试验报告：AC-16沥青混凝土性能

温拌沥青混合料检测报告

受***委托，哈尔滨工业大学交通学院对***添加温拌添加剂的沥青混合料使用性能进行检测。按委托单位要求，检测过程分为四个阶段，即：

一、 对委托单位所送的原材料进行技术性质试验（试验结果见附件1）；

二、 矿料级配优选；

按委托单位所送各种集料的筛分结果，并依据委托单位对AC-16型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿料组成设计与级配优选（结果见附件2），通过室内试验及计算，最后确定符合AC-16型沥青混合料要求的矿料配比如表1所示；

三、 AC-16型普通沥青混合料目标配合比设计及路用性能检验；

按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）的有关规定进行沥青混合料马歇尔试验，并综合分析确定出最佳沥青含量（试验结果见附件3）。确定出的最佳沥青含量为5.2%，与最佳沥青含量对应的马歇尔试验结果如表2所示，路用性能检验如表3所示。

四、 AC-16型温拌沥青混合料目标配合比设计及路用性能检验。

采用阶段二中优选出的级配，重新对温拌沥青混合料进行最佳油量的确定及路用性能测试（结果见附件4）。确定出的最佳沥青含量为5.4%，与最佳沥青含量对应的马歇尔试验结果如表4所示，路用性能检验如表5所示。

表1 AC-16型沥青混合料矿料配比组成

材料名称	10-20mm碎石	5-10mm碎石	石屑	矿粉
比例（%）	27	25	40	8

表2 AC-16型普通沥青混合料马歇尔试验结果汇总

项目	最佳沥青含量（%）	毛体积相对密度	空隙率（%）	矿料间隙率(%)	沥青饱和度（%）	稳定度（kN）	流值（mm）
试验值	5.2	2.400	4.4	15.0	70.1	8.97	2.30
规范技术标准	--	--	3~5	≮13.5	65~75	≮8	2~4

表3 AC-16型普通沥青混合料路用性能检验结果汇总

项目	最佳沥青含量（%）	残留稳定度（%）	冻融劈裂强度比（%）	动稳定度（次/mm）
试验值	5.2	93.7	80.1	1850
规范技术标准	--	≮80	≮75	≮800

表4 AC-16型温拌沥青混合料马歇尔试验结果汇总

项目	最佳沥青含量（%）	毛体积相对密度	空隙率（%）	矿料间隙率(%)	沥青饱和度（%）	稳定度（kN）	流值（mm）
试验值	5.4	2.388	4.7	15.6	70.0	8.29	2.79
规范技术标准	--	--	3~5	≮13.5	65~75	≮8	2~4

表5 AC-16型温拌沥青混合料路用性能检验结果汇总

项目	最佳沥青含量（%）	残留稳定度（%）	冻融劈裂强度比（%）	动稳定度（次/mm）
试验值	5.4	106.87	77.84	1960
规范技术标准	--	≮80	≮75	≮800

附件1 试验用原材料技术性质

1、沥青

AC-16型沥青混合料目标配合比采用90#基质沥青，其性能指标见附表1。.

附表1 90#沥青性能测试结果

项目	单位	技术要求	试验结果	试验方法
		AH-90
针入度 100g，5s，25℃	0.1mm	80~100	83.1	JTJ T0604
延度 5cm/min，5℃	cm	_	16.4	JTJ T0605
延度 5cm/min，15℃	cm	不小于100	>100	JTJ T0605
软化点 TR&B	℃	42~52	46.7	JTJ T0606

2、集料

AC-16型沥青混合料所用集料为：10~20 mm碎石、5~10mm碎石以及0~5 mm石屑。试验结果详见附表2~附表4。 

附表2  10~20mm碎石性能测试结果

项目	单位		技术要求	试验结果	试验方法
表观相对密度	--		不小于2.6	2.725	JTJ T0304
毛体积相对密度	--		--	2.682	JTJ T0304
吸水率	%		不大于2	0.58	JTJ T0304
筛分结果
筛孔尺寸/mm 通过百分率/% 规范要求范围/%		19 100 90-100	16 93.6 ----	13.2 42.5 ---	9.5 1.9 0-15

附表3  5~10mm碎石性能测试结果

项目	单位		技术要求	试验结果	试验方法
表观相对密度	--		不小于2.6	2.738	JTJ T0304
毛体积相对密度	--		--	2.9	JTJ T0304
吸水率	%		不大于2	1.21	JTJ T0304
筛分结果
筛孔尺寸/mm 通过百分率/% 规范要求范围/%		13.2 100 100	9.5 99.8 90-100	4.75 1.2 0-15	2.36 0 0-5

附表4  石屑性能测试结果

项目	单位				技术要求		试验结果			试验方法
表观相对密度		--			不小于2.5		2.616			JTJ T0328
筛分结果
筛孔尺寸/mm 通过百分率/% 规范要求范围/%		9.5 100 100	4.75 97.9 90-100	2.36 52.4 60-90		1.18 26.4 40-75	0.6 17.5 20-55	0.3 8.8 7-40	0.15 2.8 2-20		0.075 1.0 0-10

3、矿粉

矿粉试验结果详见附表5。

附表5矿粉性能测试结果

项目	单位		技术要求	试验结果	试验方法
表观密度	g/cm3		不小于2.5	3.1	JTJ T0352
筛分结果
筛孔尺寸/mm 通过百分率/% 规范要求范围/%		0.6 100 100	0.3 100 --	0.15 99.2 90~100	0.075 97.3 75~100

附件2  AC-16型矿质混合料组成设计与优选

根据所提供的几种矿质材料的筛分结果及《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）对AC-16型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿质混合料组成设计与优选。

1、矿料级配优选设计

     根据所提供的几种矿质材料的筛分结果及《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）对AC-16型沥青混合料矿料级配范围的要求，进行矿质混合料级配组成的优选设计，具体方案见附表6。

 附表6  AC-16型沥青混合料矿料级配组成及要求 

级配类型		通过下列筛孔（方孔筛mm）的质量百分率（％）
		31.5	26.5	19	16	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
AC-16	级配上限	100	100	100	100	92	80	62	48	36	26	18	14	8
	级配下限	100	100	100	90	76	60	34	20	13	9	7	5	4
	级配一	100	100	100	98	81	68	42	26	17	14	11	9	8
	级配二	100	100	100	98	85	73	48	29	19	15	12	9	8
	级配三	100	100	100	99	87	78	52	32	20	16	12	9	8

图1 级配优选曲线

2、级配优选

依据表6中所述三种级配在沥青用量5.3%条件下进行马歇尔试验，试验结果如表7所示。

从附表7中可以看出，级配二的各项性能均满足规范的要求且优于其余两个级配，因此，选择该组级配作为上面层AC-16的目标配合比，10~20mm碎石：5~10mm碎石：石屑：矿粉=27：25：40：8。

附表7 不同配合比设计时的体积参数

项目	毛体积相对密度	最大理论相对密度	空隙率(%)	矿料间隙率(%)	沥青饱和度(%)	稳定度(kN)	流值(mm)
级配一	2.399	2.503	4.1	15.3	72.9	8.03	2.25
级配二	2.3	2.498	4.4	15.5	71.8	8.34	2.79
级配三	2.398	2.494	3.9	15.1	74.5	9.42	2.06
规范要求	--	--	3~5	≮13.5	65~75	≮8	2~4

附件3 普通沥青混合料最佳沥青用量确定

1、试件成型及马歇尔试验

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）及附件2中确定的目标配合比级配进行不同油量下普通沥青混凝土最佳油量确定试验。按照我国现行规范要求，沥青混合料最佳沥青用量确定采用马歇尔试验法，根据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-20000）和《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中关于沥青混合料拌合压实温度的规定，在试验中，矿料加热温度为170~180℃，沥青加热温度为150~160℃，混合料拌合温度为165℃，试件击实温度为150~160℃，击实次数为双面各75次，试件密度采用“表干法”（JTJ052-2000 T0705）测定毛体积相对密度。马歇尔试验温度为60℃（试件在60℃水中保温30~40分钟），加载速率为50mm/min。不同沥青含量的马歇尔试件物理力学性能指标测试结果汇总见附表8。.

附表8不同沥青含量沥青混合料物理力学指标汇总

沥青含量/%	毛体积相对密度	最大理论相对密度	空隙率/%	矿料间隙率/%	沥青饱和度/%	稳定度/kN	流值/mm
4.8	2.3	2.510	5.8	16.0	63.5	8.87	2.30
5.1	2.395	2.514	4.7	15.1	68.7	8.95	2.21
5.4	2.405	2.502	3.9	15.0	74.4	9.01	2.68

2、马歇尔试验结果分析

按照表8的汇总结果，绘制出沥青含量与各项物理-力学参数的关系曲线，见图2~图7。

   

图2 沥青含量-毛体积相对密度关系曲线      表3 沥青含量-空隙率关系曲线

表4 沥青含量-矿料间隙率关系曲线表    表5 沥青含量-沥青饱和度关系曲线

图6 沥青含量-稳定度关系曲线        图7 沥青含量-流值关系曲线

从图中可以得到：

对应于最大毛体积相对密度的沥青含量a1=5.4%

对应于最大稳定度的沥青含量a2=5.4%

对应于空隙率中值（4%）的沥青含量a3=5.35%

对应于饱和度中值（70%）的沥青含量a4=5.16%

满足各项技术指标要求的共同沥青含量范围为OACmin=5.025%，OACmax=5.4%

按相关规定，计算沥青含量OAC：

OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=5.33%

OAC2=(OACmin+OACmax)/2=5.21%

OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.27%

通过综合考虑，取最佳沥青含量OAC=5.2%，最终确定的各参数值见附表9。

附表9  AC-16型沥青混合料最佳沥青用量时马歇尔试验结果

沥青含量/%	毛体积相对密度	空隙率/%	矿料间隙率/%	沥青饱和度/%	稳定度/Kn	流值/mm
5.2	2.400	4.4	15.0	70.1	8.97	2.30

3、普通沥青混合料最佳沥青用量性能验证

3.1 水稳定性

为评价普通AC-16型沥青混合料的抗水损害能力，采取浸水马歇尔与冻融劈裂两种试验方法。

（1）浸水马歇尔试验

为评价普通AC-16型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量5.2%制备马歇尔试件，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中T0709-2000沥青混合料马歇尔稳定度试验方法，分别测试在60℃水中保温48h和30min的马歇尔试件稳定度，并计算残留稳定度。试验结果见附表10。

附表10 普通AC-16型沥青混合料浸水马歇尔试验结果

沥青含量/%	浸水48h马歇尔试件稳定度/kN	浸水30min马歇尔试件稳定度/kN	残留稳定度/%	规范要求残留稳定度/%
5.2	7.77	8.29	93.7	≥80

（2） 冻融劈裂试验

为评价普通AC-16型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量5.2%制备马歇尔试件，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中 T0729-2000沥青混合料冻融劈裂试验方法进行冻融劈裂试验，分别测定冻融和未冻融马歇尔试件的劈裂强度，计算劈裂强度比，结果详见附表11。

附表11 普通AC-16型沥青混合料冻融劈裂试验结果

沥青含量/%	冻融试件劈裂破坏强度/MPa	未冻融试件劈裂破坏强度/MPa	劈裂强度比TSR/%	规范要求冻融劈裂强度比/%
5.2	0.	0.79	80.1	≥75

3.2 高温稳定性

为评价普通AC-16型沥青混合料的抗车辙能力，选用最佳沥青用量5.2%制备车辙试件，按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中T0719-1993沥青混合料车辙试验方法进行车辙试验，结果表明见附表12。

附表12 普通AC-16型沥青混合料抗车辙能力试验结果

沥青含量/%	试验温度（60℃）	试验轮压（MPa）	试验条件	动稳定度（次/mm）	规范要求动稳定度（次/mm）
5.2	60	0.7	不浸水	1960	≥800

附件4 温拌沥青混合料最佳沥青用量确定

1、试件成型及马歇尔试验

按照JTJ052-2000、T0709-2000规程及3.1节确定的目标配合比级配进行不同油量下温拌沥青混凝土最佳油量确定试验。按照我国现行规范要求，沥青混合料最佳沥青用量确定采用马歇尔试验法，在试验中，矿料加热温度为130~150℃，沥青加热温度为130~140℃，混合料拌合温度与试件击实温度为130℃，击实次数为双面各75次，成型好的试样在通风状态养生三天后进行各项性能测试。试件密度采用“表干法”（JTJ052-2000 T0705）测定毛体积相对密度。马歇尔试验温度为60℃（试件在60℃水中保温30~40分钟），加载速率为50mm/min。不同沥青含量的马歇尔试件物理力学性能指标测试结果汇总见附表13。.

附表13 不同沥青含量温拌沥青混合料物理力学指标汇总

沥青含量/%	毛体积相对密度	最大理论相对密度	空隙率/%	矿料间隙率/%	沥青饱和度/%	稳定度/Kn	流值/mm
5.1	2.366	2.516	6.0	16.1	63.1	7.30	2.22
5.4	2.3	2.506	4.7	15.6	70.0	8.29	2.79
5.7	2.400	2.500	4.0	15.5	74.2	7.76	2.67

2、马歇尔试验结果分析

按照附表13的汇总结果，绘制出沥青含量与各项物理-力学参数的关系曲线，见图8~图13。

图8 沥青含量-毛体积相对密度关系曲线   表9 沥青含量-空隙率关系曲线

表10 沥青含量-矿料间隙率关系曲线    表11 沥青含量-沥青饱和度关系曲线

图12 沥青含量-稳定度关系曲线      图13 沥青含量-流值关系曲线

从图中可以得到：

对应于最大毛体积相对密度的沥青含量a1=5.7%

对应于最大稳定度的沥青含量a2=5.42%

对应于空隙率中值（4%）的沥青含量a3=5.70%

对应于饱和度中值（70%）的沥青含量a4=5.4%

满足各项技术指标要求的共同沥青含量范围为OACmin=5.31%，OACmax=5.59%

按相关规定，计算沥青含量OAC：

OAC1=(a1+a2+a3+a4)/4=5.56%

OAC=(OACmin+OACmax)/2=5.45%

OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.50%

通过综合考虑，取最佳沥青含量OAC=5.4%，最终确定的各参数值见附表14。

附表14  AC-16型温拌沥青混合料最佳沥青用量时马歇尔试验结果

沥青含量/%	毛体积相对密度	空隙率/%	矿料间隙率/%	沥青饱和度/%	稳定度/Kn	流值/mm
5.4	2.388	4.7	15.6	70.0	8.29	2.79

3 温拌沥青混合料最佳沥青用量性能验证

3.1 水稳定性

为评价温拌AC-16型沥青混合料的抗水损害能力，采取浸水马歇尔与冻融劈裂两种试验方法。

（1）浸水马歇尔试验

为评价温拌AC-16型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量5.4%制备马歇尔试件，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中T0709-2000沥青混合料马歇尔稳定度试验方法，分别测试在60℃水中保温48h和30min的马歇尔试件稳定度，并计算残留稳定度。试验结果见附表15。

附表15 温拌AC-16型沥青混合料浸水马歇尔试验结果

沥青含量/%	浸水48h马歇尔试件稳定度/kN	浸水30min马歇尔试件稳定度/kN	残留稳定度/%	规范要求残留稳定度/%
5.4	8.40	7.86	106.9	≥80

（2）冻融劈裂试验

为评价温拌AC-16型沥青混合料的抗水损害能力，选用最佳沥青用量5.4%制备马歇尔试件，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中 T0729-2000沥青混合料冻融劈裂试验方法进行冻融劈裂试验，分别测定冻融和未冻融马歇尔试件的劈裂强度，计算劈裂强度比，结果详见附表16。

附表16 温拌AC-16型沥青混合料浸水马歇尔试验结果

沥青含量/%	冻融试件劈裂破坏强度/MPa	未冻融试件劈裂破坏强度/MPa	劈裂强度比TSR/%	规范要求冻融劈裂强度比/%
5.4	0.51	0.66	77.8	≥75

3.2 高温稳定性

为评价温拌AC-16型沥青混合料的抗车辙能力，选用最佳沥青用量5.4%制备车辙试件，按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）中T0719-1993沥青混合料车辙试验方法进行车辙试验，结果表明见附表17。

附表17 温拌AC-16型沥青混合料抗车辙能力试验结果

沥青含量/%	试验温度（60℃）	试验轮压（MPa）	试验条件	动稳定度（次/mm）	规范要求动稳定度（次/mm）
5.4	60	0.7	不浸水	1960	≥800