AC-13沥青砼配合比设计.docx

AC-13 型沥青混凝土配合比设计报告（K691+000 沥青混凝土拌合厂）工程名称：G214 线清水河至结古段二级公路路面工程监理单位：内蒙古交通建设监理咨询有限责任公司施工单位：青海省公路工程建设总公司施工桩号：K675+000K705+000报告日期：201576AC-13AC-13 型沥青混凝土配合比设计报告型沥青混凝土配合比设计报告一一. .前言前言本工程位于 G214 线清（水河）至结（古）段，地处规范规定的寒区。施工段落 K675+000-K705+000 段，共计 30 公里。面层设计厚度 5,规格采用 AC-13 型。二二. .原材料原材料2.1.沥青 沥青由业主统购，为新疆克拉玛依生产的重交 A-130A 石油沥青。沥青进场后即进行了 抽检，经检验沥青三大指标符合规范要求，详细数据如表 1。 表 1沥青质量试验结果技 术 指 标A-130 规范要求实测数据备注针入度 25,100,5, （0.1）120-140126实测针入度指数 PI-1.5-+1.0-0.575实测延度 15,5min （）100100实测软化点 TRAB （）4042.9实测相对密度 （3）实测0.9782实测质量损失 （）±0.8-0.54实测针入度比 25 （） 5469.14实测=RTFOT 后残留物延度 10 （）1257.67实测根据中国气象站 1961-2000 年气温统计资料显示，56034 号区站（清水河地区）7 天平 均高气温为 18，极端最低气温为-43。根据计算，该地区路面预计高温度 T20 =40.33,路面表面预计低温度 TSURF=-35.24.该沥青经试验计算分析，属溶凝胶型沥青， 当量软化点 T800=43.37,当量脆点 T1.2=-21.3,当量脆点距路面表面预计低温度尚有 13.94的差值，只能在配合比设计中尽可能地提高沥青用量，尽最大限度地避免路面低温 裂缝。 2.2.粗集料 采用大型反击式联合破碎机破碎，破碎机生产三种矿料，S10 碎石，S12 碎石和 S15 石 屑。10-15碎石 13.2筛上筛余量偏多，不符合 S10 规格，但不影响使用。5-10碎石 符合 S12 规格，0-5石屑符合 S15 规格。各种材料筛分结果如表 2。 表 2 各种粗集料的筛分结果通过下列筛孔（）百分率（）材料191613.29.54.752.361.180.60.30.150.07510-1510010048.002.980.32S10 规格100-95-1000-150-55-1010010010097.335.450.75S12 规格10090-1000-150-50-510010010010097.8063.1048.4033.0023.9018.9014.70S15 规格10090-10060-9040-7520-557-402-200-10按规范对碎石质量的检验结果如表 3，各项指标均符合规范要求，可以使用。 表 3 各种粗集料的质量规格矿料规格（）指标单位规范要求（其他公路）10-155-100-5压碎值3015.7-磨耗值4013.41-表观密度32.452.7202.6802.704吸水率3.00.751.10-扁平细长颗粒含量2010.75.90-0.075颗粒含量10.430.75-砂当量50-52.44与沥青的粘附性级34- 2.3.细集料 采用本地河砂，细度模数 3.63，属粗砂。级配偏粗，但不影响使用。质量符合规范要 求，可以使用。各项指标如表 4 和表 5。 表 4 砂的筛分结果通过下列筛孔（）的百分率（）材料9.54.752.361.180.60.30.150.075河砂10082.1554.9944.8533.5616.365.173.31粗砂级配范围10090-10065-9535-6515-295-150-100-5 表 5 砂的质量指标指标规范要求试验结果备注细度模数3.1-3.73.63表观密度（3）2.452.640外观洁净、坚硬、无杂质洁净、坚硬、无杂质0.075颗粒含量53.31 2.4.填料 采用石灰石粉作填料，石灰石矿粉的质量及规格符合要求，可以使用。如表 6。 表 6 矿粉质量指标指标单位规范要求实测结果岩石品种-石灰石石灰石外观-无团粒结块无团粒结块表观密度3实测2.86亲水系数-10.59含水率10.310.61001000.3-99.050.1590-10095.78通过右列筛孔 百分率0.07570-10077.97三三. .目标配合比设计目标配合比设计3.1.矿料级配合成 矿料级配合成采用矩形图解法进行，规范要求合成级配不得有太多的锯齿交错，且在 0.3-0.6范围内不得出现“驼峰” 。充分考虑级配及现有材料的有效使用，通过反复调整计算得到的各种材料的配合比如下： 10-15碎石5-10碎石0-5石屑粗砂矿粉=17252728 3。合成级配 均符合规范要求，按此合成比例掺配矿料进行水筛法筛分后级配符合规范要求，如表 7。 表 7 面层目标配合比设计结果筛孔（）规范要求的级配范围（）中值（）合成级配掺配后级配1610010010010013.290-1009591.1692.249.568-8576.582.8481.804.7538-685353.8253.622.3624-503735.6235.881.1815-3826.528.6328.130.610-281921.3120.860.37-2013.514.0113.880.155-15109.429.820.0754-867.237.08 3.2.马歇尔试验 按此配合比在沥青用量 4.0-6.0范围内以 0.5间隔的不同沥青用量，分别进行马歇 尔试验，结果如表 8 表 8 面层目标配合比马歇尔试验沥青用量（）理论密度 （3）实测密度 （3）空隙率（）饱和度（）矿料间隙率（）稳定度（KN）流 值（0.01）马歇尔模数（KN）4.02.5202.3367.3256.6516.876.8024.142.824.52.4992.3515.9264.6516.738.1726.343.105.02.4792.3684.4972.9716.599.1331.922.865.52.4602.3813.2380.5916.618.2138.902.116.02.4412.3722.8383.7117.386.7246.461.45规范要求-3-670-8514520-45- 按 JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范附录 B 图 6.1 方法绘图，计算最佳沥 青用量如下： 按最大密度、最大稳定度、孔隙率中值、饱和度中值确定的最佳沥青用量 OAC1=5.20,按 各项指标全部合格的范围中值确定的最佳沥青用量 OAC2=5.20. 由此确定的最佳沥青用量 OAC=5.20. 考虑寒区公路，最佳沥青用量确定为 5.50，相应的最佳油石比为 5.82。 由上述结果得出目标配合比的矿料级配及最佳沥青用量为 5.50，规范规定此配合比 仅供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及计算各种材料用量使用。四生产配合比设计四生产配合比设计 4.1. 热料试验 本工程采用无锡大通筑路机械厂生产的 LB2000 型间歇式沥青混合料拌和机拌合，试验 前根据级配类型选择振动筛筛号，使几个热料仓的材料不至于相差太多。经确定拌和机振 动筛尺寸定为 19mm(等效于 16mm)、15mm(等效于 13.2mm)、10mm(等效于 9.5mm)、4.5mm(等 效于 4.75mm).拌和机调试后，按目标配合比设计的冷料比例上料、烘干、除尘、二次筛分 后重新从热料仓逐个取样筛分及质量指标测试，经试验符合质量要求。结果如表 9。表 9 施工热料仓材料试验结果热料仓4 号仓3 号仓2 号仓1 号仓粒径（）15-1910-154.5-100-4.5备注表观密度（3）2.7102.7102.7102.653毛体积密度（3）2.6602.6502.641-吸水率（）0.730.761.40-含泥量（）0.350.360.504.40矿粉表观密度为2.8634.2.热料级配合成 与目标配合比一样进行矩形图解法计算并反复调整计算，设计的矿料比例如下： 4 号仓（15-19mm）3 号仓（10-15mm）2 号仓（4.5-10mm）1 号仓（0-4.5mm） 矿料=32928355。 其生产配合比合成级配符合规范范围的要求，按此比例掺配矿料后经水筛法试验，级 配符合规范要求。配合比结果如表 10。 表 10 面层热料仓筛分结果及配比料仓筛分结果与配比4 号仓3 号仓2 号仓1 号仓矿粉15-1910-154.5-100-4.50.075筛孔（）32928355设计级配范围（）中值（）合成级配（生产配合比）（）按此配合比掺配后级配（）1610010010010010010010010010013.234.6592.4810010010090-1009595.895.629.58.9517.5093.6010010068-8576.571.5572.334.755.176.7525.5099.5010038-685349.0849.872.360.921.027.1087.1010024-503737.8036.551.180.376.2069.7010015-3826.531.1430.280.65.0050.1010010-281923.9422.870.32.2524.5099.057-2013.514.1614.080.150.909.5095.785-15108.378.180.0750.454.4077.974-865.565.71 4.3.热料马歇尔试验按以上配合比进行马歇尔试验，规范规定试验沥青用量取目标配合比得出的最佳沥青 用量 5.50及其±0.3三档试验。本工程为慎重起见，仍采取五档进行试验，其结果如 表 11 。 表 11 生产配合比马歇尔试验结果沥青用量（）理论密度 （3）实测密度 （3）空隙率（）饱和度（）矿料间隙率（）稳定度（KN）流 值（0.01）马歇尔模数（KN）4.002.4862.3047.3256.3516.747.8121.443.644.502.4662.3176.0563.8316.718.8026.323.345.002.4472.3414.3373.4916.309.7732.083.055.502.4272.3483.2480.3616.448.5441.062.086.002.4092.3462.6384.5617.027.5049.501.52规范要求-3-670-8514520-45-将以上结果按 JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范附录 B 图 6.1 方法绘图， 计算最佳沥青用量如下： 按最大密度、最大稳定度、空隙率中值、饱和度中值确定的最佳沥青 OAC1=5.20.按 各项指标全部合格的范围中值确定的最佳沥青用量 OAC2=5.23. 由此确定的最佳沥青用量 OAC=5.20.考虑寒区公路，最佳沥青用量最终确定为 5.50，相应的最佳油石比为 5.82. 根据规范要求计算沥青混凝土相应指标，经溶剂法测得沥青用量 5.50时的最大理论 相对密度 rt=2.4423,经计算得出矿料最大相对密度 rsc=2.6753,矿料最大毛体 积相对密度 rsb=2.6573,参与胶结的有效沥青用量 Pbc=5.28，粉胶比 FB=1.05,沥青 混凝土混合料中沥青膜的厚度 DA=8.27um. 由上述结果得出生产配合比最佳沥青用量 5.50，此结果与目标配合比设计结果完全 吻合。决定采用沥青用量 5.50作为生产配合比的建议沥青用量，供试拌使用。五生产配合比验证五生产配合比验证5.1.试拌 拌和机每锅拌合能力为 2200kg,施工决定每锅按矿料 2000kg 拌合，故各料仓的用量为： 4 号仓（15-19mm）60kg3 号仓（10-15mm）580kg3 号仓（10-15mm）580kg2 号仓 （4.5-10mm）560kg1 号仓（0-4.5mm）580kg矿粉 100 kg沥青 116 kg。 试拌过程中经试验确定沥青加热温度为 150-170，矿料加热温度为 155-175，每锅 拌合时间为 45 秒，正常的出料温度为 150-170，按规范施工中沥青用量控制在 5.50±0.30（即 5.20-5.80）范围内。试拌结束后在沥青厂取样进行试验，沥青用 量为 5.36，相应的油石比为 5.66，符合规范要求，但级配略显偏粗，需进行适当调整。 经调整矿料配合比为 4 号仓3 号仓2 号仓1 号仓矿粉=32826.537.55=60 kg560 kg530 kg750 kg100 kg 后经试验油石比为 5.71，相应的沥青用量为 5.40，级配也符合规范要求。经马歇尔试验各项指标均符合规范要求，残留稳定度为 86.95。其结果如表 12。 表 12 试拌沥青混合料马歇尔试验结果沥青用量理论密度实测密度空隙率饱和度矿料间隙率稳定度流值马歇尔模数浸水时间33KN0.01KNh5.402.4462.3693.1580.5916.239.183.942.330.55.402.4462.3713.0781.0016.167.984.291.8648 5.2.试铺 试拌合格后即进行了试验段铺筑，试验段桩号为 K689+950K698+450 段右幅。经试铺 确定沥青混凝土混合料摊铺温度为 135-155，不超过 160。确定压实系数为 1.20，即 摊铺后松铺厚度按 6.0cm 控制。摊铺机振动夯开启至中夯（频率 900HZ）,摊铺机正常的摊 铺速度为 3.68 米分钟，施工时宜控制在 2-6 米分钟范围以内。 5.3.碾压 采用两台 10-12 吨双钢轮双驱动压路机和一台 12-16 吨轮胎式压路机配合作业，碾压 温度控制在 120-140范围内。初压采用双钢轮压路机静压，速度控制在 1.5-2kmh,碾压 两遍；复压采用双钢轮双驱动压路机振动碾压，速度控制在 4-5kmh,碾压三遍；轮胎式 压路机振动碾压，速度控制在 3-4.5kmh,碾压两遍；终压采用双钢轮双驱动压路机静压， 速度控制在 2-3kmh,碾压三遍。在混合料温度降至 60以前结束碾压作业。 5.4.试验段评定 试验段完成后进行了现场钻芯取样试验，结果如表 13 所示。芯样经测试厚度、压实度、孔隙率、渗水系数、构造深度等指标均符合要求，厚度、压实度评定如下。并进行了芯样 马歇尔稳定度及流值的测试，由于路面芯样直径一般在 98-100 之间，芯样与马歇尔稳定度 试验夹具不匹配，所以规范规定路面芯样马歇尔稳定度仅供参考。 厚度评定：n=10 tan=0.437 X平均=52.318 S=4.0697 XL=50.5445mm 合格， 合格率 100。 压实度评定：n=10 tan=0.437 K平均=98.67 S=1.313 K=98.10K0=96 合 格，合格率 100。 渗水系数: n=10 X平均=13.16 S=6.91 CV=52.52 Xmin=0 Xmax=23.3 构造深度：n=10 X平均=0.70 S=0.044 CV=6.66 Xmin=0.60 Xmax=0.74 孔隙率： n=10 X平均=4.392 S=1.273 CV=28.98 Xmin=2.24 Xmax=6.13 稳定度: n=10 X平均=5.349 S=1.050 CV=19.63 Xmin=3.20 Xmax=6.57 流值: n=10 X平均=39.25 S=4.866 CV=12.40 Xmin=32.3 Xmax=47.3 表 13 现场钻芯取样试验结果 试件编号取样桩号厚度（mm）部位距左边(m)实测密度（3）空隙率（）稳定度（KN）流值（mm）压实度（）渗透系数(mlmin)抗滑构造深度（mm）1K689+88549.357.52.3533.795.5232.399.2823.30.702K689+85551.397.52.3593.566.2335.899.54200.603K689+82049.067.12.3912.246.5739.8100.89100.684K689+79052.425.32.3095.605.7338.697.43150.695K689+75054.457.52.3792.745.8747.3100.38100.616K689+70050.376.32.3324.665.8733.298.408.30.697K689+65049.345.82.3324.664.3839.098.40200.668K689+60054.255.82.3175.274.2839.097.7600.629K689+55050.097.12.2966.133.2041.596.88100.6610K689+50062.467.12.3175.275.8446.097.76150.74六总结六总结综上所述，经过试验段的铺筑及以上各项试验，证明此配合比设计是成功的，按此配 合比施工是可行的。特此上报上级主管部门，请予以审批。青海省公路工程建设总公司青海省公路工程建设总公司 第二项目部工地试验室第二项目部工地试验室二一五年七月六日