SMA13沥青混合料目标配合比设计Word格式文档下载.docx

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报告批准日期：

2010年7月15日

主检:

审核：

审批：

试验

用主

要设

备和

仪器

仪器/设备名称

型号

编号

针入度测定仪

81-B0101/B

JC0198

低温电脑沥青延度仪

HDLY-VA

JC0200

电脑沥青高温软化点测定仪

HDLR-IV

JC0201

布洛克菲尔德粘度计

RVDV+II+

JC0203

沥青薄膜加热烘箱

82型

JC0223

压碎值仪

JC0284

洛杉矶磨耗机

42-5305

JC0129

砂当量仪

T56

JC0217

沥青混合料拌和机

LBH-10B

JC0235

LBH-20B

JC0236

沥青混合料马歇尔稳定度试验仪

HDMS-20C

JC0263

车辙轮碾成型机

HLR-2

JC0240

沥青混合料车辙试验机

JC0234

规程

标准名称

标准代号及年号

标准分号

公路工程沥青及沥青混合料试验规程

JTJ052-2000

14-7-3

公路工程集料试验规程

JTGE42-2005

评定

标准

公路沥青路面施工技术规范

JTGF40-2004

说明

设计说明

1．沥青混合料的级配采用SMA-13型级配。

根据委托要求，工程级配范围采用《公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）》中的SMA-13级配范围。

2．SMA-13沥青混合料的原材料均为委托单位来样，其组成为：

（1）粗集料：

清镇市万隆达矿产开发有限公司生产的玄武岩碎石。

（2）细集料：

清镇市万隆达矿产开发有限公司生产的石灰石机制砂。

（3）沥青：

厦门华特生产的SBS改性沥青。

（4）矿粉：

茫顶石场生产的石灰石矿粉。

（5）水泥：

贵定海螺盘江水泥有限公司生产的32.5级普通硅酸盐水泥。

（6）纤维：

武汉优尼克工程纤维有限公司生产的絮状木质素纤维，用量为混合料质量的3‰。

3．按规范要求，混合料理论最大相对密度采用理论计算法。

4．混合料拌和时沥青的加热温度为180℃，集料的加热温度为190℃，试件的击实成型温度为170℃。

5．原材料和混合料的技术要求采用《公路沥青路面施工技术规范（JTGF40-2004）》之规定。

6．配合比设计试验及计算参数均以“JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中附录CSMA混合料配合比设计方法”中的程序及公式计算。

7．试验结果：

经室内配合比设计试验与相关验证，确定SBS改性沥青SMA-13混合料目标配合比设计的最佳油石比为6.0％，在进行生产配合比设计与试验时，其合成级配应尽可能与目标配合比级配曲线接近。

XX省交通建设质量监督试验检测中心

2010年7月15日

一．原材料试验

1、SBS改性沥青试验结果

试验项目

单位

结果

SBS改性沥青（I-D）技术要求

方法

针入度（100g,5s,25℃）

0.1mm

53

40-60

T0604

针入度指数PI

-0.02

≥0

软化点（环球法）

℃

73.0

≥70

T0606

135℃运动粘度

Pa.S

2.83

≤3

T0625

延度（5℃，5cm/min）

cm

34

≥20

T0605

闪点（COC）

315

≥230

T0611

溶解度（三氯乙烯）

%

99.69

≥99

T0607

25℃弹性恢复

92

≥75

T0662

贮存稳定性，离析

0.7

≤2.5

T0661

相对密度（25℃）

1.026

实测记录

T0603

TFOT薄膜加热试验（163℃,5h）

质量变化

+0.02

≤±

1.0

T0609

针入度比

83.0

≥65

5℃残留延度

㎝

23

≥15

2集料试验

（1）集料原材料来样筛分试验结果

通过下列方孔筛（㎜）的质量百分率（%）

16

13.2

9.5

4.75

2.36

1.18

0.6

0.3

0.15

0.075

1#料

100

76.5

10.9

1.1

0.9

2#料

99.8

14.7

2.6

2.2

2.0

1.9

1.7

3#料

83.5

63.4

46.0

34.8

27.9

16.0

水泥

99.9

98.6

矿粉

95.9

81.8

备注

机制砂中小于0.075mm含量较多，建议加强碎石场除尘措施。

矿料筛分曲线图如下：

（2）粗集料材质试验结果

技术要求

压碎值

≤28

洛杉矶磨耗损失

8.3

≤30

磨光值

44

≥42

粗集料对SBS改性沥青的粘附性

级

5

表观相对密度

9.5mm—16mm

2.958

≥2.5

4.75mm—9.5mm

2.960

吸水率

0.5

≤3.0

坚固性

1.2

≤12

针片状颗粒含量

9.5mm—13.2mm

4.8

≤15

7.6

<

0.075mm颗粒含量

≤1

备注

4.75mm—9.5mm料中小于0.075mm中含量较多，建议加强碎石场除尘措施。

（3）各级粒径集料的相对密度试验结果

密度

集料

毛体积相对密度

吸水率（%）

2.918

2.906

0mm—2.36mm

2.742

2.669

水泥

3.021

----

2.727

（4）矿粉质量试验结果

视密度（g/cm3）

含水量（%）

0.1

亲水系数

＜1

粒度范围

＜0.6mm（%）

＜0.15mm（%）

90-100

＜0.075mm（%）

75-100

外观

无团粒结块

（5）细集料的砂当量结果

砂当量（%）

75

≥60

（6）木质素纤维试验结果

项目

纤维长度

mm

＜6

≤6

灰分含量

15.4

18±

PH值

7.58

7.5±

1

吸油率

7倍

不小于纤维质量的5倍

含水率

4.6

≤5

纤维的相对密度

1.50

实测

二．SMA-13沥青混合料技术要求

1．SMA-13型沥青混合料级配要求

粒径

通过率

通过下列方孔筛筛孔（㎜）的质量百分率（%）

SMA-13

90-

50-

20-

15-

26

14-

24

12-

20

10-

9-

15

8-

12

2．SMA-13沥青混合料技术指标要求

击实次数

次

2×

沥青饱和度

75—85

稳定度

kN

≥6.0

残留稳定度

≥80

矿料间隙率

≥16.5

冻融劈裂强度比

空隙率

4

动稳定度

次/㎜

≥3000

析漏损失

≤0.1

粗集料骨架间隙率VCAmin

≤VCADRC

飞散损失

三.SMA-13型沥青混合料配合比试验

1．设计矿料级配的确定

（1）根据JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求，在工程设计级配范围内，调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的粗集料骨架分界筛孔的通过率处于级配范围的中值、中值±

3%附近，矿粉数量均为10%左右。

级配从细到粗分别命名为级配1、级配2、级配3。

其合成级配及曲线图如下：

级配1：

？

规格

集料比例（%）

37

39

17

2

矿粉

合成级

配结果

90.6

64.3

27.2

20.3

17.5

15.2

13.7

12.6

10.0

技术要

求级配

其合成级配曲线如下图所示：

级配2

40

13

6

级配3

42

9

7

90.1

62.5

24.3

18.0

14.4

13.4

12.4

10.2

（2）分别按这三组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度、全部矿料的毛体积相对密度及4.75mm以上粗集料松方相对密度，并计算4.75mm以上粗集料的VCADRC结果见下表。

级配1

矿料的毛体积相对密度

2.860

2.868

2.877

4.75以上粗集料毛体积相对密度

2.912

4.75以上粗集料松方相对密度

1.714

1.694

1.693

4.75以上粗集料VCADRC%

41.1

41.8

41.9

（3）根据已建类似工程沥青混合料标准油石比预估SMA混合料5.9%的油石比作为马歇尔试件的初试油石比，并在成型时按混合料质量的0.3%掺入木质素纤维。

其试验结果见下表：

体积指标

理论最大相对密度

2.625

2.630

2.636

2.517

2.519

2.524

空隙率%

4.1

4.2

4.3

矿料间隙率%

16.9

17.1

17.2

VCAmix%

42.9

40.5

38.0

（4）从3组初试级配的试验结果得到级配2和级配3符合VCAmix＜VCADRC及VMA＞16.5%的要求，其中级配2的4.75mm筛孔的通过率较大，且接近中值，便于施工中的级配控制，因此确定级配2为设计级配。

2．确定设计沥青用量

根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.3%为间隔，取5.9%、6.2%、6.5%不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标。

结果如下：

油石比（%）

5.9

6.2

6.5

计算理论最大相对密度

2.619

2.608

试件毛体积相对密度

2.527

2.537

试件空隙率（%）

3.5

2.7

VMA（%）

17.0

VFA（%）

75.4

79.4

84.0

稳定度（kN）

9.90

9.34

8.91

流值（mm）

3.40

3.55

3.87

SMA-13型沥青混合料沥青用量确定图

根据设计空隙率确定油石比。

设计空隙率为4%，由上图查知所对应的最佳油石比为6.0%。

3.SMA-13型在最佳油石比OAC=6.0%时,其各项体积指标与强度指标如下表：

（1）马歇尔试验结果

混合料最大相对密度

2.627

沥青饱和度VFA（%）

2.522

稳定度MS（kN）

10.20

试件空隙率VV（%）

4.0

流值FL（mm）

3.6

矿料间隙率VMA（%）

（2）浸水马歇尔试验结果

浸水温度（

保温时间

稳定度（kN）

流值（mm）

残留稳

℃）

（h）

定度（%）

平行试验

平均值

标准试验

60

10.31

3.73

89.5（技术要求为：

≥80）

10.19

3.27

3

10.04

3.52

10.25

3.69

浸水试验

48

8.83

9.13

4.19

9.02

3.47

10.14

3.72

8.51

4.50

（3）冻融劈裂强度试验结果

试件高度（㎜）

浸水温度（℃）

保温时间（h）

试验最大荷载（N）

劈裂抗拉强度（MPa）

冻融劈裂强度比（%）

平行值

50

63.9

25

10140

0.998

0.976

84.9（技术要求为：

64.4

10730

1.048

9850

0.963

9160

0.896

冻融后试验

63.8

7460

0.735

0.829

9580

0.935

8370

0.817

8460

0.827

（4）SMA-13型沥青混合料车辙试验结果

试件编号

试件厚度（㎝）

试验温度（℃）

试验轮压（MPa）

（次/㎜）

9264

DS=8370

S=1325.8

CV=15.8%

DS≥3000

CV≤20%

9000

6847

油石比Pa=6.0%

（5）其它相关试验参数

参数项目

试验（计算）结果

集料合成毛体积相对密度γsb

集料合成表观相对密度γsa

2.915

集料合成有效相对密度γse

2.905

沥青混合料

的粉胶比FB

1.84

沥青混合料有效沥青用量Pbe

5.44

混合料沥青膜

有效厚度DA

μm

7.49

0.04

飞散损失

5.0

渗水系数

ml/min

经过马歇尔试验及其相关的验证试验，XX高速公路沥青路面SMA-13沥青混合料在最佳油石比为6.0%时，各项技术指标满足相应的技术要求。

在进行生产配合比设计与试验时，应根据拌和机的除尘效果，确定矿粉的掺量，以使混合集料的级配尽可能与目标配合比的级配一致。

试验：

校核：

审核：

2010年7月15日

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