(guī)定的試驗(yàn)溫度及試驗(yàn)時(shí)間內(nèi)用馬歇爾儀測(cè)定穩(wěn)定度和流值，同 時(shí)計(jì)算空隙率、 飽和度及礦料間隙率， 然后按照

12、公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 (JTG F40-2004) 規(guī)定的方法確定最佳瀝青用量。6.1 、最大理論相對(duì)密度的計(jì)算。根據(jù)已確定的各檔礦料比例、 表觀相對(duì)密度、 毛體積相對(duì)密度、 瀝青相對(duì)密度 b( 25 /25)，等，根據(jù)公式：(1) x=(1/sb-1/sa) *100=(1/2.796-1/2.904)=1.33(2) C=0.033 x2-0.2936x+0.9339=0.60(3) se=C*sa+(1-C)*sb =2.861(4) ti =(100+Pai)/(100/se+Pai/b)計(jì)算可得不同油用量對(duì)應(yīng)的最大理論相對(duì)密度如下表：表 5。 AC-16C 最大理論相對(duì)密度計(jì)算表

13、油用量（油石比） %3.7（3.84）4.2（4.38）4.7（4.93）5.2（5.49）5.7（6.04） ti2.6832.6612.6392.6182.5966.2 、馬歇爾擊實(shí)根據(jù)已確定的合成級(jí)配比例，配制合成礦料，并按規(guī)范 JTJ052-2000 試驗(yàn)方法室內(nèi)拌制 混合料進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)， 用馬歇爾試驗(yàn)確定最佳油用量， 分別以油用量比 3.7% ，4.2%，4.7%， 5.2% ，5.7%成型馬歇爾試件 （雙面各擊實(shí) 75 次），擊實(shí)后的試件冷卻至室溫脫模，測(cè)定其各項(xiàng) 物理力學(xué)指標(biāo)，其結(jié)果表 5：表 6. 瀝青混合料試驗(yàn)指標(biāo)油用量（ 油石比 ）（%）混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)fsbtiVV

14、（%）VMA（%）VFA（%）穩(wěn)（K定N度） （流值0.1） mm3.72.4762.7962.6837.714.647.6 15.2630）. 34.22.4962.7962.6616.214.557.3 15.6533.34.72.5142.7962.6394.714.366.8 16.5639.05.22.5102.7962.6184.114.972.5 16.0342.544.65.72.5072.7962.5963.415.477.8 15.366.2 、繪制 VMA、VFA、密度、馬歇爾穩(wěn)定度、流值與油用量關(guān)系如圖：圖 2 密度與油用量關(guān)系17.00度16.5016.00穩(wěn) 15.

15、5015.003.84.44.95.56.0油石比圖 3 穩(wěn)定度與油用量關(guān)系圖8.0.3 05050505050 87766554433 率隙空8 4.4 4.9 5.5 6.0 油石比圖 4 空隙率與油用 量關(guān)系圖 5 流值與油用量關(guān)系圖率隙間0864208642655555444411111111114.45.53.84.9油石比6.0圖 6 礦料間隙率與油用量關(guān)系圖050.045.03.8 4.4 4.9 5.5 6.0 油石比00 00005 05087 766度和飽圖7 飽和度與油用量關(guān)系圖度率度 間隙 范圍油石比3.：84.46.3 、根據(jù)其關(guān)系圖 , 得到如下數(shù)據(jù) : 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)

16、果，因密度有最大峰值，穩(wěn)定度也有最大值，從圖可得a1=4.90 a 2=4.90 a 3=5.02a4=5.15 ，則 OAC1=( a1 +a2 +a3 +a4)/4=4.99% 。再?gòu)膱D可得 OACmin = 4.77%，OACmax=4.97，% 且 OAC1位于 OACmin OACma之x間；則 OAC2=(OACmin+OACm)ax/2=4.87%，即此目標(biāo)配合比 最佳油石比 OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.93，%即最佳油用量為 4.7%。 由計(jì)算的最佳油用量，查以上關(guān)系圖，得到對(duì)應(yīng)的 VV，及 VMA(14.3 )值，滿足瀝青路面施工設(shè)計(jì)說(shuō)明中關(guān)于最小 VMA(12.

17、5 )要求 .故我部確定其最佳油用量為 4.7%, 并對(duì)最佳油用量進(jìn)行驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果如下表：表 7. 最佳瀝青用量驗(yàn)證結(jié)果各項(xiàng) 指標(biāo)fsbtVV(%)VMA(%) VFA(%)穩(wěn)定度 (KN)流值0.1 mm殘留 穩(wěn)定 )度(%30-6.065-78.015 -4 0>85定 值5實(shí) 測(cè) 值2.5102.7962.6394.914.566.016.0838.889.46.4 、檢驗(yàn)最佳油石比時(shí)的粉膠比 se=C*sa+(1-C)* sb =2.8611.026*100=23.54%FB=P0.075/ Pbe=5.2/4.48=1.16FB 在 0.8-1.2 之間符合要求。6.5 、有

18、效瀝青膜厚度SA=4.96m2/kg m對(duì)于密級(jí)配瀝青混合料，瀝青膜的厚度宜大于 6 m.符合要求。7、配合比的設(shè)計(jì)檢驗(yàn)7.1 水穩(wěn)定性試驗(yàn)對(duì)混合料進(jìn)行水穩(wěn)定性試驗(yàn)，進(jìn)行浸水馬歇爾實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件分兩組，每組 6 個(gè)平行試件。一組 在 60水浴中保養(yǎng) 0.5h 后測(cè)其馬歇爾穩(wěn)定度 S1 ；另一組在 60水浴中恒溫保養(yǎng) 48h 后測(cè)其馬 歇爾穩(wěn)定度 S2；計(jì)算殘留穩(wěn)定度 S0= S2/ S1×100% 。試驗(yàn)結(jié)果如下表。表 8. 浸水馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)結(jié)果瀝青種 類(lèi)油用量 （油石 比）穩(wěn)定度 S1 （kN）穩(wěn)定度S2殘留穩(wěn) 定度 S0 （%）規(guī)定 值（%）（kN）(%)SBS (I-D)4.7(