中面层AC20型沥青混合料目标配比设计报告

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1、附件附件国道主干线广州绕城公路东段（珠江黄埔大桥）高速公路中面层中面层 AC-20 型沥青混合料型沥青混合料目标配合比设计报告目标配合比设计报告广广州州珠珠江江黄黄埔埔大大桥桥路路面面工工程程 技技术术咨咨询询项项目目部部二二七七年年八八 月月国道主干线广州绕城公路东段（珠江黄埔大桥）高速公路中面层中面层 AC-20 型沥青混合料型沥青混合料目标配合比设计报告目标配合比设计报告 试验人员：黄试验人员：黄 涛涛 王王 钊钊 刘煜刘煜 曾俊标曾俊标 关志深关志深 报告编写：黄报告编写：黄 涛涛 王王 钊钊 袁万杰袁万杰 报告审核：孙长新报告审核：孙长新广州珠江黄埔大桥路面工程技术咨询项目部二七年八

2、 月目目 录录说 明.1一、原材料试验一、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 .34. 矿粉试验 .5二、二、AC-20AC-20 型沥青混凝土目标配合比设计型沥青混凝土目标配合比设计.61、中面层方案“AC-20 设禁区、控制点”.62、中面层方案.113、中面层方案.16三、三、AC-20AC-20 型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表.23四、四、AC-20AC-20 型沥青混凝土目标配合比推荐方案型沥青混凝土目标配合比推荐方案.241说 明一、设计依据1. 公路沥青路面设计规范 （JTG D50-200

3、6）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 （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二、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

4、验规程 （JTJ052-2000）对原材料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，并按公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）中对 AC-20 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，提出三个设计方案；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-20 型沥青混凝土三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-20 型沥青混凝土三个设计方案进行60和 70的车辙试验；5. 依据确定的最佳沥青用量

5、，分别对 AC-20 型沥青混凝土三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-20 型沥青混凝土三个设计方案进行渗水试验。三、中面层拟采用的设计方案介绍2中面层 AC-20 型沥青混合料目标配合比采用三个设计方案进行比选：方案：本方案矿料合成级配按照现行公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）规定的级配范围并参考 Superpave 混合料设计方法设置禁区和控制点确定。方案：本方案矿料合成级配按照现行公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）规定的级配范围确定，并介于方案、之间。 方案：本方案矿料合成级配按照现行公路沥青路面施工技术规范

6、（JTG F40-2004）规定的级配范围并结合贝雷法对级配进行检验和调整后确定。四、原材料选用本项目中面层 AC-20 型沥青混合料目标配合比设计试验所采用的集料为佛山三水田野石料场生产的石灰岩，集料粒径规格分别为 S9（1020mm） 、S11（515mm） 、S14（35mm）和 S16（03mm） ；矿粉由石灰岩磨细制成；沥青为壳牌新粤（佛山）沥青有限公司生产的 SBS 改性沥青。3一、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

7、项 目试验结果设计要求试验依据针入度（25，100g， 5s，0.1mm）524060针入度指数 P.I0.70.5T0604-2000延度（5cm/min，5，cm）34.125T0605-1993软化点（）85.370T0606-2000运动粘度（135，Pa.s）3.2443T0625-1993闪点（）-230T0611-1993溶解度（%）99.599.0T0607-1993弹性恢复（5cm/min，25，%）97.980.0T0662-2000贮存稳定性离析，48h 软化点差（）-2.5T0661-2000密度（15，g/cm3）1.024实测相对密度（25）1.020实测T0603

8、-1993旋转薄膜加热试验（163，5h）质量损失（%）0.30.8T0610-1993残留针入度比（%）87.465T0604-2000残留延度（5cm/min，5，cm）22.420T0605-19932. 沥青与集料的粘附性试验本试验采用 T0616-1993 中水煮法，沥青与粗集料粘附性试验结果见表 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后石料表面上沥青膜剥落情况粘附性等级沥青膜有少部分为水所移动，剥离面积百分率少于 10%4备注所用石料为石灰岩3. 集料试验集料试验严格按照公路工程集料试验规程 （JTG E42-2005）的要求和方法进行，4粗、细集料试验结

9、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%19.825T03162005粘附性级44T061619931020mm 碎石2.745515mm 碎石2.742表观相对密度35mm 碎石-2.7492.50T030420051020mm 碎石0.30515mm 碎石0.37吸水率35mm 碎石%0.782.0T03072005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 9.5mm%10.19

10、.310.9181520T031220051020mm 碎石0.6515mm 碎石0.7水洗法0.075mm 颗粒含量35mm 碎石%0.21T031020051020mm 碎石2.722515mm 碎石2.714各种集料的毛体积相对密度35mm 碎石-2.689-T030420051020mm 碎石1.478515mm 碎石1.491各种集料的松装密度35mm 碎石t/cm31.554-1020mm 碎石1.604515mm 碎石1.628各种集料的干捣密度35mm 碎石t/cm31.630-T03092005 5 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.

11、7462.50T03282005毛体积相对密度-2.680-T03042005紧装密度g/cm31.888-T03311994砂当量%6360T03342005坚固性%-12T03402005亚甲蓝值g/kg-25T03492005棱角性(流动时间)s-30T03452005注：注：1)1)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；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；2)2)石屑的毛体积相对密度是用筛出的石屑的毛体积相对密度是用筛出的 2.362.364.754.75mm 部分的毛体积相对密度代替。部分的毛体

12、积相对密度代替。4. 矿粉试验矿粉试验结果见表 5 所列。 矿粉技术指标 表 5试验项目单位试验结果规范标准试验依据表观密度g/cm32.7682.50表观相对密度-2.773-T0352-2000外观-无团粒结块无团粒结块-矿粉亲水系数-0.871T0353-2000含水量%0.091T0332-2005塑性指数%24T0354-2000加热安定性-不变质实测结果T0355-2000粒度范围0.6mm0.15mm0.075mm%10093.579.51009010075100T0351-2000 6 二、AC-20 型沥青混凝土目标配合比设计1、中面层方案“AC-20 设禁区、控制点”1）原

13、材料筛分及合成级配AC-20 型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表 6原材料级配通过百分率(%)1020mm碎石515mm碎石35mm碎石03mm石屑合成级配(%)规范推荐范围(%)控制点禁区筛孔尺寸(mm)37.026.08.029.026.5100.0100.0100.0100.0100.01001009010019.094.9100.0100.0100.098.1901009016.070.8100.0100.0100.089.2789213.223.699.7100.0100.071.762809.51.079.0100.0100.057.952724.750.74.778.610

14、0.036.826562.360.70.80.889.226.41644234934.61.180.70.70.263.318.8123322.328.30.60.70.70.242.312.782416.720.70.30.70.70.231.29.551713.70.150.60.70.221.46.64130.0750.60.70.216.05.137282）矿料合成级配曲线方案矿料合成级配曲线如图 1 所示。71.180.60.150.07537.531.526.5191613.29.54.752.360.30102030405060708090100筛孔尺寸(mm)通过百分率(%)下

15、限上限中值AC-20目标控制点控制点禁区禁区 图 1 AC-20 型（方案）矿料合成级配曲线图 3）马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定AC-20（方案）马歇尔试验结果见表 7。 AC-20（方案）马歇尔试验结果 表 7试件密度试件组号油石比(%)实际理论空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)13.52.4322.5886.013.154.011.7837.224.02.4452.5694.813.063.011.4034.234.52.4582.5513.713.071.910.6533.145.02.4712.5532.513.081.011.4340.8

16、55.52.4602.5152.213.884.010.8043.2技术要求-369+设计空隙率65758.01540注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。最佳沥青用量确定由表 7 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线如图 2 所示。

17、82.4252.4352.4452.4552.4652.4753.54.04.55.05.5油石比（%）毛体积相对密度10.0010.5011.0011.5012.0012.503.54.04.55.05.5油石比（%）稳定度（KN）1.52.53.54.55.56.53.54.04.55.05.5油石比（%）空隙率（%）202530354045503.54.04.55.05.5油石比（%）流值（0.1mm）50.055.060.065.070.075.080.085.03.54.04.55.05.5油石比（%）饱和度（%）12.813.013.213.413.613.83.54.04.55.

18、05.5油石比（%）矿料间隙率（%）3.544.555.5油石比(%)稳定度(KN)空隙率(%)饱和度(%)流值(0.1mm)公共范围图 2 AC-20 目标配合比（方案）确定沥青用量图 9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=4.36% OAC2（4.11%+4.67%）/24.39%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 4.114.67%，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-20 目标配合比（方案）的最佳油石比为：OAC=4.4%

19、。当 OAC=4.4%时，空隙率为3.8%，VMA 值为 13.0%，满足设计要求。4）最佳油石比马歇尔试验 AC-20（方案）最佳油石比马歇尔试验结果 表 8试件密度试件组号油石比(%)实际理论空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)14.42.4672.5543.412.672.912.3638.4技术要求-369+设计空隙率65758.01540注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55

20、；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。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-20（方案）残留稳定度试验结果 表 9稳定度(kN)油石比(%)浸水时间试验结果平均值残留稳定度(%)12.6313.8510.9512.0030min12.3612.3610.5212.4111.1611.434.448h9.4210.9988.9106）冻融劈裂试验AC-20（方案）冻融劈裂试验结果 表 10油石比(%)试验条件稳定度(kN)劈裂抗拉强度(MPa)冻融劈裂强

21、度比(%)10.7911.6011.5410.01未经受冻融循环10.101.0949.398.1811.189.204.4经受冻融循环9.620.95287.17）车辙试验 AC-20（方案）车辙试验结果 表 11 车辙板尺寸：30030050mm 拌和温度：170 碾压温度：160行走距离：231cm 试验编号轮压(MPa)试验温度()动稳定度(次/mm)平均值(次/mm)692395456080368168525063200.77044105327379531201.070395036228）渗水试验 AC-20（方案）渗水试验结果 表 12试验编号初始读数时间(s)初始读数(ml)终读

22、数时间(s)终读数(ml)渗水系数(ml/min)010018024047010018024548110100180230432、中面层方案1）原材料筛分及合成级配AC-20 型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表 13原材料级配通过百分率(%)1020mm碎石515mm碎石35mm碎石03mm石屑矿粉合成级配(%)规范推荐范围(%)筛孔尺寸(mm)31.035.07.526.00.526.5100.0100.0100.0100.0100.0100.010010019.094.9100.0100.0100.0100.098.49010016.070.8100.0100.0100.0100.0

23、90.9789213.223.699.7100.0100.0100.076.262809.51.079.0100.0100.0100.062.052724.750.74.778.6100.0100.034.326562.360.70.80.889.2100.024.216441.180.70.70.263.3100.017.412330.60.70.70.242.3100.012.08240.30.70.70.231.299.29.15170.150.60.70.221.493.56.54130.0750.60.70.216.079.55.0372）方案矿料合成级配曲线如图 3 所示。121.

24、180.60.150.0750.32.364.759.513.2161926.531.537.50102030405060708090100筛孔尺寸(mm)通过百分率(%)下限上限中值AC-20目标图 3 AC-20 型（方案）矿料合成级配曲线图 133）马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定AC-20（方案）马歇尔试验结果见表 14。 AC-20（方案）马歇尔试验结果 表 14试件密度试件组号油石比(%)实际理论空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)13.52.4222.5886.413.452.411.1734.224.02.4392.5695.113.36

25、1.911.9938.534.52.4592.5513.613.072.211.3337.545.02.4652.5332.713.279.711.1939.755.52.4632.5152.113.784.911.6650.3技术要求-369+设计空隙率65758.01540注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混

26、合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。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。142.4202.4302.4402.4502.4602.4703.54.04.55.05.5油石比（%）毛体积相对密度10.5010.9011.3011.7012.1012.503.54.04.55.05.5油石比（%）稳定度（KN）1.02.03.04.05.06.07.03.54.04.55.05.5油石比（%）空隙率（%）3035404550553.54.04.55.05.5油石比（%）流值（0.1mm）50.055.060.

27、065.070.075.080.085.090.03.54.04.55.05.5油石比（%）饱和度（%）12.913.013.113.213.313.413.513.613.73.54.04.55.05.5油石比（%）矿料间隙率（%）3.544.555.5油石比(%)稳定度(KN)空隙率(%)饱和度(%)流值(0.1mm)公共范围图 4 AC-20 目标配合比（方案）确定沥青用量图 15根据曲线图，由于稳定度没有严格出现峰值，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=4.35% OAC2（4.12%+4.66%）/24.39%各项指标均符合沥青混合料技术要求的

28、沥青油石比范围为 4.124.66%，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-20 目标配合比（方案）的最佳油石比为：OAC=4.3%。当 OAC=4.3%时，空隙率为4.1%，VMA 值为 13.1%，满足设计要求。4）最佳油石比马歇尔试验 AC-20（方案）最佳油石比马歇尔试验结果 表 15试件密度试件组号油石比(%)实际理论空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)14.32.4622.5583.712.770.510.6437.6技术要求-369+设计空隙率65758.0154

29、0注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。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-20（方案）残留稳定度试验结果 表 16稳定度(kN)油石比(%)浸水时间试验结果平均值残留稳定度(%)9.9511.3710.8010.2030min10.8810.

30、649.9011.2410.3611.584.348h9.2210.4698.3166）冻融劈裂试验AC-20（方案）冻融劈裂试验结果 表 17油石比(%)试验条件稳定度(kN)劈裂抗拉强度(MPa)冻融劈裂强度比(%)9.288.769.46未经受冻融循环9.770.7218.668.679.204.3经受冻融循环8.630.70898.27）车辙试验 AC-20（方案）车辙试验结果 表 18 车辙板尺寸：30030050mm 拌和温度：170 碾压温度：160行走距离：231cm 试验编号轮压(MPa)试验温度()动稳定度(次/mm)平均值(次/mm)8120785660824380734

31、66739860.77037694140366332141.070386435808）渗水试验 AC-20（方案）渗水试验结果 表 19试验编号初始读数时间(s)初始读数(ml)终读数时间(s)终读数(ml)渗水系数(ml/min)010018027057010018026053010018027558173、中面层方案1）原材料筛分及合成级配AC-20 型沥青混凝土合成矿料级配组成（方案） 表 20原材料级配通过百分率(%)1020mm碎石515mm碎石35mm碎石03mm石屑矿粉合成级配(%)规范推荐范围(%)筛孔尺寸(mm)34.032.56.526.50.526.5100.0100.0

32、100.0100.0100.0100.01001001994.9100.0100.0100.0100.098.3901001670.8100.0100.0100.0100.090.1789213.223.699.7100.0100.0100.073.962809.51.079.0100.0100.0100.059.552724.750.74.778.6100.0100.033.926562.360.70.80.889.2100.024.716441.180.70.70.263.3100.017.812330.60.70.70.242.3100.012.28240.30.70.70.231.29

33、9.29.25170.150.60.70.221.493.56.64130.0750.60.70.216.079.55.1372）方案矿料合成级配曲线如图 5 所示。1.180.60.150.07537.531.526.5191613.29.54.752.360.30102030405060708090100筛孔尺寸(mm)通过百分率(%)下限上限中值AC-20目标18图 5 AC-20 型（方案）矿料合成级配曲线图3）贝雷法验证过程根据中面层设计方案确定的配合比，通过贝雷法对其进行验证和调整。初步计算粗细集料组成比例国内外经验表明，当设计密度为松装密度 95%105%之间时，设计出的沥青混合

34、料粗集料骨架结构稳定，现场变异较小，且施工压实容易。因此，本设计密度取为松装密度的 105%，根据中面层设计方案确定的各集料的比例和表 3、表 4 中的各集料的密度，得出每 cm3体积内各粗集料量为： 1020mm 碎石为 0.794g；515mm 碎石为 0.765g；粗集料间隙率 VCR 为 0.427。因此，每 cm3体积内所需细集料：35mm 碎石量为 0.155g；03mm 碎石量为 0.630g；粗细集料总量为 2.343g。粗细集料初步组成为：1020mm 碎石：515mm 碎石：35mm 碎石：03mm碎石=33.9：32.6：6.6：26.9。考虑粗集料中含细料和细料中含粗料

35、对组成比例进行调整本配合比设计中，公称最大粒径为 19mm，则粗细集料划分界限（PCS）为4.75mm，根据各集料筛分结果，可以得出：1020mm 碎石所含细料为 0.2%；515mm 碎石所含细料为 1.6%；粗集料所含细集料总量为 1.8%。细集料 35mm 碎石所含粗料为 1.1%。对粗料调整为：1020mm 碎石为 33.5%；515mm 碎石为 33.6%；对细料调整为：35mm 碎石为 6.1%；1903mm 碎石为 26.3%考虑 0.075mm 通过率对集料比例进行调整合成集料中含 0.075mm 以下料为：1020mm 碎石为 0.2%；515mm 碎石为 0.2%；35mm

36、 碎石为 0.1%；03mm 碎石为 4.6%；所需填料矿粉为 0.2%。因矿粉中不含 2.36mm 以上部分，所以对粗料不进行调整，对 03mm 碎石调整为 26.1%。最后各档集料比例为：1020mm 碎石：515mm 碎石：35mm 碎石：03mm碎石：矿粉=33.5：33.6：6.1：26.1：0.7。合成级配见表 21 所列。AC-20 型沥青混凝土合成矿料级配组成（贝雷法） 表 21原材料级配通过百分率(%)1020mm碎石515mm碎石35mm碎石03mm石屑矿粉合成级配(%)规范推荐范围(%)筛孔尺寸(mm)33.533.66.126.10.726.5100.0100.0100

37、.0100.0100.0100.0 1001001994.9100.0100.0100.0100.098.3 901001670.8100.0100.0100.0100.090.2 789213.223.699.7100.0100.0100.074.3 62809.51.079.0100.0100.0100.059.8 52724.750.74.778.6100.0100.033.4 26562.360.70.80.889.2100.024.5 16441.180.70.70.263.3100.017.7 12330.60.70.70.242.3100.012.2 8240.30.70.70.

38、231.299.29.3 5170.150.60.70.221.493.56.7 4130.0750.60.70.216.079.55.2 37由表 20 和表 21 可以看出，中面层方案级配组成及曲线与经过贝雷法验证后的级配组成和曲线相差不大，因此，直接以方案级配组成进行马歇尔试验，求出最佳沥青用量。204）马歇尔试验结果及最佳沥青用量确定AC-20（方案）马歇尔试验结果见表 22。 AC-20（方案）马歇尔试验结果 表 22试件密度试件组号油石比(%)实际理论空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)13.52.4292.5896.213.253.311.

39、2239.924.02.4422.5705.013.262.210.3238.434.52.4552.5513.813.171.310.3935.645.02.4642.5332.613.280.210.8635.755.52.4572.5152.313.983.39.7339.5技术要求-369+设计空隙率65758.01540注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料

40、废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。 最佳沥青用量确定由表 22 得出的油石比与各项测定指标的关系曲线图如图 6 所示。212.4202.4302.4402.4502.4602.4703.54.04.55.05.5油石比（%）毛体积相对密度 9.009.5010.0010.5011.0011.503.54.04.55.05.5油石比（%）稳定度（KN）2.03.04.05.06.07.03.54.04.55.05.5油石比（%）空隙率（%） 3234363840423.54.04.55.05.5

41、油石比（%）流值（0.1mm）50.055.060.065.070.075.080.085.03.54.04.55.05.5油石比（%）饱和度（%） 12.813.013.213.413.613.814.03.54.04.55.05.5油石比（%）矿料间隙率（%）3.544.555.5油石比(%)稳定度(KN)空隙率(%)饱和度(%)流值(0.1mm)公共范围AC-20 目标配合比（方案）确定沥青用量图 图 622根据曲线图，由于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=4.41% OAC2（4.16%+4.70%）/24.43%各项指标均

42、符合沥青混合料技术要求的沥青油石比范围为 4.164.70%，最佳油石比的初始值 OAC1在此范围内。根据 OAC1和 OAC2，结合广东省高速公路建设的实际情况，确定 AC-20 目标配合比（方案）的最佳油石比为：OAC=4.4%。当 OAC=4.4%时，空隙率为4.0%，VMA 值为 13.2%，满足设计要求。6）最佳油石比马歇尔试验 AC-20（方案）最佳油石比马歇尔试验结果 表 23试件密度试件组号油石比(%)实际理论空隙率(%)矿料间隙率(%)沥青饱和度(%)稳定度(kN)流值(0.1mm)14.42.4592.5553.812.970.411.4935.9技术要求-369+设计空隙

43、率65758.01540注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。 7）浸水马歇尔试验 AC-20（方案）残留稳定度试验结果 表 24稳定度(kN)油石比(%)浸水时间试验结果平均值残留稳定度(%)10.4610.2412.2312.22

44、30min12.2911.4911.5710.5710.539.429.94.448h11.5710.4090.5238）冻融劈裂试验AC-20（方案）冻融劈裂试验结果 表 25油石比(%)试验条件稳定度(kN)劈裂抗拉强度(MPa)冻融劈裂强度比(%)9.269.778.539.86未经受冻融循环9.560.9348.288.908.339.564.4经受冻融循环9.050.90096.49）车辙试验 AC-20（方案）车辙试验结果 表 26车辙板尺寸：30030050mm 拌和温度：170 碾压温度：160行走距离：231cm 试验编号轮压(MPa)试验温度()动稳定度(次/mm)平均值(

45、次/mm)863064296073627474403239860.77042164078353231861.0702416304510）渗水试验 AC-20（方案）渗水试验结果 表 27试验编号初始读数时间(s)初始读数(ml)终读数时间(s)终读数(ml)渗水系数(ml/min)0100180285620100180250502401001802605325三、AC-20 型沥青混凝土目标配合比试验结果汇总表 AC-20 型沥青混凝目标配合比试验结果 表 28试件密度(g/cm3)动稳定度(次/mm)结构类型AC-20油石比(%)实际理论空隙率(%)间隙率(%)饱和度(%)稳定度(KN)流值

46、(0.1mm)600.7MPa700.7MPa701.0MPa残留稳定度 MS0(%)冻融劈裂比 TSR(%)渗水系数(ml/min)方案4.42.4672.5543.412.672.912.3638.481685326362188.987.146方案4.32.4622.5583.712.770.510.6437.680734140358098.398.256方案4.42.4592.5553.812.970.411.4935.974744078304590.596.455AC-20型规范推荐值-369+设计空隙率65758.015403000-8580120注：注：1)1)沥青加热温度控制在沥

47、青加热温度控制在 160160165165；矿料加热温度为；矿料加热温度为 190190220220；混合料拌和温度为；混合料拌和温度为 175175，上下浮动，上下浮动55；击实温度为；击实温度为 160160165165；混合料废弃温度；混合料废弃温度 195195；2)2)沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。沥青混合料理论最大相对密度是通过计算法算出。 26四、AC-20 型沥青混凝土目标配合比推荐方案根据公路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）的规定与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中对 AC-20 型沥青混合料性能指标的技术要求，

48、分别对以上三个设计方案的沥青混合料进行了高温稳定性检验（车辙试验） 、水稳定性检验（浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验） 、渗水系数检验，各试验数据见表 28 所列。同时根据贝雷法检验三个设计方案的 CA 比，FAc 比和 FAf比，结果见表 29 所列。 三个方案集料比指标要求范围 表 29公称最大粒径（mm）CA 比FAc比FAf比AC-20（方案）0.500.510.51AC-20（方案）0.730.510.5219AC-20（方案）0.630.520.52因为本项目设计级配均为“S”型曲线，而贝雷法认为 Superpave 中的“S”型级配曲线应具有更大的 CA 比和 FA 比。CA 比增大，中间粒径（如 9.5mm4.75mm）颗粒含量增多，粗集料颗粒相互之间产生干涉而形成骨架结构。但 CA 比过大，也会使该结构由于粗集料的相互干涉，易产生推移，施工过程中压实相对比较困难。鉴于此，针对本项目设计的“S”型曲线，及综合各级配试验结果，最终推荐方案为下面层目标配合比设计方案。其矿料级配组成见表 30 所列： AC-20 型沥青混凝土目标配合比级配组成 表 30集料规格1020mm515mm35mm03mm矿粉最佳油石比配比(%)31357.5260.54.3