G045线赛-果公路改造工程第十合同段 —SMA-16沥青混合料目标配合比设计报告
1 概述
我标段为全线中面层均采用SMA-16沥青混合料结构类型，于2010年8月20日在工地试验室进行目标配合比设计。 设计依据：
《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004） 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000） 《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）
2 原材料
表2-1 材料信息
名称（规格） 集料： 矿粉： 水泥： 沥青SBS： 木质素纤维： 抗剥落剂AR-68： 温拌剂GH-3 材料生产产地及厂家 10-17mm、5-10mm、3-5mm碎石为博乐市西南22公里处林泽丰碎石场； 0-3mm机制砂为芦草沟砂场； 伊犁南岗水泥厂； 伊犁南岗水泥厂； 克拉玛依改性沥青、金石改性沥青 天津中创同盛建材实业有限公司生产 重庆智翔有限责任公司生产 美德维实维克有限公司生产 本次目标配合比设计木质素纤维掺量为沥青混合料重量的0.3%。
各种集料、矿粉、木质素纤维及沥青的密度试验结果见表2-2和表2-3、各种矿料及矿粉的筛分结果见表2-4。
表2-2 集料密度试验结果
材料 表观相对密度 毛体积相对密度 吸水率（％） 10-17mm 2.651 2.549 1.5 5-10mm 2.653 2.533 1.7 3-5mm 2.659 2.534 1.8 0-3mm 2.670 2.554 1.3 矿粉 2.710 / / 水泥 2.875 / /
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表2-3 沥青及纤维密度
克拉玛依SBS改性沥青 金石SBS改性沥青 木质素纤维* *注：纤维密度由厂家提供。 相对密度 0.977 1.010 0.96 表2-4 各种矿料和矿粉的筛分结果
筛孔尺寸 （mm） 矿料 10-17 5-10 3-5 0-3 矿粉 水泥 通过方孔筛的百分率（%） 19.0 100 100 100 100 100 100 16.0 98.8 100 100 100 100 100 13.2 46.8 100 100. 100 100 100 9.5 1.2 97.6 100 100 100 100 4.75 0.0 1.5 100 100 100 100 2.36 0.0 0.0 93 74.6 100 100 1.18 0.0 0.0 0.2 48.0 100 100 0.6 0.0 0.0 0 33.4 100 100 0.3 0.0 0.0 0.0 14.0 99.6 100 0.15 0.0 0.0 0.0 7.8 98.3 100 0.075 0 0 0.4 2.2 93.2 98.2 3 沥青混合料配合比设计
3.1 混合料级配
SMA-16混合料级配范围见表3-1。
表3-1 SMA-16混合料级配
上限 下限 通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%） 19 16.0 13.2 85 65 9.5 65 45 4.75 32 20 2.36 24 15 1.18 22 14 0.6 18 12 0.3 15 10 0.15 14 9 0.075 12 8 100 100 100 90 3.2 矿料配合比计算
先确定SMA-16的三种级配（级配A、级配B和级配C），4.75mm筛孔通过率分别为30.1％、26.1％、23％，三种级配组成见表3-2。图分别测定三种级配的VCADRC，初试油石比按6.9%双面各击实75次制作试件，测定VCAmix及VMA等指标，在满足
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VCAmix小于VCADRC和VMA不小于17%的等条件的基础上确定级配，测试结果见表3-3和表3-4。
表3-2 三种级配的设计组成结果 级配类型 （10-17:5-10:3-5:0-3:矿粉:水泥） 级配A (42:28:5:14:10:1) 级配B (43:31:5:11:9;1) 级配C (44:33:5:9:8:1) 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 10.6 9.6 8.6 通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%） 100 99.5 77.7 57.8 30.1 21.5 17.7 15.7 12.9 11.9 100 100 99.5 77.1 56.8 26.1 18.2 15.3 13.7 11.5 10.7 99.5 76.6 55.7 23.1 15.7 13.3 12.0 10.2 9.6 表3-3 VCADRC测试结果 级配类型 级配A 级配B 级配C 捣实容重（t/m3） 1.456 1.462 1.470 4.75mm通过百分率（%） 30.1 26.1 23.1 粗集料毛体积密度（g/cm3） 2.543 2.542 2.542 粗集料骨架间隙率VCADRC （%） 42.7 42.5 42.2 表3-4 初试级配的体积分析
级配 类型 级配A 级配B 级配C 要求 油石比（%） 6.9 6.9 6.9 / 试件毛体积相对密度 2.262 2.247 2.243 / 计算理论最大相对密度 2.354 2.352 2.351 / 空隙率 VV(%) 3.9 4.5 4.6 3-4.5 矿料间隙率VMA（%） 17.4 17.9 18.0 ≥17.0* 饱和度 VFA（%） 77.6 74.9 74.4 75-85 粗集料骨架间隙率VCAmix（%） 37.8 34.7 32.1 ≤VCADRC *注：对重交通路段或炎热地区，空隙率可放宽到4.5%
3.3 马歇尔稳定度试验
按级配A称取矿料，采用3种油石比，双面各击实75次成型马歇尔试件，然后将成型的试件进行马歇尔稳定度试验，试验结果列于表3-5。
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表3-5 沥青混合料马歇尔试验结果
油石级配类型 比 （%） 6.7 SMA-16 6.9 7.1 要求 毛体积相对密度 2.252 2.260 2.271 / 计算理论最大相对密度 2.360 2.354 2.348 / 4.6 4.0 3.3 3-4.5 空隙率 (%) 矿料间隙率 VMA (%) 17.7 17.5 17.3 ≥17.0* 饱和度VFA (%) 74.0 77.1 80.9 75-85 粗集料骨架间隙率VCAmix (%) 38.1 37.9 37.6 ≤VCADRC 稳定度（kN） 6.78 6.23 5.67 宜≥6.0 流值 (0.1mm) 33.4 36.7 40.3 / *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%
3.4 设计油石比的确定
根据SMA路面设计要求，空隙率应控制在3-4.5%。本次油石比为6.9%时空隙率为4.1%其它指标（VMA、VCA、稳定度、饱和度等）均满足设计要求，根据实际工程应用经验，选取6.9%为设计油石比。
4 谢伦堡析漏试验（烧杯法）
试验条件：试验温度185±2℃，将混合料保温1小时后进行析漏测试。
表4-1 析漏试验结果
级配 类型 SMA-16 油石比 （%） 6.9 析漏1 （%） 0.02 析漏2 （%） 0.07 析漏3 （%） 0.03 析漏4 （%） 0.08 平均 （%） 0.05 要求 （%） ≤0.10 5 肯塔堡飞散试验
试验条件：将成型的马歇尔试件(双面各击实75次)在20±0.5℃水温下浸泡20小时，然后采用洛杉矶磨耗试验机旋转300次进行飞散测试。
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表5-1 飞散试验结果
级配 类型 SMA-16 油石比（%） 6.9 飞散率1 （%） 1.4 飞散率2（%） 1.7 飞散率3（%） 1.6 平均 （%） 1.6 要求 （%） ≤15 6 结论
通过混合料级配调试和相关验证试验，所设计的SMA-16型改性沥青混合料的空隙率、间隙率、饱和度、粗集料骨架间隙率、稳定度、析漏、飞散各项试验检测均满足技术要求 可做为SMA-16型沥青混合料生产配合比调试的依据。
矿料配合比及设计油石比如表9-1所示。
表6-1 矿料配合比及设计油石比
混合料类型 SMA-16 下列各种矿料所占比例（%） 10-17mm 42 5-10mm 28 3-5mm 5 0-3mm 14 矿粉mm 10 水泥 1 油石比 （%） 6.9
1、温拌SMA-16沥青混合料目标配合比验证：温拌剂掺量为沥青的0.7%。
表6-1-1克拉玛依改性沥青（摻温拌剂）混合料马歇尔试验结果
油石级配类型 温拌SMA-16 要求
比 （%） 6.9 毛体积相对密度 2.260 / 计算理论最大相对密度 2.354 / 4.0 3-4.5 空隙率 (%) 矿料间隙率 VMA (%) 17.5 ≥17.0* 饱和度VFA (%) 77.1 75-85 粗集料骨架间隙率VCAmix (%) 37.9 ≤VCADRC 稳定度（kN） 6.57 宜≥6.0 流值 (0.1mm) 39.4 /
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2、 金石改性沥青SMA-16沥青混合料目标配合比验证：
表6-1-1金石改性沥青混合料马歇尔试验结果
油石级配类型 比 （%） SMA-16 要求
3、温拌SMA-16沥青混合料目标配合比验证：温拌剂掺量为沥青的0.7%。
6.9 毛体积相对密度 2.267 / 计算理论最大相对密度 2.366 / 4.2 3-4.5 空隙率 (%) 矿料间隙率 VMA (%) 17.3 ≥17.0* 饱和度VFA (%) 75.7 75-85 粗集料骨架间隙率VCAmix (%) 37.9 ≤VCADRC 稳定度（kN） 8.73 宜≥6.0 流值 (0.1mm) 32.1 /
表6-1-1金石改性沥青（掺温拌剂）混合料马歇尔试验结果
油石级配类型 温拌SMA-16 要求
比 （%） 6.9 毛体积相对密度 2.268 / 计算理论最大相对密度 2.366 / 4.1 3-4.5 空隙率 (%) 矿料间隙率 VMA (%) 17.2 ≥17.0* 饱和度VFA (%) 76.2 75-85 粗集料骨架间隙率VCAmix (%) 37.9 ≤VCADRC 稳定度（kN） 9.01 宜≥6.0 流值 (0.1mm) 35.6 /
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