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沥青混合料配合比设计与检验（AC-13）

一、 设计及试验依据
1、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）
2、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）
3、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）

二、主要仪器
1、车辙试验机
2、沥青混合料稳定度测定仪
3、浸水天平
4、沥青混合料理论最大相对密度仪
5、震摆筛选机
6、李氏比重瓶
7、洛杉矶磨耗试验机
8、电液式压力试验机
9、延度仪
10、低温针入度仪
11、全自动沥青软化点试验器
12、磨光试验机
13、路面强度试验仪等等

三、原材料试验
1、沥青
沥青产于江西省沥青储运总站，规格型号国产50#沥青，对其性能指标试验结果列表1。
表1 沥青性能检测
检测项目
技术要求
试验方法
沥青密度及相对密度
实测记录
T0603-2011
沥青针入度
40～60
T0604-2011
沥青延度
≥80
T0605-2011
沥青软化点
≥49
T0606-2011
沥青溶解度
≥99.5
T0607-2011
沥青蒸发损失试验(质量变化）
±0.8
T0608-1993
沥青薄膜加热
/
T0609-2011
沥青旋转薄膜加热
/
T0610-2011
沥青闪点与燃点
≥260
T0611-2011
沥青含水量
/
T0612-1993
沥青蜡含量(蒸馏法)
≤2.2
T0615-2011
沥青与粗集料的粘附性
实测记录
T0616-1993
动力粘度
≥200
T0620-2000

2、集料
石灰岩产地为xxx、玄武岩产地为xxx，规格型号为10-15mm玄武岩碎石、5-10mm玄武岩碎石、0-5mm石灰岩石屑，对其性能指标检测结果列表2、表3、表4。

表2 集料基本性能试验
试验项目
技术要求
试验方法
压碎值(%)
≤26
T0316-2005
磨耗值(%)
≤28
T0317-2005
表观相对密度(%)
≥2.60
T0304-2005
吸水率(%)
≤2.0
T0304-2005
坚固性(%)
≤12
T0314-2005
针片状颗粒含量(混合料(%)
≤15
T0312-2005
其中粒径大于9.5mm(%)
其中粒径大于9.5mm(%)
≤12
≤18
水洗法＜0.075mm颗粒含量(%)
≤1
T0310-2005
集料磨光值
≥42
T0321-2005
集料与沥青粘附性
≥5
T0616-2005
软石含量(%)
≤3
T0320-2005
表3 集料密度试验结果
规格型号(mm) 试验项目
10-15
5-10
0-5
表观相对密度
2.936
2.905
2.688
毛体积相对密度
2.898
2.858
/
吸水率(%)
0.44
0.56
/
表4 集料筛分试验结果
规格型号(mm)

筛孔(mm)
11-16
5-10
0-5
通过百分率（%）
31.5
100
100
100
26.5
100
100
100
19
100
100
100
16
98.0
100
100
13.2
82.9
100
100
9.5
34.7
95.0
100
4.75
2.4
22.1
97.6
2.36
0.8
4.1
66.9
1.18
0.8
2.9
46.8
0.6
0.8
2.9
31.6
0.3
0.8
2.9
21.0
0.15
0.8
2.9
15.7
0.075
0.8
2.3
12.5

3、矿粉及外掺料
矿粉产地为xxx，外掺矿物纤维产地为xxx，外掺掺量为0.25%，对其性能指标试验结果见表5。
矿粉筛分采用水洗法，筛分试验结果见表6。
表5 矿粉基本性能试验
试验项目
技术要求
试验方法
表观密度(t/m3)
≥2.50
T0352-2000
含水量（%）
≤1
T0103 烘干法
粒径范围 ﹤0.6mm（%）
﹤0.15mm（%）
﹤0.075mm（%）
100
90～100
75～100
T0351-2000
外观（-）
无团粒结块
-
亲水系数（-）
＜1
T0353-2000
塑性指数（%）
＜4
T0354-2000
加热安定性（-）
实测记录
T0355-2000

四、沥青混合料试验

表6 沥青混合料基本性能试验
试验项目
技术要求
试验方法
沥青混合料密度（表干法）
/
T0705-2011、T0706-2011、T0707-2011 、T0708-2011
沥青混合料马歇尔稳定度及流值
/
T0709-2011
沥青路面芯样马歇尔试验
/
T0710-2011
沥青混合料理论最大相对密度（真空法）
/
T0711-2011、T0712-2011
沥青混合料车辙
/
T0719-2011
沥青混合料冻融劈裂
/
T0729-2000
沥青混合料中沥青含量（离心分离法）
/
T0722-1993
沥青混合料的矿料级配检验方法
/
T0725-2000
沥青混合料中回收沥青（阿布森发）
/
T0726-2011 、T0727-2011
沥青混合料饱水率试验
/
T0717-1993
沥青混合料渗水试验
/
T0730-1993
沥青混合料表面构造深度试验
/
T0731-1993
摩擦系数
/
/
沥青路面平整度
/
/
沥青路面弯沉值
/
/
沥青路面厚度
/
/
沥青路面压实度
/
/

五、密级配沥青混合料AC-13配合比掺配
1、初选级配
根据原材料筛分试验结果及规范要求进行掺配，掺配1号、2号曲线，结果见表7。
表7 AC-13型沥青混合料设计

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图1 马歇尔试验结果图

14.5
15.0
15.5
16.0
16.5
17.0
4.0
4.5
5.0
5.5
6.0
油石比（%）
VMA(%)

稳定度

标准要求
空隙率

稳定度(kN)
不小于8
流值

空隙率(%)
4～6
VFA

流值(mm)
1.5～4
VMA

VFA(%)
65～75
共同范围

VMA(%)
不小于14.5

4.0

4.5

5.0

5.5

6.0

油石比（%）

表10 马歇尔试验确定最佳沥青用量汇总表
参数
a3
OAC1
OAC2
OAC
油石比（%）
4.7
4.7
4.6
4.7

六、沥青混合料配合比设计检验：
沥青混合料配合比设计检验时，均采用矿料级配为10-15碎石：5-10mm碎石：0-5mm石屑：矿粉 =34%：30%：33%：3%，最佳油石比OAC＝4.7%，对应的沥青混合料毛体积相对密度ρ0 ＝2.496。
1、车辙试验（高温稳定性检验）
用于检验沥青混合料高温稳定性，试验结果见表11：
表11 车辙试验结果
类型及编号
动稳定度（次/mm）
单个值
平均值
规范要求
AC-13-1
4667
4206
≥2800
AC-13-2
4039
AC-13-3
3913
结论
该沥青混合料高温稳定性符合规范要求。
备注
1．试件尺寸：（300×300×50）mm；
2．试验温度60℃，轮胎压力0.7MPa。
3．试验方法：T0719；

2、浸水马歇尔试验（水稳定性检验）
用于检验沥青混合料受水损害时的抗剥落能力，试验结果见表12：
表12 浸水马歇尔试验结果
试验项目
马歇尔稳定度（kN）
浸水马歇尔稳定度（kN）
残留稳定度（%）
规范要求
(%)
测定值
13.94
12.76
88.2
≥85
13.43
11.36
13.01
11.05
13.27
12.15
平均值
13.41
11.83
结论
该沥青混合料残留稳定度符合规范要求。
备注
1．试验方法：T0709。

3、冻融劈裂试验（水稳定性检验）
用于进一步检验沥青混合料抗水损害能力，试验结果见表13：

表13 冻融劈裂试验结果
试验项目
冻融劈裂抗拉强度（MPa）
未冻融劈裂抗拉强度（MPa）
冻融劈裂抗拉强度比（%）
规范要求
(%)
测定值
0.93
1.04
94.1
≥80
0.96
0.99
0.97
1.02
0.96
1.04
平均值
0.96
1.02
结论
该沥青混合料冻融劈裂抗拉强度符合规范要求。
备注
1．试验方法：T0729。

七、结论及建议
结论：根据试验结果表明，AC-13型沥青混合料目标配合比设计的各项验证试验均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）相应的技术要求，最终确定掺配比例为：10-15mm碎石：5-10mm碎石：0-5mm石屑：矿粉 =34%：30%：33%：3%，矿物纤维外掺掺量为0.25%，最佳油石比为4.7%。