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1、 下载可编辑 HUNAN GONGCHENG ZHIYE JISHU XUEYUAN 上面层层 AC 13 型沥沥青青混合料配合比设计设计 姓 名 专专 业业 道路桥梁工程技术 班 级级 23083 指导导教教师师 下载可编辑 高速公路 上面层层 AC 13 型沥沥青青混合料 目标标配合比设计报设计报告 试验试验人员员 报报告编编写写 报报告审审核 下载可编辑 项目部试验室 二 一一年三月 下载可编辑 目 录录 说 明 1 一 原材料试验 4 1 沥青试验 4 2 集料试验 4 3 填料试验 6 4 沥青与集料的粘附性试验 7 二 AC GAC 13 型沥青混凝土目标配合比设计 8 1 上面层
2、方案 AC 13 8 2 上面层方案 AC 13 14 3 上面层方案 GAC 13 20 三 AC GAC 13 型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表 27 四 AC GAC 13 型沥青混凝土目标配合比推荐方案 28 1 方案比选 28 2 推荐方案 32 下载可编辑 说 明 一 设计依据 1 公路自然区划标准 JTJ 003 86 2 公路沥青路面设计规范 JTG D50 2006 3 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 4 公路工程沥青与沥青混合料试验规程 JTJ052 2000 5 公路工程集料试验规程 JTG E42 2005 6 广东省交通厅粤交基函 2003 2
3、99 号 关于加强我省高速公路一级公路沥青路面 质量管理的通知 2003 3 7 广东省交通工程质量监督站粤交监督 2002 106 号 关于要求进一步加强沥青混 凝土路面原材料及配合比质量管理的通知 2002 5 8 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 两阶段施工图设计及修编 9 国道主干线广州绕城公路东段 珠江黄埔大桥 路面施工质量控制与管理手册 二 设计思路 由于本项目沿线地处华南沿海暴雨区 降雨充沛 雨量集中 历时降雨强度大 多年年平均降水量 1638 5mm 年最大降水量 2000mm 雨季 3 9 月份 降水量占年 降水量的 81 多年平均蒸发量 1400 1600mm 本地
4、区年平均气温 21 7 22 6 1 月份平均气温 15 5 7 月份平均气温 28 6 极端最高气温 37 39 极端最低 气温 0 3 7 月平均地温 30 32 按公路自然区划标准 JTJ 003 86 划分属 7 华南沿海台风区 根据沥青路面使用性能气候分区属夏炎热冬温潮湿区 1 4 1 同 时根据本项目 工可报告 提供的交通量预测 设计年限内一个车道上的累计当量轴次 为 2 3 107次 属于重交通 未来重载超载对路面的影响较大 下载可编辑 基于以上两个因素 我部在进行上面层目标配合比设计时 主要考虑沥青混合料 的抗高温性能及抗水损害的能力 同时作为表面层 其抗滑性能也是需要重点考虑
5、的 路用性能 因此 我部在进行矿料合成级配设计时 考虑通过提高 4 75mm 以上碎石含量 使粗集料之间形成骨架嵌挤结构 以提高抗高温车辙的能力 并适当减小 9 5mm 以上 粗集料的用量 提高混合料的均匀性和施工均匀性 减少路面施工离析造成的局部渗 水 同时 通过增大 1 18mm 以下细集料的含量 使细集料充分填充粗集料间隙 并 结合省内已有经验 以 4 5 5 作为设计目标空隙率 混合料沥青饱和度控制在 65 70 之间 既形成密水结构 避免早期水损害发生 又可避免路面经过行车荷载 再压密后 剩余空隙率过小 沥青用量偏大出现泛油现象 由于路面的微观构造制约着轮胎与路面之间的湿抗滑力水平
6、而路面的宏观构造 控制着湿抗滑力随车速提高而下降的比率 因此 路面的抗滑能力是由路面的宏观构 造和微观构造决定的 为此 首先需要采用磨光值高 压碎值 冲击值 和磨耗值低 的石料作上面层的主骨料以形成良好的微观结构 同时优选级配并采用合理的施工工 艺以形成大的宏观结构 为进一步验证据此思路设计的沥青混合料能否满足高温稳定性 水稳定性和抗滑 性能等要求 我部根据现行规范提出了两个设计方案分别进行配合比试验 同时参考 广东省内目前采用较多的在规范 AC 13 基础上改进的抗滑层混合料级配 以下以 GAC 13 标示 提出了适用于本项目选用材料的 GAC 13 型沥青混合料目标配合比方 案 并与前两个
7、级配方案的沥青混合料性能进行比较 以比选出适于本项目采用的抗 滑层沥青混合料配合比最优方案 三 设计内容 下载可编辑 1 按 公路工程集料试验规程 JTG E42 2005 和 公路工程沥青及沥青混合料试 验规程 JTJ052 2000 对原材料的各项物理力学指标进行试验并判断材料的性能 2 按集料的筛分结果 按 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 中对 AC 13 型沥青混凝土矿料级配范围的要求 对其进行矿料组成设计 并以 4 75mm 通 过率为关键性筛孔通过率 提出两个设计方案 同时参考 GAC 13 型沥青混凝土级配 范围 提出 GAC 13 沥青混合料目标配合比设计方
8、案 3 按 公路沥青路面施工技术规范 JTG F40 2004 和 公路工程沥青及沥青混合 料试验规程 JTJ052 2000 的规定 分别对 AC 13 型沥青混凝土两个设计方案和 GAC 13 型沥青混凝土设计方案进行马歇尔试验 并确定出最佳用油量 4 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 13 型沥青混凝土两个设计方案和 GAC 13 型沥青混凝土设计方案进行 60 和 70 的车辙试验 5 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 13 型沥青混凝土两个设计方案和 GAC 13 型沥青混凝土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 13 型沥青混凝土两个设计方案和
9、 GAC 13 型沥青混凝土设计方案进行渗水试验 7 依据确定的最佳沥青用量 分别对 AC 13 型沥青混凝土两个设计方案和 GAC 13 型沥青混凝土设计方案进行抗滑性能试验 下载可编辑 一 原材料试验 1 沥青试验 按设计要求 抗滑层沥青选用 SBS 改性沥青 改性沥青试验严格按照 公路工程 沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 052 2000 的要求和方法进行 改性沥青性能指标试验 结果见表 1 所列 试验结果表明 该 SBS 改性沥青已检测的性能指标除运动粘度偏大 外 其余指标均能满足现行规范及本项目相关技术文件要求 沥青粘度增大 3Pa s 软化点提高 有利于改善沥青的感温性 但生产时
10、 易造成拌和楼输油管道的堵塞 应加强输油管道的疏通工作 壳牌新粤 佛山 SBS 改性沥青试验结果 表 1 项 目试验结果设计要求试验依据 针入度 25 100g 5s 0 1mm 5840 60 针入度指数 P I1 7 0 5 T0604 2000 延度 5cm min 5 cm 33 5 25T0605 1993 软化点 87 3 70T0606 2000 运动粘度 135 Pa s 3 4 3T0625 1993 闪点 230 230T0611 1993 溶解度 99 5 99 0T0607 1993 弹性恢复 5cm min 25 85 80 0T0662 2000 贮存稳定性离析 4
11、8h 软化点差 0 1 2 5T0661 2000 密度 15 g cm3 1 036 实测 相对密度 25 1 031 实测 T0603 1993 旋转薄膜加热试验 163 5h 质量损失 0 3 0 8 T0610 1993 残留针入度比 87 4 65T0604 2000 残留延度 5cm min 5 cm 22 4 20T0605 1993 注 不能保证连续证连续施工时时 应应按相关关技术术文件要求频频率对进场沥对进场沥青青的贮贮存稳稳定性进进行检测检测 2 集料试验 本项目上面层 AC GAC 13 型沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为增 下载可编辑 城三江三和石场生产的角闪
12、岩 集料粒径规格分别为 S10 10 15mm S11 5 10mm S14 3 5mm 和 S16 0 3mm 如图 1 图 4 图 1 10 15mm 碎石 图 2 5 10mm 碎石 图 3 3 5mm 碎石 图 4 0 3mm 石屑 图 1 图 4 为增城三江三和石场碎石加工现场 该石场堆料场地较小 场地硬化 不充分 缺少必要的排水设施 除尘效果较差 因此为保证本项目上面层矿料质量及 连续施工时供料及时 建议尽快落实石场配套设施建设 并要求施工单位提前备料 矿粉为从化吕田生产的石灰岩矿粉 水泥采用 粤花 牌 32 5 水泥 沥青为壳牌新 粤 佛山 沥青有限公司生产的 SBS 改性沥青
13、集料试验严格按照 公路工程集料试验规程 JTG E42 2005 的要求和方法进行 粗 细集料试验结果分别见表 2 表 3 所列 下载可编辑 粗集料试验结果 表 2 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 洛杉矶磨耗损失 10 4 28T0317 2005 磨光值BPN45 42T0321 2005 压碎值 9 7 20T0316 2005 粘附性 级 5 4T0616 1993 10 15mm 碎石2 875 5 10mm 碎石2 878表观相对密度 3 5mm 碎石 2 857 2 60T0304 2005 10 15mm 碎石0 42 吸水率 5 10mm 碎石 0 50 2 0T0307
14、 2005 坚固性 12T0314 2000 冲击值 28T0322 2000 软石含量 1T0320 2000 针片状颗粒含量 混合料 其中粒径大于 9 5mm 其中粒径小于 9 5mm 7 2 5 6 8 1 10 8 12 T0312 2005 10 15mm 碎石0 2 5 10mm 碎石0 3 水洗法 0 075mm 颗粒 含量 3 5mm 碎石 0 2 1T0310 2005 10 15mm 碎石2 840 各种集料的毛体 积相对密度 5 10mm 碎石 2 837 T0304 2005 细集料试验结果 表 3 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 表观相对密度 2 864 2 5
15、0T0328 2005 砂当量 61 60T0334 2005 坚固性 12T0340 2005 亚甲蓝值g kg 25T0349 2005 棱角性 流动时间 s 30T0345 2005 注 石屑的砂当当量值值偏低 应应加强碎石生产过产过程中的除尘尘效果 减减少已开开采碎石被山体泥土污污染 下载可编辑 3 填料试验 填料试验结果见表 4 所列 试验结果表明 本项目采用的填料技术指标满足现行 规范标准要求 矿粉及水泥技术指标 表 4 试验项目单位试验结果规范标准试验依据 矿粉2 773 2 50 表观相对密度 水泥 t m3 3 050 T0352 2000 矿粉亲水系数 0 87 1T035
16、3 2000 含水量 0 09 1T0332 2005 塑性指数 2 4T0354 2000 粒度范围 0 6mm 0 15mm 0 075mm 100 100 93 5 100 79 5 99 5 100 90 100 75 100 T0351 2000 注 括号内数号内数值为值为水泥粒度范围围 4 沥青与集料的粘附性试验 本试验采用 T0616 1993 中水煮法 在两种情况下对改性沥青与粗集料的粘附性 进行试验 一种为常规试验 另一种是先用粗集料与水泥进行裹覆后再与沥青进行粘 附性试验 试验结果见表 5 所列 试验结果表明 集料与沥青的粘附性等级满足设计 要求 尽管通过试验不采取抗剥落措施时 集料与沥青的粘附性仍能满足设计要求 但为了增强集料与沥青的粘附能力 提高上面层的抗水损害能力 建议上面层改性沥 青混合料生产时添加 1 5 2 0 水泥代替部分矿粉 同时通过添加水泥提高沥青胶浆 的劲度模量 亦可改善上面层的抗永久变形能力和承载能力 改性沥青与集料粘附性试验结果 表 5 改性沥青与集料粘附性 试验条件试验前未用水泥裹覆试验前用水泥裹覆 试验后石料表面上沥青膜剥落情况 集料棱角
