SMA試驗(yàn)室控制方法

韓秋菁，孫春梅

(黑龍江省龍建路橋第三工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

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SMA試驗(yàn)室控制方法

韓秋菁，孫春梅

(黑龍江省龍建路橋第三工程有限公司，黑龍江 哈爾濱 150009)

介紹了SMA試驗(yàn)室控制方法。

原材料；試驗(yàn)儀器；配合比設(shè)計(jì)

1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

(1)SMA混合料目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)。

(2)按試驗(yàn)規(guī)程規(guī)定的方法精確測(cè)定各種原材料的相對(duì)密度，其中粗集料為毛體積相對(duì)密度，小于4.75mm的集料、石屑、砂、礦粉為表觀相對(duì)密度。各種材料的篩分及小于0.075mm的含量必須按照現(xiàn)行試驗(yàn)規(guī)程采用水洗法篩分測(cè)定。

(3)設(shè)計(jì)初試級(jí)配

①調(diào)整各種礦料比例設(shè)計(jì)3個(gè)不同粗細(xì)的初試級(jí)配，必須符合所選擇的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配范圍的要求。3個(gè)級(jí)配的4.75 mm通過率分別為中值、中值+4%、中值-4%，即27%、31%、23%，其礦粉數(shù)量宜相同，使0.075 mm通過率為10%左右。

②初試級(jí)配的平均毛體積相對(duì)密度γsb按式 ① 計(jì)算。

①

式中：P1、P2、P3、…、Pn為各種礦料成分的配合比，其和為100；γ1、γ2、γ3、 …、γn為各種礦料相應(yīng)的毛體積相對(duì)密度。

注：瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，均采用毛體積相對(duì)密度(無量綱)，不采用毛體積密度，故無需進(jìn)行密度的水溫修正。

(4)把每個(gè)合成級(jí)配中小于4.75mm的集料篩除，分別測(cè)定4.75以上粗集料的毛體積密度γCA按式 ② 計(jì)算。

②

式中：P1、P2、……、Pn為粗集料骨架部分各種集料在全部礦料級(jí)配混合料中的配合比；γ1、γ2、……、γn為各種粗集料相應(yīng)的毛體積相對(duì)密度。

(5)按《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》T0309的規(guī)定，用搗實(shí)法測(cè)定大于4.75mm的粗集料的松方密度γs，按式 ③ 分別計(jì)算各組初試級(jí)配的搗實(shí)狀態(tài)粗集料骨架的間隙率VCADRC。

③

式中：γCA為4.75mm以上粗集料骨架的毛體積相對(duì)密度；γs為4.75mm以上粗集料骨架的松方毛體積相對(duì)密度。

(6)根據(jù)集料的平均毛體積相對(duì)密度選擇制作馬歇爾試件的初試油石比。

(7)按照選擇的初試油石比和礦料級(jí)配制作SMA試件，馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)擊實(shí)的次數(shù)為雙面50次，根據(jù)需要也可采用雙面75次，一組馬歇爾試件的數(shù)目不得少于4～6個(gè)。SMA馬歇爾試件的毛體積相對(duì)密度由表干法測(cè)定。

(8)按 ④ 式的方法計(jì)算不同瀝青用量條件下SMA混合料的最大理論相對(duì)密度，其中纖維部分的比例不得忽略。

④

式中：γse為礦料的有效相對(duì)密度；Pa為瀝青混合料的油比，%；γb為瀝青的相對(duì)密度(25 ℃/25 ℃),無量綱；Px為纖維用量，以礦料質(zhì)量的百分?jǐn)?shù)計(jì)，%；γx為纖維穩(wěn)定劑的密度，由供貨商提供或由比重瓶實(shí)測(cè)得到。

(9)SMA試件的毛體積相對(duì)密度由表干法測(cè)定。按式 ⑤、⑥、⑦、⑧ 計(jì)算SMA馬歇爾試件的礦料空隙率VV、間隙率VMA、粗集料骨架間隙率VCAmix和瀝青飽和度VFA。

⑤

⑥

⑦

⑧

式中：γf為試件的毛體積相對(duì)密度，由表干法測(cè)定，無量綱；γt為計(jì)算得到改性瀝青混合料理論最大相對(duì)密度；Ps為各種礦料占瀝青混合料總質(zhì)量的百分率之和，即Ps=100-Pb，%；γsb為礦料的合成毛體積相對(duì)密度；PCA為瀝青混合料中粗集料的比例，即大于4.75mm的顆粒含量，%；γca為粗集料骨架部分的平均毛體積相對(duì)密度。

(10)從3組初級(jí)配的試驗(yàn)結(jié)果中選擇設(shè)計(jì)級(jí)配時(shí)，必須符合VCAmin16.5%的要求，當(dāng)有1組以上的級(jí)配同時(shí)符合要求時(shí)，以粗集料骨架分界集料通過率大且VMA較大的級(jí)配設(shè)計(jì)級(jí)配。

(11)根據(jù)所選擇的設(shè)計(jì)級(jí)配和初試油石比試驗(yàn)的空隙率結(jié)果，以0.2%～0.4%為間隔，調(diào)整3個(gè)不同的油石比，制作馬歇爾試件，計(jì)算空隙率等各項(xiàng)體積指標(biāo)。一組試件數(shù)不宜少于4～6個(gè)。若初試油石比的空隙率及各項(xiàng)體積指標(biāo)恰好符合設(shè)計(jì)要求時(shí)，可直接作為最佳油石比。

(12)進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，檢驗(yàn)穩(wěn)定度和流值是否符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的技術(shù)要求。穩(wěn)定度和流值并不作為配合比設(shè)計(jì)可以接受或者否決的唯一指標(biāo)，容許根據(jù)同類型SMA工程 的經(jīng)驗(yàn)予以調(diào)整，放寬標(biāo)準(zhǔn)時(shí)應(yīng)符合SMA馬歇爾試驗(yàn)配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求的規(guī)定，對(duì)改性瀝青SMA試件的流值可不作要求。

(13)繪制各項(xiàng)體積指標(biāo)與油石比的關(guān)系曲線，根據(jù)期望的設(shè)計(jì)空隙率，確定最佳油石比OAC。當(dāng)擊實(shí)次數(shù)為75次時(shí)，設(shè)計(jì)空隙率不宜超過4%。

(14)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)

①SMA混合料應(yīng)進(jìn)行謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)，析漏損失超過SMA配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)指標(biāo)規(guī)定的容許值。試驗(yàn)方法按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》執(zhí)行，試驗(yàn)溫度應(yīng)該與生產(chǎn)時(shí)的最高出料溫度一致，無明確要求時(shí)，改性瀝青混合料的試驗(yàn)溫度宜為185 ℃。

②SMA混合料應(yīng)進(jìn)行肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)，飛散損失不得超過SMA配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)指標(biāo)規(guī)定的容許值。試驗(yàn)方法按《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》執(zhí)行，標(biāo)準(zhǔn)的試驗(yàn)溫度為20 ℃，水中養(yǎng)生時(shí)間為20h。

③SMA混合料必須進(jìn)行車轍試驗(yàn)，對(duì)混合料的高溫抗車轍能力進(jìn)行驗(yàn)證，其試驗(yàn)溫度為60 ℃，荷載壓強(qiáng)為0.7MPa，動(dòng)穩(wěn)定度必須符合SMA配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)指標(biāo)規(guī)定。如有特殊需要，可根據(jù)情況提高試驗(yàn)溫度或荷載強(qiáng)度。

④SMA混合料的水穩(wěn)定性應(yīng)進(jìn)行48h浸水馬歇爾試驗(yàn)殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂試驗(yàn)強(qiáng)度比檢驗(yàn)，且符合SMA配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)指標(biāo)規(guī)定。

⑤SMA混合料應(yīng)采用輪碾法成型的試件進(jìn)行表面的滲水系數(shù)和構(gòu)造深度檢驗(yàn)，且符合SMA配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)指標(biāo)規(guī)定。

2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和試拌試鋪

(1)SMA混合料應(yīng)根據(jù)目標(biāo)配合設(shè)計(jì)的結(jié)果，按《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定的方法進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和試拌試鋪檢驗(yàn)。

(2)生產(chǎn)配合比應(yīng)以二次篩分后的熱料倉材料級(jí)配為基礎(chǔ)進(jìn)行，其中小于0.075mm的細(xì)粉含量也應(yīng)采用水洗法測(cè)定，配合比設(shè)計(jì)步驟與目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)方法相同，礦粉級(jí)配與瀝青用量應(yīng)力求與目標(biāo)配合設(shè)計(jì)相近，以減少試驗(yàn)工作量。

(3)經(jīng)生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)確定的油石比必須經(jīng)過配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)及試驗(yàn)段鋪筑認(rèn)定。試拌試鋪必須由建設(shè)單位、施工單位、監(jiān)理等有關(guān)各方共同實(shí)施。由此確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比必須得到監(jiān)理工程師批準(zhǔn)。

(4)批準(zhǔn)后的標(biāo)準(zhǔn)配合比在生產(chǎn)過程中不得隨意變更，如有疑義需要對(duì)標(biāo)準(zhǔn)配合比作調(diào)整時(shí)，必須重新得到監(jiān)理及建設(shè)單位的批準(zhǔn)。

3 SMA配合比設(shè)計(jì)應(yīng)注意事項(xiàng)

(1)熱拌時(shí)應(yīng)先將集料和木質(zhì)纖維素充分?jǐn)嚢韬?，再加入瀝青進(jìn)行拌和，以防止攪拌不均及結(jié)塊。

(2)制作馬歇爾試件前，將混合料從烘箱取出，充分拌和均勻后，進(jìn)行裝模。SMA混合料裝模溫度應(yīng)高于正常溫度的5 ℃，以保證擊實(shí)溫度。

(3)建議用真空法實(shí)測(cè)理論最大相對(duì)密度與計(jì)算理論最大相對(duì)密度相對(duì)比，確定最佳的理論最大相對(duì)密度。

[1] 部頒.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40-2004)[S].人民交通出版社.

[2] 部頒.公路改性瀝青施工技術(shù)規(guī)范(JTJ036-98)[S].人民交通出版社.

[3] 部頒.公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術(shù)指南(SHCF40-01-2002)[S].中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)公路工程委員會(huì)發(fā)布.

[4] 部頒.公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程(JTJ052-2000)[S].人民交通出版社.

[5] 部頒.公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程(JTGE42-2005)[S].人民交通出版社.

2016-01-11

韓秋菁(1974-)，女，中級(jí)，研究方向：SMA試驗(yàn)室控制方法。

U416.217

C

1008-3383(2016)12-0007-02