沥青混合料目标配合比设计（SMA-13）h

1、沥青SMA混合料配合比设计（SMA-13）一、基本情况杭浦高速公路，拟采用改性沥青SMA-13作为面层。原材料产地如下：材料规格产地3-5mm石灰岩碎石闲林5-10mmmm辉绿岩碎石湖州西园坞10-15mmmm辉绿岩碎石湖州西园坞木质素纤维上海能高矿粉湖州广华SBS改性沥青品牌：SK二、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高速公路沥青路面规范化施工与质量管理指导意见5杭浦高速公路道路养护工程招标文件三、设计过程1、原材料本次室内目标配合比设计所用集料产地为湖

2、州西园坞（辉绿岩）和闲林（石灰岩），沥青采用韩国SK生产的SBS-改性沥青，外加剂为木质素纤维，密度为0.6g/cm3，掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%，试验所用原材料均由委托方提供。各档集料、矿粉及SBS改性沥青的密度试验结果见表1。表1 集料及沥青密度试验结果材料名称表观相对密度毛体积相对密度吸水率（%）1#（10-15mm） 2.7522.7050.632#（5-10mm）2.7522.7020.673#（3-5 mm） 2.7652.7080.764#（0-3mm）2.7742.7080.87矿粉2.712/改性沥青相对密度（25）1.027各档集料及矿粉的筛分结果见表2。表2 各

3、种矿料的筛分结果 筛孔集料通过筛孔（方孔筛，mm）百分率（%）16.013.29.54.752.361.180.60.30.150.0751#10090.44.70.20.20.20.20.20.20.22#10010084.40.40.20.20.20.20.20.23#10010010083.14.32.62.52.42.32.04#10010010010070.639.323.015.310.97.3矿粉10010010010010010010010099.994.52、混合料级配根据委托要求，SMA-13型沥青混合料工程设计级配范围见表3。表3 SMA-13沥青混合料工程设计级配范围筛

4、孔1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075上限1001007534262420161512下限10090502015141210983、矿料配合比设计计算根据各档集料的筛分结果，结合混合料级配要求，首先调试选出粗、中、细三个级配，根据工程经验确定三个级配的初始油石比为6.2，然后用初始油石比成型试件。表4为三种级配的设计组成结果，表5为初试级配的体积分析结果。表4 三种级配的设计组成结果级配通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075级配1（1#：2#：3#：4#：5#）（28：42：

5、4：16：10）10010097.366.829.521.616.513.912.712.010.8级配2（1#：2#：3#：4#：5#）（37：38：4：11：10）10010096.458.824.618.114.612.811.911.410.5级配3（1#：2#：3#：4#：5#）（34：38：5：13：10）10010096.761.727.419.515.413.312.311.710.6 表5 初试级配的沥青混合料性能指标分析结果级配类型油石比(%)毛体积相对密度空隙率(%)VMA(%)饱和度(%)稳定度(kN)流值(mm)粗集料骨架间隙率VCAmix级配16.22.3963.2

6、16.680.910.793.0540.1级配26.22.3096.219.167.99.602.9341.2级配36.22.3833.717.078.210.503.3339.3规范要求/3417.075-856.0-43.4根据各组级配体积指标结果分析，结合以往工程经验选择级配3为设计级配，级配曲线见图1所示。图1 SMA-13设计级配曲线图4、马歇尔稳定度试验按设计的矿料比例配料，采用三种油石比，进行马歇尔稳定度试验，试验结果见表6，设计级配合成毛体积相对密度2.705，级配合成表观相对密度2.751。根据以下数据并确定最佳油石比为6.2%。表6 SMA-13设计配合比马歇尔稳定度试验结

7、果级 配类 型油石比（%）稳定度（kN）流值(mm)VV（%）VMA（%）VFA（%）毛体积相对密度最大理论相对密度粗集料骨架间隙率VCAmixSMA-135.910.053.154.717.372.92.3682.48539.66.210.503.333.717.078.22.3832.47539.36.510.173.663.417.380.42.3812.46539.3规范要求/6.0-3417.075-85/43.45、沥青混合料性能验证试验对所设计的沥青混合料进行最佳油石比下的浸水马歇尔试验、冻融劈裂残留强度比、动稳定度、谢伦堡析漏、肯塔堡飞散试验来检验设计沥青混合料的各项性能，试验

8、结果见表7表10。 表7 最佳油石比下的各性能指标检验混合料类型残留稳定度S0（%）冻融劈裂试验的残留强度比（%）动稳定度（次/mm）谢伦堡析漏试验肯塔堡飞散试验SMA-1386.093.573170.055.0规范要求808030000.115 表8 最佳油石比下的浸水马歇尔检验混合料类型马歇尔稳定度（kN）浸水马歇尔稳定度（kN）残留稳定度S0（%）要求（%）SMA-1311.089.5386.080 表9 最佳油石比下的冻融劈裂检验混合料类型非条件劈裂强度（MPa）条件劈裂强度（MPa）TSR（%）要求（%）SMA-130.770.7293.580 表10 最佳油石比下的车辙检验混合料类型油石比（%）动稳定度（次/mm）123平均要求SMA-136.271567494730273173000四、设计结果采用委托方提供的原材料，对杭浦和北接线高速公路道路养护工程SMA-13沥青混合料进行目标配合比设计，设计结果如表11表12所示。 表11 各档矿料比例及油石比 混合料 类型下列各种矿料所占比例（%）油石比(%)10-15mm5-10mm3-5mm0-3mm矿粉SMA-133438513106.2 表12 最佳油石比、密度及空隙率混合料类型油石比（%）毛体积相对密度空隙率（%）最大理论相对密度VMA（%）饱和度（%）稳定度（kN）流值(mm