sup25改性改性目标配合比(玄武岩)

1、设 计 报 告326省道沭阳段改扩建工程S7标下面层Sup25沥青混合料目标配合比设计报告 2014年12月10日Sup25目标配合比设计一、概述本次用于326省道沭阳段改扩建工程S7标下面层Sup25目标配合比设计的方法是依据美国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Sup25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）试验验证。二、原材料本次试验所用集料为安峰山产的玄武岩，沥青为A-70道路石油沥青，依据Superpave 设计要求，进

2、行了沥青技术指标检测试验和各种矿料技术指标检测试验（试验结果汇总于表1和表2）。表1 沥青技术指标检测结果沥青品种25针入度（0.1mm）延度（cm）软化点（5）相对密度15A-706910047.51.030质量要求60-80100460.961.04表2 原材料各技术指标检测结果序号名称针片状含量（%）含泥量（%）砂当量（%）表观相对密度毛体积相对密度亲水系数0.075mm通过率压碎值（%）磨耗值（%）粘附性116-26.5mm6.90.42.9422.86110.813.74级29.5-16mm6.10.42.9512.84032.36-9.5mm5.00.52.9382.82140-2

3、.36mm672.7052.6495矿粉2.7180.8785.7质量要求15%1%60%2.6/175%24%28%4级三、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

4、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（%）31.526.51913.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#10094.4 55.6 0.9 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 2#100100.0 100.0 81.4 18.3 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 3#100100.0 100.0 100.0 99.6 31.8 1.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 4#100100

5、.0 100.0 100.0 100.0 100.0 74.6 51.8 35.5 24.2 15.8 10.5 矿粉100100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.8 98.9 85.7 表3-2 试验级配料堆配合比组成矿 料1#2#3#4#矿粉级配135.023.015.026.01.0级配232.024.015.028.01.0级配329.025.015.030.01.0表3-3 试验混合物级配明细表筛孔级配通过筛孔（方孔筛，mm）百分率（%）31.526.51913.29.54.752.361.180.60.30.150.07

6、5级配1100.098.084.561.046.231.920.614.610.37.45.23.7级配2100.098.285.863.848.433.922.115.611.07.95.53.9级配3100.098.487.166.650.535.823.616.611.78.45.84.1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Gsa GsbGseVbaVbeWsPbi（%）12.8762.7912.8590.0210.0822.4734.10022.8712.7862.8540.0210.0822.4694.10532.8662.7822.8490.0210.0822

7、.4664.110表中：Gsb级配集料毛体积相对密度； Gsa级配集料表观相对密度； Gse级配集料有效相对密度； 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，根据经验采用4.0%的沥青用量成型试件，拌和及成型温度按粘温曲线确定，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。压实

8、次数级配1级配2级配3试件1试件2试件3试件1试件2试件3试件1试件2试件3N设计（8次）高度（mm）125.4125.3125.5124.6 124.7 124.8 123.3 123.4 123.4 N设计（100次）高度（mm）113.4113.2113.4112.2 112.3 112.2 111.2 111.4 111.2 空气中重（g）4732.6 4749.2 4752.3 4746.8 4757.3 4772.5 4778.9 4752.8 4765.3 水中重（g）2871.1 2877.1 2878.6 2897.2 2904.6 2910.3 2934.2 2920.4

9、2927.5 饱和面干重（g）4748.5 4764.8 4766.2 4757.6 4767.6 4783.5 4786.2 4759.6 4773.6 毛体积相对密度2.521 2.516 2.518 2.551 2.554 2.548 2.580 2.584 2.581 初始压实度（%）85.686.587.8设计次数压实度（%）94.796.197.4最大理论相对密度2.6592.6552.651 表3-5 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表表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

10、（）14.6213.460.40.9885.624.0612.167.51.2186.533.5510.976.61.5287.8Superpave标准12.065750.61.2*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2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

11、们分别为Pb、Pb0.5%、Pb+1%。由表3-6取Pb为4.0%，因此，四个沥青用量分别为：3.5%、4.0%、4.5%、5.0%。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。沥青用量(%)3.54.04.55.0最大理论相对密度2.6772.6552.6342.612试件编号123123123123高度(mm)8次125.3 125.4 125.3 124.6 124.3 124.5 123.2 123.1 123.3 121.7 121.6 121.5 100次113.2 113.3 113.3 112.5 112.6 112.6 111.7 111

12、.5 111.6 110.4 110.3 110.5 空气中重（g）4763.5 4774.5 4768.3 4782.9 4759.2 4773.5 4788.8 4784.5 4780.5 4776.7 4749.4 4750.5 水中重（g）2902.4 2909.2 2910.0 2918.2 2900.5 2908.5 2917.6 2916.3 2924.9 2910.5 2892.3 2891.1 饱和面干重（g）4778.1 4788.7 4783.6 4793.3 4769.8 4782.3 4796.6 4792.6 4797.1 4782.4 4754.7 4756.2

13、毛体积相对密度2.540 2.540 2.545 2.551 2.546 2.547 2.549 2.550 2.553 2.552 2.550 2.547 初始压实度（%）85.8086.8087.7288.62设计压实度（%）94.9496.0096.8497.61表3-7 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表表3-8 四种沥青用量沥青混合料体积性质沥青用量（%）在设计压实次数时矿粉/有效沥青比例初始压实度（%）压实度（%）VMA（%）VFA（%）3.594.6112.057.71.4785.804.096.0012.267.01.2386.804.596.8412.674.81.0687.

14、725.097.6113.181.70.9488.62Superpave标准12.065750.81.2*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，3.5%、4.0%、4.5%、5.0%四个沥青用量的体积性质，得到设计沥青用量为4.0%及其对应的体积性质。 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4.0%，采用沥青用量4.0%成型试件，验证4.0%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

15、数时F/A初始压实度（%）最大压实度（）压实度（）VMA（）VFA（）4.096.0412.1467.351.2386.7496.99Superpave标准12.065750.61.2*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#:矿粉=32%:24%:15%:28%:1%。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（%）12.212.0VFA（%）67.06575DP1.230.61.2*%Gmm（最初）86.889%Gmm（最大）97.098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Sup25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 Sup25 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）12.468流值（0.1mm）29.22040空隙率（%）4.84.06.0沥青饱和度（%）62.86070五、水稳定性试验为了检验Sup25沥青混合料的水稳定性，按照有关规范进行了浸水马歇尔试验，试验结果汇总于表5-1。表5-1 浸水马歇尔试验