SMA瀝青路面目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)

田虹

【摘要】本文以SMA瀝青混合料定義、組成原理及特點(diǎn)為基礎(chǔ)，著重分析了瀝青混合料配合比例的影響因素，以實(shí)際為出發(fā)點(diǎn)對SMA瀝青路面目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)進(jìn)行了探討。

【關(guān)鍵詞】SMA瀝青路面，目標(biāo)配合比，設(shè)計(jì)

一、前言

瀝青混凝土路面出現(xiàn)的質(zhì)量問題不僅影響城市的美觀，還對道路的交通造成了影響。所以在施工中一定要重視目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的作用，根據(jù)實(shí)際情況來控制好SMA瀝青路面目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)。

二、SMA瀝青混合料定義、組成原理及特點(diǎn)

1、SMA定義

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（StoneMatrixAsphalt，簡稱SMA）是由高含量粗集料、高含量礦粉、纖維穩(wěn)定劑、較大瀝青用量，低含量中間粒徑顆粒組成的骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)型瀝青混合料。高含量的粗骨料在混合料中顆粒面與面直接接觸、相互嵌鎖構(gòu)成的骨架直接承受了荷載作用，這種骨架對溫度敏感性小。含量較高的礦粉與瀝青形成粘聚力很高的膠凝狀物瑪蹄脂，使得混合料的整體力學(xué)性質(zhì)提高。

2、SMA組成原理

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂結(jié)合料，填充于間斷級配的礦料骨架中，所形成的混合料。其組成特征主要包括兩個(gè)方面：①含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩(wěn)定性（抗變形能力強(qiáng)）的結(jié)構(gòu)骨架;②細(xì)集料礦粉、瀝青和纖維穩(wěn)定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結(jié)一起，并填充骨架空隙，使混合料有較好的柔性及耐久性。SMA的結(jié)構(gòu)組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少”。具體講：①SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，5mm以上的粗集料比例高達(dá)70～80%，礦粉的用量達(dá)7～13%，（“粉膠比”超出通常值1.2的限制）。由此形成的間斷級配，很少使用細(xì)集料;②為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時(shí)使用纖維作為穩(wěn)定劑;③瀝青用量較多，高達(dá)6.5～7%，粘結(jié)性要求高，并希望選用針入度小、軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青（最好采用改性瀝青）。

3、SMA特點(diǎn)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當(dāng)前國際上公認(rèn)（使用較多）的一種抗變形能力強(qiáng)，耐久性較好的瀝青面層混合料。由于粗集料的良好嵌擠，混合料有非常好的高溫抗車轍能力，同時(shí)由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，低溫變形性能和水穩(wěn)定性也有較多的改善。添加纖維穩(wěn)定劑，使瀝青結(jié)合料保持高粘度，其攤鋪和壓實(shí)效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好。

三、瀝青混合料配合比例的影響因素

普遍意義上來講，在載重量大、交通相對繁忙的路段，應(yīng)盡可能地選用粗型的密級配的瀝青混合材料，與此同時(shí)要在施工的設(shè)計(jì)方面，多以骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)為主。不僅如此，在實(shí)際施工的過程中，設(shè)計(jì)空隙率一定要保持在相對較高的程度上。相反，對于那些載重量小、交通相對疏松的路段，便可盡量地選用細(xì)型密級配的瀝青混合材料，與之相配套的設(shè)計(jì)空隙率可以設(shè)計(jì)得低一些。另外，在實(shí)際鋪設(shè)過程中，如果在混料配合比的設(shè)計(jì)方面多采用粗集料用量有利于有效保證最終所得的道路在高溫抗車轍和低溫抗裂性能上具備突出優(yōu)勢，并且在施工時(shí)科學(xué)地降低細(xì)粉的使用比率，可以實(shí)現(xiàn)中等粒徑集料較多的目的，從而形成比較平緩的S型的級配曲線。遵照道路施工設(shè)備和公路等級要求，工程設(shè)計(jì)中的實(shí)際級配的范圍應(yīng)當(dāng)小于其規(guī)范級配。其中要說明的是，4.75mm與2.36mm的通過率，其上下限在差值上不得超過百分之十二。僅僅明確了道路施工設(shè)計(jì)的級配范圍是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，務(wù)必要使最終鋪設(shè)的瀝青道路能夠滿足多方面的要求才是其最終目的。這些要求包括：耐久度要高，穩(wěn)定性要強(qiáng)，密水能力要好、不易打滑。所以，在進(jìn)行瀝青混合料的配合比工作時(shí)要從多層面考慮到對不同功能的各自要求，要確保瀝青混合料能的攤鋪工作和壓實(shí)工作簡單、易行、高效。只有做到這些，才可以有效地避免離析等不良現(xiàn)象的發(fā)生。

四、SMA瀝青路面目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)

1、瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)

（一）、粗集料

粗集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無有害雜質(zhì)，且具有一定硬度和強(qiáng)度。粗集料應(yīng)具有良好的顆粒形狀，破碎礫石用于快速路、主干路時(shí)，應(yīng)采用大礫石破碎，并至少應(yīng)有兩個(gè)以上的破碎面。對于抗滑表層粗集料應(yīng)選擇硬質(zhì)巖（中性或基性火成巖）。由于硬質(zhì)巖石與瀝青的粘接力存在著較大差異，粗集料與瀝青的粘附性應(yīng)不小于4級。對于3mm～5mm石屑部分由于含量較低，并且該部分對瀝青混合料形成嵌接結(jié)構(gòu)有一定的作用，建議用硬質(zhì)巖石屑（玄武巖）。

（二）、細(xì)集料

細(xì)集料包括人工砂、天然砂。瀝青路面面層宜采用人工砂作為細(xì)集料，細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無有害雜質(zhì)，有適當(dāng)?shù)念w粒組成，并與改性瀝青有良好的粘附性，天然砂由于質(zhì)量變化大（大部分為中粗砂），形狀較圓滑，與瀝青的粘附性差，對瀝青混合料影響較大。

（三）、填充料

瀝青混合料填充料宜采用強(qiáng)基性巖石（石灰?guī)r、巖漿巖）等增水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，礦粉要求干燥、潔凈，不宜使用混合料生產(chǎn)中干法除塵的回收粉。采用水泥、消石灰粉做填料時(shí)，其用量不宜超過礦料總量的2%。對于瀝青表面層混合料不推薦使用在混合料生產(chǎn)排回收粉，當(dāng)塑性指數(shù)小于4且親水系數(shù)小于0.8時(shí)，經(jīng)過試驗(yàn)可以部分的使用，回收粉用量每盤不能超過礦粉總量的1/4。

（四）、瀝青技術(shù)要求

瀝青是瀝青混凝土的主要組成材料之一，是決定瀝青混合料質(zhì)量的主要因素。因此選擇瀝青時(shí)，除了要注意瀝青自身品質(zhì)的優(yōu)劣以外，還要注意瀝青標(biāo)號對當(dāng)?shù)丨h(huán)境、氣、氣溫的適應(yīng)性，既要兼顧冬季的抗裂性，又要兼顧到夏季的抗塑變能力。

2、瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

（一）、目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)設(shè)計(jì)文件結(jié)構(gòu)層的要求，選擇相應(yīng)的合格材料，先進(jìn)行礦料級配比計(jì)算，一般情況下應(yīng)使試配結(jié)果盡量靠近級配范圍的中值。參照《規(guī)范》推薦，根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)固定一個(gè)最佳瀝青含量的范圍，以0.5%間隔的不同油石比配置5～6組試件，分別進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度、孔隙率、試件密度、流值、瀝青最佳瀝青用量OAC，然后再按最佳瀝青用量OAC制件，做水穩(wěn)定性檢驗(yàn)和高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)。根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果，若達(dá)不到相關(guān)規(guī)定則另選材料、調(diào)整級配或采取其他措施重做試驗(yàn)，直到符合要求，確定出較理想的目標(biāo)配合比。

（二）、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

目標(biāo)配合比確定以后，要使實(shí)際施工中所采用的瀝青混合料拌和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。試驗(yàn)前，首先根據(jù)路面結(jié)構(gòu)的級配類型，選擇適當(dāng)尺寸的振動篩。選擇時(shí)要遵循以下幾點(diǎn)：振動篩的最大篩孔應(yīng)使超粒徑的礦料篩除，保證最大粒徑篩孔的通過量在要求的級配范圍內(nèi)。

（三）、生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證

生產(chǎn)配合比的驗(yàn)證是通過實(shí)際施工對預(yù)期結(jié)果的驗(yàn)證，也是對施工單位制定的施工方案的檢驗(yàn)，檢驗(yàn)拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓工藝等的可行性和設(shè)備的匹配情況。這可從混合料的顏色、拌和均勻度、離析情況、碾壓后的表面狀況等方面做出判斷。同時(shí)，可組織試驗(yàn)人員對拌和攤鋪后的混合料及時(shí)取樣，進(jìn)行抽檢，如馬歇爾試驗(yàn)。對碾壓段進(jìn)行鉆芯取樣等各種檢驗(yàn)，并對生產(chǎn)的全過程監(jiān)控，檢查各種設(shè)備參數(shù)材料投放是否準(zhǔn)確。整理出該階段的所有數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，若有指標(biāo)不到規(guī)范要求，應(yīng)對生產(chǎn)配合比或有關(guān)工藝做出調(diào)整，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

五、結(jié)束語

經(jīng)過對SMA瀝青路面目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的探討，從中我們不難看出影響拌瀝青目標(biāo)配合比的因素有很多，我們應(yīng)該根據(jù)具體的情況進(jìn)行控制，也可以看出道路的質(zhì)量對我們生活的重要性。

參考文獻(xiàn)

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