SMA试验室控制方法

韩秋菁，孙春梅

(黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)



SMA试验室控制方法

韩秋菁，孙春梅

(黑龙江省龙建路桥第三工程有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

介绍了SMA试验室控制方法。

原材料；试验仪器；配合比设计

1 目标配合比设计

(1)SMA混合料目标配合比设计。

(2)按试验规程规定的方法精确测定各种原材料的相对密度，其中粗集料为毛体积相对密度，小于4.75mm的集料、石屑、砂、矿粉为表观相对密度。各种材料的筛分及小于0.075mm的含量必须按照现行试验规程采用水洗法筛分测定。

(3)设计初试级配

①调整各种矿料比例设计3个不同粗细的初试级配，必须符合所选择的标准级配范围的要求。3个级配的4.75 mm通过率分别为中值、中值+4%、中值-4%，即27%、31%、23%，其矿粉数量宜相同，使0.075 mm通过率为10%左右。

②初试级配的平均毛体积相对密度γsb按式 ① 计算。

①

式中：P1、P2、P3、…、Pn为各种矿料成分的配合比，其和为100；γ1、γ2、γ3、 …、γn为各种矿料相应的毛体积相对密度。

注：沥青混合料配合比设计时，均采用毛体积相对密度(无量纲)，不采用毛体积密度，故无需进行密度的水温修正。

(4)把每个合成级配中小于4.75mm的集料筛除，分别测定4.75以上粗集料的毛体积密度γCA按式 ② 计算。

②

式中：P1、P2、……、Pn为粗集料骨架部分各种集料在全部矿料级配混合料中的配合比；γ1、γ2、……、γn为各种粗集料相应的毛体积相对密度。

(5)按《公路工程集料试验规程》T0309的规定，用捣实法测定大于4.75mm的粗集料的松方密度γs，按式 ③ 分别计算各组初试级配的捣实状态粗集料骨架的间隙率VCADRC。

③

式中：γCA为4.75mm以上粗集料骨架的毛体积相对密度；γs为4.75mm以上粗集料骨架的松方毛体积相对密度。

(6)根据集料的平均毛体积相对密度选择制作马歇尔试件的初试油石比。

(7)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，一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由表干法测定。

(8)按 ④ 式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。

④

式中：γse为矿料的有效相对密度；Pa为沥青混合料的油比，%；γb为沥青的相对密度(25 ℃/25 ℃),无量纲；Px为纤维用量，以矿料质量的百分数计，%；γx为纤维稳定剂的密度，由供货商提供或由比重瓶实测得到。

(9)SMA试件的毛体积相对密度由表干法测定。按式 ⑤、⑥、⑦、⑧ 计算SMA马歇尔试件的矿料空隙率VV、间隙率VMA、粗集料骨架间隙率VCAmix和沥青饱和度VFA。

⑤

⑥

⑦

⑧

式中：γf为试件的毛体积相对密度，由表干法测定，无量纲；γt为计算得到改性沥青混合料理论最大相对密度；Ps为各种矿料占沥青混合料总质量的百分率之和，即Ps=100-Pb，%；γsb为矿料的合成毛体积相对密度；PCA为沥青混合料中粗集料的比例，即大于4.75mm的颗粒含量，%；γca为粗集料骨架部分的平均毛体积相对密度。

(10)从3组初级配的试验结果中选择设计级配时，必须符合VCAmin16.5%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较大的级配设计级配。

(11)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。一组试件数不宜少于4～6个。若初试油石比的空隙率及各项体积指标恰好符合设计要求时，可直接作为最佳油石比。

(12)进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合《公路沥青路面施工技术规范》规定的技术要求。稳定度和流值并不作为配合比设计可以接受或者否决的唯一指标，容许根据同类型SMA工程 的经验予以调整，放宽标准时应符合SMA马歇尔试验配合比设计技术要求的规定，对改性沥青SMA试件的流值可不作要求。

(13)绘制各项体积指标与油石比的关系曲线，根据期望的设计空隙率，确定最佳油石比OAC。当击实次数为75次时，设计空隙率不宜超过4%。

(14)目标配合比设计检验

①SMA混合料应进行谢伦堡沥青析漏试验，析漏损失超过SMA配合比设计检验指标规定的容许值。试验方法按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》执行，试验温度应该与生产时的最高出料温度一致，无明确要求时，改性沥青混合料的试验温度宜为185 ℃。

②SMA混合料应进行肯塔堡飞散试验检验，飞散损失不得超过SMA配合比设计检验指标规定的容许值。试验方法按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》执行，标准的试验温度为20 ℃，水中养生时间为20h。

③SMA混合料必须进行车辙试验，对混合料的高温抗车辙能力进行验证，其试验温度为60 ℃，荷载压强为0.7MPa，动稳定度必须符合SMA配合比设计检验指标规定。如有特殊需要，可根据情况提高试验温度或荷载强度。

④SMA混合料的水稳定性应进行48h浸水马歇尔试验残留稳定度和冻融劈裂试验强度比检验，且符合SMA配合比设计检验指标规定。

⑤SMA混合料应采用轮碾法成型的试件进行表面的渗水系数和构造深度检验，且符合SMA配合比设计检验指标规定。

2 生产配合比设计和试拌试铺

(1)SMA混合料应根据目标配合设计的结果，按《公路沥青路面施工技术规范》规定的方法进行生产配合比设计和试拌试铺检验。

(2)生产配合比应以二次筛分后的热料仓材料级配为基础进行，其中小于0.075mm的细粉含量也应采用水洗法测定，配合比设计步骤与目标配合比设计方法相同，矿粉级配与沥青用量应力求与目标配合设计相近，以减少试验工作量。

(3)经生产配合比设计确定的油石比必须经过配合比设计检验及试验段铺筑认定。试拌试铺必须由建设单位、施工单位、监理等有关各方共同实施。由此确定的标准配合比必须得到监理工程师批准。

(4)批准后的标准配合比在生产过程中不得随意变更，如有疑义需要对标准配合比作调整时，必须重新得到监理及建设单位的批准。

3 SMA配合比设计应注意事项

(1)热拌时应先将集料和木质纤维素充分搅拌后，再加入沥青进行拌和，以防止搅拌不均及结块。

(2)制作马歇尔试件前，将混合料从烘箱取出，充分拌和均匀后，进行装模。SMA混合料装模温度应高于正常温度的5 ℃，以保证击实温度。

(3)建议用真空法实测理论最大相对密度与计算理论最大相对密度相对比，确定最佳的理论最大相对密度。

[1] 部颁.公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)[S].人民交通出版社.

[2] 部颁.公路改性沥青施工技术规范(JTJ036-98)[S].人民交通出版社.

[3] 部颁.公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南(SHCF40-01-2002)[S].中国工程建设标准化协会公路工程委员会发布.

[4] 部颁.公路工程沥青及沥青混合料试验规程(JTJ052-2000)[S].人民交通出版社.

[5] 部颁.公路工程集料试验规程(JTGE42-2005)[S].人民交通出版社.

2016-01-11

韩秋菁(1974-)，女，中级，研究方向：SMA试验室控制方法。

U416.217

C

1008-3383(2016)12-0007-02