SMA13配合比设计简述课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,组合,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,组合,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,组合,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,组合,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,SMA13配合比设计简述,SMA13配合比设计简述SMA13配合比设计简述内容,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。,内容,1,背景,-SMA,结构特点,2,设计方法,-,实际操作,3,总结,-,完善和提高,SMA,应用概况,1,沥青玛蹄脂碎石混合料是一种以沥青、矿粉、纤维稳定剂与少量的细集料组成的沥青玛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，沥青玛蹄脂碎石混合料的构成特性，俗称“三多一少”，即沥青用量多为,6%,左右，矿粉用量多达,812%,，,4.75mm,以上粗骨料用量高达矿料用量的,70%80%,，,4.75mm,以下细集料仅占矿料总重的,20%30%,，其中还含有,8%12%,的矿粉，实际细集料用量为,10%20%,，相当少。所以，沥青玛蹄脂碎石混合料的强度是依靠粗集料在沥青混合料中的骨架嵌挤作用和沥青玛蹄脂胶结料的粘结裹覆作用形成的，因而它更具有很好的耐久性、抗高温稳定性、抗低温开裂性、抗滑性与较好的排水性能。,背景,概述,2,国内,国外,背景,1992,年首次试用改性沥青,SMA,SMA-16,0.4%,石棉纤维,表面层,5cm,。,20,世纪,60,年代中期，前联邦德国始建第一条,SMA,路面。,动画与组合,形状与文本,背景,SMA,混合料的体积组成,配合比设计,配合比设计原则,配合比设计原则,设计方法,采用马歇尔试件体积设计法,SMA,必须具有互相嵌挤紧密的粗集料骨架。,SMA-13,的粗集料骨架是,4.75mm,以上的粗集料。,马歇尔试件的,VCA,mix,必须小于捣实状态下的粗集料骨架间隙率的,VCA,DRC,。,沥青用量应符合最小沥青用量的要求，马歇尔试件的空隙率必须在要求的范围内。,设计,配合比设计,配合比设计原则,掺加材料,掺加,优良的木质素絮状纤维，掺加比例,为,沥青混合料总质量的,0.3%0.4%,。,SMA,混合料在配合比设计时应进行抗水损害评价，如不满足要求，应采用沥青抗剥落剂。,设计,配合比设计,配合比设计标准,方孔筛尺寸（,mm,）,级配范围,中值,16,100,100,13.2,90100,95,9.5,5075,62.5,4.75,2232,27,（,25,）,2.36,1627,21.5,1.18,1424,19,0.6,1220,16,0.3,1016,13,0.15,913,11,0.075,812,10,SMA-13,混合料矿料级配范围,设计,配合比设计,试验项目,单,位,技术要求,马歇尔试件击实次数,两面各击,75次,空隙率,VV,34.5,矿料间隙率,VMA,17.0,粗集料骨架间隙率,VCA,mix,VCA,DRC,沥青饱和度,VFA,7585,稳定度,kN,8.0,流值,mm,25,注：,对重交通路段或炎热地区，空隙率可放宽到,4.5%,，,VMA,可放宽到,16.5%,。,马歇尔试验技术标准,设计,配合比设计标准,配合比设计,检验项目,单位,技术要求,试验方法,谢伦堡沥青析漏试验,的结合料损失,0.1,T0732,肯塔堡飞散试验的混合料损失,(20,),15,T0733,车辙试验动稳定度,次,mm,3000,T9719,水稳定性：,残留马歇尔稳定度,85,T0709,冻融劈裂试验,残留强度比,80,T0729,渗水系数,ml/min,80,T0730,SMA,配合比设计检验指标,设计,配合比设计,配合比设计标准,击实次数,对于集料坚硬不易击碎，通行重载交通的路段，击实次数为双面各,75,次。,空隙率,美国研究表明，沥青层的设计空隙率以,4%,为最佳。,空隙率过小，容易产生车辙流动变形。,空隙率过大，容易引起水损害破坏。,对高温稳定性要求较高的重交通路段或者炎热地区，设计空隙率允许放宽到,4.5%,。,设计,配合比设计,配合比设计标准,矿料间隙率,VMA,代表混合料中用以填充沥青玛蹄脂的空隙,与,4.75mm,通过率密切相关。随着,4.75mm,通过率即细集料的增加，矿料间隙率将逐步趋于常数；只有当,4.75mm,通过率小于,30%,，,VMA,才开始增加，粗集料的嵌挤作用才能得到发挥，石石嵌挤结构才能形成。,对于重交通路段或者炎热地区，可以将,VMA,的最小值放宽到,16.5%,。,设计,配合比设计,配合比设计标准,粗集料骨架间隙率,VCA,4.75mm,以上粗集料骨架之间的间隙率,VCA,DRC,，,VCA,mix,如果,VCA,mix, VCA,DRC,，粗集料被填充的玛蹄脂撑开，粗集料不能形成嵌挤作用。,VCA,mix,VCA,DRC,，检验粗集料是否形成骨架嵌挤的关键指标,设计,配合比设计,配合比设计标准,沥青饱和度,VFA,取决于集料间隙率,VMA,和混合料空隙率,VV,的从属指标。,只有沥青结合料填充到一定程度，才能达到要求的空隙率。,在实际的配合比设计中，,VV,、,VMA,和,VFA,有可能不能同时满足。,设计,配合比设计,配合比设计标准,配合比设计,配合比设计标准,沥青用量,合成集料的毛体积相对密度,最小沥青用量,（,%,）,最小油石比,（,%,）,2.6,6.3,6.7,2.7,6.1,6.5,2.8,5.9,6.3,2.9,5.7,6.0,马歇尔稳定度和流值,不作为通过或者否决配合比设计的唯一指标，与密级配沥青混合料有区别。马歇尔试验的荷载模式对,SMA,嵌挤结构不利，并且有达到最大荷载时，不马上破坏，流值不断变大的现象,设计,配合比设计,目标配合比设计,配合比设计,设计流程,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,4.75mm,通过率（当为,SMA- 10,时为,2.36mm,）分别为中值、中值,3%,附近，矿粉数量均为,10%,左右。,掺加纤维素，木素纤维,0.3%,，矿物纤维,0.4%,。,配合比设计,初试级配,测定矿料的毛体积相对密度和表观相对密度,初试级配的合成毛体积相对密度,sb,初试级配的合成表观相对密度,sa,配合比设计,测定和计算,粗集料的平均毛体积相对密度,CA,将每个合成级配中小于,4.75mm,的集料筛除，测定,4.75mm,以上的粗集料的混合毛体积相对密度,CA,配合比设计,测定和计算,粗集料间隙率,VCA,DRC,按照,T0309,的试验方法，用捣实法测定粗集料骨架部分的堆积密度,s,，从而计算得到各组初试级配的捣实状态的粗集料骨架间隙率,VCA,DRC,配合比设计,测定和计算,参考已建类似工程的油石比，并根据矿料级配的合成毛体积相对密度，拟定马歇尔试件的初试沥青用量和油石比。,设计,配合比设计,初试用油量,选择三种矿料级配和拟定的初试油石比制作马歇尔试件，每组马歇尔试件的数量不得少于,6,个。,采用表干法,T0705,测定试件的毛体积相对密度,mb,测定和计算马歇尔试件的,VCA,mix,、,VMA,设计,配合比设计,确定初试级配,最大理论相对密度,t,采用计算法。,纤维部分的比例不得忽略,设计,配合比设计,确定初试级配,马歇尔试件的空隙率,VV,有效沥青的饱和度,VFA,设计,配合比设计,确定初试级配,设计级配的选择确定：,VCA,mix,17%,如果有一组以上的级配同时符合要求，以,4.75mm,筛孔通过率大且,VMA,较大为选择标准。,设计,配合比设计,确定初试级配,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%,（,0.5%,）为间隔，调整,3,（,5,）个不同的油石比制作马歇尔试件，并测定试件的空隙率等体积参数；,进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否满足要求；不作为配合比设计评判的唯一指标，,容许根据同类型改性沥青,SMA-13S,工程的经验予以调整。,绘制各项体积参数与油石比的关系曲线，根据期望的设计空隙率（一般为,4%,）确定最佳油石比,OAC,；,最佳油石比下的混合料各项参数应满足技术要求。,设计,配合比设计,确定最佳用油量,谢伦堡析漏试验,用来检验沥青用量，防止沥青用量过多。,采用,T0732,烧杯法测试，对改性沥青,SMA,要求析漏损失不大于,0.1%,。,170,2,，改性沥青的试验温度宜为,185,。,设计,配合比设计,目标配合比检验,肯塔堡飞散试验,用来防止沥青用量或者沥青与集料的粘结性不足。,T0733,，标准试验温度为,20,，水中养生,20h,。,对于改性沥青，飞散损失不得大于,15%,。,对于多雨潮湿地区，也可以进行浸水飞散试验，试验温度为,60,，水中养生时间为,48h,。,设计,配合比设计,目标配合比检验,车辙试验,用以评价混合料的高温抗车辙性能，非常重要,T0719,，试验温度为,60,，荷载压强为,0.7MPa,（温度对试验结果影响很大，试件装料亦然。）,对于改性沥青，动稳定度要求不小于,3000,次,/mm,。,设计,配合比设计,目标配合比检验,小梁低温弯曲试验,用以评价混合料的低温抗裂性能。测定破坏应变。,T0715,，试验温度为,-10,0.5,，加载速率,50mm/min,荷载压强为,0.7MPa,（温度对试验结果影响很大。）,对于改性沥青，冬温地区要求不小于,2500,。,设计,配合比设计,目标配合比检验,水稳定性检验,浸水马歇尔试验，,T0709,，残留稳定度不小于,80%,30 min 60,o,C,设计,配合比设计,目标配合比检验,水稳定性检验,冻融劈裂试验，,T0729,，冻融劈裂比不小于,80%,16 hours -18,o,C,设计,配合比设计,目标配合比检验,24h 60,o,C,2h 25,o,C,渗水试验,采用轮碾法成型的车辙板试件，路面渗水仪,良好的,SMA,结构在碾压成型后应该不渗水或者透水很慢,渗水系数要求不大于,80ml/min,设计,配合比设计,目标配合比检验,需要注意的几个事项,总结,成型温度的控制,总结,集料加热,190,-220,沥青加热,175,。,随着击实温度的提高，混合料毛体积密度增加，空隙率、矿料间隙率减小，沥青饱和度增大；对于不同级配规律的混合料，这些体积指标随着温度变化的程度存在明显差异。,4.75,通过率问题,总结,4.75mm,的通过率大都控制在,25%,左右。,0.075mm,通过率要求在,8%-13%,之间。,石料高温状态下在拌和、碾压过程中都会有部分磨耗或破碎,与室内试验相比, 4. 75 mm,筛通过量偏细,3% ,因而在配合比设计时,4. 75 mm,筛通过率要控制在,25%,左右, 0. 075 mm,筛通过率控制在,10%,左右。,马歇尔击实次数,马歇尔击实试验法是在,20,世纪,30,年代末由美国密西西比州公路局,Bruce Marshall,发明。,设计标准随着轮胎气压和轴载的变化不断调整,交通现状,交通量增长迅速,货车重载超载现象严重,总结,为什么采用,50,次,/,面,SMA,混合料劲度小，容易压实；,骨架嵌挤结构，大的击实功可能会使集料的棱角破碎，破坏粗集料。,国内外的设计经验,缺点,交通量增长,/,超载,与目前的路面压实功相比，击实功偏小,总结,马歇尔击实次数,为什么采用,75,次,/,面,某些集料坚硬，很难击实；,适应交通量增长,/,超载的需要,路面压实功的增加,缺点,尚需实践的检验,注意,路面的压实功需要保证,总结,马歇尔击实次数,试件毛体积相对密度测试,-,表干法,在使用表干法时，试验者必须注意：该方法关键是在用拧干的湿毛巾擦拭试件表面时要制造一种真正的饱和面干状态，表面既不能有多余的水膜，又不能把吸入孔隙中的水分擦走，得到真正的毛体积。,总结,试件毛体积相对密度测试,-,蜡封法,SMA,混合料毛体积密度的测量不能采用表干法，而应采用刷蜡式的蜡封法，否则会导致混合料毛体积密度偏大、空隙偏小的虚假现象。采用最紧密状态方法进行,SMA,混合料设计是合理、可行的。,总结,参考文献,1,公路沥青路面施工技术规范,2,公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南,3,公路工程沥青与沥青混合料试验规程,4,沈金安,李福普编著,SMA,路面设计与铺筑,.,北京,:,人民交通出版社,2003,5,王旭东,张 蕾编著 基于骨架嵌挤型原理的沥青混合料均衡设计方法,.,人民交通出版社,2014.5,6,沈金安编译 美国的,SMA,配合比设计方法,J.,国外公路,.1998(18),7,何壮彬,SMA,混合料级配特点与结构指标研究,D.,硕士论文,.,长安大学,. 2008.5,8,李德超,SMA,混合料配合比设计方法研究,D .,硕士论文,.,长安大学,. 2003.5,致谢,谢谢观赏,