3. 3. 3 马歇尔试验结果分析
(1) 绘制油石比物理力学指标关系图 。根据表
3 ,以油石比为横坐标 ,以毛体积密度 、空隙率 、饱和
度 、稳定度和流值为纵坐标 ,绘制油石比与各物理 、
力学指标关系图 。见图 2 。
(2) 根据稳定度 、密度和空隙率确定最佳油石比
初始值 OAC1 。从图 2 中取相应于密度最大值的油 石比 a1 为 4. 8 % ,相应于稳定度最大值的油石比 a2
≤3
闪点 (COC)
℃
290
≥230
溶解度 (三氯乙烯)
%
99. 9
≥99
离析 、软化点差
℃
0. 7
≤2. 5
压碎值
%
18. 9
≤22
洛杉矶磨耗损失
%
15. 2
≤30
毛体积相对密度 S9 S12
吸水率
%
坚固性 粗集料
%
软弱颗粒含量
%
2. 837 2. 833 0. 1 5. 2 0. 2
≥2. 50
≤2 ≤12 ≤5
针片状含量 S9
%
8. 9
≤15
S12 %
11. 2
< 0. 075 颗粒 S9
%
0. 3
含量
S12 %
0. 6
≤1
与沥青粘附性
级
4级
≥5
表 观 相 对 密 石屑
度
砂
2. 770 2. 616
≥2. 5
细集料 砂当量
石屑
砂
%
73. 6 81. 3
≥60
坚固性
石屑
砂
%
5. 1 3. 4
表 1 各种原材料检测结果
材料名称
检测项目
单 位 实测值 设计标准
基质沥青 AH - 90
针入度 25 ℃ 延度 15 ℃ 软化点
0. 1mm cm ℃
93. 4 > 100 45. 7
80～100 ≥100 42～52
材料名称
检测项目
单 位 实测值 设计标准
相对密度
1. 013
-
针入度指数
- 0. 318 > - 0. 6
采用表干法测定各组马歇尔试件的毛体积密 度 ,然后将试件放在 60 ±1 ℃恒温水槽中保温 30～ 40min ,测定试件的稳定度和流值 , 再计算理论密 度 、空隙率 、沥青体积百分率 、矿料间隙率和沥青饱 和度等物理指标 。试验结果见表 3 。
表 3 AC - 20 I 沥青混合料马歇尔试验结果
试验检测中心对其中面层 AC - 20 I 型改性沥青混
凝土进行配合比设计 。下面把我试验检测中心的设
计过程 、方法及结果向大家作一介绍 。
1 设计依据 (1) 锦州至朝阳高速公路《路面工程设计说明》
(2)《公路改性沥青路面施工技术规范》(J TJ 036
- 98) ( 3)《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》
残留稳定度
残留强度
( %)
(次/ mm)
( %)
( %)
AC - 20I 两面各 中面层 75 次
> 7. 5
20～50
3～5
70～85
≥80
> 2000
≥80
油石比 劈裂强度 冻融劈裂强度 冻融劈裂强度比 设计值
( %) ( MPa)
( MPa)
( %)
( %)
4. 7
1. 063
0. 896
84. 3
≥80
3. 5 高温稳定性检验
按油石比 4. 7 %制作一组 3 个车辙试件 ,在规
定条件下测定试件的动稳定度 。试验结果见表 7 。
(4) 根据实践经验 、公路等级 、气候条件和动稳 定度验证试验 ,确定最佳油石比为 4. 7 %。 3. 4 水稳性检验 3. 4. 1 残留稳定度试验
表 7 沥青混合料动稳定度试验结果
AC20 I 最小值 %
AC20 I 中值 %
0 0 2. 8 0. 2 81. 9 0 0 0. 7 0. 0 5. 7 6. 4 8 4 6
0 0 12. 3 9. 1 97 0 0 3. 0 0. 7 6. 8 10. 5 14 6 10
0 0 20. 8 28. 7 100 0 0 5. 0 2. 3 7. 0 18. 4 20 10 15
相关系数
0. 9996
> 0. 997
延度 5 ℃
cm
50. 3
> 35
软化点
℃
66. 2
> 60
弹性恢复
%
SBS 改性沥青
质量损失
薄 膜
针入度比 (25 ℃)
% %
延度 (5 ℃)
cm
96 - 0. 07
86 27. 6
> 75 ≤1. 0 ≥60 ≥20
运动粘度 (135 ℃)
Pa·S
0. 730
别进行马歇尔试验和浸水 48h 后马歇尔试验 ,检验
其残留稳定度是否合格 。试验结果见表 5 。
表 5 沥青混合料残留稳定度试验结果
油石比
理论 密度
试件 密度
空隙 矿料 饱和 率 间隙率 度
( %) (g/ cm3) (g/ cm3) ( %) ( %) ( %)
稳定度
流值
残留 稳定度
设计值
(kN) (0. 1mm) ( %) ( %)
(J TJ 052 - 2000) (4)《公路工程集料试验规程》(J TJ 058 - 2000) 2 原材料技术指标
(1) 材料产地 (2) 碎石 :锦州团山子
(3) 石屑 :锦州团山子
(4) 砂 :女儿河万屯 (5) 矿粉 :锦州金星
(6) 基质沥青 :辽河油田石化总厂 A H - 90 (7) 改性剂 :北京燕山石化 SBS4303 (4 %内掺) 2. 2 各种原材料检测结果 (见表 1)
摘 要 本文详细介绍了 AC - 20 I 型改性沥青混凝土的目标配合比 、产生配合比的设计过 程。 关键词 配合比 油石比 稳定度 空隙率 流值 饱和度 水稳定性 高温稳定性
锦州至朝阳高速公路沥青路面采用三层式结
构 ,是在验收合格的基层上铺筑热拌沥青混凝土下
面层继而铺筑改性沥青混凝土中面层和表面层 。
≤8
表观相对密度
2. 734
2. 5
含水量 矿 粉
外 观
%
0. 3
≤1
无团粒结块 无团粒结块
亲水系数
0. 78
<1
3 目标配合比设计
3. 1 确定矿料的级配范围
锦朝高速公路 AC - 20I 沥青混凝土设计级配比
规范改了 4 个通过量 ,9. 5mm～1. 18mm4 个孔径通过
量减少了 1～3 个百分点 ,设计级配范围见表 2 。
第 6 期 赵 丁等 :AC - 20 I 型改性沥青混凝土配合比设计
·15 ·
图 2 油石比与各技术指标关系图
表 4 沥青混合料技术指标
表 6 沥青混合料冻融劈裂试验结果
浸水马歇尔
冻融劈
击实
沥青
动稳
混合料
次数
稳定度
流值
空隙率 饱和度
试验 (48h)
定度
裂试验
类型
(次)
(kN) (0. 1mm) ( %)
油石比
毛体积 密度
理论 密度
沥青体积 百分率
空隙率
矿料 间隙率
饱和度
稳定度
流值
( %) (g/ cm3) (g/ cm3) ( %) ( %) ( %) ( %) (kN) (1/ 10mm)
4. 0 2. 483 2. 617 9. 4 5. 1 14. 5 64. 8 10. 4 28. 2
4. 5 2. 496 2. 597 10. 6 3. 9 14. 5 73. 2 12. 5 32. 1
65. 8 100 100 100 100 28. 3 18. 0 24. 0 8. 0 7. 0 85. 3 90 75 82. 5
91. 9 100 100 100 100 39. 5 18. 0 24. 0 8. 0 7. 0 96. 5 100 95 97. 5
100 100 100 100 100 43. 0 18. 0 24. 0 8. 0 7. 0 100. 0 100 100 100
S9∶S12∶石屑∶砂∶矿粉 = 43 %∶18 %∶24 %∶8 %
序 ,反复调整矿料级配 ,确保合成级配在规定范围 , ∶7 %
再考虑锦朝高速公路的交通量及所在地区的气候等
矿料级配计算见表 2 ,级配曲线见图 1 。
表 2 沥青混合料矿料级配计算表
筛孔尺寸 (mm)
0. 075 0. 15 0. 3
0 0 27. 8 58. 8 100 0 0 6. 7 4. 7 7. 0 18. 4 27 15 21
0 0 43. 4 73. 2 100 0 0 10. 4 5. 9 7. 0 23. 3 32 20 26
0 2. 1 68. 7 85. 9 100
0 0. 4 16. 5 6. 9 7. 0 30. 7 40 28 34
图 1 AC - 20 I 型沥青混合料矿料级配曲线图
3. 3 确定最佳油石比 3. 3. 1 制备试样
按确定的矿质混合料的配合比 ,计算各矿质材 料的用量 。按规范推荐的油石比范围 4. 0～6. 0 % , 以 0. 5 %间隔变化油石比制备马歇尔试件 5 组 ,每 组 4 个试件 。在试件制备过程中 ,矿料加热温度为 180 ℃,改性沥青加热温度为 170 ℃,混合料拌和温 度为 175 ℃,击实温度为 155 ℃,击实次数为两面各 75 次 。 3. 3. 2 测定物理 、力学指标