山东高速公路沥青上面层SMA13目标配合比设计报告共12页Word下载.docx

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（3）《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）

（4）《公路工程沥青路面矿料技术标准》（DB37/T1390-2009）

（5）《XX至XX（XX界）高速公路施工图设计》

（6）《公路沥青马蹄脂碎石路面技术指南》SHCF40-01-2019

试验:

复核:

审核:

盖章

签发日期:

2010年11月25日

根据XX高速公路路面结构设计的要求，对于沥青砼上面层采用SMA-13级配类型，根据XX合同段所用原材料实际筛分结果进行级配设计。

一．设计及试验依据

二．原材料基本性能

2.1沥青

沥青采用XX市XX道路材料有限公司提供的SBS类I-D改性沥青，对从路面标现场送样的样品进行全部性能指标的检测，检测结果如表1：

沥青性能指标检测结果（SBS改性沥青）表1

检测项目

单位

检测结果

I-D技术要求

针入度（5s,100g）

15℃

0.1mm

20

/

25℃

45

30~60

30℃

63

针入度指数

1.21

≮

软化点（R&

B）

℃

75

≮60

5℃延度（5cm/min）

cm

36

≮20

135℃运动粘度

Pa.s

2.3

≯3

闪点（开口式）

326

≮230

溶解度（三氯乙烯）

%

99.6

≮99

25℃弹性恢复

90.3

≮75

离析（软化点差）

2.0

≯2.5

相对密度25℃/25℃

1.032

旋转薄膜加热试验

163℃，85min

质量损失

0.12

≯±

1

针入度比

84.8

≮65

19.6

≮15

2.2集料

现场提供3档规格料，其中10-15mm和5-10mm为玄武岩，0-3mm为石灰岩，现对其各项性能指标的测试结果列于表2～表6。

集料基本性能测试值表2

指标

单

位

检测结果

技术

要求

10-15mm

5-10mm

0-3mm

石料压碎值

9.4

≯20

洛杉矶磨耗损失

9.3

≯28

磨光值

≮42

对沥青的粘附性（改性沥青）

级

5

≮5

细长扁平颗粒含量

2.8

4.1

4.3

≯10~15

水洗<

0.075mm颗粒含量

0.2

0.1

7.7

≯0.8

（2）

砂当量

73.4

≮（60）

集（矿）料筛分结果表3

筛孔（mm）

石灰粉+矿粉

16.0

100.0

13.2

85.2

9.5

4.7

97.7

4.75

0.2

0.6

99.6

2.36

61.3

1.18

37.8

0.6

23.1

0.3

14.2

98.1

0.15

10.1

91.7

0.075

0.1

7.7

80.0

集料密度测定值表4

名称

规格（mm）

表观相对密度

毛体积相对密度

吸水率（%）

2.842

2.799

0.5

2.844

2.779

0.8

2.732

2.640

1.3

2.3填料

采用一合同送来的矿粉和生石灰粉，按照矿粉：

生石灰粉=85：

15合成后的填料技术指标如表5所示。

填料性能指标测试值表5

技术要求

表观相对密度不小于

2.663

2.500

含水量（%）不大于

1.0

粒度范围

<

0.6（%）

100

0.15（%）

91.7

90~100

0.075（%）

80.0

75~100

外观

无团粒结块

亲水系数

注：

掺加生石灰粉后无法测得填料的亲水系数，此指标空缺。

三．SMA-13沥青混合料试验

对现场所取原材料实际筛分结果进行级配设计,计算结果如表7，组配曲线如图1，其中石灰粉与矿粉的比例为15%:

85%。

矿料组配计算表表7

筛孔

（mm）

36%

37%

16%

11%

合成级配

填料

94.7

64.8

27.2

20.9

17.2

14.8

13.2

11.8

10.2

图1合成级配曲线

3.1马氏击实试验结果

按4个油石比制备试件进行测试。

试验时，击实次数为双面各75次，击实温度控制在165℃，按沥青混合料质量的0.3%计掺配木质絮状纤维（纤维密度按0.91g/cm3计），试验结果列表8。

SMA-13沥青混合料试件试验结果表8

油石比

（%）

毛体积相对

密度

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

6.0

2.413

2.531

72.9

11.19

2.35

6.3

2.417

2.521

4.1

17.3

76.2

12.37

2.97

6.6

2.415

2.510

3.8

17.6

78.3

10.52

3.51

6.9

2.412

2.500

3.5

17.9

80.3

8.93

4.59

3~4

≥17

75~85

≥6

将油石比与毛体积相对密度、空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度等关系图绘制于图2-图5。

图2毛体积相对密度与油石比的关系图3空隙率与油石比的关系

图4矿料间隙率与油石比的关系图5饱和度与油石比的关系

3.2油石比的初步确定

根据表8中数据和图3可知：

在空隙率为4%时的油石比对应值为6.41%,因此选取设计最佳油石比为6.4%。

在油石比为6.4%的条件下，其矿料间隙率沥青饱和度均能满足混合料设计指标要求。

按此级配在捣实状态下粗集料松装间隙率VCADRC为40.1%，混合料中粗集料骨架间隙率VCAmix为36.9%，也能满足规范要求。

3.3配合比设计检验

3.3.1析漏、飞散检验

对于SMA沥青混合料还必须进行谢伦堡析漏试验及肯特堡飞散试验（如表9），以检验沥青混合料中沥青含量是否合适。

通过测试，SMA-13沥青混合料在油石比为6.4%的条件下，其析漏和飞散均能满足规范要求。

SMA-13沥青混合料析漏、飞散试验结果表9

析漏试验

飞散试验

编号

析漏损失（%）

飞散损失（%）

实测

平均

0.06

0.06

5.0

4.8

2

3

0.07

5.2

3.3.2水稳定性检验

按6.4%的油石比进行试件的浸水马歇尔残留稳定度试验及冻融劈裂抗拉强度比试验，冻融劈裂试件的空隙率控制在6%~7%，结果列于表10。

两者的技术要求都应≥80％，试验结果均能满足要求。

SMA-13沥青混合料水稳定性试验结果表10

浸水马歇尔试验

冻融劈裂试验

稳定度（KN）

残留稳定度（%）

强度（Mpa）

残留强度比（%）

48h

0.5h

冻

不冻

10.05

10.90

92.2

0.989

1.029

96.1

3.3.3高温性能检验

按6.4%的油石比成型试件进行车辙试验，结果列于表11。

动稳定度要求大于4000次/mm，试验结果满足要求。

SMA-13沥青混合料动稳定度试验结果表11

测定值（次/mm）

平均值（次/mm）

5974

6196

6237

6378

四．结论

通过混合料级配调试和相关验证试验，表明本次设计的下面层SMA-13目标配合比满足设计要求，可用于XX高速公路一合同段生产配合比调试。

一合同段中面层AC-20矿料配合比及油石比表12

混合料类型

下列各种矿料所占比例（%）

油石比（%）

石灰岩10~20mm

石灰岩5~10mm

石灰岩3~5mm

石灰岩0~3mm

AC-20

42

6

29

4.6

SMA-13沥青混合料马歇尔试验结果附表1

试样编号

试样

高度（mm）

干燥试件空气中质量（g）

试件水中质量（g）

试件表干质量（g）

毛体积相对密度

最大理论相对密度

VCAmix

矿料

间隙率

沥青

饱和度

稳定度（kN）

流值（mm）

63.3

1166.0

685.3

1169.3

2.409

2.531

37.1

4.8

72.2

11.49

2.64

63.7

1172.7

690.7

1176.1

2.416

37.0

4.5

17.1

73.4

11.26

2.33

63.6

1171.3

689.4

1174.4

2.415

4.6

73.3

10.12

2.15

4

63.5

1169.8

688.0

1173.1

2.411

72.6

11.87

2.26

2.413

37.0

4.7

17.2

72.9

63.1

1162.6

684.1

1165.2

2.417

2.521

36.9

12.11

3.31

1169.9

689.0

1172.6

2.419

4.0

76.6

12.61

3.02

1172.4

689.6

1175.0

4.2

17.4

75.9

12.51

2.80

62.9

1160.7

682.9

1163.2

12.26

2.75

36.9

17.3

76.2

1173.4

690.2

1175.6

2.510

3.7

17.5

78.8

10.63

3.54

1178.7

692.6

1181.1

3.9

17.7

78.0

10.77

3.52

1179.5

693.3

1181.8

10.21

3.78

63.2

1175.2

2.414

78.2

10.45

3.20

3.8

17.6

78.3

1177.1

3.4

17.8

81.1

8.27

4.54

1181.4

692.9

1183.2

2.410

3.6

18.0

79.8

9.98

4.53

688.7

1175.1

2.412

7.62

1174.9

689.1

1176.6

79.9

9.83

4.76

37.1

3.5

17.9

80.3

试验者

校核者

负责人

SMA-13沥青混合料浸水马歇尔试验结果附表2

浸水马歇尔

油石比（%）

试样高度（mm）

空中质量（g）

水中质量（g）

表干质量（g）

理论最大密度

空隙率（%）

矿料间隙率（%）

VCAmix（%）

饱和度（%）

浸水0.5h

6.4

1168.2

686.6

1171.0

2.517

76.1

4.09

11.46

92.2

1157.4

679.8

1160.8

2.406

4.4

37.2

75.2

3.08

10.35

64.3

685.8

2.401

37.4

74.2

10.60

1151.6

678.2

1154.8

77.0

6.42

11.20

17.7

75.6

4.28

10.90

浸水48h

63.8

1165.3

685.6

1168.8

6.10

10.14

1165.8

683.8

1168.5

2.405

75.0

7.09

10.29

1160.4

681.5

1162.8

76.0

6.02

10.62

1167.4

683.7

2.402

37.3

74.3

4.84

9.14

2.407

4.4

37.2

75.4

6.01

10.05

SMA-13沥青混合料飞散试验结果附表3

试验前质量（g）

试验后质量（g）

飞散损失

1167.2

687.4

1170.7

76.7

1171.9

1113.1

62.3

1160.0

683.3

1162.1

2.423

36.8

1164.3

1116.7

1163.5

683.2

1166.2

4.3

75.6

1167.2

1106.9

4.0

17.4

76.8