沥青AC-20C级配设计最佳油石比
沥青配合比AC-20
AC-20C沥青混合料目标配合比设计报告主要仪器设备一览表参加试验检测人员一览表目录1概述 (1)2主要设计依据及试验仪器 (1)2.1主要设计依据 (1)2.2主要试验仪器 (1)3设计结论 (1)4设计过程 (2)4.1岩石鉴定 (2)4.2试验用原材料技术性质 (2)4.3矿质混合料组成设计 (6)4.4沥青混合料马歇尔试验结果 (8)4.5沥青混合料浸水马歇尔试验 (9)AC-20C沥青混合料目标配合比设计报告1概述1．进行原材料各项物理力学指标试验，并判断材料的性能；2．按集料的筛分结果，并按《公路沥青路面施工技术规》及“设计文件”中对AC-20C 型沥青混合料矿料级配围的要求，对其进行矿料组成设计；3．按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》的规定，进行沥青混合料马歇尔试验，确定出最佳沥青用量；4．依据确定的最佳沥青用量，进行沥青混合料水稳定性检测；2主要设计依据及试验仪器2.1主要设计依据《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JT G E20-2011）《公路沥青路面设计规》（JTG D50-2006）《公路沥青路面施工技术规》（JTG F40-2004）2.2主要试验仪器采用的主要试验仪器有：自动针入度仪（SYD-2801F）、烘箱（101-4）、沥青混合料拌和机（SYD-F02-20）、电子天平（HX100001）、车辙试验机（YLDCZ-8S）、轮碾成型机（YLDCX-6）、脱模器（LST-80）、马歇尔自动击实仪（ZYJ-H）、低温延度仪（SYD-4508G）、全自动软化点仪（SYD-2806H）、标准筛（0.075~90mm）、恒温水槽（HWY-501A）等。
3设计结论（1）最终确定的矿料级配组成通过毛体积相对密度、VV、VMA、VFA、马歇尔稳定度和流值等技术指标进行筛选，最终确定级配组成见表1。
表1 级配组成（2）马歇尔法确定最佳油石比为4.35%（折算最佳沥青用量为4.2%），结果见表2、3。
AC-20C沥青配合比设计
施工单位： 河南华盛建设集团有限公司
混合料种类： AC-20C
油石比（%） 密度（g/cm3） 空隙率（%） 饱和度（%）
稳定度(kN) 流值(mm) 矿料间隙率 （%）
3.0 2.412
5.3 56.9 8.21 1.4 12.3
沥青混合料马歇尔试验结果汇总
3.5
4.0
4.5
2.423
2.427
2.421
4.2
3.3
2.9
65.9
73.8
78
9.75
10.38
9.43
1.9
2.5
3.3
12.3
12.6
13.2
油石比与马歇尔稳定度试验指标关系图
5.0 2.416
2.4 82.6 7.2 4.8 13.8
规范要求 ---3～6
70～85 ＞5
2.43 2.425 2.42 2.415 2.41 2.405
5.00
5
、a3、a4
3.00 2 5.00 2
4.5
2、 OAC1=（a1+a2+a3+a4）/4，如果所选择的沥青用量 范围未能涵盖沥青饱和度的要求范围，则OAC1=
4.5 （a1+a2+a3）/3。如果沥青用量范围内，密度或稳定度
3.00 3 4.5 6 没有出现蜂值，可直接取目标空隙率所对应的沥青用量
5.00 3
4.5
6
a3=OAC1，但必须介于OACmin-OACmax的范围内。 3、 OAC2=（OACmin+OACmax）/2
3.00 70 78 85 4、 OAC=（OAC1+OAC2）/2
AC-20C沥青混合料配合比设计
检验报告样品名称：AC-20C沥青混合料配合比设计委托单位：工程名称:报告日期：检测编号：****************检测有限公司检测报告第1页，共6页1材料 第2页，共6页1.1沥青材料AC-20C 采用70#沥青。
其主要实测性能指标如表1。
表1 70#沥青的基本性能1.2集料筛分AC-20C 混合料的集料采用洁净、干燥、表面粗糙的碎石。
碎石规格有：5-10、10-20，细集料采用0-5机制砂，矿粉采用细磨石灰石粉。
各种集料的颗粒组成见表2。
表2 各种集料的颗粒组成1.3集料性能实测上述集料的各种性能见表3。
2 AC-20C沥青混合料设计第3页，共6页2.1级配及配合比根据级配要求，由表2中各种集料的颗粒组成设计出矿料合成级配见表4，合成级配通过率如图1所示。
表4 AC-20C合成级配计算表孔径(㎜)19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 合成级配(%)96.7 83.8 70.3 61.6 40.2 29.3 23.0 16.7 11.1 7.7 5.8 要求范围(%)90-100 78-92 62-80 50-72 26-56 16-44 12-33 8-24 5-17 4-13 3-7图1 合成级配通过率示意图选用的AC-20C混合料配合比为：矿粉:0-5:5-10:10-20=5%:32%:26%:37%。
2.2混合料最佳油石比试验按0.5%的间隔取3.5%、4.0%、4.5%、5.0%、5.5%，5个不同的油石比分别成型马歇尔试件。
实测不同油石比时混合料试件的各项技术指标，取满足技术指标要求的油石比为最佳设计油石比。
马歇尔试验结果见表5，根据马歇尔稳定度试验结果，分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱和度与油石比的关系如图2-图7所示：表5 不同油石比混合料马歇尔试验结果 第4页，共6页图2 毛体积密度-油石比图3 空隙率-油石比图4 矿料间隙率-油石比图5 有效沥青饱和度-油石比图6 稳定度-油石比图7 流值-油石比油石比 （%）理论相对密度毛体积相对密度空隙率VV ，（%） 矿料间隙率VMA ，（%） 饱和度VFA ，（%）稳定度（kN ）流值 （mm ）3.5 2.543 2.407 5.3 14.0 61.7 8.17 2.1 4.0 2.527 2.419 4.3 14.0 69.5 8.54 2.6 4.5 2.509 2.420 3.5 14.3 75.3 8.49 3.0 5.0 2.491 2.413 3.1 15.0 79.1 8.27 3.4 5.5 2.474 2.403 2.9 15.7 81.8 7.98 3.9 技术指标——4~6≥14.065~75≥81.5~4第5页，共6页从上图中可以得出：最大毛体积相对密度时油石比a1=4.5%；最大稳定度时油石比a2=4.0%；设计空隙率中值5%时油石比a3=3.7%，沥青饱和度中值70%时油石比a4=4.0%，从而可计算最佳油石比初始值OAC1：OAC1=（a1+ a2+ a3+ a4）/4=4.05%同时，根据沥青混合料的马歇尔试验技术标准，求出各项指标均符合技术标准的沥青用量OAC min~OAC max，计算沥青最佳油石比的初始值OAC2：OAC2=（OAC min+ OAC max）/2=3.95%根据OAC1和OAC2综合确定最佳油石比OAC：OAC=（OAC1+ OAC2）/2=4.0%结论：AC-20C最佳油石比为4.0%。
AC-20C沥青混合料配合比设计报告详细
设计说明1. AC-20C沥青混合料的级配范围来自于《湖南省高速公路沥青混凝土面层施工技术指南》.2. AC-20C沥青混合料所用原材料均为委托单位来样,其组成为：（1）集料：按13.2米米〜19米米（1号）、9.5米米〜13.2米米（2号）、4.75 米米〜9.5米米（3号）、2.36米米〜4.75米米（4号）、0米米〜2.36米米（5 号）备料.（2）沥青：XX生产SBS改性沥青.（3）矿粉：自产.3.按规范要求，混合料理论最大相对密度采用计算法.4.采用马歇尔试验进行配合比设计，室内试验的拌和温度为165-175（℃）,试件的击实成型温度为155-160（℃）.5.配合比设计试验及计算参数均以“JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中附录B热拌沥青混合料配合比设计方法”中的程序及公式计算.6.试验结果：经室内配合比设计试验与相关验证，确定AC-20C沥青混合料目标配合比设计的最佳油石比为4.4%,在进行生产配合比设计与试验时，油石比宜控制在 4.3%-4.6%之间淇合成级配应尽可能与目标配合比级配曲线接近.目标配合比的各级材料比例见相关设计图表.7.采用旋转压实仪成型进行验证,旋转压实仪的单位压力为600KPa,设定旋转压实次数为125次.2012年7月2日.原材料试验1.沥青试验结果2.集料试验(1)集料原材料来样筛分试验结果(2)粗集料材质试验结果⑶各级粒径集料的相对密度试验结果(4)矿粉质量试验结果(5)细集料的砂当量试验结果二.AC-20C沥青混合料技术要求1. XX高速公路AC-20C型沥青混合料级配范围2.郴宁高速公路AC-20C沥青混合料马歇尔试验技术要求AC-20C型沥青混合料配合比试验1.各级集料在混合料中的比例及合成级配集料规格集料比例(%)通过下列方孔筛(mm)的质量百分率(％)26.5 19 16 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.0751号33 10088.553.4 4.00.10.10.10.10.10.10.10.1 2号14 100100100100 5.90.10.10.10.10.10.10.1 3号18 10010010010087.3 1.90.40.40.40.40.40.3 4号9 10010010010010087.611.8 1.10.90.90.90.8 5号23 10010010010010010074.949.127.918.210.17.1矿粉 3 10010010010010010010010010098.594.883.4合成级配结果100 96.2 84.6 68.3 51.6 34.2 21.4 14.5 9.6 7.3 5.4 4.3级配范围100 901007688637546582939192914229-17 7-13 5-10 3-6备注/AC-20C混合料矿料合成级配曲线如下图所示:) (( 率过通AC-20混合料级配合成图0.075 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16 19 26.5--------------------------------------------- 孔径（mm）|T一上限 T-下限上中值合成级配2.目标配合比马歇尔试验结果体积指标油石比（%）3.4 3.94.4 4.95.4 混合料最大相对密度 2.578 2.559 2.541 2.523 2.505 试件毛体积相对密度 2.412 2.426 2.435 2.437 2.435 试件空隙率 （%）6.4 5.2 4.2 3.4 2.6 VFA (%) 52.2 61.2 68.9 75.4 81.6 V 米 A (%)13.4 13.4 13.5 13.8 14.1 稳 定 度 15.07 15.48 16.06 15.20 14.24 流值（米2.12.93.74.44.8AC-20C 型沥青混合料沥青用量确定图毛体积相对密度与油石比的关系油石比2 4 2 2 Z度密对相积体毛 一 44油石比从上表及图中可以得出AC-20C 沥青混合料指标与油石比的关系如下:从上图及表中可知,OAC 1=4.50%,各项指标符合技术要求的油石比范围OA 厘米反〜OA 厘密度 空隙率 流值 稳定度 VFA米ax为4.12%〜4.50%,因此：OAC2二(OA 厘米ix+OA 厘米ax)/2=4.31%.取OAC1与OAC2的中值为最佳油石比，得：OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.41%.由上述计算确定郴宁高速公路AC-20C的最佳油石比OAC为4.4%.3. AC-20C型在最佳油石比OAC=4.4%时淇各项体积指标与强度指标如下表:(1)马歇尔试验结果(2)浸水马歇尔、冻融劈裂强度、车辙试验结果(3)AC-20C型沥青混合料旋转压实验证试验结果经过马歇尔试验及其相关的验证试验,郴宁高速公路路面AC-20C沥青混合料在最佳油石比取为 4.4%时，各项技术指标满足相应的技术要求.在进行生产配合比设计与试验时，应根据拌和机的除尘效果，确定矿粉的掺量，以使混合集料的级配尽可能与目标配合比的级配一致.主检：审核：审批：2012年7月2日。
AC-20沥青中面层目标配合比设计
AC－20沥青中面层目标配合比设计十天高速公路H-M02标AC－20沥青中面层目标配合比设计说明一、设计使用规范、规程及标准1、《公路工程集料试验规程》JTG E42－2005；2、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ 052－2000；3、《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40－2004；4、《高速公路路面施工技术指南》。
5、国家高速公路十堰至天水联络线陕西境内安康至汉中公路路面工程施工招标文件。
二、原材料情况1、沥青：采用壳牌A级90号道路石油沥青改性为SBS（I-C）改性沥青,各项指标均符合技术指南及规范要求如下表；2、矿质材料：①粗集料：采用西乡清泉石料厂生产的石灰岩碎石，粘附性5级，规格为19～26.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm。
②细集料:采用西乡清泉石料厂生产的机制砂，规格0～2.36mm③填料：采用沥青拌合站石灰岩磨细矿粉。
三、矿质混合料级配组成根据组成材料筛分试验结果，经试配最后确定一组级配,各种材料比例为19～26.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm、2.36～4.75mm：0~2 .36mm机制砂：矿粉＝6：33：23：9：26：3，详见矿料级配设计计算表。
四、马歇尔试验1、计算矿料的合成毛体积密度γsb及合成表观相对密度γsaγsb=100/(6/2.708+33/2.708+23/2.701+9/2.688+26/2.672+3/2.713)=2.695γsa=100/(6/2.729+33/2.735+23/2.729+9/2.725+26/2.718+3/2.713)= 2.727 2、预估适宜的油石比Pa根据以往经验预估适宜的油石比P a= 4.0P b= P a/（100+ P a）×100=4.0/(100+4.0) ×100=3.853、以预估的油石比为中值，按0.5%间隔，取5个不同的油石比分别成型试件，采用表干法测定毛体积相对密度。
AC-20C沥青配合比说明书
P0.075
4.20
FB =
=
= 1.10
Pbe
3.80
从上面计算结果可知,设计的沥青混合料在最佳油石比4.2%时的粉胶比符合《 公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004中技术要求(0.6~1.6)。
（2）、 检验最佳油石比的混合料：
表1
油石比 (%)
毛体积密度 (g/cm3)
最大理论相 对密度
2.743 2.727 25.0
2.716 2.691 23.0
2.728 2.697 18.0
2.746 2.703 11.0
2.688 21.0
2.722 2.0
1.032 4.2
矿料的合成毛体积相对密度rsb=2.702 矿料的合成表观相对密度rsa= 2.722 矿料有效相对密度 rse=2.690 矿粉、0~3mm石屑表观相对密度代替毛体积相对密度。
二、材料说明：
1、沥青：70#A级普通沥青，产地：茂名。
2、粗集料：(10~20mm)碎石,(5~10mm)碎石,(3~5mm)碎石，产地:三水闪长岩。
3、细集料：闪长岩（0~3mm)石屑，，产地:三水。 4、填料：矿粉，产地：广州从化吕田。
注：各材料的检验结果见检验报告。
三、 目标配合比设计：
1、 矿料配合比设计：
对所用材料进行筛分试验后，再对材料进行配合比组成设计。根据工程设计图纸给定的级配 及指标要求，设计结果如下表:
材料名称
----
(10~20mm)碎 (10~15mm)碎 (5~10mm)
石
石
碎石
(3~5mm) 碎石
(0~3mm) 石屑
矿粉
沥青(油石比)
表观相对密度
AC-20C目标配合比
精心整理AC-20C沥青混合料目标配合比设计报告1概述1.1其桩号范围为1.2（1（2（3（4（5（6）《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008）1.3原材料来源本项目下面层AC-20C沥青砼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，机制砂规格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SBSI-C类改性沥青。
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》JTJ052-2000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。
SBSI-C类改性沥青沥青试验结果表2-12.22-2 2.32.4果见表2-5由表2-5试验结果可见：矿粉及消石灰各项检测指标均符合本项目技术要求。
3 AC-20C型沥青混合料目标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，拟定三个矿料级配进行试验，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。
3.11)表3-123①AC-20C(方案Ⅰ)马歇尔试验结果表3-2注：1)沥青加热温度控制在170℃，上下浮动±5℃；矿料加热温度为180～200℃；混合料拌和温度为180℃，上下浮动±5℃；击实温度为170～180℃；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得到。
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。
比(3-35℃；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，以判断目标配合比沥青混合料抗水损害性能，试验结果如表3-4所列。
沥青混泥土AC-20C配合比
AC-20C沥青混合料生产配合比设计一、设计依据1. JTG D50-2006《公路沥青路面设计规范》2. JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》3. JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》4. JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》二、原材料2.1沥青：A-70石油沥青。
沥青试验结果2.2粗集料采用碎石集料规格：15~23mm、10~15mm、5~10mm、3-5mm粗集料试验结果2.3细集料采用石屑集料规格：0-3mm细集料试验结果2.4填料采用矿粉：矿粉试验结果材料筛分汇总三. 矿料级配组成设计3.1委托方拌和楼料仓为1#料仓0~3mm，2#料仓3~5mm，3#料仓5~10mm,4#料仓10~15mm,5#料仓15~23mm。
3.2按集料筛分进行组配，配合比为5#料仓:4#料仓:3#料仓：2#料仓：1#料仓:矿粉＝19% :27%∶19.5%∶12%∶20.5% :2%。
四. 最佳含油量的选定4.1根据目标配合比以3.8%、4.0%、4.2%三个不同含油量分别制作马歇尔试件。
4.2采用表干法检测试件密度,根据集料比例及含油量,分别计算试件的空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理力学指标，试验和计算见试验记录表。
4.3标准击实的试件冷却至室温后，将试件置于60℃的恒温水浴中保持30~40min，测定试件的稳定度和流值。
数据见试验记录表。
试验记录表4.4根据试验数据选定最佳含油量为4.0%。
五、配合比设计检验5.1按最佳含油量为4.0%制作二组试件，测得其毛体积相对密度（平均值）为2.416、空隙率（平均值）为4.6%、饱和度68.8%为均满足规范要求。
5.2将第一组试件置于60℃的恒温水浴中保持30~40min后，测得其稳定度（平均值）为9.47 KN。
5.3将第二组试件置于60℃的恒温水浴中保持48h后，测得其稳定度（平均值）为8.34KN，计算其浸水残留稳定度为MS。
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习题二：1、广东省某高速公路沥青路面为三层式结构，中面层结构为AC-20C，设计要求为：设计空隙率VV（%）为3～6、稳定度（kN）为：不小于8，流值（mm）为：1.5—4，矿料间隙率VMA（%）为：不小于13.5，饱和度VFA（%）为：65—75。
所用材料如下：AH-70普通沥青，相对密度为1.033，所用矿料筛分结果及AC-20C级配范围见表1，矿料密度见表2。
马歇尔体积参数见表3，试根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）马歇尔设计方法进行AC-20C级配设计并确定最佳油石比。
表2 矿料密度
1、沥青混合料矿料级配的确定
在组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级配组成，沥青混合料由于集料的级配不同，可以形成不同的组成结构。
根据对代表性集料筛分结果,拟定矿料的配合比为1#：2#：3#：矿粉=43：26：30.5：0.5。
根据代表性集料筛分结果，合成级配如表3.
表3 AC-20C级配各档料比例及合成级配
图1 AC-20C级配曲线图
2、确定最佳沥青用量
双永高速公路沥青下面层AC-20C级配沥青混合料，采用马歇尔试验确定沥青混合料的最佳油石比。
每组沥青混合料按照《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ 052－2000)的要求，估计最佳油石比为中值，以0.5%间隔变化油石比，配置5种不同的油石比成型试件，分别在规定的试验温度及试验时间内用马歇尔仪测定稳定度和流值，同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率，然后按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)
规定的方法确定最佳油石比。
2.1、最大理论相对密度的计算。
根据已确定的各档矿料比例、表观相对密度、毛体积相对密度、沥青相对密度γb（25℃/25℃），等，根据公式：
(1) ωx=（1/γsb-1/γsa）*100=（1/2.887-1/2.938）*100=0.60
(2) C=0.033ωx2-0.2936ωx+0.9339=0.77
(3) γse=C*γsa+(1-C)*γsb =2.926
(4) γti =(100+Pai)/(100/γse+Pai/γb)
计算可得不同油石比对应的最大理论相对密度如下表：
表4最大理论相对密度
2.2、马歇尔击实
根据已确定的合成级配配制合成矿料，并按规程JTJ052-2000试验方法拌制混合料进行马歇尔击实，用马歇尔试验确定最佳油石比，分别以油石比3.09%，4.62%，4.16%，4.70%，5.25%成型马歇尔试件(双面各击实75次)，击实后的试件冷却至室温脱模，测定其各项物理力学指标，其结果表6：
表5沥青混合料试验指标
2.3、绘制VMA、VFA、密度、马歇尔稳定度、流值与油石比关系如图：
图2 密度与油用量关系
图3 稳定度与油石比关系图
图4 空隙率与油石比关系
图5 流值与油石比关系图
图6 矿料间隙率与油石比关系图
图7 饱和度与油石比关系图
稳定度 空隙率 流值 饱和度 矿料间隙率 共同范围
2.6、根据其关系图,得到如下数据:
根据试验结果，因密度无最大峰值，故OAC1取目标空隙率5.0%时所对应的油用量为3.75%。
再从图可得OACmin = 3.90%，OACmax=4.60%。
则OAC2=（OACmin+OACmax ）/2=4.25%，即此目标配合比最佳油用量OAC=(OAC1+OAC2)/2=4.00%，即最佳油石比为
OAC=4.16%
故我部确定其最佳油石比为4.16%,即最佳沥青用量为4.0%。
并对该油石比进行验证试验结果如下表：
2.7、检验最佳油石比时的粉胶比
γse=C*γsa+(1-C)*γsb =2.926
Pba=(2.926-1.026)/(2.926*2.887)* 1.026*100=23.1%
Pbe=4.00-23.1/100*0.956=3.78
FB=P0.075/ Pbe=4.5/3.78=1.19
FB在0.8-1.2之间
符合要求
2.8、有效沥青膜厚度
SA=4.01m2/kg
DA=3.78/(1.026*4.01)*10=9.19μm
3、配合比的设计检验
3.1水稳定性试验
对混合料进行水稳定性试验，进行浸水马歇尔实验时，试件分两组，每组6个试件。
一组在60℃水浴中保养0.5h后测其马歇尔稳定度S1；另一组在60℃水浴中恒温保养48h后测其马歇尔稳定度S2；计算残留稳定度S0= S2/ S1×100%。
试验结果如下表10。
浸水马歇尔残留稳定度见上表为89.3 % ，符合设计及规范要求。