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1、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AC-13型沥青混合料目标配合比设计报告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部二八年一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AC-13型沥青混合料目标配合比设计报告试验人员：黄 涛 刘煜报告编写：黄 涛 袁万杰报告审核：孙长新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部二八年一月目 录说 明1一、原材料试验31. 沥青试验32. 沥青与集料的粘附性试验33. 集料试验44. 矿粉试验5二、AC-13型沥青混凝土目标配合比设计61、上面层方案62、上面层方案113、上面层
2、方案164、上面层方案21三、AC-13型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表26四、AC-13型沥青混凝土目标配合比推荐方案27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 F40-2004）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（
3、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路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(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
4、作为表面层，其抗滑性能也是需要重点考虑的。因此，我部在进行矿料合成级配设计时，考虑减少4.75mm以下碎石含量，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；同时增大1.18mm以下细集料的含量，使细集料充分填充空隙，以4.55为设计目标空隙率，形成密水结构；这种结构由于粗集料含量较多，也同时提高了路面的抗滑性能。为进一步验证根据此思路设计的沥青混合料能否满足高温稳定性、水稳定性和抗滑性等性能，我部提出四个设计方案分别进行配合比试验，以比选出最优方案。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（JTJ052-2000）对原材料
5、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，提出四个设计方案；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型沥青混凝土四个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型沥青混凝土四个设计方案进行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
6、青混凝土四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-13型沥青混凝土四个设计方案进行渗水试验。四、原材料选用本项目上面层AC-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。 图1 1015mm碎石 图2 510mm碎石 图3 35mm碎石 图4 03mm石屑图1图4为增城三江三和石场正在生产，从图片上来看，该石场堆料场地较小，因此为保证本项目上面层全面施工时料源充足，建议施工单位提前备料。另外，我部在各沥青面层配合比期间
7、均要求石场方面安装干除尘设备，因此施工方需加强进场石料的抽检，保证各档石料尤其是石屑符合本项目要求。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。一、原材料试验1、沥青试验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，沥青性能指标试验结果见表1所列。 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）584060T0604-2000针入度指数P.I1.70.5延度（5cm/min，5，cm）33.525T060
8、5-1993软化点（）87.370T0606-2000运动粘度（135，Pa.s）3.43T0625-1993闪点（）-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（）-2.5T0661-2000密度（15，g/cm3）1.036实测T0603-1993相对密度（25）1.031实测旋转薄膜加热试验（163，5h）T0610-1993质量损失（）0.30.8残留针入度比（）87.465T0604-2000残留延度（5cm/min，5，cm）22.420T0605-1993
9、注：该SBS改性沥青运动粘度除运动粘度偏大外，其余指标均能满足现行规范及本项目相关文件要求。2、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2所列： 沥青与集料粘附性试验结果 表2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处沥青膜有轻微剥离，但少于10沥青膜无剥离粘附性等级55备注所用石料为角闪岩注：该集料与SBS改性沥青的粘附性能满足规范及本项目相关文件要求。3、集料试验集料试验严格按照公路工
10、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3、表4所列。 粗集料试验结果 表3试验项目单位试验结果规范标准试验依据洛杉矶磨耗损失-30T03172005压碎值9.725T03162005粘附性级54T06161993表观相对密度1015mm碎石-2.8752.50T03042005510mm碎石2.87835mm碎石2.857吸水率1015mm碎石0.422.0T03072005510mm碎石0.50坚固性-12T03142000冲击值-28T03222000软石含量-5T03202000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.
11、5mm7.25.68.1181520T03122005水洗法0.075mm颗粒含量1015mm碎石0.21T03102005510mm碎石0.335mm碎石0.2各种集料的毛体积相对密度1015mm碎石-2.840-T03042005510mm碎石2.837 细集料试验结果 表4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。以
12、上表1表4中无试验结果的项目为施工单位试验室缺乏该试验项目仪器设备，建议施工单位试验室配备相应试验仪器设备进行后续补充试验或委托有资质单位进行试验。4、矿粉试验矿粉试验结果见表5所列。 矿粉及水泥技术指标 表5试验项目单位试验结果规范标准试验依据表观相对密度矿粉t/m32.7732.50T0352-2000水泥3.050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0.6mm0.15mm0.075mm100(100)93.5(100)79.5(99.5)1009010075100T0351-2000 注：括号内数值为水泥粒度范围。 二、AC-13型沥青混凝土目标配合比设计1、上面层方案1）原材料筛分及合成级配AC-13型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表6筛孔尺寸(mm)原材料级配通过百分率()合成级配()规范推荐范围()1015mm碎石510mm碎石35mm碎石03mm石屑矿粉水泥26.5100.0 100.0
