G045线赛—果公路改建工程第九合同段路面工程
SMA-10沥青混合料目标配合比设计说明
一、概述
我标段中面层采用SMA-10沥青混合料结构类型，于2010年8月在项目部工地试验室由项目部试验室和赛果路面技术咨询公司共同进行目标配合比设计 。
二、设计资料
1、项目名称：G045线赛里木湖至果子沟口公路改建工程第九合同段 2、起讫桩号：YK552+314.426~YK581+035 ZK552+314.426~ZK580+968 3、摊铺段落：YK552+314.426~YK581+035 ZK552+314.426~ZK580+968 4、使用部位：路面上面层
5、使用气候条件：夏热冬寒区（2-2区），半干区（3区）。
6、技术指标：采用JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》SMA-16骨架—密实型沥青混合料马歇尔试验配合比设计技术要求，空隙率3~4.5%，沥青饱和度75~85%，矿料间隙率不小于17.0%，马歇尔稳定度不小于6.0KN，流值----，谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失不大于0.1%，肯塔堡飞散试验的混合料损失或浸水飞散试验不大于15%。 7、试验日期：2010年8月 20日到2010年11月24日。
三、配合比设计依据
1、《G045线赛里木湖至果子沟口公路改建工程第九合同段两阶段施工图》 2、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004） 3、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004） 4、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000） 5、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005） 6、相关技术要求
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四、原材料
表4-1 材料信息
名称（规格） 集料： 矿粉： 水泥： SBS改性沥青： 木质素纤维： 抗剥落剂： 温拌剂： 材料生产产地及厂家 5-10mm、3-5mm碎石为博乐市西南22公里处林泽丰碎石场； 0-3mm机制砂为四台碎石料场； 伊犁南岗水泥厂； 伊犁南岗水泥厂； 新疆金石改性沥青有限责任公司生产的SBS改性沥青； 克拉玛依有限公司生产的SBS改性沥青 天津中创同盛实业有限公司生产的木质素纤维，掺沥青混合料质量的0.3% 重庆智翔有限责任公司生产的AR-78抗剥落剂，掺沥青质量的0.3% 美德维实伟克（中国投资）有限公司生产的GH-3，掺沥青质量的0.7% 各种集料、矿粉、木质素纤维及沥青的密度试验结果见表4-2和表4-3、各种矿料及矿粉的筛分结果见表4-4。
表4-2 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（％） 5-10mm 2.642 2.531 1.67 3-5mm 2.640 2.522 1.78 0-3mm 2.660 2.605 0.79 矿粉 2.691 / / 水泥 2.875 / / 材料 SBS改性沥青 木质素纤维* *注：纤维密度由厂家提供。 表4-3 沥青及纤维密度 相对密度 1.007 0.976 0.96 表4-4 各种矿料和矿粉的筛分结果
筛孔尺寸 （mm） 矿料 5-10 3-5 0-3 矿粉 水泥
通过方孔筛的百分率（%） 13.2 100.0 100.0 100.0 100.0 100.0 9.5 98.0 100.0 100.0 100.0 100.0 4.75 3.8 98.0 100.0 100.0 100.0 2.36 0.6 23.0 77.8 100.0 100.0 1.18 0.6 3.4 55.0 100.0 100.0 0.6 0.6 0.9 39.8 100.0 100.0 0.3 0.6 0.6 26.0 99.8 100.0 0.15 0.6 0.6 18.8 98.2 100.0 0.075 0.6 0.4 12.7 87.1 98.2 - 2 -
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五、沥青混合料配合比设计
5.1混合料级配
SMA-10混合料级配范围见表5-1。
表5-1 SMA-10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（%） 13.2 100.0 100.0 9.5 100.0 90.0 4.75 60.0 28.0 2.36 32.0 20.0 1.18 26.0 14.0 0.6 22.0 12.0 0.3 18.0 10.0 0.15 16.0 9.0 0.075 13.0 8.0 5.2 矿料配合比计算
先确定SMA-10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24.2％、27.6％、29.9％，三种级配组成见表5-2。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5-3和表5-4。
表5-2 三种级配的设计组成结果 级配类型 (5~10：3~5：0~3：矿粉：水泥 ) 通过下列筛孔（方孔筛，mm）的质量百分率（%） 13.2 100.0 9.5 98.8 98.8 98.8 4.75 41.0 42.9 44.0 2.36 24.2 27.6 29.9 1.18 18.1 21.2 23.2 0.6 15.7 18.3 19.8 0.3 13.9 15.9 16.9 0.15 12.7 14.5 15.1 0.075 11.0 12.4 12.7 粗级配A （61:16:13:9:1） 粗级配B 100.0 （59:13:17:10:1） 粗级配C （58:10:21:10:1） 100.0 表5-3 VCADRC测试结果
级配类型 级配A 级配B 级配C
捣实容重（t/m） 1.450 1.443 1.426 32.36mm通过百分率（%） 24.2 27.6 29.9 粗集料毛体积密度（g/cm） 2.531 2.531 2.531 3粗集料骨架间隙率VCADRC （%） 42.7 43.0 43.7 - 3 -
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表5-4 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 2.246 2.273 2.299 / 计算理论最大相对密度 2.359 2.361 2.363 / 空隙率 VV(%) 4.8 3.8 2.7 3-4.5 矿料间隙率VMA（%） 17.8 17.0 16.2 ≥17.0* 饱和度 VFA（%） 73.0 77.9 83.2 75-85 粗集料骨架间隙率VCAmix（%） 32.7 35.0 36.3 ≤VCADRC *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%，VFA允许放宽到70%。
5.3 马歇尔稳定度试验
按级配B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5-5、5-6、5-7、5-8、5-9。
表5-5 沥青混合料马歇尔试验结果
油 级配类型 石 比 （%） 6.7 SMA-10 6.9 7.1 要求 毛体积相对密度 2.253 2.270 2.275 / 计算理论最大相对密度 2.367 2.361 2.355 / 矿料间空隙率 (%) 4.8 3.9 3.4 3~4.5 隙率 VMA (%) 17.5 17.1 17.0 ≥17.0* 饱和度VFA (%) 72.6 77.4 79.9 75~85 粗集料骨架间隙率VCAmix (%) 32.7 35.0 36.3 ≤VCADRC 稳 定 度 （kN） 流值 (0.1mm) 24.8 26.6 28.5 / 11.57 10.84 10.31 宜≥6.0 *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%，VFA允许放宽到70%。
表5-6 验证沥青混合料马歇尔试验结果（金石SBS改性沥青）
油 毛体积级配类型 比 （%） 度 密度 石 相对密最大相对(%) VMA (%) 计算理论空隙率 隙率 VFA (%) 矿料间饱和度定 度 （kN） 值 (0.1mm) （%） 稳 流 残留稳定度比SMA-10 要求 6.9 6.9 2.271 2.269 / 2.361 2.361 / 3.8 3.9 3~4.5 17.0 17.1 ≥17.0* 77.6 77.3 75~85* 10.91 9.76 ≥6.0 27.0 30.0 / / 89.5 ≥80 *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%，VFA允许放宽到70%。
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表5-7验证掺温拌剂沥青混合料马歇尔试验结果（金石SBS改性沥青）
油 级配类型 比 （%） 度 密度 石 相对密最大相对(%) VMA (%) 毛体积计算理论空隙率 隙率 VFA (%) 矿料间饱和度定 度 （kN） 值 (0.1mm) （%） 稳 流 残留稳定度比SMA-10 要求 6.9 6.9 2.271 2.272 / 2.361 2.361 / 3.8 3.8 3~4.5 17.1 17.1 ≥17.0* 77.5 77.6 75~85* 10.88 9.79 ≥6.0 26.6 28.9 / / 90.0 ≥80 *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%，VFA允许放宽到70%。
表5-8验证沥青混合料马歇尔试验结果（克拉玛依SBS改性沥青）
油 级配类型 比 （%） 度 密度 (%) 石 相对密最大相对率 VMA (%) VFA (%) 毛体积计算理论空隙矿料间隙率 饱和度定 度 （kN） (0.1mm) （%） / 值 定度比稳 流 残留稳SMA-10 要求 6.9 6.9 2.258 2.259 / 2.350 2.350 / 3.9 3.9 3~4.5 17.5 17.5 ≥17.0* 77.6 77.8 75~85* 10.06 9.24 ≥6.0 26.8 29.8 / 91.8 ≥80 *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%，VFA允许放宽到70%。
表5-9验证掺温拌剂沥青混合料马歇尔试验结果（克拉玛依SBS改性沥青）
油 级配类型 比 （%） 度 密度 (%) 石 相对密最大相对率 VMA (%) VFA (%) 毛体积计算理论空隙矿料间隙率 饱和度定 度 （kN） (0.1mm) （%） / 值 定度比稳 流 残留稳SMA-10 要求 6.9 6.9 2.259 2.259 / 2.350 2.350 / 3.9 3.9 3~4.5 17.5 17.5 ≥17.0* 77.8 77.8 75~85* 10.56 9.61 ≥6.0 29.3 30.5 / 91.0 ≥80 *注：对重交通路段或炎热地区，设计空隙率可放宽到4.5%，VMA允许放宽到16.5%，VFA允许放宽到70%。
5.4 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3.9%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。
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六、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6-1 析漏试验结果
级配 类型 SMA-10 油石比 （%） 6.9 析漏1 （%） 0.08 析漏2 （%） 0.06 析漏3 （%） 0.06 平均 （%） 0.07 要求 （%） ≤0.10 七、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50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。
表7-1 飞散试验结果
级配 类型 SMA-10 油石比（%） 6.9 飞散率1 （%） 0.9 飞散率2（%） 1.3 飞散率3（%） 1.1 平均 （%） 1.1 要求 （%） ≤15 八、结论
通过混合料级配调试和相关验证试验，所设计的SMA-10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-10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8-1所示。
表8-1 矿料配合比及设计油石比
下列各种矿料所占比例（%） 混合料类型 5-10mm SMA-10 SMA-10 （掺温拌剂） 59.0 59.0 3-5mm 13.0 13.0 0-3mm 17.0 17.0 矿粉 10.0 10.0 水泥 1.0 1.0 温拌剂（%） 油石比 （%） / 0.7 6.9 6.9 - 6 -
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