SMA目標(biāo)配合比設(shè)計報告

1、SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石目標(biāo)配合比設(shè)計報告1 概 述1.1 概述汪清至延吉段高速公路建設(shè)項目GSZ03合同段由長春市政建設(shè)（集團）有限公司承建，其樁號范圍為K36+000K55+741，路線總長度為19.741Km。SMA-13上面層施工面積為513942m2。設(shè)計文件給定瀝青種類為SBS I-C類改性瀝青，瀝青產(chǎn)地盤錦，碎石產(chǎn)地涼水石場，礦粉產(chǎn)地磐石，消石灰產(chǎn)地圖們，機制砂產(chǎn)地安圖，木質(zhì)素纖維廠家為吉林省寶恒木質(zhì)素纖維有限責(zé)任公司。經(jīng)自檢及總監(jiān)辦驗證，原材料各項指標(biāo)符合設(shè)計要求，可以用于SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石上面層施工。1.2 設(shè)計依據(jù)本合同段瀝青混合料配合比設(shè)計采用現(xiàn)行規(guī)范規(guī)定的馬歇

2、爾法進行設(shè)計，設(shè)計采用的有關(guān)技術(shù)規(guī)程和依據(jù)有：（1）公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTG D50-2006)（2）公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)（3）公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規(guī)程(JTJ052-2000)（4）公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005)（5）公路工程質(zhì)量檢驗評定標(biāo)準(zhǔn)（JTG F80/1-2004）（6）公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程（JTG E60-2008）（7）公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南（SHC F40-01-2002）1.3 原材料來源本項目上面層SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石目標(biāo)配合比設(shè)計試驗所采用的集料為涼水石場生產(chǎn)的玄武巖，集料粒徑規(guī)格分別為 9.

3、5-13.2mm、4.75-9.5mm；機制砂規(guī)格S15(0-4.75mm)；礦粉為磐石石粉廠生產(chǎn)；消石灰產(chǎn)地圖們；瀝青采用延邊路興瀝青儲運站提供的盤錦產(chǎn)SBS I-C類改性瀝青。2 原材料試驗2.1 瀝青瀝青試驗按照公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程JTJ 052-2000的要求和方法進行，瀝青性能指標(biāo)試驗結(jié)果和設(shè)計要求見表2-1所列。 SBS I-C類改性瀝青瀝青試驗結(jié)果 表2-1項 目試驗結(jié)果設(shè)計要求試驗依據(jù)針入度(25，100g， 5s，0.1mm)66.76080T0604-2000延度(5cm/min，15，cm)68.630T0605-1993軟化點()70.955T0606-20

4、00密度(25)1.018實測T0603-1993試驗結(jié)果表明：盤錦產(chǎn)SBS I-C類改性瀝青各項檢測指標(biāo)均符合本項目技術(shù)要求。2.2 瀝青與集料的粘附性瀝青與粗集料粘附性試驗采用按T0616-1993中規(guī)定的水浸法，其試驗結(jié)果如表2-2所列。瀝青與集料粘附性試驗結(jié)果 表2-2瀝青與集料粘附性試驗后石料表面上瀝青膜剝落情況粘附性等級瀝青膜完全保存，剝離面積百分率接近于052.3 集料集料試驗嚴(yán)格按照公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005)的方法進行，粗、細(xì)集料試驗結(jié)果和設(shè)計要求分別見表2-3、2-4所列。 粗集料試驗結(jié)果 表2-3試驗項目單位試驗結(jié)果設(shè)計要求試驗依據(jù)洛杉磯磨耗損失合格3

5、0T03172005壓碎值15.228T03162005表觀相對密度9.5-13.2mm碎石-2.8472.50T030420054.75-9.5mm碎石2.836毛體積相對密度9.5-13.2mm碎石-2.809-T030420054.75-9.5mm碎石2.794吸水率9.5-13.2mm碎石0.93.0T030720054.75-9.5mm碎石1.2軟石含量2.45T03202000針片狀顆粒含量9.5-13.2mm碎石1.718T031220054.75-9.5mm碎石2.6水洗法0.075mm顆粒含量9.5-13.2mm碎石0.41T031020054.75-9.5mm碎石0.6 細(xì)

6、集料試驗結(jié)果 表2-4試驗項目單位試驗結(jié)果設(shè)計要求試驗依據(jù)表觀相對密度-2.7012.50T03302005毛體積相對密度-2.687-砂當(dāng)量8160T03342005粗糙度S41.130T03492005由表2-3和表2-4試驗結(jié)果可見：粗、細(xì)集料各項檢測指標(biāo)均符合本項目技術(shù)要求。2.4 礦粉及消石灰試驗礦粉及消石灰試驗項目按公路工程集料試驗規(guī)程(JTG E42-2005)規(guī)定的方法進行試驗，其結(jié)果見表2-5所列。礦粉及消石灰技術(shù)指標(biāo) 表2-5試驗項目單位試驗結(jié)果設(shè)計要求試驗依據(jù)表觀相對密度礦粉-2.6892.50T0352-2000消石灰2.352-礦粉親水系數(shù)-0.61T0353-200

7、0含水量0.361T0332-2005塑性指數(shù)-3.44T0354-2000粒度范圍0.6mm礦粉100100T0351-2000消石灰1000.15mm礦粉95.790100消石灰95.10.075mm礦粉83.675100消石灰84.1由表2-5試驗結(jié)果可見：礦粉及消石灰各項檢測指標(biāo)均符合本項目技術(shù)要求。2.5 纖維穩(wěn)定劑木質(zhì)素纖維試驗項目按JT/T 533-2005的方法進行試驗，其結(jié)果見表2-6所列。木質(zhì)素纖維技術(shù)指標(biāo) 表2-6試驗項目單位實測值規(guī)范要求篩分析纖維長度mm小于6不大于6通過0.85mm篩%92.685±10通過0.425mm篩%72.665±10通過

8、0.106mm篩%33.830±10含水率%2.1不大于5PH值-7.37.5±1.0吸油率倍7.0不小于纖維質(zhì)量的5倍灰分含量%21.218±5由表2-6試驗結(jié)果可見：木質(zhì)素纖維的各項檢測指標(biāo)均符合規(guī)范及設(shè)計文件的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，三種級配的木質(zhì)素纖維摻量均按照瀝青混合料總質(zhì)量的0.3%進行摻配。3 SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石目標(biāo)配合比設(shè)計根據(jù)本項目實際情況和工期安排，本合同段瀝青瑪蹄脂碎石配合比設(shè)計采用馬歇爾試驗法。根據(jù)規(guī)范參考以及其他項目的成功經(jīng)驗，初步擬定油石比為6.2%，按照5.9%、6.2%。6.5%的油石比進行三個礦料級配進行試驗，在三個級配完成后進行優(yōu)

9、選，以確定各種材料的最佳組成，使之既能滿足路面性能要求，又能符合經(jīng)濟性。調(diào)整三種不同的礦料級配曲線，分別測定粗集料骨架部分的毛體積相對密度、粗集料骨架部分的松方密度、粗集料骨架松裝間隙率VCADRC見下表級配mm碎石mm碎石機制砂礦粉消石灰粗集料骨架毛體積相對密度搗實法測定的骨架松方密度（g/cm3）VCADR8301.65941.42473391012.8301.66241.33503181012.8301.66541.2 根據(jù)以上測定結(jié)果，參照施工技術(shù)規(guī)范初選油石比6.2%，雙面擊實各50次制作馬歇爾試件，對以上三種級配的混合料測定各項體積及物理指標(biāo)。3.1 級配

10、11、原材料篩分及合成級配 各種礦料級配和（級配1）合成礦料級配如表3-1所列。 SMA-13合成礦料級配組成(級配1) 表3-1 3、馬歇爾試驗結(jié)果及最佳瀝青用量確定 (級配1)馬歇爾試驗級配1各油石比馬歇爾結(jié)果見表3-2。 (級配1)馬歇爾試驗結(jié)果 表3-2 注：1)瀝青加熱溫度控制在170，上下浮動±5；礦料加熱溫度為190220；混合料拌和溫度為180，上下浮動±5；擊實溫度為155165；混合料廢棄溫度195；2)瀝青混合料理論最大相對密度采用計算法得到。最佳瀝青用量確定根據(jù)以上馬歇爾試驗結(jié)果，結(jié)合實踐經(jīng)驗和本項目交通量、氣候條件，綜合確定SMA-13目標(biāo)配合比(

11、級配1)的油石比為：OAC=6.2%。4、最佳油石比馬歇爾試驗根據(jù)確定的各種礦料比例、級配和最佳油石比進行了馬歇爾試件制作，并對其進行相關(guān)試驗，其試驗結(jié)果如表3-3所列。SMA-13(級配1)最佳油石比馬歇爾試驗結(jié)果 表3-3注：1)瀝青加熱溫度控制在170，上下浮動±5；礦料加熱溫度為180200；混合料拌和溫度為180，上下浮動±5；擊實溫度為170180；混合料廢棄溫度195；2)瀝青混合料理論最大相對密度采用計算法得到。由表3-3可見，最佳油石比馬歇爾試驗結(jié)果的各項體積指標(biāo)均符合設(shè)計及規(guī)范技術(shù)要求。5、配合比性能檢驗根據(jù)已確定的各種礦料級配和油石比進行了殘留穩(wěn)定度、

12、動穩(wěn)定度、謝倫堡瀝青析漏、室內(nèi)滲水、室內(nèi)構(gòu)造深度，以判斷目標(biāo)配合比的綜合性能，試驗結(jié)果如表3-4所列。 SMA-13 (級配1)配合比性能檢驗試驗結(jié)果 表3-4油石比檢測項目單位試驗結(jié)果技術(shù)要求備注6.2%殘留穩(wěn)定度%93.9不小于80-動穩(wěn)定度次/mm4733不小于3000-謝倫堡瀝青析漏%0.04小于0.1-滲水試驗mL/min15小于20室內(nèi)檢驗構(gòu)造深度mm0.7室內(nèi)檢驗由表3-4可見，SMA-13（級配1）瀝青瑪蹄脂碎石的各項指標(biāo)除構(gòu)造深度小于要求外，其余均符合要求。3.2 級配21、原材料篩分及合成級配 各種礦料級配和（級配2）合成礦料級配如表3-5所列。 SMA-13合成礦料級配組

13、成(級配2) 表3-5 3、馬歇爾試驗結(jié)果及最佳瀝青用量確定 (級配2)馬歇爾試驗級配2各油石比馬歇爾結(jié)果見表3-6。 (級配2)馬歇爾試驗結(jié)果 表3-6 注：1)瀝青加熱溫度控制在170，上下浮動±5；礦料加熱溫度為190220；混合料拌和溫度為180，上下浮動±5；擊實溫度為155165；混合料廢棄溫度195；2)瀝青混合料理論最大相對密度采用計算法得到。最佳瀝青用量確定根據(jù)以上馬歇爾試驗結(jié)果，結(jié)合實踐經(jīng)驗和本項目交通量、氣候條件，綜合確定SMA-13目標(biāo)配合比(級配2)的油石比為：OAC=6.2%。4、最佳油石比馬歇爾試驗根據(jù)確定的各種礦料比例、級配和最佳油石比進行了

14、馬歇爾試件制作，并對其進行相關(guān)試驗，其試驗結(jié)果如表3-7所列。SMA-13(級配2)最佳油石比馬歇爾試驗結(jié)果 表3-7注：1)瀝青加熱溫度控制在170，上下浮動±5；礦料加熱溫度為180200；混合料拌和溫度為180，上下浮動±5；擊實溫度為170180；混合料廢棄溫度195；2)瀝青混合料理論最大相對密度采用計算法得到。由表3-7可見，最佳油石比馬歇爾試驗結(jié)果的各項體積指標(biāo)均符合設(shè)計及規(guī)范技術(shù)要求。5、配合比性能檢驗根據(jù)已確定的各種礦料級配和油石比進行了殘留穩(wěn)定度、動穩(wěn)定度、謝倫堡瀝青析漏、室內(nèi)滲水、室內(nèi)構(gòu)造深度，以判斷目標(biāo)配合比的綜合性能，試驗結(jié)果如表3-8所列。 SM

15、A-13 (級配2)配合比性能檢驗試驗結(jié)果 表3-8油石比檢測項目單位試驗結(jié)果技術(shù)要求備注6.2%殘留穩(wěn)定度%94.6不小于80-動穩(wěn)定度次/mm5779不小于3000-謝倫堡瀝青析漏%0.02小于0.1-滲水試驗mL/min18小于20室內(nèi)檢驗構(gòu)造深度mm1.05室內(nèi)檢驗由表3-8可見，SMA-13（級配2）瀝青瑪蹄脂碎石的各項指標(biāo)均符合設(shè)計及規(guī)范要求。3.3 級配31、原材料篩分及合成級配 各種礦料級配和（級配3）合成礦料級配如表3-9所列。 SMA-13合成礦料級配組成(級配3) 表3-9 3、馬歇爾試驗結(jié)果及最佳瀝青用量確定 (級配3)馬歇爾試驗級配3各油石比馬歇爾結(jié)果見表3-10。

16、(級配3)馬歇爾試驗結(jié)果 表3-10 注：1)瀝青加熱溫度控制在170，上下浮動±5；礦料加熱溫度為190220；混合料拌和溫度為180，上下浮動±5；擊實溫度為155165；混合料廢棄溫度195；2)瀝青混合料理論最大相對密度采用計算法得到。最佳瀝青用量確定根據(jù)以上馬歇爾試驗結(jié)果，結(jié)合實踐經(jīng)驗和本項目交通量、氣候條件，綜合確定SMA-13目標(biāo)配合比(級配3)的油石比為：OAC=6.5%。4、最佳油石比馬歇爾試驗根據(jù)確定的各種礦料比例、級配和最佳油石比進行了馬歇爾試件制作，并對其進行相關(guān)試驗，其試驗結(jié)果如表3-11所列。SMA-13(級配3)最佳油石比馬歇爾試驗結(jié)果 表3-

17、11注：1)瀝青加熱溫度控制在170，上下浮動±5；礦料加熱溫度為180200；混合料拌和溫度為180，上下浮動±5；擊實溫度為170180；混合料廢棄溫度195；2)瀝青混合料理論最大相對密度采用計算法得到。由表3-11可見，最佳油石比馬歇爾試驗結(jié)果的各項體積指標(biāo)均符合設(shè)計及規(guī)范技術(shù)要求。5、配合比性能檢驗根據(jù)已確定的各種礦料級配和油石比進行了殘留穩(wěn)定度、動穩(wěn)定度、謝倫堡瀝青析漏、室內(nèi)滲水、室內(nèi)構(gòu)造深度，以判斷目標(biāo)配合比的綜合性能，試驗結(jié)果如表3-12所列。 SMA-13 (級配3)配合比性能檢驗試驗結(jié)果 表3-12油石比檢測項目單位試驗結(jié)果技術(shù)要求備注6.2%殘留穩(wěn)定度

18、%89.5不小于80-動穩(wěn)定度次/mm5351不小于3000-謝倫堡瀝青析漏%0.09小于0.1-滲水試驗mL/min12小于20室內(nèi)檢驗構(gòu)造深度mm1.14室內(nèi)檢驗由表3-12可見，SMA-13（級配3）瀝青瑪蹄脂碎石的謝倫堡瀝青析漏超出規(guī)范要求，構(gòu)造深度小于規(guī)范要求外，其余指標(biāo)均合格。3.4 SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石目標(biāo)配合比試驗結(jié)果匯總表SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石目標(biāo)配合比三個級配的試驗結(jié)果匯總于表3-13。 瀝青瑪蹄脂碎石目標(biāo)配合比設(shè)計試驗結(jié)果 表3-13結(jié)構(gòu)類型級配1級配2級配3SMA-13設(shè)計要求油石比()6.26.26.5-試件相對密度實際2.4352.4402.427-理論2

19、.5292.5302.521-空隙率()3.73.63.734間隙率()17.317.217.917飽和度()78.579.379.47585粗集料松裝間隙率（%）41.441.341.2-骨架間隙率（%）41.239.038.1VCADRC穩(wěn)定度(KN)6.616.846.186.0流值(0.1mm)37.427.349.7-動穩(wěn)定度(次/mm)4733577953513000殘留穩(wěn)定度MS0()93.994.689.580謝倫堡瀝青析漏()0.040.020.09小于0.1滲水試驗(mL/min)151812小于20構(gòu)造深度(mm)0.71.051.144 SMA-13瀝青混凝土目標(biāo)配合比

20、推薦方案4.1 配合比比選根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004)的規(guī)定與設(shè)計文件對SMA-13瀝青瑪蹄脂碎石混合料性能指標(biāo)的技術(shù)要求，分別對以上三個設(shè)計方案的瀝青混合料進行了試驗分析，各試驗數(shù)據(jù)見表3-13所列。根據(jù)表3-13中所列試驗結(jié)果，對各方案進行比選，以推薦出本項目SMA-13瀝青混合料目標(biāo)配合比最優(yōu)方案。1、級配1與級配2的比較級配1與級配2混合料：由表3-1及表3-5可知，級配1與級配2的關(guān)鍵控制篩孔4.75mm通過率分別為31.6和29.3,可見級配2較級配1粗。根據(jù)級配1與級配2目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)果，就以下幾個方面對此兩個方案進行比較。體積指標(biāo)：級配1與級配2的

21、最佳油石比、空隙率、飽和度、礦料間隙率和粗集料骨架間隙率分別為6.2%和6.2%，3.7和3.6，78.5%和79.3%， 17.3%和17.2%， 41.4%41.2%和41.3%39.0%。從兩個方案的的體積指標(biāo)來看，各指標(biāo)均能滿足設(shè)計要求。其他指標(biāo)：由表3-16中試驗結(jié)果可知，級配1與級配2的殘留穩(wěn)定度分別為 93.9%和94.6%，級配1的殘留穩(wěn)定度略小；級配1與級配2的動穩(wěn)定度分別為4733次/mm和5779次/mm，級配2明顯優(yōu)于級配1；謝倫堡瀝青析漏試驗結(jié)果級配1與級配2分別為0.04%和0.02%，級配2優(yōu)于級配1；構(gòu)造深度試驗結(jié)果級配1與級配2分別為0.7%和1.05%，級配

22、2明顯優(yōu)于級配1；兩個級配的滲水試驗結(jié)果接近，均符合規(guī)范要求。綜合兩個方案的級配曲線和以上幾點比較、以及本項目的相關(guān)要求和特點，級配2的綜合性能明顯優(yōu)于級配1。2、級配2與級配3的比較級配1與級配2混合料：由表3-5及表3-9可知，級配1與級配2的關(guān)鍵控制篩孔4.75mm通過率分別為29.3和27.8,可見級配3較級配2偏粗。根據(jù)級配2與級配3目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)果，就以下幾個方面按照上述方法再次對兩個方案進行比較。體積指標(biāo)：級配2與級配3的最佳油石比、空隙率、飽和度、礦料間隙率和粗集料骨架間隙率分別為6.2%和6.5%，3.6和3.7，79.3%和79.4%， 17.2%和17.9%， 41.3%39.0%