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SMA沥青混凝土的配合比设计及质量控制

作者：李菁

来源：《城市建设理论研究》2013年第12期

摘要:采用改性沥青及沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA），可以提高沥青路面性能，延长使用寿命。文章介绍了使用改性沥青和SMA技术铺筑合肥市金寨路高架工程I标的情况，重点阐述了其配合比组成设计情况及施工质量控制。

关 键 词: SMA 改性沥青 配合比设计 施工工艺 沥青路面 中图分类号：TF526+.3 文献标识码：A 文章编号： 一、沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）的特性及强度机理

沥青玛蹄脂碎石混合料是一种以沥青、矿粉、纤维稳定剂及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料，沥青玛蹄脂碎石混合料的强度是依靠粗集料在沥青混合料中的骨架嵌挤作用和沥青玛蹄脂胶结料的粘结裹覆作用形成的，因而它更具有很好的耐久性、抗高温稳定性、抗低温开裂性、抗滑性及较好的排水性能。根据交通部标准JTG F40(2004《公路沥青路面施工技术规范》规定，下面以合肥市金寨路高架桥工程I标SMA-13上面层（SBS改性沥青）施工为例来说明SMA的配合比优化设计和施工质量控制。 二、SMA-13配合比设计 原材料选取 ①粗集料

SMA的粗集料是指在SMA混合料中形成嵌挤起到骨架作用的集料部分，所以在选取原材料时一定要选取压碎值小、针片状含量少、表面粗糙有一定棱角性的玄武岩碎石。 ②细集料

对SMA-13粒径小于4.75mm的集料称细集料，细集料在SMA中的比例虽然很少，但它是形成沥青玛蹄脂的重要组成部分，用以填充SMA的粗集料骨架的间隙，增强路面的防渗能力，同时起到粘结作用。 ③填料

填料必须采用由石灰石等碱性岩石磨细的矿粉，矿粉的主要作用是和沥青、纤维组成沥青玛蹄脂粘结剂，提高沥青混合料的黏聚力。

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④沥青

沥青材料的性质对路面使用性能有多方面的影响，在选取沥青品种时主要考虑高温抗车辙能力和低温抗裂能力，这两个方面在沥青品种选取时趋向相反，应综合平衡考虑。 ⑤纤维稳定剂

纤维具有加筋、分散吸附沥青、稳定、增粘等作用，对防止SMA沥青析漏的功效较好，对于聚脂纤维掺量为沥青混合料总量的0.2%，目前一般采用风送式纤维送料机填加。 下面是合肥市金寨路高架工程I标各种原材料的情况。 粗集料：玄武岩 产地： 安徽舒城通达石料厂 细集料：石灰岩 产地： 安徽巢湖恒丰石料厂 矿粉：石灰岩石质 产地： 巢湖聚龙水泥厂 沥青：宝盈SBS（I-D）改性沥青纤维：聚脂纤维素 2、级配和油石比的选取

根据已成功的SMA-13路面的级配，选定4.75mm的通过率为24.8%、27.85%和30.8%三个档次，0.075mm的通过率为9.5%左右，分别按这三种级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度和合成矿料的毛体积相对密度，

根据安徽省施工指导意见中改性沥青SMA-13马歇尔试验配合比设计技术要求之规定，同时根据我们的室内马歇尔试验结果和设计思路，最终选择第二种级配为最佳级配、采用3种油石比,制作马歇尔试件,进行马歇尔稳定度,试验结果列于下表：

为保证路面有足够的构造深度，我们在生产配合比设计时使9.5mm的通过率在中值左右并以6.2%的油石比试拌且做了试铺段。

从试铺结果可以看出，小型试铺各项指标都符合指导意见要求，而且振动压路机强振3遍以上无推移现象，无石料压碎现象，也无玛蹄脂上浮现象，并且构造深度在1.0mm时路面也不渗水，配合比设计合理，可以用于主线试铺。 三、SMA-13混合料的拌和

1、拌和温度：沥青加热温度170℃-175℃，集料加热温度在210-220℃，混合料出厂温度为180-190℃。

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2、拌和时间和拌和数量：

骨料进入拌缸的同时，聚脂纤维也进入拌缸开始干拌，几秒后，矿粉和沥青进入拌缸，从放骨料到拌缸开始计时约24秒，总生产时间约65-70秒。

3、聚脂纤维填加方式，人工将聚脂纤维投入纤维填加设备中，利用机械将纤维打碎，再利用空压机将打碎的纤维吹入拌缸和骨料、矿粉、沥青一起搅拌均匀。 四、SMA-13混合料的碾压

（1）改性沥青SMA-13的初压、复压宜用钢轮振动压路机碾压，碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行。

（2）采用振动压路机压实改性沥青SMA-13路面时，压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm，当采用静载压路机时，压路机的轮迹应重叠1/3-1/4碾压宽度。 （3）压路机应以均匀速度碾压。

（4）改性沥青SMA-13路面摊铺后应抓紧碾压，严格控制碾压遍数，对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。 （5）路面压实完成24小时后，方能允许施工车辆通行。 五、施工期间的试验和检测

SMA混合料的质量控制重点是检测混合料试件的密度和空隙率、VMA、VCA、VFA等四大体积指标，应使其保持一定的稳定性。 SMA路面在中国起步较晚，还没有真正形成一套理论，所以主要还要看路面的使用效果，因而要加强施工过程检测，看成型路面的各项指标是否满足要求，在检测过程中既要保证正常的检测频率又要加强对薄弱环节的检测控制，发现问题及时反馈。 六、几点体会

1、以往SMA路面压实遍数少，害怕过碾压造成玛蹄脂上浮，产生油斑，现在一改以前做法，适当降低油石比，增加粗集料用量，减小4.75mm通过率，增大压实度，使通车后路面空隙率减小较慢，提高抗车辙能力。

2、在配合比设计时由于油石比小可能造成马歇尔空隙率和饱和度指标不满足要求，但主要还是应以成型路面的实测指标为依据，通过增大压实度来降低路面空隙率，保证大吨位的振动压路机强振不推移且有足够的构造深度而不渗水。