基于工程實例的SMA—13配合比設計淺談

楊三旗 高芳

【摘要】本文結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計過程其中涉及到目標配合比和生產配合比的設計。

【關鍵詞】瀝青路面；SMA；配合比；設計

SMA是目前瀝青路面中應用很好的一種瀝青混合料，一般來講，它由瀝青、集料、木質纖維和礦粉組成，主要結構特點是“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、高溫穩定性、低溫抗裂性，本來被設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果如表1：

根據《瀝青及瀝青混合料試驗規程》和《公路瀝青路面施工技術規范》 ，表1數據顯示，此項目采用的瀝青完全符合規范及工程要求。

2.2集料

SMA混合料屬于一種間斷級配的骨架受力結構，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過水洗干凈。按《公路工程集料試驗規程》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%的技術要求；即玄武巖各項指標均符合《公路瀝青路面施工技術規范》 JTG F40-2004，可以用于此項目SMA-13瀝青混合料生產。

2.3礦粉與纖維

此項目采用的礦粉產于福州三明市，主要成分是石灰巖，經檢測外觀無團粒結塊，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、目標配合比設計

3.1確定目標級配

首先按照《公路工程集料試驗規程》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，然后通過調整每檔料的配合比使目標級配值處于規范要求的SMA-13級配上下限值之間，且以接近級配中值為宜，另外根據經驗要求關鍵性篩孔0.075的目標級配值與級配中值的差值絕對值小于1；其中各篩孔對應的目標級配值與每檔料的配合比數學關系用下式表達（以D列為例）： D15=（D11*$C$11+D12*$C$12+D13*$C$13+D14*$C$14）/100

表4 各檔料篩分結果及規范要求的SMA-13級配上下限值

由表4可見，經調整各篩孔通過率都在規范上下限之內且接近級配中值，關鍵性篩孔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表，再按照《公路瀝青路面施工技術規范》 JTG F40-2004要求，算的最佳油石比OAC=5.9%；將5.9%的馬歇爾檢測結果對比技術要求匯總于表5

由表6知，5.9%的油石比滿足實際工程技術要求。

4、調整生產配合比

本項目采用2000型的間歇式瀝青拌合設備，根據之前確定的目標配合比中集料（不包括礦粉）的比例調整電機轉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、瀝青用量均符合規范及工程技術要求，最后又通過鋪筑試驗段再次驗證配合比設計的合理性后才正式開始生產。

小 結

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計過程，但是實際生產中要想獲得較佳的SMA-13瀝青路面單單靠一個確定的配合比是不行的，因為施工生產過程是一個動態的控制過程，原材料隨時可能變動，現場環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整，動態控制施工生產才能保證工程質量，尤其是拌合設備操作人員，要想讓生產中達到供需平衡點不僅需要技術還需要經驗；相信隨著技術設備的不斷提高和改善，SMA路面應用會越來越廣泛。

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程 JTG E42-2005

[3]公路瀝青路面施工技術規范 JTG F40-2004

[4]公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程JTG E20-2011