认知沥青玛脂碎石混合料配合比设计指南

【任务描述】

本任务是认知沥青玛脂碎石混合料配合比设计步骤。

【学习目标】

了解沥青玛脂碎石混合料配合比设计步骤。

1.SMA混合料配合比设计要求

（1）矿料级配

矿料级配应符合规定的级配范围，见表10.37。

表10.37　沥青玛脂碎石混合料矿料级配范围

（2）设计方法

SMA混合料配合比设计采用马歇尔试件的体积设计方法进行，改性沥青混合料试件的成型温度较普通沥青混合料的温度提高10～20℃，马歇尔试验的稳定度和流值并不作为配合比设计接受或者否决的唯一指标，其技术要求见表6.5。

2.SMA混合料配合比设计步骤

1）设计矿料级配的确定

①设计初试级配。

a.SMA路面的工程设计级配范围宜直接采用表10.22规定的矿料级配范围。公称最大粒径小于或等于9.5 mm的SMA混合料，以2.36 mm作为粗集料骨架的分界筛孔；公称最大粒径大于或等于13.2 mm的SMA混合料，以4.75 mm作为粗集料骨架的分界筛孔。

b.在工程设计级配范围内，调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的粗集料骨架分界筛孔的通过率处于级配范围的中值、中值±3%附近，矿粉数量均为10%左右。

②计算初试级配的矿料的合成毛体积相对密度γsb、合成表观相对密度γsa、有效相对密度γse。计算方法与密级配沥青混凝土相同。

③把每个合成级配中小于粗集料骨架分界筛孔的集料筛除，按《公路工程集料试验规程》T 0309的规定，用捣实法测定粗集料骨架的松方毛体积相对密度γs，按式(10.16)计算粗集料骨架混合料的平均毛体积相对密度γCA。

式中　γCA——粗集料骨架的毛体积相对密度；

P1，P2，…，Pn——粗集料骨架部分各种集料在全部矿料级配混合料中的配比，%；

γ1，γ2，…，γn——各种粗集料相应的毛体积相对密度。

④按式(10.17)计算各组初试级配捣实状态下的粗集料松装间隙率VCADRC。

式中　VCADRC——粗集料骨架的松装间隙率，%；(www.xing528.com)

γs——粗集料骨架的松方毛体积相对密度，g/cm3。

⑤预估新建工程SMA混合料的适宜油石比Pa或沥青用量Pb，作为马歇尔试件的初试油石比，预估方法同密级配沥青混凝土。

⑥按照选择的初试油石比和矿料级配制作SMA试件，马歇尔标准击实的次数为双面50次，根据需要也可采用双面75次，1组马歇尔试件的数目不得少于4～6个。SMA马歇尔试件的毛体积相对密度用表干法测定。

⑦按式(10.18)的方法计算不同沥青用量条件下SMA混合料的最大理论相对密度，其中纤维部分的比例不得忽略。

式中　γse——矿料的有效相对密度；

Pa——沥青混合料的油石比，%；

γa——沥青结合料的表观相对密度；

Px——纤维用量，以沥青混合料总量的百分数代替，%；

γx——纤维稳定剂的密度，由供货商提供或由比重瓶实测得到。

⑧按式(10.19)计算SMA马歇尔混合料试件中的粗集料骨架间隙率VCAmix，并且计算试件的集料各项体积指标空隙率VV、集料间隙率VMA、沥青饱和度VFA，计算方法同密级配沥青混凝土。

式中　PCA——沥青混合料中粗集料的比例，即大于4.75 mm的颗粒含量，%；

γCA——粗集料骨架部分的平均毛体积相对密度；

γf——沥青混合料试件的毛体积相对密度，由表干法测定。

⑨从3组初试级配的试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAmix＜VCADRC及VMA＞16.5%的要求。当有1组以上的级配同时符合要求时，以粗集料骨架分界集料通过率大且VMA较大的级配为设计级配。

2）确定设计沥青用量

①根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.2%～0.4%为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标。1组试件数不宜少于4～6个。

②进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合表6.5规定的技术要求。

③根据希望的设计空隙率，确定油石比，作为最佳油石比OAC。所设计的SMA混合料应符合表6.5规定的各项技术标准。

④如初试油石比的混合料体积指标恰好符合设计要求时，可以免去这一步，但宜进行一次复核。

3）配合比设计检验

除进行高温稳定性检验、水稳定性检验、低温抗裂性能检验、渗水系数检验外，SMA混合料的配合比设计还必须进行谢伦堡析漏试验及肯特堡飞散试验。配合比设计检验应符合表6.5、表6.6、表6.7的技术要求。不符合要求的必须重新进行配合比设计。

4）配合比设计报告

配合比设计报告应包括工程设计级配范围选择说明、材料品种选择与原材料质量试验结果、矿料级配、最佳沥青用量及各项体积指标、配合比设计检验结果等。试验报告的矿料级配曲线应按规定的方法绘制。