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SMA-16配合比计算书

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营双高速沥青路面抗滑上面层 SMA-16目标配合比设计1、依据规范和要求1.《营双高速路面设计图纸》；2.《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）；3.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）；4.《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）；5、《营双高速路面施工作业指导书》2、混合料的类型1、沥青路面表面层混合料级配类型采用SMA-16型，属于中粒式沥青玛蹄脂碎石混凝土。

3、上面层层位特点及设计重点1、表面层是与行车直接接触的层面，因此，抗滑性要求表面形成一定的构造深度，表面有一定的粗糙性；但从微观上看，表面层还必须有一定的封水性能，防止水从路表面渗入下层造成水损害，这就要求表面层表面平整、密实。

在一定程度上，密水性与构造深度是互相矛盾的。

因此，在保证混合料各项指标符合设计要求的前提下，如何同时保证构造深度与渗水满足设计要求，成为表面层配合比设计的重点之一；另外，本项目所处地区夏季温度较高、高温持续时间长，冬季很冷，有可能出现重载交通路段，如何提高抗滑表面层的抗车辙能力也是本设计的重点。

4、原材料试验优质的原材料是保证沥青混合料具有优良路用性能的先决条件，为了满足气候环境与交通对路用性能的要求，必须做好原材料的选择。

主要通过测试沥青、粗集料、细集料和矿粉等材料的性能和技术指标来检测材料是否满足规范及设计图纸要求，从而完成原材料的选择。

1、沥青通过对该区域沥青路面发生早期损坏的情况分析，路面破坏的主要形式是水损害问题，而改性沥青在提高与集料的粘附性、粘结力方面，有着很好的效果。

本设计采用上海春宇实业有限公司生产的SBS改性沥青（I-D级），所检各项指标均符合有关规范、规定及设计要求，实测指标与技术要求见表1。

SBS改性沥青（I-C级）试验指标与技术要求及测试值2、集料集料是沥青混合料的关键材料之一，其力学性能是决定混合料强度特性的最重要因素，它的颗粒形状不仅影响混合料的构架，也直接关系到混合料的抗车辙能力与抗疲劳性能等材料特性，此外，集料与沥青的粘附等级对混合料强度的形成也起关键作用，因此选择优质的集料是沥青混合料具有优良路用性能的重要保证。

对于沥青路面上面层而言，粗集料的磨光值指标决定了所选材料是否取舍。

永登石料场生产的辉绿岩碎石，磨光值经甘肃公路工程试验检测中心站检验：PSV=47，符合设计要求（PSV≥42）。

粗、细集料采用永登石料场的石料，用反击破破碎机破碎生产的辉绿岩碎石，在破碎过程中，配以整形以及除尘设备，生产的辉绿岩碎石具有针片状少，砂当量高的特点，其规格为：一号料：9.5-19mm、二号料：4.75-9.5mm、三号料：2.36-4.75mm 四号料：0-2.36mm；粗、细集料所检各项指标与技术要求见下表。

粗、细集料的试验指标与技术要求及测试值从上表中粗细集料的各项指标可看出，本项目所选择的辉绿岩碎石，针片状少、视密度较大，磨耗值、压碎值较小，说明该石料坚硬、耐磨、耐久性好。

另一方面，该石料表面凹凸粗糙，合成吸水率1.33%，能够吸附较多的沥青结合料，使混合料有较厚的沥青膜，有利于路面水稳定性。

合成吸水率不大于2.0%填料沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等石料经磨细得到的矿粉，本项目采用白银市东元矿粉有限公司生产的矿粉(工厂化生产)，所检各项指标均符合规范及有关规定要求实测试验指标见下表矿粉的试验指标与技术要求及测试值木质纤维本设计采用优质的木质纤维做稳定剂，掺量为混合料总质量的0.3%，木质纤维质量技术要求及测试值且纤维在250℃的干拌温度下、不变质、不发脆。

抗剥落剂用抗剥落剂可以增强沥青与集料的粘附性，从而保证沥青混合料具有较高的抗水损害性。

配比在矿粉中掺入20% 消石灰，作为抗剥落剂。

并通过水煮法对其进行检验，粘附性有明显的改善。

5、沥青混合料矿料级配的确定在组成沥青混合料的原材料选定后，沥青混合料的技术性质在很大程度上取决于集料间的级配组成，沥青混合料由于集料的级配不同，可以形成不同的组成结构。

综合该项目所处的温度区划，考虑路面抗车辙能力的需要，减少4.75 mm及2.36mm集料的通过率，并选用的设计空隙较高率是比较有效的方法，在对本地区周围路面表面层矿料级配使用实际情况调查研究的基础上，经过多次调整，综合以下三点确定级配范围：1.尽可能减少最粗的粗集料，以减少沥青混合料的粗细集料离析。

2.适当减少细集料中的细粉部分用量，以适当减小粉胶比并避开驼峰级配。

3.增加中间档次的集料，以加强沥青混合料的嵌挤作用。

兼顾渗水与构造深度要求，根据对代表性集料筛分结果,拟定矿料的配合比为1# ：2# ：3#：4#：矿粉=25：29 ：10 ：33.5：2.5。

合成级配如表4.表4 AC-16C级配各档料比例及合成级配SMA-16级配曲线图6、确定最佳沥青用量营双高速公路沥青抗滑表面层SMA-16级配沥青混合料，采用马歇尔试验确定沥青混合料的最佳沥青用量。

每组沥青混合料按照《公路工程沥青与沥青混合料试验规程》(JTJ 052－2000)的要求，根据经验：按照预估最佳沥青用量为中值，以0.5%间隔变化油用量，配置5种不同的沥青用量成型马歇尔试件，分别在规定的试验温度及试验时间内用马歇尔仪测定稳定度和流值，同时计算空隙率、饱和度及矿料间隙率，然后按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)规定的方法确定最佳沥青用量。

1、最大理论相对密度的计算。

根据已确定的各档矿料比例、表观相对密度、毛体积相对密度、沥青相对密度γb（25℃/25℃），等，根据公式：合成矿料的表观密度：γsa=2.904 计算式γsa=100/（P1/γ1+ P2/γ2+ P3/γ3+ P4/γ4+ P5/γ5）=100/(25/2.907+29/2.925+10/2.928+33.5/2.896+2.5/2.674)=100/(8.5999+909145+3.4153+11.5677+0.9349)=100/34.4323=2.904合成矿料的合成毛体积密度：γsb=2.796γsb=100/（P1/γ5Sb+ P2/γ5sb+ P3/γ5sb+ P4/γ5sb+ P5/γ5sb）=100/(25/2.822+29’2.814+10/2.803+33.5/2.786+2.5/2.674)=100(8.8596+10.30562+3.56761+12.1026+0.93493)=100/35.77036=2.796合成矿料的吸水率ωx=1.33ωx=（1/γsb-1/γsa）*100=（1/2.796-1/2.904）=1.33合成矿料的沥青吸收率C=0.6C=0.033ωx2-0.2936ωx +0.9339=0.033*1.332-0.2936*1.33+0.9339=0.05577-0.3905+0.9339=0.6合成矿料的有效相对密度γse=2.861γse=C*γsa+(1-C)*γsb=0.6*2.904+0.4*2.796=1.7424+1.1184=2.8614.38沥青用量的最大理论密度γt6.0 =2.661γt6.0=(100+Pai)/(100/γse+Pai/γb)=（100+6.0）/(100/2.861+6.0/1.026)=106/( 34.9528+5.8480)=106/40.8008=2.598同理计算不同油石比对应的最大理论相对密度见表SMA-16不同油石比最大理论相对密度计算表2、马歇尔击实由于合成矿料的毛体积密度为2.796，根据经验：沥青的最佳油石比为6.0左右，根据已确定的合成级配比例，配制合成矿料，并按规范JTJ052-2000试验方法室内拌制混合料进行马歇尔击实，用马歇尔试验确定最佳油用量，分别以油用油石比量比5.2、5.6、6.0、6.4、6.8成型马歇尔试件(双面各击实75次)，击实后的试件冷却至室温脱模，测定其各项物理力学指标，并计算空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等指标。

(1-试件的毛体积密γsb6.0 /沥青混合料的最大理论密度γt6.0) * 100空隙率VV4.38==（1-2.498/2.598）*100=( 1-0.938)*100=3.8矿料间隙率VMA=(1-试件的毛体积密γsb /矿料合成毛体积密度γsb * 各种矿料占总质量之和Ps ) * 100=(1-2.497/2.796 * (1-5.66)/100)*100=(1-0.8927*0.9562)*100=(1-0.843)*100=15.7=(矿料间隙率VMA-空隙率VV)/ 矿料间隙率VMA * 100沥青饱和度VFA4.38=(15.7-3.8.)/15.7 * 100=75.8同理可计算其它油石比的空隙率VV、矿料间隙率VMA、沥青饱和度VFA等指标沥青混合料试验指标6.2、绘制VMA、VFA、密度、马歇尔稳定度、流值与油用量关系如图：图2 密度与油用量关系图3 稳定度与油用量关系图图4 空隙率与油用量关系图5 流值与油用量关系图图6 矿料间隙率与油用量关系图图7 饱和度与油用量关系图稳定度 空隙率 流值 饱和度 矿料间隙率 共同范围3、根据其关系图,得到如下数据:根据试验结果，因密度有最大峰值，稳定度也有最大值，从图可得a1=5.90 a2=5.90 a3=6.02a 4=6.15，则OAC1=( a1+a2+a3+a4)/4=5.99%。

再从图可得OACmin = 5.77%，OACmax=5.97%，且OAC1位于OACmin~ OACmax之间；则OAC2=（OACmin+OACmax）/2=5.87%，即此目标配合比最佳油石比OAC=(OAC1+OAC2)/2=5.93%，即最佳油用量为5.60%。

5.93沥青用量的最大理论密度γt5.93 =2.601γt5.93=(100+Pai)/(100/γse+Pai/γb)=（100+5.93）/(100/2.861+5.93/1.026)=106/( 34.9528+5.7797)=106/40.7325=2.601空隙率VV4.38=(1-试件的毛体积密γsb6.0 /沥青混合料的最大理论密度γt6.0) * 100 =（1-2.498/2.601）*100=( 1-0.961)*100=3.9矿料间隙率VMA=(1-试件的毛体积密γsb /矿料合成毛体积密度γsb * 各种矿料占总质量之和Ps ) * 100=(1-2.498/2.796 * (1-5.93)/100)*100=(1-0.8927*0.9562)*100=(1-0.840)*100=16.0沥青饱和度VFA4.38=(矿料间隙率VMA-空隙率VV)/ 矿料间隙率VMA * 100=(16.0-3.9)/16.0 * 100=75.6由计算的最佳油用量，查以上关系图，得到对应的VV=3.9， VMA=16.0，满足沥青路面施工设计说明中关于最小VMA不大于17.0的要求.故最后确定其最佳油用量为5.93%,并对最佳油用量进行验证，试验结果如下表：最佳沥青用量验证结果4、检验最佳油石比时的粉胶比合成矿料的有效相对密度γse=2.861 γse=C*γsa+(1-C)*γsb =0.6*2.904+0.4*2.796 =1.7424+1.1184Pba=(2.861-1.026)/(2.861*2.796)* 1.026*100=23.54% Pbe=5.99-0.235*0.953/100=5.76% FB=P0.075/ Pbe=5.99/5.76=1.04 FB 在0.8-1.2之间 符合要求。

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SMA配合比设计(论文)

SMA配合比设计(论文)

公路沥青玛蹄脂碎石混合料目标配合比设计中铁二局五公司摘要：沥青马蹄脂碎石混合料，是一种新型的沥青混合料结构。

是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉和少量的细集料组成的沥青马蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。

它是由足够的沥青结合料和具有相当劲度的沥青玛蹄脂胶浆填充在粗集料形成的石—石嵌挤结构的空隙中形成的。

因此，它具有抗高温、低温稳定性，良好的水稳定性，良好的耐久性和表面功能（抗滑、车辙小、平整度高、噪音小、能见度好）。

SMA路面耐久性好，故养护工作少，使用寿命长，综合经济效益和环境效益好。

下面就我公司施工的陕西永咸高速公路SMA-16配合比设计为例，对整个配合比设计过程作一简要概述。

关键词沥青玛蹄脂目标配合比设计SMA目标配合比设计的最终目的是优选矿料级配、确定最佳沥青用量，符合配合比设计技术标准和配合比设计检验要求，以此作为目标配合比，供拌和机确定各冷料仓的供料比例、进料速度及试拌使用。

一、原材料的选用1、集料使用临潼韩峪石料厂生产的碎石，规格分别为：A料（19-9.5mm）、B料（9.5-4.75mm）、C料（4.75-2.36mm）。

机制砂（2.36-0mm）、矿粉采用乾县五峰山西洼石料厂产石灰岩加工。

各种材料技术性质试验结果如下2、沥青SBS改性道路石油沥青，技术性质试验结果下表1。

基质沥青为SK 90-A级道路石油沥青。

技术性质试验结果见下表2。

SBS改性沥青技术性质试验结果3、木质素纤维：北京垦特莱公司生产，絮状。

技术性质试验结果见下表木质素纤维技术性质试验结果汇总4、抗剥落剂：陕西公路研究所二、矿料配合比例1、矿料颗粒分析以下结果是取不少于十次筛分结果的平均值作为最终确定矿料比例的筛分结果。

2、矿料配合比通过电脑配料，得到以下比例3、确定初试级配：由于混合料公称最大粒径大于13.2mm，故以设计矿料级配范围中4.75mm作为粗集料骨架的分界筛孔。

SMA-16混合料矿料级配范围初试级配4、集料捣实状态下骨架间隙率5、计算各组初试级配的松装间隙率VCAmix=（1-ρm b×P CA/ρca）×100Ρm b——初试油石比沥青混合料实测毛体积密度P CA——粗集料的平均毛体积密度级配A：ρCA=(49×0.988×2.742+23×0.921×2.726+9×0.056×2.719)/( 49×0.988+23×0.921+9×0.056)=2.737P CA=(1-0.299)×(100/106.4)=65.9%VCAmix=(1-2.427×0.659/2.737)×100=41.6%级配B：ρCA=(49×0.988×2.742+25×0.921×2.726+7×0.056×2.719)/( 49×0.988+25×0.921+7×0.056)=2.737P CA=(1-0.282)×(100/106.4)=67.5%VCAmix=(1-2.416×0.675/2.737)×100=40.4%级配A：ρCA=(49×0.988×2.742+27×0.921×2.726+6×0.056×2.719)/( 49×0.988+27×0.921+6×0.056)=2.736P CA=(1-0.264)×(100/106.4)=69.2%VCAmix=(1-2.404×0.692/2.736)×100=39.2%级配A混合料的VCAmix=41.6%大于粗集料在捣实状态下的骨架间隙率为40.3% ,对粗集料的骨架已形成了干涉，不符合规范要求；级配B混合料的VCAmix=40.4%小于粗集料在捣实状态下的骨架间隙率为40.6% ,符合规范要求且形成骨架结构；级配C混合料的VCAmix=39.2%远远小于粗集料在捣实状态下的骨架间隙率为41.4% ,约小于2.2%，说明在SMA沥青混合料中，粗集料骨架间隙率不能全部被细集料、沥青、设计空隙率之和所填满，混合料在施工过程中很容易产生离析，该级配也不合理。

沥青玛蹄脂碎石混合料SMA—16的生产配合比及施工细节控制

沥青玛蹄脂碎石混合料SMA—16的生产配合比及施工细节控制

交通世界TRANSPOWORLD收稿日期：2018-01-30作者简介：杨颖（1982—），女，工程师，主要从事公路工程施工工作。

沥青玛蹄脂碎石混合料SMA —16的生产配合比及施工细节控制杨颖（中交第二公路工程局有限公司，陕西西安710065）摘要：首先对SMA 混合料的比例配制、技术要求及配合比计算进行了分析，为SMA 混合料的准备工作奠定了基础，然后对沥青玛蹄脂碎石施工过程中的注意事项进行了探讨，并提出了相应的解决措施，保证了施工的顺利进行，以为相关工程提供参考。

关键词：沥青玛蹄脂碎石；改性沥青；纤维稳定剂中图分类号：U414文献标识码：B1SMA 混合料的配制比例沥青玛蹄脂碎石（SMA ）路面是一种常用的路面结构。

制作SMA 混合料时应严格按照设计配合比进行配制，在投入使用前需进行试拌和试铺作业。

试拌和试铺SMA 时要遵循以下两点要求：①必须采用马歇尔试验（体积法）计算和设计各种材料的比例，混合料的密度必须满足设计要求，粗集料骨架之间需嵌挤紧密，具体的体积配比如图1所示；②SMA 路面的厚度必须在粗集料的2.5倍以上[1]。

2制作SMA 的技术要求在制作SMA 时，要保证路面的刚度能满足工程需要。

而材料的强度主要是由沥青玛蹄脂、集料、填料的构造决定。

本工程选择较高的技术标准来进行SMA 的制作。

2.1沥青的选取在SMA 的制作过程中，沥青的用量相对较大，利用沥青可以填充骨料与其他材料之间的间隙。

因为沥青材料的选取对沥青玛蹄脂的性能有很大的影响，所以要严格按照设计要求选取沥青材料[2]。

本次施工中采用SBSⅠ—C 改性沥青作为沥青玛蹄脂的主要原材料。

该沥青的黏度较大，可确保混合料具有一定的黏结性和高温变形能力。

改性沥青的各项技术指标如表1所示。

表1SBS Ⅰ—C 改性沥青的技术指标指标针入度（100g,5s,25℃）（0.1mm ）针入度指数PI 延度（5℃,5cm/min ）（cm ）试验结果68.50.65≥40规范要求60~80＞-0.4≥302.2集料的选取SMA—16选取的粗集料直径一般小于4.75mm 。

SMA配合比

SMA配合比

SMA配合比设计我国对SMA的研究起步较晚，经验也不算丰富。

在参考国外的方法，和我国自己设计的一些著名的工程经验，其配合比设计流程如下图：图４－１配合比设计流程图4.1 SMA混合料设计要求4.1.1集料最大粒径与层厚集料最大粒径（Maximum size of aggregate）指集料的100%都要求通过的最小的标准筛孔尺寸。

集料的公称最大粒径(Normal maximum size of aggregate)指集料可能全部通过或允许有少量不通过（一般容许筛余不超过10%）的最小标准筛孔尺寸。

通常比集料最大粒径小一个粒径。

影响公称最大粒径的选择的最主要因素是粒径和压实厚度的匹配。

铺筑SMA的压实厚度不得小于集料公称最大粒径的2.5倍。

公称最大粒径是16mm，即是SMA-16。

因此，根据规范要求的适用的厚度是30～40mm之间。

在实验时我们选择30mm。

4.1.2空隙率空隙率是设计中最重要的设计指标。

空隙率低于3%的SMA路面出现永久变形的概率要高些。

根据规范的要求空隙率在3%～4 %,选择3%。

表4-1 设计要求指标4.2 矿料级配设计对任何一种混合料，矿料级配都是最重要的因素。

如下表是我国规范给出的不同粒径的SMA矿料级配建议范围：表4-2 我国规范的SMA矿料级配建议范围第四章SMA配合比设计初试矿料级配的配合比设计步骤：（1）以4.75mm(公称最大粒径≤9.5mm时，为2.36mm)通过率为关键性筛孔，选用中值及中值±4%，还包括一个S型级配曲线，共4个档次。

级配乙是中值，级配丁是S 型曲线，甲、乙、丙、丁四个级配4.75mm的筛孔通过率分别为30%、26%、22%、28%。

表4-3 选择的几组初试级配注：P i：过百分率，%；A i：累计筛余百分率，%；a i：分计筛余百分率，%。

各个矿料级配和上下限的级配曲线如下：（2）根据试验规程《公路工程集料试验规程》测得各个筛孔的毛体积相对密度和表观相对密度，原始数据如表4-4。

SMA目标配合比快速确定法

SMA目标配合比快速确定法

文章编号:1001-7291(2001)02-0075-06 文献标识码:B・沥青路面专题・SMA目标配合比快速确定法●林绣贤 (同济大学　上海　200092) 摘要:以折断级配计算公式,计算了不同最大标称尺寸的集料组成,提出建议值表。

该建议表的粗集料可达到石———石嵌挤结构的目的,而细集料可提供形成沥青玛蹄脂的必要条件,经与国内外经验值比较,证明是正确的。

文中对S M A的最佳沥青含量问题,分别以有效沥青含量、集料吸入沥青含量、纤维吸入沥青含量和不同设计空隙率时沥青量的调整四个方面进行了分析,提出了S M A沥青最佳含量计算公式,意义明确、方法简单,经与国内外标准草案或规范建议稿比较,证明合理。

此二者结合,可成为S M A目标配合比设计快速确定法。

关键词:S M A;配合比设计;集料有效密度;最佳沥青含量 沥青玛蹄脂碎石混合料(S M A)路面;以其优异的路用性能驰名于世,文献[1]对其作了全面的介绍,内容详尽,见解正确,值得学习。

文献[1]提到“S M A沥青混合料的配合比设计,国际上尚无公认的设计方法。

”笔者深有同感。

目前国内外实践资料十分丰富,但仍感到是停留在感性认识上,美国的设计方法尚称完整,但也还是经验性的。

因而各国各地各自提出集料的配比组成,各自规定沥青的最小含量。

大家使用时只好互相参照,结合实际,予以引用。

通过研究,笔者提出S M A的集料组成和最佳沥青用量两大问题的设计方法,以供参考。

1　S M A的集料配比组成111　基本原则———石———石嵌挤结构S M A配合比设计就是要确定骨架与玛蹄脂两大部分各种材料的规格比例,以保证形成粗集料的骨架。

而骨架的空隙又正好为玛蹄脂所填充,其性质与二灰碎石结构类似,应属于填充理论范畴。

为此集料配比组成中基本原则就是要使粗集料形成石———石嵌挤结构。

因而美国方法中规定了在混合料中粗集料的间隙率VC Amix一定要小于用干捣法测定的粗集料间隙率VC ADRC,以确保粗集料在混合料中的状态至少要比干捣法状况更为紧密,这是正确的。