中面层目标配合比设计- 1 -十天高速公路 H-M02 标AC20 沥青中面层目标配合比设计说明一、 设计使用规范、规程及标准1、 公路工程集料试验规程JTG E422005；2、 公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 0522000；3、 公路沥青路面施工技术规范JTG F402004；4、 高速公路路面施工技术指南 。5、国家高速公路十堰至天水联络线陕西境内安康至汉中公路路面工程施工招标文件。二、 原材料情况1、沥青：采用壳牌 A级 90号道路石油沥青改性为 SBS（I-C）改性沥青,各项指标均符合技术指南及规范要求如下表；试验项目 试验结果 技术要求针入度（25，100g,5s） （0.1mm）66 6080针入度指数 PI 0.2 不小于-0.4溶解度（三氯乙烯） （%） 99.5 不小于 99.0运动粘度 135（Pa.s） 2.4 不大于 3.0闪点（COC） （） 308.5 不小于 230弹性恢复 25（%） 91.2 不小于 80延度（5cm/min,5） (cm) 39.1 不小于 35软化点（环球法） () 88.0 不小于 70质量损失 （%） -0.1 不大于 1.0针入度比 （%） 89.4 不小于 65RTFOT后延度（5cm/min,10） (cm)23 不小于 202、矿质材料：粗集料：采用西乡清泉石料厂生产的石灰岩碎石，中面层目标配合比设计- 2 -粘附性 5 级，规格为1926.5mm、9.519mm、4.759.5mm、2.364.75mm。细集料:采用西乡清泉石料厂生产的机制砂，规格 02.36mm填料：采用沥青拌合站石灰岩磨细矿粉。三、矿质混合料级配组成根据组成材料筛分试验结果，经试配最后确定一组级配,各种材料比例为1926.5mm、9.519mm、4.759.5mm、2.364.75mm：02 .36mm机制砂：矿粉6：33：23：9：26：3，详见矿料级配设计计算表。中面层目标配合比设计- 3 -四、马歇尔试验1、计算矿料的合成毛体积密度 sb及合成表观相对密度 sa材料规格 1926.5mm9.519mm4.759.5mm2.364.75mm02.36mm矿粉毛体积相对密度 2.708 2.708 2.701 2.688 2.672 2.713表观相对密度 2.729 2.735 2.729 2.725 2.718 2.713sb=100/(6/2.708+33/2.708+23/2.701+9/2.688+26/2.672+3/2.713)=2.695sa=100/(6/2.729+33/2.735+23/2.729+9/2.725+26/2.718+3/2.713)= 2.7272、预估适宜的油石比 Pa根据以往经验预估适宜的油石比 Pa= 4.0Pb= Pa/（100+ P a）100=4.0/(100+4.0) 100=3.853、以预估的油石比为中值，按 0.5%间隔，取 5 个不同的油石比分别成型试件，采用表干法测定毛体积相对密度。结果如下表：油石比 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0毛体积相对密度 2.396 2.412 2.428 2.435 2.4294、确定沥青混合料的最大理论相对密度用计算法计算沥青混合料的最大理论相对密度结果如下表:油石比 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0最大理论相对密度 2.593 2.574 2.555 2.536 2.5185、计算沥青混合料试件的空隙率 VV、矿料间隙率 VMA、有效沥青饱和度 VFA 等体积指标，进行体积组成分析。中面层目标配合比设计- 4 -计算结果如下表:油石比 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0空隙率 VV % 7.6 6.3 5.0 4.0 3.5矿料间隙率 VMA % 13.6 13.5 13.4 13.6 14.2有效沥青饱和度VFA%44.5 53.6 62.9 70.6 75.26、测定马歇尔稳定度及流值测定结果见下表：油石比 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0马歇尔稳定度 KN 12.4 12.9 13.8 13.1 12.1流 值 mm 2.0 2.3 2.8 3.9 4.1五、确定最佳油石比1、密度最大值的油石比 a1=4.5%,稳定度最大值的油石比 a2=4.0%,相应于规定空隙率范围的中值的油石比 a3=4.25%,饱和度中值的油石比a4=4.46%OAC1 =( a1+a2+a3+a4)/4=（4.5%+ 4.0%+4.25%+4.46%）/4=4.30%各指标符合沥青混合料技术指标的沥青用量（油石比）范围：OACmin=4.30% OACmax=4.32%OAC2=(4.30%+4.32%)/2=4.31%综合确定最佳油石比：OAC（OAC 1OAC 2）2( 4.30%+ 4.31 %)/2=4.3%按油石比 4.3%拌和混合料制件，试验检测各项指标如下：中面层目标配合比设计- 5 -f tVV(%)VMA(%)VFA(%)稳定度KN流值mm2.430 2.544 4.5 13.6 66.9 13.1 3.22、计算沥青结合料被集料吸收的比例及有效沥青含量按油石比 4.3%计算合成矿料的有效相对密度 sese=(100-Pb)/(100/t-Pb/b)=(100-4.12)/(100/2.544-4.12/1.011)=2.721Pba =（seb）b （sesb）100=（2.721 1.011）1.011（2.7212.695）100= 23.6%Pbe = Pb-PbaPs100=4.12-0.236(100-4.12)100 =3.89 %3、检验最佳沥青用量时的粉胶比 FB 和有效沥青膜厚度 DAFB=P0.075/ Pbe=5.1/3.89=1.31SA=(PiFAi)=0.41+0.16+0.22+0.33+0.42+0.57+0.96+1.67=4.7DA= Pbe10/( bSA) =4.1210/(1.0114.7) =8.67 六、配合比设计检验水稳定性检验按油石比 4.3%制作试件,进行浸水马歇尔稳定度试验结果如下:沥青混合料水稳定性试验结果残留稳定度试验项目 马歇尔稳定度 (KN)浸水马歇尔稳定度 (KN)48h 浸水残留稳定度(%)中面层目标配合比设计- 6 -试验结果 13.1 12.5 95.4从上表试验结果可知，油石比为 4.3%时残留稳定度大于 90%。符合设计要求。沥青混合料低温稳定性试验结果冻融劈裂残留强度比（ %）试验项目 未经冻融循环劈裂抗拉强度 (MPa)经冻融循环后劈裂抗拉强度 (MPa)冻融劈裂残留强度比（%）试验结果 0.97 0.90 92.8从上表试验结果可知，油石比为 4.3%时冻融劈裂残留强度比大于 85%。符合设计要求。高温稳定性检验按油石比 4.3%制作试件,进行车辙动稳定度试验结果如下:沥青混合料高温稳定性试验结果动稳定度试验项目001 (次/mm) 002 (次/mm) 003(次/mm)试验结果 4577.462 5921.305 6142.193从上表试验结果可知，油石比为 4.3%时动稳定度平均值为5546.987(次 /mm)大于 4000(次/mm)，符合设计要求。七、确定目标配合比经检验，各项指标均满足规范及设计要求，最后确定目标配合比为：1926.5mm 碎石： 9.519mm 碎石： 4.759.5mm 碎石：2.364.75mm 碎石： 02 .36mm 机制砂：矿粉6：33：23：9：26：3，最佳油石比为 4.3%。中面层目标配合比设计- 7 -