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1、附件附件 国道主干线广州绕城公路东段（珠江黄埔大桥）高速公路 上面层上面层 AC（GAC）-13 型沥青混合料型沥青混合料 目标配合比设计报告目标配合比设计报告 广广东东华华美美加加工工程程顾顾问问有有限限公公司司 广广州州珠珠江江黄黄埔埔大大桥桥路路面面工工程程 技技术术咨咨询询项项目目部部 二二八八年年三三月月 国道主干线广州绕城公路东段（珠江黄埔大桥）高速公路 上面层上面层 AC（GAC）-13 型沥青混合料型沥青混合料 目标配合比设计报告目标配合比设计报告 试验人员：试验人员： 报告编写：报告编写： 报告审核：报告审核： 广东华美加工程顾问有限公司 广州珠江黄埔大桥路面工程技术咨询项目
2、部 二八年三月 目目 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.26 四、AC(GAC)-13 型沥青混凝土目标配合比推荐方案.27 1、方案比选27 2、推荐方案31 1 说 明 一、设计依据 1. 公路沥青路面设计规范 （JTG D50-2006） 2. 公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2
3、004） 3. 公路工程沥青与沥青混合料试验规程 （JTJ052-2000） 4. 公路工程集料试验规程 （JTG E42-2005） 5. 广东省交通厅粤交基函2003299 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） 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配合比质量管理的通知 （2002.5） 7. 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 8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
4、，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(39 月份)降水量占年 降水量的 81，多年平均蒸发量 14001600mm；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 2.3107次，属于重交通， 未来重载超载对路面的影响较大。 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
5、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 4.55作为设计目标空隙率，混合料沥青饱和度控制在 6570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。 2 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，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。理想的路面应该是能够提供高的抗
6、滑力以保证汽车安全行驶。 抗滑面层需要解决的问题是：以各种车速行驶时，保证良好的微观构造；以较高 车速行驶时，需要有排水良好的宏观构造，以保证在高速行驶时，路表抗滑能力不会 下降很多。 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。 石料的磨光值表征沥青路面的微观构造，磨光值越高，石料的抗滑性能越好。石 料的压碎值（冲击值）及磨耗值低时，路面就具有足够的抗磨耐压能力，保证石料在 行车荷载的作用下不被压碎。集料级配形成路面的宏观构造，控制着路表抗滑力随车 速提高而下降的比率。宏观构造越大，
7、高速行车路面的抗滑能力越强。因此，通过提 高粗集料含量，改善表面层的宏观构造深度的同时也提高了路面的抗滑性能。 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 GAC-13 型沥青混凝土级配，提出了适用于本项目沥青路面 的 GAC-13 型沥青混合料目标配合比方案，并与前两个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选用材料的最优方案。 三、设计内容 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
8、-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 提出 GAC-13 沥青混合料目标配合比设计方案； 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 3 和 GAC-13 型沥青混凝土设计方
9、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 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。 4 一、原材料试
10、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。 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） 58 4060 针入度指数 P.I 1.70.5 T0604-2000 延度（5cm/min，5，cm） 33.525T0605-1993 软化点
11、（） 87.370T0606-2000 运动粘度（135，Pa.s） 3.43T0625-1993 闪点（）230 230T0611-1993 溶解度（） 99.599.0T0607-1993 弹性恢复（5cm/min，25，） 8580.0T0662-2000 贮存稳定性离析，48h 软化点差（） 0.12.5T0661-2000 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（） 0.30.8 T0610-1993 残留针入度比（） 87.465T0604-2000 残留延度（5cm/min，
12、5，cm） 22.420T0605-1993 注：不能保证连续施工时，应按相关技术文件要求频率对进场沥青的贮存稳定性进行检测。注：不能保证连续施工时，应按相关技术文件要求频率对进场沥青的贮存稳定性进行检测。 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 城三江三和石场生产的角闪岩，集料粒径规格分别为 S10（1015mm） 、 S11（510mm） 、S14（35mm）和 S16（03mm） ，如图 1图 4。 5 图 1 1015mm 碎石 图 2 510mm 碎石 图 3 35mm 碎石 图 4 03mm 石屑 图 1图 4 为增城三江三
13、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。 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。 6 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 10.428T03172005 磨光值BPN 45
14、42T03212005 压碎值 9.720T03162005 粘附性级 54T06161993 1015mm 碎石 2.875 510mm 碎石 2.878 表观相对密度 35mm 碎石 - 2.857 2.60T03042005 1015mm 碎石 0.42 吸水率 510mm 碎石 0.50 2.0T03072005 坚固性 -12T03142000 冲击值 -28T03222000 软石含量 -1T03202000 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 T03122005 1015mm 碎石 0.2 510m
15、m 碎石 0.3 水洗法 0.075mm 颗粒 含量 35mm 碎石 0.2 1T03102005 1015mm 碎石 2.840 各种集料的毛体 积相对密度 510mm 碎石 - 2.837 -T03042005 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 -2.8642.50T03282005 砂当量 6160T03342005 坚固性 -12T03402005 亚甲蓝值g/kg -25T03492005 棱角性(流动时间)s -30T03452005 注：石屑的砂当量值偏低，应加强碎石生产过程中的除尘效果，减少已开采碎石被山体泥土污染。注：石屑的砂当量值偏低，应加强碎石生产过程中的除尘效果，减少已开采碎石被山体泥土污染。 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。 7 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2.7732.50 表观相对密度 水泥 t/m3 3.050 T0352-2000 矿粉亲水系数-0.871T0353-2000 含水量0.091T0332-2005 塑性指数-24T0354-2000 粒度范围0.6mm 0.15mm 0.075mm 100
