合肥市女人街改造工程
AC-13C型玄武岩改性沥青混合料
目标配合比设计报告
中铁二十四局安徽公司
2012年4月
一、概述
中铁二十四局安徽公司委托安徽金源工程检测有限公司，对合肥市女人街改造工程上面层AC-13C型玄武岩改性沥青混合料进行配合比设计。 二、设计依据
1．《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004） 2．《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）
3．《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011） 三、设计过程
1. 原材料
本次室内目标配合比设计利用定远产玄武岩集料(10~15mm、5~10mm、3~5mm、0~3
mm )、巢湖聚龙矿粉厂矿粉（0~3mm ）及中国石化SBS I-D改性沥青。集料、矿粉
筛分试验结果见表1。各种矿料基本性能见表2。矿粉试验结果见表3，沥青试验结果见表4。
表1 各种矿料和矿粉的筛分结果 筛孔 集料 10~15 5~10 3~5 0~3 矿粉 通过筛孔（方孔筛，mm）百分率（%） 26.5 100 100 100 100 100 19 100 100 100 100 100 16 100 100 100 100 100 13.2 88.3 100 100 100 100 9.5 14.5 93.8 100 100 100 4.75 1.5 9.7 92.7 99.5 100 2.36 1.5 1.6 33.0 86.3 100 1.18 1.5 1.6 20.0 60.4 100 0.6 1.5 1.6 15.5 44.8 100 0.3 1.5 1.6 9.6 29.7 99.5 0.15 1.5 1.6 2.6 24.4 99.2 0.075 1.5 1.6 0.7 11.3 84.3 表2 集料基本性能试验结果
材料名称 （mm） 10~15 5~10 3~5 0~3 技术 要求 针片状（%） 9.3 9.6 9.5 __ 粒径＞9.5不大于12%，粒径＜9.5不大于18% 压碎值（%） 10.5 __ __ __ ≤26% 砂当量（%） __ __ __ 75.5 ≥60% 表观相对密度 毛体积相对密度 吸水率（%） 2.722 2.715 2.692 2.663 ≥2.6 2.637 2.605 2.617 2.582 / 1.40 1.60 1.10 1.20 ≤2.0
表3矿粉试验结果
指标 单位 单位 t/cm3 % % % % / /
表4 改性沥青试验结果
检测项目 软化点(℃) 延度 5℃，5cm/min(cm) 针入度 100g, 5s, 25℃(0.1mm) 相对密度
2. 混合料级配
AC-13C型沥青混合料工程设计级配范围见表5。
表5 AC-13C沥青混合料工程设计级配范围
筛孔 上限 下限 技术要求 2.5 1 100 90-100 75-100 无团粒无结块 1 试验结果 2.701 0.35 100 99.2 84.3 无团粒无结块 0.82 表观密度 不小于 含水量 不大于 〈0.6mm 粒度范围 〈0.15mm 〈0.075mm 外 观 亲水系数 不大于 技术要求 ≥70 ≥20 30~60 实测 检测结果 73.5 ＞20 54.3 1.028 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 100 100 100 100 100 100 100 90 85 68 68 38 50 24 38 15 28 10 20 7 15 5 8 4
3. 矿料配合比设计计算
根据各种矿料的筛分结果，结合混合料级配要求，实配的结果见表6，级配曲线见图1。
10~15 mm 5~10mm 27 % 27.0 27.0 27.0 23.8 3.9 0.6 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 30 % 30.0 30.0 30.0 30.0 28.1 2.9 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 12 % 12.0 12.0 12.0 12.0 12.0 11.1 4.0 2.4 1.9 1.1 0.3 0.1 28 % 28.0 28.0 28.0 28.0 28.0 27.9 24.2 16.9 12.5 8.3 6.8 3.2 3 % 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 2.5 3~5mm 0~3 mm 0~3mm 矿粉 组成集料级配 100.0 100.0 100.0 96.8 75.0 45.5 32.1 23.2 18.3 13.3 11.0 6.7 表6 AC-13C型沥青混合料设计级配组成计算结果
集料级配组成曲线100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.0160.30.60.0750.151.182.364.759.513.21900.511.522.533.5426.50.0
图1 AC-13C型设计级配曲线图
4. 马歇尔稳定度试验
按设计的矿料比例配料，采用五种油石比，进行马歇尔稳定度试验，试验结果见表7.
表7 AC-13C型设计配合比马歇尔稳定度试验结果
级 配 类 型 油石比（%） 稳定度（KN） 流值(mm) 空隙率（%） VMA（%） 饱和度（%） 毛体积 计算理论相对密度 相对密度 4.0 4.5 AC-13C 10.4 12.3 11.9 10.5 9.8 ≥8.0 2.2 2.8 3.3 3.6 3.8 1.5~4 5.0 5.5 6.0 5.5 4.4 3.6 3.2 2.8 3~6 12.7 12.7 13.0 13.7 14.3 ≥13 56.8 65.6 72.2 76.8 80.4 65~75 2.371 2.381 2.384 2.378 2.372 / 2.508 2.490 2.473 2.456 2.440 / 要求 /
5. 最佳油石比的确定
根据马歇尔稳定度试验结果，分别绘制密度、稳定度、流值、空隙率、饱和度、VMA与油石比的关系曲线，从曲线上找出相应与最大密度、最大稳定度及空隙率范围中值对应的三个油石比，求出三者的平均值作为最佳油石比初始值OAC1，作图求出满足沥青混凝土各项指标要求的油石比范围（OACmin，OACmax），该范围的中值为OAC2，如果最佳油石比的初始值OAC1在OACmax与OACmin之间，则认为设计结果是可行的，可取OAC1与OAC2 的中值作为目标配合比的最佳油石比OAC，并结合交通与气候特点论证地取用，最终得最佳油石比。
由作图法可知与最大密度、最大稳定度及空隙率范围中值对应的三个油石比分别为5.0%和4.7%、4.5%，三者的平均值为4.73%，此即为最佳油石比的初始值OAC1。同时由各项指标与油石比的关系图可得符合各指标要求的油石比范围为4.5~5.5其中值为5.00％，此即为OAC2，OAC1与OAC2的平均值为4.87%，根据经验取最佳油石比为4.9%。验证配合比及残留稳定度见表8，稳定度、密度、流值、空隙率、VMA、饱和度与油石比的关系见资料
表8验证配合比及残留稳定度试验结果
级 配 类 型 AC-13C 要求 油石比（%） 稳定度（KN） 流值(mm) 空隙率（%） VMA（%） 饱和度（%） 毛体积 计算理论相对密度 相对密度 4.9 / 12.6 ≥8.0 2.8 1.5~4 3.9 3~6 13.1 ≥13 70.6 65~75 2.380 / 2.476 / 残留稳定度为11.4÷12.6×100=90.5% 符合设计要求。
四、结论
根据以上试验结果，综合考虑各项技术指标，我部建议采用油石比为4.9%作为最佳油石比，
试验人： 主 管：