创编 2021.03.10
下面层Sup-25型沥青混合料
目标配合比
时间2021.03.10 创作：欧阳治 设计报告
下面层Sup-25型沥青混合料目标配合比
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项目负责人 主要测试人员 编复审制 核 核
技术负责人 分管领导 主 任 报告编号 检测单位 证书编号 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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1.本报告未加盖检测单位报告专用章、缺页、添页或涂改均无效；无相关人员及签发人签字无效；未经检测单位许可复印无效；
2.对检测报告有异议者，请于收到报告之日起十五日内向检测单位提出；
3.试验检测按国家标准、行业标准和企业标准执行，无标准的按双方协议执行。
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委托人 委托单位 工程名称 见证人 委托日期 / / 1#（16-31.5）mm、 2#（16-26.5）mm、 3#（9.5-16）mm、 4#（4.75-9.5）mm、 5#（2.36-4.75）mm、 6#（0-2.36）mm、 SBS改性沥青 试样名称 集料：1#、2#、3#、4#、5#、6#；SBS改性沥青；矿粉 样品规格 产地 集料：每档各约80kg；沥青：50kg；矿粉：20 kg 样品状态 试样数量 试验日期 试验项目 沥青混合料目标配合比试验 环境条件 详见原始记录 样品用途 沥青路面下面层 1#（16-31.5）mm、2#（16-26.5）mm、3#（9.5-16）mm、4#（4.75-9.5）mm、5#（2.36-4.75）mm、6#（0-2.36）mm；SBS改性沥青；矿粉灰色无团粒结块 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011） 《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005） 样品描述 试验依据 评价标准 试验设备 鼓风干燥箱（LH22-1）、鼓风干燥箱（LH22-2）、恒温水浴（LH21）、恒温水浴（LH06）、标准筛（JL01）、混合料拌和机（BH20）、马歇尔电动击实仪（LH28）、马歇尔稳定度仪（LH35）、电子天平（LH23）、针入度仪（LQ01）、软化点仪（LQ30）、延度仪（LQ26）、沥青薄膜烘箱（LQ09），理论密度仪（LH13）、真空干燥箱（LQ16）、低温冰箱（SH31）、车辙仪（LH32）、沥青混合料材料性能试验机（LH38）等。 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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1.0 概述
受XXXXXX委托，XXXXX检测中心承担XXX路下面层Sup-25型沥青混合料的目标配合比设计工作。本次Sup-25型沥青混合料的室内配合比设计方法依据美国Superpave沥青混合料设计标准进行设计，并依据《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验证。
2.0 设计依据
下面层Sup-25型沥青混合料目标配合比设计依据以下规范、规程及意见执行：
1、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）； 2、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）； 3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）；
4、《高性能沥青路面（Superpave）基础参考手册》；
3.0 原材料试验
本次试验所用集料、矿粉、SBS改性沥青均为施工单位送样，各原材规格及产地如下： 1、沥青：XXXXXSBS改性沥青；
2、粗集料：XXXXX石灰岩碎石，即1#（16~31.5）mm、
2#（16~26.5）mm、3#（9.5~16）mm、4#（4.75~9.5）mm、5#（2.36~4.75）mm；
3、细集料：XXXXX石灰岩，即6#（0~2.36）mm； 4、矿粉：XXXXX水泥厂产；
SBS改性沥青、矿粉、细集料、粗集料试验结果如表3.0-1至表3.0-4所示。
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表3.0-1 SBS改性沥青试验结果汇总表 试验项目 针入度（25℃,100g，5s） 针入度指数PI 延度（5cm/min，5℃） 软化点（(TR&B） 相对密度（25℃） 质量损失 TFOT薄膜加热试验(163℃ 5h) 闪点（COC） 动力粘度（60℃） 运动粘度（135℃） 溶解度 离析，软化点 弹性恢复（25℃） SHRP性能等级 针入度比（25℃） 延度（5cm/mim,5℃） 单位 0.1mm / ㎝ ℃ / % % cm ℃ Pa·s Pa·s % ℃ % / 试验结果 65 0.20 47 76.0 1.028 -0.039 75.4 30 303 1704.7 2.072 99.51 0.9 97.5 技术要求 50~80 -0.2~+1.0 ≥30 ≥60 实测 ≤±0.6 ≥65 ≥20 ≥230 ≥800 ≤3.0 ≥99 ≤2.5 ≥70 结论 合格 合格 合格 合格 / 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 合格 PG70-22 PG70-22 表3.0-2 矿粉试验结果汇总表 试验项目 表观密度（g/cm3） 表观相对密度 <0.6mm (%) <0.15mm (%) <0.075mm (%) 试验结果 2.774 2.779 100 90.3 71.4 无团粒结块 技术要求 ≥2.5 / 100 90~100 70~100 无团粒结块 结论 合格 / 合格 合格 合格 合格 粒度范围 外观 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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亲水系数 0.70 <1 合格 表3.0-3细集料试验结果汇总表 试验项目 表观相对密度 毛体积相对密度 砂当量（%） 试验结果 2.798 2.590 70 技术要求 ≥2.6 / ≥60 结论 合格 / 合格 表3.0-4 粗集料试验结果汇总表 集料规格 试验项目 石料压碎值（%） 表观相对密度 毛体积相对密度 吸水率（%） 针片状颗粒含量（%） 1#料 / 2#料 / 3#料 22.7 4#料 / 5#料 / 技术要求 ≤24 ≥2.6 / ≤2.0 ≤15 结论 合格 合格 / 合格 合格 2.746 2.744 2.774 2.730 2.734 2.700 2.700 2.714 2.669 2.674 0.62 8.6 0.60 7.9 0.80 8.3 0.84 8.9 0.82 / 4.0 设计集料结构的选择
4.1矿料的级配范围
Sup-25型混合料矿料级配限制区界限见表4.1-1，级配控制点
见表4.1-2。
表4.1-1 Sup-25设计集料级配限制区界限 筛孔尺寸(mm) 限制区范围(通过率%) 最小 最大 2.36 26.8 30.8 1.18 18.1 24.1 0.6 13.6 17.6 0.3 11.4 11.4 表4.1-2 Sup-25设计集料级配控制点界限 筛孔尺寸(mm) 控制点范围(通过率%) 最小 最大 26.5 90 100 19 / 90 2.36 19.0 45.0 0.075 1.0 7.0 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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4.2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、细三组级配，根据集料的性质（密度和吸水率）计算并结合工程经验得出三组级配的初始用油量为3.9%。然后用初始用油量成型试件。根据试验结果，计算出这三组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）。图4.2为三组试验级配曲线图，表4.2-1为各种集料的筛分试验结果、三组初试合成级配各档集料比例以及三组初试级配各筛孔尺寸粒料通过率明细表，表4.2-2为估算沥青用量（沥青含量）汇总表。
级配1100908070级配2级配3限制区控制点推荐级配筛孔通过率（%）60504030201000160.150.30.61.182.364.759.513.21926.50.075筛孔尺寸（mm）31.5 图4.2三组试验级配曲线
表4.2-1各号集料筛分结果及三组试验级配 矿料规格 级配1 级配2 级配3 筛孔mm 1#料 16 15 13 2#料 21 20 18 3#料 17 17 17 4#料 16 16 17 5#料 7.5 8 7.5 6#料 20 21.5 25 矿粉 2.5 2.5 2.5 级配1 合成级配 级配2 级配3 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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31.5mm 26.5mm 19.0mm 16.0mm 13.2mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 0.30mm 0.15mm 0.075mm 100 70.7 11.3 5.2 1.1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 100 100 79.6 35.4 11.1 1.8 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 0.8 100 100 100 99.4 91.0 38.2 2.8 1.8 1.6 1.6 1.6 1.6 1.3 100 100 100 100 100 96.4 27.3 4.2 3.0 1.8 1.8 1.8 1.8 100 100 100 100 100 100 94.4 7.1 1.4 1.2 1.2 1.2 1.2 100 100 100 100 100 100 99.6 79.2 57.0 34.6 19.5 13.8 10.0 100 100.0 100.0 100.0 100 95.3 95.6 96.2 100 81.5 82.6 84.8 100 71.2 72.8 75.9 100 64.0 65.9 69.6 100 52.3 54.3 58.2 100 34.6 36.6 39.8 100 20.1 21.3 24.1 100 15.0 15.9 17.9 100 10.4 10.9 12.1 97.8 7.3 7.6 8.2 90.3 6.0 6.2 6.6 71.4 4.6 4.7 5.1 表4.2-2 估算沥青用量（沥青含量）汇总表 试验 级配 集料毛体积相对密度 Gsb 集料表观相对密度 Gsa 集料集料吸收有效沥青有效沥青胶结胶结料体相对料体积 积 密度 VbaVbeGse （cm3/cm3） （cm3/cm3） 0.0171 0.0178 0.0181 0.0747 0.0747 0.0747 每立方厘米混合料中集料质量 Ws（g/cm3） 2.3278 2.3278 2.3255 初始试拌沥青用量（沥青含量） 3.90 3.92 3.94 1 2 3 2.675 2.758 2.728 2.673 2.759 2.728 2.669 2.760 2.725 4.3试验级配的评价
根据各组级配的估算沥青用量，并结合设计经验拟用3.9%的沥青用量（沥青含量）成型试件，沥青混合料的拌和温度和压实温度依据《XXX路Sup-25下面层施工指导意见》，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，选择压实次数N
最初
=8次，N
设计
=100次，N
最大
=160次。根据Superpave
的最新设计标准，在进行估算用油量成型试件时，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（沥青
含量）下各级配旋转压实试验结果汇总于表4.3-1。
表4.3-1三组初试级配旋转压实试验结果汇总表 级配1 压实次数 N初始（8次）高度（mm） 试件1-1 131.1 试件1-2 131.5 级配2 试件2-1 129.9 试件2-2 130.1 级配3 试件3-1 129.2 试件3-2 129.0 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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N设计（100次）高度（mm） 空气中重（g） 水中重（g） 饱和面干重（g） 毛体积相对密度 最初压实度（%） 设计次数压实度（%） 最大理论相对密度 116.5 116.3 115.4 115.6 114.2 114.3 4815.6 4791.8 4785.5 4815.3 4729.8 4809.4 2855.1 2840.9 2848.8 2863.9 2829.6 2875.8 4840.9 4815.4 4802.9 4832.8 4740.1 4820.7 2.425 2.427 2.449 2.446 2.476 2.473 84.4 95.0 2.553 85.3 96.0 2.550 86.0 97.2 2.548 表4.3-2三组初试级配估算沥青用量（沥青含量）试验结果评价
表 级配 1 2 3 4.0%空隙率 沥青用量（沥青含4.3 3.9 3.4 Superpave标准 矿料间隙率（％） VMA（设计次数） 12.7 12.0 11.2 不小于12.0 沥青饱和度（％） VFA（设计次数） 68.5 66.7 64.3 65～75 矿粉/有效沥青比例DP 1.28 1.49 1.93 0.6～1.2(1) 初始次数 压实度N初始（％） 85.4 85.3 84.8 ≤89.0 注：（1）当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.8～1.6。
表4.3-2为三组级配估算沥青用量（沥青含量）试验结果评价表。依据表4.3-2的评价指标，可以得出级配2满足Superpave 设计要求，本次选择级配2(1#:2#:3#:4#:5#:6#:矿粉=15:20:17:16:8:21.5:2.5)为设计级配。 4.4 选择设计级配的沥青用量
设计级配确定后，根据Superpave设计方法，一般选择四个沥青用量（沥青含量），它们分别为Pb、Pb±0.5%、Pb+1%。由表4.3-2并结合以往类似工程实践经验取Pb为3.9%，则选取四个沥青用量（沥青含量）分别为：3.4%、3.9%、4.4%、4.9%（见表
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4.4-1）。在进行确定选择级配沥青用量（沥青含量）的试验时，压实次数应设定在N设计，本次N设计=100次。
表4.4-1设计级配四种沥青用量（沥青含量）试验结果汇总表 沥青用量（沥青含量）（%） 理论最大相对密度 试件编号 8高度次 (mm) 100次 空气中重（g） 水中重（g） 饱和面干重（g） 毛体积相对密度 初始压实度（%） 设计压实度（%） 7.06.05.03.4 3.9 4.4 4.9 2.578 1-1 1-2 2.550 2-1 2-2 2.538 3-1 3-2 2.519 4-1 4-2 131.6 116.4 131.9 116.5 130.3 115.3 130.4 115.5 129.5 114.7 129.8 114.9 129.1 114.5 128.7 114.0 4785.6 4792.8 4780.4 4776.1 4788.6 4791.2 4776.7 4792.2 2813.8 2835.6 2839.3 2831.8 2861.7 2858.3 2845.4 2858.8 4797.3 4800.3 4793.2 4782.7 4801.9 4804.5 4782.5 4803.9 2.413 2.439 2.447 2.448 2.468 2.462 2.466 2.464 83.2 94.1 85.0 96.0 86.0 97.1 86.7 97.8 VV(%)4.03.02.01.00.02.93.43.94.44.95.4沥青含量（%）欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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13.413.21312.812.6VMA（%）12.412.21211.811.611.411.22.93.43.94.44.95.4沥青含量（%）90.085.080.075.0VFA（%）70.065.060.055.050.045.040.02.93.43.94.44.95.4沥青含量（%）1.81.61.4DP1.210.80.62.93.43.94.44.95.4沥青含量（%）
图4.4体积指标与沥青含量关系曲线
根据表4.4-1，得出3.4%、3.9%、4.4%、4.9%四个沥青用量（沥青含量）的体积指标，见表4.4-2，并得到设计沥青用量（沥青含量）为3.9%。
表4.4-2四个沥青用量（沥青含量）沥青混合料体积指标
沥青用量 在压实次数时 矿粉/有效初始压欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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（沥青含量） （％） 3.4 3.9 4.4 4.9 3.9（取用值） Superpave标准 压实度（％） （设计次数） 94.1 96.0 97.1 97.8 96.0 96.0 沥青饱和度 VFA（％） 52.1 66.5 75.6 82.5 66.5 65～75 沥青比例DP 实度N初始（%） 矿料间隙率VMA（％） 12.3 12.0 11.8 12.3 12.0 ≥12 1.47 1.27 1.12 1.00 1.27 0.6～1.2(1) 83.2 85.0 86.0 86.7 85.0 ≤89 注：（1）当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.8～1.6。
4.5验证
依据第4.4节中得到的设计沥青用量（沥青含量）3.9%，采用沥青用量（沥青含量）3.9%成型试件，验证采用3.9%的沥青用量（沥青含量）在压实次数设定在N最大时，本次N最大=160次, 对应的混合料体积性质指标，试验结果汇总于表4.5-1。
表4.5-1设计沥青用量（沥青含量）验证试验结果表 沥青用量（沥青含量）（％） 3.9 Superpave标准 在压实次数时 压实度（％） （设计次数） 96.0 96.0 矿料间隙率VMA（％） 12.0 ≥12 沥青饱和度 VFA（％） 66.5 65～75 粉胶比（F/A） 初始压实度N初始（%） 1.27 0.6～1.2(1) 85.0 ≤89 最大压实度N最大（％） 96.4 ≤98 注：（1）当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.8～1.6。
4.6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#:5#:6#:矿粉=15:20:17:16:8:21.5:2.5，其对应配制的混合料特性如表4.6-1所示。
表4.6-1沥青混合料体积指标表
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混合料特性 空隙率VV（%） 矿料间隙率VMA（%） 饱和度VFA（%） 粉胶比FB 初始旋转次数（8）压实度 最大旋转次数（160）压实度 设计结果 4.0 12.0 66.5 1.27 85.0 96.4 Superpave标准 4.0 ≥12 65～75 0.6～1.2(1) ≤89 ≤98 结论 合格 合格 合格 合格 合格 合格 注：（1）当级配在禁区下方通过时，粉胶比可取值0.8～1.6。
5.0马歇尔试验结果汇总表
依据Superpave设计方法得到的沥青混合料，采用马歇尔试验方法成型试件，得到对应的马歇尔试验结果，见表5.0-1。
表5.0-1Sup-25马歇尔试验结果表
试验项目 击实次数（次） 稳定度（kN） 流值（0.1mm） 空隙率（%） 沥青饱和度（%） 矿料间隙率（%） 试验结果 正反各75次 11.13 31.5 5.0 61.5 12.9 指导意见要求 正反各75次 ≥8.0 20～40 4～6 60～70 ≥12 6.0高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性试验
为了检验Sup-25型沥青混合料的高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性，按照有关规范进行了60℃车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、－10℃小梁弯曲试验，试验结果汇总于表6.0-1、表6.0-2、表6.0-3、表6.0-4。
表6.0-1 车辙试验结果 混合料类型 沥青用量（沥青含量）（%） 动稳定度（次/mm） 1 2 3 平均 要求 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
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Sup-25 3.9 3150 3500 3706 3452 ≥3000 表6.0-2 冻融劈裂试验结果
混合料类型 Sup-25 无条件劈裂强度（MPa） 1.08 条件劈裂强度（MPa） 0.97 TSR（%） 89.8 要求（%） ≥80 表6.0-3 浸水马歇尔试验结果
混合料类型 Sup-25 马歇尔稳定度（kN） 11.13 浸水马歇尔稳定度（kN） 9.92 残留稳定度（%） 89.1 要求（%） ≥85 表6.0-4－10℃小梁弯曲试验结果
混合料 类型 Sup-25 最大荷载 （kN） 1.022 跨中挠度 （mm） 0.514 抗弯拉强度（MPa） 7.966 劲度模量（MPa） 2923 破坏应变（με） 2731 要求 （με） ≥2500 7.0 室内配合比设计结论
通过混合料级配调试和相关验证试验，表明所设计的Sup-25型SBS改性沥青混合料的抗高温性能、抗水损害性能、低温弯曲性能均满足设计要求，室内目标配合比设计结果为1#:2#:3#:4#:5#:6#:矿粉=15:20:17:16:8:21.5:2.5，最佳沥青用量（沥青含量）为3.9%，可用于XXX路XXX标下面层Sup-25型SBS改性沥青混合料的生产配合比设计工作。
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创作：欧阳治
时间2021.03.10 欧阳治创编 2021.03.10 欧阳治
创编 2021.03.10
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