SMA配合比设计几点体会.docVIP

SMA配合比设计的几点体会 　　 国道206线高速公路工程烟黄段是山东省2003年高速公路突破3000公里的关键工程为进一步提高沥青混凝土路面的高温抗车辙性能、水稳定性、耐疲劳性能、抗滑性能等使用功能，根据实地调查研究，它采用了近年来发展起来的一种新型结构SMA(沥青玛蹄脂碎石混合料),它是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料,其特点就是“三多一少”,即沥青多，粗集料多，矿粉多，细集料少。为了能设计一种较为合理的沥青混合料，在对施工单位的原材料、设计过程、试验指标以及试铺效果等各环节进行了监控，取得了良好的效果。 　　1.原材料的确定 　　1.1 MAC改性沥青：本工程所采用的改性沥青是由山东华瑞道路材料技术有限公司生产MAC改性沥青，该沥青是一种化学改性沥青，呈凝胶状，它在基质沥青内部形成一个格架结构，从而改善了沥青的弹性性能，较之基质沥青粘度明显增大，软化点升高，感温性能减少，抗老化能力增强。经委托山东省交通科研所检验，各项指标均能满足规范要求。如表1： 　　表1MAC改性沥青主要指标 　　 　　 　　1.2粗集料:经过对附近料源的考察,本着质量第一、就地取材的原则，粗集料采用栖霞小方山石料厂的10~15mm、5~10mm玄武岩，它质地坚硬，表面粗糙，棱角性好，针片状含量9.9%，压碎值7.7%，磨光值55BPN，与沥青粘附性达到4级。 　　1.3细集料：本工程细集料采用玄武岩机制砂，它具有一定的粗细级配，但本地产机制砂含有较多的石粉。 　　1.4填料：填料采用磨细的石灰石矿粉。为提高沥青混合料的抗水损害能力，使用了生石灰粉部分替代矿粉。但生石灰粉的用量不得超过矿粉总量的30%，并不得超过矿料总量的2%。在SMA中，矿粉的用量较普通沥青混凝土要多一倍左右。所以，控制好矿粉的质量至关重要。 　　1.5纤维稳定剂：配制SMA，必须采用纤维稳定剂，它具有加筋、分散、吸附及吸收沥青、稳定、增粘等多种功能。本工程采用瀚元科技发展有限公司生产的木质纤维，其各项试验指标经委托交通部公路科学研究所检验合格，如表2 　　表2 木质纤维质量检验结果 　　 　　 　　2.目标配合比设计 　　本阶段要解决两方面的问题，一是确定矿料的级配，二是确定最佳沥青用量。 　　2.1确定矿料的级配：按照《SMA路面设计施工指南》中SMA-B标准级配的建议，确定3组冷料投料比例，其原则以4.75mm筛的通过百分率为22%、25%、28%左右，均固定矿粉的用量，并且保持0.075mm筛的通过百分率为10%左右，遵循以上原则，利用电脑EXCEL的运算功能，通过人机对话的方式，最终确定甲、乙、丙三组级配如表3所示： 　　 　　 　　2.3选择初试沥青用量，测定VV、VMA、VCAmix等指标： 　　 初试沥青用量的选择，一是根据合成集料毛体积相对密度，二是根据以往成功路段的实践经验，三是参析漏试验的结果。本工程所用合成集料毛体积相对密度均大于2.9，并根据成功路段的经验，确定初试用量5.8%，并按此制作马歇尔试件，击实温度在170℃左右，双面各75次。测定并计算各项指标。 　　 ①理论最大相对密度：理论最大相对密度的取得可以采用计算法，也可以采用真空法实测。由于采用了改性沥青，并加入了纤维稳定剂，实测有困难，本次设计采用计算的理论密度。 　　 ②测定沥青混合料毛体积密度（表干法实测），在这一环节应特别注意表干重的测定，因操作人员不同，测定结果会有所不同，所以该试验的操作宜固定人员。 　　 ③沥青混合料的空隙率VV 　　 ④4.75mm以上粗集料骨架间隙率VCAmix对SMA来说，这一指标至关重要，它是否小于VCADRC是粗集料是否形成嵌挤结构的标志。 　　 ⑤沥青混合料间隙率VMA：确定混合料是否有足够的空隙供沥青玛蹄脂填充。 　　 ⑥沥青混合料的饱和度VFA，试验结果如表6： 　　 表6目标配合比马歇尔试验结果 　　 　　 　　2.4 比较相关数据：判定某种级配是否为SMA，要从以下三个方面进行比较: ： 　　a、 VCAmix是否17%。(即是否有足够的间隙率可供玛蹄脂填充) 　　c、 VV是否满足3~5%的要求。对于表7中的数据进行比较，可以看出三种级配均能满足上述三个条件，在省交通科研所的指导下，结合空隙率的大小，经与总监处、施工单位协商，决定采用级配乙作为目标配合比的级配。并变化沥青用量以5.5%和6.1%分别进行马歇尔试验，如表7： 　　表7变化沥青用量的马歇尔试验结果 　　 　　 　　2.5根据表7，最终确定目标配合比为： 　　10~20mm：5~10mm：人工砂：矿粉：沥青用量=42：34：14：10：5.8 　　2.6目标配合比的验证：目标配合比在理论上