SMA瀝青路面目標配合比的設計

田虹

【摘要】本文以SMA瀝青混合料定義、組成原理及特點為基礎，著重分析了瀝青混合料配合比例的影響因素，以實際為出發點對SMA瀝青路面目標配合比的設計進行了探討。

【關鍵詞】SMA瀝青路面，目標配合比，設計

一、前言

瀝青混凝土路面出現的質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配合比設計的作用，根據實際情況來控制好SMA瀝青路面目標配合比的設計。

二、SMA瀝青混合料定義、組成原理及特點

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、纖維穩定劑、較大瀝青用量，低含量中間粒徑顆粒組成的骨架密實結構型瀝青混合料。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性質提高。

2、SMA組成原理

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）是一種以瀝青、礦粉及纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料，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方面：①含量較多的粗集料互相嵌鎖組成高穩定性（抗變形能力強）的結構骨架;②細集料礦粉、瀝青和纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂將骨架膠結一起，并填充骨架空隙，使混合料有較好的柔性及耐久性。SMA的結構組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少”。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70～80%，礦粉的用量達7～13%，（“粉膠比”超出通常值1.2的限制）。由此形成的間斷級配，很少使用細集料;②為加入較多的瀝青，一方面增加礦粉用量，同時使用纖維作為穩定劑;③瀝青用量較多，高達6.5～7%，粘結性要求高，并希望選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青（最好采用改性瀝青）。

3、SMA特點

瀝青瑪蹄脂碎石混合料是當前國際上公認（使用較多）的一種抗變形能力強，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，同時由于瀝青瑪蹄脂的粘結作用，低溫變形性能和水穩定性也有較多的改善。添加纖維穩定劑，使瀝青結合料保持高粘度，其攤鋪和壓實效果較好。間斷級配在表面形成大孔隙，構造深度大，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，應盡可能地選用粗型的密級配的瀝青混合材料，與此同時要在施工的設計方面，多以骨架密實型結構為主。不僅如此，在實際施工的過程中，設計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，便可盡量地選用細型密級配的瀝青混合材料，與之相配套的設計空隙率可以設計得低一些。另外，在實際鋪設過程中，如果在混料配合比的設計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勢，并且在施工時科學地降低細粉的使用比率，可以實現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。遵照道路施工設備和公路等級要求，工程設計中的實際級配的范圍應當小于其規范級配。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計的級配范圍是遠遠不夠的，務必要使最終鋪設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，穩定性要強，密水能力要好、不易打滑。所以，在進行瀝青混合料的配合比工作時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象的發生。

四、SMA瀝青路面目標配合比的設計

1、瀝青混合料的配合比設計

（一）、粗集料

粗集料應潔凈、干燥、無風化、無有害雜質，且具有一定硬度和強度。粗集料應具有良好的顆粒形狀，破碎礫石用于快速路、主干路時，應采用大礫石破碎，并至少應有兩個以上的破碎面。對于抗滑表層粗集料應選擇硬質巖（中性或基性火成巖）。由于硬質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構有一定的作用，建議用硬質巖石屑（玄武巖）。

（二）、細集料

細集料包括人工砂、天然砂。瀝青路面面層宜采用人工砂作為細集料，細集料應潔凈、干燥、無風化、無有害雜質，有適當的顆粒組成，并與改性瀝青有良好的粘附性，天然砂由于質量變化大（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基性巖石（石灰巖、巖漿巖）等增水性石料經磨細得到的礦粉，礦粉要求干燥、潔凈，不宜使用混合料生產中干法除塵的回收粉。采用水泥、消石灰粉做填料時，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排回收粉，當塑性指數小于4且親水系數小于0.8時，經過試驗可以部分的使用，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量的主要因素。因此選擇瀝青時，除了要注意瀝青自身品質的優劣以外，還要注意瀝青標號對當地環境、氣、氣溫的適應性，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計

（一）、目標配合比設計

根據設計文件結構層的要求，選擇相應的合格材料，先進行礦料級配比計算，一般情況下應使試配結果盡量靠近級配范圍的中值。參照《規范》推薦，根據以往經驗固定一個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，分別進行馬歇爾穩定度、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，做水穩定性檢驗和高溫穩定性檢驗。根據驗證結果，若達不到相關規定則另選材料、調整級配或采取其他措施重做試驗，直到符合要求，確定出較理想的目標配合比。

（二）、生產配合比設計

目標配合比確定以后，要使實際施工中所采用的瀝青混合料拌和設備進行生產配合比設計。試驗前，首先根據路面結構的級配類型，選擇適當尺寸的振動篩。選擇時要遵循以下幾點：振動篩的最大篩孔應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。

（三）、生產配合比的驗證

生產配合比的驗證是通過實際施工對預期結果的驗證，也是對施工單位制定的施工方案的檢驗，檢驗拌和、運輸、攤鋪、碾壓工藝等的可行性和設備的匹配情況。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，可組織試驗人員對拌和攤鋪后的混合料及時取樣，進行抽檢，如馬歇爾試驗。對碾壓段進行鉆芯取樣等各種檢驗，并對生產的全過程監控，檢查各種設備參數材料投放是否準確。整理出該階段的所有數據進行對比分析，若有指標不到規范要求，應對生產配合比或有關工藝做出調整，直至達到設計要求。

五、結束語

經過對SMA瀝青路面目標配合比設計的探討，從中我們不難看出影響拌瀝青目標配合比的因素有很多，我們應該根據具體的情況進行控制，也可以看出道路的質量對我們生活的重要性。

參考文獻

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[2]孫忠寧，柴福斌，李剛，陳團結.法國熱拌瀝青混合料配合比設計方法[J].中外公路2010