日照高速微表处配合比设计报告

同三高速公路日照段

微表处配合比设计报告

山东省公路工程技术研究中心

二〇〇八年九月

微表处稀浆混合料配合比设计说明

一、概述

同三高速日照段微表处项目采用MS-3型微表处，设计施工厚度为10mm，采用玄武岩集料和石灰岩矿粉，配合比设计由山东省公路工程技术研究中心实验室完成，设计原材料由料场直接取得。

二、配合比设计依据

《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）

《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）

《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）

《微表处和稀浆封层技术指南》交通部公路科学研究院主编

三、原材料

1、集    料：昌乐玄武岩

2、矿    粉：山东公路长清石料公司石灰岩矿粉

3、乳化沥青：山东华瑞道路材料技术有限公司

4、填    料：325号水泥

5、水：      自来水或其他洁净水

微表处稀浆混合料配合比设计报告

1原材料

1.1集料

从微表处料厂取有代表性的玄武岩集料和矿粉，经过实验室进行水洗筛分，玄武岩集料和矿粉的级配如下表1。

表1 微表处项目用粗细集料的级配

筛孔尺寸(mm)	通过各筛孔的质量百分率（%）
	玄武岩5-10mm	玄武岩3-8mm	玄武岩 0-3mm	矿粉
9.50	91.9	100.0	100.0	100.0
4.75	1.3	47.9	99.7	100.0
2.36	0.1	2.7	81.9	100.0
1.18	0.1	1.1	53.0	100.0
0.60	0.1	0.4	33.3	100.0
0.30	0.1	0.0	14.2	99.8
0.15	0.1	0.0	5.8	99.5
0.08	0.1	0.0	1.8	95.8

对微表处用矿料性能指标进行试验检测，结果如下表2所示。

表2 微表处用矿料质量要求及试验结果

材料名称	试验项目	单位	标准	试验结果	试验方法	备注
粗集料	石料压碎值	%	≤26	9.2	T 0316
	洛杉矶磨耗损失	%	≤28	9.6	T 0317
	石料磨光值	BPN	≥42	48	T 0321
	坚固性	%	≤12	0.06	T 0314
	针片状含量	%	≤15	11.0	T 0312
细集料	坚固性	%	≤12	0.66	T 0340	>0.3mm部分
合成矿料	砂当量	%	≥65	74	T 0334	<4.75mm部分
矿粉	表观密度	g/cm3	≥2.50	2.692	T0352
	含水量	%	≤1	0.3	T0103	烘干法
	粒度范围 <0.6mm <0.15mm <0.075mm	% % %	100 90~100 75~100	100 99.5 95.8	T0351
	外观	—	无结块	无	—
	亲水系数	—	<1	0.55	T0353
	塑性指数	%	<4	2.74	T0354
	加热安定性	—	实测	无变化	T0355

通过试验检测结果可知，微表处项目用集料和填料的性能均能满足微表处技术指南要求。

1.2改性乳化沥青

本微表处项目采用山东华瑞道路材料技术有限公司生产的微表处专用改性乳化沥青，根据我国微表处用改性乳化沥青技术要求，取样进行改性乳化沥青性能试验检测，主要进行了筛上剩余量、电荷、沥青标准粘度、蒸发残留物含量、蒸发残留物性质（针入度、软化点、延度、溶解度）、储存稳定性等试验项目的检测，试验结果见表4。

表3 改性乳化沥青试验结果及技术要求

试验项目		单位	标准	试验结果	试验方法
筛上剩余量（1.18mm筛）		%	≤0.1	0	T0652
电荷			阳离子（+）	+	T0653
沥青标准粘度C25.3		S	12~60	19	T0621
蒸发残留物含量		%	≥60	65.2	T0651
蒸发残留物性质	针入度	0.1mm	40~100	69	T0604
	软化点	℃	≥53	59.5	T0606
	延度（5℃）	Cm	≥20	56	T0605
	溶解度（三氯乙烯）	%	≥97.5	99.57	T0607
贮存稳定性	1d	%	≤1	0.6	T0655
	5d	%	≤5	4.3

从表3中改性乳化沥青的试验检测结果来看，该乳化沥青的性能指标均能满足微表处技术指南要求。

2微表处稀浆混合料配合比设计

根据微表处用矿料室内筛分结果，并根据微表处MS-3型级配要求和施工经验，最终确定了5~10mm:3~8mm:0~3mm:矿粉=20:14:60:6矿料比例，具体级配组成见表4，级配曲线见图1。

表4  微表处混合料合成级配

筛孔	集料通过率（%）				合成级配		级配中值	级配范围
	5~10	3~8	0～3	矿粉		%	%	%
9.5	91.9	100.0	100.0	100.0		98.4	100.0	100
4.75	1.3	47.9	99.7	100.0		72.8	80.0	70~90
2.36	0.1	2.7	81.9	100.0		55.0	57.5	45~70
1.18	0.1	1.1	53.0	100.0		38.6	39.0	28~50
0.6	0.1	0.4	33.3	100.0		27.8	26.5	19~34
0.3	0.1	0.0	14.2	99.8		13.6	18.5	12~25
0.15	0.1	0.0	5.8	99.5		9.5	12.5	7~18
0.075	0.1	0.0	1.8	95.8		8.2	10.0	5~15
配比	20	14	60	6		集料配比总计:		100

图1 微表处稀浆混合料级配曲线图

采用上述矿料配比，根据微表处稀浆混合料室内试验结果，确定集料、水泥、改性乳化沥青的具体配合比。施工用水在混合料满足拌和时间、粘聚力试验、湿轮磨耗损失试验和负荷轮碾粘砂试验等指标要求下，确定本微表处稀浆混合料配比如表5所示，表5中矿料为100克的前提下，水泥、水、改性乳化沥青均为占集料的百分比。

表5  微表处混合料配比

组  分	百分数,%
矿料	100
325号水泥	1.0
水(自来水)	6
改性乳化沥青	8.5

根据表5确定的微表处稀浆混合料配比，按照我国交通部公路科学研究院主编的《微表处和稀浆封层技术指南》进行微表处稀浆混合料性能试验。主要进行了可拌和时间、30min及60min的粘聚力试验、轮磨耗（WTAT）试验、负荷车轮粘砂（LWT）试验，试验结果及规范要求如表6所示。

表6 微表处混合料试验结果

项  目	单位	技术要求	试验结果
可拌和时间	s	>120	140
粘聚力试验 30min(初凝时间) 60min(开放交通时间)	N·m N·m	≥1.2 ≥2.0	2.2 2.4
湿轮磨耗试验的磨耗值(WTAT) 浸水 lh 浸水 6d	g/m2 g/m2	<540 <800	231 359
负荷车轮粘附砂量（LWT）	g/m2	≤450	93
轮辙变形试验的宽度变形率	%	≤5	4.34

注：（1）粘聚力试验温度时，室外温度为25度，在室外放置，有2-3级风，有阳光照射，到时间进行试验时，拿回室内并降到25度再进行粘聚力试验。

（2）负荷轮碾变形试验(LWT)的宽度变化率适用于需要修补车辙的情况，普通微表处施工不对该项目做要求。

从表6中微表处稀浆混合料试验数据可以看出，本微表处项目中采用的级配和表5的微表处混合料的配比，微表处稀浆混合料的上述性能试验结果满足微表处技术指南要求，本级配能够满足微表处施工的要求。

3小结

本微表处项目施工时应该严格控制好集料的离析，保证油石比，根据施工时的气候情况调整合适的施工用水量，施工前应该进行摊铺设备的标定，用预拌和好的矿料进行可拌和时间试验，以确保矿料能够顺利摊铺到路面上。

由于日照高速微表处项目中既有车辙填补,还有部分路段是先填补车辙再做罩面,罩面时的油石比建议乳化沥青用量为9%,即油石比为5.8%。