SMA上面层沥青砼

长沙至重庆公路通道湖南省常德至吉首高速公路路面P7合同段（K176+233.68—K197+860）SMA-13上面层沥青砼配合比设计报告编号：P700035砼类别：SMA-13施工单位：湖南路桥机械工程有限公司监理单位：重庆正大监理咨询工程有限公司上报日期：2008年8月15日附件目录1．监理处配合比批复2．承包单位申请报表3．SMA-13沥青混凝土路面配合比设计说明4．沥青混凝土配合比组成计算表5．沥青混合料配合比汇总表6．SMA-13上面层最佳沥青用量确定图7．交通科研所目标配合比设计报告8．监理处平行试验报告SJ25常吉高速公路第七监理处通用函件发函单位：湖南省常吉高速公路第七监理处发函日期：二ОО八年八月十八日编号：529关于P7标SMA-13沥青砼上面层生产配合比设计的批复P7合同段：你部申报的SMA-13沥青砼上面层生产配合比设计报告，集料由江苏南京玄武岩石场生产的9.5-13.2mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75；机制砂由吉首百通碎石场生产的0-2.36mm；浦市水泥厂矿粉；华中水泥厂P.O42.5水泥=31：41：5：13.5：7.5：2。沥青为交通国合提供的SBS改性沥青（基质沥青为壳牌70＃）。武汉优呢克工程纤维有限公司提供的木质素纤维，掺量为沥青混合料的4‰；最佳油石比确定为60%。混合料理论最大计算相对密度为2.583g/cm3、试件毛体积密度为2.480g/cm3、空隙率VV为4.0%、矿料间隙率VMA为16.7%、粗集料骨架间隙率为38.9%，沥青饱和度VFA为76.1%、稳定度MS为10.18KM、流值FL为32.6（0.1mm）。以上各项指标均满足设计及规范要求。经我处试验室验证复检，同意你部按照以上生产配合比进行试验路验证。如有更改应重新设计配合比。签发人：日期：二ОО八年八月十八日抄报：吉首工作组中心试验室SJ24常德至吉首高速公路承包单位申请表（通用）承包单位：湖南路桥建设集团机械工程公司合同号：P7监理单位：重庆正大监理咨询有限公司编号：关于SMA上面层生产配合比设计申请报告致第七监理处试验室：我部近期在监理处的热心指导和严格监理下，已顺利完成SMA-13沥青砼上面层生产配合比设计。经试配检验选定6.0%为最佳油石比，集料由江苏南京玄武岩石场生产的9.5-13.2mm、4.75-9.5mm、2.36-4.75；机制砂由吉首百通碎石场生产的0-2.36mm；浦市水泥厂矿粉；华中水泥厂P.O42.5水泥=31：41：5：13.5：7.5：2。经检测混合料各项体积指标、稳定度、流值均能满足设计和施工要求。望给予批复为盼！承包人：二ОО八年八月十五日附件1、配合比设计书，2、沥青试验资料，3、细集料试验资料，4、粗集料试验资料，5、沥青马歇尔稳定度试验，6、沥青理论密度试验，7、矿粉试验，8、水泥试验监理处收到日期批复意见：签名：年月日注：本表用于没有专业表格，根据合同规定和监理要求又必须书面向监理工厂师提出的申请、报审、报批请示和报告等情况。上面层SMA-13设计说明一、依据及参考资料1、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTJ052-20002、《公路沥青路面施工技术规范》JTGF40-20043、《公路工程集料试验规程》JTJ058-20054、湖南省常德至吉首高速公路《沥青混凝土面层施工技术指南》5、湖南省常吉高速公路《路面P7合同段工程招标文件及设计文件》6、《公路沥青路面设计规范》JTGD50-20067、《SMA路面设计与施工》二、沥青混凝土配合比设计理论浅析我标段沥青混凝土路面设计为三层结构，下面层为7cm厚AC-25沥青混凝土、中面层为6cm改性沥青混凝土AC-25、上面层为SMA-13改性沥青混凝土。为满足沥青砼路面热稳定性、不透水性、耐磨耗性、抗滑性、耐久性、抗疲劳破坏等方面的要求。所以各层沥青砼结构有各层的作用。面层是直接承受行车荷载作用和大气降水、温度变化影响的路面结构层，应具有足够的结构强度，良好的温度稳定性、耐磨、抗滑、平整和不透水性。车辆在高速公路上安全、舒适高速地通行，沥青面层必须具有良好的抗滑性能。这就要求沥青面层不但要有较大的摩擦系数，而且要有较深的表面构造深度（构造深度是高速行车减低噪音和减少水膜、溅水影响司机视线的主要原因）。沥青面层的抗滑性能是由面层的级配形式决定。本工程沥青砼上面层采用SMA-13沥青混合料，其配合比设计重点具有承载性能好、稳定性强，同时还具有良好的耐磨、抗滑、平整和不透水性。三、目标配合比设计我部试验室以马歇尔试验为主进行了目标配合比设计。根据交通厅路面专家组和长吉公司中心试验室意见，SMA-13目标配合比需经省交通建设质量监督试验检测中心试验。最佳油石比6.0%，冷料配比为1#：2#：4#：水泥：矿粉=47：30：11：2：10，结果详见附件。四、SMA改性沥青混凝土生产配合比设计1、原材料主要技术指标按以下各表的试验检测指标对原材料进行检测表1矿粉质量技术要求指标指标技术要求视密度（g/cm3）≥2.5含水量(%)≤1粒度范围0.6mm(%)1000.15mm(%)90~1000.075mm(%)75~100外观无团粒结块亲水系数1表2机制砂级配要求方孔筛（mm）通过各筛孔的质量百分比（%）4.751002.3680~1001.1850~800.625~600.38~300.150~250.0750~10表3上面层粗集料质量指标要求指标技术要求石料压碎值不大于(%)26石料强度不低于(级)2洛杉矶磨耗损失不大于（%）28视密度不小于(t/m3)2.6吸水率不大于(%)2对沥青的粘附性不低于（级）5坚固性不大(%)12针片壮颗粒含量不大于(%)12小于0.075mm颗粒含量不大于(%)1软石含量不大(%)3杂石含量不大(%)1石料磨光值不大(BPN)42表4常吉高速公路SBS改性沥青技术指标要求技术指标规定值针入度（25℃，100g,5s）(0.1mm）30~60针入度指数PI最小[1]0延度(5cm/min,5℃）（cm）最小25软化点TR＆B（℃）最小70运动粘度135℃(Pa.S)最大[2]3闪点（℃）最小230溶解度（%）最小99离析,软化点差(℃)最大2.5弹性恢复25℃(%)最小85TFOF后残留物质量损失(%)最大±1.0针入度比25℃(%)最小652、拟采用施工的主要原材料(1)沥青:由交通国际合作公司提供的SBS改性沥青，基质沥青为进口壳牌70#；(2)粗集料:由江苏南京毛迪玄武岩碎石场提供的玄武岩，规格为:9.5~13.2mm、4.75~9.5mm；(3）机制砂：吉首百通公司生产石灰岩，0-2.36mm；(4)填料:a矿粉：铺市水泥厂生产石灰岩矿粉；b水泥：华中水泥厂PO42.5；(5)纤维：武汉优呢克工程纤维有限公司提供的絮状木质素纤维。按设计要求对以上各种原材料的各项指标进行试验检测,经试验检测，各原材料的技术指标符合设计要求,见附后的原材料试验检测资料。3、确定矿料的比例确定矿料级配,拌和场取热料进行筛分,采用图解法计算各种矿料的用量,使合成的矿料级配曲线基本接近规范级配范围中值线,并应接近一条顺滑的曲线,其中特别注意控制好0.075mm、2.36mm、4.75mm的筛孔通过量接近《施工指南》推荐级配的中值。生产配合比设计考虑到0.075mm以下颗粒含量的控制精度。为便于精确确定矿粉的掺量，集料级配检查全采用水洗筛分结果，精确确定合成级配的粉料含量。否则,过量的粉尖颗粒粘附在矿料表面,既影响矿料与沥青的粘结,又增大了沥青用量,使设计配合比的空隙率较目标空隙率降低，形成软弱的混合料,造成路面高温稳定性能降低,引起高温车撤和泛油现象。SMA-13沥青砼矿料组成级配见表5。4、确定最佳油石比用试验确定的矿料级配组成，按0.3％间隔变化，取5个不同的油石比，采用试验室的小型拌和机拌合成沥青混合料，按《施工指南》规定的方法制备五组马歇尔试件。制件的拌和及成型温度见下表。常吉高速公路SMA-13混合料拌和与成型温度参考范围沥青品种改性沥青沥青加热温度165~175℃矿料加热温度（包括填料）180~190℃沥青混合料拌和温度165~175℃试摸预热温度110~130℃试件开始击实温度160~165℃试件成型终料温度≥145℃注：沥青用量的0.4%的木质素纤维在常温条件下掺入。按规范要求，混合料理论最大相对密度采用计算法计算。测定试件的密度、空隙率、沥青饱和度、矿料间隙率等物理指标进行体积组成分析，进行马歇尔试验，测定马歇尔稳定度及流值等物理力学性质。5、确定SMA-13改性沥青混凝土生产配合比表6SMA-13沥青混合料配合比设计指标要求试验项目单位技术要求马歇尔实件击实次数两面击实75次空隙率VV%3~4.5矿料间隙率VMA%不小于16.5粗集料骨架间隙率VCAmix不大于VCADRC沥青饱和度VFA%75~85最小油石比，合成集料毛体积相对密度2.9%不小于5.62.8%不小于5.82.7%不小于6.02.6%不小于6.2马歇尔稳定度KN不宜小于6.0流值0.1mm20~50注：SMA试验粗集料骨架间隙率VCA的关键性筛孔为4.75mm（1）空隙率是影响路面质量的重要指标，美国Superpave一项调查结果表明，空隙率指标控制在5%左右，路面有良好的路用性能，德国有项试验表明，沥青混合料空隙率从7％降到5％，路面质量可以提高一倍，一些对沥青路面研究结果表明，一旦路面沥青混合料空隙率低于3％就会出现明显的车撤及泛油现象．空隙率过低（混合料软弱）是造成高温车撤的主要原因。根据《施工指南》的要求，空隙率控制在3％～6％之间。（２）考虑到本项目处于１-４-１区，属夏天炎热，冬天寒冷、潮湿、多雨的气候特点，沥青用量既不能高也不能低，综合考虑决定采用油石比Pa=6.0%。根据《公路沥青路面设计规范》对SMA-13沥青砼上面层沥青混合料的各项技术要求,确定本项目的SMA-13沥青砼生产配合比,具体指标见下表。表7SMA-13上面层最佳沥青用量确定图（生产配合比）油石比（%）试件毛体积密度（g/cm3）理论密度相对密度（g/cm3）空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度(%)稳定度（KN）流值（0.1mm）5.42.4652.6065.416.867.97.8527.45.72.4722.5954.716.8729.5629.16.02.482.584416.876.210.1832.66.32.4772.5733.717.178.49.1235.36.62.4752.5623.417.480.57.2643.7五、结论我们通过沥青混合料中矿料级配的具体分析，沥青混合料经过击实、检测认为粗细矿料级配是合理的，它是一种嵌挤紧密骨架型结构。这种级配无论从结构承重能力、高温稳定性、抗渗水能力和通车后变形性都是有利的。从下面图表中可以看出，油石比在5.8%~6.2%时空隙率、饱和度、矿料间隙率、流值、稳定度等各项技术指标符合设计要求。我们确定最佳油石比为6.0%。