目标配合比设计.docx

试 验 检 测 报 告委托单位建设单位/工程名称监理单位/样品名称集料、改性沥青、矿粉检测类别委托检验样品数量1份规格型号/生产厂家/送样日期送样人/见证人样品状态正常试验日期检测地点检测温度检测项目目标配合比样品编号PB0801001检测仪器数显电热鼓风干燥箱（101A）(QR-003) 、沥青混合料拌和机(SDJ-20)(QR-004) 、马歇尔电动击实仪（MDJ-I）(QR-007) 、全自动马歇尔稳定度仪（LD-190）（QR-015）、真空理论密度仪（C55JXHRL-4205）(QR-011)、循环式恒温水浴（SDSY-65）（QR-013）、电子天平（TSCALE）、自动车辙试验仪(TAT-II)(QR-010) 、电子天平（TSCALE）、等检测依据JTJ052-2000、JTG F40-2004江苏省高速公路建设指挥部沥青路面施工技术指导意见汇编检测数据参见附件检测结论符合设计要求备 注/检测： 审核： 签发： 一、概述中面层Sup20改性沥青混合料目标配合比设计。室内目标配合比设计方法依据美国Superpave沥青混合料设计标准（AI- SP2）进行，并依据我国公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）的要求进行马歇尔试验，提供Sup20室内配合比的马歇尔试验技术数据。根据目标配合比设计结果，进行了水稳定性能（浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验）、高低温性能试验验证。二、材料本次试验所用集料为xx产石灰岩，沥青为xx改性沥青，矿粉为xx产，所有原材料均从现场取样，依据Superpave 设计要求，进行了集料性质试验（试验结果汇总于表2-1）和各种矿料及沥青的密度试验（试验结果汇总于表2-2）。 表2-1 集料性质试验结果汇总表试验项目试验值Superpave规范要求粗集料棱角性（%）100100细集料棱角性（%）46.845细长扁平颗粒（）2.610洛杉矶磨耗值（）16.73545坚固性（）1.350表2-2 集料密度试验结果汇总表矿 料表观相对密度毛体积相对密度吸水率（%）1# 料2.7342.7100.312# 料2.7392.7060.443# 料2.7412.6890.714# 料2.7422.6800.845# 料2.7522.6981.16矿 粉2.720/沥青1.033三、设计集料结构的选择1. 依据Superpave设计的一般方法，在选择设计集料结构时，首先调试、选出粗、中、细三个级配，根据集料的性质（密度和吸水率）计算出三个级配的初始用油量。然后用初始用油量成型试件，根据试验结果，计算出这三个级配的沥青混合料在空隙率为4%时所需的沥青用量及相应的沥青混合料其他体积性质，矿料间隙率（VMA）、饱和度（VFA）、矿粉与有效沥青之比（F/A）、初始旋转压实次数的压实度（%Gmmat in）等。表3-1为各种集料的筛分试验结果，表3-2为三个调试级配的料堆配合比，表3-3为三个试验级配各筛孔尺寸通过率明细表，表3-4为估算沥青用量汇总表。表3-1 各种集料料堆的筛分结果 筛孔 集料通过筛孔（方孔筛，mm）百分率（%）26.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#10096.450.33.80.50.50.50.50.50.50.50.12#10010097.969.34.90.50.50.50.50.50.50.13#10010010010097.30.60.60.60.60.60.60.24#10010010010010095.012.72.80.80.80.80.55#10010010010010010097.470.440.324.017.911.2矿粉10010010010010010010010010099.992.085.4表3-2 试验级配料堆配合比组成矿 料级配1级配2级配31#2#3#4#5#矿粉表3-3 试验混合物级配明细表筛孔尺寸通过率（%）级配1级配2级配326.51913.29.54.752.361.180.60.30.150.075图1 初试三种级配曲线表3-4 估算沥青用量汇总表试验级配Gsb(g/cm3)Gsa(g/cm3)Gse(g/cm3)VbaVbeWsPbi（%）12.7012.7402.7320.0100.0882.3034.2222.7002.7412.7330.0120.0882.3034.2932.6992.7412.7330.0120.0882.3034.30表中：Gsb级配集料毛体积密度； Gsa级配集料表观密度； Gse级配集料有效密度； Vba集料吸收的沥青胶结料体积； Vbe有效沥青胶结料的体积； Ws每立方厘米混合料中集料质量； Pbi估算沥青用量。2. 试验级配的评价根据各个级配的估算沥青用量，用4.2%的沥青用量成型试件，沥青混合料的拌和及成型温度根据经验确定，采用旋转压实仪成型试件，设定旋转压实仪的单位压力为0.6MPa。根据交通量数据选择压实次数N最初=8次，N设计=100次，N最大=160次。将旋转压实次数设定在N设计，本次试验为N设计=100次，估算沥青用量下各级配旋转压实试验结果汇总于表3-5。表3-5 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表压实次数级配1级配2级配3123123123N（8次）高度（mm）N（100次）高度（mm）空气中重（g）水中重（g）饱和面干重（g）毛体积相对密度初始压实度（%）设计次数压实度（%）95.4995.9496.47实测理论相对密度2.5522.5542.553计算理论相对密度2.5552.5552.555表3-6 三种级配估算沥青用量试验结果评价表级配4%空隙率沥青用量（）VMA（）（设计次数）VFA（）（设计次数）粉/有效沥青比例初始次数压实度（）14.4213.3770.071.184.0024.3113.0869.431.284.5534.1112.6568.371.485.00Superpave标准13.065750.61.2*89.0 注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.81.6。表3-6为三种级配估算沥青用量试验结果评价表。依据表3-6的评价指标，可以得出级配1、2均能满足Superpave 设计要求，根据经验选择级配2为设计级配。3. 选择设计级配的沥青用量设计级配确定后，就要确定设计沥青用量Pb，所谓设计沥青用量就是指在设计旋转压实次数下得到空隙率为4%的沥青用量。根据Superpave 设计方法，一般选择四种沥青用量，它们分别为Pb、Pb0.5%、Pb+1%。由表3-6结果，根据经验取Pb为4.2%，四个沥青用量分别为：3.7%、4.2%、4.7%、5.2%。在进行确定选择级配沥青用量的试验时，压实次数应设定在N设计，本次N设计=100次。表3-7 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表沥青用量(%)3.74.24.75.2实测理论相对密度2.5702.5542.5352.514计算理论相对密度2.5752.5552.5362.517试件编号123123123123高度(mm)8次127.8128.0128.2126.5126.3126.8124.8125.0124.8124.1123.8124.2100次113.0112.8113.3111.4112.0111.8110.2109.6110.4109.2109.5110.3空气中重（g）4877.44803.54812.44793.24805.14803.44788.24801.34793.54805.14811.74796.2水中重（g）2888.12835.32840.62843.22852.32850.52848.22855.12849.72859.92862.52854.1饱和面干重（g）4888.24814.24822.94802.14813.64811.74794.34808.74800.34810.44815.24801.6毛体积相对密度2.4392.463初始压实度（%）83.3884.6385.4586.54设计压实度（%）94.4295.8496.9497.87表3-8 四种沥青用量沥青混合料体积性质沥青用量（%）在压实次数时矿粉/有效沥青比例初始压实度（%）压实度（%）（设计次数）VMA（%）VFA（%）3.794.4213.2857.931.483.384.295.8413.1168.251.284.634.796.9413.2176.871.185.455.297.8713.4984.241.086.544.25(计算)96.0013.1269.111.284.71Superpave标准13.065750.81.2*89 注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.81.6。根据表3-8中，3.7%、4.2%、4.7%、5.2%四个沥青用量的体积性质，通过图表插值法(图2)得到设计沥青用量为4.25%及其对应的体积性质（见表3-8中沥青用量4.25%）。 图2 沥青混合料Superpave体积指标与沥青用量关系曲线4. 验证依据第3节中得到的设计沥青用量4.25%，根据经验采用沥青用量4.2%成型试件，验证4.2%的沥青用量在最大压实次数时，本次N最大=160次, 对应的体积性质指标，试验结果汇总于表3-9。表3-9 设计沥青用量验证试验结果表沥青用量（）设计次数时F/A初始压实度（%）最大压实度（）压实度（）VMA（）VFA（）4.295.9313.0568.811.285.1197.50Superpave标准13.065750.61.2*8998注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.81.6。5. 设计结果通过以上试验和分析，级配2为设计级配，配合比为1#:2#:3#:4#:5#:矿粉=26.0%:20.0%:16.0%:12%:23.5%:2.5%。其对应的混合料体积指标列于表3-10。表3-10 混合料体积性质表混合料特性设计结果Superpave标准VMA（%）13.0513.0VFA（%）68.816575DP1.20.61.2*%Gmm（最初）85.1189%Gmm（最大）97.5098 注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.81.6。四、马歇尔试验结果汇总表依据Superpave设计方法得到的Sup20沥青混合料，采用马歇尔试验方法成型试件，得到对应的马歇尔指标，试验结果汇总于表4-1。表4-1 Sup20 马歇尔试验技术指标表试验项试验结果要求击实次数（次）正反75次正反75次稳定度（KN）13.568流值（0.1mm）30.42050空隙率（%）4.934.06.0沥青饱和度（%）64.356070VMA（）13.8313残留稳定度（）87.285五、性能验证试验为了检验Sup20改性沥青混合料的各项路用性能，按照有关规范进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、 车辙试验、小梁弯曲试验，试验结果汇总于表5-1表5-4。表5-1 浸水马歇尔试验结果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（%）Sup2013.5611.8387.285表5-2 冻融劈裂试验结果混合料类型无条件劈裂强度（MPa）条件劈裂强度（MPa）TSR（%）要求（%）Sup2084.580表5-3 车辙试验结果汇总表混合料类型沥青用量（%）动稳定度（次/mm）123平均要求Sup204.258306120550058173000表5-4 -10小梁弯曲试验结果混合料类型最大荷载(KN)跨中挠度（mm）抗弯拉强度（MPa）劲度模量（MPa）破坏应变（）要求（）Sup200.870.49447.102596273620000.890.51507.27270426870.940.48417.67254230190.950.52547.76275828120.800.56656.53297421961.040.54598.4928662962平均值0.920.52197.4727402735六、目标配合比设计结论采用现场取样的集料、矿粉和改性沥青等原材料，按照美国Sup20设计标准进行室内配合比设计，得到最佳沥青用量为4.2%（油石比为4.4%），通过马歇尔和旋转压实试验验证，其空隙率、VMA、VFA（饱和度）等均能满足相关要求，由浸水马歇尔、冻融劈裂试验知，该级配抗水害性能良好；通过车辙试验得到其动稳定度满足要求；通过小梁弯曲试验得到其低温性能满足要求；因此本次目标配合比设计结果可作为生产配合比设计依据。编制： 审核： 签发：