路面結構設計研究報告

路面工程課程設計研究報告

一．摘要：

根據(jù)所給設計指標、設計要求及設計資料，結合有關設計規(guī)范，分別計算和確定瀝青混凝土路面和水泥混凝土路面的累計當量軸次及各結構層材料、厚度等，完成路面結構設計。并對不同結構材料與交通量組成路面層做進一步的對比優(yōu)化。二．問題的提出：

在設計資料中已知交通量及組成，要求設計成時速100km/h，行車道寬度4×3.5m，硬路肩和土路肩寬度分別為1.0m和0.75m的高速公路，同時廣西自然劃區(qū)屬于Ⅳ區(qū)，及各參數(shù)可參照規(guī)范查得。那么如何進行設計呢，并對結構設計進行優(yōu)化？三．研究的目的與意義：

通過路面結構的設計與優(yōu)化，加深對路面結構組合重要性的認識，避免由于結構組合不當而造成的路面提前破壞或經(jīng)濟上的浪費。同時也對各路面組成結構有了更切身的理解，也對不同交通量及結構材料之間的組合進行了優(yōu)化對比。且對于保證路面結構的安全可靠、指導規(guī)范化施工、減少養(yǎng)護和維修費用、提高道路服務水平等都具有重要意義。

四．研究方法與步驟：

1.瀝青路面：我國現(xiàn)行的《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTGD50201*）采用彈性層狀體系作力學分析基礎理論，以雙圓垂直均布荷載作用下

的路面整體沉降（彎沉）和結構層的層底拉應力作為設計指標，以疲勞效應為基礎，處理軸載標準化轉換與軸載多次重復作用效應。我國路面設計以雙輪組單軸100KN為標準軸載。

本次設計主要是輔助軟件進行，首先確定道路等級為高速公路、車道系數(shù)取0.5、設計年限為15年、交通量平均年增長率。選取一組交通量及組成換算為第一年日平均當量軸次，再換算為設計年限內一年單車道累計當量軸次，然后計算設計彎沉值。根據(jù)上述計算結果，進行瀝青路面組合設計，初擬路面結構，進行路面厚度計算、計算結構取整修改后得到路結構設計結果。最后進行竣工驗收彎沉值和層底拉應力驗算。

本次研究共選取了第3、4、5三組交通量及組成，進行新建瀝青路面結構設計，以第5組為代表，繪制路面結構示意圖（見附圖）。

2.水泥路面：水泥混凝土路面結構設計以100KN單軸雙輪組荷載為標準荷載。確定道路等級、設計年限、車道系數(shù)、交通量平均年增長率，選取一組交通量及組成，不同輪軸型和軸載的作用次數(shù)，按照規(guī)范中的公式換算為標準軸載的作用次數(shù)，進而計算設計基準期內設計車道標準荷載累計作用次數(shù)。按照上述計算確定交通等級和變異水平等級初擬路面結構，計算路面材料參數(shù)、荷載疲勞應力、溫度疲勞應力。水泥混凝土路面結構設計以行車荷載和溫度梯度綜合作用產(chǎn)生的疲勞斷裂作為設計極限狀態(tài)，用該極限狀態(tài)方程式驗算，使設計普通混凝土面層彎拉強度不大于水泥混凝土彎拉強度標準值，水泥穩(wěn)定

粒料基層也用同樣的方法進行驗算。均符合要求，說明擬定的路面結構可以承受設計基準期內荷載應力和溫度應力的綜合疲勞作用。

本次研究共選取了第3、4、5三組交通量及組成，用輔助軟件進行普通混凝土路面結構設計。同時選取第5組交通量及組成，手工進行單層混凝土路面結構設計，以該組為代表，繪制路面結構示意圖（見附圖）。五．參考資料

1.交通部部頒標準和規(guī)范

（1）JTGB01201*公路工程技術標準

（2）JTGD40201*公路水泥混凝土路面設計規(guī)范（3）JTGD50201*公路瀝青路面設計規(guī)范2.教材（1）路面工程（2）路基路面工程（3）路面力學計算3.參考書

（1）路面設計手冊

（2）高等級公路半剛性基層瀝青路面

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湖北鄂東長江公路大橋

引橋及接線路面結構設計與性能

研究報告

（一）

湖北鄂東長江公路大橋建設指揮部

武漢理工大學二零零九年六月

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

目錄

第一章概述...................................................................................................................................1

1.1研究背景...........................................................................................................................11.2國內瀝青路面現(xiàn)狀調查...................................................................................................2第二章瀝青路面原材料的優(yōu)選...................................................................................................8

2.1.集料.................................................................................................................................8

2.1.1下面層用集料........................................................................................................82.1.2上面層用集料........................................................................................................92.2瀝青.................................................................................................................................102.3礦粉.................................................................................................................................112.4纖維.................................................................................................................................12第三章瀝青面層目標配合比設計研究.....................................................................................13

3.1設計概述.........................................................................................................................133.2設計相關知識內容.........................................................................................................13

3.2.1瀝青混合料級配類型.........................................................................................133.2.2瀝青混合料試驗.................................................................................................14

3.2.2.1下面層AC-25C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+鄂州殼牌公司70#瀝青）....163.2.2.2下面層AC-25C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司70#瀝青）....183.2.2.3下面層AC-25C（武穴石灰?guī)r+鄂州殼牌公司70#瀝青）....................193.2.2.4下面層AC-25C（武穴石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司70#瀝青）....................223.2.2.5中面層AC-20C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青）.........................................................................................................................233.2.2.6中面層AC-20C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青）.........................................................................................................................263.2.2.7中面層AC-20C（武穴石灰?guī)r+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青）...273.2.2.8中面層AC-20C（武穴石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青）...303.2.2.9上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）.................................................................................................................313.2.2.10上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）.......................................................................................................343.2.2.11上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）.......................................................................................................353.2.2.12上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）.................................................................................................................373.2.2.13上面層AC-13C（京山玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）.................................................................................................................383.2.2.14上面層AC-13C（京山玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）.................................................................................................................393.2.2.15上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維（摻量0.25%））................................................................413.2.2.16上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維（摻量0.25%））................................................................433.2.2.17上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青

I湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

+4#石灰?guī)r+木質素纖維（摻量0.3%））..............................................................443.2.2.18上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+木質素纖維（摻量0.3%））..............................................................463.2.2.19上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+聚酯纖維（摻量0.25%））................................................................473.2.2.20上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+聚酯纖維（摻量0.25%））................................................................493.2.2.21上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+木質素纖維（摻量0.3%））........................................................................503.2.2.22上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌76-22改性瀝青+4#玄武巖+木質素纖維（摻量0.3）%）..................................................................523.2.2.23上面層SMA-13（京山玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維（摻量0.25%））..........................................................................533.2.2.24上面層SMA-13（京山玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+木質素纖維（摻量0.3%））........................................................................553.2.3AC-13與SMA-13低溫性能試驗研究..............................................................56

第四章橋面防水材料優(yōu)選...........................................................................................................59

4.1橋面防水材料概述..........................................................................................................594.2纖維增強橋面粘結防水體系技術要求..........................................................................60

4.2.1水泥混凝土橋面防水粘結層設計標準..............................................................604.2.2水泥混凝土基層處理要求.................................................................................614.2.3防水層技術指標要求.........................................................................................63第五章總結.........................................................................................................................68

5.1原材料.....................................................................................................................685.2瀝青混合料.............................................................................................................685.3經(jīng)濟效益分析.........................................................................................................695.4建議.........................................................................................................................71第六章實施進度計劃...........................................................................................................73第七章主要工作人員...........................................................................................................75

II湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

第一章概述

1.1研究背景

湖北鄂東長江公路大橋位于長江湖北黃石水道上游，是滬蓉高速公路湖北省東段（武黃高速公路和黃黃高速公路）和國家高速公路網(wǎng)大慶至廣州高速公路湖北段的共用過江通道，是交通部重點工程，也是湖北省公路主骨架的重要組成部分。建設鄂東長江公路大橋，對于實現(xiàn)湖北省委、省政府提出的“中部崛起”的戰(zhàn)略構思，完善區(qū)域的交通運輸網(wǎng)絡，都具有十分重要和緊迫的意義。湖北鄂東長江公路大橋業(yè)經(jīng)國家發(fā)展和改革委員會發(fā)改交運[201*]2684號文批準建設，是國家和湖北省交通重點建設項目。201*年開工，201*年建成。

本項目起自黃岡浠水縣，接黃梅至黃石高速公路，于浠水唐家灣附近跨越

長江（即艾家灣橋位），止于黃石，接黃石至武漢高速公路。路線全長約15.149KM，其中大橋全長約6.3KM，主橋主跨為926米混合梁斜拉橋，居世界同類橋梁第二位，為湖北第一橋。新建接線長約4.9KM，改擴建路線長約4KM；全線在散花、花湖2處設置互通立交。

項目的氣象、水文位于長江中下游濱湖丘陵區(qū)，大別山南麓，幕阜山北側；區(qū)內分布丘陵、長江I級階地（沖積平原）、湖泊等地貌。橋位地處黃石市區(qū)東北，黃石市區(qū)三面環(huán)山，東北臨江，地勢最高為北風山，海拔487m,屬北亞熱帶，季風氣候和過渡性特征明顯，熱量充沛，無霜期長，日照充足，降水豐富，雨熱同季等氣候優(yōu)勢，又具有冬冷夏熱，東干夏雨，氣象災害種類多、發(fā)生頻繁等不利條件，尤其是旱澇災害比較突出。根據(jù)黃石氣象站資料統(tǒng)計，年平均氣溫17.1℃，月平均氣溫28℃，極端最高氣溫40.3℃，極端最低氣溫－11℃，無霜期平均256.7天。年平均降雨量1420.2mm。

本次試驗研究是結合湖北鄂東長江公路大橋區(qū)域的工程地質實際和氣候條件，在充分調研和大量室內試驗的基礎上，因地制宜的優(yōu)選原材料，進行瀝青面層混合料的配合比設計，一方面為大橋引橋及連接線的路面工程招標提供詳實的數(shù)據(jù)基礎，另一方面提出適合湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線的路面結構組合設計和性能的最佳方案供業(yè)主參考。本研究報告分為如下兩個部分：(1)瀝青面層原材料優(yōu)選(2)瀝青面層目標配合比設計研究

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1.2國內瀝青路面現(xiàn)狀調查

為了研究鄂東長江公路大橋引橋和連接線瀝青路面的合理厚度、瀝青混合料組成設計及瀝青面層施工工藝，有必要對影響我國瀝青路面使用性能的原因進行研究分析，為此，首先要調查了解路面的實際使用狀況，全面總結瀝青路面使用的成功經(jīng)驗和失敗教訓，找出我國高速公路瀝青路面存在的不足。對此，本課題組對湖北鄰近幾個省、直轄市的高速公路（包括正常路面、隧道、橋梁），尤其是工程環(huán)境與該高速公路類似的高速公路的路面結構及使用情況進行了廣泛調查。調查結果如下：

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表1-1福建省高速公路瀝青路面使用情況調查表

公路名稱編號通車時間瀝青面層長度上面層厚度材料組成厚度中面層材料組成厚度下面層材料組成聯(lián)結層基層厚度材料組成5%水泥穩(wěn)定碎石5%水泥穩(wěn)定碎石5%水泥穩(wěn)定碎石路面結構及其材料組成基層底基層厚度材料組成3%水泥穩(wěn)定碎石3%水泥穩(wěn)定碎石3%水泥穩(wěn)定碎石使用狀況名稱1福泉高速公路1998.53204AK-16A5AC-20Ⅱ7AC-25Ⅱ1cm下封層3620較好2泉漳高速公路201*.51804AK-16A5AC-20Ⅱ7AC-25Ⅱ1cm下封層3617較好3三福高速公路201*.92804AK-16A5AC-20Ⅱ7AC-25Ⅱ1cm下封層3617一般-湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表1-2浙江省高速公路瀝青路面使用情況調查表

公路名稱編號通車時間長度設計累計當量軸次（萬次）路面結構及其材料組成瀝青面層上面層厚度材料組成AK-13A中面層厚度材料組成AC-20ⅠAC-20ⅠAC-20ⅠAC-20ⅠAC-20ⅠAC-20Ⅰ下面層厚度材料組成基層使用聯(lián)基層底基層狀況結材料組厚材料層厚度成度組成365%水穩(wěn)碎石5%水穩(wěn)碎石二灰砂礫二灰砂礫5%水穩(wěn)碎石5%水穩(wěn)碎石184%水穩(wěn)碎石一般名稱1杭千高速公路在建642043467封AC-25Ⅰ層封AC-25Ⅰ層封AC-25Ⅰ層封AC-25Ⅰ層封AC-25Ⅰ層封AC-25Ⅰ層2甬金高速公路在建杭金衢高速公路（一期）衢州段杭金衢高速公路（二期）衢州段杭寧高速公路7418084AK-13A6836163.5%水穩(wěn)一般碎石局部二灰有損砂礫壞局部二灰有損砂礫壞3.5%損壞水穩(wěn)較少碎石3.5%損壞水穩(wěn)嚴重碎石3201*4310584AK-13A5732204201*201*.11.28201*.12577974AK-13A563216575201*4AC-13ⅠAC-13Ⅰ6732186上三高速嵊州段4017994572820湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表1-3其它部分高速公路瀝青路面使用情況調查表

公路名稱瀝青面層編號名稱通車時間長度上面層厚度在建201*.12.281997.12.30160.78147.372164材料組成SAC中粒式瀝青砼SLH-20中面層厚度5材料組成中粒式瀝青砼中粒式瀝青砼LH-30Ｉ下面層厚度6材料組成粗粒式瀝青砼粗粒式瀝青砼LH-35Ⅱ聯(lián)結層基層厚度3025~3820材料組成6%水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石5%～6%水泥穩(wěn)定碎石5.5%水泥穩(wěn)定碎石石灰、粉煤灰、碎石基層二灰碎石厚度15路面結構及其材料組成基層底基層材料組成4%水泥穩(wěn)定碎石級配碎石使用狀況備注常（德）張1(家界)高速2元江～磨黑高速石(家莊)安(陽)高速一般45615一般3456一般開（平）陽4（江）高速201*.91264AK-16A5AC-20I6AC-25I1cm下封層6mm稀漿封層36203%～4%水泥穩(wěn)定粒料4%水泥穩(wěn)定碎石石灰、粉煤灰土二灰土、二灰、石灰土一般潮濕段加15cm級配碎石墊層石質挖方段基層為10cm5湘潭～邵陽高速南京機場高速201*.12218.294AK-135.5AC-205.5AC-201*20一般628.751997.6.286248.21996.9.1514.5AC-16B6AC-25Ⅰ6AC-25Ⅱ3420一般7滬寧高速4AC-16B6AC-25I6AC-25Ⅱ2040良好湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

公路名稱瀝青面層編號名稱通車時間長度上面層中面層路面結構及其材料組成基層下面層厚度6材料組成AC-20聯(lián)結層基層厚度104SMA-135AC-20224瀝青砼磨耗層中粒式瀝青砼中粒式瀝青砼AC8瀝青砼10瀝青碎石瀝青碎石粗粒式瀝青砼熱拌瀝青碎石熱拌瀝青碎石粗粒式瀝青砼10cm瀝青碎石6cm瀝青碎石23材料組成ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石級配碎石水泥碎石25厚度18底基層材料組成水泥穩(wěn)定碎石使用狀況厚厚材料組材料組成度度成8四川南廣201*.6.2069.761高速一般9廣深高速1993122.8級配碎石良好10廣佛高速19891998.12.2919961645粗粒式瀝青砼粗粒式瀝青砼粗粒式瀝青砼粗粒式瀝青砼粗粒式瀝青砼6256%水泥穩(wěn)定石屑二灰碎石水泥二灰穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石水泥穩(wěn)定碎石284%水泥穩(wěn)定土水泥碎石土石灰土一般11滬杭高速鄭（州）12洛（陽）高速安（陽）13新（鄉(xiāng)）高速許（昌）14漯（河）高速1514673720一般201.44561540一般1998121.74AC572035二灰土差1998.12.1648.954AC662535石灰土差湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表1-4高速公路隧道瀝青路面使用情況調查表

公路名稱編號通車時間長度(m)上面層厚度材料組成阻燃性瀝青混凝土瀝青混凝土抗滑表層中面層厚材料組度成自粘式玻纖格柵中粒式瀝青混凝土路面結構及其材料組成瀝青面層名稱下面層厚度材料組成C35混凝土基層厚度材料組成基層底基層厚度材料組成C15混凝土墊層特長隧道使用狀況備注渝合高速公路尖1山子隧道201*.7左4045右406552416一般深圳市鹽(田)壩2(崗)高速公路大梅沙隧道201*.526664524碾壓混凝土8碎石排水墊層一般福建省漳龍高速3公路東家舍隧道201*350SMA10改性瀝青混凝土自粘式玻纖格柵4改性瀝青SuperpaveACS25C3.5水泥混凝土15C10貧混凝土找平層一般注：以上各表除單獨注明外，長度均以km計，厚度以cm計。

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第二章瀝青路面原材料的優(yōu)選

根據(jù)項目實施進度計劃，本著就地取材、因地制宜的原則，原材料中、下面層擬采用項目所在地黃石鐵山寶峰石灰?guī)r、黃石下陸振強石灰?guī)r、武穴石灰?guī)r做對比研究，上面層擬采用鎮(zhèn)江茅迪玄武巖和京山玄武巖做對比研究。下面層所用瀝青為道路石油瀝青70#，擬采用湖北鄂州殼牌公司瀝青和湖北國創(chuàng)瀝青公司瀝青做對比研究。中、上面層所用瀝青為PG76-22SBS改性瀝青，擬采用湖北鄂州殼牌公司瀝青和湖北國創(chuàng)瀝青公司瀝青做對比研究。上面層用纖維擬采用聚酯纖維和木質素纖維做對比研究。礦粉為黃石市河口鎮(zhèn)龍山粉磨廠生產(chǎn)礦粉，各種原材料的物理性能試驗結果如下所示。

2.1.集料

2.1.1下面層用集料

中、下面層配合比所用集料為黃石鐵山寶峰石灰?guī)r、武穴石灰?guī)r，集料的各項性能試驗以及篩分結果如表2-1～2-3所示。

表2-1中、下面層石灰?guī)r粗集料性能試驗結果料場項目石料壓碎值(%)洛杉磯磨耗損失表觀相對密度黃石鐵山寶峰21.323.52.7252.7232.731黃石振強22.723.82.7162.7172.7190.20.20.3551.59.213.81.70.5武穴JTGF40-201*規(guī)范要求≤28≤30≥2.50備注－－16-31.54.75-162.36-4.7516-31.524.126.52.7102.7242.7450.240.270.39551.911.10.3吸水率0.330.4對瀝青粘附性堅固性(%)細長扁平顆粒含量(%)軟石含量(%)水洗法湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表2-2集料化學成分分析試驗結果

序料場名稱號123黃石鐵山寶峰石灰?guī)r29.3521.760.10武穴石灰?guī)r黃石下陸振強石灰?guī)r28.1722.790.14---1.601.53-1.111.13-1.681.68-44.3544.67-CaOMgOFe2O3Al2O3TiO2SiO2燒失量表2-3中、下面層石灰?guī)r細集料性能試驗結果項目料表觀相對密度砂當量（％）場黃石鐵山寶峰2.73078.1黃石振強2.72376.2武穴2.70664.5指標≥2.5≥60中、下面層石料試驗結果表明，石灰?guī)r能滿足JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》相關技術要求，因取樣進行試驗研究前各石料場均未按標準的瀝青混凝土石料規(guī)格進行控制，影響了級配的合成，黃石石灰?guī)r細集料為湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

細長扁平顆粒含量(%)軟石含量(%)水洗法150國創(chuàng)73>150技術指標60～80≥100湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

軟化點（環(huán)球法）（℃）溶解度（三氯乙烯）（%）質量變化（％）薄膜烘箱老化163℃，85min針入度比（％）殘留延度（15℃）（cm）閃點（COC）（℃）含蠟量（蒸餾法）（％）密度（15℃）（g/cm3）60℃動力粘度（Pa.S）48.999.8-0.0277.7>1503251.148.399.70.1465.8>1503151.3≥43≥99.5≤±0.8≥58≥15≥260≤2.0實測≥1801.0321.033185188表2-8PG76-22改性瀝青技術性能項目針入度25℃，100g，5s（0.1mm）針入度指數(shù)PI延度5℃，5cm/min，（cm）軟化點TR&B，（℃）運動粘度，135℃，（Pas）閃點，（℃）溶解度，（%）彈性恢復25℃，（%）貯存穩(wěn)定性離析，48h軟化點差，（℃）TFOT后殘留物質量變化，（％）針入度比25℃,（％）延度5℃，（cm）-0.06-0.03≤±1.086.591.52120≥65≥15殼牌國創(chuàng)5259技術指標30～60≥0≥20≥70≤3≥230≥99≥75≤2.50.030.0337.534.888.585.82.071.8732032599.799.690.984.90.32.3道路石油瀝青70#及PG76－22SBS改性瀝青的國內外產(chǎn)品性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》中相關技術要求。

2.3礦粉

本次試驗所用礦粉為黃石河口鎮(zhèn)龍山粉磨廠石灰?guī)r礦粉，其各項技術性能試驗結果如表2-9所示。

表2-9礦粉性能試驗結果項目視密度(g/cm)3試驗結果2.709技術指標≥2.5湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

含水量(%)湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

第三章瀝青面層目標配合比設計研究

3.1設計概述

隨著我國交通事業(yè)的蓬勃發(fā)展，公路建設規(guī)模逐年擴大，尤其是高速公路建設里程的不斷增加，對高質量的瀝青路面的需求量越來越大。但是我國瀝青路面的早期破壞現(xiàn)象十分嚴重，實際使用3～5年后均出現(xiàn)較大面積的損壞，路面的使用質量和使用壽命普遍達不到應有的水平。因此，與工程環(huán)境相匹配的瀝青路面結構組合及科學的材料組成設計對路面的實際使用壽命尤為重要。

3.2設計相關知識內容

3.2.1瀝青混合料級配類型

瀝青混合料組成設計即確定集料的級配和最佳瀝青用量。不同級配類型的混合料其性能差別是很明顯的，也各有特色，如懸浮密實型，骨架密實型和骨架空隙型。（1）SMA

SMA是按照內摩擦力最大的原則，以間斷級配的粗集料為主，形成相互嵌擠的礦料骨架，按較小的空隙率設計，以瀝青瑪蹄脂填充骨架的空隙，形成一種骨架密實的混合料。SMA結構類型的優(yōu)點是密實、粗糙度高、抗滑性能好，能適應大交通量，不易產(chǎn)生車轍，而且使用壽命長。SMA混合料中粗集料和瀝青含量較多，約占70%，粗集料間形成骨架嵌擠結構，高溫穩(wěn)定性較好，抗車轍能力顯著，應該說SMA是一種比較好的級配類型。只是SMA初期造價較高，一般適用于重交通高速公路。（2）Superpave

Superpave混合料設計方法是美國戰(zhàn)略公路研究計劃(SHRP)的研究成果。該混合料的特點是連續(xù)、嵌擠、密實。Superpave級配設計的另一個重要特點是引入了限制區(qū)和控制點的概念，級配范圍不固定，控制點少，且控制點范圍較寬。如Superpave25的限制區(qū)是0.3-4.75mm的一個紡錘型區(qū)間，主要考慮級配中不宜含有過多的細料，以避免混合料在鋪筑過程中發(fā)生壓實問題或抗永久變形能力不足。（3）AC級配

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目前，各地對于瀝青混合料的設計基本上謹遵規(guī)范，采用I型級配混合料空隙率偏小，高溫穩(wěn)定性差，容易形成車轍；采用II型級配，空隙率偏大，穩(wěn)定度較小，水穩(wěn)性較差。為此，一些學者借鑒SMA和Superpave級配的一些設計思想，對AC-I、II型級配進行了取長補短的改良。主要思路體現(xiàn)在：(1)不要求級配曲線走規(guī)范中值，而是按集料特性試配，在AC級配范圍內選出混合料能滿足規(guī)范各項技術指標即可，生產(chǎn)中以設計級配作為標準級配按一定誤差范圍進行控制；(2)級配設計中以空隙率3%-6%作為油石比選擇范圍最佳油石比對應的空隙率應在4%左右。為達到以上要求，在級配設計中減少粗集料中的大顆粒含量增加中間顆粒含量，使級配曲線呈現(xiàn)“S”型曲線。合理采用規(guī)范規(guī)定的AC改進型級配AC-C型粗集料間趨向嵌擠空隙率合適，高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)性均較好。

3.2.2瀝青混合料試驗

瀝青面層混合料試驗方案擬采用：原材料中、下面層擬采用項目所在地黃石鐵山寶峰石灰?guī)r、武穴石灰?guī)r做對比研究，上面層擬采用鎮(zhèn)江茅迪玄武巖和京山玄武巖做對比研究。下面層所用瀝青為道路石油瀝青70#A級瀝青，擬采用湖北鄂州殼牌公司瀝青和湖北國創(chuàng)瀝青公司瀝青做對比研究。中、上面層所用瀝青為PG76-22SBS改性瀝青，擬采用湖北鄂州殼牌公司瀝青和湖北國創(chuàng)瀝青公司瀝青做對比研究。上面層用纖維擬采用聚酯纖維和木質素纖維做對比研究。上、中、下面層礦粉均為黃石市河口鎮(zhèn)龍山粉磨廠生產(chǎn)礦粉。路面結構下面層采用AC-25C、中面層采用AC-20C、上面層采用SMA-13、AC-13C和SUPERPAVE12.5三種結構。本次研究就不同單位的原材料，對各面層瀝青混和料的性能進行了對比試驗。混合料的具體試驗方案為:

(1)下面層AC-25C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+鄂州殼牌公司70#瀝青）(2)下面層AC-25C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司70#瀝青）(3)下面層AC-25C（武穴石灰?guī)r+鄂州殼牌公司70#瀝青）(4)下面層AC-25C（武穴石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司70#瀝青）

(5)中面層AC-20C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青）(6)中面層AC-20C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青）(7)中面層AC-20C（武穴石灰?guī)r+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青）

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(8)中面層AC-20C（武穴石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青）(9)上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）

(10)上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）

(11)上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）

(12)上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）

(13)上面層AC-13C（京山玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）

(14)上面層AC-13C（京山玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）

(15)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維）

(16)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維）

(17)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+木質素纖維）

(18)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+木質素纖維）

(19)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+聚酯纖維）

(20)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+聚酯纖維）

(21)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+木質素纖維）

(22)上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌76-22改性瀝青+4#玄武巖+木質素纖維）

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(23)上面層SMA-13（京山玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+

聚酯纖維）

(24)上面層SMA-13（京山玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+

木質素纖維）試驗結果如下：

3.2.2.1下面層AC-25C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+鄂州殼牌公司70#瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，合成級配結果見表3-1及圖3-1。

表3-1黃石鐵山寶峰AC-25C合成級配

篩孔尺寸0.0750.15級配上限級配下限級配中值1#2#3#4#礦粉合成級配7350.10.20.47.599.64.91348.50.10.20.49.699.85.70.3175110.10.30.40.6248160.10.40.51.182.364.75331222.50.10.40.54216290.10.50.65224380.10.61.69.56545550.10.813.2765766.50.1168365741.919907582.526.531.5百分率100909510010010010010010010010010016.594.210010010010012%24%25%37%2%100%100908010.952.193.810010010010010010045.993.210010010010012.319.832.252.693.11001006.79.510010014.221.7圖表標題1003750.764.976.788.599.3級配上限級配下限級配中值級配1級配2級配37060504030201*031.50.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5

圖3-1黃石鐵山寶峰AC-25C合成級配曲線

根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選最佳油石比，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，根據(jù)試驗曲線的走勢，求取相應于密度最大值a1、穩(wěn)定度最大值a2、目標空隙率a3、瀝青飽和度范圍的中值a4，求取OAC1為4.1%，OAC2為4.0%，計算出最佳油石比OAC

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4.0%。具體5個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖見表3-2：

表3-25個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖

油石比(%)GmmGmb空隙率VvVMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度流值3.02.5842.3987.215.754.211.026.6Gmb-油石比圖2.4352.4302.4253.52.5722.4086.414.856.912.427.04.02.5562.4295.014.365.313.433.04.52.5422.4334.314.670.613.338.25.02.5252.4303.817.077.912.147.3Vv－油石比圖要求--3~6>1355~70>820~402.4152.4102.4052.4002.3953.03.54.0油石比4.55.0空隙率2.4207.57.06.56.05.55.04.54.03.53.02.53.03.54.0油石比4.55.0試件毛體積密度VMA－油石比圖18.017.016.0礦料間隙率VFA－油石比圖80.075.070.0飽和度15.014.013.012.03.03.5油石比4.04.55.065.060.055.050.03.03.5油石比4.04.55.015.0穩(wěn)定度－油石比圖流值－油石比圖50.045.040.0流值穩(wěn)定度14.514.013.513.012.512.011.511.010.510.03.03.54.0油石比4.55.035.030.025.020.03.03.54.0油石比4.55.0在最佳油石比4.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-25C瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-3、表3-4所示。

表3-3馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）4.04.9理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5562.42914.365.613.428.983.2表3-4劈裂試驗結果

油石比（%）4.0空隙率（%）6.1理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5562.4010.85凍融劈裂強度（MPa）0.71劈裂強度比（%）83.5車轍試驗結果的動穩(wěn)定度為2119次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-25C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.2下面層AC-25C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司70#瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-5及圖3-2。

表3-5黃石鐵山寶峰AC-25C合成級配篩孔尺寸0.0750.15級配上限級配下限級配中值1#2#3#4#礦粉合成級配7350.10.20.47.599.64.91348.50.10.20.49.699.85.70.3175110.10.30.40.6248160.10.40.51.182.364.75331222.50.10.40.54216290.10.50.65224380.10.61.69.56545550.10.813.2765766.50.1168365741.919907582.526.531.5百分率100909510010010010010010010010010016.594.210010010010012%24%25%37%2%100%10.952.193.810010010010010010045.993.210010010010012.319.832.252.693.11001006.79.510010014.221.71003750.764.976.788.599.3湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

圖表標題級配上限級配下限級配中值1009080級配1級配2級配37060504030201*031.50.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5

圖3-2黃石鐵山寶峰AC-25C合成級配曲線

根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，計算出最佳油石選定為4.0%，在最佳油石比4.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-25C瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-6、表3-7所示。

表3-6馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）4.05.1理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5562.42614.564.910.93587.7表3-7劈裂試驗結果油石比（%）4.0空隙率（%）6.6理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5562.3860.93凍融劈裂強度（MPa）0.78劈裂強度比（%）83.9車轍試驗結果的動穩(wěn)定度為2201次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-25C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.3下面層AC-25C（武穴石灰?guī)r+鄂州殼牌公司70#瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-8及圖3-3。

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表3-8下面層AC-25C目標配合比篩分結果及級配圖

篩孔1＃2＃3＃4＃礦粉31.526.5191613.25.69.50.94.750.52.360.51.180.50.60.50.30.150.0750.539％100.090.349.722.50.50.525％100.0100.0100.0100.095.055.83.40.40.40.40.40.40.49％100.0100.0100.0100.0100.0100.076.78.05.75.04.33.73.726％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.076.253.339.624.418.315.71％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.498.6100.096.682.472.965.652.935.821.915.712.18.16.496.45.7合成級配100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.00.0750.150.300.60級配上限級配下限級配中值級配曲線AC-25合成級配通過百分率1.182.364.759.513.216.019.026.531.5篩孔尺寸(mm)圖3-3武穴AC-25C合成級配曲線

根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選最佳油石比，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，根據(jù)試驗曲線的走勢，求取相應于密度最大值a1、穩(wěn)定度最大值a2、目標空隙率a3、瀝青飽和度范圍的中值a4，求取OAC1為4.2%，OAC2為4.0%，計算出最佳油石比OAC4.1%。具體5個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖見表3-9：

表3-95個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖

油石比(%)GmmGmb空隙率VvVMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度3.02.5542.3707.215.754.111.83.52.5402.3816.314.857.712.34.02.5272.3945.314.262.912.94.52.5122.4124.014.672.713.35.02.4952.4103.414.877.012.9要求--3~6>1355~70>8湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

流值23.028.031.635.238.020~40Gmb-油石比圖2.4152.4102.405試件毛體積密度2.4002.3952.3902.3852.3802.3752.3702.3653.03.54.0油石比4.55.0Vv－油石比圖7.57.06.56.0空隙率5.55.04.54.03.53.02.53.03.54.0油石比4.55.0VMA－油石比圖16.015.515.0VFA－油石比圖80.075.070.0飽和度礦料間隙率14.514.013.513.012.512.03.03.5油石比4.04.55.065.060.055.050.0穩(wěn)定度－油石比圖15.014.514.013.513.012.512.011.511.010.510.03.03.54.0油石比4.53.03.5油石比4.04.55.05.0流值－油石比圖40.035.0流值穩(wěn)定度30.025.020.03.03.54.0油石比4.55.0在最佳油石比4.1%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-25C瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-10、3-11所示

表3-10馬歇爾試驗結果

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

理論最大油石比空隙相對密度（%）率（%）3（g/cm）4.14.92.525毛體積相對密度3（g/cm）2.402礦料間隙率（%）14.4瀝青飽和度(%)66.1穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定（kN）（0.1mm）度（%）12.931.685.4

表3-11劈裂試驗結果油石比（%）4.1空隙率（%）6.6理論最大相對密度3（g/cm）2.525毛體積相對密度3（g/cm）2.357劈裂強度（MPa）1.06凍融劈裂強度（MPa）0.85劈裂強度比（%）80.3車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為1933次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-25C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.4下面層AC-25C（武穴石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司70#瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-12及圖3-4。

表3-12下面層AC-25C目標配合比篩分結果及級配圖篩孔31.526.5191613.29.54.752.361.180.60.30.150.0750.90.50.50.50.50.50.50.5139％100.090.349.722.55.6＃225％100.0100.0100.0100.095.055.83.4＃0.40.40.40.40.40.439％100.0100.0100.0100.0100.0100.076.78.0＃5.75.04.33.73.7426％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.076.253.339.624.418.315.7＃礦1％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.498.6粉合成級配100.096.682.472.965.652.935.821.915.712.18.16.496.45.7湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.00.0750.150.300.60級配上限級配下限級配中值級配曲線AC-25合成級配通過百分率1.182.364.759.513.216.019.026.531.5篩孔尺寸(mm)圖3-4武穴AC-25C合成級配曲線

根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，計算出最佳油石選定為4.1%，在最佳油石比4.1%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-25C瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-13、表3-14所示。

表3-13馬歇爾試驗結果油石比（%）4.1空隙率（%）5.1理論最大毛體積礦料瀝青飽穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定相對密度相對密度間隙率和度(%)（kN）（0.1mm）度（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5202.39114.163.113.13283.4表3-14劈裂試驗結果

油石比（%）4.1空隙率（%）6.7理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5202.3520.98凍融劈裂強度（MPa）0.81劈裂強度比（%）82.7車轍試驗結果的動穩(wěn)定度為1824次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-25C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.5中面層AC-20C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-15及圖3-5。

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表3-15中面層AC-20C篩分結果及級配圖

篩孔1＃2＃3＃4＃礦粉5％15％41％37％2％26.5191613.20.19.50.14.750.10.62.360.10.50.61.180.60.30.150.07510016.51.90.10.10.10.10.10.40.40.30.20.20.50.50.40.40.410093.852.110.90.810010010010010010010010093.245.91.6100100100100.093.152.632.219.812.39.67.510010010010010010010099.899.6合成級配94.987.978.858.037.221.814.29.66.85.84.9AC-20C10090級配上限級配下限80級配中值合成級配7060504030201*00.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5

圖3-5黃石鐵山寶峰中面層AC-20C合成級配曲線

根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選最佳油石比，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，根據(jù)試驗曲線的走勢，求取相應于密度最大值a1、穩(wěn)定度最大值a2、目標空隙率a3、瀝青飽和度范圍的中值a4，求取OAC1為4.3%，OAC2為4.2%，計算出最佳油石比OAC4.2%。具體5個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖見表3-16：

表3-165個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖

油石比(%)GmmGmb空隙率VvVMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度流值3.02.5802.3867.516.454.214.525.43.52.5662.3946.715.957.815.130.74.02.5502.4155.315.365.415.734.24.52.5372.4403.814.473.416.838.45.02.5212.4383.314.977.916.342.1要求--4~6>1465~75>820~50湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

Gmb-油石比圖2.450Vv－油石比圖7.57.06.56.02.4402.430試件毛體積密度空隙率2.4202.4102.4002.3902.3803.03.54.0油石比4.55.05.55.04.54.03.53.02.53.03.54.0油石比4.55.017.016.5VMA－油石比圖VFA－油石比圖80.075.070.0飽和度15.516.0礦料間隙率15.014.014.513.513.065.060.055.012.512.0油石比3.03.54.04.55.050.03.03.5油石比4.04.55.0穩(wěn)定度－油石比圖流值－油石比圖17.016.516.015.515.014.514.013.513.012.512.03.03.54.0油石比4.55.045.040.035.030.025.020.03.03.54.0油石比4.55.0穩(wěn)定度流值在最佳油石比4.2%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-25C瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-17、表3-18所示。

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表3-17馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）4.24.6理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5442.42814.668.716.74697.9表3-18劈裂試驗結果

油石比（%）4.2空隙率（%）6.0理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5442.3921.5凍融劈裂強度（MPa）1.4劈裂強度比（%）91.1車轍試驗結果的動穩(wěn)定度為6260次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-20C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.6中面層AC-20C（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-19及圖3-6。

表3-19中面層AC-20C篩分結果及級配圖

篩孔1＃2＃3＃4＃礦粉5％26.5191613.29.50.14.750.10.61.62.360.10.50.61.180.10.40.50.60.30.150.0750.10.20.47.510016.51.90.10.10.10.10.40.30.20.50.40.415％10093.852.110.90.841％10010010093.245.937％1001001001002％10010010010010010010093.152.632.219.812.39.610010010010010099.899.64.9合成級配94.987.978.858.037.221.814.29.66.85.8湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

AC-20C10090級配上限級配下限80級配中值合成級配7060504030201*00.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5

圖3-6黃石鐵山寶峰中面層AC-20C合成級配曲線

在最佳油石比4.2%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-25C瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-20、表3-21所示。

表3-20馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）4.24.4理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5442.43214.369.618.13894.2表3-21劈裂試驗結果

油石比（%）4.2空隙率（%）5.7理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5442.3991.6凍融劈裂強度（MPa）1.3劈裂強度比（%）80.5車轍試驗結果的動穩(wěn)定度為8750次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-20C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.7中面層AC-20C（武穴石灰?guī)r+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-22及圖3-7。

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表3-22中面層AC-20C篩分結果及級配圖

篩孔26.5191613.29.54.752.361.180.10.10.90.10.04.90.60.10.03.40.30.150.0750.10.10.10.00.00.02.82.51.9124％100＃235％100＃316％100＃423％100＃礦2％粉10095.255.513.10.3100100.096.060.45.0100100.0100.0100.093.19.7100100.0100.0100.0100.099.366.942.421.212.67.7100100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.095.782.9合成級配100.098.889.377.762.241.726.718.212.37.35.23.8AC-20C合成級配100.090.080.070.0合成級配級配上限級配下限級配中值通過百分率60.050.040.030.020.010.00.00.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5篩孔尺寸(mm)

圖3-7武穴中面層AC-20C合成級配曲線

根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選最佳油石比，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，根據(jù)試驗曲線的走勢，求取相應于密度最大值a1、穩(wěn)定度最大值a2、目標空隙率a3、瀝青飽和度范圍的中值a4，求取OAC1為4.3%，OAC2為4.2%，計算出最佳油石比OAC4.2%。具體5個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖見表3-23。

表3-235個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖

油石比(%)GmmGmb空隙率Vv3.02.5772.3897.33.52.5632.3946.64.02.5512.4115.54.52.5372.4403.85.02.5212.4383.3要求--4~6湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

VMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度流值16.355.212.628.5Gmb-油石比圖15.758.012.932.615.364.113.136.514.473.413.937.314.977.913.246.0Vv－油石比圖>1465~75>820~502.4502.440試件毛體積密度7.5空隙率7.06.56.05.55.04.54.03.53.02.53.03.54.0油石比4.55.02.4302.4202.4102.4002.3902.3803.03.54.0油石比4.55.017.016.516.015.5礦料間隙率VMA－油石比圖VFA－油石比圖80.0飽和度油石比75.070.015.014.514.013.513.012.512.03.0穩(wěn)定度－油石比圖65.060.055.050.03.54.04.55.03.03.5油石比4.04.55.0流值－油石比圖17.016.516.015.515.014.514.013.513.012.512.0流值50.045.040.035.030.025.0穩(wěn)定度3.03.54.0油石比4.55.020.03.03.54.0油石比4.55.0在最佳油石比4.2%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-20瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-24、表3-25所示。

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表3-24馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）4.24.7理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5432.42314.166.511.831.189.5表3-25劈裂試驗結果

油石比（%）4.2空隙率（%）6.2理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5432.3851.09凍融劈裂強度（MPa）0.89劈裂強度比（%）81.6車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為3850次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-20C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.8中面層AC-20C（武穴石灰?guī)r+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-26及圖3-8。

表3-26中面層AC-20C篩分結果及級配圖

篩孔26.5191613.29.54.752.361.180.10.10.90.10.04.90.60.10.03.40.30.150.0750.10.10.10.00.00.02.82.51.9124％100＃235％100＃316％100＃423％100＃礦2％粉10095.255.513.10.3100100.096.060.45.0100100.0100.0100.093.19.7100100.0100.0100.0100.099.366.942.421.212.67.7100100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.095.782.9合成級配100.098.889.377.762.241.726.718.212.37.35.23.8湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

AC-20C合成級配100.090.080.070.0合成級配級配上限級配下限級配中值通過百分率60.050.040.030.020.010.00.00.0750.150.30.61.182.364.759.513.2161926.5篩孔尺寸(mm)

圖3-8武穴中面層AC-20C合成級配曲線

在最佳油石比4.2%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-20瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-27、表3-28所示。

表3-27馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）4.25.0理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5462.41814.565.311.837.589.5表3-28劈裂試驗結果油石比（%）4.2空隙率（%）6.1理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5462.3911.09凍融劈裂強度（MPa）0.89劈裂強度比（%）81.6車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為3850次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，AC-20C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.9上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）

上面層采用鎮(zhèn)江玄武巖，其中0～2.36mm石屑采用（黃石鐵山寶峰石灰?guī)r、

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江蘇鎮(zhèn)江茅迪玄武巖），礦粉（黃石河口鎮(zhèn)）。所用瀝青為PG76-22改性瀝青。路面結構采用AC-13C和SMA-13、兩種結構。具體試驗結果如下：

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-29及圖3-9。

表3-29上面層AC-13C篩分結果及級配圖

篩孔1613.29.54.752.361.180.10.10.00.10.02.00.60.10.01.00.30.150.0750.10.10.10.00.00.00.60.60.6124％100.082.49.8＃235％100.0100.098.89.8＃316％100.0100.0100.089.28.4＃423％100.0100.0100.093.152.632.219.812.39.67.5＃礦2％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.899.6粉合成級配100.096.581.754.629.118.912.79.17.86.710090級配上限80級配中值7060合成級配級配下限AC-13C通過率504030201*00.0750.150.30.61.182.364.759.513.216篩孔尺寸

圖3-9江蘇鎮(zhèn)江上面層AC-13C合成級配曲線表3-305個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖

油石比(%)GmmGmb空隙率VvVMA(%)VFA(%)穩(wěn)定度流值4.02.6132.4157.616.955.215.529.04.52.5992.4256.716.358.916.333.75.02.5852.4555.015.266.917.237.85.52.5702.4604.315.472.217.840.06.02.5542.4553.915.675.216.447.0要求--4~6>1565~75>820~50湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

Gmb-油石比圖Vv－油石比圖7.57.06.56.02.4652.4602.4552.450試件毛體積密度2.4452.4402.4352.430空隙率5.55.04.54.03.53.02.54.04.55.0油石比5.56.02.4202.4252.4152.4104.04.55.0油石比5.56.080.075.070.0飽和度VMA－油石比圖VFA－油石比圖18.017.016.0礦料間隙率15.014.013.012.04.04.5油石比5.05.56.065.060.055.050.04.04.5油石比5.05.56.0穩(wěn)定度－油石比圖流值－油石比圖18.017.517.016.516.015.515.014.514.013.513.050.045.040.0流值穩(wěn)定度35.030.025.020.04.04.55.0油石比5.56.04.04.55.0油石比5.56.0根據(jù)設計的級配，通過5個不同的油石比進行優(yōu)選最佳油石比，分別繪制成密度、空隙率、飽和度、穩(wěn)定度、流值和油石比的關系圖，根據(jù)試驗曲線的走勢，求取相應于密度最大值a1、穩(wěn)定度最大值a2、目標空隙率a3、瀝青飽和度范圍的中值a4，求取OAC1為5.1%，OAC2為5.0%，計算出最佳油石比OAC5.0%。具體5個不同的油石比的馬歇爾試驗結果及關系圖見表3-30：

在最佳油石比5.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-13

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瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-31、3-32所示。

表3-31馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）5.05.0理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5852.45515.266.817.232.296.3表3-32劈裂試驗結果

油石比（%）5.0空隙率（%）7.0理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5852.4041.61凍融劈裂強度（MPa）1.42劈裂強度比（%）88.5車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為7176次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計的目標配合比及最佳油石比下，AC-13C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.10上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-33及圖3-10。

表3-33上面層AC-13C篩分結果及級配圖

篩孔1613.29.54.752.361.180.10.10.00.10.02.00.60.10.01.00.30.150.0750.10.10.10.00.00.00.60.60.6124％100.082.49.8＃235％100.0100.098.89.8＃316％100.0100.0100.089.28.4＃423％100.0100.0100.093.152.632.219.812.39.67.5＃礦2％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.899.6粉合成級配100.096.581.754.629.118.912.79.17.86.7湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

10090級配上限80級配中值7060合成級配級配下限AC-13C通過率504030201*00.0750.150.30.61.182.364.759.513.216篩孔尺寸

圖3-10江蘇鎮(zhèn)江上面層AC-13C合成級配曲線

在最佳油石比5.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-13瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-34、3-35所示。

表3-34馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）5.05.1理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5672.43516.468.614.24589.4表3-35劈裂試驗結果油石比（%）5.0空隙率（%）7.3理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5672.3791.5凍融劈裂強度（MPa）1.3劈裂強度比（%）87.1車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為6650次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計的目標配合比及最佳油石比下，AC-13C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.11上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-36及圖3-11。

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表3-36上面層AC-13C篩分結果及級配圖

篩孔1613.29.54.752.361.180.60.10.10.00.30.150.0751＃19%100.082.49.80.10.10.10.10.10.00.00.00.00.02.01.00.60.60.62＃23%100.0100.098.89.83＃21%100.0100.0100.089.28.44＃31%礦粉6%10010010010089.250.223.69.64.52.9100.0100.0100.0100.0100.0100.099.999.999.899.6合成級配100.096.581.754.629.118.912.79.17.86.7AC-13C10090807060級配上限級配中值級配下限合成級配通過率504030201*00.0750.150.30.61.182.36篩孔尺寸4.759.513.216

圖3-11江蘇鎮(zhèn)江上面層AC-13C合成級配曲線

在最佳油石比5.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-13瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-37、3-38所示。

表3-37馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）5.25.0理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5902.46017.671.516.734.991.6

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表3-38劈裂試驗結果油石比（%）5.2空隙率（%）6.3理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5902.4281.19凍融劈裂強度（MPa）1.07劈裂強度比（%）87.1車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為4828次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計的目標配合比及最佳油石比下，AC-13C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.12上面層AC-13C（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-39及圖3-12。

表3-39上面層AC-13C篩分結果及級配圖

篩孔1613.29.54.752.361.180.60.10.10.00.30.150.0751＃19%100.082.49.80.10.10.10.10.10.00.00.00.00.02.01.00.60.60.62＃23%100.0100.098.89.83＃21%100.0100.0100.089.28.44＃31%礦粉6%10010010010089.250.223.69.64.52.9100.0100.0100.0100.0100.0100.099.999.999.899.6合成級配100.096.581.754.629.118.912.79.17.86.7AC-13C10090807060級配上限級配中值級配下限合成級配通過率504030201*00.0750.150.30.61.182.36篩孔尺寸4.759.513.216

圖3-12江蘇鎮(zhèn)江上面層AC-13C合成級配曲線

在最佳油石比5.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-13瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-40、3-41所示。

表3-40馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）5.24.8理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5932.46817.472.216.736.489.2表3-41劈裂試驗結果

油石比（%）5.2空隙率（%）6.1理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5932.4351.11凍融劈裂強度（MPa）0.97劈裂強度比（%）87.4車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為6724次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計的目標配合比及最佳油石比下，AC-13C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.13上面層AC-13C（京山玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-42及圖3-13

表3-42上面層AC-13C篩分結果及級配圖

篩孔1613.29.54.752.361.180.20.20.20.60.20.21.30.30.150.0750.20.20.20.20.20.20.70.70.5125％100.085.613.80.2＃223％100.0100.098.913.00.3＃310％100.0100.0100.095.511.43.5＃436％100.0100.0100.099.584.958.140.026.919.710.7＃礦4％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.096.688.1粉合成級配100.096.478.250.933.823.416.611.89.25.7湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

AC-13C合成級配100908070級配上限級配下限級配中值合成級配通過百分率60504030201*00.0750.150.30.61.182.364.759.513.216篩孔尺寸(mm)

圖3-13京山玄武巖上面層AC-13C合成級配曲線

在最佳油石比4.9%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-13瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-43、3-44所示。

表3-43馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）4.94.9理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.6242.49516.069.316.24091.6表3-44劈裂試驗結果油石比（%）4.9空隙率（%）5.8理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.6242.4711.06凍融劈裂強度（MPa）0.93劈裂強度比（%）87.5車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為5570次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計的目標配合比及最佳油石比下，AC-13C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.14上面層AC-13C（京山玄武巖+湖北鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖）

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-45及圖3-14。

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表3-45上面層AC-13C篩分結果及級配圖

篩孔1613.29.54.752.361.180.20.20.20.60.20.21.30.30.150.0750.20.20.20.20.20.20.70.70.5125％100.085.613.80.2＃223％100.0100.098.913.00.3＃310％100.0100.0100.095.511.43.5＃436％100.0100.0100.099.584.958.140.026.919.710.7＃礦4％100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.096.688.1粉合成級配100.096.478.250.933.823.416.611.89.25.7AC-13C合成級配100908070級配上限級配下限級配中值合成級配通過百分率60504030201*00.0750.150.30.61.182.364.759.513.216篩孔尺寸(mm)

圖3-14京山玄武巖上面層AC-13C合成級配曲線

在最佳油石比5.1%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。馬歇爾試件尺寸為ф101.6mm×63.5mm，分別測試雙面各擊實75次和50次的馬歇爾試件的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試AC-13瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-46、3-47所示。

表3-46馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）5.15.0理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.6802.54716.369.615.43986.5

湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

表3-47劈裂試驗結果油石比（%）5.1空隙率（%）6.1理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.6802.5190.85凍融劈裂強度（MPa）0.72劈裂強度比（%）84.3車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為5243次/mm。

經(jīng)檢驗，在設計的目標配合比及最佳油石比下，AC-13C瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.15上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維（摻量0.25%））

根據(jù)集料的篩分結果，調整三個級配，1#：2#：4#：礦粉分別為比例為級配一：35%：45%：9%：11%、級配二35%：45%：9%：11%、級配三：35%：45%：9%：11%，選擇初始油石比6.0%，通過試驗比較VCAMIX湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

100908070級配上限級配中值級配下限合成級配SMA-13通過率60504030201*00.0750.150.30.61.182.36篩孔尺寸4.759.513.216

圖3-15鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配曲線

經(jīng)過計算粗集料骨架的松裝間隙率VCADRC為43.96，在最佳油石比6.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。根據(jù)實驗計算的瀝青混合料粗集料骨架間隙率VCAMIX為41.65，滿足VCAMIX湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.16上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+聚酯纖維（摻量0.25%））

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-51及圖3-16。

表3-51鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配

篩孔1613.29.54.752.361.180.10.10.00.10.02.00.60.10.01.00.30.150.0750.10.10.10.00.00.00.60.60.61＃35%100.082.49.82＃40%100.0100.098.89.83＃0%100.0100.0100.089.28.44＃14%100.0100.0100.093.152.632.219.812.39.67.5礦粉11%100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.899.6合成級配100908070級配上限級配中值級配下限合成級配100.093.867.927.917.914.913.011.911.511.1SMA-13通過率60504030201*00.0750.150.30.61.182.36篩孔尺寸4.759.513.216

圖3-16鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配曲線

經(jīng)過計算粗集料骨架的松裝間隙率VCADRC為43.96，在最佳油石比6.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。根據(jù)實驗計算的瀝青混合料粗集料骨架間隙率VCAMIX為41.61，滿足VCAMIX湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-52、3-53所示。

表3-52馬歇爾試驗結果

油石比空隙率（%）（%）6.04.5理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5512.43617.974.711.341.286表3-53劈裂試驗結果油石比（%）6.0空隙率（%）5.6理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5512.4071.08凍融劈裂強度（MPa）0.97劈裂強度比（%）89.9車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為7364次/mm。肯塔堡飛散試驗的混合料損失結果：3.83%謝倫寶瀝青析漏試驗的結合料損失結果：0.07%

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，SMA-13瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.17上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+鄂州殼牌公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+木質素纖維（摻量0.3%））

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-54及圖3-17。

表3-54鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配

篩孔1613.29.54.752.361.180.10.10.00.10.02.00.60.10.01.00.30.150.0750.10.10.10.00.00.00.60.60.61＃35%100.082.49.82＃40%100.0100.098.89.83＃0%100.0100.0100.089.28.44＃14%100.0100.0100.093.152.632.219.812.39.67.5礦粉11%100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.899.6合成級配100.093.867.927.917.914.913.011.911.511.1湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

100908070級配上限級配中值級配下限合成級配SMA-13通過率60504030201*00.0750.150.30.61.182.36篩孔尺寸4.759.513.216

圖3-17鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配曲線

經(jīng)過計算粗集料骨架的松裝間隙率VCADRC為43.96，在最佳油石比6.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。根據(jù)實驗計算的瀝青混合料粗集料骨架間隙率VCAMIX為41.52，滿足VCAMIX湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.18上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#石灰?guī)r+木質素纖維（摻量0.3%））

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-57及圖3-18。

表3-57鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配

篩孔1613.29.54.752.361.180.10.10.00.10.02.00.60.10.01.00.30.150.0750.10.10.10.00.00.00.60.60.61＃35%100.082.49.82＃40%100.0100.098.89.83＃0%100.0100.0100.089.28.44＃14%100.0100.0100.093.152.632.219.812.39.67.5礦粉11%100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.899.6合成級配100908070級配上限級配中值級配下限合成級配100.093.867.927.917.914.913.011.911.511.1SMA-13通過率60504030201*00.0750.150.30.61.182.36篩孔尺寸4.759.513.216

圖3-18鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配曲線

經(jīng)過計算粗集料骨架的松裝間隙率VCADRC為43.96，在最佳油石比6.0%的設計目標配合比條件下，進行驗證試驗。根據(jù)實驗計算的瀝青混合料粗集料骨架間隙率VCAMIX為41.25，滿足VCAMIX湖北鄂東長江公路大橋引橋及連接線路面結構組合設計與性能研究報告

的穩(wěn)定度和劈裂強度值，并成型300mm×300mm×50mm的車轍試件，測試SMA-13瀝青混合料在60℃下的車轍動穩(wěn)定度。試驗結果如表3-58、3-59所示。

表3-58馬歇爾試驗結果油石比空隙率（%）（%）6.23.8理論最大相毛體積礦料瀝青飽和穩(wěn)定度流值殘留穩(wěn)定度對密度相對密度間隙率度(%)（kN）（0.1mm）（%）33（g/cm）（g/cm）（%）2.5422.44617.678.412.243.789.1表3-59劈裂試驗結果

油石比（%）6.2空隙率（%）5.1理論最大毛體積相劈裂強度相對密度對密度（MPa）33（g/cm）（g/cm）2.5422.4131.25凍融劈裂強度（MPa）1.15劈裂強度比（%）92.7車轍試驗結果：動穩(wěn)定度為6565次/mm�？纤�堡飛散試驗的混合料損失結果：1.97%謝倫寶瀝青析漏試驗的結合料損失結果：0.08%

經(jīng)檢驗，在設計目標配合比的最佳油石比下，SMA-13瀝青混合料的各項物理性能均符合JTGF40-201*《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》要求。3.2.2.19上面層SMA-13（鎮(zhèn)江茅迪玄武巖+湖北國創(chuàng)公司PG76-22改性瀝青+4#玄武巖+聚酯纖維（摻量0.25%））

根據(jù)集料的篩分結果，調整級配，級配調整結果見表3-60及圖3-19。

表3-60鎮(zhèn)江茅迪玄武巖SMA-13合成級配

篩孔1613.29.54.752.361.180.60.10.10.00.30.150.0751＃35%100.082.49.80.10.10.10.10.10.00.00.00.00.02.01.00.60.60.62＃40%100.0100.098.89.83＃4100.0100.0100.089.28.41001001001004＃1089.250.223.69.64.52.9礦粉11%100.0100.0100.0100.0100.0100.099.999.999.899.6合成級配100.093.867.928.520.316.213.412.011.511.3

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