SMA13上面层木质素纤维目标配合比设计报告.docx
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SMA13上面层木质素纤维目标配合比设计报告
湖南省醴茶高速公路路面34标上面层SMA13
改性沥青混合料（木质素纤维）目标配合比
设计报告
报告编号：
苏交院检（2013）-LCJF-097
江苏省交通规划设计院股份有限公司工程质量检测中心
二〇一三年八月二十六日
湖南省醴茶高速公路路面34表上面层SMA-13
改性沥青混合料（木质素纤维）目标配合比
设计报告
项目负责人
主要测试人员
编制
技术负责人
复核
分管副主任
审核
主任
报告编号
苏交院检（2013）-LCJF-097
检测单位
江苏省交通规划设计院股份有限公司
工程质量检测中心
证书编号
公路工程综合甲级交GJC甲004
计量认证2012100399RP
编制日期
二〇一三年八月二十六日
注意事项：
1.本报告未加盖检测单位报告专用章、缺页、添页或涂改均无效；无相关人员及签发人签字无效；未经检测单位许可复印无效；
2.对检测报告有异议者，请于收到报告之日起十五日内向检测单位提出；
3.试验检测按国家标准、行业标准和企业标准执行，无标准的按双方协议执行。
江苏省交通规划设计院股份有限公司工程质量检测中心
设计报告
委托单位
醴茶高建公路建设开发有限公司
委托人
/
见证人
/
工程名称
湖南省醴茶高速公路31标上面层
委托日期
2013.07.31
试样名称
集料：
1#、2#、4#；
沥青；矿粉；木质素纤维；抗剥落剂
样品规格
1#（9.5-13.2）mm、
2#（4.75-9.5）mm、
4#（0-2.36）mm、
SBS改性沥青、
木质素纤维、
抗剥落剂
产地
集料：
攸县文普；
沥青：
长炼公司；
矿粉：
攸县联合厂；
纤维：
西安道路材料科研院
抗剥落剂：
德国瑞登梅尔
样品状态
可检
试样数量
集料：
每档各约80kg；
沥青：
50kg矿粉：
20kg
木质素纤维：
10kg
抗剥落剂：
2kg
试验日期
2013.08.07~
2013.08.26
试验项目
集料：
密度、筛分、压碎值等；矿粉：
密度、筛分等；沥青：
密度、针入度、软化点、延度等；混合料：
SMA-13配合比马歇尔验证试验等。
环境条件
详见原始记录
样品用途
沥青路面上面层
样品描述
玄武岩1#（9.5-13.2）mm、2#（4.75-9.5）mm、4#（0-2.36）mm；SBS改性沥青（黑色粘稠状）；矿粉（无团粒、结块）；木质素纤维（黄色絮状）
试验依据
《公路工程集料试验规程》（JTGE42－2005）
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20－2011）
评价标准
《湖南省醴茶高速公路上面层SMA13施工指导意见》
试验设备
鼓风干燥箱（LH22-1）、鼓风干燥箱（LH33）、恒温水浴（LH21）、恒温水浴（LH06）、标准筛（JL01）、马歇尔电动击实仪（LH02）、马歇尔稳定度仪（LH35）、电子天平（LH20）、电子天平（LH23）、针入度仪（LQ01）、软化点仪（LQ30）、延度仪（LQ26）、沥青薄膜烘箱（LQ09）、真空干燥箱（LQ16）、低温冰箱（SH31）、车辙仪（LH32）等。
1.0概述
受湖南省醴茶高建公路建设开发有限公司委托，江苏省交通规划设计院股份有限公司工程质量检测中心承担了醴茶高速公路路面34标上面层SMA-13改性沥青混合料的目标配合比设计工作。
本次改性沥青混合料SMA-13的目标配合比设计方法依据《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）进行设计。
2.0设计依据
上面层SMA-13改性沥青混合料目标配合比设计依据以下标准规范、规程：
1、《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）；
2、《公路工程集料试验规程》（JTGE42-2005）；
3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）；
4、《湖南省醴茶高速公路上面层SMA13施工指导意见》（江苏省交通规划设计院股份有限公司2013.06）。
3.0原材料试验
本次试验所用集料、矿粉、沥青均为委托方送样，各原材料规格及产地如下：
1、沥青：
长炼公司产SBS改性沥青；
2、集料：
攸县文普玄武岩料场产玄武岩（碎石1：
10~15mm、碎石2：
5~10mm）
3、细集料：
攸县文普玄武岩料场产玄武岩（碎石4：
0-3mm）
4、矿粉：
攸县联合矿粉厂产；
5、木质素纤维：
西安道路材料科研院（用量为混合料总质量的0.35%）。
4、抗剥落剂：
德国瑞登梅尔父子公司（用量为混合料总质量的0.4%）
沥青、矿粉、粗集料、细集料、纤维试验结果如表3.0-1至表3.0-5。
表3.0-1SBS改性沥青试验结果汇总表
试验项目
试验结果
技术要求
结论
针入度（25℃，100g，5s）（0.1mm）
49
40~60
合格
针入度指数PI（15℃、25℃、30℃）
-0.08
-0.2～+1.0
合格
延度（5cm/mim，5℃）（cm）
40
≥30
合格
软化点（TR&B）（℃）
76.0
≥70
合格
运动粘度（135℃）（Pa·s）
2.454
≤3.5
合格
闪点（℃）
＞290
≥230
合格
溶解度（%）
99.46
≥99
合格
相对密度（25℃）
1.032
实测
/
离析，软化点差（℃）
0.8
≤2.5
合格
动力粘度（60℃）
10366.2
≥10000
合格
弹性恢复（%）
96.2
≥80
合格
沥青薄膜加热试验
质量变化（%）
-0.054
≤0.6
合格
残留针入度比（25℃）（%）
75.5
≥65
合格
残留延度（5℃）（cm）
19
≥20
合格
表3.0-2矿粉试验结果汇总表
试验项目
试验结果
技术要求
结论
表观密度（g/cm3）
2.722
≥2.50
合格
表观相对密度
2.730
/
/
粒度范围
<0.6mm（%）
100
100
合格
<0.15mm（%）
100
90~100
合格
<0.075mm（%）
99.2
75~100
合格
外观
无团粒结块
无团粒结块
合格
亲水系数
0.8
<1
合格
塑性指数
3.7
≤4
合格
表3.0-3粗集料试验结果汇总表
集料规格
试验项目
1#
2#
技术要求
结论
压碎值（%）
15.2
/
≤20
合格
表观相对密度
2.888
2.885
/
/
表观密度（g/cm3）
2.882
2.879
≥2.6
合格
毛体积相对密度
2.692
2.685
/
/
吸水率（%）
2.45
2.58
≤2.0
不合格
对沥青的粘附性
5
/
≥5级
合格
针片状颗粒含量（%）
6.7
6.7
≤12
合格
洛杉矶磨耗值（%）
23.1
≤28
合格
软弱颗粒含量（%）
0.6
≤3
合格
表3.0-4细集料（4#）试验结果汇总表
试验项目
试验结果
技术要求
结论
表观密度（g/cm3）
2.851
≥2.5
合格
表观相对密度
2.857
/
/
毛体积相对密度
2.662
/
/
砂当量（%）
71
≥60
合格
棱角性（s）
37.8
≥30
合格
含水率
%
3.8
＜5
合格
4.0矿料级配的选择
4.1矿料的级配范围
SMA-13混合料矿料级配范围见表4.1-1。
表4.1-1SMA-13沥青混合料级配范围
筛孔
16.0
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
上限
1
24
20
16
15
12
下限
1
4
12
10
9
8
4.2初选级配
确定SMA-13的三组级配1、2、3，4.75mm筛孔通过率分别为23.3%、28.2%、31.2%，各档集料筛分结果及三组级配组成见表4.2-1。
分别测定三组级配的VCADRC，根据经验选择油石比6.3%制作试件，测定γsb、VCAmix及VMA等指标，在满足VCAmix小于VCADRC和VMA大于17.0%的基础上确定级配，测试结果见表4.2-2、表4.2-3、表4.2-4。
表4.2-1各档集料筛分结果及三组试验级配
矿料规格
1#
2#
4#
矿粉
合成级配
级配1
50
29
10
11
级配2
48
27
14
11
级配3
45
25
19
11
筛孔mm
平均通过百分率（%）
级配1
级配2
级配3
16.0mm
13.2mm
9.5mm
4.75mm
2.36mm
1.18mm
0.60mm
0.30mm
0.15mm
0.075mm
100
84.1
20.4
2.0
1.1
0.9
0.9
0.9
0.9
0.9
100
100
98.7
17.9
3.5
1.6
1.3
1.1
1.0
1.0
100
100
100
100
79.0
54.8
32.5
15.6
10.7
8.8
100
100
100
100
100
100
100
99.2
90.3
81.6
100
92.1
59.8
27.2
20.5
17.4
15.1
13.2
11.7
10.6
100
92.4
61.4
30.8
23.5
19.5
16.3
13.8
12.1
10.9
100
92.8
63.9
35.4
27.4
22.2
17.9
14.6
12.6
11.3
表4.2-2粗集料松装间隙率VCADRC测试结果
级配类型
捣实密度γs（g/cm3）
4.75mm通过
百分率（%）
粗集料毛体积相对密度γCA
VCADRC（%）
级配1
1.564
27.2
2.689
41.85
级配2
1.549
30.8
2.689
42.41
级配3
1.532
35.4
2.689
43.04
表4.2-3SMA-13改性沥青混合料设计级配试验结果
级配类型
合成毛体积相对密度γsb
合成表观相对密度γsa
合成有效相对密度γse
级配1
2.691
2.866
2.768
级配2
2.690
2.865
2.767
级配3
2.689
2.863
2.765
表4.2-4初试级配的体积分析（纤维用量为混合料总质量的0.4%）
级配类型
油石比（%）
理论最大相对密度
毛体积相对密度
空隙率VV（%）
矿料间隙率VMA（%）
饱和度VFA（%）
粗集料骨架间隙率VCAmix（%）
级配1
6.3
2.510
2.362
5.9
17.9
67.2
40.02
级配2
6.3
2.509
2.399
4.4
16.6
737
42.10
级配3
6.3
2.508
2.428
3.2
15.
升级会员 