合同SMA-13目配设计报告

1、山东省滨德高速公路沥青上面层SMA-13（第一合同段）目标配合比设计报告同济大学交通运输工程学院道路实验室2011年5月13日报 告 说 明1 / 141、报告未加盖试验室试验印章，报告无效，涂改和复制件均无法定效力。2、报告无编制、审核、批准人签字无效。3、送检方若对报告有异议，应于收到报告之日起三十天内，以书面形式向试验室提出，逾期视为对报告无异议。4、报告结果仅对来样样品负责。设 计 报 告 首 页工程项目山东省滨德高速公路委托单位滨德高速公路第七合同段项目经理部2 / 14产地厂家集料：山东邹平、山东青州沥青：滨州市英泰道路材料有限公司规格型号集料：石灰岩03 mm、玄武岩510 mm

2、、玄武岩1015mm共 3档规格集料沥青：SBS类I-D改性沥青设计项目SMA-13上面层目标配合比设计设计依据（1）公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）（2）公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）（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/T 1390-2009）（5）滨州至德州（鲁冀界）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SHCF40-01-2002试 验: 复 核: 审 核: 盖 章 签发日期:2010年11月25日目录3 / 141 / 14根据滨德高速公路路面结构设计的要求，

3、对于沥青砼上面层采用SMA-13级配类型，根据第一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（1）公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）（2）公路工程集料试验规程（JTG E42-2005）（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/T 1390-2009）（5）滨州至德州（鲁冀界）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SHCF40-01-2002二原材料基本性能2.1沥青沥青采用滨州市英泰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

4、，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）150.1mm20/254530603063/针入度指数1.21软化点( R&B )75605延度（5cm/min）cm3620135运动粘度Pa.s2.33闪点（开口式）326230溶解度(三氯乙烯)%99.69925弹性恢复%90.375离析（软化点差）2.02.5相对密度25/251.032/旋转薄膜加热试验质量损失%0.12110 / 13163，85min针入度比%84.8655延度（5cm/min）cm19.6152.2集料现场提供3档规格料，其中1

5、0-15mm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10-15mm5-10mm0-3mm石料压碎值%9.420洛杉矶磨耗损失%9.328磨光值%4542对沥青的粘附性（改性沥青）级55细长扁平颗粒含量%2.84.14.31015水洗0.075mm颗粒含量%0.20.17.70.8(2)砂当量%73.4(60)集（矿）料筛分结果 表3筛孔(mm)10-15mm5-10mm0-3mm石灰粉+矿粉16.0100.0 100.0 100.0 100.0 13.285.2 100.0 100.0 100.0

6、9.54.7 97.7 100.0 100.0 4.750.2 0.6 99.6 100.0 2.360.2 0.2 61.3 100.0 1.180.2 0.2 37.8 100.0 0.60.2 0.2 23.1 100.0 0.30.2 0.2 14.2 98.1 0.150.2 0.2 10.1 91.7 0.0750.2 0.1 7.7 80.0 集料密度测定值 表43 / 14名称规格(mm)表观相对密度毛体积相对密度吸水率(%)10-15mm2.8422.7990.55-10mm2.8442.7790.80-3mm2.7322.6401.32.3填料采用一合同送来的矿粉和生石灰粉

7、，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指 标检 测 结 果技 术 要 求表观相对密度 不小于 2.6632.500含水量 (%) 不大于 /1.0粒度范围 0.6 (%)100100 0.15 (%)91.790100 0.075 (%)80.075100外 观无团粒结块无团粒结块亲 水 系 数/1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

8、%合成级配10-15mm5-10mm0-3mm填料16.0100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 13.285.2 100.0 100.0 100.0 94.7 9.54.7 97.7 100.0 100.0 64.8 4.750.2 0.6 99.6 100.0 27.2 2.360.2 0.2 61.3 100.0 20.9 1.180.2 0.2 37.8 100.0 17.2 0.60.2 0.2 23.1 100.0 14.8 3 / 140.30.2 0.2 14.2 98.1 13.2 0.150.2 0.2 10.1 91.7 11.8 0.0750.20.

9、1 7.7 80.0 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(mm)6.0 2.413 2.531 4.7 17.2 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

10、 17.6 78.3 10.52 3.51 6.9 2.412 2.500 3.5 17.9 80.3 8.93 4.59 要求341775856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。4 / 14 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

11、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5 / 14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(%)编号飞散损失(%)实测平均实测平均10.06 0.0615.0 4.820.06 24.1 30.07 35.2 3.3.2水稳定性检验按6.4%的油石比进行试件的浸水马

12、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(%)48h0.5h冻不冻10.0510.9092.20.9891.02996.13.3.3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)5974619662376378四

13、结论6 / 14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，可用于滨德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1020mm石灰岩510mm石灰岩35mm石灰岩03mm填料AC-20422062934.67 / 14 10 / 13SMA-13沥青混合料马歇尔试验结果 附表1试样编号油石比（%）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空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度

14、（%）稳定度（kN）流值（mm）16.0 63.3 1166.0 685.3 1169.3 2.4092.53137.1 4.8 17.3 72.2 11.49 2.64 26.0 63.7 1172.7 690.7 1176.1 2.4162.53137.0 4.5 17.1 73.4 11.26 2.33 36.0 63.6 1171.3 689.4 1174.4 2.4152.53137.0 4.6 17.1 73.3 10.12 2.15 46.0 63.5 1169.8 688.0 1173.1 2.4112.53137.1 4.7 17.3 72.6 11.87 2.26 平均2.

15、41337.04.717.272.911.19 2.35 16.3 63.1 1162.6 684.1 1165.2 2.4172.52136.9 4.1 17.3 76.2 12.11 3.31 26.3 63.5 1169.9 689.0 1172.6 2.4192.52136.9 4.0 17.2 76.6 12.61 3.02 36.3 63.6 1172.4 689.6 1175.0 2.4152.52137.0 4.2 17.4 75.9 12.51 2.80 46.3 62.9 1160.7 682.9 1163.2 2.4172.52136.9 4.1 17.3 76.2 12

16、.26 2.75 平均2.41736.94.117.376.212.37 2.97 16.6 63.3 1173.4 690.2 1175.6 2.4172.51036.9 3.7 17.5 78.8 10.63 3.54 26.6 63.6 1178.7 692.6 1181.1 2.4132.51037.0 3.9 17.7 78.0 10.77 3.52 36.6 63.7 1179.5 693.3 1181.8 2.4152.51037.0 3.8 17.6 78.3 10.21 3.78 46.6 63.2 1172.6 689.4 1175.2 2.4142.51037.0 3.9

17、 17.7 78.2 10.45 3.20 平均2.41537.03.817.678.310.52 3.51 16.9 63.2 1175.2 690.7 1177.1 2.4162.50037.0 3.4 17.8 81.1 8.27 4.54 26.9 63.6 1181.4 692.9 1183.2 2.4102.50037.1 3.6 18.0 79.8 9.98 4.53 36.9 63.1 1173.1 688.7 1175.1 2.4122.50037.1 3.5 18.0 80.3 7.62 4.54 46.9 63.2 1174.9 689.1 1176.6 2.4102.5

18、0037.1 3.6 18.0 79.9 9.83 4.76 平均2.41237.13.517.980.38.93 4.59 试验者校核者负责人9 / 14SMA-13沥青混合料浸水马歇尔试验结果 附表2浸水马歇尔试样编号油石比（%）试样高度（mm）空中质量（g）水中质量（g）表干质量（g）毛体积相对密度理论最大密度空隙率（%）矿料间隙率（%）VCAmix（%）饱和度（%）流值（mm）稳定度（kN)残留稳定度（%）浸水0.5h16.4 63.3 1168.2 686.6 1171.0 2.4122.5174.2 17.6 37.1 76.1 4.09 11.46 92.2 26.4 63.6

19、1157.4 679.8 1160.8 2.4062.5174.4 17.8 37.2 75.2 3.08 10.35 36.4 64.3 1169.9 685.8 1173.1 2.4012.5174.6 17.9 37.4 74.2 3.54 10.60 46.4 63.1 1151.6 678.2 1154.8 2.4162.5174.0 17.4 36.9 77.0 6.42 11.20 平均6.4 2.4092.5174.317.737.175.64.28 10.90 浸水48h16.4 63.8 1165.3 685.6 1168.8 2.4122.5174.2 17.6 37.1

20、 76.1 6.10 10.14 26.4 63.5 1165.8 683.8 1168.5 2.4052.5174.5 17.8 37.2 75.0 7.09 10.29 36.4 63.1 1160.4 681.5 1162.8 2.4112.5174.2 17.6 37.1 76.0 6.02 10.62 46.4 63.7 1167.4 683.7 1169.8 2.4022.5174.6 17.9 37.3 74.3 4.84 9.14 平均6.4 2.4072.5174.417.737.275.46.01 10.05 试验者校核者负责人SMA-13沥青混合料飞散试验结果 附表3试样

21、编号油石比试样高度（mm）空中质量（g）水中质量（g）表干质量（g）毛体积相对密度理论最大密度空隙率矿料间隙率VCAmix饱和度试验前质量（g）试验后质量（g）飞散损失16.4 63.8 1167.2 687.4 1170.7 2.4152.5174.1 17.5 37.0 76.7 1171.91113.15.0 26.4 62.3 1160.0 683.3 1162.1 2.4232.5173.8 17.2 36.8 78.2 1164.31116.74.1 36.4 63.5 1163.5 683.2 1166.2 2.4092.5174.3 17.7 37.1 75.6 1167.21106.95.2 平均2.4162.5174.017.437.076.84.8 试验者校核者负责人10 / 14SMA-13沥青混合料冻融劈裂试验结果 附表3试样编号油石比试样高度（mm）空中质量（g）水中质量（g）表干质量（g）毛体积相对密度理论最大密度空隙率矿料间隙率VCAmix饱和度最大荷载（kN）劈