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1、附件国道主干线广州绕城马路东段（珠江黄埔大桥）高速马路中面层AC-20型沥青混合料目标协作比设计报告广州珠江贵埔大林路面工程技术询问项目部二。七年八月国道主干线广州绕城马路东段（珠江黄埔大桥）高速马路中面层AC-20型沥青混合料目标协作比设计报告试验人员：黄涛王钊刘煜曾俊标关志深报告编写：黄涛王钊袁万杰报告审核：孙长新广州珠江长埔大楙路面工程技术询问项目部二C）C）七年八月说明I一、原材料试验31 .沥青试验32 .沥青与集料的粘附性试验33 .集科试验34 .矿粉试验5二、AC-20型沥青混凝土目标悔作比设计61、中面层方案IAC-20设禁区、限制点”62、中面层方案I1.I1.3、中面层方
2、案川16三、AC-20型沥青混凝土目标怫作比试验结果汇总表23四、AC-20型沥青混凝土目标协作比举荐方案24一、设计依据1 .Nq路沥青路面设计规范JTGD5()-2006)2 .马路沥吉路面施工技术规范(JTGF40-2004)3 .马路工程沥吉与沥青混合料试验规程JTJ052-2000)4 .&马路工程集料试验规程JTGE42-2005)5 .广东省交通厅粤交基函2003299号关于加强我省高速马路一级马路浙青路面质星管理的通知B(2003.3)6 .广东省交通工程质量监督站粤交监督2002106号关于要求进一步加强沥青混凝土路面原材料及协作比质量管理的通知(2002.5)7 .国道主干
3、线广州绕城马路东段(珠江黄堵大桥)两阶段施工图设计及修编二、设计内容1 .按马路工程集料试验规程(JTGE12-2005)和，马路工程沥青及沥声混合料试验规程(JTJo52-2000)对原材料的各项物理力学指标进行试验并推断材料的性能：2 .按集科的筛分结果，并按马路沥青路面施工技术规范(JTGF10-2004)中对AC-20型沥音混凝土矿料级配范围的耍求，对其进行矿料组成设计，提出三个设计方案:3 .按马路沥青路面施工技术规范3(JTGF402004)和马路工程沥声及沥守混介料试验规程(JTJO52-2000)的规定，分别对AC-20型沥吉混凝土三个设计方案进行马歇尔试脸，并确定出最佳用油是
4、：4 .依据确定的最佳浙青用量，分别对AC-20型沥青混凝土三个设计方案进行60,C和70C的车辙试验：5 .依据确定的最佳沥件用量，分别对AC-20型沥青混凝土三个设计方案进行水稳定性试验：6 .依据确定的最佳沥青用量，分别对AC-20型沥青混凝土三个设计方案进行渗水试验。三、中面层拟采纳的设计方案介绍中面层AC20型沥存混合料目标协作比采纳三个设计方案进行比选：方案I:本方案矿科合成级配依据现行马路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)规定的级配范围并参考SUPerPaVe混合料设计方法设置禁区和限制点踊定。方案II：本方案矿料合成级配依据现行马路沥青路面施工技术规范(JTGF40
5、-2004)规定的级配葩图确定，并介于方案I、IH之间。方案HI：本方案矿料合成级配依据现行马路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)规定的级配范围并结合贝雷法对级配进行检验和调整后确定.四、原材料选用本项目中面层AC-20型沥声混合料目标协作比设计试验所采纳的集料为佛山三水囹野石料场生产的石灰岩，集料粒径规格分别为S9(10-20三),S1.1.(5-15三),S14(35mm)和S16(0-3三);矿粉由而灰岩磨细制成：沥青为壳牌新粤(佛山)沥青有限公司生产的SBS改性沥吉.一、原材料试验1 .沥省试验沥青试验严格依据马路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ052-2000的要求和方
6、法进行，沥青性能指标试验结果见表1所列。壳牌新导(ffidj)SBS改性沥IS试脸结果表1项目试验结果设计要求试验依据计入度（25,KIOg.丛，0.Imm）5210-60T0601-2000针入度指数PI0.70.5廷度（5cmnin5T.Cm）34.1F25T0605-1993软化点(r85.370T06062000运动粘度（135CPa-S3.244*3TOe257993闪点-分230T06H-1993溶解度99.0T0607-1d93弹性-Ki（5cmnun.25V.97.9280.0T0662-2000亡存检定性卷析.18h软化点差CC)-2.ST0661-2000密度（ISX?,i
7、,m1.024实利T0603-J993相对缗度(25匕)1.020实利货代蕾朋加热试蛉(163C,5hT0610-1d93质M报央(%)0.30.8残田针入度比87.4265T06012000残田证收（5CnVmin.5C.cm22.4芬20To6Q5-19932 .沥青与集料的粘附性试验本试脸采纳T06161993中水煮法，沥青与粗集料粘附性试验结果见表2所列：沥冒与集料粘附性试验结果表2浙者与妪林拈附性试验后不料表面上沥力段剥落状况粘附性等戏而音心而少施分为水所移动，.利禹而积百分率少于1OI品注所用石料为石灰岩3 .集科试脸集料试验严格依据4马路工程集料试验规程(JTGE42-2005)
8、的要求和方法进行,粗、细集料试脸结果分别见表3、表4所列。粗集料试验结果试验项目跑位试验咕果规范标准试验依据洛杉矶醉耗损失%-aoT0317-2005仄碎（ft%19.825T0316-2005粘附性级44T06161993表现相对够度Ig20mm芥石-2.745*25CT03Q4-2005575mm砰石2.7423*-5mm碎石2.749吸水率IOe-20mm碎H%0.302.0TO3O7-2OO55-15mm碎石0.3735mm碎石0.78螫实性%-12TO3M-2OOO冲击值%-28TO322-2OOO钦石含JR%-*5T0320-20W)针片状颗粒含量混合料耳中粒径大F9.5mm其中粒
9、径小于9.5mm10.10.310.9181520T0312-2005水洗法O.D75mm颗粒含10-20mmWfi%0.6*1T0310-2005515mm碎石0.73-5mmTf0.2各种集料的毛体积相对密度IOT20mm静石-2.722-T03Q1-2005515mm碎石2.7M3-511n碎石2.689各种奥科的松装宓度10-20mm碎石Ifcmy1.478-T0309-2005S*15mm砰石1.49135mmi?Ti1.5548种象科的干勒定度10-20mmWiiVCE1.604-51511ie碎石1.62H35mm碎石1.630试验项1.1.的位试s结果规莅标准试帔依据表观相对邂
10、度-2.7462.50T0328-2005毛体枳相对依废-2.680-TWO1.-2005常装密ISgctn)1.888-TO331-m1.砂当量%63+60Ta334-2005实性%-12TgIO-2005亚甲城侦25T0349-2005极用性流滴时间）S卡30T03I5-2005注，D石用的砂当怂值管任，鹿E强芹石生产过程中的除尘效果，BM已开采I柘被山体泥土污染,2）石I1.的毛体农相对密度是用第出的2.364.75mm部分的毛体根相对密度代警.4 .矿粉试验曰粉试验结果见表5所列。丁粉技术指标表5试验项目轲史试验结果规而标准试验依据衣观密度gcm,2.768.50T0352-2000表
11、现相对密咬-2.773-外观无团粒结块无团粒结块-矿粉亲水系攻-0.871T0353-2000含水Ift%0.09*1T0332-2005缴性指Sk%24T03M-2000加热安定性-不变成实测结果T0355-2000粒度范H1.V0.6mm0.15mm0.075nm%10093.579.5100合成圾配规莅举存限削点禁M10-20mm碎石575Inm碎石35InmWTiOTmm石料37.026.08.029.026.5100.0100.0100.0100.0100.0100-10090-)0019.0M9100.0100.0100.098.1901009016.070.8100.0100.0
12、)00.089.2785】3.223.6的.7100.0100.071.762-09.51.079.0100.0100.057.952-721.750.74.778.6100.036.826M2.360.70.80.889.226.4164423-49M61.180.70.70.28.318.812-W22.3-28.30.60.70.70.242.312.78-2416.7-20.70.30.70.70.231.29.557713.70.IS0.60.70.221.46.64730.0750.60.70.216.05.13-72-82）矿料合成级配曲线方案I矿料合成级配曲线如图1所示。O(捺
13、金龙卿Oooooooo1987654-3一卜取上隔tf1.一-AC-20目标控利点控制线禁区禁区E1AC-20型（方案I）矿料合成级配曲线图3）马歇尔试验结果及最佳沥守用量确定AC-20（方案I）马歇尔试验结果见表7。AC-20（方案I）马歇尔试验结果表7试件油石比（*）试件依度空隙率（动矿料问欧率K）海方KS和慢W枪定度（kN）tf1.IS定度(kN)流值(O.IinnO实际理论I4.42.4672.5M3.412.672.912.3638.4技术要求-3-6学例设it空欧率65-75云8.O15-40注，DmaJk1.MIo6crMto编10220i1的。M为176C.上下存动土5。击实度
14、为1.60166t.黑合*废弃度W5C2)折育相合科也最KI对宙度是11过计算法算出.5)浸水马歇尔试验AC-20(方案I)残留稳定度试验结果表9油石比(%)注水时何板定收(kN)残留校定度(蛤试的结果均MI.:SOinin12.6312.36脓9IX8510.9512.0012.364&I10.5210.9912.4111.1611.439.42AC-20（方案I）冻融舅裂试验结果表10油石比（幻试5条件杨定哎（kN）劈裂抗拉强收冰或劣裂比段比R）1未经受冻的循环10.79I-O1.M87.111.6011.5410.O1.10.10批受冻射循环9.390.9528.18I1.189.209
15、.627）车微试验AC-20（方案I）车硼试验结果表11车辙板尺寸：300X300X50mm界和温度：170C碾压讯度：1瓯行走距黑：23士Icmifft(MPa)优致温度（r动您定度（次mm）平均值（次/mm）0.760的2381689545803670525053276320M1.O1.07037953622312039S08）治水试验AC-20（方案I）渗水试脸结果表12试龄副号初始读出时间（8）初始濯终读数时间8）终设数（BD海水泵效（n1.min）0100IKO240170100180245480100180230431）原材料筛分及合成级配AC-20型沥它混凝土合成不料级配组成（方
16、案II）表13孔尺寸（nm）炭材料线配通过仃分率（%）合成短豳%）规范不存范IIKM10-20mm碎石575mm砰石35mm碎石0-3mm石坞矿粉31.035.07.526.00.526.5100.0100.0)00.0100.0100.0)00.0100-10019.091.9HW.0100.01.01(10.O靴,190-10()16.070.8100.0)00.0100.0100.090.978-9213.223.699.7101.010().01(10.O76.262-809.51.079.0100.0100.0100.062.052-724.750.74.778.6100.0100.
17、034.326-562.360.70.80.8由2100.024.2H41.180.70.70.263.3100.017.412-330.60.70.70.242.3100.012.08240.30.70.70.231.299.29.15-170.150.60.70.221.49X56.51-130.0750.60.70.216.079.55.03-72）方案H矿科合成级配曲线如图3所示。Sssi卜限.m中值-AC-201.标3)马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定AC-20(方案I1.)马歇尔试验结果见表14。AC-20(方案I!)马欧尔试验结果表14试件阻弓泊而比()试件密度空隙率(%)矿料间
18、隙率K)浙得馅和收W种定度(kN)流值实际理论I3.52.4222.5886.113.452.4H.173-1.224.02.4392.5695.113.361.911.9938.538.015-10注,D适IMo1.ft度晨在16g1.66C,矿X1.U1.MMt为190220C1.taMNB度为176t,上下浮动5tif1.160-1.C,1合X废弃度IdSt1.2)新膏1合K惠论加财密度*B过计沫算出.最佳沥声用量确定由表14得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图4所示。1.0X54.04.55.05.5油石比C)7.6.5.4.3.23褂&第50so555443-S-.s尼303.5
19、54323.3.3.工3.12.SO2.U.7011.3010.9010.503.54.n4.55.nn.sAHt依据曲线图，由于稳定度没有严格出现峰值，所以采纳目标空隙率4.Si对应的油石比作为OAG,可以得到：0AC=4.35%OAQ=（4.12%+4.66%）/2=4.39%各项指标均符合沥声混合料技术要求的沥青油石比范围为4124.66$,最佳油石比的初始值OACi在此范围内。依据OAG和OAe。并结合广东省高速马路建设的实际状况，确定AC-20目标协作比（方案II）的最佳油石比为：OAC=4.3%.当。AC=4.3%时,空隙率为4.1%,VMA值为13.1乐满意设计要求。4）最佳油石
20、比马歇尔试验AC-20（方案ID最佳油石比马欧尔试验结果表15试件阻9油分比R）试件密度空隙率（%）矿料间隙率K）淅谓饱和度WIS定度(kN)流值(O.IinnO实际理论I4.32.4622.5583.712.770.510.6437.6技术要束-3-6学例设it空欧率65-75云8.O15-40注，DmaJk1.MIoCrMto编10220i1的。M为176C.上下存动土5。击实度为1.60166t.黑合*废弃度W5C2）涵“11合X三轮出施对密度给也计算决算出.5）浸水马歇尔试验AC-20（方案II）残留稳定度试验结果表16油石比R）没水时向虎定H(kN)残留稳4度（动试的结果平均值4.3
21、30ming.510.61)8.311.3710.8010.2010.884Kh9.90)0.46H.2410.3611.589.226)冻融劈裂试验AC-20(方案11)冻融舅裂试验结果表17油石比(%)忒的条件您定度(kN)究裂抗拉强攻冻阳劈裂播度比CV1.;未经受冰般循环9.280.7218.28.769.469.77短受冻城新环8.660.7088.679.20&637)车辙试验AC-20(方案II)车辙试验结果表18车堵板尺寸：300X300X5Omm推和温发：170C做乐温度：160C行走距离：23Icm试5编号轮压(MPa)赚阻度CC)动您定度(mm)平均值(次Jmm)0.760
22、31208073785682437046674H0398637691.0703663358032M38648)渗水试验AC-20(方案H)渗水试验结果表19试8编号初始流数时间/二,WOSssOoooooooo198765432筛孔尺寸（un）原材料级配通过百分率（%）合成级配（%）机瑟举行花用1020mm碎石5-15mm碎石35mm碎石0-3mm石屑粉34.032.56.526.50.526.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100J1.oO1991.91(10.O100.O100.0100.098.390-I(X)670.8100.0100.0100.0100.
23、090.178-9213.223.699.7o.100.(11D(.O7X962-809.51.079.0100.0100.0100.059.552-724.750.74.778.6100.0100.033.926-562.360.70.80.889.2100.024.716-441.180.70.70.263.3100.017.812-330.60.70.70.242.310(.012.28-240.30.70.70.231.299.29.25-170.150.60.70.221.493.5仅61730.0750.60.70.216.079.55.13-7表202）方案川矿料合成级配曲线如图
24、5所示.52叱弋三gG6P维孔尺寸（11三）.卞nt_卜mIk1.fH9日标IWC-1.rvCt*U1.11V1-4V73）贝雷法验证过程依据中面层设计方案川确定的协作比，通过贝哥法对其进行验证和谢整。初步计算粗细集料组成比例国内外阅历表明，当设计密度为松装密度95V105%之间时，设计出的沥青混合科粗集料骨架结构稳定，现场变异较小，且施工压实简单.因此，本设计密度取为松装密度的105%,依据中面层设计方案川确定的各集科的比例和表3、表4中的各集料的密度，得出每cm体积内各租集料量为：020mm碎石为0.794g：515mm碎石为0.765g；粗集料间隙率VCR为0.4270因此，每c11体枳
25、内所需细集科：35mm碎石量为0.155g；03mm碎石量为O.630g：粗细集料总量为2.343g。相细集料初步组成为：1020mm碎石：515mm碎石：35mm碎石：03mm碎石=33.9：32.6：6.6：26.9.考虑粗集料中含细料和细料中含粗料对组成比例进行调整本协作比设计中，公称最大粒径为19mm,则粗细集料划分界限（PCS）为4.75mm,依据各集科筛分结果，可以得出：1020mm碎石所含细料为0.热：5-15mm碎石所含细料为1.6%：粗集料所含细集料总量为1.细集科35mm碎石所含粗料为1.IK对粗料调整为：1020mm碎石为33.5%；515mm碎石为33.6%：对细料调整
26、为：35mm碎石为6.%：03mm碎石为26.3%考虑O.075mm通过率对集料比例进行调整合成集料中含0.075mm以下料为：1020mm碎石为0.2%；515mm碎石为0.2%；35nm碎石为0.1%：O-3mm碎石为4.6%；所需填料矿粉为O.2%因矿粉中不含2.36mm以上部分,所以对粗料不进行调整，对03mm碎石调整为26.IK最终各档集料比例为：1020mm碎石：515mm碎石：35mm碎石：03mm碎石：矿粉=33.5：33.6：6.I：26.1：0.7.合成级配见表21所列。AC-20型沥冒混凝土合成始料级配组成(贝雷法表21徐孔尺寸(mm)侬材料级也通过Ci分率(%)合成圾配
27、(%)10-20mm碎石5-15mm碎石35mm碎石0-3mmM就33,533.66.126.10.726.5100.0100.0100.0100.0100.0100.0100-JOO1994.9o.(100.0100.0100.098.390-HXI1670.8100.0100.0100.0100.090.278-9213.223.699.7100.O100.0100.074.362-809.51.079.0100.0100.0100.059.852-724.750.74.778.6100.0100.033.426-562.360.70.80.889.2100.024.516-441.180
28、.70.70.263.3100.017.712-330.60.70.70.242.3100.012.28-240.30.70.70.231.2的.29.35-170.150.60.70.22M93.5571730.0750.60.70.216.079.55.237由表20和表21可以看出，中面乂方案HI级配组成及曲线与经过贝宙法验证后的级配组成和曲线相差不大，因此，干脆以方案山级配组成进行马歇尔试验，求出最佳沥育用量。4)马歇尔试5佥结果及最佳沥青用量确定AC-20(方案In)马歇尔试验结果见表22。AC-2O(方案III)马歇尔试脸结果表22试件组号油石比ci)试件率度空隙率(蚓矿料问理率闯
29、沥青地和度(%)稳定度(kN)(0.1.nun实际理论1X52.1292.5896.213.253.3H.2239.924.02M22.5705.013.2限210.3238.431.52.4552.5513.813.171.310.3935.6-15.02.4642.5332.613.260.210.8635.755.52.4572.5152.313.9S3.39.73S9.5技术要求*3-64.55,05.5油石比C)0864-20AC-20目标t办作比（方案川）确定浙诗用量图图6依据曲线图，由于稳定度没有出现峰值，所以采纳目标空隙率1.Si对应的油石比作为OAG,可以得到：OAC.=4,
30、41%OAC2=(4.16+4.70%)/2=4.43%各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥吉油石比范围为4164.70%,最佳油石比的初始值OACi在此范围内。依据OAG和OACz,结合广东省高速马路建设的实际状况，确定AC-20目标协作比(方案In)的最佳油石比为：OAC=4.4%.当OAC=4.4%时,空隙率为4.0%,VMA值为13.2乐满意设计要求。6)最佳油石比马歇尔试验AC-20(方案川)最佳油石比马欧尔试验结果表23试件阻9油分比R)试件密度空隙率(%)矿料间隙率K)淅谓饱和度WIS定度(kN)流值(O.IinnO实际理论I4.42.4592.5553.812.970.4H.4
31、935.9技术要束-3-6学例设it空欧率65-75云8.O15-40注，DmaJk1.MIo6crMto编022oi1的。M为176C.上下存动土5。击实度为1.60166t.黑合*废弃度W5C2)1MI合科霾论大3富皮剧Bit计集法舞出.7)浸水马歇尔试验AC-20(方案III)残留稳定度试验结果表24油石比(*)虢水时间杨定政(kN)理渤O定度(输试验结来平均僦1.4Omin10.4611.4990.510.2112.2312.2212.29Mh11.5710.4010.S7)0.539.429.911.578）冻融劈裂忒验AC-20（方案III）冻融舅裂试验结果表25油石比依）试验条件
32、行定度（心1）切裂抗拉强收冻融烤裂粒度比R）1.4未经受冻取循环9.260.珈96.49.778.539.869.56经受冻融酒环8.280.9008.908.339.569.059）军撤试验AC-20（方案IH）车辙试的结果表26车总板尺寸：300X3OoX50mm排和温度：170C碰田温度：160C行走距国：23Icm试8编号轮IE(MPa)展温度（X?）动您定度平均值（次mm）0.760307474642973627040324078398612161.O70353230153186241610）渗水试验AC-20（方案III）渗水试脸结果表27初蛤读数时何初蛤读数（InD接读数时何终谀数（E1.）海水系数（m1.Ein）010018028562010018025050010018026053三、AC-20型沥青混凝土目标协作比试验结果汇总表AC-20型浙吉混凝目标协作比试验结果表28结构类型AC-20油
