sma16目标生产配合比设计

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1、1. SMA16目标配合比设计1.1 原材料性质分析1.1.1 SBS 改性沥青按设计要求，选用I-D 级 SBS 改性沥青，其技术性质见表 1-1 。该改性沥青具有较高的软化点，以适应武汉地区的气候特点。表1-1 改性沥青主要技术性质技术指标I-D 级改性沥青技术指标要求改性沥青试验结果针入度 25 ， 100g,5s (0.1cm) 4061.0延度 5 ,5cm/min(cm) 2035.4软化点(环球法)() 6078.1密度 15 (g/cm3) 实测记录1.029运动粘度135（Pas）31.65闪点（）230343溶解度（%）9999.8离析，软化点差（）2.50.3弹性恢复 2

2、5 （%）7095.0RTFOT后残留物质量损失-0.111.0-0.11针入度比 25 78.76578.7延度 5 25.11525.11.1.2 矿料SMA 配合比设计试验用粗集料和细集料均为辉绿岩，产地为XX；矿粉为石灰岩磨制矿粉，产地为XX。依据 XXX中关于高等级公路沥青面层粗集料,细集料和矿粉的技术要求，分别对此三种矿料进行了试验分析。1.1.2.1粗集料粗集料采用9.5mm19mm，4.75mm9.5mm辉绿岩，试验项目及试验结果见表1-2。试验结果表明，以上各种粗集料均符合JTJ032-94中的有关的技术要求。1.1.2.2 细集料细集料为2.36mm4.75mm及2.36m

3、m以下辉绿岩石屑，试验结果见表1-3。试验结果表明，细集料性质符合JTJ032-94中的有关技术要求。表1-2 粗集料主要技术性质指 标高速公路技术要求粗集料试验结果9.5mm19mm4.75mm9.5mm集料压碎值 (%)257.8洛杉矶磨耗损失 (%)3010.011.4视密度 (t/m3)2.602.9742.934毛体积密度 (t/m3)实测值2.9262.859有效密度 (t/m3)实测值2.9262.882吸水率 (%)2.00.550.89对沥青的粘附性 (级)455坚固性 (%)121.0细长扁平颗粒含量 (%)153.314.0软石含量 (%)500水洗法0.075mm颗粒含

4、量 (%)10.50.3石料磨光值 (BPN)4245表1-3 细集料主要技术性质指 标高速公路细集料技术要求2.36mm4.75mm2.36mm以下视密度(t/m3)2.502.9372.945有效密度(t/m3)实测值2.8922.885坚固性（0.3mm部分）(%)123.5砂当量(%)6072.31.1.2.3 矿粉石灰岩矿粉的试验结果见表1-4。试验结果表明，矿粉的性质符合JTJ032-94中关于高速公路或一级公路沥青面层矿粉的技术要求。表1-4 矿粉主要技术性质指 标高速公路技术要求矿粉视密度(t/m3) 2.452.677有效密度(t/m3) 实测值2.630粒度范围0.6mm(

5、%) 100100.00.15mm(%) 9010099.50.075mm(%) 7510097.7亲水系数 1.00.761.1.3 纤维纤维采用的是絮状木质素纤维。纤维的主要技术参数由供应商北京垦特莱技术开发有限公司提供，见表1-5。表1-5 纤维的主要技术性质试 验 指 标试 验 结 果筛分析 纤维长度6mm 通过0.85mm筛85.3% 通过0.425mm筛65.0% 通过0.106mm筛30.0%灰分含量18%pH值7.5吸油率5.0含水量4.31.2 SMA16目标配合比设计1.2.1 确定初试级配及粗集料间隙率按照XX设计单位提出的SMA16的级配范围，根据不同规格矿料的筛分结果

6、，通过试算确定3组初试矿料级配，使4.75mm通过率分别为23%、26%、29%，0.075mm通过率为10%左右。3组初试配合比的合成级配曲线见图2-1。各组初试级配的材料组成如下：甲：9.5mm19mm:4.75mm9.5mm:2.36mm4.75mm:2.36mm以下砂:矿粉=50:28:0:12:10乙：9.5mm19mm:4.75mm9.5mm:2.36mm4.75mm:2.36mm以下砂:矿粉=54:26:0:10:10丙：9.5mm19mm:4.75mm9.5mm:2.36mm4.75mm:2.36mm以下砂:矿粉=58:24:0:8:10图1-1 目标配合比设计矿料级配曲线以上

7、3组级配的合成级配及粗集料间隙率VCADRC测试结果见表1-6。表1-6 目标配合比设计矿料级配及级配试验结果筛 孔合成级配合成级配合成级配级配范围级配中值（mm）甲（%）乙（%）丙（%）（%）（%）191001001001001001697.196.996.7901009513.279.878.176.56585759.556.753.349.84565554.7528.626.223.82030252.3621.819.918.0152419.51.1817.316.115.01422180.615.514.613.81218150.313.613.112.5101512.50.1512.

8、111.811.571410.50.07510.810.710.57129.5矿料的毛体积相对密度 （g/cm3）2.8792.8842.8924.75mm以上粗集料毛体积相对密度 （g/cm3）2.8952.8972.8994.75mm以上粗集料松方相对密度 （g/cm3）1.7331.7311.7284.75mm以上粗集料的VCADRC （%）40.1340.2340.391.2.2 确定油石比略试验结果及计算结果见表1-7。需要说明的是，在计算SMA混合料空隙率时，应以矿料的有效密度计算混合料最大密度；而对于矿料间隙率和粗集料间隙率，矿质混合料的理论密度应以矿料的毛体积密度进行计算。表1

9、-7 马歇尔试验结果级配毛体积相对密度（g/cm3）VV（%）VMA（%）VF（%）VCAmix（%）稳定度（kN）流值（0.1mm）甲2.5522.8316.384.840.69.938.0乙2.5163.8117.577.539.49.239.0丙2.5074.6417.875.637.78.331.8技术要求3416.57585VCADRC62050由表1-7可见，配比乙的各项指标均满足设计提出的标准要求，且空隙率接近标准要求的中值，故不须再调整油石比，以5.7%油石比作为试配油石比。由于该配合比用于桥面铺装，混合料的空隙率可以小一些，因此，在实际生产控制中，为保证质量，油石比范围可确定

10、为5.7%5.9%。目标配合比设计结果为：9.5mm19mm：4.75mm9.5mm：2.36mm4.75mm：2.36mm以下砂：矿粉=54：26：0：10：10，最佳油石比为5.7%。1.2.3 SMA16目标配合比设计的检验最佳油石比的SMA16的性能检验结果见表1-8。结果表明，该配合比设计的各项指标符合技术要求，特别是具有优良的水稳定性和抗车辙能力。按目标配合比配制的SMA16的构造深度达到1.3mm，可认为其具有优良的表面性能。表1-8 SMA16配合比设计检验检 验 项 目技术要求试验结果沥青析漏损失 （%）0.20.1混合料飞散损失 （%）253.2动稳定度DS （次/mm）3

11、0003974残留稳定度 （%）8095冻融劈裂强度比 （%）8094.7构造深度 （mm）1.01.32. SMA16生产配合比设计2.1 矿料级配的确定在目标配合比设计的基础上，确定SMA16生产配合比的矿料级配。首先根据冷料斗上的上料速度与上料量的关系，确定各冷料斗上料机的合理转数比例（见表2-1）；然后，在此冷料斗上料比例控制下上料，经沥青拌和机二次筛分后，从拌和机各热料仓取料进行筛分；再根据各热料仓的筛分结果，经试算确定。级配曲线见图2-1。结果表明，生产级配与目标级配极为接近。表2-1 冷料仓初配计算表仓位规格(mm)转数(r/min)5分钟上料量(kg)每分钟单位转数上料量(kg

12、/r/min)预计产量(t/h)目标配比(%)设计转数(r/min)1#9.5198.66410149.120060.013.42#4.759.510.7413095.920028.910.03#2.364.755.8239082.42004#2.36以下9.6461096.020011.13.9图2-1 生产配合比计算矿料级配曲线2.2 油石比的确定及检验根据目标配合比确定的最佳油石比（5.7%5.9%），并考虑到桥面防水和当地降水量较大的特点，按仓料配比分别进行5.7%、5.9%和6.1%三个油石比的SMA16的拌合，纤维用量为矿质混合料总质量的0.3%。分别取样，在160击实温度下，以两

13、面各击实50次制作马歇尔试件，测定混合料的毛体积相对密度、稳定度和流值，计算混合料空隙率VV、矿料间隙率VMA、饱和度VFA和粗集料间隙率VCAmix。SMA16混合料生产配合比试验及计算结果见表2-2。油石比为5.7%和5.9%时，SMA16混合料的马歇尔试验指标均符合相关技术要求。考虑到桥面铺装特点，为保证质量，油石比范围可控制为5.7%5.9%，生产配合比为：4号仓:3号仓:2号仓:1号仓:矿粉=46:26:8:9:11，纤维用量为矿质混合料总质量的0.3%，油石比为5.8%0.1%。表2-2 马歇尔试验结果油石比（%）粗集料毛体积理论相对密度矿质混合料毛体积理论相对密度沥青混合料理论最

14、大相对密度实 测毛 体 积相对密度空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度（%）粗集料间隙率（%）稳定度(kN)流值(0.1mm)5.72.9012.8672.6052.5053.817.677.340.18.927.95.92.5792.5143.217.480.939.98.629.56.12.5902.5182.817.483.540.08.522.2技术要求3416.57585VCADcR6.02050注：VCADcR值参见目标配合比设计。对以上配比的SMA水稳定性进行检验。水稳定性检验采用残留稳定度试验方法，试验结果见表2-3。试验结果表明，油石比为5.7%、5.9%和6.1%时，表征

15、SMA16混合料水稳定性的马歇尔稳定度残留比均符合技术要求。表2-3 残留稳定度试验结果油石比（%）5.75.96.1稳定度（kN）8.98.68.548小时残留稳定度（kN）7.67.77.9残留比（%）85.489.592.9技术要求（%）80.03. 桥面铺装试验工程及施工技术3.1 试验工程施工方案3.1.1 施工准备3.1.1.1 目的、意义大桥引桥铺装试验工程施工的主要目的有以下几个方面：（1）锻炼施工队伍，检验施工机具，使施工人员熟悉和适应桥面铺装施工条件、施工工艺要求。（2）检验实际铺装效果。对于现场配合比设计、工艺设计等工作，通过试验工程的实施进行验证，检验其能否满足设计要求

16、以及验证设计指标的合理性。在施工效果检测基础上，评价实际铺装效果。（3）完善摊铺工艺、碾压工艺，并确认施工配合比。（4）规范SMA-16施工过程中的检验项目和检验方法。3.1.1.2 试验内容及预期目标施工工艺确认主要包含以下内容：（1）SMA混合料试验其拌和温度、拌和时间、拌和质量及级配控制精度；确定摊铺温度、松铺系数、摊铺速度与SMA拌和生产能力之间的协调。（2）梯队摊铺接缝部位压实度保证措施及检验。（3）确认木质素纤维添加设备的性能。调整压力大小，确定投料速度，保证每盘料的精确投放。3.1.1.3 试验工程位置、规模试验工程选择在某河大桥左幅K164+844至K165+204进行，全长单

17、侧360米，宽度为15.25米，与引桥桥面铺装的实际宽度相同。试验段施工初步拟定的时间为：7月21日7月26日完成现场作业，7月31日完成试验段总结报告。3.1.2 主要的施工方法3.1.2.1 施工准备施工前再一次对桥面的浮浆进行清理，确保防水层和SMA面层的铺装质量。1、对全桥的水泥混凝土铺装层标高进行校核，发现高程误差及时调整设计标高，以保证面层铺装厚度为准则。2、调查材料料源的材质情况，对不符合SMA16使用要求的材料，清除出场。3、用I-D级SBS改性沥青做为SMA16的结合料；纤维选用木质素纤维；生产过程中严格检测程序，做好各工序的交接验收。3.1.2.2 试验段桥面防水层施工1、

18、用扫帚将细石杂物扫掉，用禹新除尘机或高压吸尘机将灰尘吹净，必要时可用高压水枪将桥面表层冲洗，晒干后方可喷涂施工。2、FYT-I桥面三涂防水层施工步骤：用1号底层料喷涂第一层防水涂料，实干后，用高粘度1号料喷涂第二层，实干后，用2号面料喷涂第三层，实干后防水层平均成型厚度（0.30.5mm）。3、喷涂过程的质量要求：喷涂要均匀，要排除气泡，表面不流淌，无堆积现象。4、喷涂结束后，养护12小时以上，经检查防水层实干后，方可进行沥青混凝土铺装层施工。3.1.2.3 SMA面层施工1、原材料的质量控制（1）沥青结合料购买的成品I-D级SBS改性沥青应满足以下指标要求。改性沥青技术性质针入度25,100

19、g,5s (0.1mm)40针入度指数PI0.2延度（5cm/min，5） (cm)20软化点(环球法) ()60弹性恢复（25，10min） （%）70密度（g/cm3） （%）实测薄膜烘箱试验163，5h质量损失 （%）1.0针入度比（25） （%）65延度（25）（cm）15（2）粗集料选用京山辉绿岩，SMA16用粗集料必须符合抗滑表层混合料的技术要求，要求粗集料最少有一个破碎面。碎石质量指标要求序号指 标引桥要求1压碎值28%2针片状含量1:315%1:53洛杉矶磨耗率30%4磨光值BPN42%5含泥量1%6软石含量5%7吸水率2%8坚固性12%9对沥青的粘附性4级10视密度（t/m3

20、）2.5（3）细集料采用机制砂，机制砂的视密度2.50t/m3，坚固性12%，砂当量10%，并对棱角性进行检验。（4）矿粉SMA16中的矿粉含量较高，一般可达到沥青用量的1.82.0倍，采用磨细的石灰石粉，利用粉尘做石粉使用时，严格控制粗集料的含泥量，控制粉尘的塑性指标不大于4。矿粉的质量技术要求指 标要 求视密度不小于（t/m3）2.5含水量不大于（%）1粒度范围0.6mm（%）1000.15mm（%）901000.075mm（%）75100外观无团粒结块亲水系数1（5）木质素纤维纤维的作用是填充粗集料骨架中的空隙，还可以吸附及吸收沥青，从而提高沥青用量。采用絮状长纤维，利用专用填加设备（S

21、2000）填加，以利于均匀分散，木质素纤维添加计量为混合料总重量的0.3%。2、SMA16的配合比设计SMA16的配合比设计见目标配合比设计报告。3、针对拌和设备的生产配合比调整阶段按照设计配合比，进行SMA混合料试拌。通过拌和机的打印数据做参考，对出料口截取的熟料进行马歇尔试验，取得包括含油量、级配、筛分曲线等多项技术数据，由沥青拌和站技术负责人对部分技术指标进行微调，达到最佳的熟料生产效果，以此指导混合料的生产。改性沥青温度一般在170左右，集料的加热温度为180210，SMA的出厂温度控制在175185之间。4、配合比的验证阶段从试验段现场取样，按规范要求进行抽提筛分、马歇尔试验，测定空

22、隙率等体积指标，并相应进行车辙试验和冻融劈裂试验。5、改性沥青SMA混合料生产工艺控制（1）采用购买改性沥青，应制定防离析的措施，改性沥青的储存时间不宜超过24h。（2）因SMA的级配中粗集料及矿粉的含量较多，为了防止产生粗集料亏料，细集料溢仓的现象，应严格控制在料斗料仓的称量和冷料的上料速度。控制室的操作人员不得随意调整放料的数量，以避免造成SMA的配合比混乱。（3）施工过程中应对细集料及矿粉采用苫盖及棚盖的保护措施，防止受潮，影响SMA混合料的生产质量。（4）原则上不使用回收粉尘。（5）SMA混合料生产中使用纤维添加设备，以确保纤维的投入量并能均匀地分散到SMA混合料中。（6）矿料入烘干桶

23、升温，矿料的温度达到180210后通过振动筛分，进入备料仓待用，筛分必须按级配要求控制。（7）改性沥青必须有保温措施，一般用导热油进行保温，温度控制在150170之间，各材料的温度均要严格控制，当各种主料的温度达到设计要求后，共同进入搅拌锅，拌和3060秒，取样试验，合格后方可出厂。6、改性沥青SMA混合料运输（1）由于改性沥青和SMA的沥青玛蹄脂的粘度较大，运料车的车厢底部必须涂刷油水混合物的隔离剂，且箱底不得有积液。（2）为了防止表面混合料遇空气结成硬壳，运料车运输过程中必须加盖苫布，运料车的数量也可适当增加。（3）合理安排运输路线，保证将SMA混合料温度损失控制在20以内。7、改性沥青S

24、MA混合料的摊铺（1）摊铺机前必须有5辆以上的运输车辆等候，才可以进行摊铺作业，必须做到有运料车等摊铺机，禁止摊铺机等运输车。（2）因改性沥青SMA混合料粘度较大，应控制摊铺机的运行速度，一般不超过3m/min4m/min。（3）如果不能连续供料时，摊铺机应该将剩余的混合料摊铺完，抬起熨平板，随时做好施工缝，避免出现冷接缝、结硬的现象。（4）摊铺过程中，应尽量采用平衡梁技术，应在确保厚度和压实度的情况下，提高平整度。（5）摊铺过程中应尽量一次成型，不进行人工点补。（6）摊铺过程中，摊铺机的螺旋拨料器的埋深不应小于2/3。（7）摊铺SMA沥青混合料，梯队摊铺的两台摊铺机的距离不易超过15m，防止

25、产生纵向冷接缝。（8）SMA混合料的施工缝，应在每天工作完成后立即进行处理，在温度未完全降低前完成（在混合料较软时完成）。7、碾压（1）SMA拟采用钢轮压路机碾压，并可增加振动碾压，碾压应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的碾压原则。为摸索经验，计划用胶轮碾压180m（试验段的一半），以验证压实效果是否确有差异。（2）SMA碾压过程不应超压，计划初压由宽幅钢轮压路机紧跟摊12遍，复压用双刚轮压路机碾压34遍，振动压路机振动碾压23遍，或用胶轮压路机压两遍，最后用钢轮压路机消除轮迹。（3）碾压顺序应是：逐渐向半幅路面的中心过渡，每次错轴1015cm。（4）碾压程序完成后，应把碾压设备停放在工作路面以

26、外，不得在新铺的路面上刹车、调头、转弯、中途停靠。（5）当改性沥青混合料路面由于在碾压过程中操作不当造成损坏，或达不到技术规范要求时 ，应坚决铲除重新铺设。8、接缝处理施工横缝处理，应在面层尚未完全冷却前就切割好，并利用水将接缝冲洗干净。第二天，涂刷粘层油，即可接下去铺新混合料。对纵向热接缝可不进行处理。3.1.3 SMA质量监控3.1.3.1 温度控制对各工序的温度进行专门监控，以保证SMA面层的质量。1、混合料生产的温度监控（1）改性沥青的温度一般控制在165180。（2）集料温度一般控制在190210。（3）改性沥青SMA混合料的出厂温度控制在170195之间。各种生产温度控制通过拌和楼

27、的打印设备提供数据。（4）摊铺碾压过程的温度控制改性沥青SMA的摊铺温度不能低于160，初压温度不低于150，复压温度不低于130，终压应该在120以前完成，开放交通的温度不应高于50。3.1.3.2 施工过程的质量控制1、改性沥青SMA混合料生产（1）拌和场正常生产阶段，每天在热料仓下料口取料，进行筛分试验，验证当天的实际生产曲线是否符合要求。如发现拌和机打印数据中热料配比波动较大时，应加密筛仓的频率，以筛仓数据为准，适当调整热料仓配比。（2）SMA外观检验目测出厂混合料的均匀性，有无花料、离析、结团现象产生。（3）油石比及马歇尔试验每天用燃烧炉测定油石比，及时监控出场混合料的配比，将混合料

28、质量波动控制在允许范围内。（4）控制粉尘用量，粉尘用量不超过矿粉质量的50%。（5）为了提高混合料的拌和质量，要求拌和机必须配备配合比和温度的自动检测和记录设备，从而了解到混合料、矿料配合比和拌和温度的真实数据，掌握混合料全面内在质量。2、SMA铺装层施工过程上的质量控制（1）碾压过程应保持压路机紧跟碾压。每次都应碾压到摊铺机平衡梁装置大约1m左右折返，随着摊铺机不断向前，压路机的折返点也跟着向前移动（适宜的碾压工艺尚需通过试验工程确定）。（2）振激力大，轮幅宽的压路机适合碾压SMA路面。（3）光轮初压需洒水进行碾压，但应尽可能少用水，避免过多的水进入SMA路面的空隙中，原则是以不粘料为前提。

29、（4）初压和复压的压路机前后停机、返向时，速度一定要慢，尽量减少停机造成的路面的凸凹不平。（5）由技术人员目测并监控SMA面层的施工质量，包括平整度、轮迹等；碾压过程中如有推移现象应及时反馈给技术负责人。3、SMA16的质量检测（1）对SMA16进行马歇尔试验，主要的指标是密度、空隙率（VV）、矿料间隙率（VMA）、粗集料骨架间隙率（VCAmix）。（2）现场钻芯取样，确定密度。现场空隙率控制在不大于6%，压实度不小于97%。（3）现场密度不能只依靠现场钻孔取样，应采用核子密度仪现场跟踪检测，随时追压，以取得最佳的压实效果。3.1.4 试验工程检测内容及检测频率防水层外观检测：每1000m2为

30、一目测组。防水层厚度检测：2000m2为一组，每组为4点。混合料取样抽提筛分与设计沥青含量测试对比：检测频度均不少于3次。混合料空隙率、VMA等测试及马歇尔试验：检测频率均不少于3次。车辙试验。压实度检测：每段不少于5点。平整度检测：每车道一个纵断面，30米一个横断面。表面构造深度：每段不少于5点。铺筑厚度及确定松铺系数：每段不少于15点。3.1.5 试验路总结1、铺装面层SMA16的生产和碾压工艺；2、可否使用最低的沥青含量，以提高高温稳定性；3、钢轮收迹碾压有无必要；4、确定松铺厚度（系数）、碾压变数；5、确定梯队摊铺接缝处是否需增加加热装置；6、木质素纤维添加及拌和工艺。3.2 SMA1

31、6桥面铺装层施工技术3.2.1 生产配合比设计与检验SMA16生产参数的确定是在其目标配合比设计和生产配合比设计的基础上进行的。以目标配合比设计参数指导确定生产过程中各冷料仓的供料比例，进料速度。3.2.1.1 冷料上料参数的设定根据生产配合比设计中确定的各冷料仓的上料速度和热料仓配比关系，在SMA16生产过程中，通过进一步调整诸生产参数，最终确定试验段所用的SMA16混合料的生产参数，使之符合目标配比设计确定的级配。调整前后的各规格集料冷料仓的上料参数见表3-1。检验结果表明，冷料初配调整后的仓料级配对混合料的矿料级配影响较小，配合后的级配曲线均较接近目标级配。表3-1 冷料仓初配记录表仓

32、位1#2#3#4#规格（mm）2.362.364.754.759.59.519调整前转数（r/min）3.910.013.4调整后转数（r/min）3.42.79.613.2调整后表明，拌和机热料仓受料均匀，无等料现象；有利于提高混合料的生产效率。调整后的仓料配比检验见表3-2、表3-3。3.2.1.2 生产配合比检验1、热仓料级配检验热仓料级配检验是通过拌和机二次筛分后，分别在不同规格热料仓取样进行筛分，然后进行配合计算，再与目标设计级配进行对比，以检查冷料的上料均匀性和矿料级配的稳定性。在试验段生产过程中冷料初配调整前后分别取样进行筛分试验，筛分及配合计算结果见表3-2、表3-3。为了便于

33、直观检查，绘制成曲线见图3-1。表3-2 热仓料级配检验结果1内 容通过下列筛孔百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075仓料筛分结果4号仓100.094.049.28.40.13号仓100.0100.0100.082.41.40.12号仓100.0100.0100.0100.064.31.00.21号仓100.0100.0100.0100.099.391.961.940.822.515.28.2矿粉100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.098.293.682.0计算级配100.097.276.653.325

34、.519.416.614.712.811.79.8目标级配10096.978.153.326.219.916.114.613.111.810.7要求级配中值1009575552519181512.510.59.5要求级配范围100901006585466520301424142212181015714712表3-3 热仓料级配检验结果2内 容通过下列筛孔百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075仓料筛分结果4号仓100.095.359.33.60.13号仓100.0100.0100.086.40.90.12号仓100.0100.0100.0100.

35、076.11.30.21号仓100.0100.0100.0100.0100.098.172.756.136.624.612.7矿粉100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.0100.099.797.287.1计算级配100.097.881.352.126.420.017.616.114.312.910.7目标级配10096.978.153.326.219.916.114.613.111.810.7要求级配中值1009575552519181512.510.59.5要求级配范围100901006585466520301424142212181015714712图3-1

36、热仓料级配曲线2、混合料级配及油石比检验在试验段施工过程中，采用燃烧炉法检验SMA16的油石比，并对试验后的矿质混合料进行筛分，以检验混合料的级配变化。不同时间的两次取样试验结果见表3-4，级配曲线变化情况见图3-2。表3-4 沥青混合料级配及油石比检验结果内 容通过下列筛孔百分率（%）191613.29.54.752.361.180.60.30.150.075第一次检验结果级配100.097.679.953.124.619.316.314.212.211.29.6油石比(%)5.6第二次检验结果级配100.097.074.649.823.818.816.013.711.610.48.8油石比

37、(%)5.8目标设计级配10096.978.153.326.219.916.114.613.111.810.7油石比(%)5.75.9要 求 中 值1009575552519181512.510.59.5要 求 范 围100901006585466520301424142212181015714712表3-4及图3-2表明，第一次检验的混合料矿料级配较为接近目标级配，油石比较小；而第二次检验的混合料矿料级配虽然满足要求的级配范围，但与目标级配相比，细集料和矿粉较少，油石比适中。3、SMA16体积参数及马歇尔试验检验SMA16体积参数及马歇尔试验检验结果见表3-5。试验结果表明，所取样品的马歇尔

38、试验诸项指标均满足技术要求。表3-5 马歇尔试验结果油石比（%）粗集料毛体积理论相对密度矿质混合料毛体积理论相对密度沥青混合料理论最大相对密度实 测毛 体 积相对密度空隙率（%）矿料间隙率（%）沥青饱和度（%）粗集料间隙率（%）稳定度(kN)流值(0.1mm)5.742.9012.8672.6232.5373.316.780.339.39.120.6技术要求3416.57585VCADCR6.02050注：现场测试VCADRC=41.1%。图3-2 SMA16混合料矿料级配曲线3.2.2 SMA生产控制参数的确定3.2.2.1 温度当配合比确定之后，温度是影响SMA生产质量的主要控制性因素。确

39、定适宜的白料温度拌和温度是本试验工程的主要工作内容之一。采取以出料温度为控制目标的方式对温度诸元进行调整和控制。众所周知，温度越高，改性沥青热氧老化越严重。根据科氏改性沥青的粘度温度曲线特征，认为将改性沥青的温度控制在175是比较合适的。以此为前提，在SMA生产过程中，对白料温度和拌和温度进行监测，见表3-6。结果表明，白料的温度波动相对较大。但当连续生产时，白料温度可以相对稳定下来。出料温度的波动相对很小，且白料温度变化对拌和温度的影响甚小。所以，一旦确定了拌和过程中原材料的温度，一般可以保证SMA的出料温度基本稳定。SMA的出厂温度列于表3-7。表3-6 白料和SMA出料温度内 容平均温度

40、（）均方差（）变异系数（%）样本数（n）白料226.815.356.7725SMA出料194.53.481.7925表3-7 SMA出厂温度平均温度S（）CV（%）N184.03.351.8228由表3-6、表3-7的结果可以看出，出料温度和出厂温度的离散性处于同一水平。出料温度比拌和温度约低10。上述规律的价值在于，在满足压实需要的温度范围内，可根据施工时的气温、运距等条件，通过调整拌和温度控制SMA的出料温度达到预定要求。一般说来，将SMA的出料温度、出厂温度控制在下限温度是合理的，主要是能够将沥青的短期老化控制在最低限度，还能降低能耗。3.2.2.2 SMA的生产效率SMA的生产效率应根

41、据摊铺、碾压能力确定。试验段所用施工设备有：摊铺机二台（型号：VOGELE-2100、VOGELE-2500），压路机六台（美国产英格索兰DD110双钢轮振动压路机两台，德国产宝马双钢轮振动压路机两台，瑞典产DYNAPAC CP271胶轮压路机两台），其施能力超过了ASTIC TS-50型拌和机的生产能力。为此，决定满负荷生产SMA，产量为230吨/小时。3.2.3 添加纤维设备及剂量控制试验段选用由北京“垦特莱”公司提供的絮状木质素纤维，采用美国配套专用设备S2000添加。该设备具有较精确的剂量控制系统，添加过程为全自动控制。试验过程中证明，纤维不会被拌和机内的真空吸尘装置吸走，能够保证按设

42、定剂量添加。观测表明，纤维在混合料中分散十分均匀，无团块，从而保证了SMA的正常生产。3.2.4 SMA的运输试验过程中，调用15辆载重20t以上的自卸式运输车运送SMA，运距约10km，每辆车均苫盖。车厢底涂刷专用隔离剂，并要求车槽内不得存留积液。每辆车出厂前均检测温度并记录，统计分析结果见表3-7。派专人在出料口处监视SMA的外观质量，对外观质量有问题的SMA坚决按废料处理，以保证SMA桥面铺装层的质量。实践证明，这种措施是行之有效的。3.2.5 SMA的摊铺按照拌和机的生产能力，将摊铺速度设定为1.5m/min。两台摊铺机呈阶梯形排列，纵向间距约10m。摊铺宽度分别为11.50m和3.7

43、5m，这种方式可将纵向接茬留在车道分割线位置，利于行车的舒适性。摊铺厚度暂定为压实厚度的1.15倍。表3-8 摊铺前后SMA的温度摊铺前（料斗）摊铺后（搅笼）平均温度（）S（）CV（%）n平均温度（）S（）CV（%）n175.95.8873.3531175.45.6653.2331摊铺前后的SMA的温度见表3-8。检测结果表明，31车料的温度波动不大，摊铺过程中温度平均下降0.5。SMA从出厂到摊铺前，平均历时约1小时，其间SMA的温度平均下降9。VOGELE-2500型摊铺机采用平衡基准梁控制高程和厚度。3.2.6 SMA桥面铺装层碾压工艺的确定3.2.6.1 碾压方案设计试验段总长360m

44、，共分四种碾压方式，如图3-3所示。图3-3 碾压方案示意图方案一：前钢后胶，同类型压路机并列，胶轮压路机紧跟钢轮压路机之后，在90m路段内分成三个小段，分别压6、8、10遍。具体为钢（振）4遍+胶（2遍、4遍）+钢（静）2遍。方案二：钢轮振压（24）遍，长度1520m，前移，碾压新摊铺的下一长度段，胶轮接钢碾对第一长度段进行复压，呈波浪式推进。具体组合为：钢（振）4遍+胶（2遍、4遍）+钢（静）2遍。方案三：全部用钢轮振碾，分别为6遍、8遍，碾压长度段为15m。方案四：按传统方式碾压，钢碾紧跟摊铺机之后，无明显碾压段落，遍数不确定，碾压速度由操作者根据经验确定。3.2.6.2 碾压遍数与温度

45、的关系观测表明，SMA面层的温度散失主要是因为压路机喷水所至。摊铺后不碾压，混合料降温相对缓慢。温度观测结果见表3-9。表3-9 不同碾压遍数之后面层的温度序号时间摊铺温度10分钟后温度（）不同碾压遍数后温度（）12345678112:18172150141136130212:50161.5147139.7114109.73144.4136.2124.910189.74146.1139.111986.352:5517917262:5817617173:24168.7153152.5150.6134132124.6127.9122.5119.6注：1、2、5、6号为内部温度，3、4、7号为表面温

46、度摊铺之后10分钟，SMA内部温度下降57，表面温度下降15.7。当不对压路机的喷水量进行控制时，每碾压一遍，表面温度约下降10，水量越大，降温越快。为此，现场确定用间歇式喷水，这对于减小降温速率是十分有效的，序号7的观测结果充分证实了这一点。另一方面，为了保证全路面压实度均匀并避免局部过度碾压，应该修正“紧跟碾压”的观点。所谓紧跟，不是亦步亦趋。在摊铺机后预留适当长度是合理且可行的，只有预留下合理的压实长度，才能实现波浪式碾压，逐段推进。这样，能够做到压实遍数可控，压实段落清晰。既能保证压实度，又能避免过碾造成的泛油。在当前气温条件下，压实长度段定为1520m是合理的，且恰好与拌和机的生产能

47、力、摊铺机的行走速度匹配。3.2.6.3 碾压遍数与压实效果在试验工程中，在同一点测量不同碾压遍数后的厚度，见表3-10。表3-10 不同碾压遍数下的面层厚度（mm）碾压工艺测点桩号碾 压 遍 数012345678钢轮+胶轮紧跟K165+204706460505048484343K165+174726968575548484646钢轮4遍+胶轮4遍K165+144707070636153494645K165+114767470676258504848钢轮4遍+胶轮2遍K165+084807068656260574848K165+054908080707066656464钢轮6遍K165+024

48、908080787670706868钢轮8遍K164+994858580767370706562传统碾压方式K164+964807573706765626060K164+934858580757270686664统计分析平均值（mm）79.875.272.967.164.860.858.755.454.8标准偏差（%）7.677.136.948.778.318.799.399.999.59变异系数（%）9.69.59.513.112.814.516.018.017.5表3-11 SMA16铺装层试验段压实系数表桩号位置摊铺前高程摊铺高程压实高程虚铺厚度压实厚度压实系数K165+1891.5m2

49、8.11728.20128.1990.0840.0851.025.5m28.04128.10828.0980.0670.0571.189.5m27.97128.03828.0350.0670.0641.0513.5m27.88327.95327.9430.0700.0601.1716.75m27.80627.87927.8690.0730.0631.16K165+1441.5m28.10128.20728.1860.1060.0851.255.5m28.02728.10828.0900.0810.0631.299.5m27.95628.02228.0100.0660.0541.2213.5m2

50、7.87027.96427.9460.0940.0761.2416.75m27.81527.88527.8760.0700.0611.15K165+0541.5m28.10728.20028.1780.0930.0711.315.5m28.03028.09528.0830.0650.0531.239.5m27.95428.01928.0080.0650.0541.2013.5m27.87427.96527.9510.0910.0771.1816.75m27.80727.88527.8770.0780.0701.11K165+0391.5m28.10128.20928.1910.1080.090

51、1.205.5m28.03428.09128.0870.0570.0531.089.5m27.95928.01528.0080.0560.0491.1413.5m27.87527.94727.9430.0720.0681.0616.75m27.82927.89627.8820.0670.0531.26K165+9941.5m28.11228.22328.2010.1110.0891.255.5m28.04328.11128.1000.0680.0571.199.5m27.98028.05328.0420.0730.0621.1813.5m27.88327.97527.9600.0920.077

52、1.1916.75m27.82727.89527.8930.0680.0661.03K164+9641.5m28.1028.21828.1950.1150.0921.255.5m28.04128.10628.0970.0650.0561.169.5m27.95328.01828.0100.0650.0571.1413.5m27.88127.95927.39470.0780.0661.1816.75m27.82627.89627.8900.0700.0641.09平均值1.17分析表明，随着碾压遍数增多，路面压缩变形的总量增大，但是变化速率逐渐减小。如图4-4所示。碾压遍数与压缩变形量之间呈二次曲线相关，相关公式为：式中：压缩变形（mm）；n碾压遍数。当虚铺厚度一定时，依据上式可预测不同碾压遍数后路面的压缩变形量，从而估算路面是否达到压实度要求。如果已知压实系数和虚铺厚度，欲求合适的碾压遍数，则可用以下回归方程式计算：在试验段工程中，用瑞士产莱卡NA20水准仪（自动安平）对原桥面高程、摊铺高程、压实后高程进行精确测