SMA-13上面层混合料配合比设计

SMA-13上面层配合比设计本项目沥青上面层采用4cmSMA－13细粒式沥青玛蹄脂碎石混合料（改性沥青），具有平整、密实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。根据部颁标准JTGF40—2004《公路沥青路面施工技术规范》、SHCF40-01-2002《沥青玛蹄脂碎石混合料设计施工指南》设计规范及作业指导书，将试验原材料、混合料及配合比设计方面重点要求进行学习。一、原材料原材料自检合格认可的首要条件是必须经监理抽检确认并经总监办批准使用后方可使用。1．改性沥青（1）沥青采用经SBS改性的聚合物改性沥青，其技术要求应符合下表的规定。（2）进场改性沥青每车都应进行取样和试验，取样和试验应符合《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－2000）的规定。（3）沥青性能整套检验应委托有关试验单位进行（每批检测一次），工地试验室对针入度、延度、软化点进行检验，还应检验老化后的质量损失、针入度比、延度、并留样备检。改性沥青技术要求试验项目单位技术要求试验方法针入度（25℃，100g，5s）0.1mm40–60T0604针入度指数PI不小于0T0604延度（5cm./min,5℃）不小于cm20T0605软化点（环球法）不小于℃60T0606运动粘度135℃不大于pa•s3T0625T0619闪点（coc）不小于℃230T0611溶解度（三氯乙烯）不小于%99T0607弹性恢复25℃不小于%75T0662离析,48h软化点差不大于℃2.5T0661相对密度（25℃）实测记录T0603RTFOT后残留物质量损失不大于%±1.0T0610针入度比25℃不小于%65T0604延度（5℃）不小于cm15T06052、粗集料（1）上面层粗集料（2.36mm）采用玄武岩碎石。（2）所有面层石料要求采用反击式破碎机加工成近似立方体形状、洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗、耐磨光性能的碎石。（3）集料粒径的规格分档建议采用表1建议值。技术质量应符合表2的规定。（4）检测频率按照要求进行。集料粒径加工规格分档建议值表1级配1#料2#料3#料4#料13.2~9.59.5~4.754.75~2.362.36~0规范规格S10S12S14S16SMA-13上面层用粗集料质量技术要求表2指标单位技术要求试验方法石料压碎值不大于%24T0316洛杉矶磨耗损失不大于%28T0317表观相对密度不小于2.60T0304吸水率不大于%2.0T0304对沥青的粘附性(改性沥青)不小于级5级T0616T0663坚固性不大于%12T0314细长扁平颗粒含量(混合料)不大于其中粒径大于9.5mm不大于其中粒径小于9.5mm不大于%15T03121218水洗法0.075mm颗粒含量不大于%1T0310软石含量不大于%3T03203．细集料（1）细集料(2.36mm)宜采用坚硬、洁净、无风化、无杂质的优质石灰岩采用专用的制砂机加工而成的机制砂。（2）机制砂细集料的级配应符合S16的要求（表3）。（3）细集料的技术要求应符合表4的规定。SMA-13上面层用细集料规格表3规格公称粒径（mm）通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%）9.54.752.361.180.60.30.150.075S160～310080–10050–8025–608–450–250–10SMA-13上面层用细集料质量技术要求表4指标单位标准试验方法表观相对密度不小于2.50T0328坚固性（大于0.3mm部分）不大于%12T0340砂当量不小于%60T0334亚甲蓝值不大于g/kg25T0349棱角性（流动时间）不小于s30T03454、填料（1）填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨制的矿粉，由专业生产厂家生产。为提高混合料的抗剥离性能，厂家生产过程中填料添加15%的磨细生石灰粉（填料总质量的百分比）。填料不应含泥土杂物和团粒，要求干燥、洁净，其质量应符合下表的技术要求。（2）拌和机回收的粉尘严禁作矿粉使用，应运至指定地点存放处理，以防污染。SMA-13上面层用矿粉质量技术要求指标单位规定值试验方法表观密度不小于t/m32.50T0352含水量不大于%1T0103烘干法粒度范围0.6mm0.15mm0.075mm%%%10090–10075–100T0351外观无团粒结块亲水系数1T0353塑性指数%4T0354加热安定性合格T03555、稳定剂采用优良的木质素絮状纤维，掺加比例以沥青混合料料总质量的0.3%。木质素絮状纤维技术指标应满足下表的要求。SMA-13上面层用木质素絮状纤维质量技术要求指标单位技术要求筛分析：方法A：冲气筛分析纤维长度通过0.15mm筛方法B：普通筛分析纤维纤维长度通过0.85mm筛通过0.425mm筛通过0.106mm筛(mm)(%)(mm)(%)(%)(%)670±10685±1065±1030±10灰分含量(%)18±5，无挥发物PH值7.5±1.0吸油率纤维质量的(5.0±1.0)倍含水量(%)5(以质量计)6、集料的生产加工集料的加工过程将直接影响到集料的质量，因此，在生产加工过程中应注意以下几点：（1）彻底清除采石场的泥土杂物的覆盖层。（2）要随时去除已风化、变质等各种品质低劣的石料。（3）采石场的基底必须保持洁净，以免泥土杂物混入料中（特别是用装载机装料时）。（4）严禁在雨天或地面泥泞时开采加工石料。（5）集料破碎应采用反击式破碎机。（6）对各结构层的集料规格按要求分档。（7）对破碎的集料应及时进行筛分，试组配矿料级配，若组配不够理想（或不成规格料）应及时对筛网进行调整或对集料进行二次筛分，直至组配合理稳定为止，方可为配合比设计提供原材料。7、堆放环境与现场保护（1）注意防止运料车辆轮胎沾带泥土进入矿料堆放场地。（2）拌和场区域场地应提前硬化。（3）拌和场区域场地应排水良好（特别是矿料堆放处）。（4）不同规格集料必须采用固定隔墙相互隔开，以免混堆。（5）细集料堆放后应采取覆盖措施，以免雨天影响，晴天可以去除覆盖。（6）矿粉或生石灰粉的存放必须采取防雨、防潮措施。二、试验仪器设备沥青路面施工试验工作非常重要，必须配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器,并配备足够的易损部件。工地试验室主要仪器设备基本配置如下表。在施工前及施工过程中应进行必要的检查和标定以保持其完好性和精确性，以保证检测结果的可靠性。工地试验室仪器设备配置表3-1序号仪器设备名称规格型号单位数量1沥青延度仪1.5M台12沥青针入度仪台13沥青软化点仪LR—3台14旋转薄膜烘箱台15强制式拌和机台16自动马歇尔击实仪台17马歇尔稳定度仪台18沥青混合料抽提仪台19摇筛机台110标准筛套311游标卡尺把312恒温水浴台213电子点温计套414电子天平2kg、6kg台各215路面回弹弯沉测定仪5.4米台216连续式平整度仪台117核子密度仪台118钻芯机台119砂当量仪台120烘箱台大2，中121电脑台122渗水仪台123弯沉仪台124构造深度仪台125摩擦系数摆值仪台1三、SMA-13混合料技术标准按沥青面层所选定的热拌沥青混合料种类，为间断密级配沥青混合料。根据JTGF40－2004的规定，上面层沥青混合料应符合下表规定的技术标准。其配合比检验应符合下表各项指标的要求。SMA-13混合料马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单位技术要求试验方法马歇尔试件尺寸mmФ101.6mm×63.5mmT0702马歇尔试件击实次数两面各击75次T0702空隙率VV%3-4T0705矿料间隙率VMA①%不小于17.0T0705粗集料骨架间隙率VCAmix%不大于VCADRCT0705沥青饱和度VFA%75~85T0705稳定度KN不小于6.0T0709流值mm2~5T0709注：①对重交通路段或炎热地区，VMA可放宽到16.5%。SMA-13混合料配合比设计检验指标技术要求检验项目单位技术要求试验方法谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失①%不大于0.1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失(20℃)%不大于15T0733车辙试验动稳定度②次/mm不小于4000T0719水稳定性：残留马歇尔稳定度冻融劈裂试验残留强度比%%80以上80以上T0709T0729渗水系数③ml/min不大于80T0730注：①谢伦堡沥青析漏试验在施工最高温度下进行，没有明确规定时，非改性沥青混合料的试验温度为170℃，改性沥青混合料的试验温度为185℃。②车辙试验试件不得采用经二次加热重塑成型的试件。③此渗水系数仅适用于配合比设计室内试验的压实试件检验。四、沥青混合料组成设计改性沥青SMA-13配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法，包括马歇尔试验设计和设计配合比检验两项内容。其矿料级配应符合下表的规定。SMA-13矿料级配范围筛孔（mm）通过筛孔的百分率（%）16.010013.290~1009.550~754.7520~342.3615~261.1814~240.612~200.310~160.159~150.0758~121、目标配合比设计阶段（1）SMA目标配合设计按下式流程的步骤进行。（2）按《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40附录B的方法计算初试级配矿料的合成毛体积相对密度γsb、合成表观相对密度γsa、有效相对密度γse。其中各矿料的毛体积相对密度、表观相对密度试验方法遵照该规范附录B的规定执行。（3）设计初试级配：调整各种矿料比例，设计3个不同粗细的初试级配，必须符合标准级配范围的要求，3个级配的4.75mm通过率宜分别为23%、27％、31%左右，3个级配矿粉数量宜相同，使0.075mm通过率为10%左右。按下式计算大于4.75mm粗集料的混合毛体相对密度γCA。221121ppppCA式中:P1、P2——分别为1号料（9.5~13.2）和2号料（4.75~9.5）的配比；γ1、γ2——分别为1号料和2号料的毛体积相对密度。（4）用捣实法测定大于4.75mm的粗集料捣实密度ρs按（T0309）试验，由下式计算各组初试级配捣实状态下粗集料松装间隙率VCADRC。1001wCAsDRCVCA式中：ρw——水的密度（g/cm3，常温下可取0.999）。（5）选择制作马歇尔试件的初试油石比。初试油石比应根据矿料级配的平均毛体积相对密度选择。（6）按照选择的初试油石比和矿料级配制作SMA马歇尔试件，一组马歇尔试件数目4~6个，试件毛体积相对密度γf，必须由表干法测定。（7）供计算SMA混合料体积指标的最大相对理论密度γt按下式计算得到。xxbasexatPPPP100100式中：Pa——混合料油石比，％；Px——纤维用量，以矿料质量百分率计，由占沥青混合料总量百分率换算得到，％：γse——矿料合成有效相对密度；γb——沥青的相对密度(25℃/25℃)：γx——纤维相对密度，由厂方提供或实测。（8）按式（1）、式（2）、式（3）和式（4）计算SMA马歇尔试件的矿料间隙率VMA、粗集料骨架间隙率VCAmix、空隙率VV和沥青饱和度VFA。1001001ssbfpVMA（1）1001001CACAfmixPVCA（2）1001tfVV（3）100VMAVVVMAVFA（4）式中：Ps——沥青混合料中除沥青外全部矿料占沥青混合料的质量百分率，即(100-沥青用量)，%；PCA——沥青混合料中粗集料的比例，即大于4.75mm的颗粒占沥青混合料的质量百分率，％；图SMA-13目标配合比设计流程图（9）从3组初试级配试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAmixVCADRC及VMA＞17的要求，当有1组以上的级配同时符合要求时，以4.75mm通过大且VMA较大的级配为设计级配。（10）马歇尔试件的设计空隙率VV应符合要求，根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.2%~0.4%为间隔，调整3个不同油石比