./高速瀝青路面標抗滑表面層AC-16C目標配合比報告高速公路工程合同段工地臨時試驗室二○年月高速瀝青路面抗滑表面層AC-16C目標配合比報告1、依據規范和要求1.1、《雙永高速路面設計圖紙》；1.2、《公路瀝青路面施工技術規范》〔JTGF40-2004；1.3、《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程》〔JTJ052-2000；1.4、《公路工程集料試驗規程》〔JTGE42-2005；2、混合料的類型2.1、瀝青路面表面層混合料級配類型采用AC-16C型,屬于細粒式密級配瀝青混凝土。3、表面層層位特點及設計重點3.1、表面層是與行車直接接觸的層面,因此,抗滑性要求表面形成一定的構造深度,表面有一定的粗糙性；但從微觀上看,表面層還必須有一定的封水性能,防止水從路表面滲入下層造成水損害,這就要求表面層表面平整、密實。在一定程度上,密水性與構造深度是互相矛盾的。因此,在保證混合料各項指標符合設計要求的前提下,如何同時保證構造深度與滲水滿足設計要求,成為表面層配合比設計的重點之一；另外,本項目所處地區夏季溫度較高、高溫持續時間長,冬季不太冷,并且有可能出現重載交通路段,如何提高抗滑表面層的抗車轍能力也是上面層的設計重點。4、原材料試驗優質的原材料是保證瀝青混合料具有優良路用性能的先決條件,為了滿足氣候環境與交通對路用性能的要求,必須做好原材料的選擇。該配合比通過測試瀝青、粗集料、細集料和礦粉等材料的性能和技術指標來檢測材料是否滿足規范及設計圖紙要求,從而完成原材料的選擇。4.1、瀝青通過對該區域瀝青路面發生早期損壞的情況分析,路面破壞的主要形式是水損害問題,而改性瀝青在提高與集料的粘附性、粘結力方面,有著很好的效果。本項目采用上海春宇實業有限公司生產的SBS改性瀝青〔I-D級,所檢各項指標均符合有關規范、規定及設計要求,實測指標與技術要求見表1。表1。SBS改性瀝青〔I-D級試驗指標與技術要求試驗項目密度<25℃>針入度<0.1mm>延度<5℃軟化點<℃>彈性恢復〔25℃〔%旋轉薄膜加熱試驗<RTFOT>163℃質量損失<%>針入度比<%>延度<5℃規定值實測記錄40-60≥20≥70≥75≤±1.0≥65≥15實測值1.02656.032.078.584.00.387.3164.2、集料集料是瀝青混合料的關鍵材料之一,其力學性能是決定混合料強度特性的最重要因素,它的顆粒形狀不僅影響混合料的構架,也直接關系到混合料的抗車轍能力與抗疲勞性能等材料特性,此外,集料與瀝青的粘附等級對混合料強度的形成也起關鍵作用,因此選擇優質的集料是瀝青混合料具有優良路用性能的重要保證。對于瀝青路面上面層而言,粗集料的磨光值指標決定了所選材料是否取舍。秀山石料場生產的輝綠巖碎石,磨光值由XX省公路工程試驗檢測中心站檢驗PSV=47,符合設計要求〔PSV≥42。4.2.1粗采用秀山石料場的石料,用反擊破破碎機破碎生產的輝綠巖碎石,在破碎過程中,配以整形以及除塵設備,生產的輝綠巖碎石具有針片狀少,砂當量高的特點,其規格為：一號料：9.5-19mm、二號料：4.75-9.5mm、三號料：mm四號料：0-2.36mm；粗、細集料所檢各項指標與技術要求見表2。表2粗、細集料的試驗指標與技術要求材料名稱試驗項目9.5-19mm0-2.36mm規定值表觀密度<g/cm3>2.9002.9182.9212.890表觀相對密度2.9072.9252.9282.896≥2.6毛體積相對密度2.8222.8142.8032.768吸水率<%>1.041.351.521.57≤2針片狀<%>>9.5mm粒徑8.4≤12<9.5mm粒徑11.8≤18壓碎值<%>15.6≤20磨耗值<%>10.4≤28砂當量<%>62≥60粘附性5級≥5級從上表中粗細集料的各項指標可看出,本項目所選擇的輝綠巖碎石,針片狀少、視密度較大,磨耗值、壓碎值較小,說明該石料堅硬、耐磨、耐久性好。另一方面,該石料表面凹凸粗糙,合成吸水率1.33%,能夠吸附較多的瀝青結合料,使混合料有較厚的瀝青膜,有利于路面水穩定性。4.3、填料瀝青混合料的填料宜采用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等石料經磨細得到的礦粉,本項目采用XX市東元礦粉有限公司生產的礦粉,所檢各項指標均符合規范及有關規定要求實測試驗指標見表3：表3。礦粉的試驗指標與技術要求試驗項目表觀相對密度<g/cm3>含水量<%>粒度范圍外觀親水系數<%>塑性指數＜0.6＜0.15＜0.075規定值≥2.50≤110090-10075-100無團粒結塊＜1＜4實測值2.6740.610093.685.1無團粒結塊0.763．04.4、抗剝落劑用抗剝落劑可以增強瀝青與集料的粘附性,從而保證瀝青混合料具有較高的抗水損害性。本項目在礦粉中摻入20%消石灰,作為抗剝落劑。并通過水煮法對其進行檢驗,粘附性有明顯的改善。5、瀝青混合料礦料級配的確定在組成瀝青混合料的原材料選定后,瀝青混合料的技術性質在很大程度上取決于集料間的級配組成,瀝青混合料由于集料的級配不同,可以形成不同的組成結構。綜合該項目所處的溫度區劃,考慮路面抗車轍能力的需要,減少4.75mm及2.36mm集料的通過率,并選用較高的設計空隙率是比較有效的方法,在對本地區周圍路面表面層礦料級配使用實際情況調查研究的基礎上,經過多次調整,綜合以下三點確定級配范圍：5.1.盡可能減少最粗的粗集料,以減少瀝青混合料的粗細集料離析。5.2.適當減少細集料中的細粉部分用量,以適當減小粉膠比并避開駝峰級配。5.3.增加中間檔次的集料,以加強瀝青混合料的嵌擠作用。兼顧滲水與構造深度要求,根據對代表性集料篩分結果,擬定礦料的配合比為1#：2#：3#：4#：礦粉=25：29：10：33.5：2.5。合成級配如表4.表4AC-16C級配各檔料比例及合成級配集料

規格〔mm集料

比例〔%191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075100-10090-10076-9260-8034-6220-4813-369-267-185-144-89.5-192510086.334.10.90.80.80.80.80.80.80.829100.0100.0100.083.11.41.01.01.01.01.00.910100.0100.0100.0100.082.71.20.50.50.40.40.40-2.3633.5100.0100.0100.0100.097.381.157.138.322.814.77.9礦粉2.5100.0100.0100.0100.010010010010010093.685.1合成級配100100.096.683.570.34430.322.115.810.67.75.2級配中值10095.084.070.048.034.024.017.512.59.56.0級配上限10010092806248362618148級配下限1009076603420129754圖1。AC-16C級配曲線圖6、確定最佳瀝青用量雙永高速公路瀝青抗滑表面層AC-16C級配瀝青混合料,采用馬歇爾試驗確定瀝青混合料的最佳瀝青用量。每組瀝青混合料按照《公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規程》<JTJ052－2000>的要求,按照預估最佳瀝青用量為中值,以0.5%間隔變化油用量,配置5種不同的瀝青用量成型馬歇爾試件,分別在規定的試驗溫度及試驗時間內用馬歇爾儀測定穩定度和流值,同時計算空隙率、飽和度及礦料間隙率,然后按照《公路瀝青路面施工技術規范》<JTGF40-2004>規定的方法確定最佳瀝青用量。6.1、最XX論相對密度的計算。根據已確定的各檔礦料比例、表觀相對密度、毛體積相對密度、瀝青相對密度γb〔25℃/25<1>ωx=〔1/γsb-1/γsa*100=〔1/2.796-1/2.904=1.33<2>C=0.033ωx2-0.2936ωx+0.9339=0.60<3>γse=C*γsa+<1-C>*γsb=2.861<4>γti=<100+Pai>/<100/γse+Pai/γb>計算可得不同油用量對應的最XX論相對密度如下表：表5。AC-16C最XX論相對密度計算表油用量〔油石比%3.7〔3.844.2〔4.384.7〔4.935.2〔5.495.7〔6.04γti2.6832.6612.6392.6182.5966.2、馬歇爾擊實根據已確定的合成級配比例,配制合成礦料,并按規范JTJ052-2000試驗方法室內拌制混合料進行馬歇爾擊實,用馬歇爾試驗確定最佳油用量,分別以油用量比3.7%,4.2%,4.7%,5.2%,5.7%成型馬歇爾試件<雙面各擊實75次>,擊實后的試件冷卻至室溫脫模,測定其各項物理力學指標,其結果表5：表6.瀝青混合料試驗指標油用量<油石比>〔%混合料的各項技術指標γfγsbγtiVV〔%VMA<%>VFA<%>穩定度<KN>流值<0.1mm>3.7〔3.842.4762.7962.6837.714.647.615.2630.34.2〔4.382.4962.7962.6616.214.557.315.6533.34.7〔4.932.5142.7962.6394.714.366.816.5639.05.2〔5.492.5102.7962.6184.114.972.516.0342.55.7〔6.042.5072.7962.5963.415.477.815.3644.66.2、繪制VMA、VFA、密度、馬歇爾穩定度、流值與油用量關系如圖：圖2密度與油用量關系圖3穩定度與油用量關系圖圖4空隙率與油用量關系圖5流值與油用量關系圖圖6礦料間隙率與油用量關系圖圖7飽和度與油用量關系圖穩定度空隙率流值飽和度礦料間隙率共同范圍3.83.84.44.95.56.06.3、根據其關系圖,得到如下數據:根據試驗結果,因密度有最大峰值,穩定度也有最大值,從圖可得a1=4.90a2=4.90a3=5.02a4=5.15,則OAC1=<a1+a2+a3+a4>/4=4.99%。再從圖可得OACmin=4.77%,OACmax=4.97%,且OAC1位于OACmin~OACmax之間；則OAC2=〔OACmin+OACmax/2=4.87%,即此目標配合比最佳油石比OAC=<OAC1+OAC2>/2=4.93%,即最佳油用量為4.7%。由計算的最佳油用量,查以上關系圖,得到對應的VV,及VMA〔14.3值,滿足瀝青路面施工設計說明中關于最小VMA〔≥12.5要求.故我部確定其最佳油用量為4.7%,并對最佳油用量進行驗證,試驗結果如下表：表7.最佳瀝青用量驗證結果各項指標γfγsbγtVV〔%VMA<%>VFA<%>穩定度<KN>流值<0.1mm>殘留穩定度〔%規定值3．0-6.065-75≥8.015-40>85實測值2.5102.7962.6394.914.566.016.0838.889.46.4、檢驗最佳油石比時的粉膠比γse=C*γsa+<1-C>*γsb=2.861Pba=<2.861-1.026>/<2.861*2.796>*1.026*100=23.54%Pbe=4.7-0.235*0.953/100=4.48%FB=P0.075/Pbe=5.2/4.48=1.16FB在0.8-1.2之間符合要求。6.5、有效瀝青膜厚度SA=4.96m2/kgDA=4.48/<1.026*4.96>*10=8.80μm對于密級配瀝青混合料,瀝青膜的厚度宜大于6μm.符合要求。7、配合比的設計檢驗7.1水穩定性試驗對混合料進行水穩定性試驗,進行浸水馬歇爾實驗時,試件分兩組,每組6個平行試件。一組在60℃水浴中保養0.5h后測其馬歇爾穩定度S1；另一組在60℃水浴中恒溫保養48h后測其馬歇爾穩定度S2；計算殘留穩定度S0=S2/S1×表8.浸水馬歇爾穩定度試驗結果瀝青種類油用量〔油石比〔%穩定度S1〔kN穩定度S2〔kN殘留穩定度S0〔%規定值<%>SBS<I-D