SMA沥青路面目标配合比的设计

【摘要】本文以SMA沥青混合料定义、组成原理及特点为基础，着重分析了沥青混合料配合比例的影响因素，以实际为出发点对SMA沥青路面目标配合比的设计进行了探讨。

【关键词】SMA沥青路面，目标配合比，设计

一、前言

沥青混凝土路面出现的质量问题不仅影响城市的美观，还对道路的交通造成了影响。所以在施工中一定要重视目标配合比设计的作用，根据实际情况来控制好SMA沥青路面目标配合比的设计。

二、SMA沥青混合料定义、组成原理及特点

1、SMA定义

沥青玛蹄脂碎石混合料（StoneMatrixAsphalt，简称SMA）是由高含量粗集料、高含量矿粉、纤维稳定剂、较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。高含量的粗骨料在混合料中颗粒面与面直接接触、相互嵌锁构成的骨架直接承受了荷载作用，这种骨架对温度敏感性小。含量较高的矿粉与沥青形成粘聚力很高的胶凝状物玛蹄脂，使得混合料的整体力学性质提高。

2、SMA组成原理

沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中，所形成的混合料。其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骨架胶结一起，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%，矿粉的用量达7～13%，（“粉胶比”超出通常值1.2的限制）。由此形成的间断级配，很少使用细集料;②为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂;③沥青用量较多，高达6.5～7%，粘结性要求高，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）。

3、SMA特点

沥青玛蹄脂碎石混合料是当前国际上公认（使用较多）的一种抗变形能力强，耐久性较好的沥青面层混合料。由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力，同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。添加纤维稳定剂，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好。间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好。

三、沥青混合料配合比例的影响因素

普遍意义上来讲，在载重量大、交通相对繁忙的路段，应尽可能地选用粗型的密级配的沥青混合材料，与此同时要在施工的设计方面，多以骨架密实型结构为主。不仅如此，在实际施工的过程中，设计空隙率一定要保持在相对较高的程度上。相反，对于那些载重量小、交通相对疏松的路段，便可尽量地选用细型密级配的沥青混合材料，与之相配套的设计空隙率可以设计得低一些。另外，在实际铺设过程中，如果在混料配合比的设计方面多采用粗集料用量有利于有效保证最终所得的道路在高温抗车辙和低温抗裂性能上具备突出优势，并且在施工时科学地降低细粉的使用比率，可以实现中等粒径集料较多的目的，从而形成比较平缓的S型的级配曲线。遵照道路施工设备和公路等级要求，工程设计中的实际级配的范围应当小于其规范级配。其中要说明的是，4.75mm与2.36mm的通过率，其上下限在差值上不得超过百分之十二。仅仅明确了道路施工设计的级配范围是远远不够的，务必要使最终铺设的沥青道路能够满足多方面的要求才是其最终目的。这些要求包括：耐久度要高，稳定性要强，密水能力要好、不易打滑。所以，在进行沥青混合料的配合比工作时要从多层面考虑到对不同功能的各自要求，要确保沥青混合料能的摊铺工作和压实工作简单、易行、高效。只有做到这些，才可以有效地避免离析等不良现象的发生。

四、SMA沥青路面目标配合比的设计

1、沥青混合料的配合比设计

（一）、粗集料

粗集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，且具有一定硬度和强度。粗集料应具有良好的颗粒形状，破碎砾石用于快速路、主干路时，应采用大砾石破碎，并至少应有两个以上的破碎面。对于抗滑表层粗集料应选择硬质岩（中性或基性火成岩）。由于硬质岩石与沥青的粘接力存在着较大差异，粗集料与沥青的粘附性应不小于4级。对于3mm～5mm石屑部分由于含量较低，并且该部分对沥青混合料形成嵌接结构有一定的作用，建议用硬质岩石屑（玄武岩）。

（二）、细集料

细集料包括人工砂、天然砂。沥青路面面层宜采用人工砂作为细集料，细集料应洁净、干燥、无风化、无有害杂质，有适当的颗粒组成，并与改性沥青有良好的粘附性，天然砂由于质量变化大（大部分为中粗砂），形状较圆滑，与沥青的粘附性差，对沥青混合料影响较大。

（三）、填充料

沥青混合料填充料宜采用强基性岩石（石灰岩、岩浆岩）等增水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净，不宜使用混合料生产中干法除尘的回收粉。采用水泥、消石灰粉做填料时，其用量不宜超过矿料总量的2%。对于沥青表面层混合料不推荐使用在混合料生产排回收粉，当塑性指数小于4且亲水系数小于0.8时，经过试验可以部分的使用，回收粉用量每盘不能超过矿粉总量的1/4。

（四）、沥青技术要求

沥青是沥青混凝土的主要组成材料之一，是决定沥青混合料质量的主要因素。因此选择沥青时，除了要注意沥青自身品质的优劣以外，还要注意沥青标号对当地环境、气、气温的适应性，既要兼顾冬季的抗裂性，又要兼顾到夏季的抗塑变能力。

2、沥青混合料配合比设计

（一）、目标配合比设计

根据设计文件结构层的要求，选择相应的合格材料，先进行矿料级配比计算，一般情况下应使试配结果尽量靠近级配范围的中值。参照《规范》推荐，根据以往经验固定一个最佳沥青含量的范围，以0.5%间隔的不同油石比配置5～6组试件，分别进行马歇尔稳定度、孔隙率、试件密度、流值、沥青最佳沥青用量OAC，然后再按最佳沥青用量OAC制件，做水稳定性检验和高温稳定性检验。根据验证结果，若达不到相关规定则另选材料、调整级配或采取其他措施重做试验，直到符合要求，确定出较理想的目标配合比。

（二）、生产配合比设计

目标配合比确定以后，要使实际施工中所采用的沥青混合料拌和设备进行生产配合比设计。试验前，首先根据路面结构的级配类型，选择适当尺寸的振动筛。选择时要遵循以下几点：振动筛的最大筛孔应使超粒径的矿料筛除，保证最大粒径筛孔的通过量在要求的级配范围内。

（三）、生产配合比的验证

生产配合比的验证是通过实际施工对预期结果的验证，也是对施工单位制定的施工方案的检验，检验拌和、运输、摊铺、碾压工艺等的可行性和设备的匹配情况。这可从混合料的颜色、拌和均匀度、离析情况、碾压后的表面状况等方面做出判断。同时，可组织试验人员对拌和摊铺后的混合料及时取样，进行抽检，如马歇尔试验。对碾压段进行钻芯取样等各种检验，并对生产的全过程监控，检查各种设备参数材料投放是否准确。整理出该阶段的所有数据进行对比分析，若有指标不到规范要求，应对生产配合比或有关工艺做出调整，直至达到设计要求。

五、结束语

经过对SMA沥青路面目标配合比设计的探讨，从中我们不难看出影响拌沥青目标配合比的因素有很多，我们应该根据具体的情况进行控制，也可以看出道路的质量对我们生活的重要性。

参考文献

[1]张铁志，王立久，孙丹.沥青混合料配合比设计方案优化研究[J].公路，2013，（4）.

[2]孙忠宁，柴福斌，李刚，陈团结.法国热拌沥青混合料配合比设计方法[J].中外公路2010