小桥钢桥面铺装SMA-10型沥青混合料目标配合比设计报告.doc

XXXX小桥钢桥面铺装SMA-10型沥青混合料目标配合比设计报告

目标配合比报告

工程名称：XXXX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：XXXX路桥工程有限公司

XXXX路面工程技术研究有限公司
XXXX路面工程技术研究有限公司
目标配合比报告
名 称
SMA-10
委托单位
XXXX路桥工程有限公司
编 号

抽样地点

抽（到）样日期

施工部位
钢桥面铺装上面层
样品数量
5袋约250Kg
抽（送）样者

抽（送）
样基数

批（货）号
或生产日期

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》。
主 要 仪
器 设 备

针入度仪、延度仪、软化点试验仪、马歇尔击实仪、布氏旋转粘度仪、万能试验仪等。

检测项目

改性沥青（针入度、延度、软化点、弹性回复等），SMA-10沥青混合料（空隙率、VFA、VFA、马歇尔稳定度、流值、水稳性等）。

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XXXX路桥工程有限公司委托，XXXX路面工程技术有限公司对XXXX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
检验项目
检测结果
设计要求
试验方法
针入度（25℃，100g，5s），0.1mm
100.0
50～100
T0604
软化点（R＆B），℃
89.1
≥68
T0606
延度（5℃），mm
74.8
≥70
T0605
135℃粘度，Pa.s
2.19
≤3
T0625
弹性恢复，25℃，%
100.0
≥90
T0662
（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。

XXXX路面工程技术研究有限公司 第3页 共6页

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VCAmix为39.6%，捣实法测得粗集料骨架间隙率VCADRC为40.3%，VCAmix≤VCADRC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
油石比（%）
稳定度（KN）
流值
（mm）
空隙率（%）
VMA
（%）
VFA
（%）
毛体积密度（g/cm3）
计算最大密度（g/cm3）
5.7
7.7
37.3
3.7
16.73
77.9
2.531
2.628
6.0
8.7
44.7
3.4
16.88
79.7
2.526
2.616
6.3
7.2
45.2
3.0
16.87
82.2
2.527
2.605
要求
≥6.0
20～50
3.0～4.0
≥16.5
75～85
/
/
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
混合料类型
试验温度（℃）
试验结果（次/mm）
要求（次/mm）
试验方法
SMA10
60
5228
≥3000
JTJ 052-2000 T0719
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300mm×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
试验项目
试验温度
试验结果
要求
试验方法
弯曲极限应变
-10℃
14.2
≥8×10-3
JTJ 052-2000 T0715
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
混合料类型
非条件
条件
劈裂强度比（%）
要求(%)
空隙率（%）
非条件冻融劈裂强度（MPa）
空隙率（%）
条件冻融劈裂强度(MPa)
SMA-10
4.0
0.43
4.5
0.44
96
80
4.6
0.42
4.2
0.41
4.2
0.46
4.9
0.40
4.2
0.44
4.1
0.42
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。
表3-11 飞散试验结果
试验项目
试验结果
要求
试验方法
肯塔堡飞散试验
1.3%
≤15%
JTJ 052-2000 T0733
从表中结果得知SMA10沥青混合料的肯塔堡飞散试验结果满足要求。
5.5析漏试验
对油石比为6.0%的混合料在拌和温度（170℃）下保温60分钟后试验，结果如表3-12。
表3-12 析漏试验结果
试验项目
试验结果
要求
试验方法
谢伦堡析漏试验
0.08%
≤0.1%
JTJ 052-2000 T0732
从表中结果得知SMA10沥青混合料的谢伦堡析漏试验结果满足要求。
四、设计结论
根据对委托单位提供原材料的检测结果、混合料配合比设计及其性能检验结果，最终确定采用表3-13所示配合比。
表3-13 配比设计结果
矿料粒径
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
合成级配
100.0
94.4
39. 5
28.5
23.1
19.9
17.6
14.6
11.2
其中掺入混合料质量的5‰的矿物纤维，采用6.0%的油石比（即5.7%的沥青含量）。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。