AC-13沥青混合料配合比设计比选

工程技术　强　稔　｝◇肇　ＡＣ一１　３沥青混合科配合比设计比选　●胡思维　深汕高速公路东段起点　筛孔　尺寸　ｃｍｍ）　编号　为广东省陆丰潭西，与深汕　高速公路西段相接，全线长　１４０．１７ｋｍ，采用全封闭，全　立交双向四车道的高速公　路，路基宽２４．５ｍ，设计时　速ｌＯＯｋｍ／小时，除近５ｋｉｎ　原材料级配通过百分率ｃ％）　１　０ｒｎｍ～１　５ｍｍ　５ｍｍ～１０ｍｍ　３ｍｍ一５ｍｍ　０—３ｍｍ　砂　碎石　碎石　碎石　花岗岩　配比ｃ％）　２５　２８　１８　２０　５　１　６　１　３　２　９　５　４　７５　２　３６　１　１８　０　６　ｏ　３　ｏ　１　５　０　０７５　１∞ｏ　１∞１∞ｏ　ｏ　１∞１∞１∞ｏ　０　ｏ　１∞１∞１∞１∞ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　１∞１∞１∞ｏ　ｏ　ｏ　９３　９　１ｏ　９　０　２　０　２　０　２　ｏ　２　０　２　０　２　０　２　矿粉　水泥　２　５　１∞１∞１∞１∞１∞１∞１∞ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　合成级配　ｃ％）　规范推荐范围　ｃ％）　１　５　１ｏｏ　ｏ　１　０Ｃｌ　ｏ　１∞１∞１∞１∞１∞１∞ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　ｏ　１∞ｏ　１∞　９ｏ一１∞　６８～８５　３８～６８　２４—５０　１　５—３８　１ｏ～２８　７—２０　５—１　５　４—８　９８　５　７６　７　４８　１　２６　９　２１　９　１　６　８　１　２　８　９　２　６　５　９６　３　６　８　０　３　ｏ　３　ｏ　３　０　３　ｏ　３　ｏ　３　９６　８　４　９　ｏ　５　０　４　０　４　０　４　０　４　９４　５　７１　５　５３　ｏ　２９　８　１　５　２　４　９　２　５　９１　７　７５　１　５５　７　３９　３　２３　７　１　２　７　９９　９　９８　９　９１　２　９９　８　９２　８　的软土路基为沥青混凝土路　面外，其余均为水泥混凝土　路面。　表１合成矿料级配组成　由表２可得出沥青用量（油石比）与各项测定指标的关系　曲线图，根据曲线图，采用目标空隙率５．０％对应的油石比作　为ｏＡＣ，，求得ｏＡＣ．一５．０９％，ｏＡＣ，＝（４．９５％＋５．４５％）／　深汕高速公路东段于１９９６建成通车，经过近１０年的运营，　路面服务质量明显下降，为了保证区域交通网的正常使用服　务功能，对Ｋ１４９＋１４０～Ｋ１８８＋２５０段进行试验性的路面大　修，该段路面主要病害为：面层断裂，板接缝错台，板底脱　空等几种病害。　主要维修的处理方法为分离式和结合武加铺设计，具体　是：１．利用旧混凝土板和更换旧板作基层，加铺沥青混凝土ｌ　２．在旧混凝土板上铺设水泥稳定土基层，再加铺沥青混凝土。　主要路面结构为：表面层——４ｃｍ厚改性沥青混凝土抗滑表　层ＡＣ一１３，下面层——平均６ｃｍ厚中粒式沥青混凝土ＡＣ一　２０；面板——２５ｃｍ厚混凝土（更换过的新面板或处理过的旧　面板）；基层补强——２０ｃｍ厚６％水泥稳定碎石。　２＝５．２％。各项指标均符合沥青混合料马歇尔设计配合比技　术标准的沥青用量（油石比）范围为４．９５～５．４５％，最佳沥青　用量的初始值ｏＡＣ．在此范围内。　根据ＯＡＣ　和ｏＡＣ，，结合实践经验、道路等级及当地气　候条件，综合决定最佳沥青用量（油石比）为：ＯＡＣ＝５．１‰　且ｏＡＣ位于ＶＭＡ凹形曲线最小值的贫油一侧，ｏＡＣ＝５．１％　时，空隙率为５．０％，ＶＭＡ值为１５．４％，满足设计要求。　５．最佳油石比马歇尔试验　沥青用量　试件高度　毛体秘相对　理论最大相对密度　空隙率　矿科问骧率　饱和度　｛’、外掺　５．１　密度（ｇ／ｃｍ　）　平均６．３２　２．３９９　ｌ　ｇ／ｅｒａ　１　２．５２７　（％１　５　０７　ｆ％ｌ　ｌ６．１　１％）　６７　矿料级配是根据现行规范规定的Ａｃ一１３型级配范围、并　表３最佳油石比马歌尔试验结果　参考９７版　公路沥青路面设计规范　中ＡＫ一１　３Ａ的规定级　配范围进行设计的。为了提高沥青混合料的高温抗变形能力　４．浸水马歇尔试验　油石比（％）　暖小　和密实性，同时改善沥青路面的抗滑性能，根据原材料和其　筛分结果，进行两种方案设计。　◆方案一　稳定度（ＫＮ）ｌ　ｌ试验结果　均值ｌ　＊６　＾　…　一　　ｔ・　油石比【％ｌ　５１　．３０ｆｎｉｎ　４８ｈ　１４．５３　Ｉ　１２．９８　Ｉ　。　．　…。　表４残留稳定度试验结果　１．矿料级配组成设计（表１）　２．目标配合比马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定　改性沥青加热温度控制在１６０～１６５℃；矿料加热温度为　２００　０Ｃ；混合料拌和温度为１７０＂（２，上下浮动５℃；击实温度　５．冻融劈裂试验　试验条件　劈裂抗拉强度甲均值（Ｍｐａ｝Ｉ东融｜；孝裂强度比　经受冻融循环　未经受冻融循环　１．０７１　Ｉ．０８９　ｌ　ｌ　…　…　表５冻融劈裂试验结果　为１６５～１７０￣（２　ｌ混合料废弃温度１９５℃。试验结果如表２。　责　任　沥青用量　试件高度　毛体积相对　理论最人　空隙睾　｛。、外掺　密度ｌｇ／ｃｍ￣）　相对密度　ｌ　ｇ／ｃｍ’Ｉ　矿科间隙睾　饱和度　稳定度　漉值　ｒ％　（％　（ｋＮｌ　ｌ０　Ｊｍｉｌｌ１　◆方案二　ｌ６．Ｏ０　ｌ５　９９　１５．７０　４７　５４　６２　ｌ３．５９　２３．２　ｌ４．８ｌ　３２　５　ｌ４　７３　３７．１　编　辑　：　３．８　４．３　４　８　均６　４０　甲均６　３８ｌ　均６　３４　２．３５８　２．３７０　２．３８９　２　５７５　２．５５７　２　５３９　８．４２　７．３３　５　８９　１．矿料级配组成设计　李　锻　５．３　５　８　甲均６．３３　平均６　３３　２．４ｌ２　２．４２２　２　５２２　２．５０５　４　３７　３　３２　ｌ５．３ｌ　ｌ５　３６　７ｌ　７８　ｌ４．４２　３７．３　ｌ５．４３　３８．９　表２马教尔试验结果　－：强　蹒熬戮戳遮　赫菇：　１１８中国　Ｉ　２００６　１　５　维普资讯 http://www.cqvip.com

筛孔　几寸　（ｍ）　编号　ｌ０　ｒｍ　ｌ５　ｒｍ　５ｍＴＨＯ哪　３￣ｒ，－Ｓ　ｒｍ　０￣３ｒｍ　０－３ｍ　碎石　比（％）　２３　ｌ００　０　９３　９　ｌ０．９　０．２　０　２　０．２　０．２　Ｏ　２　０．２　０．２　碎石　碎石　（　屑）　花岗岩　３５　ｌ２　６　２Ｏ　３　矿粉　２．合成级　成范推荐　水泥　配　范用　）　∞　车辙板尺寸：３００ｍｍ　ｘ　３００ｍｍ　ｘ　５０ｍｍ　拌和温度：１７０＂（２　碾压温度：１６８℃　轮压：０．７ＭＰａ　’　均值（次ｍ）　２　Ｉ．５　ｌ００　９０＂ｌ００　６８、８５　３８—６８　２４￣５０　１５￣３８　ｌ０—２８　７￣２０　５、ｌ５　４－８　ｌ６　ｌ３　２　９．５　４．７５　２　３６　Ｉ．１８　．．ｌ００　０　ｌ００　０　ｌＯ０　０　ｌ００　０　９６．３　６　８　０　３　０．３　０　３　０　３　０　３　０．３　ｌ００　０　ｌ００　０　ｌ００　０　ｌ００．０　ｌ００　０　１００．０　ｌ００　０　ｌ００．０　１００．０　９８．６　行走距离：２３ｃｍ±ｌｃｍ　试验编号　①　②　＠　６０　试验温度℃　ｌ００．０　ｌ００　０　ｌ００．Ｏ　ｌ００．０　ｌ００．０　７８　２　９６．８　４．９　０．５　０　４　０．４　０．４　０．４　ｌ００．０　ｌ００．Ｏ　ｌ００　０　１００．０　４４．０　９１．２　６０　２　３６　８　２３　０　ｌ４　８　ｌ０．３　９ｌ　７　７５　ｌ　５５　７　３９．３　２３　７　ｌ２．７　ｌ００　０　ｌ００．０　２８．５　ｌ００　０　１００．０　２２．８　ｌ００　０　１００．０　ｌ７．４　９９．９　９８　９　９ｌ　２　ｌＯ０．０　ｌ３．３　９９．８　９２　８　９．６　６　８　动稳定度（次）　５６００　６０００　４８００　裹１１车辙试验结果　５４６７　６　０．３　０　ｌ５　０　０７５　７．渗水试验　根据试验：轮碾成型的车辙试件基本不透水。　裹６　合成矿料级配组成　２．目标配合比马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定　改性沥青加热温度控制在１６０～１６５℃；矿料加热温度为　２００＂Ｃ；混合料拌和温度为１７０＂（２，上下浮动５℃；击实温度　◆设计方案ｌ：Ｐ－，选　由于石质原因，生产的成品石料片状含量较高、和易性较　差，因此在进行矿料级配设计时采用花岗岩石屑代替部分闪　长岩石屑，以提高沥青混合料的和易性。据此提出了上述两　种设计方案，方案一采用２０％的花岗岩石屑＋５％的砂；方案　二采用２０．３％的花岗岩石屑＋６％的闪长岩石屑；方案二与方　案一进行比较，其４．７５ｍｍ通过率减少４％左右，２．３６ｍｍ通　过率增加１．５％左右，有利于增大沥青混凝土的高温稳定性。　再考虑到当地产河砂砾石含量大、含泥量高、质量较差，通　过综合考虑，优选方案二作为生产用目标配合比。方案二采　用最佳油石比５．０％，试件空隙率接近５％，粗集料形成了良好　的嵌挤作用。对其进行了各种路用性能检验，渗水试验显示　沥青混合料基本不透水，高温稳定性检验车辙试验的动稳定　度为５４６７０：／ｍｍ，水稳定性检验的浸水马歇尔试验的残留稳　定度为９３．９ｏ／ｏ，冻融劈裂试验的劈裂抗拉强度比为９２．５％，各　项指标均能满足要求，具有良好的路用性能。由此目标配合　比设计的矿料级配及最佳油石比可作为上面层ＡＣ一１３型沥青　混合料生产配合比设计的依据。　最终配合比矿料级配组成为：４号仓（１１．２ｍｍ～１８ｍｍ）　２６％，３号＠（７ｒａｍ～１　１．２ｍｍ）２５％，２号仓（３ｒａｍ～７ｒａｍ）１９．２％，　为１６５～１７０＂（２；混合料废弃温度１９５℃。试验结果如表７所示。　沥青用　试件高度　量外掺　（ｃｍ）　（％）　３．８　４．３　４　８　５　３　５．８　毛体秘　理论最人　空隙卑　矿料　饱和度　相对密度　相对密度　密度（ｇｌｃｍ　）　『日Ｊ隙率　（％）　（ｇ／ｃｍ　）　密度（ｇ／ｃｍ　ｌ　（％）　２．５８５　２．５６７　２．５４９　２　５３Ｉ　２．５ｌ４　８．１３　７．１Ｏ　５．４７　４．４０　２．７５　ｌ５　８Ｏ　ｌ５　８６　ｌ５　３８　Ｉ　５．４３　ｌ４．９５　４９　５５　６４　７ｌ　８２　稳定度　流值　（ｋＮ）　ｆ　０１ｍｍ１　ｌ３．２５　ｌ４．６３　Ｉ４．２３　Ｉ　５．４３　ｌ６．４２　３０．２　３２．６　３７　２　３８　Ｉ　４０．８　均值６　２８　２　３７５　平均值６．２８　２．３８４　均值６　３０　２　４ｌＯ　均值６．２８　２　４２０　’　均值６．２３　２　４４５　寰７马歇尔试验结果　由表７可得出沥青用量（油石比）与各项测定指标的关系　曲线图，根据曲线图，采用目标空隙率５．０％对应的油石比作　为ＯＡＣ．，求得：ＯＡＣ．一５．０％，ＯＡＣ２一（４．８８％＋５．４５％）／　２—５．１６５％。各项指标均符合沥青混合料马歇尔设计配合比　技术标准的沥青用量（油石比）范围为４．７５～５．２４％，最佳沥　青用量的初始值ＯＡＣ．在此范围内。　根据ＯＡＣ，和ＯＡＣ，，结合实践经验、道路等级及当地气　候条件，综合决定最佳沥青用量（油石比）为：ｏＡＣ＝５．０‰　且ＯＡＣ位于ＶＭＡ凹形曲线最小值附近，ＯＡＣ＝５．０％时，空　隙率为５．０％，ＶＭＡ值为１５．３％，满足设计要求。　５．最佳油石比马歇尔试验　沥青用量　试件高度　毛体秘相对密度　外掺　（（％）　ｃｍ）　（ｇ／ｃｍ３）　２．４００　理论最大　相对密度　空隙串　（％）　（％）　５　５４　矿料　『日】隙宰　饱和度　１号＠（０ｍｍ～３ｒｍ－ｎ）２４％，矿ｔ９４．３　ｏ／ｏ，水泥１．５　ｏ／ｏ，最佳沥青用　量为４．７６％（油石比为５．Ｏ％）。生产配合比马歇尔试验结果如　表１２所示。　项目　空隙率　（％）　间隙率　饱和度　稳定度　（％）　（％）　（ＫＮ）　流值　残留稳定　残留强度　（ｏ．１Ｂ）　度（％）　比（％）　（％）　（％）　６５　５　ｏ　均值６．３４　２　５４ｌ　ｌ５　８７　裹０最佳油石比马歇尔试验结果　４．浸水马歇尔试验　—＾ｃｌ新规范　１３ｌ旧规范　规范推荐值　５．４　４　７　４～６　１５．８　１６．６　６５　７１　１４．７　３９　２０～４０　９３　９　≥８５　９２　５　≥８５　油石比　４．９　…　．１　稳定度（ＫＮ）　……　。　ｌ　试验结果平均值　３０＝ｉｎ　Ｉ　Ｉ４．２０　４８ｈ　ｆ　Ｉ３　３４　残留稳定度（％）　９３９　．≥１５　６５～７５　≥８　０　寰１２　ＡＣ－１３型沥■混合科试验结果　裹９残留稳定度试验结果　沥青表层混合料配合比设计是沥青路面的关键技术，本　项目地处沿海高温多雨地区，水稳定性、高温稳定性、抗滑　冻融劈霜ｌ强度比（％）　９Ｚ５　５．冻融劈裂试验　油石比（％）　４　９　试验条件　经受冻融循研＝　未经受　冻融循环　劈霜ｌ抗拉强度　均值（柙ａ）　ｌ　０９７　１．１８６　裹１０冻融劈裂试验结果　性是关键的控制指标，优化旧混凝土路面上加铺沥青表层的　配合比设计，可以保证沥青路面具有抗车辙、抗滑、泌水及　耐久的优点。本项目于２００５年１２月中旬通过交工验收，目　６．车辙试验　前运营状况良好。口　毒　祭豁蠢　鼗　；囊０漱　蘸　囊　毫鞠　Ｃｈｉｎａ　Ｈｉｇｈｗａｙ　１１９