SMA-13目标配合比设计报告

1、SMA-13沥青玛蹄脂碎石 目标配合比设计报告 1.1概述 汪清至延吉段高速公路建设项目 GSZ03合同段由长春市政建设(集团)有限 公司承建，其桩号范围为 K36+000K55+741路线总长度为 19.741Km SMA-13 上面层施工面积为513942吊。 设计文件给定沥青种类为SBSI-C类改性沥青，沥青产地盘锦，碎石产地凉 水石场，矿粉产地磐石，消石灰产地图们，机制砂产地安图，木质素纤维厂家为 吉林省宝恒木质素纤维有限责任公司。 经自检及总监办验证，原材料各项指标符 合设计要求，可以用于SMA-13沥青玛蹄脂碎石上面层施工。 1.2设计依据 本合同段沥青混合料配合比设计采用现行规范

2、规定的马歇尔法进行设计，设 计采用的有关技术规程和依据有： (1) 公路沥青路面设计规范(JTG D50-2006) (2) 公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004) (3) 公路工程沥青与沥青混合料试验规程(JTJ052-2000) (4) 公路工程集料试验规程(JTG E42-2005) (5) 公路工程质量检验评定标准(JTG F80/1-2004) (6) 公路路基路面现场测试规程(JTG E60-2008) (7) 公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHC F40-01-2002) 1.3原材料来源 本项目上面层SMA-13沥青玛蹄脂碎石目标配合比设计试验所采用的集料为 凉

3、水石场生产的玄武岩，集料粒径规格分别为9.5-13.2mm、4.75-9.5mm;机制 砂规格S15(0-4.75mm);矿粉为磐石石粉厂生产；消石灰产地图们；沥青采用延 边路兴沥青储运站提供的盘锦产 SBS I-C类改性沥青。 2原材料试验 2.1沥青 沥青试验按照公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTJ 052-2000的要 求和方法进行，沥青性能指标试验结果和设计要求见表2-1所列。 SBSI-C类改性沥青沥青试验结果表2-1 项目 试验结果 设计要求 试验依据 针入度(25 C, 100g, 5s , 0.1mm) 66.7 60 80 T0604-2000 延度(5cm/min , 1

4、5 C, cm) 68.6 30 T0605-1993 软化点(C) 70.9 55 T0606-2000 密度(25 C) 1.018 实测 T0603-1993 试验结果表明：盘锦产 SBS I-C类改性沥青各项检测指标均符合本项目 技术要求。 2.2沥青与集料的粘附性 沥青与粗集料粘附性试验采用按T0616-1993中规定的水浸法，其试验结 果如表2-2所列。 沥青与集料粘附性试验结果表2-2 沥青与集料粘附性 试验后石料表面上沥青膜剥落情况 粘附性等级 沥青膜完全保存，剥离面积百分率接近于0 5 2.3集料 集料试验严格按照公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)的方法进行,

5、粗、细集料试验结果和设计要求分别见表 2-3、2-4所列。 粗集料试验结果表2-3 试验项目 单位 试验结果 设计要求 试验依据 洛杉矶磨耗损失 % 合格 30 T0317- 2005 压碎值 % 15.2 28 T0316- 2005 表观相对密度 9.5-13.2mm 碎石 - 2.847 3.0 T0307- 2005 4.75-9.5mm 碎石 1.2 软石含量 % 2.4 5 T0320- 2000 针片状颗粒含量 9.5-13.2mm 碎石 % 1.7 18 T0312- 2005 4.75-9.5mm 碎石 2.6 水洗法v 0.075mm 9.5-13.2mm 碎石 % 0.4

6、 1 T0310- 2005 颗粒含量 4.75-9.5mm 碎石 0.6 细集料试验结果表2-4 试验项目 单位 试验结果 设计要求 试验依据 表观相对密度 - 2.701 2.50 T0330 - 2005 毛体积相对密度 - 2.687 - 砂当量 % 81 30 T0349 - 2005 由表2-3和表2-4试验结果可见：粗、细集料各项检测指标均符合本项目 技术要求。 2.4矿粉及消石灰试验 矿粉及消石灰试验项目按公路工程集料试验规程(JTG E42-2005)规定的 方法进行试验，其结果见表2-5所列 矿粉及消石灰技术指标表2-5 试验项目 单位 试验结果 设计要求 试验依据 表观相

7、对密度 矿粉 - 2.689 1 T0332-2005 塑性指数 - 3.4 v 4 T0354-2000 粒度范围v 0.6mm 矿粉 % 100 100 T0351-2000 消石灰 100 v 0.15mm 矿粉 95.7 90 100 消石灰 95.1 1 3 3 20.屯 10 1Q0 100 LOO 1W 0Q 1QQ 100 99- 5 9T*B 77.8 1 loti 104 100 IMj JOO 100 inn 96-9 93.3 ai.cr L00 0 .1 68. F 316 20L 9 13- I LG. 0 IX 9 10. T 现京i巨打中商% 100.D 95.

8、0 G2. 5 2T. 0 20. B 19.0 1C. 0 13. 0 12.0 1 1门 观定通过百归军0 100 LWJ 75 21 2矿料加热温度为190220 C ;混合料拌和温度 为180 C,上下浮动土 5C;击实温度为155165C ;混合料废弃温度 195C; 2）沥青混合料理论最大相对密度采用计算法得到。 最佳沥青用量确定 根据以上马歇尔试验结果，结合实践经验和本项目交通量、 气候条件，综合 确定SMA-13目标配合比（级配1）的油石比为：OAC=6.2% 4、最佳油石比马歇尔试验 根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并对 其进行相关试验，其试验结

9、果如表 3-3所列。 SMA-13（级配1）最佳油石比马歇尔试验结果表3-3 很*相封往 Air s/t (g/cn3H 芒性翠心犬TH少匡如 丰 VizIiRi 弘 1.4. Fl - (w ) (閒5 (% 兀) f %) 、丸） t * y nwj tt-tasu. IL axi 】展日 T05-3 JL.4 k JU 17,7 一 cuhz W,2 Z fiX 】L監.曲 706.2 L9*E.U 9.4S 乱 凹2 17, I 10 4L.? 6.3T 3T. 9 孑 SXQ Jl9i7 70S. 9 UL13 431 壬！p H. 1?+fi 矿料加热温度为180200 C ;混合

10、料拌和温度 为180 C，上下浮动土 5C;击实温度为170180C ;混合料废弃温度 195C; 2）沥青混合料理论最大相对密度采用计算法得到 由表3-3可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计及规 范技术要求。 5、配合比性能检验 根据已确定的各种矿料级配和油石比进行了残留稳定度、动稳定度、谢伦堡 沥青析漏、室内渗水、室内构造深度，以判断目标配合比的综合性能，试验结果 如表3-4所列。 SMA-13 （级配1）配合比性能检验试验结果表3-4 油石比 检测项目 单位 试验结果 技术要求 备注 6.2% 残留稳定度 % 93.9 不小于80 - 动稳定度 次/mm 4733 不小

11、于3000 - 谢伦堡沥青析漏 % 0.04 小于0.1 - 渗水试验 mL/min 15 小于20 室内检验 构造深度 mm 0.7 0.8-1.5 室内检验 由表3-4可见，SMA-13（级配1）沥青玛蹄脂碎石的各项指标除构造深度小 于要求外，其余均符合要求。 3.2级配2 1、原材料筛分及合成级配 各种矿料级配和（级配2）合成矿料级配如表3-5所列 SMA-13 合成矿料级配组成（级配2） 表3-5 ban) （肋 L尺才3 Id13.2 9.5 4. 7E2. 1. IB 0.G 0. 3 0. 15 0. 075 EL E-l 3. 年石 47 1D0 3fS. 1 24.E L 7

12、 CL 1 fl. 1 n. i 0. 1 n. 1 0.1 4. 75-?. Bran暉齐 33 100 100 99.2 27.3 3.4 1.0 0. 6 0.4 n.3 0.2 矿料加热温度为190220 C ;混合料拌和温度 为180 C,上下浮动土 5C;击实温度为155165C ;混合料废弃温度 195C; 2）沥青混合料理论最大相对密度采用计算法得到。 最佳沥青用量确定 根据以上马歇尔试验结果，结合实践经验和本项目交通量、 气候条件，综合 确定SMA-13目标配合比（级配2）的油石比为：OAC=6.2% 4、最佳油石比马歇尔试验 根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马

13、歇尔试件制作，并对 其进行相关试验，其试验结果如表 3-7所列。 SMA-13（级配2）最佳油石比马歇尔试验结果表3-7 JjllS 刖却1 CL痢 8化斛昏磁冇屯刪利丹 瓷=*： 1吁曲 L?62 jj.3 2. 715 匸伦车m用北密日 芯阳n 袖頁出（hi 2 7DL. 7 2.3Q 3, E0? 貳件水 i武件农 毛障門制 岀=5 空瞬車 V fl w u 说值 空庙ii TO* 网傑率 肿一矍 度 1.0 f $ J （总j (% ) l TC0. 4 12fl2PSi Ol 30 富4刃 SPS 94.2 n 7E. 3 39. 6n5T ME 83. J T0i+6 只蕊 和 4

14、,2 17,2 2 吗0 ?.K 2*9 83. T 1】刚片 TW4 3202 右W0 二爭 75. 1 9.0 h.l U .T UM 2.44 0 17.2 IS. 1 flb0 3Q.7 注：1）沥青加热温度控制在 170C，上下浮动土 5C;矿料加热温度为180200 C ;混合料拌和温度 为180 C，上下浮动土 5C;击实温度为170180C ;混合料废弃温度 195C; 2）沥青混合料理论最大相对密度采用计算法得到。 由表3-7可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计及规 范技术要求。 5、配合比性能检验 根据已确定的各种矿料级配和油石比进行了残留稳定度、动稳定度

15、、谢伦堡 沥青析漏、室内渗水、室内构造深度，以判断目标配合比的综合性能，试验结果 如表3-8所列。 SMA-13 （级配2）配合比性能检验试验结果表3-8 油石比 检测项目 单位 试验结果 技术要求 备注 6.2% 残留稳定度 % 94.6 不小于80 - 动稳定度 次/mm 5779 不小于3000 - 谢伦堡沥青析漏 % 0.02 小于0.1 - 渗水试验 mL/min 18 小于20 室内检验 构造深度 mm 1.05 0.8-1.5 室内检验 由表3-8可见，SMA-13（级配2）沥青玛蹄脂碎石的各项指标均符合设计及 规范要求。 3.3级配3 1、原材料筛分及合成级配 各种矿料级配和（

16、级配3）合成矿料级配如表3-9所列 SMA-13合成矿料级配组成（级配3）表 3-9 (jul 筛礼K5T L晰. 1613.2 0-6 4.?6 Z. 36 1. L i 0.6 Ou 3 0.15 D. 07b | 逋过百挣率畑 60 100 阪了 24.6 0.7 山1 山L 0. 1 J* L OH Q. 4- 7E-9. 31 100 LOO 27.3 3.4 1.0 O.f 0.4 0. 3 0.? 0-2.北佃巩制蓉 3 100 LD0 100.0 阳托 at. 7 3M 口 D 30h I 30.3 2DL4 矿粳 10 100 LD0 100 1CQ too： ICO IOC

17、 99. S 97.9 77.8 1 100： 师 100 ICO 100 100 IOC 班5 9工3 BI.O 100.0 Rk 1测 14 l4b) W) (JO 帕 5 P 3.弭】 5. ITS LL- s ea Jhfi n t il. I If 1 6. 2 丄 L.W *. L ，弓4 tM KI 矿料加热温度为 190220 C ;混合料拌和温度 为180 C,上下浮动土 5C;击实温度为155165C ;混合料废弃温度 195C; 2）沥青混合料理论最大相对密度采用计算法得到。 最佳沥青用量确定 根据以上马歇尔试验结果，结合实践经验和本项目交通量、气候条件，综合 确定SMA

18、-13目标配合比（级配3）的油石比为：OAC=6.5% 4、最佳油石比马歇尔试验 根据确定的各种矿料比例、级配和最佳油石比进行了马歇尔试件制作，并对 其进行相关试验，其试验结果如表 3-11所列。 SMA-13（级配3）最佳油石比马歇尔试验结果表3-11 ，山百I 1.019 刖却1 Ce/enSI CL痢 L?62 罕磴山|曲瞄 JJ.3 2. T77 S.R2I 袖頁出（hi 缶冠 :用集科占肪环用乞暂的此例 72. 2 求E零屯百眄毛洙 2.30 2. ED9 试件 碑弑甘 貳件水 i武件农 毛障門制 塔=5 空黔章 V fl W U 1（1还矿料加热温度为180200 C ;混合料拌和

19、温度 为180 C，上下浮动土 5C;击实温度为170180C ;混合料废弃温度 195C; 2）沥青混合料理论最大相对密度采用计算法得到。 由表3-11可见，最佳油石比马歇尔试验结果的各项体积指标均符合设计及 规范技术要求。 5、配合比性能检验 根据已确定的各种矿料级配和油石比进行了残留稳定度、动稳定度、谢伦堡 沥青析漏、室内渗水、室内构造深度，以判断目标配合比的综合性能，试验结果 如表3-12所列。 SMA-13 （级配3）配合比性能检验试验结果表3-12 油石比 检测项目 单位 试验结果 技术要求 备注 6.2% 残留稳定度 % 89.5 不小于80 - 动稳定度 次/mm 5351 不

20、小于3000 - 谢伦堡沥青析漏 % 0.09 小于0.1 - 渗水试验 mL/min 12 小于20 室内检验 构造深度 mm 1.14 0.8-1.5 室内检验 由表3-12可见，SMA-13（级配3）沥青玛蹄脂碎石的谢伦堡沥青析漏超出 规范要求，构造深度小于规范要求外，其余指标均合格。 3.4 SMA-13沥青玛蹄脂碎石目标配合比试验结果汇总表 SMA-13沥青玛蹄脂碎石目标配合比三个级配的试验结果汇总于表3-13 沥青玛蹄脂碎石目标配合比设计试验结果表3-13 结构类型 级配1 级配2 级配3 SMA-13设计要求 油石比（） 6.2 6.2 6.5 - 试件相 实际 2.435 2.

21、440 2.427 - 对密度 理论 2.529 2.530 2.521 - 空隙率（） 3.7 3.6 3.7 34 间隙率（） 17.3 17.2 17.9 17 饱和度（） 78.5 79.3 79.4 75 85 粗集料松装间隙率（% 41.4 41.3 41.2 - 骨架间隙率（% 41.2 39.0 38.1 w VCArc 稳定度（KN） 6.61 6.84 6.18 6.0 流值(0.1mm) 37.4 27.3 49.7 - 动稳定度（次/mm） 4733 5779 5351 3000 残留稳定度MS %） 93.9 94.6 89.5 80 谢伦堡沥青析漏（%） 0.04

22、0.02 0.09 小于0.1 渗水试验(mL/min) 15 18 12 小于20 构造深度(mm) 0.7 1.05 1.14 0.8-1.5 4 SMA-13沥青混凝土目标配合比推荐方案 4.1配合比比选 根据公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)的规定与设计文件对 SMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料性能指标的技术要求，分别对以上三个设计方案 的沥青混合料进行了试验分析，各试验数据见表3-13所列。 根据表3-13中所列试验结果，对各方案进行比选，以推荐出本项目SMA-13 沥青混合料目标配合比最优方案。 1、级配1与级配2的比较 级配1与级配2混合料：由表3-1及表3-5可

23、知，级配1与级配2的关键 控制筛孔4.75mm通过率分别为31.6 %和29.3 %,可见级配2较级配1粗。根据 级配1与级配2目标配合比设计结果，就以下几个方面对此两个方案进行比较。 体积指标： 级配1与级配2的最佳油石比、空隙率、饱和度、矿料间隙率和粗集料骨 架间隙率分别为 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%。从两个方案的的体积指标来看，各指标均能满 足设计要求。 其他指标：由表3-16中试验结果可知，级配1与级配2的残留稳定度分 别为93.9%和94.6%，级配1的残留稳定度略

24、小；级配1与级配2的动稳定度分 别为4733次/mm和5779次/mm级配2明显优于级配1;谢伦堡沥青析漏试验结 果级配1与级配2分别为0.04%和0.02%，级配2优于级配1 ;构造深度试验结 果级配1与级配2分别为0.7%和1.05%，级配2明显优于级配1;两个级配的渗 水试验结果接近，均符合规范要求。 综合两个方案的级配曲线和以上几点比较、以及本项目的相关要求和特点， 级配2的综合性能明显优于级配1。 2、级配2与级配3的比较 级配1与级配2混合料：由表3-5及表3-9可知，级配1与级配2的关键 控制筛孔4.75mm通过率分别为29.3 %和27.8 %,可见级配3较级配2偏粗。根 据级配2与级配3目标配合比设计结果，就以下几个方面按照上述方法再次对两 个方案进行比较。 体积指标： 级配2与级配3的最佳油石比、空隙率、饱和度、矿料间隙率和粗集料骨 架间隙率分别为 6.2%和 6.5%, 3.6 %和 3.7 %, 7