佛山市北滘至南國路公路主幹線路面工程生產
配合比設
計方案佛山市北滘至南國路公路主幹線路面工程工地試驗室
2023年5月4日
一、設計和試驗方法的依據：
1、jtg f40-2004公路瀝青路面施工技術規範
2、jtg e42-2005公路工程集料試驗規程
3、jtj 052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程
4、佛山市北滘至南國路公路主幹線路面工程瀝青混合料目標配合比設計報告
5、佛山市北滘至南國路公路主幹線路面工程設計圖紙
二、主要技術標準：
1、道路等級：公路一級
2、設計交通等級：過載交通
3、氣候分割槽：根據jtg f40-2004公路瀝青路面施工技術規範中瀝青路面使用氣候分割槽指標，確定佛山市處於1-4-1區（夏炎熱冬溫潮濕區）。
4、技術引數：
①、下面層，空隙率3-6（%）、穩定度不小於8kn、流值1.5-4（mm）、瀝青飽和度55-70（%）、礦料間隙率11-14（%）、車轍試驗動穩定度不小於1200（次/mm）、浸水馬歇爾試驗殘留穩定度不小於85%、凍融劈裂試驗殘留強度比不小於80%。
②、中面層，空隙率4-6（%）、穩定度不小於8kn、流值1.5-4（mm）、瀝青飽和度65-75（%）、礦料間隙率13-15（%）、車轍試驗動穩定度不小於2800（次/mm）、浸水馬歇爾試驗殘留穩定度不小於85%、凍融劈裂試驗殘留強度比不小於80%。③、上面層，空隙率4-6（%）、穩定度不小於8kn、流值1.
5-4（mm）、瀝青飽和度65-75（%）、礦料間隙率14-16（%）車轍試驗動穩定度不小於3500（次/mm）、浸水馬歇爾試驗殘留穩定度不小於85%、凍融劈裂試驗殘留強度比不小於80%。
三、材料說明：
1、瀝青：中、上面層採用sbs改性瀝青(ⅰ-c)其中軟化點不小於70℃，下面層採用道路石油瀝青ah-70a級。
2、粗集料：中下面層採用三水產石灰岩，上面層採用珠海產花崗岩。
3、細集料：中下面層採用三水產石灰岩，上面層採用珠海產花崗岩。
4、填料：中下面層採用石灰岩礦粉，上面層採用pc32.5#水泥。
四、生產配合比設計步驟：
1、首先對拌和機進行專業標定，檢查各感測器、冷料倉下料口是否異常。專業標定請具有資質的單位進行。
2、檢查用於生產配合比設計的原材料情況是否穩定，如與目標配合比材料有較大偏差應重新取樣進行目標配合比設計。
3、根據目標配合比各石料的比例上料進行礦料的二次篩分，上料速度以正常生產的上料速度為準，上料不少於100t，放料（棄料）不少於10盤，然後再把各個熱料倉的料放出來分別堆放，待料涼後按照jtg e42-2005公路工程集料試驗規程規定的方法取樣進行試驗。
4、材料的檢測：
分別對各熱料倉材料按照jtg e42-2005公路工程集料試驗規程進行檢測，對瀝青材料按照jtj 052-2000公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程進行檢測，對填料按照jtg e42-2005公路工程集料試驗規程進行檢測。
5、礦料配合比設計：
對材料進行篩分試驗後，再對材料進行配合比組成設計，合成級配應使公稱最大粒徑、中間粒徑、4.75mm粒徑、2.36mm粒徑和0.
075mm粒徑盡可能接近目標配合比的通過率，其他篩孔的通過率一般不超過目標配合比合成級配通過率的1%，否則應查詢原因並重新進行2-5的步驟。
6、馬歇爾試驗：
以目標配合比最佳瀝青用量、目標配合比最佳瀝青用量+0.3%和目標配合比最佳瀝青用量-0.3%三個瀝青用量分別進行馬歇爾試驗（下面層：
製件時瀝青加熱溫度為160℃，礦料加熱溫度175℃，礦粉單獨加熱，瀝青混合料拌合溫度165℃，試件擊實溫度150℃，雙面各擊實75次；中、上面層：製件時瀝青加熱溫度為170℃，礦料加熱溫度190℃，礦粉單獨加熱，瀝青混合料拌合溫度170℃，試件擊實溫度160℃，雙面各擊實75次）。計算（測定）不同瀝青含量的馬歇爾各項指標（毛體積密度、空隙率、穩定度、流值、瀝青飽和度、礦料間隙率）。
計算方法如下：
①、礦料的合成毛體積相對密度γsb
sb=100/（p1/γ1+ p2/γ2+……+ pn/γn）
式中：p1、p2、……pn-----各種礦料成分的配合比，其和為100；
γ1、γ2、……γn ----各種礦料成分的毛體積相對密度。
②、礦料合成表觀相對密度γsa
sa=100/（p1/γ1+ p2/γ2+……+ pn/γn）
式中：p1、p2、……pn-----各種礦料成分的配合比，其和為100；
γ1、γ2、……γn ----各種礦料成分的表觀相對密度。
③、礦料的有效相對密度γse
γse=c*γsa+(1-c)* γsb
c=0.033 wx 2-0.2936 wx +0.9339
wx=（1/γsb-1/γsa）*100
式中：γse----合成礦料的有效相對密度；
γsa ----合成礦料的表觀相對密度；
γsb ----合成礦料的毛體積相對密度；
wx----合成礦料的吸水率;
c----合成礦料的瀝青吸收係數。
④、最大理論相對密度γti
下面層採用實測法測出其最大理論相對密度γti、中、上面層採用計算法計算其最大理論相對密度γti。
γti=100/（psi/γse+ pbi/γb）
式中：γti ----相對於計算瀝青用量pbi時瀝青混合料的最大理論相對密度；
pbi----所計算的瀝青混合料的瀝青用量，%；
psi----所計算的瀝青混合料的礦料含量，psi =100- pbi ,%；
γse----合成礦料的有效相對密度；
γb ----瀝青的相對密度（25℃/25℃）。
⑤、混合料試件的空隙率、礦料間隙率、有效瀝青的飽和度：
vv=(1-γf/γt)*100
vma=[1-(γf* ps )/(100*γsb) ]*100
vfa=( vma- vv)/ vma*100
式中：vv ----試件的空隙率，%；
vma ----試件的礦料間隙率，%；
vfa ----試件的有效瀝青的飽和度，%；
γf----試件的毛體積相對密度；
γt ----瀝青混合料的最大理論相對密度；
ps----各種礦料佔瀝青混合料總質量的百分率之和，即ps=100-pb，%；
γsb ----合成礦料的毛體積相對密度。
7、最佳瀝青用量的確定：
經由馬歇爾試驗的各項技術指標按以下方法綜合確定最佳瀝青用量：
①、以瀝青含量為橫座標，以馬歇爾的各項指標為縱座標，將試驗結果點入圖中，連成圓滑的曲線。確定均符合本方案規定的瀝青混合料技術標準的瀝青用量範圍oacmin-oacmax，選擇的瀝青用量範圍要涵蓋設計空隙率的範圍，並盡可能涵蓋瀝青飽和度的範圍，使密度及穩定度曲線出現峰值，如未涵蓋設計空隙率的範圍，試驗必須擴大瀝青用量範圍重新進行。
②、在曲線圖上求出相應於密度最大值、穩定度最大值、空隙率中值、瀝青飽和度範圍的中值的瀝青用量a1 a2 a3 a4 。取其平均值作為oac1 。
oac1 =（ a1+ a2+ a3+ a4）/4
③、對所選擇的瀝青用量範圍，密度或穩定度沒有出現峰值時（最大值通常在曲線兩端）時，可直接以目標空隙率所對應的瀝青用量a3作為oac1 ，但oac1 必須介於oacmin-oacmax的範圍內，否則應重新進行配合比設計。
④、以各項指標均符合技術標準（不含vma）的瀝青用量範圍oacmin-oacmax的中值作為oac2 。
oac2 =（oacmin+oacmax）/2
⑤、取oac1 及oac2 的中值作為最佳瀝青用量oac。
oac =（oac1+oac2）/2
⑥、由此確定的最佳瀝青用量與目標配合比確定的最佳瀝青用量不應超過±0.2%。
8、按照最佳瀝青用量進行一組馬歇爾試驗，分別計算其各項技術指標，檢查是否滿足要求，礦料間隙率以空隙率內插法確定。
9、最佳瀝青用量驗證：
①、檢驗最佳瀝青用量的粉膠比（fb）和有效瀝青膜厚度（da）：
瀝青結合料被集料吸收的比例及有效瀝青含量
pba=[ (γse-γb ) /（γse *γsb ）]*γb *100
pbe=( pb - pba /100)* ps
式中：pba---瀝青混合料中被集料吸收的瀝青結合料比例，%；
pbe---瀝青混合料中有效瀝青用量，%；
γse ---合成礦料的有效相對密度；
γsb ----合成礦料的毛體積相對密度；
γb ----瀝青的相對密度（25℃/25℃）；
pb---瀝青含量，%；
ps----各種礦料佔瀝青混合料總質量的百分率之和，即ps=100- pb ,%。
粉膠比fb=p0.075/ pbe
式中：fb----粉膠比；
p0.075----礦料級配中0.075mm的通過率（水洗法），%；
pbe---瀝青混合料中有效瀝青用量，%。
有效瀝青膜：
sa=∑(pi*fai)
da= pbe/(γb * sa)*10
式中：pi----這種粒徑的通過率，%；
fai----相應於各種粒徑的集料的表面積係數，按照jtg f40-2004公路瀝青路面施工技術規範表b.6.9查得；
da----瀝青膜的有效厚度，μm；
pbe---瀝青混合料中有效瀝青用量，%；
γb ----瀝青的相對密度（25℃/25℃）。
②、進行浸水馬歇爾試驗，檢驗浸水馬歇爾試驗殘留穩定度。
③、進行車轍試驗，檢驗動穩定度（委託佛山市公路橋梁檢測站試驗）。
④、進行凍融劈裂試驗，檢驗殘留強度比（委託佛山市公路橋梁檢測站試驗）。
五、設計結論
由上述試驗結果確定最佳瀝青用量，礦料級配組成。
六、附件
1、拌和機專業標定證書；
2、各料倉集料的篩分試驗報告及物理力學指標檢測報告；
3、填料試驗報告；
4、瀝青試驗報告；
5、礦料合成級配計算表及合成曲線圖；
6、馬歇爾試驗報告；
7、最大理論密度試驗報告或計算表；
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