控制编号：TJSZ—512—02
报告编号： 2005—LQ0662-04 委托协议编号： 2005—LQ0662 报告总页数： 12
白集高速一合同（二分部）AC—20型 沥青混合料目标配合比设计报告
（GTM配合比设计方法）
委托单位：二连至河口国道主干线白集段高速公路
天津市市政工程质量检测中心站
报告日期：2005年
07月08日
报 报
负责人及报告编写： 参
加
人 员
：
告
审
核
：
告
批
准
：
注意事项：1.本报告无质检报告专用章无效。
2.报告涂改作废。
3.本报告结果只对来样负责。
地 址：天津市河西区平山道39号 邮 编：300074 电 话：（022）23351120
1. 任务来源
受白集高速公路第一合同段中铁十六局项目部委托，进行白集高速一合同二分部中面层AC-20型沥青混合料目标配合比设计。
2. 依据主要技术规范、试验规程
JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》
JTJ052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 JTJ058—2000《公路工程集料试验规程》
3. 原材料性质分析
白集高速沥青路面中面层采用AC-20型沥青混合料。各原材料产地为：内蒙振兴碎石场产粗、细集料，石灰岩矿粉及生石灰。沥青为秦皇岛中油石化有限公司沥青厂提供的金鹿牌石油沥青。试验样品由委托方提供。
3.1 沥青
对石油沥青按JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表1。检测结果表明该样品符合90号A级沥青技术要求
3.2 矿料
沥青混合料中的矿料包括粗集料、细集料及矿粉和生石灰。 3.2.1 粗集料
粗集料规格为10mm～20mm、5mm～10mm、3mm～5mm，试验项目及试验结果见表2。试验结果表明，粗集料各项指标符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》关于高速公路及一级公路沥青混合料用粗集料的技术要求。
3.2.2 细集料
细集料采用0mm～3mm细集料，试验项目及试验结果见表3。试验结果表明，细集料各项指标符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》关于高速公路及一级公路沥青混合料用细集料的技术要求。
表3细集料技术性质
3.2.3 矿粉
矿粉为石灰岩矿粉，试验结果见表4。试验结果表明，矿粉的各项检测指标均符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》关于沥青混合料用矿粉质量要求。
表4矿粉技术性质
4. AC—20型沥青混合料配合比设计
根据委托方的要求，采用GTM方法进行AC-20型沥青混合料目标配合比设计。 4.1 矿料级配的确定
依据JTG F40-2004关于AC-20型沥青混合料的矿料级配范围要求及天津市市政工程研究院对AC-20级配的优化设计研究成果，设计级配确定为AC-20C型。级配组成见表5并如图1所示。
第 6 页 共 12 页
图1 矿料级配曲线
第 7 页 共 12 页
4.2 油石比的确定
AC-20型沥青混合料配合比设计采用GTM方法。试件成型条件为：垂直压力0.7MPa；拌合温度155℃；成型温度143℃～147℃；控制方式为极限平衡状态。
选择3.8％、4.1％、 4.4％、4.7％油石比，按上述条件成型GTM试件。按T0705-2000（表干法）测定试件毛体积相对密度，根据沥青浸渍法实测合成集料的有效相对密度（见表6）计算沥青混合料最大理论相对密度。并据此计算试件体积参数。GTM试件体积参数及马歇尔试验结果见表7，GTM试验结果见表8及图2。
表6 合成集料有效相对密度试验结果
表7 AC—20型沥青混合料GTM试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果
表9 AC—20型沥青混合料GTM试验结果
图2 GTM试验参数随油石比的变化曲线
由表8及图2可见，判定沥青混合料这种粒状塑性材料是否会出现塑性变形过大现象的指标GSI（稳定系数）随油石比的增加而增加，但当油石比等于4.1％时，GSI≈1.0；当油石比大于4.1％后，GSI大幅度增大，曲线已呈急剧增加趋势，表明混合料中的沥青已过量，试件的塑性变形过大；从反映沥青混合料抗剪强度方面的参数GSF（安全系数）随油石比的变化情况来看，油石比等于4.1％时，GSF值最大，而当油石比大于4.1％时，随油石比的增加，GSF值减小。综合考虑GTM试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势，将AC-20型沥青混合料最大油石比确定为4.2%。考虑到该工程所处的地区气候特点、高速公路渠化交通的特点以及便于施工控制,此沥青混合料的油石比范围为4.1％～4.4％。
目标配合比设计结果为： 10mm～20mm：5mm～10mm：3mm～5mm：0mm～3mm：矿粉：生石灰=44.4：14.8：5.3：29.5：4.7：1.3。最佳油石比为4.2％。 5. AC—20型沥青混合料配合比设计结果检验 5.1 水稳定性检验
水稳定性试验结果见表9。试验结果表明，用GTM方法优化出的AC-20型沥青混合料抗水损坏性能满足规范要求。
表9 AC—20型沥青混合料水稳定性检验结果
5.2车辙试验
车辙试验结果见表10。试验温度为60℃，轮压0.7MPa。结果表明，GTM法设计的AC-20型沥青混合料具有优良的抗车辙能力。
表10 AC—20型沥青混合料车辙试验结果
5.3 弯曲试验
弯曲试验结果见表11。试验温度为-10℃，控温精度为±0.1℃，加载速率50mm/min。试验设备为MTS-810（TESTSTAR-Ⅱ型）。
表11 AC—20型沥青混合料弯曲试验结果（油石比4.2%）
5.4 渗水试验
渗水试验结果见表12。结果表明用轮碾法成型的试件不透水，满足JTG F40—2004的技术要求。
6. GTM试件密度与马歇尔试件密度的对应关系
建议用GTM进行生产配合比设计，并以GTM试件密度作为评定压实度的标准密度。
当工地无
GTM时，可按“密度等值”方法确定试件的密度。即GTM试件密度＝双面击实75次的马歇尔试件密度×修正系数。对比试验结果见表13。
表13 两种成型方式对比试验结果
7. 结论
目标配合比设计结果见表14。
表14 AC—20型沥青混合料目标配合比设计结果
控制编号：TJSZ—512—02
报告编号： 2005—LQ0662-04 委托协议编号： 2005—LQ0662 报告总页数： 12
白集高速一合同（二分部）AC—20型 沥青混合料目标配合比设计报告
（GTM配合比设计方法）
委托单位：二连至河口国道主干线白集段高速公路
天津市市政工程质量检测中心站
报告日期：2005年
07月08日
报 报
负责人及报告编写： 参
加
人 员
：
告
审
核
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告
批
准
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注意事项：1.本报告无质检报告专用章无效。
2.报告涂改作废。
3.本报告结果只对来样负责。
地 址：天津市河西区平山道39号 邮 编：300074 电 话：（022）23351120
1. 任务来源
受白集高速公路第一合同段中铁十六局项目部委托，进行白集高速一合同二分部中面层AC-20型沥青混合料目标配合比设计。
2. 依据主要技术规范、试验规程
JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》
JTJ052—2000《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 JTJ058—2000《公路工程集料试验规程》
3. 原材料性质分析
白集高速沥青路面中面层采用AC-20型沥青混合料。各原材料产地为：内蒙振兴碎石场产粗、细集料，石灰岩矿粉及生石灰。沥青为秦皇岛中油石化有限公司沥青厂提供的金鹿牌石油沥青。试验样品由委托方提供。
3.1 沥青
对石油沥青按JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求进行了规定项目的试验检测。试验检测结果见表1。检测结果表明该样品符合90号A级沥青技术要求
3.2 矿料
沥青混合料中的矿料包括粗集料、细集料及矿粉和生石灰。 3.2.1 粗集料
粗集料规格为10mm～20mm、5mm～10mm、3mm～5mm，试验项目及试验结果见表2。试验结果表明，粗集料各项指标符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》关于高速公路及一级公路沥青混合料用粗集料的技术要求。
3.2.2 细集料
细集料采用0mm～3mm细集料，试验项目及试验结果见表3。试验结果表明，细集料各项指标符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》关于高速公路及一级公路沥青混合料用细集料的技术要求。
表3细集料技术性质
3.2.3 矿粉
矿粉为石灰岩矿粉，试验结果见表4。试验结果表明，矿粉的各项检测指标均符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》关于沥青混合料用矿粉质量要求。
表4矿粉技术性质
4. AC—20型沥青混合料配合比设计
根据委托方的要求，采用GTM方法进行AC-20型沥青混合料目标配合比设计。 4.1 矿料级配的确定
依据JTG F40-2004关于AC-20型沥青混合料的矿料级配范围要求及天津市市政工程研究院对AC-20级配的优化设计研究成果，设计级配确定为AC-20C型。级配组成见表5并如图1所示。
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图1 矿料级配曲线
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4.2 油石比的确定
AC-20型沥青混合料配合比设计采用GTM方法。试件成型条件为：垂直压力0.7MPa；拌合温度155℃；成型温度143℃～147℃；控制方式为极限平衡状态。
选择3.8％、4.1％、 4.4％、4.7％油石比，按上述条件成型GTM试件。按T0705-2000（表干法）测定试件毛体积相对密度，根据沥青浸渍法实测合成集料的有效相对密度（见表6）计算沥青混合料最大理论相对密度。并据此计算试件体积参数。GTM试件体积参数及马歇尔试验结果见表7，GTM试验结果见表8及图2。
表6 合成集料有效相对密度试验结果
表7 AC—20型沥青混合料GTM试件体积参数及马歇尔稳定度试验结果
表9 AC—20型沥青混合料GTM试验结果
图2 GTM试验参数随油石比的变化曲线
由表8及图2可见，判定沥青混合料这种粒状塑性材料是否会出现塑性变形过大现象的指标GSI（稳定系数）随油石比的增加而增加，但当油石比等于4.1％时，GSI≈1.0；当油石比大于4.1％后，GSI大幅度增大，曲线已呈急剧增加趋势，表明混合料中的沥青已过量，试件的塑性变形过大；从反映沥青混合料抗剪强度方面的参数GSF（安全系数）随油石比的变化情况来看，油石比等于4.1％时，GSF值最大，而当油石比大于4.1％时，随油石比的增加，GSF值减小。综合考虑GTM试验结果并参考体积参数的大小及变化趋势，将AC-20型沥青混合料最大油石比确定为4.2%。考虑到该工程所处的地区气候特点、高速公路渠化交通的特点以及便于施工控制,此沥青混合料的油石比范围为4.1％～4.4％。
目标配合比设计结果为： 10mm～20mm：5mm～10mm：3mm～5mm：0mm～3mm：矿粉：生石灰=44.4：14.8：5.3：29.5：4.7：1.3。最佳油石比为4.2％。 5. AC—20型沥青混合料配合比设计结果检验 5.1 水稳定性检验
水稳定性试验结果见表9。试验结果表明，用GTM方法优化出的AC-20型沥青混合料抗水损坏性能满足规范要求。
表9 AC—20型沥青混合料水稳定性检验结果
5.2车辙试验
车辙试验结果见表10。试验温度为60℃，轮压0.7MPa。结果表明，GTM法设计的AC-20型沥青混合料具有优良的抗车辙能力。
表10 AC—20型沥青混合料车辙试验结果
5.3 弯曲试验
弯曲试验结果见表11。试验温度为-10℃，控温精度为±0.1℃，加载速率50mm/min。试验设备为MTS-810（TESTSTAR-Ⅱ型）。
表11 AC—20型沥青混合料弯曲试验结果（油石比4.2%）
5.4 渗水试验
渗水试验结果见表12。结果表明用轮碾法成型的试件不透水，满足JTG F40—2004的技术要求。
6. GTM试件密度与马歇尔试件密度的对应关系
建议用GTM进行生产配合比设计，并以GTM试件密度作为评定压实度的标准密度。
当工地无
GTM时，可按“密度等值”方法确定试件的密度。即GTM试件密度＝双面击实75次的马歇尔试件密度×修正系数。对比试验结果见表13。
表13 两种成型方式对比试验结果
7. 结论
目标配合比设计结果见表14。
表14 AC—20型沥青混合料目标配合比设计结果