011105005 Sup25配合比设计报告(无锡市政)

1、1编号：011105005无锡市兴源路金城路互通式立交工程Sup25重交沥青混合料目标配合比设计报告江苏省交通科学研究院中心试验室二OO五年三月二十日无锡市兴源路-金城路互通式立交工程Sup25目标配合比编号：011105005第 页共7页一、概述受无锡市市政建设工程有限公司委托，江苏省交通科学研究院承担无锡市兴源路金城路互通式立交工程Sup25沥青混合料的目标配合比设计。本次沥青混合料Sup25的室内配合比设计依据美国Superpave沥青混合料设计标准进行设计，并依据我国公路沥青路面施工技术规范（JTJ032-94）的要求进行浸水马歇尔试验和车辙试验验证。二、材料本次试验所用石料为宜兴石料

2、厂石灰岩石料、矿粉为山北红星厂矿粉，沥青为泰州中海有限公司重交沥青，所用矿料均由委托单位送样。依据Superpave设计要求，进行了集料试验（试验结果汇总于表2-1）、各种集料的密度试验（试验结果汇总于表2-2）和沥青密度试验结果（见表2-3）。表2-1集料性质试验结果汇总表试验项目试验值Superpave技术标准集料认同特性粗集料棱角性（）100.0三100%细集料棱角（）45.245%扁平颗粒（）3.010%砂当量（）65.0三50%集料料源特性1洛杉矶磨耗（）29.33545%坚固性（）3.91020%注：1、对于集料的料源特性，Superpave技术标准无具体要求，表中列出的标准为推荐

3、值。表2-2集料密度试验结果表矿料视密度（g/cm3）毛体积密度（g/cm3）吸水率（）5#仓2.7102.6830.44#仓2.7072.6720.53#仓2.7102.6680.62#仓2.7182.6680.71#仓2.7142.6121.4矿粉2.711表2-3沥青密度试验结果表密度（g/cm3）中海沥青1.014三、设计集料结构的选择1粘温曲线根据中海沥青在135C及175C的粘度绘制粘温曲线（如图3-1）,得出沥青混合料的拌和温度和压实温度（如表3-1）。1中海沥青粘温曲线y=120.1e-0-0413xO2099180116615011301201O1图3-1中海沥青粘温曲线表3

4、-1拌和和压实温度表拌和温度（C）压实温度（C）156.2-161.9144.3-149.52初选级配依据Superpave设计的一般方法，在选择集料结构时，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性质，如矿料间隙率（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（6皿皿诚）等。表3-2为各种集料的筛分试验结果、三个调试级配配合比以及三个试验级配各筛孔尺寸粒料通过率明细表，表3-3为估算沥青用量汇总

5、表。1%率过通00.0000.5001.0001.5002.0002.5003.0003.5004.0004.5005.000筛网尺寸(mm)OOOOOOOOOO0987654321三种级配矿料曲线表3-2初选级配的矿料比例和合成级配5#仓4#仓3#仓2#仓1#仓矿粉组合级配级配119.023.014.015.026.03.0级配217.518.523.018.520.02.5级配321.024.017.017.018.03.0筛孑Lmm级配1级配2级配326.5mm65.9100.0100.0100.0100.0100.093.594.092.819.0mm0.4095.20100.0100

6、.0100.0100.080.081.777.912.5mm0.2052.8099.90100.0100.0100.070.273.867.79.5mm0.2015.5090.20100.0100.0100.060.264.657.14.75mm0.200.605.6080.2099.50100.041.938.735.72.36mm0.200.200.908.6086.70100.027.021.720.31.18mm0.200.200.402.1066.20100.020.716.315.40.60mm0.200.200.401.3049.2099.9016.112.712.20.30mm

7、0.100.200.301.2032.2099.7011.79.39.10.15mm0.100.200.301.1020.0098.408.46.86.90.075mm0.100.100.101.0011.3083.905.74.64.8表3-3估算沥青用量表试验级配Gsb(g/cm3)Gsa(g/cm3)Gse(g/cm3)VbaVbeWsPbi(%)12.6812.7112.7050.00770.08162.33703.7322.6782.7112.7050.00850.08162.33683.7632.6782.7112.7040.00850.08162.33653.76表中：Gb-级配

8、集料毛体积密度;sbG级配集料表观密度；saG级配集料有效密度；seV集料吸收的沥青胶结料体积；baV有效沥青胶结料的体积；bew每立方厘米混合料中集料质量；Spb.估算沥青用量。bi2.试验级配的评价根据各个级配的估算沥青用量和设计经验，拟用3.8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。根据交通量数据（大于20000000次）并考虑到工程施工的实际压实条件，选择压实次数N=8次，最初N=100次，N=160次。根据Superpave的设计标准，在进行估算用油量成设计最大型试件时，将旋转压实次数设定在N，本次试验为N=100次，估算沥青设计设计用量下各级配旋转

9、压实试验结果汇总于表3-4。表3-4三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3试件1试件2试件1试件2试件1试件2N（8次）高度（mm）初始121.6120.7125.8125.9122.3121.7N设计（100次）高度（mm）设计109.1108.6112.6112.7109.9109.5空气中重（g）4763.04789.84802.64772.74702.34779.0水中重（g）2865.02880.12838.52828.92803.22856.4饱和面干重（g）4767.54793.84811.24781.34708.84787.3毛体积密度（g/cm3）2.5

10、042.5032.4352.4452.4682.475最初压实度（）88.686.087.6设计次数压实度（）98.696.097.4最大理论密度（g/cm3）2.5402.5412.538表3-5三种级配估算沥青用量试验结果评价表4%空隙率VMA(%)VFA(%)粉/有效沥青初始次数级配沥冃用量（）（设计次数）（设计次数）比例压实度（）12.7010.461.62.4086.023.7512.467.61.3585.933.2011.364.71.6986.2Superpave标准不小于12.065750.61.2*89.0注：*表示当级配通过禁区下方，粉胶比可增加到0.81.6。表3-5为

11、三种级配估算沥青用量试验结果评价表。依据表3-5的评价指标，可以得出级配1和级配3不满足Superpave设计要求，级配2满足要求设计要求，本次设计选择级配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，由表3-5并根据设计经验，取Pb为3.8%，四个沥青用量分别为：3.3%、3.8%、4.3%、4.8%。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，本次N=100次。设计设计沥青用量3.33.84.34.8最大理论密度2.5632.5422.5242.505试件编号12121112咼度(mm)8次126.0125.9124.7126123.7125.0124.5124.21

12、00次112.3112.7111.7112.3110.8111.2110.9111.0空气中重（g）4773.84773.64812.64803.74736.14770.84751.94783.7水中重（g）2819.52818.82854.32844.82813.52837.62830.12848.4饱和面干重（g）4788.94788.94823.44815.14741.94775.44756.34787.5毛体积密度（g/cm3）2.4242.4232.4442.4382.4562.4622.4672.467初始压实度（）84.485.886.987.9设计压实度（）94.596.097

13、.498.56554表3-6设计级配四种沥青用量试验结果汇总表005054i-J率3隙32500用油量21112.2012.8012.6012.40用油量5012.00图2体积指标与沥青用量关系曲线3.3%、3.8%、4.3%、4.8%四个沥青用量旋转压实试件的体积性质如表3-7及图2所示，由图2可知，沥青用量为3.82%时试件空隙率为4.0%。表3-7四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/有效沥冃比例初始压实度（）压实度（）（设计次数）VMA(%)VFA(%)3.394.512.656.21.5684.43.896.012.467.61.3385.84.397.412

14、.278.61.1686.94.898.512.387.81.0387.93.8296.012.467.71.3385.8Superpave标准96.0三1265750.81.60894.验证依据第3节设计结果取沥青用量为3.8%，采用沥青用量3.8%成型试件，验证3.8%的沥青用量在压实次数设定在N时对应的体积性质指标（本次N最大最大=160次），试验结果汇总于表3-8。表3-8设计沥青用量验证试验结果表沥青用量（%）在压实次数时F/A初始压实度（%）最大压实度（%）压实度（）（设计次数）VMA(%)VFA(%)3.896.012.467.51.3386.097.3Superpave标准96

15、.0三1265750.61.2*8998注：*表示当级配通过禁区下方，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5#仓：4#仓：3#仓2#仓：1#仓：矿粉=17.5：18.5：23：18.5：20：2.5。其对应的混合料特性如下表。表3-9混合料体积性质表混合料特性设计结果Superpave标准空隙率Va（%）4.04.0矿料间隙率VMA（%）12.4三12饱和度VFA（%）67.76575粉胶比DP1.330.61.2*%Gmm（最初）85.889%Gmm（最大）97.398注：*表示当级配通过禁区下方，粉胶比可增加到0.81.6。四、高温稳定性试验和水稳定性试验为了检验Sup25沥青混合料的高温稳定性和抗水损害能力，按照设计要求进行了车辙试验和水损害试验，试验结果汇总于表4-1和表4-2。表4-1车辙试验结果汇总表混合料类型沥青用量（）空隙率（%）动稳定度（次/mm）123平均要求Sup253.83.52333225017032095三1000表4-3AASHTOT283试验结果混合料类型空隙率（%）无条件劈裂强度（MPa）条件劈裂强度（MPa）TSR(%)要求（）Sup256.70.47650.428689.9三