基于工程实例的SMA—13配合比设计浅谈

杨三旗 高芳

【摘要】本文结合福州市道路改造工程实例，介绍了 SMA混合料特点及其配合比设计过程其中涉及到目标配合比和生产配合比的设计。

【关键词】沥青路面；SMA；配合比；设计

SMA是目前沥青路面中应用很好的一种沥青混合料，一般来讲，它由沥青、集料、木质纤维和矿粉组成，主要结构特点是“三多一少”，即沥青多、矿粉多、粗集料多，细集料少。SMA拥有良好的抗滑性、高温稳定性、低温抗裂性，本来被设计是用于重载交通的；但凭其超强的吸音降噪功能，城市道路改造对其亦是是愈来愈青睐。

1、工程概况

福新路是福州市区主干道之一，全长约6km，周边是居民住宅，之前是水泥路面，此项目采用双层沥青路面加铺改造，其中上下面层分别设计成4cm厚的SMA-13和7cm厚的AC-20C，本文我们只谈上面层SMA-13配合比设计。

2、原材试验

2.1沥青

本项目采用的是厦门华特SBS改性沥青，其工程指标要求及实测结果如表1：

根据《沥青及沥青混合料试验规程》和《公路沥青路面施工技术规范》 ，表1数据显示，此项目采用的沥青完全符合规范及工程要求。

2.2集料

SMA混合料属于一种间断级配的骨架受力结构，对粗集料各项指标要求较高，鉴于此我们采用玄武岩；另外为了增强沥青与粗集料的粘附性，玄武岩粗集料进厂前必须经过水洗干净。按《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005检测，粗集料压碎值12.5%，满足不大于26%的要求；洛杉矶磨耗损失13.4%，满足不大于28%的要求；4.75～9.5和9.5～13.2吸水率分别为0.49%和0.92%，均满足不大于2.0%的技术要求；即玄武岩各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40-2004，可以用于此项目SMA-13沥青混合料生产。

2.3矿粉与纤维

此项目采用的矿粉产于福州三明市，主要成分是石灰岩，经检测外观无团粒结块，加热安定性良好，表观相对密度2.738满足不小于2.50的要求，可以使用；纤维采用的是木质纤维，实测相对密度为1.17，添加量为沥青混合料的0.3%.

3、目标配合比设计

3.1确定目标级配

首先按照《公路工程集料试验规程》JTG E42-2005要求在料场分别取样并筛分，且对矿粉取样并水洗筛分，然后将筛分果输入excel表格如下表4，然后通过调整每档料的配合比使目标级配值处于规范要求的SMA-13级配上下限值之间，且以接近级配中值为宜，另外根据经验要求关键性筛孔0.075的目标级配值与级配中值的差值绝对值小于1；其中各筛孔对应的目标级配值与每档料的配合比数学关系用下式表达（以D列为例）： D15=（D11*$C$11+D12*$C$12+D13*$C$13+D14*$C$14）/100

表4 各档料筛分结果及规范要求的SMA-13级配上下限值

由表4可见，经调整各筛孔通过率都在规范上下限之内且接近级配中值，关键性筛孔0.075通过率与级配中值差值绝对值为0.1，满足小于1的要求。

3.2确定最佳油石比

根据预估的最佳油石比5.9%，选定5个油量5.5%，5.7%，5.9%，6.1%，6.3%分别制备马歇尔试件，并进行马歇尔试验，汇总成马歇尔体积参数表，再按照《公路沥青路面施工技术规范》 JTG F40-2004要求，算的最佳油石比OAC=5.9%；将5.9%的马歇尔检测结果对比技术要求汇总于表5

由表6知，5.9%的油石比满足实际工程技术要求。

4、调整生产配合比

本项目采用2000型的间歇式沥青拌合设备，根据之前确定的目标配合比中集料（不包括矿粉）的比例调整电机转速得以控制冷料进料速度，保证冷料进料比例与目标配合比中比例一致，然后按照规范要求进行集料干拌并取热筛料且分别筛分，检测热筛料的集料相对密度，按照之前目标配合比的方法确定一个合成级配，使合成级配尽可能地接近目标级配，之后按照最佳油量进行试拌，试拌中要严格控制干拌时间和湿拌时间以及纤维添加时间，以保证混合料充分拌合均匀，然后按规范操作要求对混合料取样进行抽检，最终我们验证得出合成级配、混合料马歇尔指标、沥青用量均符合规范及工程技术要求，最后又通过铺筑试验段再次验证配合比设计的合理性后才正式开始生产。

小 结

本文通过工程实例，浅谈了一下SMA-13沥青混合料的配合比设计过程，但是实际生产中要想获得较佳的SMA-13沥青路面单单靠一个确定的配合比是不行的，因为施工生产过程是一个动态的控制过程，原材料隨时可能变动，现场环境亦是存在诸多不确定性，所以要随时抽检原材料，要做到随时变动及时调整，动态控制施工生产才能保证工程质量，尤其是拌合设备操作人员，要想让生产中达到供需平衡点不仅需要技术还需要经验；相信随着技术设备的不断提高和改善，SMA路面应用会越来越广泛。

参考文献

[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京人民交通出版社，2001

[2]公路工程集料试验规程 JTG E42-2005

[3]公路沥青路面施工技术规范 JTG F40-2004

[4]公路工程沥青及沥青混合料试验规程JTG E20-2011