Sup20热再生沥青混合料目标配合比设计.doc

1、 xxxx 有限公司 第 1 页 共 13 页 设 计 报 告 首 页 工程项目 委托单位 样品名称 石灰岩 集料 /矿粉 /RAP 材料 /SBS 改性 沥青 样品编号 产地厂家 集料： (1#样品、 2#样品 、 3#样品、 4#样品 )金坛 。 矿粉： 溧阳 。 沥青： 江苏宝利 。 RAP 材料： 原 老路 沥青 上 面层 抗车辙剂： 北京神州 陆 友科技发展有限公司 规格型号 集料： 1#(9.5mm 26.5mm) 2#(4.75mm9.5mm) 3#(2.36mm4.75mm) 4#(2.36mm 以下颗粒 )。 矿粉： 0.3mm 以下颗粒 。 沥青： SBS 改性 沥青 （

2、I-C） 。 RAP材 料： 13.2mm以下。 抗车辙剂：路孚 8000。 样品状态 完好，可检 。 样品数量 集料： 200 公斤 。 RAP材料： 50Kg 矿粉： 5公斤 。 沥青： 5公斤 。 送样 日期 设计日期 设计 项目 Sup20 热再生 沥青 混合料目标配合比设计 设计 依据 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 （ JTG E20-2011） 公路沥青路面施工技术规范 （ JTG F40-2004） （以下简称“规范”） 公路工程集料试验规程（ JTG E42-2005） 高性能沥青路面（ Superpave）基础参考手册（ ISBN 7-114-05568-4,2005 年

3、第 1版） 施工图设计文件 主检设备名称编号 SYD-2801E 沥青针入度仪（ 1-LQ-001）、 SYD-2806E 沥青软化点仪（ 1-LQ-002）、 LYY-10A 沥青延伸度测定仪（ 1-LQ-003）、 MDJ-II电动击实仪（ 1-LH-002）、 101A-4型恒温干燥箱（ 1-LH-008）、 WT50001S电子天平 (1-LH-013）、0-200mm 游标卡尺（ 1-LJ-011）、标准方孔筛 (1-JL-009)、 CF-C 标准恒温水浴（ 1-LH-011）、 H-1756.5F 最大理论密度仪（ 1-LH-010）、 HYCX-1 车辙试样成型机（ 1-LH-

4、006）、 HYCZ-1 自动车辙试验机（ 1-LH-007）、 WT51001电子天平（ 1-LH-015）、 AFG1 旋转压实仪（ 1-LH-012）等。 设计 结论 通过混合料级配调试和相关室内验证试验，结果表明所设计 的 Sup-20 改性沥青热再生 混合料的各项性能满足要求，室内目标配合比设计所得结果可用于生产配合比的调试。 备 注 - 编 制 : 审 核 : 试验检测 报告专用章 签 发 : 签发日期 :xxxx 年 xx 月 xx 日 xxxx 有限公司 第 2 页 共 13 页 1 概述 受 xxxx 有限公司及 xxxx 有限公司 委托， xxxx 有限公司 承担 xxxx

5、 县道大中修工程Sup-20热再生 沥青 混合料目标配合比设计。本次 Sup-20 热再生沥青 混合料 室内配合比设计参考高性能沥青路面（ Superpave）基础参考手册（以下简称 “ 手册 ” ） 、施工图设计文件 并依据我国公 路沥青路面施工技术规范（ JTG F40-2004，以下简称 “ 规范 ” ） 、 公路工程沥青及沥青混合料试验规程（ JTG E20-2011）、公路工程集料试验规程（ JTG E42-2005） 的要求进行了沥青混合料 目标配合比设计。 2 材料 依据 Superpave 设计要求，进行了集料性质试验（试验结果见表 2-1）、 各种矿 料外观质量照片 如图 2

6、-2、 RAP 材料 试验（试验结果见表 2-3）、 矿粉试验（试验结果见表2-4） SBS 改性 沥青 试验（试验结果见表 2-5） 。 表 2-1 集料性质试验结果汇总表 技术指标 单 位 1#料 2#料 3#料 4#料 RAP 技术 要求 试验规程 表观 相对 密度 2.728 2.722 2.724 2.724 2.904 2.45 T0304-2005 T0328-2005 T0330-2005 毛体积 相对 密度 2.706 2.696 2.688 2.672 2.804 2.45 T0304-2005 T0330-2005 吸水率 % 0.30 0.36 0.49 0.72 1.

7、23 3.0 T0304-2005 T0330-2005 针片状含量 % 9.8 10.7 20 T0312-2005 水洗法 0.075mm 颗粒含量 % 0.1 0.3 0.7 13.7 7.4 1#2#3# 1.0 T0302-2005 T0327-2005 4# 15.0 压碎值 % 20.3 30 T0316-2005 细集料砂当量 % 68 60 T0334-2005 对沥青的粘附性 级 5 4级 T0616-1993 xxxx 有限公司 第 3 页 共 13 页 RAP 1#料 2#料 3#料 4#料 矿粉 图 2-2 集料 外观质量照 表 2-3 RAP 材料 试验结果汇总表

8、材料 名称 沥青 用量 （ %） 集料级配，下列筛孔（ mm）的通过率（ %） 26.5 19 0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 RAP 4.93 100 100 100 95.2 80.8 53.0 39.1 31.7 23.7 16.4 11.7 7.4 xxxx 有限公司 第 4 页 共 13 页 表 2-4 矿粉 试验结果汇总表 材料名称 细度 亲水系数（ %） 相对密度 外观 通过下列筛孔（方孔 mm）的 百分率（ %） 石灰石 矿粉 0.6 0.15 0.075 0.73 2.724 无团粒 结块 100 99.5

9、94.4 技术要求 100 90-100 75-100 1.0 2.45 无团粒 结块 试 验规程 T0351-2000 T0353-2000 T0352-2000 / 表 2-5 SBS 改性 沥青试验结果表 检测项目 单位 试验值 技术要求 试验规程 针入度（ 25， 100g， 5S） 0.1mm 67 50-80 T0604-2011 延度（ 5cm/min， 5） cm 37 30 T0605-2011 软化点 79.5 60 T0606-2011 25时的相对密度 1.028 T0603-2011 3 设计集料结构的选择 3.1 初选级配 依据 Superpave 设计方法，在选择

10、集料结构时，首先调试选出粗、中、细三个级配，根据集料的性质（密度和吸水率）计算出三个级配的初始沥青用量，然后用初始沥青用量成型试件，根据试验结果计算出这三个级配的沥青混合料在空隙率为 4.0%时所需的沥青用量及相应的沥青混合料体积性质，如矿料间隙率（ VMA）、沥青饱和度（ VFA）、粉胶比（ DP）、初始旋转次数压实度（ %Gmm ini）等。 表 3-1 为 Superpave-20 设计集料级配限制区界限。 表 3-2 为各种集料的筛分试验xxxx 有限公司 第 5 页 共 13 页 结果、三个试验级配的矿料比例及三个试验级配各筛孔尺寸矿料通过率明细表 。 图 3-1为三个合成曲线。 表

11、 3-3为估算沥青用量汇总表。 表 3-1 Superpave-20 设计集料级配限制区界限 筛孔尺寸（ mm） 禁区范围（通过率 %） 0.3 0.6 1.18 2.36 最小 13.7 16.7 22.3 34.6 最大 13.7 20.7 28.3 34.6 图 3-1 三种试验级配曲线 表 3-2 初选级配的矿料比例和合成级配 (%) / RAP 1#料 2#料 3#料 4#料 矿粉 组合级配 级配 1 19 25 31 10 15 0 级配 2 19 22 28.5 12 18.5 0 级配 3 19 20 25 15 21 0 筛孔 / 级配 1 级配 2 级配 3 37.5mm

12、100.0 100.0 100 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 26.5mm 100.0 100.0 100 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 xxxx 有限公司 第 6 页 共 13 页 19.0mm 100.0 64.3 100 100.0 100.0 100.0 91.1 92.1 92.9 16.0mm 100.0 34.5 100 100.0 100.0 100.0 83.7 85.6 86.9 13.2mm 95.2 6.9 96.3 100.0 100.0 100.0 74.7 77.5 79.6 9.

13、5mm 80.8 0.3 56.5 100.0 100.0 100.0 58.0 62.1 65.6 4.75mm 53 0.1 3.3 87.8 100 100.0 34.9 40.0 45.1 2.36mm 39.1 0.1 0.4 9.2 84.2 100.0 21.0 24.2 26.6 1.18mm 31.7 0.1 0.3 4.0 57.3 100.0 15.1 17.2 18.7 0.60mm 23.7 0.1 0.3 2.2 37.0 100.0 10.4 11.7 12.7 0.30mm 16.4 0.1 0.3 1.5 22.1 100.0 6.7 7.5 8.0 0.15

14、mm 11.7 0.1 0.3 1.1 17.0 99.5 5.0 5.5 6.1 0.075mm 7.4 0.1 0.3 0.7 13.7 94.4 3.7 4.1 4.5 表 3-3 估算沥青用量汇总表 试验级配 Gsb Gsa Gse Vba（ cm3） Vbe（ cm3） Ws（ g） Pbi （ %） 1 2.714 2.757 2.747 0.0104 0.089 2.361 4.15 2 2.713 2.757 2.747 0.0108 0.089 2.361 4.17 3 2.712 2.757 2.747 0.0111 0.089 2.361 4.18 表中： Gsb总集料的

15、毛体积相对密度（总集料 由 粗集料、细集料及填料组成）； Gsa总集料表观相对密度； Gse集料有效相对密度； Vba吸收进集料的沥青胶结料体积， cm3； Vbe有效沥青胶结料的体积， cm3； Ws每立方厘米混合料中集料质量， g； Pbi估算沥青用量，。 3.2 试验级配的评价 根据各个级配的估算沥青用量结果及当地气候条件，拟用 4.2的沥青用量采用旋转压实仪成型试件，旋转压实仪设定的单位压力为 0.6MPa，成型试件温度 160 。 室内拌和过程中 ， RAP(再生沥青混合料 )掺加量为 沥青混合料总质量的 20%。 按设计 SBS 改性沥青用量 4.2%进行试验 。 根据 该 工程

16、交通量估计数据本次设计选择压实次数 N 最初 =8 次，N 设计 =100 次 ,估算沥青用量三种试验级配旋转压实试验结果汇总于表 3-4。 表 3-4 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表 xxxx 有限公司 第 7 页 共 13 页 级配 理论最大相对密度 试件编号 高度 (mm) 空气 中重 （ g） 水中重 (g) 表干重(g) 毛体积 相对密度 初始 压实度 （ %） 设计 次数 压实度 （ %） 8次 100 次 级配1 2.567 1 128.9 114.1 4801.6 2847.2 4817.8 2.437 83.9 94.8 2 129.1 114.2 4802.5 2842

17、.7 4817.8 2.432 3 129.2 114.3 4808.5 2847.3 4823.6 2.433 级配2 2.567 1 127.4 113.5 4809.3 2875.1 4820.2 2.473 85.5 96.0 2 127.3 113.4 4796.5 2855.7 4809.7 2.455 3 127.3 113.3 4805.0 2866.8 4817.9 2.463 级配3 2.567 1 126.4 112.9 4797.7 2881.5 4807.6 2.491 86.6 96.9 2 126.7 113.3 4805.1 2883.1 4814.8 2.48

18、7 3 126.6 113.1 4807.5 2878.5 4815.8 2.482 表 3-5 三种级配估算沥青用量试验结果评价表 级配 4%空隙率 沥青用量（ %） VMA（ %） （设计次数） VFA（ %） （设计次数） DP 估算初始次数 压实度（ %） 1 4.63 13.8 70.9 1.00 85.1 2 4.17 13.0 69.2 1.10 85.5 3 3.82 12.3 67.4 1.21 85.7 Superpave 标准 13.0 65 75 0.6 1.2* 89 注： *当级配通过禁区下方时，粉胶比（ DP）可增加到 0.8 1.6。 表 3-5 为三种级配估算

19、沥青用量试验结果评价表，依据表 3-5 的评价指标分析，可以得 出级配 2 满足 Superpave 设计要求， 级配 1 和 级配 3不满足设计要 求，根据实际应用经验，本次配合比设计选择级配 2 为设计级配 。 3.3 选择设计级配的沥青用量 设计级配确定后，由表 3-5 并根据设计经验，取 Pb为 4.2%，四个沥青用量分别为：3.7%、 4.2%、 4.7%、 5.2%。本次 N 设计 =100 次。 表 3-6 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表 xxxx 有限公司 第 8 页 共 13 页 沥青用量 （ %） 计算 理论最大相对密度 试件 编号 高度 (mm) 空气 中重 （ g）

20、 水中重 (g) 表干重(g) 毛体积相对 密度 初始次数压实度（ %） 设计次数压实度（ %） 8 次 100 次 3.7 2.587 1 129.1 114.0 4798.8 2859.1 4812.8 2.456 83.9 95.1 2 129.0 113.9 4799.9 2864.5 4813.6 2.463 3 218.9 113.8 4808.5 2867.5 4821.3 2.461 4 128.8 113.8 4793.7 2858.3 4806.7 2.460 4.2 2.567 1 127.2 113.3 4805.9 2867.5 4815.9 2.467 85.5 9

21、6.0 2 127.1 113.3 4803.5 2865.5 4812.8 2.467 3 127.3 113.4 4809.1 2865.5 4820.0 2.461 4 127.3 113.4 4795.0 2857.3 4806.2 2.460 4.7 2.547 1 126.8 113.1 4803.5 2859.3 4811.7 2.460 86.4 96.9 2 126.7 113.0 4796.6 2863.9 4803.5 2.473 3 126.6 112.9 4795.4 2862.2 4802.6 2.471 4 126.7 113.1 4799.2 2859.4 48

22、07.1 2.464 5.2 2.527 1 125.2 112.3 4801.4 2865.3 4806.8 2.473 87.7 97.8 2 125.3 112.3 4797.7 2862.2 4803.4 2.472 3 125.4 112.5 4802.1 2861.1 4806.6 2.468 4 125.2 112.4 4795.7 2863.2 4801.7 2.474 表 3-7 四种沥青用量沥青混合料体积性质 沥青用量 （） 在设计压实次数（ 100次）时 DP 初始次数压实度 （ %） 压实度 （ %） VMA （ %） VFA （ %） VV (%) 3.7 95.1

23、12.7 61.4 4.9 1.18 83.9 4.2 96.0 13.0 69.2 4.0 1.03 85.5 4.7 96.9 13.3 76.7 3.1 0.92 86.4 5.2 97.8 13.6 83.8 2.2 0.82 87.7 xxxx 有限公司 第 9 页 共 13 页 Superpave 标准 96.0 13.0 65 75 4.0 0.6 1.2 * 89 注： *表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（ DP）可增加到 0.8 1.6。 根据表 3-7 中 3.7 %、 4.2%、 4.7%、 5.2%四 个沥青用量的体积性质，得到空隙率 4.0%时对应的沥青用量为 4.2

24、 %，根据经验取设计沥青用量为 4.2%。 VV、 VMA、 VFA、 DP 与沥青用量的关系图见图 3-2。 VMA 与沥青用量关系图12.012.513.013.514.014.53.7 4.2 4.7 5.2沥青用量（ % ）VMA（%）VFA 与沥青用量关系图55.060.065.070.075.080.085.090.03.7 4.2 4.7 5.2沥青用量（ % ）VFA（%）VV 与沥青用量关系图1.02.03.04.05.06.03.7 4.2 4.7 5.2沥青用量（ % ）VV（%）DP 与沥青用量关系图0.700.901.101.301.503.7 4.2 4.7 5.2

25、沥青用量（ % ）DP图 3-2 体积指标与沥青用量关系曲线图 3.4 最大次数验证 依据第 3 节设计结果取沥青用量为 4.2%，采用沥青用量 4.2%成型 旋转 试件，验证4.2% 沥青用量在压实次数设定在 N 最大 时对应的体积性质指标（本次 N 最大 =160 次），试验结果汇总于表 3-8。 表 3-8 设计沥青用量验证试验结果表 沥青用量（ %） 在设计压实次数（ 100 次）时 最大次数 xxxx 有限公司 第 10 页 共 13 页 压实度 （ %） VMA（ %） VFA （ %） DP 初始次数 压实度（ %） （ 160 次） 压实度（ %） 4.2 96.0 13.0

26、69.2 1.03 85.5 97.2 技术标准 / 13.0 6575 0.6 1.2* 89 98 注： *表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（ DP）可增加到 0.8 1.6。 3.5 最佳 沥青用量 4.2%时 马歇尔试验体积性能指标的测试 表 3-9 最佳沥青用量下混合料的 马氏试验 各项指标 沥青用量（ %） 空隙率 (%) 粒料间隙率（ %） 饱和度（ %） 实测 毛体积 相对 密度 理论相对密度 马歇尔稳定度 (KN) 流值 （ 0.1mm） 4.2 5.1 14.0 63.4 2.436 2.567 13.45 27.3 要 求 4-6 13 60-70 表干法实测 计算法 8

27、 20-50 3.6 设计结果 通过以上试验 结果 分析 得出： 级配 2为设计级配，配合比为 RAP:1#料 :2#料 :3#料 :4#料 :矿粉 =19:22:28.5:12:18.5:0。其对应的沥青混合料特性如下表。 表 3-10 混合料 旋转 体积性质表 沥青混合料特性 设计结果 Superpave 标准 空隙率 VV（ %） 4.0 4.0 矿料间隙率 VMA（ %） 13.0 13.0 饱和度 VFA（ %） 69.2 65 75 粉胶比 DP 1.03 0.6 1.2 * 初始次数压实度（ %） 85.5 89 最大次数压实度（ %） 97.2 98 注： *表示当级配通过禁区下方时，粉胶比（ DP）可增加到 0.8 1.6。 4 验证试验 4.1 水稳定性检验 为检验 Sup-20 热再生 沥青混合料的抗水损害能力，按照设计要求进行了浸水马歇尔试验 和冻融劈裂试验 ，试验结果分别见表 4-1和表 4-2。 表 4-1 浸水马歇尔稳定度试验结果