祥云桥高粘SMA混合料配合比设计及其应用

摘要：沥青玛蹄脂碎石混合料由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料（矿粉）组成的沥青玛蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架的间隙，组成一体的沥青混合料，简称SMA。有足够的强度、稳定度、平整度，同时又要兼顾高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性和耐久性等相互制约的要求。随着城市道路建设的迅猛发展，对城市道路路面使用性能的要求也越来越高，改性沥青SMA路面的应用研究，具有非常重要的意义。

关键词：SMA；配合比设计；沥青玛蹄脂

Abstract: Mastic gravel mix by pitch combined asphalt mastic material with a small amount of fiber stabilizer, fine aggregate and a larger amount of filler (slag) filled in intermittent graded coarse aggregate skeleton gap, one composed of asphalt mixture, or SMA. Have sufficient strength, stability, flatness, and at the same time, taking into account the high temperature stability, low temperature cracking resistance, water stability, skid resistance and durability requirements of mutual restraint. With the rapid development of the urban road construction, urban road pavement performance requirements are increasing, Modified Asphalt SMA Pavement applied research, has a very important significance.Keywords: SMA; mixture ratio design; asphalt mastic

中图分类号：TU528.062文献标识码：A 文章编号：2095-2104（2012）

1.国内外研究进展

SMA技术是20世纪60年代晚期起源于德国，20世纪70年代欧洲很多国家开始使用SMA技术，以承受重交通荷载及较高的轮胎压力，取得了较好使用的效果，并很快普及整个欧洲。1990年，SMA技术引入美国。SMA路面占全部沥青路面的比例逐年递增，SMA路面的使用性能令人满意。

20世纪90年代，我国各省开始从欧洲和美国等地引进了SMA技术，很快得到了重视，并大量广泛的使用。

2.SMA沥青混合料特征

沥青玛蹄脂碎石混合料的组成特征主要包括两个方面：①含量较多的粗集料互相嵌锁组成高稳定性、抗变形能力强的结构骨架；②细集料矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将胶结在一起，并填充骨架空隙，使混合料有较好的柔性及耐久性。SMA的结构组成可概括为“三多一少”，即粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。具体讲：①SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗集料比例高达70%~80%，矿粉用量达7%~13%。②加入较多的沥青（比普通混合料要高1%左右），高达6.0%~6.5%，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂。③沥青黏结性要求高，并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青（最好采用改性沥青）。

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黏结裹覆作用形成的，因而具有很好的耐久性、抗高温稳定性、抗低温开裂性、抗滑性及较好的排水性能。

3.SMA-10混合料配合比设计

3.1选择材料及性能

3.1.1沥青

本项目采用高粘改性沥青。依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）对配置的SBS改性沥青进行检验，样品的检测结果满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.6.2聚合物改性沥青的技术要求。

3.1.2粗集料

5-10mm、3-5mm、0-3mm石料采用玄武岩；依据《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）对石料样品进行检验，结果满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.8.2沥青混合料用粗集料质量技术要求。

沥青混合料用粗集料质量技术要求

3.1.3细集料

0-3mm石料采用玄武岩；依据《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）对石料样品进行检验，结果满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.9.2沥青混合料用粗集料质量技术要求。

沥青混合料用细集料质量要求

3.1.4填料

采用石灰岩矿粉。依据《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）对样品进行检验，检测结果满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.10.1沥青混合料用矿粉的质量技术要求。

3.2矿料级配确定

根据集料筛分结果和SMA-10矿料级配范围要求，调整各种矿料比例设计3组不同粗细的初试级配，3组级配的粗集料骨架分界筛孔（4.75mm）的通过率处于级配范围的中值、中值±3%附近，矿料数量均为10%左右。制作马歇尔试件，用表干法测定试件的空隙率，根据空隙率期望值（3~4）%确定SMA-10高粘改性沥青玛蹄脂碎石混合料的矿料级配，从3组初试级配的试验结果中选择设计级配，符合VCAmix16.5%的要求，当有1组以上的级配同时符合要求时，以粗集料骨架分界集料通过率大且VMA较大的级配为设计级配。

SMA混合料马歇尔试验配合比设计技术要求

确定合成级配计算结果

3.3确定设计沥青用量

根据所选择的设计级配和初始油石比，以0.2%~0.4%为间隔，调整3个不同的油石比，制作马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标。

沥青混合料技术性质

4.施工

4.1拌合温度

改性沥青SMA路面宜在较高的温度条件下施工，当气温或下承层的表面温度低于10℃时不得铺筑SMA路面。其正常的施工温度范围见下表：

SMA路面的正常施工温度范围

4.2改性沥青SMA混合料的运输

4.2.1采用数字显示插入式热电偶温度计（必须经常标定）检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。插入深度要大于150mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300mm。

4.2.2拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分三堆装料，以减少粗集料的分离现象。

4.2.3沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方应有五辆运料车等候卸料。

4.2.4运料车应用完整无损的双层蓬布覆盖，以资保温防雨或避免污染环境。