中面层AC-20C型沥青混合料目标配比设计报告(3)

85.080.0矿料间隙率（%）饱和度（%）75.070.065.060.055.050.045.040.03.54.04.5油石比（%）5.05.516.616.416.216.015.815.615.415.215.014.814.63.54.04.5油石比（%）5.05.5

稳定度(KN)空隙率(%)饱和度(%)流值(0.1mm)公共范围3.54.04.5油石比(%)5.05.5

图2 AC-20C目标配合比（方案Ⅰ）确定沥青用量图

根据曲线图，稳定度没有出现峰值，所以采用目标空隙率4.0％对应的油石比作为OAC1，可以得到：

OAC1＝5.1％ OAC2＝4.83％

各项指标均符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为4.46～5.2％，最佳油石比的初始值OAC1在此范围内。

根据OAC1和OAC2，并结合广东省高速公路建设的实际情况，确定AC-20C目标配合比（方案Ⅰ）的最佳油石比为：OAC=5.0％。当OAC=5.0％时，空隙率为4.3％，VMA值为15.5％，满足设计要求。

4）最佳油石比马歇尔试验

8

AC-20C（方案Ⅰ）最佳油石比马歇尔试验结果 表8

试件 组号 1 技术 要求 油石比(％) 5.0 - 试件密度 实际 2.527 - 理论 2.638 - 空隙率(％) 4.22 3～6 矿料间隙率(％) 15.34 ≥9+设计空隙率 沥青饱和度(％) 72.5 65～75 稳定度(kN) 15.21 ≥8.0 流值 (0.1mm) 58.6 15～40 注：1)沥青加热温度控制在160～165℃；矿料加热温度为190～220℃；混合料拌和温度为175℃，上下浮动±5℃；击实温度为160～165℃；混合料废弃温度195℃； 2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。

5）浸水马歇尔试验

AC-20C（方案Ⅰ）残留稳定度试验结果 表9 油石比 (％) 稳定度(kN) 浸水时间 试验结果 16.63 16.51 30min 13.02 14.68 5.0 12.55 13.94 48h 13.63 14.96 13.77 90.5 15.21 平均值 残留稳定度(％)

6）冻融劈裂试验

AC-20C（方案Ⅰ）冻融劈裂试验结果 表10 油石比(％) 试验条件 稳定度(kN) 11.89 未经受冻融循环 13.15 11.49 12.69 11.07 经受冻融循环 11.23 11.12 12.10 1.127 1.220 劈裂抗拉强度(MPa) 冻融劈裂强度比(％) 5.0 92.4

9

7）车辙试验

AC-20C（方案Ⅰ）车辙试验结果 表11

车辙板尺寸：300×300×50mm 拌和温度：175℃ 碾压温度：160℃

行走距离：23±1cm

轮压 (MPa) 试验温度 (℃) 动稳定度 (次/mm) 9403 60 0.7 70 9265 9130 4172 4737 4091 4333 9266 平均值 (次/mm) 试验编号 ① ② ③ ① ② ③

8）渗水试验

AC-20C（方案Ⅰ）渗水试验结果 表12 试验编号 ① ② ③ 初始读数时间(s) 0 0 0 初始读数(ml) 终读数时间(s) 180 180 180 终读数(ml) 渗水系数(ml/min) 46.7 48.3 51.7 48.9 平均值(ml/min) 100 100 100 240 245 255 10

2、中面层方案Ⅱ

1）原材料筛分及合成级配

AC-20C型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案Ⅱ） 表13

筛孔 尺寸(mm) 26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 掺配比例(％) 10～20mm 碎石 100.0 96.7 61.9 27.9 2.8 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 32.0% 5～10mm 碎石 100.0 100.0 100.0 100.0 98.7 8.2 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 35.0% 原材料级配通过百分率(％) 3～5mm 碎石 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 14.3 5.2 3.3 2.9 2.7 2.2 8.0% 0～3mm 石屑 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 97.0 78.9 52.3 34.3 25.1 8.9 22.0% 矿粉 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.2 93.5 79.5 1.0% 水泥 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 99.5 2.0% 合成级配(％) 100.0 98.9 87.8 76.9 68.5 36.0 26.2 21.5 15.5 11.5 9.4 5.7 \\ 规范推荐范围(％) 100～100 90～100 78～92 62～80 50～72 26～56 16～44 12～33 8～24 5～17 4～13 3～7 \\ 2）方案Ⅱ矿料合成级配曲线如图3所示。

1009080706050403020101.180.0750.150.32.364.7513.226.5筛孔尺寸(mm)上限中值AC-20C型目标矿料合成级配下限31.537.500.69.51619通过百分率(%) 图3 AC-20C型（方案Ⅱ）矿料合成级配曲线图

11

3）马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定 ①AC-20C（方案Ⅱ）马歇尔试验结果见表14。

AC-20C（方案Ⅱ）马歇尔试验结果 表14

试件 组号 1 2 3 4 5 技术 要求 油石比(％) 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 - 试件密度 实际 2.482 2.509 2.537 2.539 2.542 - 理论 2.700 2.679 2.659 2.639 2.620 - 空隙率(％) 8.1 6.3 4.6 3.8 3.0 3～6 矿料间隙率(％) 15.6 15.1 14.6 14.9 15.2 ≥9+设计空隙率 沥青饱和度(％) 48.4 58.1 68.6 74.7 80.6 65～75 稳定度(kN) 16.86 14.99 15.26 16.78 17.02 ≥8.0 流值 (0.1mm) 41.3 37.7 39.4 46.8 51.9 15～40 注：1)沥青加热温度控制在160～165℃；矿料加热温度为190～200℃；混合料拌和温度为175℃，上下浮动±5℃；击实温度为160～165℃；混合料废弃温度195℃； 2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。

②最佳沥青用量确定

由表14得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图4所示。

2.5502.540毛体积相对密度18.0017.5017.00稳定度（KN）2.5302.5202.5102.5002.4902.4802.4702.4602.4503.54.04.5油石比（%）5.05.516.5016.0015.5015.0014.5014.003.54.04.5油石比（%）5.05.5

10.09.08.07.06.05.04.03.02.01.03.54.04.5油石比（%）5.05.5流值（0.1mm）空隙率（%）7065605550454035302520153.54.04.5油石比（%）5.05.5

12