水稳基层配合比设计

江宁区宁铜公路（禄口-铜山段）改造工程

水泥稳定碎石基层

配

合

比

设

计

报

告

江苏育通交通工程咨询监理有限责任公司

2009年11月8日

宁铜公路（禄口-铜山段）改造工程水稳配合比设计

一、概述

江宁区宁铜公路拓宽改造工程依据交通部《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）、交通部《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）、交通部《公路土工试验规程》（JTJ051-93）、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004）、《数值修约规则》（GB8170-87）、江苏省交通厅质量监督站《质量技术标准汇编》GB（2003-11），监理组进行了水稳基层配合比设计工作。

二、设计依据

1、交通部《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80-2004）

2、交通部《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）

3、交通部《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》（JTJ057-94）

4、交通部《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）

5、交通部《公路土工试验规程》（JTJ051-93）

6、《数值修约规则》（GB8170-87）

7、江苏省交通厅质量监督站《质量技术标准汇编》GB（2003-11）

三、配合比设计

本次上面层所用集料为淳化镇采石灰岩集料，矿料为上峰孟墓厂产品，沥青为金陵实业AH-70沥青。依据要求进行了沥青和集料的各项指标试验（详见下表）。

1、水泥：该项目选用的水泥南京三龙水泥厂天宝山牌（缓凝），终凝时间大于6

个小时，经检测其各项技术指标均满足有关规范的要求，可以采用。其主要技术指标试验结果见表：

水泥原材试验结果表

根据设计要求本项目室内配合比设计中所用集料为石灰岩，由淳化镇采石场所供，矿粉为上峰孟墓厂产品，各种集料及矿粉的筛分结果见表1。各种粗集料的试验结果如表2，细集料的试验结果如表3，矿粉的试验结果如表4

该项目选用石料的产地为青龙山采石场，质地为石灰岩。三种规格分别为1#料（9.5-31.5mm）、2#料（4.75-9.5mm）、3#料（0-4.75mm），混合料级配为该三种石料组合而成。碎石集料压碎值为18.0%，针片状分别为6.7%、5.9%，石屑中小于0.6mm料其塑性指数为3.6，液限为19.8，均符合相关规范。三种集料比例为：[30：30：40]，混合料级配满足部颁《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）表，水泥稳定碎石的集料级配范围见表：

三、确定水泥剂量的掺配范围

水泥稳定碎石混合料的设计强度要求7d无侧限抗压强度不小于3.5Mpa，根据以往项目经验，水泥剂量按4.0、4.5、5.0、5.5四种比例配制混合料，即水泥:碎石为4.0:100、4.5:100、5.0:100、5.5:100。

四、确定各种混合料的最佳含水量和最大干密度

监理组在能估计合适剂量情况下，将剂量选用缩减至四个。对四种不同水泥剂量的混合料做标准击实试验，确定出最大干密度和最佳含水量如表：

标准击实试验结果表

五、测定混合料标准曲线及强度试验

标准EDTA滴定试验结果表

7天无侧限抗压强度结果表

六、配合比组成设计成果

监理组通过以下方法确定水泥最佳剂量：

1、比较强度平均值和设计要求值，根据试验结果水泥剂量为4.0%、4.5%、5.0%、

5.5% 时试件强度平均值均满足不低于3.5Mpa设计值的要求。

2、考虑到试验数据的偏差和施工中的保证率，对水泥剂量为4.0%、4.5%、5.0%、

5.5%时的强度数据通过公式R≥Rd∕(1-ZaCv)验算，其强度均能满足本项目

设计强度指标要求。

3、为防止干缩性裂缝及确保强度等方面综合考虑，采用5.0%的水泥剂量。故

监理组工地试验室配合比组成设计成果为：

水泥:：集料=5.0:100，混合料的最佳含水量为4.9%，最大干密度为2.350g

∕cm3，施工时压实度按98%控制。

根据施工现场情况，对试验室确定的配合比进行调整，因该项目采取集中厂拌法施工，故水泥剂量增加0.5%，集料的含水量不能忽略不计，应及时调整出最终的施工配合比。

表1 各种集料及矿粉的筛分结果

表2 沥青混合料用粗集料的试验结果

表3 沥青混合料用细集料的试验结果

表4 沥青混合料用矿粉的试验结果

3、AC-13F沥青混合料级配要求

本次目标配合比设计采用的级配类型为AC-13F型，参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTJ F40-2004）表，设计级配如下表：

4、初选级配

依据规范（JTG F40-2004）的设计要求，在选择集料级配时，根据集料的筛分结果首先初选出粗、中、细三个级配，然后根据该工程地区气候属夏炎热冬温区同时考虑高温稳定性、低温抗裂性、耐久性及水稳定性来选择油石比，分别制作马歇尔试件，得出试件的体积指标，根据体积指标初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。确定AC-13F的三种级配，分别测定三种级配按沥青用量为4.8%制作马歇尔试件。三个级配的矿料比例表、三种矿料的合成级配明细表、三种级配曲线图详见下表：

三种级配的矿料比例明细表

三种矿料的合成级配通过明细表

三种级配曲线图

5、试验级配评价

参照以往沥青砼路面上面层AC-13F目标配合比的工程应用情况，选择沥青用量4.8%作为三种试级配的沥青用量，双面各击实75次成型马歇尔试件。马歇尔试验结果汇总见下表：

可以看出级配1、级配2和级配3体积指标均满足要求，根据经验本次设计选择级配2为设计级配。6、马歇尔稳定度试验

按设计矿料比例配料，采用五种沥青用量进行马歇尔稳定度试验，试验结果见下表：

7、最佳油石比的确定

据马歇尔稳定度试验结果，分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱和度与油石比的关系曲线，从曲线上找出相应与最大密度、最大稳定度、空隙率范围中值及沥青饱和度中值对应的四个油石比，求出四者的平