SMA沥青混合料配合比优化及施工控制研究

杨战辉

摘要：沥青路面路用性能的影响因素有很多，如沥青矿料矿料性能、混合料的级配、沥青层厚等，如何需求主要路用性能间的平衡点，确保沥青路面的优良路用性能，是进行SMA沥青混合料应用优化的目的所在。本文结合具体工程实例，分析了SMA沥青混合料配合比的优化设计，并提出了施工过程中应注意的问题。

关键词：SMA级配；优化；施工控制

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1674—3024（2016）05—02—03

前言

SMA是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料。概括来说SMA是由相互嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两部分组成，并且SMA混合料的组成结构具有粗集料用量高，细集料用量少；矿粉用量高；使用纤维作为增强剂；沥青结合料用量多的特点。其路用特性为：优良的高温稳定性、良好的低温抗裂性、良好的耐久性以及良好的表面特性。但SMA混合料结构中如果没有胶泥的约束作用，粗集料的骨架容易发生“失稳”破坏，细集料的用量过多，则难以形成骨架结构，因此为了确保路面使用性能，需要加强对配合比设计的优化研究。

1工程概况

我国南方某地高速公路沥青面层拟采用改性沥青SMA-16，改性沥青是经过A-90沥青与4%SBS现场改性制得的。为提高沥青与石料的黏附性，掺入沥青质量的0.3%的抗剥落剂，其中改性沥青的密度为1.0159/m，试验检测指标如表1所示。

各种矿料的级配如表2所示。集料中的粗集料为玄武岩，其技术指标如表3所示。细集料采用人工砂和天然砂，人工砂为玄武岩碎石加工后经过除尘抽风除去3mm以下部分得到3～5mm的石屑，但由于加工困难，成本较高，使用不宜太多。天然砂为当地的河砂，非常洁净，含泥量近乎为零。矿粉为水泥厂的磨细石灰粉。纤维采用了松散木质素纤维，质量符合要求相关技术。

2目标配合比设计

2.1矿料配合比确定

按照相关规范的规定，以SMA-16的标准级配为基础，选择3组冷料仓上料比例，使4.75mm通过率大体为：22%、26%、30%，0.075mm通过率为10%左右（矿粉用量为13%左右），还要适当调整9.5mm的通过率，大体在中值上下波动，得到3组配合比的合成级配如图1所示，合成级配如表2所示，材料的比例如下：

级配1：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：矿粉=50：31：3：3：13

级配2：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：矿粉=50：27：5：5：13

级配3：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：矿粉=50：23.7.7.13

分别按3组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度及全部矿质混合料的合成毛体积相对密度和合成表观相对密度。以级配2为例，矿料的合成毛体积密度为：

材料应用

3施工控制研究

3.1拌和温度

由于SMA混合料是一种难拌、难压的路面材料，对温度比较敏感，应严格控制成品料的温度变化。拌和时为使沥青的黏度降低到足以达到拌和工作性的要求，SMA混合料拌和温度一般比密级配沥青混合料要高，但亦不能过高，否则会造成沥青老化。集料加热温度是决定混合料温度的关键，一般要比沥青加热温度稍高一些，具体可根据要求的混合料出厂温度和沥青加热温度决定。

3.2拌和时间

SMA混合料较难拌和均匀，需要比普通沥青混合料更长的拌和时间。最佳的拌和时间与所用改性剂和纤维的种类、数量、沥青用量、集料级配以及温度等多种因素有关，一般比常规沥青混合料拌和时间增加15s左右，通常各厂、各机需要试拌以确定适宜的拌和时间。SMA混合料添加顺序及拌和时间如图2所示。混合料拌和、纤维掺加剂应均匀分布，所有矿料表面全部裹覆沥青结合料。出厂的混合料无花白料，无团块，粗细粒分布均匀，色泽一致。

3.3碾压

首先SMA混合料摊铺后密实度较高，加之SMA混合料为间断级配，碾压时不容易发生推挤位移，摊铺后可采用紧跟碾压的模式，进一步保证压实度要求。其次随时检测SMA混合料的温度，防止温度过低进行碾压，以及碾压过多造成集料破损，减少构造深度。最后由于改性沥青黏度较大，压路机一定要有喷水装置，防止压路机钢轮与路面黏结。喷水装置的雾化应良好，喷水量应能调节，防止水喷洒过多流到路面上，降低路面温度影响路面碾压质量。

4结语

通过本文分析得出以下结论：

（1）SMA沥青混合料中粗集料过多会造成混合料透水，过少则混合料不能形成嵌挤，因此应明确SMA各种组成成分合理的含量。

（2）SMA结构骨料承担了动荷载作用，胶泥则主要保障混合料的水稳定性，这两点是选择最优级配方案的重要依据。

（3）施工控制要努力做到规范化、系统化，从施工的环节入手，规范化所有操作流程。