【摘要】結(jié)合SMA的特點，著重介紹了京滬高速公路SMA上面層材料情況及配合比設計

　　【關鍵詞】工程實例,SMA路面,配合比設計方法

　　SMA路面作為優(yōu)秀的抗滑表層已經(jīng)得到大量應用，其優(yōu)越性得到了實踐的檢驗，我們山東省自從日東高速竹曲段試驗成功以后，先后很多路都采用了此項新的技術。京滬高速臨沂段路面大修，就是采用的此項技術。都取得了很好的社會效益和經(jīng)濟效益。現(xiàn)將近幾年的配比

　　設計成功經(jīng)驗歸納如下：

　　1.原材料

　　SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，具有粗集料多，礦粉多，瀝青含量大(一般采用改性瀝青 )，細集料少，添加纖維等特點。SMA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，這種結(jié)構(gòu)組成使得SMA具有許多其它結(jié)構(gòu)不可比擬的優(yōu)點：良好的抗車轍、抗裂、抗滑、水穩(wěn)定和耐久性。為充分發(fā)揮其結(jié)構(gòu)上的優(yōu)越性，SMA對材料的質(zhì)量要求也較為嚴格，因此，把好材料關是配合比設計的一個關鍵。

　　1 .1瀝青結(jié)合料

　　SMA所使用的瀝青要求粘結(jié)性好，針入度小，軟化點高，高溫穩(wěn)定性和低溫韌性好。因山東省所處地區(qū)夏季高溫且持續(xù)時間長，瀝青路表溫度最高可達50-60℃，因此設計采用抗高溫性能比較好的改性瀝青。

　　1.2礦料

　　1.2.1粗集料是SMA質(zhì)量控制的關鍵。為了保證緊密嵌擠骨架結(jié)構(gòu)形成，SMA對粗集料有嚴格的要求，要求100%軋制(至少90%)，圓集料至少有兩個破碎面，形狀接近立方體，紋理粗糙， 針片狀含量小，耐久性和堅固性好。

　　1.2.2細集料雖然在SMA中含量不多，但對SMA性能的影響也不小，一般要求盡量多用人工砂， 并且應堅硬、多棱角、有一定的表面紋理、無塑性。

　　1.2.3礦粉對混合料產(chǎn)生“加勁”效應，降低瀝青的流動性，增加其粘度。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)量對混合料的穩(wěn)定與抗車轍能力有很大關系，因而對礦粉的質(zhì)量和用量應給予重視。礦粉的親水系數(shù)應小于1，小于0.075mm顆粒的含量應大于75%。

　　1.3穩(wěn)定劑

　　纖維是SMA極其重要的穩(wěn)定劑，它具有穩(wěn)定、分散、增粘、防滴漏等作用。一般采用絮狀木質(zhì)素纖維，用量為0.3%。

　　2 配合比設計

　　SMA馬歇爾技術指標與要求

　　2. 1穩(wěn)定度

　　馬歇爾穩(wěn)定度不隨瀝青用量的變化而有明顯的峰值，也就是說馬歇爾穩(wěn)定度對瀝青用量的變化不敏感，故穩(wěn)定度一般不能作為判斷SMA瀝青用量的指標。

　　2.2 流值

　　SMA混合料馬歇爾試驗時，圖上的變形曲線往往呈現(xiàn)較大的變形而不下降，有時甚至沒有明顯的峰值，當采用改性瀝青時尤其如此。這實際反映了SMA混合料具有很好的韌性，說明即使在很大變形時仍有相當高的支撐能力，流值控制在2-5mm范圍內(nèi)。

　　2.3 空隙率

　　空隙率是瀝青混合料的重要指標，它對路面的高溫穩(wěn)定性有顯著影響，也關系到瀝青混合料的用量。

　　空隙率的大小影響混合料的耐久性，空隙率大，混合料中瀝青老化快，耐久性差，但空隙率過小，又影響混合料的穩(wěn)定性。SMA混合料的空隙率定在3.5%-5.5%。

　　SMA的配合比不能完全依靠馬歇爾配合比設計方法，我們采用美國推薦的體積法,由體積指標確定，穩(wěn)定度和流值不是主要指標。我們主要采用馬歇爾試驗方法進行配合比設計，同時進行其它必要的檢驗。配合比的設計級配范圍及設計參數(shù)見2005年1月1號剛實施的《瀝青路面施工技術規(guī)范》。下面以我們在京滬路路面大修路采用的SMA-13為例，原材料采用3種玄武巖，纖維為木質(zhì)纖維，瀝青為SBS-70改性瀝青,設計空隙率為4%.

　　2.4設計初試級配

　　SMA-13級配是以4.75篩為關鍵性篩孔，在工程級配范圍內(nèi)調(diào)整各種礦料比例，設計三種不同粗細的初試級配，其通過率分別處于級配范圍中值3%附近。礦粉為10%左右。選擇級配的原則為:VCAmix16.5%,當有一組以上的級配符合要求時,以粗集料骨架分界集料通過率大且VMA較大的級配為設計級配,在工程級配范圍內(nèi)調(diào)整3種礦料比例為:級配1：1-1.5:0.5-1:機制砂:礦粉=40:37:12:11 ;級配2: 1-1.5:0.5-1:機制砂:礦粉=40:34:15:11; 級配3: 1-1.5:0.5-1:機制砂:礦粉=40:40:9:11,有以往經(jīng)驗采用6.0%的瀝青含量為初試瀝青用量,在進行馬歇爾試驗時,試件擊實溫度要根據(jù)不同瀝青采用不同的擊實溫度,SBS瀝青的擊實溫度為165℃,雙面擊75次,采用表干法測試件密度,試驗數(shù)據(jù)匯總?cè)缦?

　　由試驗結(jié)果來看,三個級配都符合VCAMIX16.5,但級配2.3的空隙率偏大且穩(wěn)定度不合格,決定采用級配1,其篩分結(jié)果為:

　　2.5確定最佳瀝青含量

　　按照5.7%,6.0%,6.3%的瀝青含量進行馬歇爾試驗,試驗結(jié)果如下

　　由試驗結(jié)果,我們繪出空隙率曲線來,設計空隙率4%對應的瀝青含量為最佳瀝青含量,因此確定最佳瀝青含量為6.05%

　　3配合比的檢驗

　　為全面檢驗配合比的性能,對目標配合比進行了如下檢驗

　　各項指標均滿足要求,由此說明SMA的配比是合理的，由此確定目標配比為:1-1.5:0.5-1:機制砂:礦粉=40:37:12:11

　　4 生產(chǎn)配比設計

　　4.1按上述冷料倉的比例經(jīng)過拌和機的二次篩分，再從熱料倉取料篩分，把篩分結(jié)果進行合成，調(diào)整出3個接近目標級配的配比，分別為4#倉：3#倉： 1#倉：礦粉=25：52：12：11，4#倉：3#倉：1#倉：礦粉=25：55：9：11，4#倉：3#倉： 1#倉：礦粉=25：49：15：11然后加6.0%的瀝青在拌和鍋中拌成成品料，分別取樣進行抽提篩分，這樣做的目的是根據(jù)拌和站的性能找出準確的接近目標配比的比例，我們沒有用2#倉的料，因為我們這個拌和站2#倉的篩子是3mm-5mm之間，而SMA的級配是間斷級配，這個倉的料用不著。這個倉的料是廢掉的。篩分結(jié)果如下

　　由結(jié)果來看級配1更接近目標級配,選取級配1為生產(chǎn)級配。

　　4 .2確定最佳瀝青含量

　　由確定級配1分別加5.7%，6.0%，6.3%的瀝青拌和，分別取料進行馬歇爾試驗及抽提篩分試驗,結(jié)果如下

　　由結(jié)果來看設計空隙率4%對應的瀝青含量為6.0%,此配比的最佳瀝青含量為6.0%.抽提篩分結(jié)果也不錯.

　　5生產(chǎn)配合比檢驗

　　為對生產(chǎn)配合比進行可靠的檢驗，進行試驗段試鋪，分別取第3車，中間車，最后車的料，進行馬歇爾試驗，試驗結(jié)果如下

　　對于構(gòu)造深度現(xiàn)行規(guī)范沒有明文規(guī)定,就這幾年的施工經(jīng)驗來看,現(xiàn)場測試結(jié)果都在0.9-1.1之間,取得的效果是不錯的,結(jié)果顯示各項指標均符合規(guī)范要求,這個SMA配合比是成功的.

　　6 施工配合比控制

　　在生產(chǎn)中,要加大抽檢頻率,及時調(diào)整級配,級配的走向可能與目標配比有所不同,但要控制好關鍵性篩孔,4.75篩,2.36篩,0.075篩,經(jīng)過認真論證后,認為4.75篩控制在設計值±1%,2.36控制在±1%,0.075控制在±0.05%,這樣SMA才能形成真正的嵌擠結(jié)構(gòu),發(fā)揮SMA路面的真正作用。

　　結(jié)論

　　1 SMA的配比要遵循以上幾個步驟,才能調(diào)出成功的配比.干出優(yōu)質(zhì)優(yōu)效的路面.

　　2 SMA混合料的設計過程中，往往會出現(xiàn)所測指標不能滿足要求的情況，這就需要對原設計進行必要的調(diào)整，重新進行試驗和設計。

　　3 SMA是從國外引入的一種新型路面瀝青混合料結(jié)構(gòu)，雖然SMA路面在高溫抗車轍、低溫抗裂、疲勞抗裂、抗老化、抗水損害、抗滑及耐久性等方面都比傳統(tǒng)的AC路面優(yōu)越，在材料品質(zhì)和質(zhì)量控制方面也比AC路面要求高一些，但SMA結(jié)構(gòu)的使用應結(jié)合各個國家各自的特點。我國的氣候條件比較惡劣，各個地區(qū)之間的差別也比較大，加之施工機械、材料、經(jīng)濟條件的限制，完全照搬國外的經(jīng)驗，顯然是行不通的，這一點在國內(nèi)有些地區(qū)的試驗路上已經(jīng)表現(xiàn)出來。因此我們必須用科學的態(tài)度，從本地區(qū)的實際情況出發(fā)，探索一條SMA路面應用的新路子。

　　參考文獻:

　　[1]《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》JTGF40-2004, 中華人民共和國交通部發(fā)布。

　　[2]《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》JTGF80/1-2004, 中華人民共和國交通部發(fā)布。

　　[3]沈金安,《改性瀝青與SMA路面》人民交通出版社，2001。