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1、ATB-25沥青混合料目标配合比设计报告1.1 概述汪清至延吉段高速公路建设项目 GSZ0第同段由长春市政建设(集团)有限 公司承建，其桩号范围为 K36+00(K55+741,路线总长度为 19.741Kmi ATB-25 柔性基层施工面积为423790m。设计文件给定沥青标号为 AH-70A石油沥青，沥青产地盘锦，碎石产地凉水 石场，矿粉产地磐石，消石灰产地图们，经自检及总监办验证，原材料各项指标 符合设计要求，可以用于 ATB-25沥青稳定碎石施工。1.2 设计依据本合同段沥青混合料配合比设计采用现行规范规定的马歇尔法进行设计，设计采用的有关技术规程和依据有：(1)公路沥青路面设计规范(
2、JTG D50-2006)(2)公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)(3)公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)(4)公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)(5)公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004 )(6)公路路基路面现场测试规程(JTG E60-2008)1.3 原材料来源本项目上基层ATB-25沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为凉水 石场生产的玄武岩，集料粒径规格分别为19.0-26.5mm、9.5-19.0mm、 4.75-9.5mm、2.36-4.75mm和S16(0-2.36 mm);矿粉为磐石石粉厂生产；消石
3、灰 产地图们；沥青采用 延边路兴沥青储运站提供的盘锦产70号道路石油沥青。2原材料试验2.1 沥青沥青试验按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 052-2000的要70号沥青试验结果表2-1项目试验结果设计要求试验依据针入度(25 C, 100g, 5s, 0.1mm)6760 80T0604-2000延度(5 cm/min , 15 , cm)100100T0605-1993软化点(C)7445T0606-2000密度(25 C)1.03实测T0603-1993求和方法进行，沥青性能指标试验结果和设计要求见表2-1所列试验结果表明：盘锦产70号道路石油沥青各项检测指标均符合本项目技 术
4、要求。2.2 沥青与集料的粘附性沥青与粗集料粘附性试验采用按 T0616-1993中规定的水煮法，其试验结 果如表2-2所列。沥青与集料粘附性试验结果表2-2沥青与集料粘附性试验后石料表面上沥青膜剥落情况粘附性等级沥青膜有少部分为水所移动42.3 集料集料试验严格按照公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)的方法进行,粗、细集料试验结果和设计要求分别见表 2-3、2-4所列。粗集料试验结果表2-3试验项目单位试验结果设计要求试验依据洛杉矶磨耗损失%合格30T0317-2005压碎值%15.228T0316-2005表观相对密度19-26.5 mm 碎石-2.8873.0T0307-20
5、059.5-19 mm 碎石1.24.75-9.5 mm 碎石1.12.36-4.75 mm 碎石1.2软石含量%-5T0320-2000针片状颗粒含量19-26.5 mm 碎石%1.218T0312-20059.5-19 mm 碎石2.04.75-9.5 mm 碎石0.9水洗法0.075 mm颗粒含皇 里19-26.5 mm 碎石%0.31T0310-20059.5-19 mm 碎石0.34.75-9.5 mm 碎石0.62.36-4.75 mm 碎石0.7细集料试验结果表2-4试验项目单位试验结果设计要求试验依据表观相对密度-2.50T0330- 2005毛体积相对密度-2.728-砂当量
6、%6712T0340-2005亚甲蓝值g/cm31.025T0349-2005由表2-3和表2-4试验结果可见：粗、细集料各项检测指标均符合本项目 技术要求。2.4 矿粉及消石灰试验矿粉及水泥试验项目按公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)规定的方 法进行试验，其结果见表2-5所列。矿粉及消石灰技术指标表2-5试验项目单位试验结果设计要求试验依据表观相对密度矿粉-2.6892.50T0352-2000消石灰2.721矿粉亲水系数-1T0332-2005塑性指数-1.24T0354-2000粒度范围0.6 mm矿粉%100100T0351-2000消石灰100 0.15 mm矿粉95.
7、790 100消石灰95.1】T* 11 L4乱26.S理定蚯H中E f? ilog蚂DTll.L08. D监姬30.-u13. 0;，民5J区定谓过率v.kuQ耻EB6243322SLBIClGIMtso婚42建加IB3 CiB6122、矿料合成级配曲线图方案I矿料合成级配曲线如图3-1所示。图3-1 ATB-25 上基层（方案I ）矿料合成级配曲线图0.075 0 15 Q.2 Q6253475口.与 12 2 UB 4口2B521 54020 S3、马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定ATB-25(方案I )马歇尔试验方案I各油石比马歇尔结果见表3-2。表3-2ATB-25(方案I )马歇尔
8、试验结果试件组号油石比(%)试件相对密度空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.01 mm)实际理论13.02.4252.6598.815.141.74.9526.823.42.4502.6316.914.552.66.8329.033.82.4662.6085.514.462.18.6634.144.22.4612.5894.914.866.67.4240.854.62.4562.5704.415.371.17.1444.9技术 要求-3 61355707.515 40注：1)沥青加热温度控制在160C,上下浮动土 5C;矿料加热温度为170180 C;混合料拌和
9、温度为155C,上下浮动土 5C;击实温度为145150C;混合料废弃温度 195C;2)沥青混合料理论最大相对密度采用真空法测出。最佳沥青用量确定由表3-2得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图3所示17ATB-25马歇尔试茏配合比设计结果曲线WK14S 12 ,W10喝& 好64卜2.533.5443560.0g 50.0w 40.09 30.0 为q20.02.533.544.55油石匕工落屈右也浦石比()湎石比工漏图3-2 ATB-25 上基层目标配合比(方案I)确定沥青用量图根据曲线图，得出油石比OAC：OACi= (ai+a2+a3+a4)/4= (3.8+3.8+4.5+3.9
10、) /4=4.0OAC2= (OACmin+ OACmax) /2=(3.6+4.1)/2= 3.85根据OACi和OAC2,结合实践经验和本项目交通量、气候条件，综合确定ATB-25目标配合比(方案I )的最佳油石比为：OAC=3.93%o4、最佳油石比马歇尔试验根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并对 其进行相关试验，其试验结果如表 3-3所列。指标油石比（%）试件相对密度空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度（%）稳定度（kN）流值(0.01 mm)实际理论结果3.92.4742.6075.114.063.98.4936.4技术 要求-3 61355707.51
11、5 40ATB-25 （方案I ）最佳油石比马歇尔试验结果注：1）沥青加热温度控制在160C,上下浮动土 5C;矿料加热温度为170180 C;混合料拌和温度为155C,上下浮动土 5C;击实温度为145150C;混合料废弃温度 195C;表3-32）沥青混合料理论最大相对密度采用真空法测出。由表3-3可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计技术 要求。5、浸水马歇尔试验根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并进 行残留稳定度试验，以判断目标配合比沥青混合料抗水损害性能， 试验结果如表 3-4所列。ATB-25 （方案I ）残留稳定度试验结果表3-4油石比
12、（%）浸水时间稳定度（kN ）残留稳定度（）设计要求（为试验结果平均值3.930min9.038.4988.7808.268.677.9948h7.927.536.997.617.58由表3-4可见，ATB-25 （方案I ）沥青混合料残留稳定满足设计要求3.2 方案n1、原材料筛分及合成级配各种矿料级配和方案II合成矿料级配如表3-6所列ATB-25型沥青混合料合成矿料级配组成（方案H ）表3-6刘利e称及携相 （uiD况育比Cr）况“尺寸（Ml31. S找.1LC13.39.S5.16工算.LBu.0.3口口5O.CP&iffittEI(m36toijMJ11.1】占tuOl 1U.J1.
13、1Ou Laia. iD.J九1乳裤F31tao100100e7-1T民339-iLTL 1OU(L 1Q. 1D. 141001叩100100100Em 227,-3LT1.0asan0.3兀22,36- .7( | 祖110I0Q)00(C100I0Dmw12.3p2r?2.32.3 00-L岫通石.暗2011003M100MjtooLOO67, HlS2.6(L53L”7,SIk。于 H3tooIOO100(0too00100100100ioaM.SDT.8?T.e混有古杼11|0010Q100WOWD100IlliI0O10fi10D二濯PL3iiboLOO.O8.TTL1617够54
14、配e30* D2Lt版b10. 5T氏 1吠工蚯H中E ”1100蚂口TO.D.MJ412.0科u33b i7.sLk0:.氏S4J烦定谓过百丹率ZluuQiBDEB心J22SLBLd1 口g皿50如423IBiOBK122、矿料合成级配曲线图方案II矿料合成级配曲线如图3-3所示G 口茂0 15 0.3 0.61.1&2547595132102E31 5财L尺寸bwJ图3-3 ATB-25型（方案H ）矿料合成级配曲线图3、马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定ATB-25（方案II）马歇尔试验方案II各油石比马歇尔结果见表3-7。ATB-25 （方案n ）马歇尔试验结果表3-7试件组号油石比（%
15、）试件相对密度空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度（%）稳定度（kN）流值(0.01 mm)实际理论13.02.4422.6678.514.541.95.7026.323.42.4592.6376.814.352.98.3929.133.82.4752.6145.314.162.810.0334.244.22.4672.5824.514.669.69.8640.354.62.4642.5794.515.170.57.8643.9技术 要求-361355707.51540注：1)沥青加热温度控制在160C,上下浮动土 5C;矿料加热温度为170180 C;混合料拌和温度为155C,上下浮动土
16、5C;击实温度为145150C;混合料废弃温度 195C;2)沥青混合料理论最大相对密度是由真空法测出最佳沥青用量确定由表3-7得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图3-4所示图3-4 ATB-25 上基层目标配合比(方案II)确定沥青用量图ATB-25马歇尔试验配合比设首结果的线图so24524026 4 2 0 8 6 4IX 11 1题时覆52_33.54455就石比53.3 4.109 8765 43尚鹿mO 0 30200 0 5040 iunlTF)505050505077.&S55443333344.55油5比 f %、根据曲线图，得出油石比OAC:OAC仁 (ai+a2+a3
17、+a4)/4= (3.8+3.8+4.2+3.7) /4=3.9OAC2= (OACmin+ OACmax) /2=(3.6+4.2)/2= 3.9根据OACi和OAC2,结合实践经验和本项目交通量、气候条件，综合确定ATB-25目标配合比(方案II)的最佳油石比为：OAC=3.90%o4、最佳油石比马歇尔试验根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并对其进行相关试验，其试验结果如表 3-8所列ATB-25 （方案H ）最佳油石比马歇尔试验结果表3-8指标油石比（%）试件相对密度空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度（%）稳定度（kN）流值(0.01 mm)实际理论结果3
18、.92.4762.6095.114.263.99.5237.0技术 要求-361355707.515 40注：1）沥青加热温度控制在160C,上下浮动土 5C;矿料加热温度为170180 C;混合料拌和温度为155C,上下浮动土 5C;击实温度为145150C;混合料废弃温度 195C;2）沥青混合料理论最大相对密度是是由真空法测出。由表3-8可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计技术 要求。5、浸水马歇尔试验根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并进 行残留稳定度试验，以判断目标配合比沥青混合料抗水损害性能， 试验结果如表 3-9所列。ATB-25 （
19、方案H ）残留稳定度试验结果表3-9油石比（%）浸水时间稳定度（kN）残留稳定度（为设计要求（为试验结果平均值3.930min9.489.5292.3809.2710.398.9448h9.278.799.228.648.01由表3-9可见，ATB-25 （方案II ）沥青混合料残留稳定满足设计要求3.3 方案出1、原材料筛分及合成级配各种矿料级配和方案III合成矿料级配如表3-11所列ATB-25型沥青混合料合成矿料级配组成(方案出)表3-11优孔尺寸Cpi“第Eiit瀛依格 (xnJBS台比 w31*5ISIf| 120/51加1. B0. i. 3Q. 15tug严UE不：)】衿：&5速
20、胖为30加9flL3IM3,60. 30.1吼】0二】0.O.1i. i:o,5qrw驿石32ID0woion 07. 176,3SB. 4LTD.1D.(LtatM1OLI3h及群布43 0Q1Q0JOOwotoo风237,31.7LQa 60. 4&30,2?.国石Tion100100100too101BLS12.3i.f2+72 J?. JLD0-2,沏ad鹿肝tooMO1MIJOO口如100电0党Si, 1IL flID.OLT出冠3IOO1 VI100iooLOOlOQlOOil100100风5琳丹?1.8通石充糅1WQ门JWwoQDIQQIDQiHXI100WDSB. 593B 0
21、言, 3EOO.OPITTO- 3S3. 767-3凡(帆3M 1型P评7.2线工电注中限(t)1 OUHJ.OW. D&b. a也ja.o21 &L3 UP. Sd.U*0 ft -iffi w-rtI1U0WD80(68S2白口！期墨IB10mo前必心12 J ,30-JE10B5322、矿料合成级配曲线图方案III矿料合成级配曲线如图3-5所示图3-5 ATB-25型(方案出)矿料合成级配曲线图3、马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定ATB-25(方案III)马歇尔试验方案III各油石比马歇尔结果见表3-12。ATB-25 (方案皿)马歇尔试验结果表3-12试件组号油石比(%)试件相对密度空
22、隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.01 mm)实际理论13.02.4402.6698.614.741.76.0122.223.42.4622.6416.814.352.38.5026.333.82.4762.6155.414.162.210.2834.044.22.4702.5874.514.669.29.9737.354.62.4682.5714.015.073.27.8643.9技术 要求-361355707.515 40注：1)沥青加热温度控制在160C,上下浮动土 5C;矿料加热温度为170180 C;混合料拌和温度为155C,上下浮动土 5C;击实温度
23、为145150C;混合料废弃温度 195C;2)沥青混合料理论最大相对密度是由真空法测出。最佳沥青用量确定由表3-12得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图3-6所示ATB-2 5马歇尔试验配合比设计造果由或图52.402.O江JoJ0 口 口3 41355707.515 40注：1）沥青加热温度控制在160C,上下浮动土 5C;矿料加热温度为170180 C;混合料拌和温度为155C,上下浮动土 5C;击实温度为145150C;混合料废弃温度 195C;2）沥青混合料理论最大相对密度是通过由真空法测出由表3-13可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计技术要求5、浸水马歇尔试
24、验根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并进 行残留稳定度试验，以判断目标配合比沥青混合料抗水损害性能， 试验结果如表 3-14所列。ATB-25 （方案皿）残留稳定度试验结果表3-14油石比（%）浸水时间稳定度（kN）残留稳定度（%）设计要求（%试验结果平均值4.1330min9.210.2890.28011.49.810.748h10.149.279.359.228.37由表3-14可见，ATB-25 （方案III ）沥青混合料残留稳定满足设计要求3.4 ATB-25沥青混合料目标配合比试验结果汇总表ATB-25沥青混合料目标配合比三个方案的试验结果汇总于表3-16
25、.ATB-25沥青混凝目标配合比设计试验结果表3-16结构类型方案I方案口方案WATB-25设计要求油石比（%）3.933.903.93-试件相对密度实际2.4742.4762.480-理论2.6072.6092.617-空隙率（%）5.15.15.236间隙率（）14.114.214.1 13饱和度（%）64.163.962.955 70稳定度（KN）8.499.5210.287.5流值(0.01 mm)36.437.034.015 40动稳定度（次/ mm）-残留稳定度MSo（ %）88.792.390.2804 ATB-25沥青混凝土目标配合比推荐方案4.1 方案比选根据公路沥青路面施工
26、技术规范（JTG F40-2004）的规定与施工图设计对 ATB -25沥青混合料性能指标的技术要求，分别对以上三个设计方案的沥青混合 料进行了试验分析，各试验数据见表 3-16所列。根据表3-16中所列试验结果，对各方案进行比选，以推荐出本项目ATB-25 沥青混合料目标配合比最优方案。1、方案II与方案出的比较方案II与方案m均为 ATB-25沥青混合料，由表3-6和表3-11可知，方案 II与方案田级配的关键控制筛孔 4.75mm通过率分别为30.3 %和28.3 %,可见方 案III级配较方案II粗。根据方案R和方案田目标配合比设计结果，就以下几 个方面对此两个方案进行比较。体积指标：
27、方案H、田的最佳油石比、空隙率、饱和度和矿料间隙率分别为3.90%3.93%, 5.1 %和 5.2%, 63.9%口 62.9%, 14.2%和 14.1%。从两个方案的的体积 指标来看，各指标均能满足设计要求。水稳性：由表3-16中试验结果可知，方案II与方案田的残留稳定度分别 为，92.3%?口 90.2%,方案田的残留稳定度略小。综合两个方案的级配曲线和以上几点比较、以及本项目的相关要求和特点，方案n综合性能优于方案mo2、方案I与方案II的比较方案I与方案II均为 ATB -25沥青混合料，由表3-1和表3-6可知，方案 I与方案II级配的关键控制筛孔 4.75 mm通过率分别为32
28、.8 %和30.3 %。根据 方案I和方案n目标配合比设计结果，就以下几个方面对此两个方案进行比较。体积指标：方案I、II的最佳油石比、空隙率、饱和度和矿料间隙率分别为3.93%3.90%, 5.1 %和 5.1 %, 64.1%?口 63.9%, 14.1%和 14.2%。从两个方案的的体积 指标来看，各指标均能满足设计要求。水稳性：由表3-16中试验结果可知，方案I与方案II的残留稳定度分别 为，88.7%?口 92.3%,方案I的残留稳定度较小。综合两个方案的级配曲线和以上几点比较、以及本项目的相关要求和特点，方案H综合性能优于方案I。通过对以上三个方案的矿料级配、体积指标和沥青混合料性
29、能进行综合比 较，方案II作为本项目ATB-25施工的推荐方案，方案田作为备选方案。4.2推荐方案基层目标配合比设计方案推荐使用方案n和备选方案田各种矿料比例、油 石比和矿料合成级配如表4-1所列。ATB-25沥青混凝土推荐目标配合比级配组成表4-1矿料组成比例推荐方 案19-26.5 mm: 9.5-19 mm:4.75-9.5 mm:2.36-4.75 mm:0 2.36 mm:矿粉：消石灰：油石比=35%:31%:4%:6%:20%:3%:1%:3.90%备选方 案19-26.5 mm: 9.5-19 mm:4.75-9.5 mm:2.36-4.75 mm:0 2.36 mm:矿粉：消石灰：油石比=36%:32%:4%:7%:17%:3%:1%:3.93%目标合成级配通过下列筛孔（mm）质量百分率（）31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075推荐方案100.098.771.464.758.546.230.321.515.510.57.76.34.9备选方案100.098.770.663.757.344.628.319.113.99.67.25.94.7汪延高速公路建设项目GSZ03合同段工地试验室2011-7-1518