SMA13改性沥青混合料目标配合比设计报告

XXX路

SMA-13改性沥青混合料目标配合比

设 计 报 告

XXXX路

SMA-13改性沥青混合料目标配合比

设 计 报 告

项目负责人 主要测试人员 编复审制 核 核 技术负责人 分管领导 主 任 报 告 编 号 检测单位 证书编号 编制日期 注意事项：

1.本报告未加盖检测单位报告专用章、缺页、添页或涂改均无效；无相关人员及签发人签字无效；未经检测单位许可复印无效；

2.对检测报告有异议者，请于收到报告之日起十五日内向检测单位提出； 3.试验检测按国家标准、行业标准和企业标准执行，无标准的按双方协议执行。

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XXXX检测中心

设 计 报 告

委 托 人 委托单位 见 证 人 工程名称 委托日期 / 1#（9.5-13.2）mm、 2#（4.75-9.5）mm、 4#（0-2.36）mm、 SBS改性沥青、 木质素纤维、 试样名称 集料：1#、2#、4#； 沥青；矿粉；木质素纤维；抗剥落剂 样品规格 产地 集料：每档各约100kg； 沥青：50 kg 矿粉：20 kg 木质素纤维：10 kg 抗剥落剂：2kg 集料：密度、筛分、压碎值等；矿粉：密度、筛分等；沥青：密度、针入度、软化点、延度等；混合料：SMA-13配合比设计等。 样品状态 试样数量 试验日期 试验项目 环境条件 详见原始记录 样品用途 样品描述 沥青路面上面层SMA13配合比 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） 《公路工程集料试验规程》（JTG E42－2005） 《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20－2011） 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。 试验依据 评价标准 试验设备

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》（JTG F40—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》（JTG F40-2004）； 2、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）；

3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）；

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3.0-1 SBS改性沥青试验结果汇总表 SBS改性沥青试验项目 针入度（25℃，100g，5s）（0.1mm） 针入度指数PI（15℃、25℃、30℃） 延度（5cm/mim，5℃）（cm） 软化点（TR&B）（℃） 运动粘度（135℃）（Pa·s） 闪点（℃） 相对密度（25℃） 离析，软化点差（℃） 动力粘度（60℃） 弹性恢复（%） 试验结果 59 0.10 35 73.5 2.150 254 1.031 0.8 1832.8 96.3 沥青薄膜加热试验 质量变化（%） 残留针入度比（25℃）（%） 残留延度（5℃）（cm） -0.187 67.8 21 ≤±0.6 ≥65 ≥20 合格 合格 合格 技术要求 50~80 -0.2～+1.0 ≥30 ≥60 ≤3 ≥230 实测 ≤2.5 ≥800 ≥70 结论 合格 合格 合格 合格 合格 合格 / 合格 合格 合格 表3.0-2 矿粉试验结果汇总表 试验项目 表观密度（g/cm3） 表观相对密度 <0.6mm (%) 粒度范围 <0.15mm (%) <0.075mm(%) 外观 亲水系数 塑性指数 试验结果 2.717 2.721 100 100 90.4 无团粒结块 0.63 3.1 技术要求 ≥2.50 / 100 90~100 75~100 无团粒结块 <1 <4 结论 合格 / 合格 合格 合格 合格 合格 合格 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 试验项目 压碎值（%） 表观相对密度 表观密度（g/cm3） 毛体积相对密度 吸水率（%） 对沥青的粘附性 针片状颗粒含量（%） 洛杉矶磨耗值（%） 1# 15.4 2.886 2.879 2.780 1.32 5 8.4 22.4 2# / 2.987 2.979 2.878 1.27 / 9.0 技术要求 ≤20 / ≥2.6 / ≤2.0 ≥5级 ≤12 ≤28 结论 合格 / 合格 / 合格 合格 合格 合格 表3.0-4 细集料（4#）试验结果汇总表 试验项目 表观密度（g/cm3） 表观相对密度 毛体积相对密度 砂当量（%） 棱角性（s） 试验结果 2.956 2.963 2.641 68 36.5 技术要求 ≥2.5 / / ≥60 ≥30 结论 合格 / / 合格 合格 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4.1-1 SMA-13沥青混合料级配范围

筛孔尺寸（mm） 筛孔通过 率要求(%) 上限 下限 16.0 100 100 13.2 100 90 9.5 75 50 4.75 34 20 2.36 26 15 1.18 24 14 0.6 20 12 0.3 16 10 0.15 15 9 0.075 12 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 级配1 级配2 级配3 筛孔mm 16.0mm 13.2mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.60mm 0.30mm 0.15mm 0.075mm 100 94.4 26.0 1.1 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1# 44 43 41 2# 36 34 33 100 100 96.4 10.0 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 4# 11 14 17 100 100 100 100 91.2 70.6 45.1 24.5 17.6 12.5 矿粉 9 9 9 级配1 100 100 100 100 100 100 100 100 100 90.4 100 97.5 66.1 24.1 19.8 17.5 14.7 12.4 11.7 10.2 级配2 100 97.6 66.9 26.9 22.5 19.6 16.0 13.1 12.2 10.5 级配3 100 97.7 68.5 29.7 25.2 21.7 17.3 13.8 12.6 10.9 合成级配 平均通过百分率（%） 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） 1.631 1.650 1.678 4.75mm通过 百分率（%） 24.1 26.9 29.7 粗集料松装间粗集料毛体积相对密度γCA 2.823 2.822 2.823 隙率VCADRC（%） 42.23 41.47 40.56 级配1 级配2 级配3 表4.2-3 SMA-13改性沥青混合料设计级配试验结果

级配类型 级配1 级配2 级配3 合成毛体积相对密度γsb 2.793 2.786 2.781 合成表观相对密度γsa 2.914 2.914 2.916 合成有效相对密度γse 2.862 2.857 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%） 级配类型 油石比（%） 6.3 6.3 6.3 / 理论最大相对密度 2.578 2.574 2.571 / 毛体积相对密度 2.460 2.477 2.493 / 空隙率VV(%) 4.6 3.8 3.0 3.0~4.5 矿料间隙率VMA（%） 17.4 16.6 15.9 ≥16.5 饱和度VFA（%） 73.7 77.3 81.0 75～85 粗集料骨架间隙率VCAmix（%） 37.94 39.81 41.77 ≤VCADRC 级配1 级配2 级配3 技术要求 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 间隙级配 类型 油石稳定度流值率(%) 6.0 SMA-13 6.3 6.6 要求 10.26 11.34 10.57 ≥6.0 31.3 32.8 33.7 20-50 16.8 16.8 16.6 比（%） （kN） （0.1mm） VMA 空隙率VV（%） 4.7 4.0 3.0 粗集料骨架间隙率VCAmix (%) 39.96 39.96 39.76 饱和度VFA (%) 72.2 76.3 81.8 毛体积 相对密度 2.464 2.472 2.486 / 理论最大相对密度 2.585 2.574 2.563 / ≥16.5 3.0-4.5 ≤VCADRC 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 级配类型 油石比（%） 析漏1（%） 析漏2（%） 析漏3（%） 平均（%） SMA-13 6.3 0.057 0.066 0.048 0.057 要求（%） ≤0.1 6.2肯特堡飞散试验

试验条件：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 级配类型 SMA-13 油石比（%） 6.3 飞散率1（%） 5.65 飞散率2（%） 5.59 飞散率3（%） 5.55 飞散率4（%） 5.52 平均（%） 要求（%） 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 SMA-13 马歇尔稳定度（kN） 11.50 浸水马歇尔稳定度（kN） 10.03 残留稳定度（%） 87.2 要求（%） ≥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

混合料类型 SMA-13 未冻融劈裂强度（MPa） 0.8826 冻融劈裂强度（MPa） 0.7468 TSR（%） 84.6 要求（%） ≥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

混合料类型 SMA-13 油石比（%） 6.3 动稳定度（次/mm） 1 4632 2 3913 3 4200 平均 4248 要求 ≥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 类型 SMA-13 最大荷载 （kN） 0.926 跨中挠度 抗弯拉强劲度模量（mm） 度（MPa） （MPa） 0.456 7.116 2927 破坏应变（με） 2432 要求（με） ≥2000 结论 合格 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

混合料类型 SMA-13 下列各种矿料所占比例（%） 1# 43.0 2# 34.0 4# 14.0 矿粉 9.0 油石比(%) 6.3

表7.0-2 目标级配的体积指标 混合料 类型 SMA-13 技术要求 油石比（%） 6.3 / 理论最大相对密度 2.574 / 毛体积相对密度 2.472 / 空隙率VV(%) 4.0 3.0~4.5 间隙率饱和度粗集料骨架间隙率VCAmix（%） 39.96 ≤VCADRC VMA（%） VFA（%） 16.8 ≥16.5 76.3 75～85 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

声明：本报告未加盖报告专用章、缺页、添页、复印或数据涂改均无效。本次测试报告仅对送检样品负责。