基于工程實例的SMA—13配合比設(shè)計淺談

楊三旗 高芳

【摘要】本文結(jié)合福州市道路改造工程實例，介紹了 SMA混合料特點及其配合比設(shè)計過程其中涉及到目標配合比和生產(chǎn)配合比的設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；SMA；配合比；設(shè)計

SMA是目前瀝青路面中應(yīng)用很好的一種瀝青混合料，一般來講，它由瀝青、集料、木質(zhì)纖維和礦粉組成，主要結(jié)構(gòu)特點是“三多一少”，即瀝青多、礦粉多、粗集料多，細集料少。SMA擁有良好的抗滑性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，本來被設(shè)計是用于重載交通的；但憑其超強的吸音降噪功能，城市道路改造對其亦是是愈來愈青睞。

1、工程概況

福新路是福州市區(qū)主干道之一，全長約6km，周邊是居民住宅，之前是水泥路面，此項目采用雙層瀝青路面加鋪改造，其中上下面層分別設(shè)計成4cm厚的SMA-13和7cm厚的AC-20C，本文我們只談上面層SMA-13配合比設(shè)計。

2、原材試驗

2.1瀝青

本項目采用的是廈門華特SBS改性瀝青，其工程指標要求及實測結(jié)果如表1：

根據(jù)《瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 ，表1數(shù)據(jù)顯示，此項目采用的瀝青完全符合規(guī)范及工程要求。

2.2集料

SMA混合料屬于一種間斷級配的骨架受力結(jié)構(gòu)，對粗集料各項指標要求較高，鑒于此我們采用玄武巖；另外為了增強瀝青與粗集料的粘附性，玄武巖粗集料進廠前必須經(jīng)過水洗干凈。按《公路工程集料試驗規(guī)程》JTG E42-2005檢測，粗集料壓碎值12.5%，滿足不大于26%的要求；洛杉磯磨耗損失13.4%，滿足不大于28%的要求；4.75～9.5和9.5～13.2吸水率分別為0.49%和0.92%，均滿足不大于2.0%的技術(shù)要求；即玄武巖各項指標均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 JTG F40-2004，可以用于此項目SMA-13瀝青混合料生產(chǎn)。

2.3礦粉與纖維

此項目采用的礦粉產(chǎn)于福州三明市，主要成分是石灰?guī)r，經(jīng)檢測外觀無團粒結(jié)塊，加熱安定性良好，表觀相對密度2.738滿足不小于2.50的要求，可以使用；纖維采用的是木質(zhì)纖維，實測相對密度為1.17，添加量為瀝青混合料的0.3%.

3、目標配合比設(shè)計

3.1確定目標級配

首先按照《公路工程集料試驗規(guī)程》JTG E42-2005要求在料場分別取樣并篩分，且對礦粉取樣并水洗篩分，然后將篩分果輸入excel表格如下表4，然后通過調(diào)整每檔料的配合比使目標級配值處于規(guī)范要求的SMA-13級配上下限值之間，且以接近級配中值為宜，另外根據(jù)經(jīng)驗要求關(guān)鍵性篩孔0.075的目標級配值與級配中值的差值絕對值小于1；其中各篩孔對應(yīng)的目標級配值與每檔料的配合比數(shù)學關(guān)系用下式表達（以D列為例）： D15=（D11*$C$11+D12*$C$12+D13*$C$13+D14*$C$14）/100

表4 各檔料篩分結(jié)果及規(guī)范要求的SMA-13級配上下限值

由表4可見，經(jīng)調(diào)整各篩孔通過率都在規(guī)范上下限之內(nèi)且接近級配中值，關(guān)鍵性篩孔0.075通過率與級配中值差值絕對值為0.1，滿足小于1的要求。

3.2確定最佳油石比

根據(jù)預估的最佳油石比5.9%，選定5個油量5.5%，5.7%，5.9%，6.1%，6.3%分別制備馬歇爾試件，并進行馬歇爾試驗，匯總成馬歇爾體積參數(shù)表，再按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 JTG F40-2004要求，算的最佳油石比OAC=5.9%；將5.9%的馬歇爾檢測結(jié)果對比技術(shù)要求匯總于表5

由表6知，5.9%的油石比滿足實際工程技術(shù)要求。

4、調(diào)整生產(chǎn)配合比

本項目采用2000型的間歇式瀝青拌合設(shè)備，根據(jù)之前確定的目標配合比中集料（不包括礦粉）的比例調(diào)整電機轉(zhuǎn)速得以控制冷料進料速度，保證冷料進料比例與目標配合比中比例一致，然后按照規(guī)范要求進行集料干拌并取熱篩料且分別篩分，檢測熱篩料的集料相對密度，按照之前目標配合比的方法確定一個合成級配，使合成級配盡可能地接近目標級配，之后按照最佳油量進行試拌，試拌中要嚴格控制干拌時間和濕拌時間以及纖維添加時間，以保證混合料充分拌合均勻，然后按規(guī)范操作要求對混合料取樣進行抽檢，最終我們驗證得出合成級配、混合料馬歇爾指標、瀝青用量均符合規(guī)范及工程技術(shù)要求，最后又通過鋪筑試驗段再次驗證配合比設(shè)計的合理性后才正式開始生產(chǎn)。

小 結(jié)

本文通過工程實例，淺談了一下SMA-13瀝青混合料的配合比設(shè)計過程，但是實際生產(chǎn)中要想獲得較佳的SMA-13瀝青路面單單靠一個確定的配合比是不行的，因為施工生產(chǎn)過程是一個動態(tài)的控制過程，原材料隨時可能變動，現(xiàn)場環(huán)境亦是存在諸多不確定性，所以要隨時抽檢原材料，要做到隨時變動及時調(diào)整，動態(tài)控制施工生產(chǎn)才能保證工程質(zhì)量，尤其是拌合設(shè)備操作人員，要想讓生產(chǎn)中達到供需平衡點不僅需要技術(shù)還需要經(jīng)驗；相信隨著技術(shù)設(shè)備的不斷提高和改善，SMA路面應(yīng)用會越來越廣泛。

參考文獻

[1]沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京人民交通出版社，2001

[2]公路工程集料試驗規(guī)程 JTG E42-2005

[3]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范 JTG F40-2004

[4]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程JTG E20-2011