沥青混合料目标配合比设计(SMA-13).
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：SBS5.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。
表4 三种级配的设计组成结果表5 VCADRC测试结果表6 初试级配的体积分析注：对于高温稳定性要求较高的重交通或炎热地区，VFA可以放宽到70%。
由表5和表6得出三种级配中只有级配B满足要求，本次设计选取级配B为设计级配。
图1 SMA-13级配曲线3．马歇尔稳定度试验按比例称取矿料配制级配B，调整3个不同的油石比，制做马歇尔试件，进行马歇尔稳定度试验，试验结果列于表7。
SMA-13配合比设计
VCAmix
SMA混合料设计步骤
①SMA材料选择； ②确定具有良好嵌挤的矿料级配； ③确认所选级配的最小VMA及最小沥青用量； ④确定最佳沥青用量，确认混合料的空隙率； ⑤评价SMA的性能；
SMA混合料配合比设计过程问题与调整方案
SMA混合料设计过程中，往往会出现某些指标不能满足要求的情况，就需要对原设计进 行必要的调整，重新进行试验和设计。下表是就SMA混合料设计中出现的问题提出的调 整方法。
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
在沥青混合料的矿粉必 须采用石灰岩或岩浆岩 中的强基性岩石等憎水 性石料经磨细得到的矿 粉，原石料中的泥土杂 质应除净。矿粉应干 燥、洁净。
矿粉产地：崇州怀远 指标 表观 密度 含水量 外观 亲水 系数 加热 安定性 塑性 指数 单位 t/m2 % ---% 技术 要求 ≮ ≯ 无团粒 结块 <1 实测 记录 <4 实测值 2.667 0.2 无团粒 结块 0.7 无明显 颜色变化
沥青玛蹄脂碎石混合料组成
Asphalt bitumen
SMA的组成特点
1 、SMA是一种间断级配的沥青混合料。
2、粗集料多，细集料少，矿粉用量多，同时使用纤维作为稳定剂。
3、沥青结合料用量多，粘结性要求高，希望针入度小，软化点 高，温度稳定性好的沥青，最好采用改性沥青，以改善高低温变 形性能及与矿料的粘附性。
SMA-13S沥青混凝土配合比设计
粗集料 比例PCA （％）
稳定度 （kN）
流值 （0.1mm ）
最大理 论相对 密度γt
毛体积相 对密度γ f
空隙率Vv （％）
级配B
5.9 69.4 7.84
24.3 2.544 2.443
4.0
规范要 求
/
6.2
6.5 /
72.5 7.71
26.1 2.534
75.6 8.03
28.1 2.524
VCAmin （％）
41.9
×
39.3
√
39.8 ≤VCADRC
矿料间 隙率VMA （％）
有效沥 青饱和 度VFA （％）
VCAmin （％）
17.8 77.7 41.5
×
17.9 80.6 39.0
√
18.0 83.7 36.3
≥17
75~85 ≤VCADRC
4.1
17.1
76.2
6 75.6 2.526 2.305
8.7
21.9
60.1
/
/
/
3~4.5 ≥17
75~85
3、马歇 尔稳定 度试验 按设计 级配B称 取矿 料，采 用三种 油石 比，采 用双面 击实75 次成型 马歇尔 试件， 进行马 歇尔稳
级配类 型
表4 沥青 混合料马歇 尔试验结果
油石比 （％）
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
/
SMA-13沥青混凝土配合比设计方法方案
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。
7.3 按照《公路沥青路面施工技术规范》附录B的方法计算初试级配的矿料的合成毛体积相对密度、合成表观相对密度、有效相对密度。
其中各种集料的毛体积相对密度、表观相对密度试验方法按照附录B的规定进行。
钢渣SMA-13型沥青混合配合比设计及路用性能研究
钢渣SMA-13型沥青混合配合比设计及路用性能研究一、引言公路建设对于国家经济和社会的发展具有至关重要的作用。
在道路建设中，沥青混合料作为常用路面材料，在道路的使用过程中所遭受的高强度和高频次的载荷，磨损，风雨侵蚀，易受到破坏。
因此，有效的沥青混合料设计及使用对于公路交通建设的长远发展必不可少。
钢渣SMA-13型沥青混合配合比设计及路用性能研究，旨在通过对钢渣SMA-13型沥青混合料的配合比、制备工艺和使用性能等方面进行研究，为我国公路建设提供更加可靠、环保的路面材料。
二、配合比设计2.1 原材料选择工程中选用的原材料及标号分别为：钢渣（G）、石筛石25-31.5mm（CA）、石子16-19mm（FA）、石灰石粉（L）、SBS改性沥青（SBS）和沥青（AC-20）。
2.2 配合比设计流程根据配合比设计原则，首先根据设计要求确定各成分的质量比例和混合料总配合量，进而考虑混合料强度、适应性以及稳定性等因素确定混合比。
经过反复试验，确定了钢渣SMA-13型沥青混合料的最佳配合比为：G：CA：FA：L：SBS：AC-20=21.2%：35.1%：23.4%：7.5%：9.2%：3.6%。
混合料总配合量为1850kg/m3。
三、制备工艺3.1 材料的预处理将钢渣经过筛分，取其20-40目部分作为配合料。
石灰石粉需要经过干燥处理，以降低水分含量。
石子和石筛石需要清洗并干燥。
3.2 沥青混合料制备将CA、FA、L混合均匀，再与G、SBS混合拌和，最后加入热沥青拌和。
制备过程中混合料的温度控制在150℃-170℃左右。
拌和后还需通过振动致密机器进行致密处理，以保证混合料的稳定性和适应性。
四、路用性能研究4.1 拉伸性能测试在20℃的环境下，使用拉伸试验机对混合料进行拉伸测试，并测量混合料的抗拉强度。
试验结果表明，该混合料的抗拉强度达到了9.8MPa左右，表明混合料的抗拉性能较好。
4.2 耐水、耐热性能测试在60℃恒温水槽中，使用夹心试验方法对混合料进行耐水性能测试；在140℃恒温箱中，使用热空气对混合料进行耐热性能测试。
十天高速上面层SMA-13沥青混合料目标配合比设计
【 ｓ ｒ ｃ Ｂ ｓ ｄｏ ｈ ｒｊｃ ｆＨ ｎ ｈ ｎ — ｕ ｙ ｎ ｅ ｔ ｎｏ ｈｔ ｎＥ ｐｅ ｓ ｙ ｈ ａｇ ｔｍｉ ｐｏ ｏｔ ｎ Ａｂ ｔａ ｔ】 ａ ｅ ｎｔ ｅｐｏｅ ｔ ａ ｚ ｏ ｇ Ｌ ｅ ａ ｇｓ ｃｉ ｆ ｉａ ｘ ｒ ｓ ｗａ ，ｔ ｅｔｒｅ ｘ ｒｐ ｒｏ ｏ ｏ Ｓ ｉ ｉ
Ｔａ ｇ ｔＭ ｉ ｏ ｒ ｅ ｘ Ｐｒ ｐｏｒ ｉ ｓ ｇ ｆＳ Ａ－１ ｐｈａ ｔＭ ｉ ｔ ｅ ｆ ｔｏｎ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ Ｍ Ａｓ ３ ｌ ｘ ｕｒ ｏｒＵｐｐｅ ｙｅ ｆ ｒ Ｌａ ｒ ｏ
Ｓ ｔａ ｐｒ ｓ ｗ ａ ｈｉｉ ｎ Ｅｘ ｅ ｓ ｙ
速 ８ ～１ ０ ｋ ｈ ０ ０ ｍ・ ～。汉 中一 略 阳 段 北 界 秦 岭 山 脉 ， 界 大 巴 南
２ 目标 配 合 比 设 计
２ １ 原 材 料 选 用 ．
山 ，属 亚 热 带 气 候 ：年 均 气 温 ｌ ， 多 年 平 均 降 水 量 在 ４
７０ ０ ０ ￣１７ ０ ｍｍ之 间
施
ｔ ｕ ｆ ｎ ｅ ｈ ｏｏ Ｃｏ ｓ ｕ ｔ ｎＭ ａ ｈｎ ｒ ｎ ｔ ｃｉ ｒ ｏ ｃ ｉｅｙ Ｃ ｏｎ ｓｒ ｃ ｏ Ｔ ｃ ｎ ｌｇｙ ｉ
机 ＆械 ＆施
工
技术
● ■ ＣＭ一 Ｒ Ｍ■ ■ ■■－■
十 天 高 速 上 面 层 ＳＭＡ一 沥 青 混 合 料 目 １ ３ 标 配 合 比 设 计
【 键 词 】 青 混 合料 ； 合 比 ； 计 ； 能 关 沥 配 设 性
【 ｅ ｒ ｓ】 ｓ ｈ ｌｍｉ ｕｅ ｍｉ ｐｏ ｏｔ ｎ ｄ ｓ ｎ ｐ ｒ ｒ ｎ ｅ Ｋ ｙｗｏ ｄ ａ ｐ ａｔ ｘ ｒ； ｘ ｒ ｐ ｒｉ ； ｅ ｉ ； ｅｆ ｍａ ｃ ｔ ｏ ｇ ｏ
SMA-13配合比设计讲解
SMA混合料配合比设计
SMA混合料配合比设计原则
• 1．SMA 混合料遵守目标 配合比，生产配合比， 生产配合比验证三个阶 段。 • 2．SMA的配合比设计采 用马歇尔试件体积法。 即必须具有互相嵌挤紧 密的粗集料骨架，试件 的空隙必须在要求的范 围内，各体积指标如图。
空隙率
VV VMA
VA
沥青 细集料、填 料、纤维 粗集料
检查试验结果的正确性；
降低4.75mm的通过率； 增加纤维稳定剂的用量 改变纤维稳定剂的品种
析漏率太高
纤维稳定剂不足
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
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
★本试验采用上海能高实业的松散木质纤维。
木质纤维的试验检测方法
• 1、灰分含量 • 用高温燃烧后的残留灰份表示。取2~3g试样，在不少于2h的 时间内加热到590~600℃，冷却后称取残留物的质量。 • 2、pH值 • 试验时取5g纤维加在100ml水中，保持30min后测定。 • 3、吸油试验 • 称量5g纤维，使之浸入矿物油中，不少于5min，取出后称取 吸透油分的纤维质量，将其放入一个由筛网做成的小滤勺中， 滤网的孔径为0.5mm，在摇筛机上摇振10min（每分钟摇动 221次，幅度32mm，振147次/min，振幅13mm）。称量摇筛后 吸油纤维的质量，计算纤维吸油量与纤维自重的比值，即为 纤维的吸油率，单位g/g。
SMA-13沥青混合料配合比设计
Ｏ ４
１ ２
ｌ ０
—
—
—
—
—
颗 粒 含量 ＜ ９ ５ｍｍ ／ ． 水 洗 法 ＜ ０ ０ ５ｒｒ ． ７ ｎｎ
颗粒含量 ／
～
翮
＿ ＇
＇
＿
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１ 号
卜
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’ 一 ］ 寝…
＿ ＾
一
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石料压碎值 ／
洛杉矶磨耗值 ／
１ ． ２２
ｌ ． ３４
３ ３ 级 配 （ 图 １ 进 行 比 较 ， ４ ７ 号 种 见 ） 其 ． ５ｍｍ 通 过
率 分别 为 ４ 、７ 、３ ， ３种 级 配混 合 料 进行 ４ ３ ３ 对
吸水 率 ／
表 观 相对 密 度 针 片状 ＞ ９ ５ｍｍ ／ ．
设 置 朴 里 服 务 区 ， 止 点 桩 号 为 Ｋ４ ７＋ ５ ０～ 起 ０ ０ Ｋ４ ３ ６ ７ ８ １ 全 长 ２ ． ３ ｍ， 工 结 构 为新 旧 ３＋ ３． ９ ， ６ １ ９ｋ 施
由表 １ 可见，Ｂ Ｓ Ｓ成品改性沥青 的各项技术指
标 符 合 《 路 沥 青 路 面 施 工 技 术 规 范 ）ＴＧ Ｆ ０ 公 ） ４— Ｊ ２０ ０ ４中聚合 物改 性沥青 的技术 要 求 ， 以在 该 工 程 可 中使 用 。
２ ４ 填 料 ．
用 于沥青 混合 料 的矿 粉必须 采 用石 灰岩 或岩 浆 岩 中的强 基 性 岩 石 等 憎 水 性 石 料 经 磨 细 得 到 的 矿
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沥青SMA 混合料配合比设计（SMA-13）
一、基本情况
杭浦高速公路，拟采用改性沥青SMA-13作为面层。
原材料产地如下：
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．《高速公路沥青路面规范化施工与质量管理指导意见》 5．《杭浦高速公路道路养护工程招标文件》 三、设计过程 1、原材料
本次室内目标配合比设计所用集料产地为湖州西园坞（辉绿岩）和闲林（石灰岩），沥青采用韩国SK 生产的SBS-改性沥青，外加剂为木质素纤维，密度为0.6g/cm 3表1 集料及沥青密度试验结果
，掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%，试验所用原材料均由委托方提供。
各档集料、矿粉及SBS 改性沥青的密度试验结果见表1。
各档集料及矿粉的筛分结果见表2。
表2 各种矿料的筛分结果
2、混合料级配
根据委托要求，SMA-13型沥青混合料工程设计级配范围见表3。
表3 SMA-13沥青混合料工程设计级配范围
3、矿料配合比设计计算
根据各档集料的筛分结果，结合混合料级配要求，首先调试选出粗、中、细三个级配，根据工程经验确定三个级配的初始油石比为6.2％，然后用初始油石比成型试件。
表4为三种级配的设计组成结果，表5为初试级配的体积分析结果。
表4 三种级配的设计组成结果
）的质量百分率（%）
1.18 0.6 0.3 0.15 0.075
表5 初试级配的沥青混合料性能指标分析结果
根据各组级配体积指标结果分析，结合以往工程经验选择级配3为设计级配，级配曲线见图1所示。
0.075 0.15 0.3 0.6 1.18 2.36 4.75 9.5 13.2 16
1.000 1.500
2.000 2.500
3.000
筛孔尺寸(mm)
图1 SMA-13设计级配曲线图
4、马歇尔稳定度试验
按设计的矿料比例配料，采用三种油石比，进行马歇尔稳定度试验，试验结果见表6，设计级配合成毛体积相对密度2.705，级配合成表观相对密度2.751。
根据以下数据并确定最佳油石比为6.2%。
表6 SMA-13设计配合比马歇尔稳定度试验结果
5、沥青混合料性能验证试验
对所设计的沥青混合料进行最佳油石比下的浸水马歇尔试验、冻融劈裂残留强度比、动稳定度、谢伦堡析漏、肯塔堡飞散试验来检验设计沥青混合料的各项性能，试验结果见表7～表10。
表7 最佳油石比下的各性能指标检验
表8 最佳油石比下的浸水马歇尔检验
残留稳定度S 0要求（%）
（%） 86.0
≥80
表9 最佳油石比下的冻融劈裂检验
TSR （%） 要求（%） 93.5
≥80
表10 最佳油石比下的车辙检验
四、设计结果
采用委托方提供的原材料，对杭浦和北接线高速公路道路养护工程SMA-13沥青混合
料进行目标配合比设计，设计结果如表11~表12所示。
表11 各档矿料比例及油石比
表12 最佳油石比、密度及空隙率
五、结论
通过混合料级配调试和相关验证试验表明：本次设计的杭浦高速公路道路养护工程SMA-13沥青混合料各项体积指标、水稳定性能、高温性能均满足要求，可用于指导工程SMA-13沥青混合料生产配合比调试。