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SMA13目标配合比说明

SMA-13目标配合比设计书

1 设计依据：

1、JTG E20-2011《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》

2、JTG E42-2005《公路工程集料试验规程》

3﹑JTG F40-2004《公路工程沥青路面施工技术规范》

4、图纸设计要求

2 原材料

本次目标配合比设计木质素纤维掺量为沥青混合料质量的0.3%。

本次目标配合比设计沥青抗剥落剂掺量为沥青质量的0.4%。

各种集料、矿粉、木质素纤维及沥青的密度试验结果见表2-1和表2-2、各种矿料及矿粉的筛分结果见表2-3。

表2-1 集料密度试验结果梧桐树丰子恺

材料	1#	2#	4#	矿粉
表观相对密度	2.924	2.926	2.913	2.701
毛体积相对密度	2.869	2.860	2.806	/
吸水率（％）	0.66	0.78	1.32	/

表2-2 沥青及纤维密度

	相对密度
SBS改性沥青	1.034
木质素纤维*	1.300

*注：纤维密度由厂家提供。

表2-3 各种矿料和矿粉的筛分结果

筛孔尺寸（mm）矿料	通过方孔筛的百分率（%）
筛孔尺寸（mm）矿料	16.0	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
1#料	100.0	91.6	17.2	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4	0.4
2#料	100.0	100.0	97.2	6.4	丁度.巴拉斯0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
4#料	100.0	100.0	100.0	100.0	86.0	59.6	29.1	19.0	10.0	7.5
矿粉	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	100.0	96.9	91.4

3 设计沥青混合料配合比

本次沥青混合料配合比设计为SMA-13型。

3.1 混合料级配

SMA-13混合料级配范围见表3-1。

表3-1 SMA-13混合料级配范围

级配类型	通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）
级配类型	16.0	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
上限	100.0	100.0	75.0	32.0	27.0	24.0	20.0	16.0	13.0	12.0
下限	100.0	90.0	50.0	22.0	16.0	14.0	12.0	10.0	9.0	8.0

3.2 矿料配合比计算

先确定SMA-13的三种级配（级配A、级配B和级配C），4.75mm筛孔通过率分别为22.9％

、26.7％、31.3％，三种级配组成见表3-2。分别测定三种级配的VCADRC，初试油石比按6.1%双面各击实75次制作试件，测定VCAmix及VMA等指标，在满足VCAmix小于VCADRC和VMA不小于17%等条件的基础上确定级配，测试结果见表3-3和表3-4。

表3-2 三种级配的设计组成结果

级配类型（1#:2#:4#:矿粉）	通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）
级配类型（1#:2#:4#:矿粉）	16.0	13.2	9.5	4.75	2.36	1.18	0.6	0.3	0.15	0.075
级配A (45.0:34.5:11.0:9.5)	100.0	96.2	61.7	22.9	19.4	16.5	13.1	12.0	10.7	9.9
级配B (45.0:30.5:15.0:9.5)	100.0	96.2	61.8	26.7	22.8	18.8	14.3	12.8	11.1	10.2
级配C (45.0:25.5:20.0:9.5)	100.0	96.2	62.0	31.3	27.1	21.8	15.7	13.7	11.6	10.6

图3-1 SMA-13设计级配曲线

表3-3 VCADRC测试结果

级配类型	捣实容重（t/m3）	4.75mm通过百分率（%）	粗集料毛体积密度（g/cm3）	粗集料骨架间隙率VCADRC （%）
级配A	1.75	22.9	2.865	39.0
级配B	1.74	26.7	2.865	39.3
级配C	1.72	31.3	2.866	40.0

表3-4 初试级配的体积分析

级配类型	油石比（%）	试件毛体积相对密度	计算理论最大相对密度*①	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A	6.1	2.459	2.609	5.8	18.4	68.8	33.4
级配B	6.1	2.502	2.608	4.1	17.0	75.7	35.6
级配C	6.1	2.529	2.607	3.0	16.0	81.6	39.0
要求	/	/	/	3-4.5	≥17.0	75-85	≤VCADRC

*①注最大理论密度计算过程见附件1、2、3

由表3-3和表3-4可知，级配B体积指标满足要求，而级配A和级配C体积指标均不满足要求。因此本次设计选择级配B为设计级配。

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3.3 马歇尔稳定度试验

按级配B称取矿料，采用3种油石比，双面各击实75次成型马歇尔试件，然后将成型的试件进行马歇尔稳定度试验，试验结果列于表3-5。

表3-5 沥青混合料马歇尔试验结果

级配类型	油石比（%）	毛体积相对密度	计算理论最大相对密度*①	空隙率 (%)	矿料间隙率 VMA (%)	饱和度VFA (%)	粗集料骨架间隙率VCAmix (%)	稳定度（kN）	流值 (0.1mm)异化翻译
SMA-13	5.8	2.483	2.619	5.2	17.4	70.1	36.1	7.50	34.9
	6.1	2.502	2.608	4.1	以身立教为人师表17.0	75.7	35.6	8.77	34.6
	6.4	2.519	2.596	3.0	16.6	82.1	35.2	7.88	38.8
要求		/	/	3-4.5	≥17.0	75-85	≤VCADRC	≥6.0	20-50

*①注最大理论密度计算过程见附件1、2、3

3.4 设计油石比的确定

根据SMA路面设计要求，空隙率应控制在3-4.5%。本次油石比为6.1%时空隙率为4.1%其它指标（VMA、VCA、稳定度、饱和度等）均满足设计要求，根据实际工程应用经验，选取6.1%为设计油石比。

4 谢伦堡析漏试验（烧杯法）

试验条件：试验温度185±2℃，将混合料保温1小时后进行析漏测试。

表4-1 析漏试验结果

级配国家公路网规划发布类型	油石比（%）	析漏1 （%）	析漏2 （%）	析漏3 （%）	平均（%）	要求（%）
SMA-13	6.1	0.05	0.07	0.05	0.06	≤0.1

5 肯塔堡飞散试验

试验条件：将成型的马歇尔试件(双面各击实75次)在20±0.5℃水温下浸泡20小时，然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试。

表5-1 飞散试验结果

级配类型	油石比（%）	飞散率1 （%）	飞散率2（%）	飞散率3（%）	飞散率4（%）	平均（%）	要求（%）
SMA-13	6.1	11.8	11.7	11.3	12.5	11.8	≤15

6 沥青混合料抗水损害试验

为了检验沥青混合料的抗水损害性能，分别进行了设计油石比下的沥青混合料的浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验，试验结果见表6-1、外委试验报告。

6.1 浸水马歇尔试验

表6-1 浸水马歇尔稳定度试验结果

混合料类型	油石比（%）	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-13	6.1	8.77	7.86	89.6	≥85