SMA瀝青混合料配合比優化及施工控制研究

楊戰輝

摘要：瀝青路面路用性能的影響因素有很多，如瀝青礦料礦料性能、混合料的級配、瀝青層厚等，如何需求主要路用性能間的平衡點，確保瀝青路面的優良路用性能，是進行SMA瀝青混合料應用優化的目的所在。本文結合具體工程實例，分析了SMA瀝青混合料配合比的優化設計，并提出了施工過程中應注意的問題。

關鍵詞：SMA級配；優化；施工控制

中圖分類號：U414 文獻標識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—02—03

前言

SMA是由瀝青瑪蹄脂填充碎石骨架組成的骨架嵌擠型密實結構混合料。概括來說SMA是由相互嵌擠的粗集料骨架和瀝青瑪蹄脂兩部分組成，并且SMA混合料的組成結構具有粗集料用量高，細集料用量少；礦粉用量高；使用纖維作為增強劑；瀝青結合料用量多的特點。其路用特性為：優良的高溫穩定性、良好的低溫抗裂性、良好的耐久性以及良好的表面特性。但SMA混合料結構中如果沒有膠泥的約束作用，粗集料的骨架容易發生“失穩”破壞，細集料的用量過多，則難以形成骨架結構，因此為了確保路面使用性能，需要加強對配合比設計的優化研究。

1工程概況

我國南方某地高速公路瀝青面層擬采用改性瀝青SMA-16，改性瀝青是經過A-90瀝青與4%SBS現場改性制得的。為提高瀝青與石料的黏附性，摻入瀝青質量的0.3%的抗剝落劑，其中改性瀝青的密度為1.0159/m，試驗檢測指標如表1所示。

各種礦料的級配如表2所示。集料中的粗集料為玄武巖，其技術指標如表3所示。細集料采用人工砂和天然砂，人工砂為玄武巖碎石加工后經過除塵抽風除去3mm以下部分得到3～5mm的石屑，但由于加工困難，成本較高，使用不宜太多。天然砂為當地的河砂，非常潔凈，含泥量近乎為零。礦粉為水泥廠的磨細石灰粉。纖維采用了松散木質素纖維，質量符合要求相關技術。

2目標配合比設計

2.1礦料配合比確定

按照相關規范的規定，以SMA-16的標準級配為基礎，選擇3組冷料倉上料比例，使4.75mm通過率大體為：22%、26%、30%，0.075mm通過率為10%左右（礦粉用量為13%左右），還要適當調整9.5mm的通過率，大體在中值上下波動，得到3組配合比的合成級配如圖1所示，合成級配如表2所示，材料的比例如下：

級配1：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：礦粉=50：31：3：3：13

級配2：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：礦粉=50：27：5：5：13

級配3：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：礦粉=50：23.7.7.13

分別按3組級配測定4.75mm以上粗集料的毛體積相對密度及全部礦質混合料的合成毛體積相對密度和合成表觀相對密度。以級配2為例，礦料的合成毛體積密度為：

材料應用

3施工控制研究

3.1拌和溫度

由于SMA混合料是一種難拌、難壓的路面材料，對溫度比較敏感，應嚴格控制成品料的溫度變化。拌和時為使瀝青的黏度降低到足以達到拌和工作性的要求，SMA混合料拌和溫度一般比密級配瀝青混合料要高，但亦不能過高，否則會造成瀝青老化。集料加熱溫度是決定混合料溫度的關鍵，一般要比瀝青加熱溫度稍高一些，具體可根據要求的混合料出廠溫度和瀝青加熱溫度決定。

3.2拌和時間

SMA混合料較難拌和均勻，需要比普通瀝青混合料更長的拌和時間。最佳的拌和時間與所用改性劑和纖維的種類、數量、瀝青用量、集料級配以及溫度等多種因素有關，一般比常規瀝青混合料拌和時間增加15s左右，通常各廠、各機需要試拌以確定適宜的拌和時間。SMA混合料添加順序及拌和時間如圖2所示。混合料拌和、纖維摻加劑應均勻分布，所有礦料表面全部裹覆瀝青結合料。出廠的混合料無花白料，無團塊，粗細粒分布均勻，色澤一致。

3.3碾壓

首先SMA混合料攤鋪后密實度較高，加之SMA混合料為間斷級配，碾壓時不容易發生推擠位移，攤鋪后可采用緊跟碾壓的模式，進一步保證壓實度要求。其次隨時檢測SMA混合料的溫度，防止溫度過低進行碾壓，以及碾壓過多造成集料破損，減少構造深度。最后由于改性瀝青黏度較大，壓路機一定要有噴水裝置，防止壓路機鋼輪與路面黏結。噴水裝置的霧化應良好，噴水量應能調節，防止水噴灑過多流到路面上，降低路面溫度影響路面碾壓質量。

4結語

通過本文分析得出以下結論：

（1）SMA瀝青混合料中粗集料過多會造成混合料透水，過少則混合料不能形成嵌擠，因此應明確SMA各種組成成分合理的含量。

（2）SMA結構骨料承擔了動荷載作用，膠泥則主要保障混合料的水穩定性，這兩點是選擇最優級配方案的重要依據。

（3）施工控制要努力做到規范化、系統化，從施工的環節入手，規范化所有操作流程。