SMA13改性沥青混合料目标配合比设计报告Word格式.docx
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木质素纤维:
10kg
抗剥落剂:
2kg
试验日期
试验项目
密度、筛分、压碎值等;
矿粉:
密度、筛分等;
密度、针入度、软化点、延度等;
混合料:
SMA-13配合比设计等。
环境条件
详见原始记录
样品用途
沥青路面上面层SMA13配合比
样品描述
1#(9.5-13.2)mm、2#(4.75-9.5)mm、4#(0-2.36)mm;
SBS改性沥青(黑色粘稠状);
矿粉(无团粒、结块);
木质素纤维(黄色絮状)
试验依据
《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005)
《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011)
评价标准
试验设备
鼓风干燥箱(LH22-1)、鼓风干燥箱(LH33)、恒温水浴(LH21)、恒温水浴(LH06)、标准筛(JL01)、马歇尔电动击实仪(LH02)、马歇尔稳定度仪(LH35)、电子天平(LH20)、电子天平(LH23)、针入度仪(LQ01)、软化点仪(LQ30)、延度仪(LQ26)、沥青薄膜烘箱(LQ09)、真空干燥箱(LQ16)、车辙仪(LH32)等。
1.0概述
受XXXX委托,XXXX检测中心承担了XXXX路工程上面层SMA-13型沥青混合料的目标配合比设计工作。
本次改性沥青混合料SMA-13的目标配合比设计方法依据《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40—2004)进行设计。
2.0设计依据
上面层SMA-13改性沥青混合料目标配合比设计依据以下标准规范、规程:
1、《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004);
2、《公路工程集料试验规程》(JTGE42-2005);
3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTGE20-2011);
3.0原材料试验
本次试验所用集料、矿粉、沥青均为委托方送样,各原材料规格及产地如下:
1、沥青:
XXX产SBS改性沥青;
2、集料:
XXX产玄武岩(碎石1:
9.5~13.2mm、碎石2:
4.75~9.5mm)
3、细集料:
XXX产石灰岩(碎石4:
0-2.36mm)
4、矿粉:
XXX矿粉厂;
5、木质素纤维:
XXX(用量为混合料总质量的0.35%)。
4、抗剥落剂:
XXX(用量为沥青质量的0.35%)
沥青、矿粉、粗集料、细集料、纤维试验结果如表3.0-1至表3.0-5。
表3.0-1SBS改性沥青试验结果汇总表
SBS改性沥青试验项目
试验结果
技术要求
结论
针入度(25℃,100g,5s)(0.1mm)
59
50~80
合格
针入度指数PI(15℃、25℃、30℃)
0.10
-0.2~+1.0
延度(5cm/mim,5℃)(cm)
35
≥30
软化点(TR&
B)(℃)
73.5
≥60
运动粘度(135℃)(Pa·
s)
2.150
≤3
闪点(℃)
254
≥230
相对密度(25℃)
1.031
实测
离析,软化点差(℃)
0.8
≤2.5
动力粘度(60℃)
1832.8
≥800
弹性恢复(%)
96.3
≥70
沥青薄膜加热试验
质量变化(%)
-0.187
≤±
0.6
残留针入度比(25℃)(%)
67.8
≥65
残留延度(5℃)(cm)
21
≥20
表3.0-2矿粉试验结果汇总表
表观密度(g/cm3)
2.717
≥2.50
表观相对密度
2.721
粒度范围
<
0.6mm(%)
100
0.15mm(%)
90~100
0.075mm(%)
90.4
75~100
外观
无团粒结块
亲水系数
0.63
1
塑性指数
3.1
4
注:
(1)因沥青、矿粉相同,故本报告试验结果取自XXX市XXX路XX标下面层Sup-20设计报告。
表3.0-3粗集料试验结果汇总表
集料规格
1#
2#
压碎值(%)
15.4
≤20
2.886
2.987
2.879
2.979
≥2.6
毛体积相对密度
2.780
2.878
吸水率(%)
1.32
1.27
≤2.0
对沥青的粘附性
5
≥5级
针片状颗粒含量(%)
8.4
9.0
≤12
洛杉矶磨耗值(%)
22.4
≤28
表3.0-4细集料(4#)试验结果汇总表
结论
2.956
≥2.5
2.963
2.641
砂当量(%)
68
棱角性(s)
36.5
4.0矿料级配的选择
4.1矿料的级配范围
SMA-13混合料矿料级配范围见表4.1-1。
表4.1-1SMA-13沥青混合料级配范围
筛孔尺寸(mm)
筛孔通过
率要求(%)
16.0
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.3
0.15
0.075
上限
75
34
26
24
20
16
15
12
下限
90
50
14
10
9
8
4.2初选级配
确定SMA-13的三组级配1、2、3,4.75mm筛孔通过率分别为24.1%、26.9%、29.7%,各档集料筛分结果及三组级配组成见表4.2-1。
分别测定三组级配的VCADRC,根据经验选择油石比6.3%制作试件,测定γsb、VCAmix及VMA等指标,在满足VCAmix小于VCADRC和VMA大于17.0%的基础上确定级配,测试结果见表4.2-2、表4.2-3、表4.2-4。
表4.2-1各档集料筛分结果及三组试验级配
矿料规格
4#
矿粉
合成级配
级配1
44
36
11
级配2
43
级配3
41
33
17
筛孔mm
平均通过百分率(%)
16.0mm
13.2mm
9.5mm
4.75mm
2.36mm
1.18mm
0.60mm
0.30mm
0.15mm
0.075mm
94.4
26.0
1.1
0.9
96.4
10.0
91.2
70.6
45.1
24.5
17.6
12.5
97.5
66.1
24.1
19.8
17.5
14.7
12.4
11.7
10.2
97.6
66.9
26.9
22.5
19.6
13.1
12.2
10.5
97.7
68.5
29.7
25.2
21.7
17.3
13.8
12.6
10.9
表4.2-2粗集料松装间隙率VCADRC测试结果
级配类型
捣实密度γs(g/cm3)
4.75mm通过
百分率(%)
粗集料毛体积相对密度γCA
粗集料松装间隙率VCADRC(%)
1.631
2.823
42.23
1.650
2.822
41.47
1.678
40.56
表4.2-3SMA-13改性沥青混合料设计级配试验结果
合成毛体积相对密度γsb
合成表观相对密度γsa
合成有效相对密度γse
2.793
2.914
2.862
2.786
2.857
2.781
2.916
2.853
表4.2-4初试级配的体积分析(纤维用量为混合料总质量的0.35%)
油石比(%)
理论最大相对密度
空隙率VV(%)
矿料间隙率VMA(%)
饱和度VFA(%)
粗集料骨架间隙率VCAmix(%)
6.3
2.578
2.460
4.6
17.4
73.7
37.94
2.574
2.477
3.8
16.6
77.3
39.81
2.571
2.493
3.0
15.9
81.0
41.77
3.0~4.5
≥16.5
75~85
≤VCADRC
由表4.2-2、表4.2-4得出级配1不满足空隙率的要求,级配3不满足矿料间隙率、VCAmix的要求。
级配2满足全部技术要求,根据经验综合考虑,选取级配2为设计级配。
级配曲线如图4.2所示。
图4.2 SMA-13级配曲线图
5.0最佳沥青用量的确定
按设计级配2称取矿料,成型3组马歇尔试件(油石比分别为:
6.0%、6.3%、6.6%),进行马歇尔试验,试验结果列于表5.0-1。
表5.0-1沥青混合料马歇尔试验结果
级配
类型
稳定度(kN)
流值(0.1mm)
间隙率VMA
(%)
粗集料骨架间隙率VCAmix
饱和度VFA
毛体积
相对密度
SMA-13
6.0
10.26
31.3
16.8
4.7
39.96
72.2
2.464
2.585
11.34
32.8
4.0
76.3
2.472
6.6
10.57
33.7
39.76
81.8
2.486
2.563
要求
≥6.0
20-50
3.0-4.5
75-85
根据表5.0-1的数据,油石比为6.0%时,马歇尔试件的空隙率不满足设计要求,油石比为6.3%、6.6%时,马歇尔试件的空隙率分别为4.0%、3.0%,且其它指标(VMA、VCA、稳定度、饱和度等)均满足设计要求,根据目标空隙率4.0%,确定6.3%为最佳油石比。
6.0配合比性能验证
6.1谢伦堡析漏试验
试验条件:
试验温度185℃;
保温60min±
1min后进行析漏测试。
试验结果如表6.1-1所示。
表6.1-1析漏试验结果
析漏1(%)
析漏2(%)
析漏3(%)
平均(%)
要求(%)
0.057
0.066
0.048
≤0.1
6.2肯特堡飞散试验
将SMA-13的马歇尔试件在20±
0.5℃下浸泡20小时;
然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散试验。
试验结果见表6.2-1。
表6.2-1飞散试验结果
飞散率1(%)
飞散率2(%)
飞散率3(%)
飞散率4(%)
5.65
5.59
5.55
5.52
5.58
≤15
6.3抗水损害试验
以最佳油石比拌制SMA-13沥青混合料试件,进行水损害性能试验。
(1)浸水马歇尔试验,试验结果见表6.3-1。
表6.3-1浸水马歇尔试验结果
混合料类型
马歇尔稳定度(kN)
浸水马歇尔稳定度(kN)
残留稳定度(%)
11.50
10.03
87.2
≥85
(2)冻融劈裂试验,试验结果见表6.3-2。
表6.3-2冻融劈裂试验结果
未冻融劈裂强度(MPa)
冻融劈裂强度(MPa)
TSR(%)
0.8826
0.7468
84.6
≥80
6.4高温稳定性试验
采用最佳油石比成型试件进行车辙试验,以验证沥青混合料的高温稳定性能,车辙试验结果见表6.4-1。
表6.4-1车辙试验结果汇总表
动稳定度(次/mm)
2
3
平均
4632
3913
4200
4248
≥3500
6.5低温稳定性试验
在最佳油石比下进行-10℃小梁弯曲试验,小梁弯曲试验结果见表6.5-1。
表6.5-10℃小梁弯曲试验结果
混合料
最大荷载
(kN)
跨中挠度
(mm)
抗弯拉强度(MPa)
劲度模量(MPa)
破坏应变(με)
要求(με)
0.926
0.456
7.116
2927
2432
≥2000
7.0目标配合比结论及建议
7.1结论
对XX市XX路XXX标上面层SMA-13改性沥青混合料(木质素纤维)进行了目标配合比设计,得出结论见表7.0-1、表7.0-2。
表7.0-1矿料配合比及油石比
下列各种矿料所占比例(%)
43.0
34.0
14.0
表7.0-2目标级配的体积指标
间隙率VMA(%)
通过混合料级配调试和相关试验验证,表明所设计的SMA-13改性沥青混合料(纤维用量为混合料总质量的0.35%)的水稳定性、高温稳定性以及析漏、飞散均满足技术要求,室内目标配合比设计所得结果可用于生产配合比的调试。
以下无正文
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