AC-20C沥青混合料生产配合比
及配合比验证报告
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1 概 述 1.1 概述
生产配合比设计过程：先将二次筛分后进入热料仓的材料取出筛分，确定各热料仓的材料比例，同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡，设定3.8%、4.2%、4.6%、5.0%、5.4%五个沥青用量进行马歇尔试验，检验各项指标是否满足规范要求，不满足要求应重新调整热料仓比例，进行级配设计。同时按生产配合比拌制的混合料是否满足设计要求和AC-20C的体积性质及空隙率的要求，如果不符合，应调整级配和油石比使其符合设计要求和AC-20C标准。最后按生产配合比拌和混合料，采用马歇尔试验方法进行试验验证，来验证生产配合比的各项性能指标。
1.2 设计依据
本合同段沥青混合料配合比设计采用现行规范规定的马歇尔法进行设计，设计采用的有关技术规程和依据有：
（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）《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） （6）《公路路基路面现场测试规程》（JTG E60-2008）
1.3 原材料来源
本项目AC-20C沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为凉水石场生产的玄武岩，集料粒径规格分别为 9.5-19.0mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75mm和机制砂S16(0-2.36mm)；矿粉为磐石石粉厂生产；消石灰产地图们；沥青采用延边路兴沥青储运站提供的盘锦产SBS I-C改性沥青。
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2 原材料试验 2.1 沥青
沥青试验按照《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和设计要求见表2-1所列。
SBS I-C沥青试验结果 表2-1
项 目 针入度(25℃，100g， 5s，0.1mm) 延度(5cm/min，15℃，cm) 软化点(℃) 密度(25℃) 试验结果 66.7 68.6 70.9 1.018 设计要求 60～80 ≥30 55 实测 试验依据 T0604-2000 T0605-1993 T0606-2000 T0603-1993 试验结果表明：盘锦产SBS I-C改性沥青各项检测指标均符合本项目技术要求。
2.2 沥青与集料的粘附性
沥青与粗集料粘附性试验采用按T0616-1993中规定的水煮法，其试验结果如表2-2所列。
沥青与集料粘附性试验结果 表2-2
沥青与集料粘附性 试验后石料表面上沥青膜剥落情况 沥青膜有少部分为水所移动 粘附性等级 4 2.3 集料
集料试验严格按照《公路工程集料试验规程》(JTG E42-2005)的方法进行，粗、细集料毛体积相对密度见表所列。填料体积采用表观相对密度。
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粗细集料试验结果 表2-3
试验项目 2#仓 3#仓 毛体积相对密度 4#仓 5#仓 6#仓 2#仓 3#仓 4#仓 表观相对密度 5#仓 6#仓 矿粉仓 消石灰仓 - 2.819 2.810 2.802 2.745 2.689 2.392 - T0304－2005 单位 试验结果 2.784 2.774 2.769 2.761 2.701 2.824 - T0304－2005 设计要求 试验依据
根据上表试验结果计算矿料合成毛体积相对密度为2.743，合成表观相对
密度为2.783，合成矿料有效相对密度为2.775。
3 AC-20C沥青混合料生产配合比设计
根据本项目实际情况和工期安排，本合同段沥青混合料生产配合比设计采用马歇尔试验法。根据本合同使用的矿料和沥青实际情况，以及其他项目的成功经验，拟定五个油石比进行试验，以确定各种材料的最佳组成，使之既能满足路面性能要求，又能符合经济性。
3.1 方案
1、原材料筛分及合成级配
各种矿料级配和方案合成矿料级配如表3-1所列。
AC-20C沥青混合料合成矿料级配组成 表
3-1
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2、矿料合成级配曲线图
矿料合成级配曲线如图3-1所示。
图3-1 AC-20C矿料合成级配曲线图
根据混合级配结果可见，生产配合比级配接近目标配合比设计级配曲线，决定采用此配比进行马歇尔试验，以确定生产用最佳油石比用量。
3、马歇尔试验结果 ①AC-20C马歇尔试验
各油石比马歇尔结果见表3-2。
AC-20C马歇尔试验结果 表3-2
试件 组号 1 2 3 4 油石比(％) 3.8 4.2 4.6 5.0 试件相对密度 实际 2.431 2.457 2.468 2.467 理论 2.610 2.595 2.579 2.564 空隙率(％) 6.8 5.3 4.3 3.8 矿料间隙率(％) 14.6 14.0 14.0 14.4 沥青饱和度(％) 53.4 62.2 69.3 73.7 稳定度(kN) 7.7 8.9 10.2 9.9 流值 (0.01mm) 21.4 25.9 31.6 38.0 5
5 技术 5.4 2.464 2.550 3.4 14.8 77.2 9.3 42.4 - 要求 - - 3～5 ≥13 65～75 ≥8 20～40 注：1)沥青加热温度控制在165℃，上下浮动±5℃；矿料加热温度为190～210℃；混合料拌和温度为185℃，上下浮动±5℃；混合料出场温度不低于170℃；混合料废弃温度195℃；
2)沥青混合料理论最大相对密度采用计算法测出。
②最佳沥青用量确定
由表3-2得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图3所示。
根据曲线图,得出油石比OAC：
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图3-2 ATB-25目标配合比确定沥青用量图
OAC1= （a1+a2+a3+a4）/4=（4.6+4.6+4.85+4.65）/4=4.68 OAC2＝（OACmin+ OACmax）/2=(4.35+5.10)/2＝4.73
根据OAC1和OAC2，结合实践经验和本项目交通量、气候条件，综合确定ATB-25目标配合比的最佳油石比为：OAC=4.71%。
4、最佳油石比马歇尔试验
根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并对其进行相关试验，其试验结果如表3-3所列。
AC-20C最佳油石比马歇尔试验结果 表3-3
油石比(％) 4.71 试件相对密度 实际 2.461 理论 2.575 空隙率(％) 4.5 矿料间隙率(％) 14.3 沥青饱和度(％) 69.0 稳定度(kN) 10.49 流值 (0.01mm) 32.9 指标 结果 技术 - 要求 - - 3～5 ≥13 65～75 ≥8 20～40 注：1)沥青加热温度控制在165℃，上下浮动±5℃；矿料加热温度为190～210℃；混合料拌和温度为185℃，上下浮动±5℃；混合料出场温度不低于170℃；混合料废弃温度195℃；
2)沥青混合料理论最大相对密度采用计算法测出。
由表3-3可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计技术要求。
5、浸水马歇尔试验
根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并进行残留稳定度试验，以判断生产配合比沥青混合料抗水损害性能，试验结果如表3-4所列。
AC-20C残留稳定度试验结果 表3-4
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油石比 （％） 稳定度(kN) 浸水时间 试验结果 平均值 残留稳定度(％) 设计要求（%） 10.27 10.16 30min 10.94 10.57 10.49 4.71 9.13 9.16 48h 88.2 ≥85 9.87 8.82 9.20
由表3-4可见，AC-20C沥青混合料残留稳定满足设计要求。 6、动稳定度试验
根据设计文件要求，AC-20C混合料的动稳定度需达到2400次/mm以上，在设计完成后对生产配合比进行了试验，结果见表3-5所列。
AC-20C动稳定度试验结果 表3-5
项目 动稳定度试验结果 结果 技术 3368次/mm ≥2400次/mm 要求
3.2 检验沥青混合料生产配合比
拌和站按生产配合比出具的掺配比例进行生产，进行混合料筛分，筛分结果符合生产配合比的级配曲线要求，拌和站根据最佳油石比拌和沥青混合料，制作马歇尔试件，检验马歇尔稳定度等指标是否符合配合比设计及规范要求。
AC-20C混合料筛分结果汇总表 表3-5
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AC-20C混合料筛分曲线图 表
3-5
根据已确定的生产配合比拌和站进行试拌，取代表性试样进行马歇尔试验，试验结果见表3-6、3-7。
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AC-20C混合料试验结果汇总表 表3-6
AC-20C混合料抽提后级配曲线图 表
3-7
综合以上试验数据可知4.71%油石比能满足设计要求，并符合工程实际情况，空隙率等主要指标均符合设计要求。此配合比设计可以用于试验段试铺。
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4 生产配合比验证
拌合站按生产配合比生产沥青混合料，并进行K48+300-K48+500左幅试验段摊铺，摊铺后取代表性沥青混合料做车辙试验、抽提试验、马歇尔击实、压实度、渗水试验等相关试验，试验结果见附表。
5 结论
试验段施工现场沥青混合料便于摊铺，无拥料、推料现象，沥青路面密实、水稳定性以及外观较好。
根据以上试验结果及现场试验段施工最终确定热料仓进料比例为2#仓：3#仓：4#仓：5#仓：6#仓：矿粉仓：消石灰粉仓=20:17:20:6:32:4:1，设计油石比4.71%，沥青混合料各项体积指标均满足设计要求。各项结果符合AC-20C混合料的要求，最佳油石比为4.71%。
相关试验资料见后附。
汪延高速公路建设项目GSZ03合同段工地试验室
2011-8-23
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