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1、控 制 编 号 ： TJSZ512 02报告编号：委托协议编号：报告总页数：2016LQ07522016LQ075212省际通道至二道河 AC 13 型改性沥青混合料目标配合比设计报告（ GTM 配合比设计方法）承包单位：商都县瑞舟公路工程有限责任公司报告日期：2016年07月27日1. 任务来源商都县瑞舟公路工程有限责任公司，进行省际通道至二道河通村公路表面层AC-13型改性沥青混合料目标配合比设计。2. 依据主要技术规、试验规程JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规JTJ052 2000公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ058 2000公路工程集料试验规程3. 原材料性质分析省
2、际通道至二道河表面层采用AC-13型改性沥青混合料。各原材料产地为：蒙化德县石料厂产玄武岩粗集料，化德县砂料厂天然砂，中油辽河沥青产SBS 改性沥青。3.1 沥青对石油沥青按 JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表 1。检测结果表明该 SBS改性沥青样品符合 I-C 级沥青技术要求。表 1 SBS 改性沥青检测结果检 测单SBS I-C 级试验评价试验项 目位沥青要求结果结果方法针入度（ 25 ,100g,5s）0.1mm60 8070合格T06042000延度（ 5 ,5cm/min ）cm不小于 3043.0合格T06051993软化点
3、( 环球法 )不小于 5586.0合格T06062000运动粘度（ 135）Pa.s不大于 31.425合格T06252000闪点（ COC）不小于 230238合格T06111993密度（ 15）g/cm 3实测1.020合格T06031993溶解度 ( 三氯乙烯 )%不小于 9999.90合格T06071993离析（ 48h软化点差）不大于 2.50.2合格T06612000弹性恢复（ 25）不小于 65100.0合格T06622000质量变化%不大于±-0.50合格T06101993RTFOT后1.0残留物残留针入度比%不小于 6080.0合格T06042000延度（ 5,5c
4、m/min ）cm不小于 2031.0合格T060519933.2 矿料沥青混合料中的矿料包括粗集料、细集料及矿粉和生石灰。3.2.1 粗集料粗集料规格为10mm 15mm、 5mm10mm、 3mm5mm，试验项目及试验结果见表2。试验结果表明，粗集料各项指标均符合JTG F402004公路沥青路面施工技术规关于三级公路及其他公路沥青混合料用粗集料的技术要求。表 2 粗集料技术性质粗集料试验结果检测项目单位要求10mm5mm3mm试验方法15mm10mm5mm集料压碎值%2615.2-T0316 2000洛杉矶磨耗损失%2816.5-T0317 2000表观相对密度 2.602.7202.7
5、192.721毛体积相对密度实测值2.6682.6552.614T0304-2000吸水率%2.00.70.91.5对沥青的粘附性级 45-T0616 1993混合料针片状1514.6颗粒含量粒径大于 9.5mm针片%1211.6T0312 2000状颗粒含量粒径小于 9.5mm针片%1815.7状颗粒含量水洗法 0.075mm% 10.20.20.5T0310 2000颗粒含量软石含量% 300-T0320 20003.2.2 细集料细集料采用天然砂，试验项目及试验结果见表3。试验结果表明，细集料各项指标符合 JTG F40 2004公路沥青路面施工技术规关于三级公路及其他公路沥青混合料用细
6、集料的技术要求。表 3 细集料技术性质检测项目单位要求试验结果试验方法机制砂天然砂表观密度t/m 32.6822.594T0328 2000不小于 2.502.6902.602表观相对密度含泥量（小于 0.075mm的含%不大于 3-1.3T0333 2000量）砂当量%不小于 6077.378.8T0334 19943.2.3 矿粉矿粉为石灰岩矿粉，试验结果见表4。试验结果表明，矿粉的各项检测指标均符合JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规 关于其他公路沥青混合料用矿粉的技术要求。表 4 矿粉技术性质检测项目单位标准要求试验结果试验方法表观密度t/m 3不小于 2.502.703T03
7、52 2000表观相对密度-2.708含水量%不大于 10.0T0103 烘干法粒度围 <0.6mm%100100<0.15mm%90 10093.3T0351 2000<0.075%75 10082.2亲水系数- 1.00.8T0353 20004. AC13 型改性沥青混合料配合比设计根据设计的要求，采用GTM 方法进行 AC-13型改性沥青混合料目标配合比设计。4.1 矿料级配的确定依据 JTG F40-2004 关于 AC-13 型沥青混合料的矿料级配围要求对AC-13 级配的优化设计研究成果，设计级配确定为AC-13型。级配组成见表5 并如图 1 所示。表 5矿料筛
8、分及配合比计算结果矿料规格（ mm）种类料规格（ mm）种类机制砂天然砂矿粉生石灰10 155 103 5建议建议筛孔合成级配级配直径矿料配合比例（ %）级配中值围mm(%)(%)(%)51035机制砂天然砂矿粉生石灰37.013.915.918.510.03.41.310 15各规格种类矿料通过百分率( 配合前 )(%)各规格种类矿料通过百分率( 配合后 )(%)16100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.037.013.915.918.510.03.41.3100.0100.010013.292.7100.0100.0100.0100.0100.0100.034
9、.313.915.918.510.03.41.397.397.595 1009.532.699.7100.0100.0100.0100.0100.012.013.915.918.510.03.41.375.075.070 804.750.14.089.3100.095.4100.0100.00.00.614.218.59.53.41.347.547.543 522.360.10.11.387.279.3100.0100.00.00.00.216.27.93.41.329.031.528 351.180.10.10.363.861.6100.0100.00.00.00.011.86.23.41.
10、322.820.017 230.60.10.10.342.033.3100.099.90.00.00.07.83.33.41.315.914.512 170.30.10.10.326.010.499.099.70.00.00.04.81.03.41.310.610.58 130.150.10.10.315.22.693.392.80.00.00.02.80.33.21.27.58.06 100.0750.10.10.310.01.382.287.50.00.00.01.90.12.81.16.06.05 7100908070）%（ 60率分百 50过通孔筛 40各3020100合成级配设计上限
11、设计下限规范上限规范下限0.150.61.180.0750.32.364.759.513.216筛孔尺寸（ mm）图 1 矿料级配曲线4.2 油石比的确定AC-13 型改性沥青混合料配合比设计采用GTM 法。试件成型条件为：垂直压力0.7 MPa；拌合温度 170；成型温度 160 165；控制方式为极限平衡状态。选择油石比 4.6%、4.9%、 5.2% 、5.5%，按上述条件成型GTM 试件。按 T0705-2000（表干法）测定试件毛体积相对密度， 根据沥青浸渍法实测合成集料的有效相对密度（见表 6）计算沥青混合料最论相对密度。并据此计算试件体积参数。GTM试件体积参数及马歇尔试验结果见
12、表7，GTM 试验结果见表 8 及图 2。表 6合成集料有效相对密度试验结果盆勺盆勺盆勺盆勺盆勺油有效平均项目重水中重料重油料重料水中重相对有效相（ g）（ g）（ g）（ g）（ g）密度对密度合成集料117.590.1778.81095.3507.32.6622.667124.495.3786.01114.0513.82.672改性沥青117.288.4-540.794.11.014-表 7 AC 13 型改性沥青混合料GTM试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果油石比理论最大表干法毛VVVMAVFA稳定度流值序号体积相对（%）相对密度（ %）（ %）（%）（ kN）（ 0.1mm）密度14.
13、62.4892.4083.313.776.216.4135.524.92.4792.4182.413.682.119.6637.635.22.4682.4321.513.388.916.0638.645.52.4582.4400.713.394.414.6340.1表 8AC 13 型改性沥青混合料GTM试验结果序号油石比 (%)表干法毛体积相对密度GSIGSF14.62.4080.981.3224.92.4181.001.3435.22.4321.041.3145.52.4401.161.242.4452.437度密对 2.429相积体 2.421毛2.4132.4054.34.64.95.
14、25.55.8油石比（ %）1.191.13ISG 1.071.010.954.34.64.95.25.55.8油石比（ %）1.381.34FSG1.301.261.224.34.64.95.25.55.8油石比（ %）图 2 GTM 试验参数随油石比的变化曲线由表 8 及图 2 可见，判定沥青混合料这种粒状塑性材料是否会出现塑性变形过大现象的指标 GSI（稳定系数）随油石比的增加而增加，当油石比等于4.9%时， GSI=1.0 ；当油石比大于 4.9%后，GSI 大幅度增大，曲线已呈急剧增加趋势，表明混合料中的沥青已过量，试件的塑性变形过大； 从反映沥青混合料抗剪强度方面的参数GSF（安全
15、系数）随油石比的变化情况来看，油石比等于4.9%时，GSF 值最大，而当油石比大于4.9%时，随油石比的增加， GSF 值减小。综合考虑GTM 试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势，将 AC-13 型改性沥青混合料最大油石比确定为4.9%。考虑到该工程所处的地区气候特点、公路渠化交通的特点以及便于施工控制 , 此沥青混合料的油石比围为 4.7%5.0%。目标配合比设计结果为：10mm 15mm： 5mm 10mm： 3mm 5mm：机制砂：天然砂：矿粉：生石灰 =37.0 ：13.9 ：15.9 ：18.5 ：10.0 ：3.4 ：1.3 。最佳油石比为4.9 。5. AC13 型改性沥青混
16、合料配合比设计结果检验5.1 水稳定性检验水稳定性试验结果见表9。试验结果表明，用GTM 方法优化出的AC- 13 型改性沥青混合料抗水损坏性能满足规要求。表 9 AC 13 型改性沥青混合料水稳定性检验结果项目油石比（ %）规要求混合料检验结果试验方法残留稳定度（ %）4.9不小于 8083.2T0709-2000残留强度比（ %）4.9不小于 7586.8T0729-20005.2 车辙试验车辙试验结果见表10。试验温度为 60，轮压 0.7 MPa。结果表明， GTM 法设计的 AC-20 型沥青混合料具有优良的抗车辙能力。表 10 AC 13 型改性沥青混合料车辙试验结果试验温度油石比
17、试验规试验试验（ %）项目要求结果方法604.9平均动稳定度（次/mm）不小于 24004924.5T0719-1993变异系数（ %）不大于 2015.65.3 弯曲试验弯曲试验结果见表11。试验温度为 -10 ，控温精度为± 0.1 ，加载速率 50mm/min 。试验设备为 MTS-810 （TESTSTAR- 型）。表 11 AC 13 型改性沥青混合料弯曲试验结果（油石比4.9%）项目单位检验结果试验方法弯曲试验破坏应变（ ）-2687.4抗弯拉强度MPa11.83T0715-1993弯曲劲度模量MPa4402应变能kJ/m 2174.85.4 渗水试验渗水试验结果见表12
18、。结果表明用轮碾法成型的试件不透水，满足JTG F40 2004的技术要求。表 12 AC 13 型改性沥青混合料试件渗水试验结果项目油石比（）渗水系数要求实测值试验方法（ml/min ）渗水系数（ mL/min ）4.9不大于 120不透水T0730-20006. GTM 试件密度与马歇尔试件密度的对应关系建议用 GTM 进行生产配合比设计，并以GTM 试件密度作为评定压实度的标准密度。当工地无 GTM 时，可按“密度等值”方法确定试件的密度。即GTM 试件密度双面击实 75 次的马歇尔试件密度×修正系数。对比试验结果见表13。表 13两种成型方式对比试验结果成型温度（）成型方法油石比（ %）表干法修正系数毛体积相对密度160 165GTM4.92.418马歇尔1.020160 1654.92.370（双面击实 75 次）7. 结论目标配合比设计结果见表14。表 14 AC 13 型改性沥青混合料目标配合比设计结果材料1053机制天然矿生石最佳油石比油石比围种类15105砂砂粉灰（%）（%）比例37.013.915.918.510.03.41.34.94.7 5.0（ %）