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

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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》(J ＴJ０34—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》(ＪＴＧF80-20０4)、《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与集料得各项指标试验(详见下表)。

1、水泥:该项目选用得水泥南京三龙水泥厂天宝山牌(缓凝)P、O３2。5级水泥,

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得要求,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,各种集料及矿粉得筛分结果见表1。各种粗集料得试验结果如表2,细集料得试验结果如表３,矿粉得试验结果如表4

该项目选用石料得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３。2．2得3号级配,水泥稳定碎石得集料级配范围见表:

三、确定水泥剂量得掺配范围

水泥稳定碎石混合料得设计强度要求7d 无侧限抗压强度不小于3.5M ｐa,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、确定各种混合料得最佳含水量与最大干密度

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得混合料做标准击实试验,确定出最大干密度与最佳含水量如表:

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、比较强度平均值与设计要求值,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设计值得要求。

2、考虑到试验数据得偏差与施工中得保证率,对水泥剂量为4、0％、4。5％、

５.0％、5、5%时得强度数据通过公式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%得水泥剂量。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,混合料得最佳含水量为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,对试验室确定得配合比进行调整,因该项目采取集中厂拌法施工,故水泥剂量增加0.5％,集料得含水量不能忽略不计,应及时调整出最终得施工配合比。

表1 各种集料及矿粉得筛分结果

表2 沥青混合料用粗集料得试验结果

表３沥青混合料用细集料得试验结果

表4 沥青混合料用矿粉得试验结果

3、AC—1３F沥青混合料级配要求

本次目标配合比设计采用得级配类型为AＣ—１3F型,参照《公路沥青路面施工技术规范》(JＴＪＦ40－200４)表５。3.2—1表5。3、2-２,设计级配如下表:

4、初选级配

依据规范(JTG F40-２004)得设计要求,在选择集料级配时,根据集料得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,得出试件得体积指标,根据体积指标初选一组满足或接近设计要求得级配作为设计级配。确定ＡC-13F得三种级配,分别测定三种级配按沥青用量为4、8%制作马歇尔试件。三个级配得矿料比例表、三种矿料得合成级配明细表、三种级配曲线图详见下表:

三种级配得矿料比例明细表

三种矿料得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目标配合比得工程应用情况,选择沥青用量4、8％作为三种试级配得沥青用量,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:

可以瞧出级配1、级配2与级配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:

AC-1３Ｆ设计级配马歇尔稳定度试验结果

７、最佳油石比得确定

据马歇尔稳定度试验结果,分别绘制稳定度、流值、空隙率、饱与度与油石比得关系曲线,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与度中值对应得四个油石比,求出四者得平均值作为最佳油石比初始值OＡC１,但如果对选择试验得油石比范围,密度或稳定度没有出现峰值,可直接以目标空隙率所对应得油石比作为OAC1;作图求出能满足沥青砼各项指标要求得油石比范围(ＯACｍaｘ,OAC min),该范围得中值为OＡＣ2,如果最佳油石比得初始值OＡC1在OAC max与OＡC min之间,则认为设计结果就是可行得,可取ＯＡC1与OＡC2得中值作为目标配合比得最佳油石比OAC,并结合南京得气候特点与实际情况论证地取用,最终得出最佳油石比、

由作图法可知相应与最大密度、最大稳定度、空隙率中值、沥青饱与度范围得中值对应得最佳含油量,它们分别为5、5%,4、5%、4。65%、4。75%。其中值为最佳用油量初始值OAC1=4。85％,用图解法分析,求得允许沥青用量范围为４、４％~5。0５％。其中值为４。７2%、计算出最佳用油量为４。７８%,最终确定最佳沥青用量4.8％,油石比5.0％。目标配合比为1＃料:2＃料:３＃料:矿粉:油石比=42:11:45:2:5、0、四、生产配合比得设计

(一)材料情况

本次AC—１３F生产配合比设计所用集料,瓜子片、米砂、石屑均为淳化镇采石厂所供,矿粉为上峰孟墓厂产品,各种集料及矿粉得密度试验见表1:

表１集料及矿粉得密度试验结果