SMA-13生产配合比

路面工程

沥青混凝土上面层

(SMA-13)

生产配合比设计报告

项目名称:开息高速公路KXLM合同段 施工单位:贵州省公路工程集团有限公司

监理单位:重庆市交通工程监理咨询有限责任公司

沥青混凝土上面层SMA-13生产配合比设计

一、设计依据 1、《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004 2、《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-2008 3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》JTG E20-2011 4、《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005 5、《公路土工试验规程》JTG E40-2007

6、《公路工程质量检验评定标准》JTG F80/1-2004 7、《两阶段施工图设计》路面专册

二、原材料 1、沥青为贵州塔里木有限公司生产的SBS改性沥青，沥青的三大指标如下：

沥青的主要技术性质试验结果 表一 试验项目 针入度（0.1mm）（25℃、100g、5s） 延度（5℃、5cm/min） (cm) 软化点（℃）（环球法） 与矿料的粘附性 相对密度 规范要求 40~60 ＞20 ≥60 ≥5级 实测 试验结果 31 5级 2、细集料

采用中心料场生产的砂（0-3mm）、碎石（3-5mm）, 3、粗集料

采用息烽永胜玄武岩路料有限公司生产的玄武岩(5-10mm)、玄武岩（10-15mm）， 4、填料

采用贵州省清镇市川江建材有限公司生产的矿粉，纤维是由上海葵非国际贸易有限公司代理的德国进口CFF路用木质纤维（用量为矿料总质量的%），以上材料的各项试验结果见表二、表三、表四、表五、表六。

SMA-13型沥青砼上面层粗集料试验结果 表二 指标 级配 碎石（3-5mm） 密度 玄武岩（5-10mm） 玄武岩（10-15mm） 碎石（3-5mm） 吸水率（％） 玄武岩（5-10mm） 玄武岩（10-15mm） 玄武岩（） 碎石（3-5mm） 水洗法小于颗粒玄武岩（5-10mm） 含量（%） 玄武岩（10-15mm） 压碎值（％） 规范要求 符合设计 ≥ ≥ ≥ ≤ ≤ ≤ ≤26 ≤ ≤ ≤ 试验结果 合格 表观相对密度 毛体积相对密度 表观相对密度 毛体积相对密度 表观相对密度 毛体积相对密度 备注 / / / / / / / / / / 细集料试验结果表 表

三 指标 筛分 表观相对密度 毛体积相对密度 砂当量不小于(%) 小于含量(%) 指标 表观相对度 亲水系数（％） 塑性指数 外观 粒度范围 ＜ （mm） （％） ＜（mm） （％） ＜（mm） （％） 规范要求 符合设计 ≥ ≥60 规范要求 ≥ ＜1 ﹤4 无团粒结块 100 90-100 75-100 试验结果 合格 66 试验结果 无团粒结块 100 填料矿粉试验结果表 表四 木质素纤维 表五 名 称 木质素纤维* *注：纤维密度由厂家提供。 密度 VCADRC测试结果 表六 级配类型 SMA-13 捣实容重（t/m3） 4.75mm通过百分率（%） 粗集料毛体积密（g/cm3） 粗集料骨架间隙率VCADRC（%） 由以上数据计算VCADRC=（1-ρ/ρb）×100=（）×100= 三、拌和楼生产配合比调试

SMA-13型沥青砼生产采用JD3000型拌和楼一台，以目标配合比的比例进料，冷料仓的出料口为固定尺寸，仅用变量电机带动小皮带转速调整冷料进料比例，使各冷料按设计比例进入烘干筒进行烘干。

冷料调整正确后，经加热烘干提升进入热料仓进行二次筛分。矿料根据不同粒级进入五个热料仓，根据试验室对五个热料仓材料进行水洗法筛分的结果，利用计算机进行计算确定JD3000型各热料仓的比例为: 矿粉（）:砂（0-3mm）：碎石（3-5mm）：玄武岩（5-10mm）：玄武岩（10-15mm）＝11 ：11 ：5 ：30 ：43

热料仓的密度结果汇总 表七 密度 JD3000型 毛体积相对密度 表观相对密度 矿粉 砂（0-3mm） 碎石玄武岩玄武岩（3-5mm） （5-10mm） （10-15mm）

四、确定最佳油石比

按最佳油石比%以%为变量，纤维用量为矿料总质量的％,按热料仓集料比例拌制三组混合料，其试验结果如下：

马歇尔击实试验汇总及试验结果图 表八 稳定度油石比（%） （KN） SMA-13要求

≥6 流值（mm） 空隙率（％） 3~ 饱和度 VMA（%） VCAmix （％） ≥ 毛体积相对密度 最大理论相对密度 75~8≤5 VCADRC

根据以上结果的曲线走势，求得最佳油石比为%。

五、最佳油石比为%时，验证其粗集料骨架间隙率，由以上数据用计算法

计算各项检测指标如下： 粗集料捣实骨架间隙率VCADRC

VCADRC =（1-ρ/ρb）×100

=（）×100=

计算矿料的合成毛体积相对密度γsb γsb=100/(p1/γ1+ p2/γ2+……pn/γn) =100/(11/+11/+5/652+30/+43/= 计算矿料的合成表观相对密度γsa

γsa=100/(p1/γ1’+ p2/γ2’+……pn/γn’) =100/(11/+11/+5/+30/+43/= 计算合成矿料吸水率Wx

Wx= (1/γsb- 1/γsa) ×100 = (1/ ×100=

合成矿料沥青吸收系数C

C= Wx+

=××计算矿料有效相对密度γse

γse=C×γsa+(1-C) × γsb

= ×+ ×=

计算粗集料混合平均毛体积密度γca

γca=(P1+P2+……+Pn)/(P1/γ1+P2/γ2+ ……+Pn/γn) =(30+43）/(30/+43/=

计算混合料的最大理论相对密度

γt=(100 + pa+Px)/(100/γse + pa/γb+Px/γx) =(100++/(100/++= 计算试件空隙率VV

VV=(1-γf /γt) ×100= ×100= 计算试件矿料间隙率VMA

VMA=(1-γf /γsb×Ps/100)×100 =×100）×100=

计算试件有效沥青饱和度VFA VFA=（VMA-VV）/VMA×100

=计算各种矿料占沥青混合料总质量的的百分率之和（%）PS

已知沥青用量Pb=% ，可得： PS=100-Pb=100-（（100++）×100）=

计算级配中筛余量，即100减去通过率

==

计算矿料中所有粗集料质量占沥青混合料总质量的百分率（%）PCA

PCA=PS×100 =×100=

计算粗集料骨架间隙率VCAmix

VCAmix=100-γf /γca×PCA = /×=

经计算：粗集料骨架间隙率VCAmix≤ VCADRC，满足设计要求。

六、由求得的最佳油石比%进行马歇尔、谢伦堡析漏、肯塔堡飞散、车辙

等试验，结果见表九、表十、表十一、表十二。

最佳油石比浸水马歇尔试验 表九 稳定度流值油石比（%） （KN） （mm） SMA-13要求 沥青混合料类型 SMA-13 ≥6 空隙率（％） 3~ VMAVCAmix （%） ≥ ≤VCADRC 析漏3 (%) 饱和度 （％） 75~85 毛体积相对密度 残留稳定度(%) ≥80 谢伦堡析漏试验 表十 油石比 (%) 析漏1 (%) 析漏2 (%) 平均 (%) 要求 (%) ≤ 肯塔堡飞散试验 表十一 沥青混合料类型 SMA-13 油石比 (%) 飞散1 (%) 飞散2 (%) 飞散3 (%) 平均 (%) 要求 (%) ≤15 车辙试验 表十二 沥青混合料类型 SMA-13 油石比 (%) 动稳定度DS(次/mm) 5431 动稳定度DS(次/mm) 5575 动稳定度DS(次/mm) 5339 平均(次/mm) 5448 要求 (%) ≥5000 经试验：最佳油石比为%时，此沥青混合料马歇尔、谢伦堡析漏、肯塔堡飞散、车辙等指标均满足设计及规范要求。 七、JD3000型拌和楼试拌验证

根据设计要求，按以下比例进行试拌：矿粉（）:砂（0-3mm）：碎石（3-5mm）：玄武岩（5-10mm）：玄武岩（10-15mm）＝11 ：11 ：5 ：

30 ：43, 纤维用量为矿料总质量的％，最佳油石比为％。试验结果见表十三、表十四。

试拌矿料级配 表十三 筛孔通过率（%） 级配范围 实测级配 级配上限 级配下限 级配中值 试拌混合料马歇尔试验 表十四 实测油石比（%） SMA-13要求 毛体积相对密度 实测理论相对密度 饱和度 流值空隙率稳定度VMA（%） （％） （mm） （％） （KN） 75~85 3~ ≥ ≥ 八、结论

根据试验结果确定JD3000型沥青拌和楼SMA-13型沥青混合料生产配合比为：矿粉（）:砂（0-3mm）：碎石（3-5mm）：玄武岩（5-10mm）：玄武岩（10-15mm）＝11 ：11 ：5 ：30 ：43,纤维用量为矿料总质量的％，最佳油石比为％。通过对混合料各种性能相关验证试验，本次生产配合比设计满足各项指标要求，设计结论可用于SMA-13型沥青混合料的正常施工生产。