配合比设计报告(SMA)

目标配合比报告

工程名称：沈阳沈北新区尚小桥钢桥面铺装

设计内容：改性沥青SMA-10目标配合比设计委托单位：重庆东道鹏方路桥工程有限公司

重庆鹏方路面工程技术研究有限公司

重庆鹏方路面工程技术研究有限公司

目标配合比报告

配合比结论各矿料所占质量比：（8-12玄武岩）：（5-8玄武岩）：（3-5玄武岩）：（0-3玄武岩）：石灰石矿粉=15：51：8：13：13；采用6.0%的油石比（即5.7%的沥青含量）；添加占混合料质量5‰的矿物纤维。

签发日期：2008年9月17日

备注仅对来样检测数据负责。

批准：审核：设计：

一、概述

受重庆东道鹏方路桥工程有限公司委托，重庆鹏方路面工程技术有限公司对沈阳沈北新区尚小桥钢桥面铺装沥青混凝土面层SMA-10型沥青混合料进行目标配合比设计，对设计的混合料进行了性能检验。

二、设计依据

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》（JTJ052-2000）；

4、《钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》。

三、设计过程

1. 原材料

本次配合比设计所用集料和填料均由委托单位提供；胶结料为SK(天津)公司生产的高弹改性沥青；纤维采用玄武岩矿物纤维。

（1）高弹改性沥青

根据要求，对高弹改性沥青进行了相关性能指标检测，检测结果及性能指标如表3-1所示。

表3-1 高弹改性沥青指标检测结果

（2）集料、填料

本项目采用的集料分为三档：1＃（玄武岩8~12mm）、2＃（玄武岩5~8mm）、3#（玄武岩3~5mm）和4＃（石灰石0~3mm），填料为石灰石矿粉。按试验规程规定的方法，对集料进行了筛分和相关指标的性能检测，筛分结果如表3-2所示，其它性能检测结果如表3-3所示。

表3-2 集料筛分结果

表3-3 集料指标检测结果

（3）纤维

应用于沥青混合料的纤维主要有三类:矿物纤维、植物纤维和合成纤维，这三类纤维在沥青中都是不溶的，因此纤维在沥青中是以分散相存在，对沥青组分的化学性质无影响，其作用相当于原沥青中的沥青质。本项目在进行配合比设计过程中均采用矿物纤维。

2. 混合料级配要求

根据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F—2004）的规定，SMA-10型沥青混合料级配要求见表3-4。

表3-4 SMA-10型沥青混合料级配要求

3. 矿料级配选择及确定

级配选择采用如下原则：

（1）级配范围不超出SMA-10型沥青混合料级配要求；

（2）级配曲线关键尺寸通过率尽量靠近级配中值；

根据以上原则和经验值，采用三个比选级配，沥青用量根据实际工程经验暂定为油石比6.0％，通过空隙率和矿料间隙率（VMA）来选择级配。根据改性沥青SMA 的拌和经验，采用170℃拌合温度拌制混合料，在混合料拌和过程中添加5‰（与混合料质量相比）的矿物纤维，成型马歇尔试件，并测其空隙率，结果如表3-5所示。

表3-5 SMA-10型沥青混合料级配

根据表3-5中的结果，在油石比相同的情况下，级配1和级配3的孔隙率均不满足规范要求，级配2的空隙率为3.1%靠近下限值（规范要求孔隙率为3%~4%）；从VMA的数据来看，级配2靠近下限值，而级配1和级配3则太大。根据以上数据及工程实际经验对级配进行调整，调整之后的合成级配见表3-6，级配曲线见图3-1。

表3-6 SMA-10型沥青混合料调整级配

其中各矿料所占质量比为：

（8-12玄武岩）：（5-8玄武岩）：（3-5玄武岩）：（0-3玄武岩）：石灰石矿粉=15：51：8：13：13。

图3-1 SMA-10型设计级配曲线图

调整后的集料级配，其粗集料骨架间隙率VCA

mix

为39.6%，捣实法测得粗集料骨

架间隙率VCA

DRC 为40.3%，VCA

mix

≤VCA

DRC

满足规范要求；采用调整后的级配4所拌制的

沥青混合料，其空隙率为3.4%，接近于目标范围中值。

根据上述试验结果，选择级配4作为设计级配。

4. 确定最佳油石比

按设计的SMA-10型矿料级配进行配料，选择油石比5.7%、6.0%和6.3%成型马歇尔试件，计算空隙率等体积参数，并进行马歇尔稳定度试验，结果见表3-7。

表3-7 SMA-10型设计配合比马歇尔试验

根据表3-7中的试验数据，可以知道，各种油石比混合料的马歇尔稳定度和流值均能够满足规范要求；当油石比为 6.0%时，混合料的马歇尔稳定度最大，而此时的空隙率更接近目标范围中值，且VMA也最大，因此推荐采用油石比6.0%为最佳油石比，并以此进行混合料的高温稳定性、低温稳定性、水稳定性等性能检验。

5. 混合料的性能检验

5.1高温性能检验

首先进行了最佳沥青用量下混合料的60℃动稳定度试验，以检验设计沥青混合料的高温稳定性能。试验结果见表3-8。

表3-8 动稳定度试验结果

从表中结果得知SMA-10沥青混合料的60℃高温车辙性能满足要求。

5.2低温性能检验

将SMA-10沥青混合料成型的车辙试件切割成300m m×100mm×50mm的试件进行低温（-10℃）弯曲试验，试验结果见表3-9。

表3-9 -10℃低温弯曲试验结果

从表中结果得知SMA-10沥青混合料的低温性能满足设计要求。

5.3水稳性检验

进行最佳沥青用量下的冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能，试验结果见表3-10。

表3-10 冻融劈裂试验结果

从表中结果得知SMA-10沥青混合料的水稳性能满足要求。

5.4飞散试验

对油石比为 6.0%的双面击实50次的马歇尔试验进行沥青混合料肯塔堡飞散试验，试验结果如表3-11。