SMA-13沥青混合料目标配合比设计

沥青混合料目标配合比

严 谨 求 实 科 学 管 理 精 益 求 精 质 量 至 上

试

样品名称：检验类别：

验 报 SMA-13沥青混合料目标配合比设计 委托试验

编号:

告

委托单位: 试验单位: 批准日期：

XX省交通建设质量监督试验检测中心

试 验 报 告

样品名称 SMA-13沥青混合料组成材料 商标名称 样品厂家 样品数量 来样方式 委托单位 单位地址 联系电话 工程名称 委托日期 见设计说明 / 送样 / XX高速公路 规格型号 样品批号 样品状态 联 系 人 邮政编码 传真号码 送 样 人 试验日期 / / / 完好 / / 2010.6.26-7.14 试验环境 温度：/ 湿度：/ 抽样地点 抽样日期 / / 试验地点 本检测中心沥青试验室 抽样人 抽样方法 / / 1

抽样环境 温度：/ 湿度：/ 试验项目 试验结果 试 验 结 论 经室内配合比设计试验与相关验证，确定SMA-13沥青混合料目标配合比设计的最佳油石比为6.0％，在进行生产配合比设计与试验时，油石比宜控制在5.8%-6.2%之间，其合成级配应尽可能与目标配合比级配曲线接近。目标配合比的各级集料比例见有关设计图表。 单位公章 报告批准日期：2010年7月15日

主检: 审核： 审批：

抽样基数 / SMA-13目标配合比设计 见本报告（试验结果仅对来样负责） XX省交通建设质量监督试验检测中心

试 验 报 告

仪器/设备名称 试验 用主 低温电脑沥青延度仪 要设 电脑沥青高温软化点测定仪 备和 仪器 布洛克菲尔德粘度计 沥青薄膜加热烘箱 RVDV+II+ 82型 JC0203 JC0223 HDLR-IV JC0201 HDLY-VA JC0200 针入度测定仪 型号 81-B0101/B 编号 JC0198 2

压碎值仪 洛杉矶磨耗机 砂当量仪 沥青混合料拌和机 沥青混合料拌和机 沥青混合料马歇尔稳定度试验仪 车辙轮碾成型机 沥青混合料车辙试验机 / 标准名称 试验 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 规程 公路工程集料试验规程 / 公路沥青路面施工技术规范 评定 / 标准 / 试验 / 说明

主检: 审核： 审批：

/ / / / / 42-5305 T56 LBH-10B LBH-20B HDMS-20C HLR-2 HLR-2 / JC0284 JC0129 JC0217 JC0235 JC0236 JC0263 JC0240 JC0234 / 标准代号及年号 标准分号 JTJ 052-2000 JTG E42-2005 / JTG F40-2004 14-7-3 14-7-3 / 14-7-3 设 计 说 明

1．

沥青混合料的级配采用SMA-13型级配。根据委托要求，工程级配范围采用《公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）》中的SMA-13级配范

3

围。 2．

SMA-13沥青混合料的原材料均为委托单位来样，其组成为：

（1） 粗集料：清镇市万隆达矿产开发有限公司生产的玄武岩碎石。 （2） 细集料：清镇市万隆达矿产开发有限公司生产的石灰石机制砂。 （3） 沥 青：厦门华特生产的SBS改性沥青。 （4） 矿 粉：茫顶石场生产的石灰石矿粉。

（5） 水 泥：贵定海螺盘江水泥有限公司生产的32.5级普通硅酸盐水泥。 （6） 纤 维：武汉优尼克工程纤维有限公司生产的絮状木质素纤维，用量为

混合料质量的3‰。 3．

混合料理论最大相对密度采用理论计算法。

4． 混合料拌和时沥青的加热温度为180℃，集料的加热温度为190℃，试件

的击实成型温度为170℃。

5． 原材料和混合料的技术要求采用《公路沥青路面施工技术规范（JTG

F40-2004）》之规定。 6．

配合比设计按规范要求，

试验及计算参数均以“JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中附录C SMA混合料配合比设计方法”中的程序及公式计算。 7．

试验结果：经

室内配合比设计试验与相关验证，确定SBS改性沥青SMA-13混合料目标配合比设计的最佳油石比为6.0％，在进行生产配合比设计与试验时，其合成级配应尽可能与目标配合比级配曲线接近。目标配合比的各级集料比例见有关设计图表。

XX省交通建设质量监督试验检测中心

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2010年7月15日

一．原材料试验

1、SBS改性沥青试验结果 试 验 项 目 单位 试验 结果 53 -0.02 73.0 2.83 34 315 99.69 92 0.7 1.026 +0.02 83.0 23 SBS改性沥青（I-D）技术要求 40-60 ≥0 ≥70 ≤3 ≥20 ≥230 ≥99 ≥75 ≤2.5 实测记录 ≤±1.0 ≥65 ≥15 试验 方法 T0604 T0604 T0606 T0625 T0605 T0611 T0607 T0662 T0661 T0603 T0609 T0604 T0605 针入度（100g,5s,25℃） 0.1mm 针入度指数PI 软化点（环球法） 135℃运动粘度 延 度（5℃，5cm/min） 闪点(COC) 溶解度（三氯乙烯） 25℃弹性恢复 贮存稳定性，离析 相对密度（25℃） TFOT薄质量变化 膜加热试验针入度比 （163℃,5h） 5℃残留延度 / ℃ Pa.S cm ℃ % % ℃ / % % ㎝ 2集料试验 (1) 集料原材料来样筛分试验结果 通过下列方孔筛（㎜）的质量百分率（%） 16 1#料 2#料 3#料 水 泥 100 100 100 100 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 1.1 1.1 2.6 1.1 2.2 0.6 1.1 2.0 0.3 1.1 2.0 0.15 1.1 1.9 0.075 0.9 1.7 76.5 10.9 100 100 100 99.8 14.7 100 100 100 100 83.5 63.4 46.0 34.8 27.9 16.0 100 100 100 100 99.9 98.6 5

矿 粉 备注 矿料筛分曲线图如下：

矿料筛分曲线图1＃料2＃料机制砂矿粉水泥100 100 100 100 100 100 100 99.9 95.9 81.8 机制砂中小于0.075mm含量较多，建议加强碎石场除尘措施。 通过率（％）100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.00.0750.30.61.182.3.759.513.216筛孔（mm）19

(2) 粗集料材质试验结果 试 验 项 目 压碎值 洛杉矶磨耗损失 磨光值 粗集料对SBS改性沥青的粘附性 表观相对密度 吸水率 坚固性 9.5mm—13.2mm 针片状颗粒含量 4.75mm—9.5mm <0.075mm颗粒含量 9.5mm—16mm 9.5mm—16mm 4.75mm—9.5mm 9.5mm—16mm 4.75mm—9.5mm 单位 % % / 级 / % % % 试验结果 10.9 8.3 44 5 2.958 2.960 0.5 0.6 1.2 4.8 7.6 0.9 技术要求 ≤28 ≤30 ≥42 5 ≥2.5 ≤3.0 ≤12 ≤15 % ≤1 4.75mm—9.5mm 1.7 4.75mm—9.5mm料中小于0.075mm中含量较多，建议加强碎石备 注 场除尘措施。 (3) 各级粒径集料的相对密度试验结果 密度 表观相对密度 毛体积相对密度 吸水率（%） 集料 9.5mm—16mm 2.958 2.918 0.5 6

4.75mm—9.5mm 0mm—2.36mm 水泥 2.960 2.742 3.021 2.906 2.669 ---- ---- 试验结果 2.727 0.1 0.6 100 95.9 81.8 无团粒结块 0.6 1.0 ---- ---- 技术要求 ≥2.5 ≤1 ＜1 100 90-100 75-100 无团粒结块 矿 粉 2.727 (4)矿粉质量试验结果 试 验 项 目 视密度 （g/cm3） 含水量 （%） 亲水系数 ＜0.6mm (%) 粒度＜0.15mm (%) 范围 ＜0.075mm (%) 外 观 (5)细集料的砂当量结果 试 验 项 目 砂当量 （%） (6)木质素纤维试验结果 项目 单位 纤维长度 灰分含量 PH值 吸油率 含水率 纤维的相对密度 mm % / / % / 试验结果 75 技术要求 ≥60 技术要求 ≤6 18±5 7.5±1 不小于纤维质量的5倍 ≤5 实测 试验结果 ＜6 15.4 7.58 7倍 4.6 1.50 二． SMA-13沥青混合料技术要求 1．SMA-13型沥青混合料级配要求 粒 径 通过率 通过下列方孔筛筛孔(㎜)的质量百分率（%） 16 13.2 9.5 4.75 20- 34 2.36 15- 26 1.18 14- 24 试验项目 沥青饱和度 残留稳定度 0.6 12- 20 0.3 10- 16 单位 % % 0.15 0.075 9- 15 8- 12 SMA-13 100 90- 50- 100 75 2．SMA-13沥青混合料技术指标要求 试验项目 击实次数 稳 定 度 单位 次 kN 技术要求 2×75 ≥6.0 技术要求 75—85 ≥80 7

矿料间隙率 空 隙 率 析漏损失 飞散损失 % % % % ≥16.5 4 ≤0.1 ≤15 冻融劈裂强度比 动稳定度 粗集料骨架间隙率VCAmin / / % 次/㎜ ≥80 ≥3000 ≤VCADRC / 三.SMA-13型沥青混合料配合比试验 1． 设计矿料级配的确定

（1）根据JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求，在工程设计级配范围内，调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的粗集料骨架分界筛孔的通过率处于级配范围的中值、中值±3%附近，矿粉数量均为10%左右。级配从细到粗分别命名为级配1、级配2、级配3。其合成级配及曲线图如下：

级配1：？ 集料集料 比例规格 （%） 1#料 37 2#料 39 3#料 17 水泥 矿粉 2 5 通过下列方孔筛（㎜）的质量百分率（%） 16 100 100 100 100 100 100 100 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 1.1 1.1 2.6 1.1 2.2 0.6 1.1 2.0 0.3 1.1 2.0 0.15 0.075 1.1 1.9 0.9 1.7 76.5 10.9 100 100 100 100 99.8 14.7 100 100 100 100 100 100 83.5 63.4 46.0 34.8 27.9 16.0 100 100 100 100 100 100 100 99.9 98.6 99.8 95.9 81.8 合成级 配结果 技术要 求级配 90.6 .3 27.2 20.3 17.5 15.2 13.7 12.6 10.0 90- 50- 100 75 20- 34 15- 26 14- 24 12- 20 10- 16 9- 15 8- 12 其合成级配曲线如下图所示：

8

通过率（%）SMA-13沥青混合料合成级配曲线100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.00.0750.30.61.182.3.759.513.216粒径（mm）级配2

集料集料 比例规格 （%） 1#料 40 2#料 39 3#料 13 水泥 矿粉 2 6 通过下列方孔筛（㎜）的质量百分率（%） 16 100 100 100 100 100 100 100 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 1.1 1.1 2.6 1.1 2.2 0.6 1.1 2.0 0.3 1.1 2.0

0.15 0.075 1.1 1.9 0.9 1.7 76.5 10.9 100 100 100 100 99.8 14.7 100 100 100 100 100 100 83.5 63.4 46.0 34.8 27.9 16.0 100 100 100 100 100 100 100 99.9 98.6 99.8 95.9 81.8 合成级 配结果 技术要 求级配 90.6 .3 27.2 20.3 17.5 15.2 13.7 12.6 10.0 90- 50- 100 75 20- 34 15- 26 14- 24 12- 20 10- 16 9- 15 8- 12 其合成级配曲线如下图所示：

9

通过率（%）SMA-13沥青混合料合成级配曲线100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.00.0750.30.61.182.3.759.513.216粒径（mm）

级配3 集料集料 比例规格 （%） 1#料 42 2#料 40 3#料 水泥 矿粉 9 2 7 通过下列方孔筛（㎜）的质量百分率（%） 16 100 100 100 100 100 100 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 1.1 1.1 2.6 1.1 2.2 0.6 1.1 2.0 0.3 1.1 2.0 0.15 0.075 1.1 1.9 0.9 1.7 76.5 10.9 100 100 100 100 99.8 14.7 100 100 100 100 100 100 83.5 63.4 46.0 34.8 27.9 16.0 100 100 100 100 100 100 100 99.9 98.6 99.8 95.9 81.8 合成级 配结果 90.1 62.5 24.3 18.0 16.0 14.4 13.4 12.4 10.2 10

技术要 求级配 100 90- 50- 100 75 20- 34 15- 26 14- 24 12- 20 10- 16 9- 15 8- 12 其合成级配曲线如下图所示：

通过率（%）SMA-13沥青混合料合成级配曲线100.090.080.070.060.050.040.030.020.010.00.00.0750.30.61.12.3.759.513.216粒径（mm）

（2）分别按这三组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度、全部矿料的毛体积相对密度及4.75mm以上粗集料松方相对密度，并计算4.75mm以上粗集料的VCADRC结果见下表。 级配1 级配2 级配3 矿料的毛体积相对密度 2.860 2.868 2.877 4.75以上粗集料毛体积相对密度 2.912 2.912 2.912 4.75以上粗集料松方相对密度 1.714 1.694 1.693 4.75以上粗集料VCADRC % 41.1 41.8 41.9 （3）根据已建类似工程沥青混合料标准油石比预估SMA混合料5.9%的油石比作为马歇尔试件的初试油石比，并在成型时按混合料质量的0.3%掺入木质素纤维。其试验结果见下表： 体积指标 级配1 级配2 级配3 理论最大相对密度 2.625 2.630 2.636 毛体积相对密度 2.517 2.519 2.524 空隙率 % 4.1 4.2 4.3 矿料间隙率 % 16.9 17.1 17.2 VCAmix % 42.9 40.5 38.0 （4）从3组初试级配的试验结果得到级配2和级配3符合VCAmix＜VCADRC及VMA＞16.5%的要求，其中级配2的4.75mm筛孔的通过率较大，且接近中值，便于施工中的级配控制，因此确定级配2为设计级配。 2．确定设计沥青用量

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0.3%为间隔，取5.9%、6.2%、6.5%不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标。结果如下：

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体积指标 计算理论最大相对密度 试件毛体积相对密度 试件空隙率 （%） VMA （%） VFA （%） 稳定度 9.90 9.34 (kN) 流值 3.40 3.55 (mm) SMA-13型沥青混合料沥青用量确定图

空隙率与油石比的关系55.9 2.630 2.519 4.2 17.1 75.4 油石比（%） 6.2 2.619 2.527 3.5 17.0 79.4 6.5 2.608 2.537 2.7 16.9 84.0 8.91 3.87 空隙率（%）4325.96.26.5 油石比（%）

根据设计空隙率确定油石比。设计空隙率为4%，由上图查知所对应的最佳油石比为6.0%。

3.SMA-13型在最佳油石比OAC=6.0%时,其各项体积指标与强度指标如下表： （1）马歇尔试验结果 试验项目 混合料最大相对密度 试件毛体积相对密度 试件空隙率VV （%） 矿料间隙率VMA （%） （2）浸水马歇尔试验结果 12 试验结果 2.627 2.522 4.0 17.0 试验项目 沥青饱和度VFA （%） 稳定度MS (kN) 流值FL (mm) ---- 试验结果 76.5 10.20 3.6 ----

击实浸水温保温时次数 度（℃） 间（h） 1 标准试验 2 3 4 1 浸水试验 2 3 4 （3）冻融劈裂强度试验结果 1 2 3 4 1 2 3 5 2×50 保温试验最劈裂抗拉强度(MPa) 冻融劈裂击实试件高浸水温时间大荷载强度比次数 度（㎜） 度（℃） 平行值 平均值 （%） （h） (N) 63.9 10140 0.998 2×50 .4 .3 .3 63.8 .4 .4 .3 25 2 25 2 10730 9850 9160 7460 9580 8370 8460 1.048 0.963 0.6 0.735 0.935 0.817 0.827 0.829 0.976 84.9（技术要求 为： ≥80） 2×75 2×75 稳定度(kN) 流值(mm) 平行试验 平均值 平行试验 平均值 10.31 10.19 60 0.6 10.04 10.25 8.83 9.02 60 48 10.14 8.51 9.13 3.72 4.50 10.20 3.52 3.69 4.19 3.47 4.0 3.73 3.27 3.6 .5(技术要求 为： ≥80) 残留稳 定度（%） 标准试验 冻融后试验 （4）SMA-13型沥青混合料车辙试验结果 试件厚度试验温度试验轮压试件编号 （㎝） （℃） (MPa) 1 2 3 备注 （5）其它相关试验参数 参数项目 单位 试验（计算）结果 5 5 5 60 60 60 0.7 0.7 0.7 动稳定度 （次/㎜） 92 9000 6847 试验结果 技术要求 DS=8370 DS≥3000 S=1325.8 CV=15.8% CV≤20% 油石比Pa=6.0% 参数项目 单位 试验（计算）结果 13

集料合成毛体积相对密度γsb 集料合成有效相对密度γse 沥青混合料有效沥青用量Pbe 析漏损失 渗水系数 / 2.868 集料合成表观相对密度γsa 沥青混合料 的粉胶比FB / 2.915 / % % ml/min 2.905 5.44 0.04 0 / 1.84 7.49 5.0 / 混合料沥青膜 μm 有效厚度DA 飞散损失 / % /

经过马歇尔试验及其相关的验证试验，XX高速公路沥青路面SMA-13沥青混合料在最佳油石比为6.0%时，各项技术指标满足相应的技术要求。在进行生产配合比设计与试验时，应根据拌和机的除尘效果，确定矿粉的掺量，以使混合集料的级配尽可能与目标配合比的级配一致。

试验： 校核： 审核：

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2010 年 7 月 15 日

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