沥青混合料目标配合比设计(SMA-13).

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SMA-13目标配比设计说明

合肥市畅通二环（西二环-合武铁路）工程SMA-13沥青混合料目标配合比设计

试

验

报

告

安安徽环通工程试验检测有限公司

二O一九年四月十九日

一、设计及试验依据

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》(JTJ 052-2000)

4．《公路沥青路面设计规范》（JTG D50-2006）

5．《合肥市畅通二环（西二环-合武铁路）工程施工图设计说明》二、原材料

1．碎石：玄武岩

规格：9.5~13.2mm、4.75~9.5mm；

产地：枞阳华州玄武岩石料厂

2.碎石：石灰岩

规格：2.36~4.75mm、0~2.36mm；

产地：安徽石鑫矿业有限公司

3. 矿粉：石灰岩质

产地：聚龙新型材料有限公司

4. 沥青：改性沥青

产地：合肥宝盈物资有限公司规格：SBS

5.木质素纤维：江苏华康建材实业有限公司

各种矿料及沥青的密度试验见表1、各种矿料筛分结果见表2。

表一密度试验结果

表二筛分试验结果(水洗法)

三、SMA沥青混合料配合比设计

本次目标配合比设计采用的级配类型为SMA-13型。

1．混合料级配

2．矿料配合比计算

根据各种矿料的筛分结果，确定SMA-13的三种级配（A、B、C）4.75mm筛孔通过率分别为24.6%、27.1%和29.7%，三种级配设计组成见表4。分别测定三种级配的VCA DRC，按油石比为6.0%制作马歇尔试件，测定VCA mix及VMA等指标，在满足VCA mix 小于VCA DRC和VMA>17要求的基础上确定级配，测试结果见表5和表6。

SMA13配合比设计简述

• 沥青用量应符合最小沥青用量的要求，马歇尔试件的空隙率必须在要求的范围内。
组合配合比设计设计
配合比设计原则
• 掺加材料
• 掺加优良的木质素絮状纤维，掺加比例为沥青混合料总质量的 0.3%~0.4%。
• SMA混合料在配合比设计时应进行抗水损害评价，如不满足要求，应采
用沥青抗剥落剂。
组合配合比设计设计
组合配合比设计设计
配合比设计标准
• 矿料间隙率VMA
• 代表混合料中用以填充沥青玛蹄脂的空隙
• 与4.75mm通过率密切相关。随着4.75mm通过率即细集料的增加，矿料间隙率将逐步趋于常数；只有当4.75mm通过率小于30%，VMA才开始增加，粗集料的嵌挤作用才能得到发挥，石石嵌挤结构才能形成。 • 对于重交通路段或者炎热地区，可以将VMA的最小值放宽到16.5%。
1

2

3

n
组合配合比设计
测定和计算
• 粗集料的平均毛体积相对密度γCA
• 将每个合成级配中小于4.75mm的集料筛除，测定4.75mm以上的粗集料
的混合毛体积相对密度γCA
CA
P 1 P 2 P 3 ... P n P P P P 3 1 2 ... n
1
国外
组合背景
动画与组合形状与文本
组合配合比设计

SMA-13配合比设计

纤维的分类
◆有机合成纤维有机合成纤维有聚丙烯腈纶纤维和聚酯纤维等品种。 ◆矿物纤维矿物纤维有由玄武岩等矿物质在高温下熔融抽丝而成。矿物纤维强度高、布耐腐蚀、耐高温、不燃烧，与沥青的黏附性好，但其抗折性差。 ◆玻璃纤维是由熔化的玻璃以极快的速度抽拉制成（很少在路面上使用）。 ◆石棉纤维是一种结晶硅酯盐矿物纤维，以包含数百根单丝纤维的纤维束的形状存在。耐腐蚀、耐高温，但易脆断。有很大的比表面积，且有很大吸附性，由于对人体有害，现有禁止使用。
针入度25℃
延度5℃≮ 软化点≮
0.1mm
cm ℃
>100
50 45
80-100
40 50
60-80
30 55
40-60
20 60
56
55.4 76.9
密度
弹性恢复≮
-% 55
实测记录
60 RTFOT 65 75
1.020
76
质量变化≯ 针入度比25℃≮ 延度5℃≮
% % cm 50 30 55 25
实测值
技术指标
单位
技术要求
2.364.75m m
0.2 2.959 2.841 ---
4.759.5m m
0.2 2.956 2.852 -5级
9.513.2m m
0.1 2.969 2.862 4.7 5级

SMA-13S沥青混凝土配合比设计

油石比（％）
粗集料比例PCA （％）
最大理毛体积相空隙率
论相对对密度γ Vv
密度γt f
（％）
矿料间隙率VMA （％）
有效沥青饱和度 VFA （％）
级配A
级配B
级配C
规范要求
/
由表2和表3可知，级配B是最佳设计级配。
6 69.4 2.538
2.43
4.3
18.3
76.7
6 72.5 2.549 源自文库.445
上限中值
下限
通过百分率（%）
100.0 87.5
58.4 27.5
21.9
18.6
100.0 86.3
54.8 24.4
19.2
16.7
100
100
75
32
27
24
100
95
62.5
27
21.5
19
100
90
50
22
16
14
100
上限
90
80
下限
70
级配A（30:45:15:10）
60
50
级配B（41:36:13:10）
计算结果如表 1，级配曲线见
材料名称
1#（9.5 － 2# （4.75 － 4#（0－ 2.36mm 矿粉级配A （30:45 :15:10

SMA-13配合比设计

精品课件
43
四、SMA施工过程中注意的问题
1、施工温度 2、拌和工艺 2、碾压工艺 3、木质纤维素产量控制 4、沥青用量控制 5、厚度控制
精品课件
44
施工温度控制
精品课件
45
拌和工艺
精品课件
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碾压工艺
精品课件
47
SMA路面控制指标
精品课件
48
精品课件
49
精品课件
41
（八）车辙试验参数
CSM01合同段工地试验室、主要是车辙数值偏大，产生上述原因的有：
试件的保温温度是否准确、保温时间是否足够、试验温度是否准确。
精品课件
42
（九）试验有待提高的内容
个别工地试验室和人员素质有待提高。从比对试验中暴露出的问题反映出部分机构和人员在环境状况、仪器设备管理、对试验规程的理解、现场操作、数据计算等方面的能力和水平尚需提高，个别试验室存在试验数据填写错误（没有注意表格中的单位），部分参数没有做等问题。
2015年组织高建局所管项目进行SMA配合比设计比对试验时出现多个单位、多个级配的相关指标出现较大偏离。
精品课件
23
精品课件
24
0-2.36mm毛
体积相对密度、吸水率要参与
相关计算
精品课件
25
影响试验结果的因素有试验过程中试验室温度，试验用水温度，擦拭集料用抹布的干湿程度，电子天平的精确程度和稳定性等。饱水时间是否足够，水面在集料以上的高度是否符

SMA-13沥青混凝土配合比设计方法方案

1.适用范围

本方法适用于密级配沥青混凝土及沥青稳定碎石混合料。

2.试验目的

沥青路面上面层由于直接承受车轮荷载及自然因素作用,对行车舒适、安全、美观都有极高的要求；SMA路面具有良好的高温稳定性、高温抗车辙、低温开裂、疲劳开裂、抗水损害、抗老化等性能，同时还具备抗滑、降噪、改善雨天路面明视度等优异的面层特性。

3.试验依据

《公路沥青路面施工技术规范》、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》、《公路集料试验规程》。

4.检验人员

检验人员均为持证上岗人员。

5.试验设备

马歇尔试件击实仪、智能沥青混合料拌和机、燃烧法沥青含量试验仪、电液式轮碾成型机、全自动车辙试验仪、马歇尔稳定度测定仪、电热鼓风干燥箱、标准恒温水浴、沥青混凝土集料筛等。

6.配合比设计概论

6.1对于配合比设计的各种材料按《公路沥青路面施工技术规范》附录B规定选择，其质量必须符合本规范第四章规定的技术要求。

6.2热拌沥青混合料的配合比设计应通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段，确定沥青混合料的品种及配

合比、矿料级配、最佳沥青用量。

6.3热拌沥青混合料的目标配合比设计宜按照图B.1.3的框图的步骤进行。

7.设计初试级配

7.1 SMA路面的工程设计级配范围宜直接采用表5.3.2规定的级配范围。公称最大粒径等于或小于9.5mm的SMA混合料，以2.36mm 作为粗集料骨架的分界筛孔，公称最大粒径等于或大于13.2mm的SMA 混合料以4.75mm作为粗集料骨架的分界筛孔。

7.2 在工程设计级配范围内，调整各种矿料的比例设计3组不同粗细的初级试配，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％左右如图。

SMA-13沥青混合料配合比设计报告

. . .

严谨求实科学管理精益求精质量至上

编号:LQHHL-2010-003 试验报告

样品名称：SMA-13沥青混合料目标配合比设计

检验类别：委托试验

委托单位: 路桥建设贵都高速路面合同项目经理部

试验单位: 省交通建设质量监督试验检测中心

批准日期：2010年7月15日

地址:省市芙蓉中路三段472# 邮政编码:410015 :03 传真:03

省交通建设质量监督试验检测中心

试验报告

主检: 审核：审批：

省交通建设质量监督试验检测中心

试验报告

主检: 审核：审批：

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，工程级配围采用《公路沥青路面施工技术规（JTG F40-2004）》中的SMA-13级配围。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生产的玄武岩碎石。

（2）细集料：清镇市万隆达矿产开发生产的石灰石机制砂。

（3）沥青：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：贵定海螺盘江水泥生产的32.5级普通硅酸盐水泥。

（6）纤维：优尼克工程纤维生产的絮状木质素纤维，用量为混合料质量的3‰。

3．按规要求，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（JTG F40-2004）》之规定。

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

SMA-13沥青混凝土范例

江苏省交通科学研究院股份有限公司甬台温高速2011年度路面养护专项工程沥青路面技术服务组文件

甬台温技字[2011]05号

编制：复核：审核：

浙江甬台温高速公路2011年度路面养护专项工程

技术服务周报第五期（7月10日~8月1日）

一.阶段工作内容

1、完成试验段SMA13的目标配合比工作；

2、完成试验段SMA13的生产配合比工作。

二.具体工作情况

一、SMA13目标配合比

SBS改性沥青混合料SMA-13目标配合比设计结果各矿料用量比例如表2-1所示，对应的合成级配及体积指标具体结果分别见表2-2、表2-3，各项指标均满足要求。

表2-1 目标配合比各矿料比例

级配规格

下列各种材料所占比例（%）

油石比

(%) 10-16

（mm）

5-10

（mm）

3-5

（mm）

0-3

（mm）

矿粉消石灰纤维

目标级配46.0 28.0 6.5 9.5 9.0 1.0 0.3% 6.1

表2-2 目标配合比设计级配

级配筛网

集料级配，下列筛孔（mm）的通过率（%）

16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075

目标级配100.0 92.7 59.4 27.7 19.5 16.6 14.4 12.8 11.9 10.1

表2-3 最佳油石比下马歇尔试验结果

油石比（%）

毛体积

相对密度

计算理论

相对密度

空隙率

（%）

VMA

(%)

VFA

(%)

VCAmix

(%)

稳定度

（kN）

流值

（0.1mm）

6.1 2.470 2.562 3.6 16.4 78.2 3

7.48 10.59 31.58 要求

3-4.5

SMA-13配合比设计讲解

四、沥青
在SMA混合料中一般使用改性沥青，能更好提高高温抗车辙能力。相对普通重交通石油沥青，使用改性沥青后FL要增大，VMA、VFA都增大，使空隙率变小。在此例中采用四川天龙沥青有限公司提供的SBS改性沥青。
沥青技术要求（JTG F40-2004）
指标单位 I-A I-B I-C I-D 实测
针入度25℃
延度5℃≮ 软化点≮
0.1mm
cm ℃
>100
50 45
80-100
40 50
60-80
30 55
40-60
20 60
56
55.4 76.9
密度
弹性恢复≮
wk.baidu.com
-% 55
实测记录
60 RTFOT 65 75
1.020
76
质量变化≯ 针入度比25℃≮ 延度5℃≮
% % cm 50 30 55 25
木质纤维素的质量要求（JTG F40-2004 ）
项目纤维长度，不大于灰分含量 pH值吸油率含水率（以质量计），不大于单位 Mm % --% 指标 6 18±5 7.5±1.0 试验方法水溶液用显微镜观测高温590~600℃燃烧后测定残留物水溶液用pH试纸或pH计测定
纤维的质量的用煤油浸泡后放在筛上经 5倍振后称重 5 105℃烘箱烘2h后冷却称量

SMA-13配合比设计

检验报告

样品名称：SMA-13配合比设计

委托单位：

工程名称:

报告日期：

检测编号：

******************检测有限公司

检测报告第1页，共6页

1.1沥青材料

SMA-13采用SBS改性沥青。其主要实测性能指标如表1:

表1 SBS改性沥青的基本性能

1.2集料筛分

SMA-13混合料的集料采用洁净、干燥、表面粗糙的破碎卵石。破碎卵石规格有：3-5、5-15，细集料采用0-3机制砂，矿粉采用细磨石灰石石粉。各种集料的颗粒组成见表2:

1.3集料性能

实测上述集料的各种性能见表3：

表3 各种集料的实测性能

2.1级配及配合比

根据级配要求，由表2中各种集料的颗粒组成设计出矿料合成级配见表4：

表4 SMA-13合成级配计算表

表5 不同粗集料用量时沥青混合料马歇尔试件的结构参数

级配编号油石比 (%) 4.75m m 通过率(%) 捣实状态下的

粗集料间隙率

VCA DRC (%)

理论相对

密度

毛体积相对密度混合料粗集

料间隙率

VCA mix (%)

空隙率

VV(%)

矿料间

隙率 VMA(%)

沥青饱

和度

VFA(%)

稳定度

(k N)

流值(mm)

1 6.3 27.0 38.4 2.464 2.376 35.8 3.6 17.

2 79.2 8.27 3.5 2 6.

3 24.0 37.9 2.465 2.362 33.5 4.2 17.7 76.5 8.51 3.6 3

6.3

30.0

39.0

2.464 2.392 38.0

2.9

16.7

82.4 7.95

3.2

技术指标

≤VCA DRC 3～4

≥17.0 75～85 ≥8.0 2～4

SMA-13沥青混合料目标配合比设计

严谨求实科学管理精益求精质量至上

编号: 试验报告

样品名称：SMA-13沥青混合料目标配合比设计

检验类别：委托试验

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

主检: 审核：审批：

XX 省交通建设质量监督试验检测中心

试

验报告

主检: 审核：审批：

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

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．按规范要求，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。

SMA-13沥青混合料配合比设计

２３细集料．
表４３种级配混合料马歇尔试验成果分析
击实次数（：５次双面）７￣２计算最毛体积沥青试件击实温１Ｏ度：７ ℃
图１合成级配
用于沥青玛蹄脂碎石混合料的细集料使用坚硬的机制砂，制砂采用专用的细料破碎机生产制造，机本工程采用的是石灰岩机制砂。
ＫｅｒｓＳＭＡ－ｙｗｏｄ：１３；ｍｉｔｅｐｒｐｔｏｘｕｒｏｏｒｉｎ；ｄｅｉｓｇｎ
ＳＭＡ是一种以沥青、维稳定剂、粉及少量纤矿
细集料组成的沥青玛蹄酯填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料。因其抗滑、车辙性能抗良好，高速公路、交通道路、场跑道及桥面铺在重机
表２粗集料质量指标
３目标配合比设计
３１集料级配设计．
级配对ＳＭＡ沥青混合料的密度、隙率、空矿料间隙率等体积指标以及ＳＭＡ力学性能有较大的影响。因此，级配选择是ＳＭＡ沥青混合料配合比设计的关键。根据原材料筛分结果，出１号、调２号、

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

*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

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

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VCA DRC，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VCA DRC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

图3-1 SMA-13设计级配曲线

测试结果

*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。

SMA-13型沥青玛蹄脂碎石混合料配合比设计(成稿)

SMA-13型沥青混合料配比设计

王役民

（东煤沈阳测试中心辽宁沈阳110016）

摘要本文结合山东高刑高速高唐至临清段工程，在原材料试验的基础上，进行了SMA-13型沥青碎石混合料配合比设计，经过检验，配合比符合设计及规范要求，同时提出在配合比设计过程中应该注意的几个问题。

关键词沥青玛蹄脂碎石配合比集料油石比级配

0 引言

沥青玛蹄脂碎石（SMA）是由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的一种沥青混合料。具有三高一低（粗集料含量高、矿粉含量高、沥青含量高、细集料含量低）、掺纤维增强剂的组成特点。粗骨料在混合料中的颗粒面与面直接接触、相互嵌锁构成的骨架直接承受荷载作用，这种骨架对温度敏感性小，可有效地提高路面的耐久性，增强路用性能。从实践效果看，SMA路面表面粗糙，具有优良的抗车辙和抗滑性能，高温稳定性和低温抗裂性好，水稳定性和耐久性较强。

SMA混合料配合比的好坏是影响路面质量的关键。本文结合山东省高刑高速高唐至临清段路面工程上面层采用SMA-13型沥青碎石路面，对SMA-13型沥青碎石混合料在配合比设计中应该注意的几个问题进行试验研究，谨供同仁参考。

1 原材料

1.1 粗集料

粗集料应选用质地坚硬、表面粗糙、形状接近立方体的玄武岩碎石，以便充分发挥粗集料的嵌挤作用。本工程采用玄武岩碎石的规格为：5-10mm,10-15mm。试验项目及结果见表1.

从表1中关于高速公路沥青路面表面层使用粗集料质量的技术要求。

注意问题：

①.SMA用的粗集料不得采用颚式破碎机加工。