SMA13沥青混合料目标配合比设计Word格式文档下载.docx
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报告批准日期:
2010年7月15日
主检:
审核:
审批:
试验
用主
要设
备和
仪器
仪器/设备名称
型号
编号
针入度测定仪
81-B0101/B
JC0198
低温电脑沥青延度仪
HDLY-VA
JC0200
电脑沥青高温软化点测定仪
HDLR-IV
JC0201
布洛克菲尔德粘度计
RVDV+II+
JC0203
沥青薄膜加热烘箱
82型
JC0223
压碎值仪
JC0284
洛杉矶磨耗机
42-5305
JC0129
砂当量仪
T56
JC0217
沥青混合料拌和机
LBH-10B
JC0235
LBH-20B
JC0236
沥青混合料马歇尔稳定度试验仪
HDMS-20C
JC0263
车辙轮碾成型机
HLR-2
JC0240
沥青混合料车辙试验机
JC0234
规程
标准名称
标准代号及年号
标准分号
公路工程沥青及沥青混合料试验规程
JTJ052-2000
14-7-3
公路工程集料试验规程
JTGE42-2005
评定
标准
公路沥青路面施工技术规范
JTGF40-2004
说明
设计说明
1.沥青混合料的级配采用SMA-13型级配。
根据委托要求,工程级配范围采用《公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)》中的SMA-13级配范围。
2.SMA-13沥青混合料的原材料均为委托单位来样,其组成为:
(1)粗集料:
清镇市万隆达矿产开发有限公司生产的玄武岩碎石。
(2)细集料:
清镇市万隆达矿产开发有限公司生产的石灰石机制砂。
(3)沥青:
厦门华特生产的SBS改性沥青。
(4)矿粉:
茫顶石场生产的石灰石矿粉。
(5)水泥:
贵定海螺盘江水泥有限公司生产的32.5级普通硅酸盐水泥。
(6)纤维:
武汉优尼克工程纤维有限公司生产的絮状木质素纤维,用量为混合料质量的3‰。
3.按规范要求,混合料理论最大相对密度采用理论计算法。
4.混合料拌和时沥青的加热温度为180℃,集料的加热温度为190℃,试件的击实成型温度为170℃。
5.原材料和混合料的技术要求采用《公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)》之规定。
6.配合比设计试验及计算参数均以“JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中附录CSMA混合料配合比设计方法”中的程序及公式计算。
7.试验结果:
经室内配合比设计试验与相关验证,确定SBS改性沥青SMA-13混合料目标配合比设计的最佳油石比为6.0%,在进行生产配合比设计与试验时,其合成级配应尽可能与目标配合比级配曲线接近。
XX省交通建设质量监督试验检测中心
2010年7月15日
一.原材料试验
1、SBS改性沥青试验结果
试验项目
单位
结果
SBS改性沥青(I-D)技术要求
方法
针入度(100g,5s,25℃)
0.1mm
53
40-60
T0604
针入度指数PI
-0.02
≥0
软化点(环球法)
℃
73.0
≥70
T0606
135℃运动粘度
Pa.S
2.83
≤3
T0625
延度(5℃,5cm/min)
cm
34
≥20
T0605
闪点(COC)
315
≥230
T0611
溶解度(三氯乙烯)
%
99.69
≥99
T0607
25℃弹性恢复
92
≥75
T0662
贮存稳定性,离析
0.7
≤2.5
T0661
相对密度(25℃)
1.026
实测记录
T0603
TFOT薄膜加热试验(163℃,5h)
质量变化
+0.02
≤±
1.0
T0609
针入度比
83.0
≥65
5℃残留延度
㎝
23
≥15
2集料试验
(1)集料原材料来样筛分试验结果
通过下列方孔筛(㎜)的质量百分率(%)
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
1#料
100
76.5
10.9
1.1
0.9
2#料
99.8
14.7
2.6
2.2
2.0
1.9
1.7
3#料
83.5
63.4
46.0
34.8
27.9
16.0
水泥
99.9
98.6
矿粉
95.9
81.8
备注
机制砂中小于0.075mm含量较多,建议加强碎石场除尘措施。
矿料筛分曲线图如下:
(2)粗集料材质试验结果
技术要求
压碎值
≤28
洛杉矶磨耗损失
8.3
≤30
磨光值
44
≥42
粗集料对SBS改性沥青的粘附性
级
5
表观相对密度
9.5mm—16mm
2.958
≥2.5
4.75mm—9.5mm
2.960
吸水率
0.5
≤3.0
坚固性
1.2
≤12
针片状颗粒含量
9.5mm—13.2mm
4.8
≤15
7.6
<
0.075mm颗粒含量
≤1
备注
4.75mm—9.5mm料中小于0.075mm中含量较多,建议加强碎石场除尘措施。
(3)各级粒径集料的相对密度试验结果
密度
集料
毛体积相对密度
吸水率(%)
2.918
2.906
0mm—2.36mm
2.742
2.669
水泥
3.021
----
2.727
(4)矿粉质量试验结果
视密度(g/cm3)
含水量(%)
0.1
亲水系数
<1
粒度范围
<0.6mm(%)
<0.15mm(%)
90-100
<0.075mm(%)
75-100
外观
无团粒结块
(5)细集料的砂当量结果
砂当量(%)
75
≥60
(6)木质素纤维试验结果
项目
纤维长度
mm
<6
≤6
灰分含量
15.4
18±
PH值
7.58
7.5±
1
吸油率
7倍
不小于纤维质量的5倍
含水率
4.6
≤5
纤维的相对密度
1.50
实测
二.SMA-13沥青混合料技术要求
1.SMA-13型沥青混合料级配要求
粒径
通过率
通过下列方孔筛筛孔(㎜)的质量百分率(%)
SMA-13
90-
50-
20-
15-
26
14-
24
12-
20
10-
9-
15
8-
12
2.SMA-13沥青混合料技术指标要求
击实次数
次
2×
沥青饱和度
75—85
稳定度
kN
≥6.0
残留稳定度
≥80
矿料间隙率
≥16.5
冻融劈裂强度比
空隙率
4
动稳定度
次/㎜
≥3000
析漏损失
≤0.1
粗集料骨架间隙率VCAmin
≤VCADRC
飞散损失
三.SMA-13型沥青混合料配合比试验
1.设计矿料级配的确定
(1)根据JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》要求,在工程设计级配范围内,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。
级配从细到粗分别命名为级配1、级配2、级配3。
其合成级配及曲线图如下:
级配1:
?
规格
集料比例(%)
37
39
17
2
矿粉
合成级
配结果
90.6
64.3
27.2
20.3
17.5
15.2
13.7
12.6
10.0
技术要
求级配
其合成级配曲线如下图所示:
级配2
40
13
6
级配3
42
9
7
90.1
62.5
24.3
18.0
14.4
13.4
12.4
10.2
(2)分别按这三组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度、全部矿料的毛体积相对密度及4.75mm以上粗集料松方相对密度,并计算4.75mm以上粗集料的VCADRC结果见下表。
级配1
矿料的毛体积相对密度
2.860
2.868
2.877
4.75以上粗集料毛体积相对密度
2.912
4.75以上粗集料松方相对密度
1.714
1.694
1.693
4.75以上粗集料VCADRC%
41.1
41.8
41.9
(3)根据已建类似工程沥青混合料标准油石比预估SMA混合料5.9%的油石比作为马歇尔试件的初试油石比,并在成型时按混合料质量的0.3%掺入木质素纤维。
其试验结果见下表:
体积指标
理论最大相对密度
2.625
2.630
2.636
2.517
2.519
2.524
空隙率%
4.1
4.2
4.3
矿料间隙率%
16.9
17.1
17.2
VCAmix%
42.9
40.5
38.0
(4)从3组初试级配的试验结果得到级配2和级配3符合VCAmix<VCADRC及VMA>16.5%的要求,其中级配2的4.75mm筛孔的通过率较大,且接近中值,便于施工中的级配控制,因此确定级配2为设计级配。
2.确定设计沥青用量
根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果,以0.3%为间隔,取5.9%、6.2%、6.5%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。
结果如下:
油石比(%)
5.9
6.2
6.5
计算理论最大相对密度
2.619
2.608
试件毛体积相对密度
2.527
2.537
试件空隙率(%)
3.5
2.7
VMA(%)
17.0
VFA(%)
75.4
79.4
84.0
稳定度(kN)
9.90
9.34
8.91
流值(mm)
3.40
3.55
3.87
SMA-13型沥青混合料沥青用量确定图
根据设计空隙率确定油石比。
设计空隙率为4%,由上图查知所对应的最佳油石比为6.0%。
3.SMA-13型在最佳油石比OAC=6.0%时,其各项体积指标与强度指标如下表:
(1)马歇尔试验结果
混合料最大相对密度
2.627
沥青饱和度VFA(%)
2.522
稳定度MS(kN)
10.20
试件空隙率VV(%)
4.0
流值FL(mm)
3.6
矿料间隙率VMA(%)
(2)浸水马歇尔试验结果
浸水温度(
保温时间
稳定度(kN)
流值(mm)
残留稳
℃)
(h)
定度(%)
平行试验
平均值
标准试验
60
10.31
3.73
89.5(技术要求为:
≥80)
10.19
3.27
3
10.04
3.52
10.25
3.69
浸水试验
48
8.83
9.13
4.19
9.02
3.47
10.14
3.72
8.51
4.50
(3)冻融劈裂强度试验结果
试件高度(㎜)
浸水温度(℃)
保温时间(h)
试验最大荷载(N)
劈裂抗拉强度(MPa)
冻融劈裂强度比(%)
平行值
50
63.9
25
10140
0.998
0.976
84.9(技术要求为:
64.4
10730
1.048
9850
0.963
9160
0.896
冻融后试验
63.8
7460
0.735
0.829
9580
0.935
8370
0.817
8460
0.827
(4)SMA-13型沥青混合料车辙试验结果
试件编号
试件厚度(㎝)
试验温度(℃)
试验轮压(MPa)
(次/㎜)
9264
DS=8370
S=1325.8
CV=15.8%
DS≥3000
CV≤20%
9000
6847
油石比Pa=6.0%
(5)其它相关试验参数
参数项目
试验(计算)结果
集料合成毛体积相对密度γsb
集料合成表观相对密度γsa
2.915
集料合成有效相对密度γse
2.905
沥青混合料
的粉胶比FB
1.84
沥青混合料有效沥青用量Pbe
5.44
混合料沥青膜
有效厚度DA
μm
7.49
0.04
飞散损失
5.0
渗水系数
ml/min
经过马歇尔试验及其相关的验证试验,XX高速公路沥青路面SMA-13沥青混合料在最佳油石比为6.0%时,各项技术指标满足相应的技术要求。
在进行生产配合比设计与试验时,应根据拌和机的除尘效果,确定矿粉的掺量,以使混合集料的级配尽可能与目标配合比的级配一致。
试验:
校核:
审核:
2010年7月15日
..
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