SMA-13技术总结.doc

SMA-13细粒式沥青玛蹄脂碎石混合料
技术总结
一、 原材料技术要求
（一） 粗集料（玄武岩）
1、 粗集料应该洁净、干燥、表面粗糙。质量技术要求如下：
1） 石料压碎值不大于26%；
2） 洛杉矶磨耗损失不大于28%；
3） 表观相对密度不小于260t/m3;
4） 吸水率不大于2.0%；
5） 坚固性不大于12%；
6） 针片状颗粒含量（混合料）不大于15%。其中粒径大于9.5mm的颗粒含量不大于12%，粒径小于9.5mm的颗粒含量不大于18%；
7） 水洗法<0.075颗粒含量不大于1%；
8） 软石含量不大于3%。
2．粗集料的粒径规格
1）S10公称粒径10-15mm，通过19.0mm,13.2mm,9.5mm,4.75mm筛孔的质量百分率分别为100，90-100，0-15，0-5；
2）S12，公称粒径5-10mm，通过13.2mm,9.5mm,4.75mm,2.36mm筛孔的质量百分率分别为：100，90-100，0-15，0-5；
3）场地硬化，不行堆放于泥土地上。
4）粗集料与沥青的粘附性达到5级（4级以下时掺抗剥落剂）。
（二）细集料（机制砂）
1、细集料应洁净、干燥，无风化，无杂质，有适当的颗粒级配。质量要求如下：
1）表观相对密度不小于2.5t/m3;
2）含泥量不大于3%；
3）亚甲蓝值不大于25g/kg;
2、机制砂规格
S16，0-3mm，水洗法通过
4.75mm,2.36mm,1.18mm,0.6mm,0.3mm,0.15mm,0.075mm筛孔的质量百分率分别为：100，80-100，50-80，25-60，8-45，0-25，0-15。
（三）填料：
1． 矿粉必须用石灰岩等憎水性石料磨细的矿粉。
2． 回收的拌和机的粉尘不得回收使用。
（四）纤维稳定剂（木质素纤维）
1、木质素纤维质量技术要求
1）纤维长度不大于6mm；2）灰分含量18±5%；3）PH值7.5±1.0;4)吸油率≥纤维质量的5倍。5）含水率（以质量计）不大于5%；
2、纤维稳定剂应在250℃条件下不变质，不发脆，必须在混合料拌和过程中能分散均匀。
3、纤维应放于室内或有棚盖处。
4、纤维稳定剂的掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计，宜为0.3%;纤维掺加量的允许误差不超过±5%。
（五）胶结料（SBS I-D聚合物改性沥青）
SBS I-D聚合物改性沥青技术要求：
1） 针入度（25℃，100g,5s）40-60；2）延度（5℃，5cm/min）不小于20cm；3）软化点不小于60℃。
二、 SMA混合料配合比设计技术要求：
（一） SMA混合料的矿料级配范围
SMA-13细粒式沥青玛蹄脂碎石的级配范围为：通过16，13.2,9.5,4.75,2.36,1.18,0.6,0.3, 0.15,0.075mm筛孔的质量百分率分别为：
100,90-100,50-75,20-34,15-26,14-24,12-20,10-16,9-15,8-12。
（二） SMA-13混合料马歇尔试验配合比设计技术要求
1） 马歇尔试件尺寸：101.6mm×63.5mm;
2） 马歇尔试件击实次数：两面各击50次。
3） 空隙率3-4%；
4） 矿料间隙率VMA不小于17%；
5） 沥青饱和度VFA 75-85%；
6） 稳定度不小于6.0KN。
（三） 马歇尔试验的稳定度和流值不作为配合比设计或者否决的唯一指标。
三、 SMA-13混合料目标配合比设计
（一） 调整设计级配范围：
1、 配合比设计时适当减少公称最大粒径附近的粗集料用量，减少0.6mm以下部分细粉用量，形成S型级配曲线。
2、 关键性筛孔2.36mm通过率的上下限差值宜小于12%。
（二） 材料选择与准备
1、 从料场选取有代表性的矿料样品，按规范要求水筛。玄武岩石子粒径相对均匀，取料时注意上中下三层选料，用铁锨拨去表面石料。切忌用小铲取料。生产配合比调整时，上料应达到一定数量，排队钢丝绳小车内壁粉料和料仓粉料干扰，当集料粉尘较多时，应注意除尘对矿料级配影响。所取集料应在出料相对稳定条件下取料。接料时，应用装载机接料后倒于地上，选取有代表性石料，切忌在装载机铲斗内直接取料。实践证明，错误的取料方式对筛分结果影响极大。
2、 单一规格的集料某项粒径指标不合格，但不同粒径规格的材料按级配组成的集料混合料指标能符合规范要求时，允许使用。
（三） 矿料配合比设计：
1、 矿料配合比设计借助《万龙软件》进行。
2、 设计初始级配
1）SMA-13混合料设计级配范围直接采用《公路沥青路面施工技术规范》表5.3.2-3规定的矿料级配范围。
2）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4.75mm的通过率处于级配范围的中值、中值±0.3%附近，矿粉数量均为10%左右。设计合成级配不得有太多的锯齿形交错，且在0.3-0.6m范围内不出现“驼峰”。
3）根据实践经验选择适宜的沥青用量，分别制作几组级配的马歇尔试件，测定VMA，初选一组满足或接近设计要求的级配作为设计级配。
4）确定有效相对密度。由矿料的合成毛体积相对密度与合成表观相对密度计算确定。其中沥青吸收系数C值根据材料的吸水率求得。计算出材料的合成吸水率。
Rse=C×rsa+(1-c)rsb
C=0.033wx2-0.2936wx+0.9339
Wx=(1／rsb-1／rsa) ×100
式中rse:合成矿料的有效密度；
C：合成矿料的沥青吸收密度；
Wx：合成矿料吸水率；
Rsb:矿料的合成毛体积相对密度；
Rsa:矿料的合成表观相对密度。
5）测定粗集料骨架混合料的平均毛体积密度rca.
Rca=(P1+P2+…Pn)／(P1／r1+P2／r2+Pn/rn)
把每个合成级配中小于粗集料骨架分界筛孔4.75mm的集料筛除，按《公路工程集料试验规程》 T0309的规定用捣实法测定粗骨料骨架的松方毛体积相对密度rs.
6)计算各组初试级配的捣实状态下的粗集料松装间隙率Vca=(1-rs/rca) ×100.
7)预估SMA-13混合料的油石比6.1%，作为马歇尔试件的初试油石比。
8）按照选择的初试油石比6.1%和矿料级配制作SMA-13试件三组，每组4个。毛体积相对密度由表干法测定。
9）计算SMA-13混合料的最大理论相对密度。不得忽略纤维部分。
R1=(100+pa+px)/(100/rse+pa/ra+px/rx)
式中：rse:矿料有效相对密度
Pa：沥青混合料油石比%
Ra：沥青的相对密度
Px：纤维用量，%
Rx：纤维密度（供货商提供或比重瓶实测）
10）计算试件中粗集料骨架间隙率Vca min=（1-rf/rca×pca）×100
式中：pca:沥青混合料中粗集料的比例，即大于4.75mm含量%，
Rca:粗集料骨架部分的平均毛体积相对密度
Rf:沥青混合料试件的毛体积相对密度由表干法测定。
11）计算试件的空隙率、矿料间隙率，有效沥青饱和度等体积指标，取1位小数进行组成分析。
空隙率VV=（1-rf/rt）×100
矿料间隙率 VMA=（1-rf/rsb×ps）×100
有效沥青饱和度 Vfa=(VMA-VV)/VMA×100
式中：PS：各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和。
12）从三组初试级配的试验结果选择设计级配：必须符合VCAmin<及VMA>16.5%的要求。当有1组以上的级配同时符合要求时，以粗集料骨架分界集料4.75mm通过率大且VMA较大的为设计级配。
（四）确定设计沥青用量
1．根据所选设计组配和初试油石比试验的空隙率结果，调整5.8%,6.1%,6.4%三个不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标。一组4个。
2．进行稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合要求。
3．根据期望的设计空隙率3-4%，确定油石比，作为最佳油石比。
4．如初试油石比的混合料体积指标恰好符合要求，可省去该步骤，但进行一次复核。
（五）配合比设计检验
1．进行车辙试验，水稳定性检验，低温抗裂性能检验。
2．进行谢伦堡析漏试验及肯特堡飞散试验。
（六）目标配合比设计报告
1．配合比设计报告包括级配范围选择说明。材料品种选择与原材质量试验结果，矿料级配、最佳油石比以及各项体积指标、配比设计检验结果、矿料级配曲线。
四、SMA-13混合料生产配合比设计
（一）确定各热料仓的配比
1．按目标配合比的矿料级配即10-15mm碎石：5-10碎石：机制砂：矿粉=47：34：9：10控制冷料仓供料比例，试拌五锅。然后取样进行水洗法筛分，确定冷料仓进料比例。
1号仓：2号仓；3号仓：4号仓
（二）确定生产配合比的最佳沥青用量：
1．取目标配合比的最佳沥青用量6.1%，6.1±0.3%三个沥青用量，按热料仓取样的矿料掺加0.3%的木质素纤维。室内试验进行马歇尔试验和试拌，确定最佳生产配合比沥青用量。
2.最佳沥青用量与目标配合比设计的结果差值不大于0.2%。
3．确定各种原材料在SMA-13混合料中的比例
五、生产配合比验证：
1．按生产配合比结果进行拌和，从混合料中取样进行马歇尔试验。
2．从路上取芯样观察空隙率的大小，以确定生产用标准配合比。
3．标准配合比的合成级配中，包括0.075m,2.36mm,4.75mm及13.2mm粒径筛孔的通过率按近选的工程级配范围中值，并避免在0.3-0.6mm处出现“驼峰”。形成明显的“S型”曲线。
4．再次进行车辙试验和水稳性检验。
5.SMA-13混合料的频度和质量要求
1）混合料外观：随时观察集料粗细、均匀性、离析、油石比色泽，冒烟，有无花白料、油团等现象。
2）拌和温度
①逐盘检测评定沥青、集料的加热温度为160-165℃和190-220℃。
②逐车检测混合料的出厂温度170-185℃。
3）矿料级配。
①逐盘在线检测0.075mm,≤2.36mm,≥4.75mm的矿料级配为±2%，±%4，±5。
②每天1-2次，以2个试样的平均值评定0.075mm, ≤2.36mm, ≥4.75mm的筛孔的矿料级配为±2%，，±3%，，±4%。
4）油石比
①逐盘在线检测±0.3%；
②每天1-2个，以2个试样的平均值评定±0.3%。
5）马歇尔试验：空隙率，稳定度
每天1-2次，以4个试件的平均值评定：空隙率3-4%，稳定度≮6.0KN。
六、生产过程控制要点：
1、在实际生产配合比调整过程中，各料仓有相对的进料上限和进料下限。为保证不溢料和提高生产效率，各料仓不得有明显不符合实际情况的比例。生产SMA-13时，2号仓用量较少。但2号仓用量下限为8%。根据实际情况可调整原材料或者配合比，2号仓可不用。
2、将设计的目标配合比送往生产部门，作为生产配合比上料依据。上料后，重新取四个仓的石料进行筛分。筛分后重新设计生产配合比。SMA-13矿粉用量一般为10%，油石比为6.0-6.1%,实际生产油石比应根据试验调整。
3、生产调整阶段。取料应在生产稳定后即第七小车料后。取料后观察木质素纤维是否完全打开，粒拌料表面玛蹄脂是否均匀，以及是否有大量游离沥青以及未形成明显玛蹄脂沥青。取样抽提。对抽提后的集料进行筛分，重新核对配合比曲线，看实际生产混合料是否与设计曲线相符。
4、生产过程控制阶段。由于所用设备为煤粉燃烧加热，升温不均匀且容易糊料。随时测温并与操作员沟通，SMA-13出厂温度控制范围为175-185℃。生产过程中可通过目测来观察温度。粒拌料从下料后下落流畅则和易性好且温度不会太高，颗粒飞散不成整体下落则温度较高、沥青粘结性较差或者混合料离析。白烟为沥青正常出料热气，黑烟则混合料已经出现部分糊料。由于生产过程中材料洁净程度往往差别较大，注意观察粒拌料的沥青表面胶浆均匀程度。含土量较大往往会出现玛蹄脂成团、纤维成团、颗粒粘附沥青不均匀等情况，会极大增加沥青用量，需要及时调整原材料。
5．SMA-13选择的原材料为10-15玄武岩，5-10玄武岩，机制砂，矿粉。进料时注意对10-15玄武岩进行粒径控制。实际收料过程中，10-15玄武岩与10-20玄武岩极易混淆。

试验室
2012-7-22