2022年Sup普通沥青混合料目标配合比设计.docx

名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -附件：2022大路养护大中修Sup20一般沥青混合料目标协作比设计报告 一、概述2022 大路养护大中修 Sup-20 一般沥青混合料的目标协作比设计；本次 Sup20沥青混合料的室内协作比设计方法依据 二、设计依据Superpave 沥青混合料设计方法进行设计；1大路沥青路面施工技术规范 （JTG F40-2004）2大路工程集料试验规程 （JTG E42-2005）3大路工程沥青及沥青混合料试验规程 （JTG E20-2022）4 2022 年一般国省道干线大路路面大中修工程三、材料本次试验所用集料产地为上方, 矿粉产地为常山, 沥青为宁波镇海 70#一般沥青；依据 Superpave 设计要求,进行了各种矿料的密度试验和沥青密度试验（试验结果见 表 1）；表 1 矿料及沥青密度试验结果表矿 料表观相对密度1.028 毛体积相对密度（19-26.5mm） 1# 料2.730 2.716 （9.5-19mm） 2# 料2.735 2.702 （ 4.75-9.5mm ） 3# 料2.760 2.686 （0-4.75mm） 4# 料2.759 2.686 矿 粉2.718 / 一般沥青相对密度（25）四、设计集料结构的挑选1. 初选级配 依据 Superpave 设计的一般方法,在挑选集料结构时,第一调试选出粗、中、细 三个级配,依据集料的性质（密度和吸水率）运算出三个级配的初始用油量；然后用- 1 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 7 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -初始用油量成型试件； 依据试验结果,运算出这三个级配的沥青混合料在间隙率为 4.0%时所需的沥青用量及相应的沥青混合料其它性质,粉与有效沥青之比（ DP）、初始旋转次数的压实度（如矿料间隙率（VMA）、饱和度（VFA）、%Gmmatin）；表 2 为各种集料的筛分试验结果、三个调试级配料各档料比例以及三个试验级配各筛孔尺寸矿料通过率明细表,图 1 为三种试验级配曲线,表 1003 为估算沥青用量汇总表；禁区下限90 禁区上限掌握点）%（率 过 通80级配 170级配 260级配 3504030 20 10 0 0.075 0.15 0. 3 0.6 1.18 2.36 4 .75 9.5 13.2 16 19 26.5 筛孔尺寸（ mm）图 1 三种试验级配曲线- 2 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 7 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -表 2 试级配各档料比例及合成级配级配1料2料3料4料矿粉级配 1 组合级配级配 3 级配 1 22 24 24 29 1 级配 2 18 24 26 31 1 级配 2 级配 3 17 23.5 25 33 1.5 筛孔（ mm）通过率（ %）26.5mm 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 19.0mm 80.0 100.0 100.0 100.0 100.0 95.6 96.4 96.6 16.0mm 2.7 80.4 100.0 100.0 100.0 73.9 77.8 78.9 13.2mm 1.5 30.6 100.0 100.0 100.0 61.7 65.6 67.0 9.5mm 0.3 2.8 83.7 100.0 100.0 50.8 54.5 56.1 4.75mm 0.2 0.6 6.5 95.9 100.0 30.6 32.6 35.0 2.36mm 0.2 0.6 3.0 77.0 100.0 24.2 25.8 27.8 1.18mm 0.2 0.5 2.3 50.8 100.0 16.4 17.5 19.0 0.6mm 0.2 0.5 1.4 33.6 100.0 11.2 11.9 13.1 0.3mm 0.2 0.4 1.3 20.9 100.0 7.5 8.0 8.9 0.15mm 0.1 0.3 1.0 14.0 99.7 5.4 5.7 6.5 0.075mm 0.1 0.3 1.0 11.7 96.2 4.7 4.9 5.6 表 3 估算沥青用量汇总表试验级配Gsb GsaGseVba Vbe WPbi （ %）1 2.697 2.747 2.737 0.013 0.0895 2.346 4.28 2 2.696 2.748 2.737 0.013 0.0895 2.347 4.31 3 2.695 2.748 2.737 0.013 0.0895 2.347 4.31 表中： Gsb 级配集料毛体积密度g/cm3 ； Gsa 级配集料表观密度g/cm3 ； Gse 级配集料有效密度g/cm3 ； Vba 集料吸取的沥青胶结料体积cm3/cm3 ； Vbe 有效沥青胶结料的体积cm 3/cm3 ； Ws 每立方厘米混合料中集料质量（g）； Pbi 胶结料的百分数（ %）；2. 试验级配的评判依据各个级配的估算沥青用量及设计体会拟用4.30%的沥青用量,采纳旋转压实仪成型试件,设定旋转压实仪的单位压力为 0.6MPa；依据 Superpave 设计体会,挑选压实次数 N初始=8 次, N设计=100 次, N最大=160 次；依据 Superpave 的设计标准,在进行- 3 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 3 页,共 7 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -估算用油量成型试件时,将旋转压实次数设定在N 设计,本次试验为 N设计=100 次,估算沥青用量下各级配旋转压实试验结果汇总于表 于表 5；4；三种级配估算沥青用量试验结果汇总表 4 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表级实测最试8 次高度空气中水中重饱和面毛体积相对N初始N设计大理论件mm 配相对密编100 次重（ g）g 干重 g 密度压实度（ %）压实度（%）度号级2.533 1 127.3 115.4 4964.1 2900.4 4981.4 2.385 85.4 94.2 配1 2.534 2 127.4 115.5 4949.3 2891.2 4962.7 2.389 86.4 95.1 1 级126.1 114.6 4792.3 2815.7 4803.1 2.411 配2 2.533 2 126.3 114.8 4806.3 2820.4 4818.2 2.406 86.8 95.9 1 级125.2 113.2 4785.4 2820.2 4792.1 2.427 配3 2 125.8 113.9 4795.2 2839.6 4812.4 2.431 表 5 三种级配估算沥青用量试验结果评判表级配4%间隙率VMA（）VFA（）粉胶比（ D.P）估算 N 初始沥青用量（）（设计次数）（设计次数）压实度（）1 5.00 14.9 73.2 1.05 87.2 2 4.68 14.3 72.0 1.19 87.3 3 4.35 13.7 70.9 1.48 86.9 设计要求13.0 65 75 0.6 1.2* 89.0 注： *表示当级配通过禁区下方,粉胶比可增加到0.8 1.6 ；依据表 5 的评判结果,可以看出级配1、级配 2、级配 3 沥青混合料的体积指标均满意 Superpave 设计要求,依据 Superpave 设计体会挑选级配 3 为设计级配；3. 挑选设计级配的沥青用量设计级配确定后, 由表 5 并依据设计体会, 取 Pb为 4.30%,挑选四种沥青用量 Pb、Pb± 0.5 和 Pb+1进行试验以确定挑选级配的沥青用量,在试验时压实次数设定在 N设计（本次 N设计=100 次）；试验结果分别见表 6 和表 7；- 4 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 7 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -表 6 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表沥青用实测最试高度空气中重水中重饱和面干毛体积相N初始N 设计大理论件mm 压实度压实度量（ %）相对密编8 次100 次（ g）g 重 g 对密度（ %）（ %）度号3.80 2.553 1 125.7 114.8 4726.8 2794.2 4743.7 2.425 86.6 94.9 4.30 2.533 2 125.5 114.5 4719.6 2786.1 4735.4 2.421 86.8 95.9 1 125.2 113.2 4785.4 2820.2 4792.1 2.427 4.80 2.514 2 125.8 113.9 4795.2 2839.6 4812.4 2.431 86.6 96.5 1 125.7 113 4723.5 2782.4 4729.2 2.426 5.30 2.494 2 125.9 112.9 4717.1 2778.5 4724.7 2.424 86.4 96.9 1 127.8 112.7 4717.3 2785.9 4722.6 2.436 2 127.1 112.6 4726.1 2792.9 4731.3 2.438 表 7 四种沥青用量沥青混合料体积性质沥青用量N设计压实度（）VMA（）VFA（）粉胶比（ D.P）N初始压实度 （ %）（）3.80 94.9 13.5 62.3 1.73 86.6 4.30 95.9 13.8 70.1 1.50 86.8 4.80 96.5 14.3 75.3 1.32 86.6 5.30 96.9 14.4 78.7 1.18 86.4 设计标准 13.0 6575 0.6 1.2* 89 注： *表示当级配通过禁区下方,粉胶比可增加到0.8 1.6 ；依据表 7 中,3.80%、4.30%、4.80%、5.30%四个沥青用量的体积性质,得到设计间隙率为 4.0%时的沥青用量为 4.36%；VV、VMA、VFA、D.P 与沥青用量的关系图见图 2；- 5 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 7 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -5.5 14.5 VV%5.0 4.3沥青用量 %4.85.3A% VM14.4 3.84.3沥青用量 %4.85.314.3 4.5 14.2 4.0 14.1 14.0 3.5 13.9 13.8 3.0 13.7 13.6 2.5 13.5 2.0 13.4 3.8VFA%85.0 4.34.85.3D.P1.80 3.84.3沥青用量 %4.85.31.70 80.0 1.60 75.0 1.50 70.0 1.40 1.30 65.0 沥青用量 %1.20 60.0 1.10 1.00 55.0 0.90 50.0 0.80 3.8图 2 VV 、VMA、VFA和 DP与用油量的关系图4. 设计级配沥青用量的验证依据第 3 节中得到的设计沥青用量4.36%,采纳沥青用量4.36%成型试件,验证4.36% 的沥青用量在压实次数设定在 验结果汇总于表 8；N 最大（N 最大=160 次）时对应的体积性质指标,试表 8 设计沥青用量验证试验结果表沥青用量N设计压实度（）VMA（）VFA（）粉胶比（ D.P）N初始压实度N 最大压实度（）（%）（）4.36 96.0 13.8 70.7 1.47 86.5 96.8 设计标准13.0 65 75 0.6 1.2* 89 98 注： *表示当级配通过禁区下方,粉胶比可增加到0.8 1.6 ；依据表 8,说明设计沥青用量的沥青混合料体积指标满意设计要求；5. 设计结果通过以上试验和分析,确定级配3 为设计级配,协作比为1#：2#：3#：4#：矿粉=17.0%：23.5%：25.0%：33.0%：1.5%,沥青用量为 4.36%；其对应的混合料特性如表 9 以及马歇尔试验体积指标如表 10；- 6 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 7 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -表 9 混合料体积性质表混合料特性 设计结果 设计标准VV（%）4.0 4.0 VMA（%）13.8 13.0 VFA（%）70.7 65 75 粉胶比（ D.P）1.47 0.6 1.2* %Gmm（初始）86.5 89 %Gmm（最大）96.8 98 注： *表示当级配通过禁区下方,粉胶比可增加到 0.8 1.6 ；表 10 混合料马歇尔技术指标表混合料特性 设计结果 设计标准沥青用量 4.36 - 试件毛体积相对密度 2.408 - 实测最大理论相对密度 2.531 - VV（%）4.9 4 6 VMA（%）14.5 13.0 VFA（%）66.6 60 70 稳固度 MS（kN）13.21 8 流值 FL（mm）3.3 2 5 浸水马歇尔残留稳固度（%）87.2 85 冻融劈裂试验的残留强度比（%）83.6 80 依据表 9、表 10,说明确定设计级配的沥青混合料特性以及马歇尔试验体积指标满意设计要求；五、室内协作比设计结论依据所用的集料、矿粉、沥青等原材料,依据Sup20设计标准进行室内协作比设计,得到正确沥青用量为 4.36%,设计级配的沥青混合料特性以及马歇尔试验体积指标满意设计要求；表 11 设计沥青用量及矿料比例矿料名称及比例（%）沥青用量（ %）4.36 1#料2#料3#料4#料矿粉17.0 23.5 25.0 33.0 1.5 以下空白 - 7 - 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 7 页 - - - - - - - - -