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1、贵州省开阳至息烽高速公路第KXLM合同段 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J
2、TG 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规范要求试验结果针入度（ 0.1mm） （25、 100g、5s）4060 51.5 延度（ 5、 5cm/min ） (cm) 20 31 软化点（） （环球法）60 76.0 与矿料的粘附性5 级5 级相对密度实测1.022 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
3、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0.35%） ，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规范要求试验结果备注级配符合设计合格/ 密度碎石（ 3-5mm ）2.6 表观相对密度2.706 / 毛体积相对密度2.652 玄武岩（ 5-10mm ）2.6 表观相对密度2.918 / 毛体积相对密度2.828 玄武岩（ 10-15mm ）2.6 表观相对密度2.916 / 毛体积相对密度2.828 吸水率（）碎石（ 3-5mm ）2.0 0.75 /
4、 玄武岩（ 5-10mm ）2.0 1.10 / 玄武岩（ 10-15mm ）2.0 1.06 / 压碎值（）玄武岩（9.5-13.2mm ）26 12.8 水洗法小于0.075mm颗粒含 量（ % ）碎石（ 3-5mm ）1.0 0.6 / 玄武岩（ 5-10mm ）1.0 0.5 / 玄武岩（ 10-15mm ）1.0 0.4 / 细集料试验结果表表三指标规范要求试验结果筛分符合设计合格表观相对密度 2.5 2.710 毛体积相对密度2.616 砂当量不小于 (%) 60 66 小于 0.075mm含量 (%) 2.4 填料矿粉试验结果表表四指标规范要求试验结果表观相对度2.50 2.72
5、0 亲水系数（）1 0.7 塑性指数4 3.1 外观无团粒结块无团粒结块粒度范围 0.60 （mm ）（）0.15 （mm ）（） 0.075 （mm ）（）100 90-100 75-100 100 91.6 80.0 木质素纤维表五名 称密度木质素纤维 * 0.75 * 注：纤维密度由厂家提供。VCADRC测试结果表六级配类型捣实容重（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（% ）SMA-13 1.71 26.2 2.825 39.5 由以上数据计算VCADRC=（1- / b）100=（1-1.71/2.825）100=39.5
6、 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（ 0-0.6mm ）: 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矿
7、粉 (0-0.6mm) 砂（ 0-3mm ）碎石 （ 3-5mm ）玄武岩 （5-10mm ）玄武岩 （10-15mm ）JD3000 型毛体积相对 密度2.720 2.616 2.652 2.828 2.828 表观相对密 度2.710 2.706 2.918 2.916 四、确定最佳油石比按最佳油石比 5.9%以 0.3%为变量，纤维用量为矿料总质量的0.35,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油石比（ % ）稳定度 （KN ）流值 （ mm ）空隙率 （）VMA （% ）VCAmix饱和 度 （ ）毛体积 相对密度最大理 论相对密度5.6
8、10.37 3.21 4.6 16.6 39.4 72.0 2.451 2.570 5.9 10.19 3.56 4.0 16.6 39.4 76.0 2.457 2.559 6.2 9.84 3.77 3.6 16.9 39.7 78.5 2.455 2.548 SMA-13要 求6 34.5 16.5 VCADRC758 5 根据以上结果的曲线走势，求得最佳油石比为5.9%。五、最佳油石比为5.9%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：5.1 粗集料捣实骨架间隙率VCADRC VCADRC =（1-/ b）100 =（1-1.71/2.825）100=39.5
9、 5.2 计算矿料的合成毛体积相对密度sbsb=100/(p1/ 1+ p2/ 2+pn/n) =100/(11/2.720+11/2.616+5/652+30/2.828+43/2.828)=2.782 5.3 计算矿料的合成表观相对密度sasa=100/(p1/ 1+ p2/ 2+pn/ n) =100/(11/2.720+11/2.710+5/2.706+30/2.918+43/2.916)=2.859 5.4 计算合成矿料吸水率Wx Wx= (1/ sb- 1/ sa) 100 = (1/2.782-1/2.859)100=0.968 5.5 合成矿料沥青吸收系数C C=0.033 W
10、x2-0.2936 Wx+0.9339 =0.0330.968 0.968-0.2936 0.968+0.9339=0.681 5.6 计算矿料有效相对密度 se se=C sa+(1-C) sb = 0.681 2.859+(1-0.681)2.782=2.834 5.7 计算粗集料混合平均毛体积密度ca ca=(P1+P2+Pn)/(P1/ 1+P2/ 2+ +Pn/ n) =(30+43）/(30/2.828+43/2.828)=2.828 5.8 计算混合料的最大理论相对密度t=(100 + pa+Px)/(100/se + pa/ b+Px/x) =(100+5.9+0.35)/(1
11、00/2.834+5.9/1.022+0.35/0.75)=2.559 5.9 计算试件空隙率 VV VV=(1-f / t) 100=(1-2.457/2.559)100=4.0 5.10 计算试件矿料间隙率VMA VMA=(1- f / sbPs/100) 100 =(1-2.457/2.78294.45/100 ）100=16.6 5.11 计算试件有效沥青饱和度VFA VFA= （VMA-VV ）/VMA 100 =(16.6-4.0)/16.6=75.9 5.12 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=5.55% ，可得：PS=100-Pb=1
12、00-（5.9/ （100+5.9+0.35 ）100）=94.45 5.13 计算级配中 4.75mm筛余量 PA4.75，即 100 减去 4.75mm通过率PA4.75=100-26.2=73.8 5.14 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（% ）PCAPCA=PSPA4.75/100 =94.4573.8/100=69.7 5.15 计算粗集料骨架间隙率VCAmix VCAmix=100-f / caPCA=100-2.457/2.828 69.7=39.4 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5.9%进行马歇尔、谢
13、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油石比（ % ）稳定度（ KN ）流值（mm ）空隙率（）VMA （% ）VCAmix饱和度（）毛体积 相对密 度残留稳 定度 (%) 5.9 10.19 3.43 4.0 16.6 39.4 76.0 2.457 87.9 SMA-13要 求 6 34.5 16.5 VCADRC7585 80 谢伦堡析漏试验表十沥青混合料类型油石比(%) 析漏 1 (%) 析漏 2 (%) 析漏 3 (%) 平均(%) 要求(%) SMA-13 5.9 0.05 0.07 0.07 0.06 0.1 肯塔堡飞散试
14、验表十一沥青混合料 类型油石比 (%) 飞散 1 (%) 飞散 2 (%) 飞散 3 (%) 平均 (%) 要求 (%) SMA-13 5.9 2.5 2.3 2.0 2.3 15 车辙试验表十二沥青混合料 类型油石比 (%) 动稳定度DS ( 次/mm) 动稳定度DS ( 次/mm) 动稳定度DS ( 次 /mm) 平均 (次/ mm) 要求 (%) SMA-13 5.9 5431 5575 5339 5448 5000 经试验：最佳油石比为5.9%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
15、试拌： 矿粉（0-0.6mm）: 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0.35，最佳油石比为 5.9 。试验结果见表十三、表十四。试拌矿料级配表十三级配范围筛孔通过率（% ）16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 实测级配100.0 97.3 60.9 26.0 20.1 16.9 14.8 12.6 10.7 9.6 级配上限100.0 100.0 75.0 34.0 26.0 24.0 20.0 16.0 15.
16、0 12.0 级配下限100.0 90.0 50.0 20.0 15.0 14.0 12.0 10.0 9.0 8.0 级配中值100.0 95.0 62.5 27.0 20.5 19.0 16.0 13.0 12.0 10.0 试拌混合料马歇尔试验表十四实测油石比（% ）毛体积相 对密度实测理论 相对密度饱和度 （）流值 （mm ）空隙率 （）VMA （% ）稳定度 （KN ）5.94 2.454 2.557 75.8 3.26 4.0 16.8 9.90 SMA-13要求7585 34.5 16.5 6.0 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（0-0.6mm）: 砂（0-3mm ）：碎石（3-5mm ）
