sup20目标配合比设计

试验检测报告
一、概述
中面层Sup20改性沥青混合料目标配合比设计。

室内目标配合比设计方法依据美国Superpave沥青混合料设计标准（AI- SP2）进行，并依据我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的要求进行马歇尔试验，提供Sup20室内配合比的马歇尔试验技术数据。

根据目标配合比设计结果，进行了水稳定性能（浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验）、高低温性能试验验证。

二、材料
本次试验所用集料为xx产石灰岩，沥青为xx改性沥青，矿粉为xx产，所有原材料均从现场取样，依据Superpave 设计要求，进行了集料性质试验（试验结果汇总于表2-1）和各种矿料及沥青的密度试验（试验结果汇总于表2-2）。

表2-2 集料密度试验结果汇总表
三、设计集料结构的选择
1. 依据Superpave设计的一般方法，在选择设计集料结构时，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用油量。

然后用初始用油量成型试件，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%时所需的沥青用量及相应的沥青混合料其他体积性质，矿料间隙率（VMA）、饱和度（VFA）、矿粉与有效沥青之比（F/A）、初始旋转压实次数的压实度（%Gmm at in）等。

表3-1为各种集料的筛分试验结果，表3-2为三个调试级配的料堆配合比，表3-3为三个试验级配各筛孔尺寸通过率明细表，表3-4为估算沥青用量汇总表。

表3-1 各种集料料堆的筛分结果
表3-2 试验级配料堆配合比组成
表3-3 试验混合物级配明细表
图1 初试三种级配曲线
表3-4 估算沥青用量汇总表
表中：G sb––––级配集料毛体积密度；
G sa––––级配集料表观密度；
G se––––级配集料有效密度；
V ba––––集料吸收的沥青胶结料体积；
V be––––有效沥青胶结料的体积；
W s––––每立方厘米混合料中集料质量；
P bi ––––估算沥青用量。

2. 试验级配的评价
根据各个级配的估算沥青用量，用 4.2%的沥青用量成型试件，沥青混合料的拌和及成型温度根据经验确定，采用旋转压实仪成型试件，设定旋转压实仪的单位压力为0.6MPa 。

根据交通量数据选择压实次数N 最初=8次，N 设计=100次，N
最大
=160次。

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3-5。

表3-5 三种试验级配旋转压实试验结果汇总表
表3-6 三种级配估算沥青用量试验结果评价表
注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.8～1.6。

表3-6为三种级配估算沥青用量试验结果评价表。

依据表3-6的评价指标，可以得出级配1、2均能满足Superpave 设计要求，根据经验选择级配2为设计级配。

3. 选择设计级配的沥青用量
设计级配确定后，就要确定设计沥青用量P b，所谓设计沥青用量就是指在设计旋转压实次数下得到空隙率为4%的沥青用量。

根据Superpave 设计方法，一般选择四种沥青用量，它们分别为P b、P b±0.5%、P b+1%。

由表3-6结果，根据经验取P b为4.2%，四个沥青用量分别为：3.7%、4.2%、4.7%、5.2%。

在进行
确定选择级配沥青用量的试验时，压实次数应设定在N
设计，本次N
设计
=100次。

表3-7 设计级配四种沥青用量试验结果汇总表
表3-8 四种沥青用量沥青混合料体积性质
注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.8～1.6。

根据表3-8中，3.7%、4.2%、4.7%、5.2%四个沥青用量的体积性质，通过图表插值法(图2)得到设计沥青用量为4.25%及其对应的体积性质（见表3-8中沥青用量4.25%）。

图2 沥青混合料Superpave 体积指标与沥青用量关系曲线 4. 验证
依据第3节中得到的设计沥青用量4.25%，根据经验采用沥青用量4.2%成型试件，验证4.2%的沥青用量在最大压实次数时，本次N 最大=160次, 对应的体积性质指标，试验结果汇总于表3-9。

表3-9 设计沥青用量验证试验结果表
注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.8～1.6。

5. 设计结果
通过以上试验和分析，级配2为设计级配，配合比为1#:2#:3#:4#:5#:矿粉=26.0%:20.0%:16.0%:12%:23.5%:2.5%。

其对应的混合料体积指标列于表3-10。

表3-10 混合料体积性质表
注：*表示当级配通过限制区下方，粉胶比可增加到0.8～1.6。

四、马歇尔试验结果汇总表
依据Superpave设计方法得到的Sup20沥青混合料，采用马歇尔试验方法成型试件，得到对应的马歇尔指标，试验结果汇总于表4-1。

表4-1 Sup20 马歇尔试验技术指标表
五、性能验证试验
为了检验Sup20改性沥青混合料的各项路用性能，按照有关规范进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验、小梁弯曲试验，试验结果汇总于表5-1~表5-4。

表5-1 浸水马歇尔试验结果
表5-2 冻融劈裂试验结果
表5-3 车辙试验结果汇总表
表5-4 -10℃小梁弯曲试验结果
六、目标配合比设计结论
采用现场取样的集料、矿粉和改性沥青等原材料，按照美国Sup20设计标准进行室内配合比设计，得到最佳沥青用量为4.2%（油石比为4.4%），通过马歇尔和旋转压实试验验证，其空隙率、VMA、VFA（饱和度）等均能满足相关要求，由浸水马歇尔、冻融劈裂试验知，该级配抗水害性能良好；通过车辙试验得到其动稳定度满足要求；通过小梁弯曲试验得到其低温性能满足要求；因此本次目标配合比设计结果可作为生产配合比设计依据。

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