鸡牡公路沥青混合料材料组成设计报告AC16I改性Word下载.docx
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三、目标配合比设计初步结论27
前言
鹤大公路鸡-牡段是我省公路重点建设项目之一。
全线为一级公路,其沥青面层结构组合为:
5cmAC-16I黑龙江调整型改性+7cmAC-25I型。
根据鹤大公路鸡-牡段沥青路面所用材料情况,鹤大公路鸡-牡段工程建设指挥部经研究决定,沥青混合料材料按一级路标准控制设计。
为保证鹤大公路鸡-牡段沥青路面材料的质量,解决生产中的实际问题。
我们在沥青混合料组成设计前,对鹤大公路鸡-牡段路所用的沥青、碎石、砂子、矿粉等材料进行了大量的调查、评价和筛选工作。
最终决定使用南韩SK110#沥青、地产(三种)玄武岩,以及燕山石化总厂生产的星型SBS沥青改性剂等较理想的材料。
在沥青混合料组成或设计上,充分考虑了高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性以及施工的难易程度等要求。
最终确定的目标配合比沥青混合料满足《公路沥青路面设计规范》JTS-014-97、《公路沥青路面施工技术规范》JTJ-032-94及《公路改性沥青路面施工技术规范》JTJ-036-98的各项技术要求。
由于水平有限、再加上时间较紧,本报告中缺点和不足在所难免,望指挥部领导和有关专家批评指正。
一、鹤大公路鸡-牡段沥青路面所用材料的评价
(一)、沥青的评价
根据鹤大公路鸡-牡段的实际情况及要求,我们对指挥部所指定的南韩SK110#沥青进行了分析、试验研究,实验结果列于表1-1。
1.南韩SK110#基质沥青试验结果表1-1
南韩110#沥青原样
项目
平均
规范要求
针入度
(100g,5s)
25℃(0.1mm)
104.3
100~120
15℃(0.1mm)
31.3
----
5℃(0.1mm)
9.5
延度
(5cm/min)
25℃(cm)
148.0
15℃(cm)
150.0
>
100
5℃(cm)
13.4
软化点(℃)
46.0
41~51
弹性恢复(%)
含腊量(%)
<
3
运动粘度
135℃
302.2
薄膜加热试验
(163℃,5h)
质量损失(%)
0.1700
1.2
针入度比(%)
63.5
48
0.6
50.0
R值
0.9983
A值
0.0468
T800
45.29
T1.2
-15.09
T800-T1.2
60.37
P.I.值
-1.01
1.南韩SK110#改性沥青试验结果表1-2
60.8
60
27.2
10.0
85.9
38.0
30
55.8
55
弹性恢复(%)
86.0
65
1.0
20
0.9994
0.0370
55.51
-20.73
76.25
0.52
3.试验结果分析
根据不同温度下沥青针入度试验结果,即:
沥青的粘温关系,我们将沥青样品的性能分别按照高温稳定性(以修正软化点T800为指标)、低温抗裂性(以修正弗拉斯脆化点T1.2为指标)、沥青的感温性(以塑性范围TS=T800-T1.2为指标)进行分析。
根据试验分析结果,我们认为南韩SK110#沥青经过改性后更能满足重交通道路石油沥青AH-110的质量要求,而且在高温稳定性而已低温抗裂性能方面比基质沥青有更为良好的表现。
(二)、沥青路面所用石料路用性的评价
根据鹤大公路鸡-牡段的实际情况,鹤大公路鸡-牡段工程建设指挥部决定沥青路面使用沿线地产石料(三种),为此,我们对三种石料(夏崴子石料、林口石料、鸡西石料)分别进行系统试验,以评价其路用性质。
其试验汇总结果见表:
1-3。
鹤大公路鸡-牡段地产石料试验报告汇总表表1-3
委托单位
鹤大鸡-牡段工程建设指挥部
工程名称
鹤大公路鸡-牡段沥青路面
产地
夏崴子
林口
鸡西
质量要求
试验项目
试验结果
石料名称
玄武岩
(多孔)
(岩浆岩类)
抗压强度(Mpa)
99.7
123.5
105.4
压碎值(%)
11.0
9.4
21.3
≯28
视密度(t/m3)
2.760~2.800
(石料有孔)
2.880
2.727
≮2.50
吸水率(%)
1.80~1.80
(石料有孔)
1.25
1.18
≯2.0
对沥青的黏附性
二级
四级
≮4级
SiO2含量
52.8%
49.12%
53.2%
针片状含量(%)
2-3cm
7.4
8.5
6.9
≯15
1-2cm
14.8
11.2
10.4
0.5-1cm
11.8
13.9
14.1
洛杉矶磨耗损失(%)
8.9
7.6
8.7
≯30
以上石料的各项技术指标试验结果表明:
各种地产石料强度高、密度大、耐磨性好,但石料多孔,与沥青的粘附性不尽理想,可用作沥青路面用矿料,能够满足沥青路面对其集料的基本技术指标要求。
(三)、沥青混合料所用集料的试验
1.夏崴子集料的筛分试验
夏崴子集料的筛分通过量表(单位:
%) 表1-4
筛孔
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
0.3
0.15
0.075
99.55
74.67
40.52
6.92
0.16
99.84
99.36
19.58
3.48
0.81
0.69
0.67
0.65
0-0.5cm
99.51
87.5
56.92
33.37
19.52
7.32
砂
98.01
94.95
81.6
54.11
24.35
3.84
0.86
矿粉
99.93
96.15
77.74
2.林口集料的筛分试验
林口集料的筛分通过量表(单位:
%) 表1-5
93.38
54.02
11.32
99.38
3.67
0.41
0.36
0.35
0.34
0.33
0.3-0.5cm
99.91
98.09
65.81
14.81
4.83
2.93
2.09
1.49
0-0.3cm
96
81.15
54.47
34.53
24.36
16.85
10.04
67.91
52.23
38.36
29.66
19.43
5.06
1.92
98.1
92.2
81.7
3.鸡西集料的筛分试验
鸡西集料的筛分通过量表(单位:
%) 表1-6
26.5
94.52
78.14
24.09
0.52
0.5-1.5cm
98.84
51.76
1.47
0.32
0.24
0.23
0.22
0.21
0.19
99.15
95.95
86.88
63.26
40.84
27.63
18.22
10.66
95.8
77.8
51.1
34.8
10.9
3.1
1.3
99.95
99.82
99.76
97.16
4.夏崴子集料的密度试验
夏崴子集料密度试验结果表1-7
材料
相对密度(g/cm3)
1.0~2.0cm
2.870
0.5~1.0cm
2.590
2.650
5.林口集料的密度试验
林口集料密度试验结果表1-8
2.804
2.794
2.821
2.634
6.鸡西集料的密度试验
鸡西集料密度试验结果表1-9
2.860
0.5~1.5cm
2.824
2.784
二、混合料配合比设计
(一)、AC-16I黑龙江调整型级配曲线的确定
在确定鹤大公路鸡-牡段上面层AC-16I黑龙江调整型级配曲线的选择上,我们主要考虑了以下一些因素:
(1)满足我国现行AC-16I黑龙江调整型的级配范围;
(2)满足美国Superpave的范围及限制区;
(3)满足马歇尔试验的各项技术指标的要求;
(4)施工控制的波动性;
(5)使沥青路面密实、不透水、高温稳定性、水稳定性及外观较好;
(6)便于摊铺(离析现象小),碾压(不产生过大的推挤);
(7)经济合理;
结合其它公路AC-16I黑龙江调整型沥青混合料的设计施工经验,最终确定的级配详见表2-1至表2-3。
(二)、马歇尔稳定度试验记录
1.夏崴子石料的AC-16I黑龙江调整型改性沥青混合料马歇尔试验
详见表2-4至2-6。
2.林口石料的AC-16I黑龙江调整型改性沥青混合料马歇尔试验
详见表2-7至2-9。
3.鸡西石料的AC-16I黑龙江调整型改性沥青混合料马歇尔试验
详见表2-10至2-12。
(三)、AC-16I黑龙江调整型级配最佳改性沥青用量的确定
1.夏崴子石料的沥青混合料最佳改性沥青用量的确定
根据AC-16I黑龙江调整型马歇尔稳定度试验结果,按照《沥青路面施工及验收规范》的要求,最佳改性沥青用量的确定过程如下:
●密度最大值的沥青用量:
a1=5%
●稳定度最大值的沥青用量:
a2=5%
●规定空隙率范围中值的沥青用量:
a3=5.3645%
OAC1=(a1+a2+a3)/3=5.1215
●流值:
最小值4.0最大值6
●空隙率:
最小值4.5447最大值6.9425
●饱和度:
最小值4.6048最大值6.1860
OACmin=4.6048OACmax=6
OAC2=(OACmin+OACmax)/2=(4.6048+6)/2=5.3024%
●综合确定最佳改性沥青用量:
OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.2119%
●实际取用:
OAC=5.20%
当改性沥青用量为5.20%时,其混合料的各项技术指标见表2-15
AC-16I黑龙江调整型改性沥青混合料技术指标汇总表表2-15
OAC=5.20
对应的各项技术指标
要求
备注
稳定度(KN)
14.6144
大于7.5
满足
流值(0.1mm)
36.1727
20~40
空隙率(%)
3.7337
按3~6控制
饱和度(%)
77.4822
70~85
密度
2.4676
2.林口石料的沥青混合料最佳改性沥青用量的确定
根据AC-25I型马歇尔稳定度试验结果,按照《沥青路面施工及验收规范》的要求,最佳改性沥青用量的确定过程如下:
a1=5.0%
a2=5.0%
a3=5.4020%
OAC1=(a1+a2+a3)/3=5.1340
最小值4.0最大值5.6190
最小值4.4756最大值7.3564
最小值4.5708最大值6.4319
OACmin=4.5708OACmax=5.6190
OAC2=(OACmin+OACmax)/2=(4.5708+5.6190)/2=5.0949%
OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.1145%
当改性沥青用量为5.20%时,其混合料的各项技术指标见表2-14
AC-16I黑龙江调整型改性沥青混合料技术指标汇总表表2-14
13.7966
37.8011
3.7119
77.4189
2.4469
3.鸡西石料的沥青混合料最佳改性沥青用量的确定
a1=5.1000%
a2=5.0%
a3=5.6041%
OAC1=(a1+a2+a3)/3=5.2347
最小值4.6658最大值6.9296
最小值4.6994最大值6
OACmin=4.6994OACmax=6
OAC2=(OACmin+OACmax)/2=(4.6994+6)/2=5.3497%
●综合确定最佳沥青用量:
OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.2922%
16.5936
34.0569
4.0295
75.9048
2.4472
表2-1
掺和后
下限
上限
99.865
92.401
95
82.1048
78
90
71.8712
76
44.0068
42
56
87.50
35.9066
38
26.9896
28
19.0212
12
12.9876
8
8.873
6
0.60
6.5978
4
配合比(%)
32
22
10
(2)、林口石料级配曲线:
表2-2
93.38
97.95
54.02
85.75
11.32
72.37
3.67
98.09
96
45.03
0.41
65.81
81.15
35.21
0.36
14.81
54.47
21.61
4.83
34.53
15.88
2.93
24.36
98.10
12.62
2.09
16.85
92.20
9.21
1.49
10.04
81.70
7.02
31
15
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