SMA-13目標配合比設(shè)計
摘要：結(jié)合SMA-13瀝青路面工程的施工實踐經(jīng)驗，從原材料選用、馬歇爾試驗指標的確定、級配的優(yōu)化、最佳油石比確定以及目標配合比設(shè)計檢驗等方面介紹SMA-13路面目標配合比的設(shè)計�！ �
關(guān)鍵詞：公路，瀝青路面，SMA-13，目標配合比
SMA是由大量的粗骨料形成緊密嵌擠的骨架結(jié)構(gòu)，纖維、礦粉、瀝青和少量細集料組成的瑪蹄脂填充其孔隙。其組成特點是粗集料多，礦粉多，瀝青含量大，細集料少，添加纖維等。SMA的組成特點及其作用機理決定了SMA路面優(yōu)異的路用性能。SMA路面具有良好的高溫穩(wěn)定性、高溫抗車轍、低溫開裂、疲勞開裂、抗水損害、抗老化等性能，同時還具備抗滑、降噪、改善雨天路面明視度等優(yōu)異的面層特性。
1原材料的選用
1.1瀝青結(jié)合料
該項目采用SBS改性瀝青，該瀝青粘結(jié)性好、針入度小、軟化點高、高溫穩(wěn)定性和低溫韌性好。經(jīng)檢驗，各項指標均滿足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對SBS改性瀝I-D級的要求。
1.2粗集料
SMA的高溫穩(wěn)定性是基于含量甚多的粗集料之間的嵌擠作用。粗集料的質(zhì)量是SMA成敗的關(guān)鍵。指標符合JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對粗集料的技術(shù)要求。
1.3細集料
采用石灰?guī)r反復(fù)破碎軋制的機制砂，具有良好的棱角性和嵌擠性，有利于提高混合料的高溫穩(wěn)定性。
1.4填料
SMA中礦粉用量比普通瀝青混合料大很多，是瑪蹄脂的主要成分，其質(zhì)量影響混合料的穩(wěn)定性和抗車轍能力。填料采用石灰?guī)r磨細的石粉，親水系數(shù)小于1，小于0.075mm顆粒的含量大于75%。
1.5纖維穩(wěn)定劑
采用木質(zhì)纖維素作為穩(wěn)定劑，用量為0.3%。
2SMA-13配合比設(shè)計
對于SMA配合比設(shè)計國際上尚無公認的成熟的方法，國內(nèi)也沒有形成相關(guān)規(guī)范。根據(jù)以往SMA瀝青路面的施工經(jīng)驗及國內(nèi)專家的研究成果，確定了配合比設(shè)計方法、SMA-13礦料級配范圍及混合料馬歇爾試驗技術(shù)標準。SMA粗集料多、礦粉多、瀝青結(jié)合料多、細集料少的結(jié)構(gòu)特點與傳統(tǒng)的AC型有很大的差別，SMA配合比不能完全依靠馬歇爾配合比設(shè)計方法，主要由體積指標確定。馬歇爾試件采用雙面各擊實50次，目標孔隙率3.5%，穩(wěn)定度和流值不是主要指標，瀝青用量參考飛散試驗和高溫析漏試驗確定，車轍試驗是重要的設(shè)計手段。
2.1技術(shù)指標
SMA-13礦物組成要求見表
SMA-13熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗技術(shù)指標見表
2.2礦料級配的確定
根據(jù)礦料規(guī)格分別合成4.75mm通過率大致為23%，25%，30%的A、B、C3組初試級配，級配范圍在SMA-13的標準級配范圍內(nèi)。
預(yù)估初始最佳瀝青用量為6%，測得VMA,VCAmiix見表
從試驗結(jié)果看，上述A、B、C3組級配中，VCAmix<VCADRC ，但級配A的孔隙率4.1%稍大，不滿足要求；級配C的VCAmix接近于VCADRC，且礦料間隙率小于17%，也不能滿足要求；級配B的孔隙率為3.7%，礦料間隙率VMA為17.2%，滿足17.0%，兩項指標均滿足SMA的技術(shù)要求和規(guī)范要求。因此，初步選擇配合比B作為最佳級配。
2.3目標配合比最佳油石比的確定
根據(jù)前述選用的B級配組成，分別用5.7%、6.0%、6.3%的油石比進行馬歇爾試驗，以確定最佳油石比，另木質(zhì)纖維素的參加量為混合料總量的0.3%，水泥替換礦料總重量3%的礦粉。
對試驗數(shù)據(jù)進行對比，3組馬歇爾試驗中：油石比5.7%空隙率大，為4.2%；油石比6.3%空隙率偏小，為2.9%；礦料間隙率略小，為17.0%。油石比6.0%空隙率，礦料間隙率等各項指標較理想。經(jīng)過技術(shù)，最佳油石比為6.1%。
2.4目標配合比設(shè)計檢驗
為了全面檢查SMA的性能，由馬歇爾試驗確定礦料級配和瀝青用量后，采用瀝青混合料謝倫堡瀝青析漏試驗和瀝青混合料肯塔堡飛散試驗檢驗瀝青用量，用瀝青混合料車轍試驗進行動穩(wěn)定度檢驗，用瀝青混合料浸水馬歇爾試驗和瀝青混合料凍融劈裂試驗進行水穩(wěn)定性試驗，試驗結(jié)果如表。
試驗結(jié)果表明，各項技術(shù)指標均符合設(shè)計要求，由此確定瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-13級配組成為10-15、5-10、3-5、0-3mm和礦料的含量分別為40%、32%、9%、10%、9%。木質(zhì)纖維素摻量為混合料總量的0.3%，水泥替換礦料總重量3%的礦粉。最佳油石比6.1%。
3結(jié)語
近年來，中國公路瀝青路面的建設(shè)飛速發(fā)展，SMA路面逐漸推廣使用，其必將在中國道路建設(shè)過程中發(fā)揮重要的作用。SMA目標配合比設(shè)計是一項復(fù)雜而且細致的工作，設(shè)計檢驗及試驗檢驗結(jié)果證明：該工程SMA目標配合比設(shè)計是成功的。建成的SMA路面表明有足夠的構(gòu)造深度而且又基本上不透水，具有明顯的SMA結(jié)構(gòu)特點，并且具有明顯的抗高溫穩(wěn)定、抗滑、抗?jié)B等路用性能，各項質(zhì)量指標均滿足技術(shù)要求，平整度標準差平均值為0.57mm。該工程SMA路面的成功鋪筑為SMA技術(shù)的應(yīng)用積累了經(jīng)驗，可工供類似工程參考。
參考文獻：
【1】 沈金安.改性瀝青與SMA路面【M】.北京：人民交通出版社，1999。
【2】 陳強.瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）礦料級的研究【D】.長沙交通學院碩士學位論文，2000.
