sup13改性配合比设计

1、 配合比设计报告 编号： 报告编号：设 计 报 告设 计 名 称：205国道宿迁段改扩建工程Sup13 改性沥青混合料目标配合比设计 委 托 单 位：徐州市公路工程总公司 签 发 日 期： 江苏省交通科学研究院股份有限公司江苏省交通科学研究院股份有限公司 第 2 页 共 14 页 注 意 事 项1 未经试验室书面批准，不得涂改或复制检测报告，经同意复制的检测报告应全文复制并经本公司加盖试验检测专用章确认后方有效。2 报告需有检测、编制、审核、批准人签字，并加盖试验检测专用印章，否则报告无效。3 对报告有异议，请于收到报告之日起十五个工作日内向本公司提出。4 送检样品仅对来样负责。江苏省交通科学

2、研究院股份有限公司联 系 人：卢健联系电话投诉电话 真 编：211112地 址：南京市江宁区科学园诚信大道2200号设 计 报 告 首 页工程项目205国道宿迁段改扩建工程委托单位徐州市公路工程总公司样品名称集料/矿粉/沥青样品编号产地厂家集料：1#样品、2#样品：东海安峰山；3#样品：邳州黄山。矿粉：徐州；沥青：镇江扬子科技有限公司。规格型号集料：1#样品，2#样品，3#样品。沥青：SBS改性沥青。样品状态完好，可检。样品数量集料：150公斤 ；矿粉：30公斤 ；沥青：30公斤。送样日期设计日期设计项目Sup

3、13改性沥青混合料目标配合比设计设计依据公路工程沥青及沥青混合料试验规程（JTG E20-2011）公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）（以下简称“规范”）公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）高性能沥青路面（Superpave）基础参考手册（ISBN 7-114-05568-4,2005年第1版）江苏省高速公路建设指挥部沥青路面施工指导意见汇编（2007.11）主检设备名称编号沥青砼集料筛（3110529），洛杉矶磨耗试验机（3111019），手推式旋转压实仪（3110376），切割机（3111167），马歇尔电动击实仪（3110970），马歇尔稳定度仪（31109

4、36），全自动车辙试验仪（3112149），微机沥青混合料材料性能试验机（3110655），电子天平（3110917），电子天平（3110335），电子天平(3110087)，电子天平(3110966)，细集料棱角性测定仪（3110100），游标卡尺（3110103），电子天平（3110967），自动式砂当量仪（3110104）。设计结论通过混合料级配调试和相关室内验证试验，结果表明所设计的Sup25道路石油沥青混合料的各项性能满足要求，室内目标配合比设计所得结果可作为生产配合比调试的依据。备 注/检 测： 编 制: 审 核: 试验检测报告专用章批 准: 签发日期:1 概述受徐州市公路工程总公

5、司委托，江苏省交通科学研究院股份有限公司承担了205国道宿迁段改扩建工程Sup13改性沥青混合料目标配合比设计。本次下面层Sup13沥青混合料室内配合比设计参考高性能沥青路面（Superpave）基础参考手册（ISBN 7-114-05568-4，2005年第1版，以下简称“手册”）和我国公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004，以下简称“规范”）的要求进行了沥青混合料水稳定性能、高温稳定性能验证。2 材料 依据Superpave 设计要求，进行了集料性质试验（试验结果见表2-1）、集料外观质量照片如图2-1、各种集料的密度试验（试验结果见表2-2）、沥青密度试验（试验结果见表2-3

6、）。表2-1 集料性质试验结果汇总表试验项目试验值技术标准集料认同特性粗集料棱角性（%）10085/80(1)细集料棱角性（%）45.945%(2)扁平、细长颗粒（）6.710%(2)砂当量（）7360%(3)集料料源特性洛杉矶磨耗损失（）13.430%(3)坚固性（）2.312%(3)注：(1)“85/80”指粗集料的85有一个破碎面，80表示有两个破碎面。(1) )引用Superpave手册。(2) (3)引用地方规范标准。表2-2 矿料相对密度试验结果表矿 料表观相对密度毛体积相对密度吸水率（%）1# 料2.9812.8711.292# 料2.9872.8441.683# 料2.7192

7、.6451.03矿 粉2.754-1#料 2#料3#料 矿粉图2-1 矿料外观质量照片表2-3 沥青相对密度试验结果表沥青类型沥青相对密度SBS改性沥青1.0303 设计集料结构的选择3.1 初选级配依据Superpave设计方法，在选择混合料结构时，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沥青用量，然后用初始沥青用量成型试件，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4.0%时所需的沥青用量及相应的沥青混合料体积性质，如矿料间隙率（VMA）、沥青饱和度（VFA）、粉胶比（DP）、初始旋转次数压实度（%Gmm ini）等。表3-1为各种集料的筛

8、分试验结果、三个试验级配的矿料比例及三个试验级配各筛孔尺寸矿料通过率明细表。表3-2为估算沥青用量汇总表。图3-1 三种试验级配曲线表3-1 初选级配的矿料比例和合成级配(%)1#2#3#4#矿粉组合级配级配129.033.035.50.02.5级配227.031.039.00.03.0级配327.030.040.00.03.0筛孔级配1级配2级配331.5mm100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.026.5mm100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.019.0mm100.0100.0100.0100.0100.01

9、00.0100.0100.013.2mm85.7100.0100.0100.0100.095.996.196.19.5mm22.697.6100.0100.0100.076.878.478.44.75mm0.424.799.4100.0100.046.149.550.32.36mm0.21.867.4100.0100.027.129.930.61.18mm0.20.848.4100.0100.020.022.222.70.60mm0.20.430.4100.0100.013.515.015.30.30mm0.20.417.4100.098.88.89.910.10.15mm0.20.411.6

10、100.093.86.77.57.60.075mm0.20.48.3100.082.45.25.96.0表3-2 估算沥青用量汇总表试验级配GsbGsaGseVba（cm3）Vbe（cm3）Ws（g）Pbi（%）12.775 2.879 2.858 0.0256 0.1004 2.459 5.01 22.767 2.868 2.848 0.0251 0.1004 2.451 5.01 32.765 2.865 2.845 0.0249 0.1004 2.449 5.01 表中：Gsb总集料的毛体积相对密度（总集料由粗集料、细集料及填料组成）； Gsa总集料表观相对密度； Gse集料有效相对密度

11、； Vba吸收进集料的沥青胶结料体积，cm3； Vbe有效沥青胶结料的体积，cm3； Ws每立方厘米混合料中集料质量，g； Pbi估算沥青用量，。3.2 试验级配的评价根据各个级配的估算沥青用量结果及当地气候条件，拟用5.0的沥青用量采用旋转压实仪成型试件，旋转压实仪设定的单位压力为0.6MPa。本次设计选择压实次数N最初=8次，N设计=100次，N最大=160次。估算沥青用量三种试验级配旋转压实试验结果汇总于表3-3，图3-2试件剖面照片。表3-3 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表级配计算理论最大相对密度试件编号高度(mm)空气中重（g）水中重(g)表干重(g)毛体积相对密度初始次数压实度

12、（%）设计次数压实度（%）8次100次级配12.6091124.9111.54814.52904.14817.22.51786.096.62125.0111.34842.02928.04846.02.525级配22.6021125.9112.04825.72901.84829.72.50385.896.12126.1112.34828.42901.24833.92.498级配32.6001127.0112.64832.42901.94839.12.49585.596.02127.4113.44829.12901.64834.92.498表3-4 三种级配估算沥青用量试验结果评价表级配4%空隙率

13、沥青用量（）VMA（）（设计次数）VFA（）（设计次数）DP估算初始次数压实度（）14.7513.870.91.4285.324.9514.271.71.4785.535.0014.271.91.5785.3Superpave标准14.065750.61.2*89注：*表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（DP）可增加到0.81.6。图3-2 试件剖面照片表3-4为三种级配估算沥青用量试验结果评价表，依据表3-4的评价指标，可以得出级配2和级配3满足要求，级配1不满足Superpave 设计要求，根据实际应用经验，本次配合比设计选择级配2为设计级配。3.3 选择设计级配的沥青用量设计级配确定后，由

14、表3-4并根据设计经验，取Pb为5.0%，四个沥青用量分别为：4.5%、5.0%、5.5%、6.0%。在选择设计沥青用量的试验时，压实次数应设定在N设计，本次N设计=100次。表3-5 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表沥青用量（%）计算理论最大相对密度试件编号高度(mm)空气中重（g）水中重(g)表干重(g)毛体积相对密度初始次数压实度（%）设计次数压实度（%）8次100次4.52.6231127.9113.74797.22876.14813.02.47784.094.52127.4113.24790.72873.24804.22.4815.02.6021126.3112.34805.428

15、89.54812.12.49985.396.12126.9112.64806.92891.64813.92.5015.52.5811125.5111.64803.42890.54808.12.50586.297.02125.7111.64810.92895.34816.42.5046.02.5611124.8110.54793.82887.04797.82.50986.898.02124.9110.94816.82899.24819.72.508表3-6 四种沥青用量沥青混合料体积性质沥青用量（）在设计压实次数（100次）时DP初始次数压实度（%）压实度（）VMA（）VFA（）4.594.51

16、4.361.61.6684.05.096.114.272.41.4585.35.597.014.479.41.2986.26.098.014.585.91.1686.8Superpave标准14.065750.61.2 *89注：*表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（DP）可增加到0.81.6。根据表3-6中4.5%、5.0%、5.5%、6.0%四个沥青用量的体积性质，通过图表插值法得到空隙率4.0%时对应的沥青用量为5.00%，根据经验取设计沥青用量为5.00%。VV、VMA、VFA、DP与沥青用量的关系图见图3-3。图3-3体积指标与沥青用量关系曲线图3.4 最大次数验证依据第3节设计结果取

17、沥青用量为5.0%，采用沥青用量5.0%成型试件，验证5.0% 的沥青用量在压实次数设定在N最大时对应的体积性质指标（本次N最大=160次），试验结果汇总于表3-7。表3-7 设计沥青用量验证试验结果表沥青用量（）在设计压实次数（100次）时DP初始次数压实度（%）最大次数压实度（）压实度（）VMA（）VFA （）5.096.014.271.91.4585.097.1技术标准/0.61.2*8998注：*表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（DP）可增加到0.81.6。3.5 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#：矿粉= 27.0：31.0：39.0：0.0

18、：3.0。其对应的沥青混合料特性如下表。表3-8 混合料体积性质表沥青混合料特性设计结果Superpave标准空隙率VV（%）4.04矿料间隙率VMA（%）14.214饱和度VFA（%）71.96575粉胶比DP1.450.61.2 *初始次数压实度（%）85.089最大次数压实度（%）97.198注：*表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（DP）可增加到0.81.6。4 验证试验4.1 水稳定性检验为检验Sup13沥青混合料的抗水损害能力，按照设计要求分别进行了AASHTO T283试验和浸水马歇尔试验，试验结果分别见表4-1和表4-2。表4-1 AASHTO T283试验结果混合料类型非条件条

19、件TSR*（%）要求（%）空隙率（%）劈裂强度（MPa）空隙率（%）劈裂强度(MPa)Sup136.80.63176.90.546083.6806.90.60047.00.49527.20.65847.10.5389平均值7.00.63027.00.5267注：*指条件冻融劈裂强度与非条件劈裂强度的百分比。表4-2 浸水马歇尔稳定度试验结果混合料类型非条件（0.5h）条件(48h)残留稳定度S0（%）要求（%）空隙率（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）空隙率（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）Sup134.913.5230.95.011.8635.787.7854.813.8531.44.

20、912.5636.15.014.0732.95.211.9236.7平均值4.913.8131.75.012.1136.24.2 高温稳定性检验 试验条件：在601，0.70.05MPa条件下进行车辙试验以检验沥青混合料的高温稳定性，车辙试件动稳定度结果见表4-3，车辙试件空隙率结果见表4-4，车辙试件如图4-1。表4-3 车辙试验结果汇总表混合料类型沥青用量（%）动稳定度（次/mm）变异系数（%）要求（%）123平均要求9.020Sup135.039373500420038791000表4-4 车辙试件空隙率汇总表试件组数试件编号试件毛体积相对密度计算理论最大相对密度空隙率（%）112.4972.6024.022.5023.832.5043.842.4994.0平均值2.5003.9212.499