改性瀝青混合料配比設(shè)計(jì)技術(shù)報(bào)告一、項(xiàng)目概況（一）項(xiàng)目名稱及用途本報(bào)告為某高速公路改擴(kuò)建工程上面層改性瀝青混合料配比設(shè)計(jì)技術(shù)文件。該層位為高速公路關(guān)鍵受力層，承擔(dān)車輛荷載的直接作用，要求具備優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性及耐久性。（二）技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)項(xiàng)目設(shè)計(jì)文件，上面層采用AC-13C型細(xì)粒式改性瀝青混合料，設(shè)計(jì)指標(biāo)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF____）及《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE____）的要求，具體如下：設(shè)計(jì)空隙率：3%~5%；馬歇爾穩(wěn)定度：≥8kN（改性瀝青混合料）；流值：1.5~4.0mm；礦料間隙率（VMA）：≥15%；瀝青飽和度（VFA）：75%~85%；高溫動(dòng)穩(wěn)定度（DS）：≥800次/mm；低溫破壞應(yīng)變：≥2500με；水穩(wěn)定性（殘留穩(wěn)定度）：≥85%，凍融劈裂強(qiáng)度比（TSR）：≥80%。二、設(shè)計(jì)依據(jù)1.《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF____）；2.《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE____）；3.《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGD____）；4.項(xiàng)目《施工圖設(shè)計(jì)文件》；5.原材料試驗(yàn)報(bào)告及供應(yīng)商提供的材料性能參數(shù)。三、原材料性能分析原材料是混合料性能的基礎(chǔ)，本設(shè)計(jì)對(duì)改性瀝青、粗集料、細(xì)集料、礦粉進(jìn)行了嚴(yán)格檢測(cè)，結(jié)果均符合規(guī)范要求。（一）改性瀝青采用SBS熱塑性彈性體改性瀝青，其性能指標(biāo)如下（表1）：指標(biāo)針入度（25℃）延度（5℃）軟化點(diǎn)動(dòng)力粘度（135℃）閃點(diǎn)溶解度規(guī)范要求（JTGF40）60~80（0.1mm）≥30（cm）≥60（℃）≤3（Pa·s）≥230（℃）≥99%試驗(yàn)結(jié)果7235652.824599.5%分析：SBS改性瀝青的針入度適中，軟化點(diǎn)高（65℃），說明其高溫穩(wěn)定性優(yōu)良；5℃延度（35cm）滿足低溫抗裂要求；動(dòng)力粘度符合施工和易性要求。（二）粗集料采用玄武巖（10-20mm、5-10mm、3-5mm三級(jí)配），性能指標(biāo)如下（表2）：指標(biāo)壓碎值洛杉磯磨耗損失表觀相對(duì)密度針片狀顆粒含量含泥量規(guī)范要求（JTGF40）≤26%≤28%≥2.60≤15%≤1%試驗(yàn)結(jié)果22%25%2.6510%0.5%分析：玄武巖的壓碎值（22%）和磨耗損失（25%）低，說明其強(qiáng)度高、耐久性好；表觀相對(duì)密度（2.65）大，有利于提高混合料的密實(shí)度；針片狀顆粒含量（10%）符合規(guī)范，減少了混合料的空隙率。（三）細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂（0-3mm），性能指標(biāo)如下（表3）：指標(biāo)表觀相對(duì)密度堅(jiān)固性含泥量棱角性（流動(dòng)時(shí)間）規(guī)范要求（JTGF40）≥2.50≤12%≤3%≥30（s）試驗(yàn)結(jié)果2.558%2%35分析：機(jī)制砂的表觀相對(duì)密度（2.55）大，堅(jiān)固性（8%）好，含泥量（2%）低，避免了泥質(zhì)對(duì)混合料水穩(wěn)定性的不利影響；棱角性（35s）滿足要求，保證了集料間的嵌擠作用。（四）礦粉采用石灰?guī)r磨細(xì)礦粉，性能指標(biāo)如下（表4）：指標(biāo)密度細(xì)度模數(shù)（0.075mm通過率）含水量塑性指數(shù)規(guī)范要求（JTGF40）≥2.50（g/cm3）≥75%≤1%≤4試驗(yàn)結(jié)果2.5880%0.8%3分析：礦粉的密度（2.58g/cm3）大，細(xì)度模數(shù)（80%）符合要求，有利于填充集料間隙，提高混合料的密實(shí)度；塑性指數(shù)（3）低，避免了礦粉吸水膨脹對(duì)混合料的破壞。四、配比設(shè)計(jì)過程（一）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的核心是確定礦料級(jí)配和最佳瀝青用量（OAC），遵循“級(jí)配合理、性能優(yōu)良”的原則。1.礦料級(jí)配設(shè)計(jì)采用AC-13C型級(jí)配（規(guī)范范圍：JTGF____），通過調(diào)整粗集料（10-20mm、5-10mm、3-5mm）、細(xì)集料（0-3mm）、礦粉的比例，使合成級(jí)配接近規(guī)范中值，具體如下（表5）：篩孔尺寸（mm）1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075規(guī)范范圍（%）100____70-8845-6525-4016-2812-228-165-124-8合成級(jí)配（%）1009580553222171286分析：合成級(jí)配的13.2mm篩孔通過率（95%）、9.5mm篩孔通過率（80%）、4.75mm篩孔通過率（55%）均接近規(guī)范中值，說明級(jí)配合理，有利于提高混合料的密實(shí)度和穩(wěn)定性。2.最佳瀝青用量確定采用馬歇爾試驗(yàn)法（T____），試件尺寸Φ101.6mm×63.5mm，擊實(shí)次數(shù)雙面各75次。初選瀝青用量范圍為5.0%~6.0%（間隔0.2%），測(cè)試馬歇爾指標(biāo)（空隙率、穩(wěn)定度、流值、VMA、VFA），結(jié)果如下（表6）：瀝青用量（%）空隙率（%）穩(wěn)定度（kN）流值（mm）VMA（%）VFA（%）5.04.88.52.015.575.55.24.29.22.315.879.15.43.69.82.616.183.85.63.09.52.916.487.85.82.49.03.216.791.6最佳瀝青用量計(jì)算：OAC1：空隙率3%~5%對(duì)應(yīng)的瀝青用量范圍為5.0%~5.6%，中值為5.3%；OAC2：穩(wěn)定度最大值（9.8kN）對(duì)應(yīng)的瀝青用量5.4%、流值中值（2.5mm）對(duì)應(yīng)的瀝青用量5.3%、VFA中值（80%）對(duì)應(yīng)的瀝青用量5.3%，平均值為5.33%；最終OAC=（OAC1+OAC2）/2=（5.3%+5.33%）/2≈5.3%。分析：OAC=5.3%時(shí)，空隙率（3.6%）、穩(wěn)定度（9.8kN）、流值（2.6mm）、VMA（16.1%）、VFA（83.8%）均符合規(guī)范要求，級(jí)配合理。（二）生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)需考慮拌和樓熱料倉篩分的影響，調(diào)整各倉比例，使合成級(jí)配符合目標(biāo)配合比要求。1.熱料倉篩分及級(jí)配調(diào)整采用間歇式拌和樓（4個(gè)熱料倉+1個(gè)礦粉倉），對(duì)熱料倉（1#：10-20mm、2#：5-10mm、3#：3-5mm、4#：0-3mm）進(jìn)行篩分，結(jié)果如下（表7）：篩孔尺寸（mm）1#倉（%）2#倉（%）3#倉（%）4#倉（%）礦粉（%）1610010010010010013.2901001001001009.550951001001004.751050901001002.3601050901001.180010701000.6000501000.3000301000075000580通過調(diào)整各倉比例（1#倉20%、2#倉30%、3#倉15%、4#倉30%、礦粉5%），合成級(jí)配與目標(biāo)配合比偏差≤2%（關(guān)鍵篩孔：13.2mm、9.5mm、4.75mm），符合要求。2.生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量確定采用目標(biāo)配合比的OAC（5.3%）進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，調(diào)整瀝青用量±0.1%（5.2%、5.3%、5.4%），結(jié)果如下（表8）：瀝青用量（%）空隙率（%）穩(wěn)定度（kN）流值（mm）VMA（%）VFA（%）5.23.89.62.416.078.85.33.59.92.616.280.95.43.29.72.816.483.5結(jié)論：生產(chǎn)配合比最佳瀝青用量為5.3%，與目標(biāo)配合比一致，指標(biāo)符合規(guī)范要求。（三）生產(chǎn)配合比驗(yàn)證通過試拌試鋪（10噸混合料），驗(yàn)證生產(chǎn)配合比的可行性，具體如下：溫度控制：出廠溫度175℃、攤鋪溫度165℃、初壓溫度155℃、復(fù)壓溫度145℃、終壓溫度125℃，符合規(guī)范要求（JTGF____）；馬歇爾試驗(yàn)：空隙率3.4%、穩(wěn)定度10.2kN、流值2.7mm，均優(yōu)于目標(biāo)配合比；抽提試驗(yàn)：瀝青用量5.3%（偏差±0.1%），級(jí)配與生產(chǎn)配合比偏差≤1%（關(guān)鍵篩孔）；現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)：壓實(shí)度98.5%（馬歇爾密度）、平整度σ=1.1mm、厚度偏差+3mm、滲水系數(shù)100ml/min，均符合規(guī)范要求。五、性能驗(yàn)證為確保混合料滿足使用要求，對(duì)目標(biāo)配合比進(jìn)行高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性驗(yàn)證，結(jié)果如下：（一）高溫穩(wěn)定性采用車轍試驗(yàn)（T____），試件尺寸300mm×300mm×50mm，溫度60℃，荷載0.7MPa，結(jié)果如下：指標(biāo)動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）規(guī)范要求（JTGF40）試驗(yàn)結(jié)果1200≥800分析：動(dòng)穩(wěn)定度1200次/mm，遠(yuǎn)高于規(guī)范要求，說明混合料高溫抗車轍性能優(yōu)良。（二）低溫抗裂性采用低溫彎曲試驗(yàn)（T____），試件尺寸250mm×30mm×35mm，溫度-10℃，加載速度50mm/min，結(jié)果如下：指標(biāo)破壞應(yīng)變（με）規(guī)范要求（JTGF40）試驗(yàn)結(jié)果3000≥2500分析：破壞應(yīng)變3000με，滿足低溫抗裂要求，說明混合料在低溫環(huán)境下不易開裂。（三）水穩(wěn)定性采用殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)（T____）和凍融劈裂強(qiáng)度比試驗(yàn)（T____），結(jié)果如下：指標(biāo)殘留穩(wěn)定度（%）凍融劈裂強(qiáng)度比（%）規(guī)范要求（JTGF40）試驗(yàn)結(jié)果8885≥85；≥80分析：殘留穩(wěn)定度（88%）和凍融劈裂強(qiáng)度比（85%）均符合規(guī)范要求，說明混合料水穩(wěn)定性優(yōu)良，不易受水損害。六、結(jié)論1.原材料性能：SBS改性瀝青、玄武巖粗集料、石灰?guī)r機(jī)制砂、石灰?guī)r礦粉的性能均符合規(guī)范要求，為混合料性能提供了保障；2.配比設(shè)計(jì)：目標(biāo)配合比（礦料級(jí)配AC-13C、OAC=5.3%）通過生產(chǎn)配合比調(diào)整及驗(yàn)證，級(jí)配合理，瀝青用量適宜；3.性能驗(yàn)證：混合料的高溫穩(wěn)定性（動(dòng)穩(wěn)定度1200次/mm）、低溫抗裂性（破壞