对SMA沥青路面试验检测的探讨

摘要：sma沥青路面的高温稳定性、水稳定性和耐久性均好于普通沥青路面，并可避免早期损坏、减少维修养护费用，且能延长使用寿命。其试验检测直接影响工程质量的好坏。为此，本文对SMA沥青路面在试验检测中的一些要点进行了探讨。

关键词：SMA；沥青路面；试验检测

SMA即沥青玛蹄脂碎石混合料，是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青混合料。SMA沥青玛蹄脂混合料是当前国际上公认的一种抗变形能力强、耐久性能较好的沥青面层混合料。用其铺设的沥青路面具有高温抗车辙、低温抗裂、抗水损害、抗老化和抗滑等特点，目前在我国已被广泛使用于高等级公路桥面的铺设中。

1 原材料的选择要求

1．1 租集料

SMA构成特性中，对于常用SMA一13和SMA一16型结构面层，其粗集料为大于4.75mm的集料，矿粉级配中要求4.75mm以上颗粒的粗集料占总矿质混合料的70％一80％ 。可见粗集料是SMA质量控制的关键，必须使用高质量的轧制碎石，其岩石应坚韧，具有较高的强度和刚性，如石灰岩、玄武岩等石料表面粗糙，形状接近立方体。应严格控制其针片状颗粒量不能超过15％，石料的压碎值不应超过25％，以便确保SMA的质量，当粗集料与沥青的黏附性等级小于4级时，必须采用有效的抗剥落措施。

1．2 细集料

在SMA结构中，小于4.75mm的细集料比例较小，仅占矿质混合料的10％～15％，细集料最好使用坚硬的机制砂，也可以从洁净的石屑中筛取粒径范围O.5mm～3.0mm部分作为机制砂使用，不宜采用天然砂。因为天然砂与沥青的黏附性差，且天然砂基本上呈球形颗粒、摩阻力小，对高温抗车辙能力极为不利，当采用普通石屑作为细集料时，宜采用石灰岩石屑，石屑不得含有泥土类杂物。细集料质量除了满足普通热拌沥青混合料对细集料的要求外，对棱角性最好大于45％。

1．3 矿粉

矿粉作为沥青结合料的填料，在普通热拌沥青混合料中用量较小，一般为4％一8％，而在SMA中通常用量为8％一12％，矿粉的质量与沥青混合料路用性能的稳定性及抗车辙能力有密切的关系，因而必须谨慎采用。最好采用石灰岩等碱性岩石磨细的矿粉，原石料的泥土杂质应除净，矿粉干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出，尽可能不使用除尘装置回收的粉尘，如需要使用时，回收粉尘的比例不得超过填料总量的25％，掺有粉尘填料的塑性指数不得大于4％。

1．4 纤维稳定性

在SMA结构中必须采用纤维稳定剂。纤维具有加筋、分散、吸附及吸收沥青、稳定、增黏等作用，而SMA结构中，沥青结合料多，矿粉多，我们常采用的纤维主要是木质素纤维，其掺量为沥青混合料总质量的0.3％，木质素纤维易受潮，成团，应控制其含水量小于5％，在拌和过程中能充分分散及拌和均匀。

1．5 改性沥青SBS

沥青是沥青SMA混合料中最重要的组成材料，其性能直接影响SMA混合料的各种技术性质，对于高速公路承受繁重交通的重大工程道路，夏季特别炎热或冬季特别寒冷地区的道路。最好采用改性沥青配制SMA混合料，在SMA结构中，我们常采用的改性沥青为SBS改性沥青，I―D，除了做沥青三大指标(针人度、延度、软化点外)试验外，还应做25℃的弹性恢复试验。另外，工厂制作的成品改性沥青到达施工现场后应存储在改性沥青罐中，改性沥青罐中必须加设搅拌设备进行搅拌，使用前改性沥青必须搅拌均匀。在施工过程中应定期取样检验产品质量，发现离析等质量不符合要求的改性沥青不得使用。

2 初试矿料级配的控制

2．1 原材料选择及其性能测试

SMA混合料设计级配范围的选择与面层结构的设计厚度有关，通常结构设计厚度为集料最大粒径的2-2.5倍，然后根据确定面层结构设计选择多种原材料，按照规定方法，进行各种原材料筛分、密度以及相应的性能测定，为SMA混合料的马氏试验提供科学数据。

2．2 确定SMA混合料的初试级配

调整各种集料用量比例，设计3组不同粗细的初试级配。3组级配的粗集料骨

架分界筛孔的通过率处于级配范围的中值、中值±3％附近，其中公称最大粒径≤9.5mm的SMA混合料，以2.36mm作为粗集料骨架的分界筛孔；公称最大粒径≥13.2mm的SMA混合料，以4.75mm作为粗集料骨架的分界筛孔。表1为SMA混合料矿料级配范围，3组级配的矿粉数量最好相等，使0.075mm通过率为10％左右，在其他筛孔上，3个级配必须符合表1中选择的级配范围要求。

表1 SMA混合料矿料级配范围

级配类型 通过下列筛孔(mm)的质量百分率，％

26.5 l9.0 16.O 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 O.6 0.3 0.15 O.O75

中粒式 SMA-20 l00 90～l00 72～ 92 62～82 40～55 18～30 13～22 12～20 10～16 9～14 8～13 8～12

SMA-l6 100 90～100 65～85 45～65 20～32 15～24 14～22 12～18 10～15 9～14 8～12

细粒式 SMA-13 100 90～100 50～75 20～34 15～26 14～24 12～20 10～16 9～15 8～12

SMA-10 100 90～100 28～60 20～32 14～26 12～22 10～18 9～16 8～13

2．3 测试粗集料骨架间隙率

将3组初试级配混合料中小于4.75 mm的集料筛除，分别测定4.75mm以上各档粗集料的毛体积密度，并按照各档集料比例计算粗集料的平均毛体积密度，再用捣实后测定4.75mm以上粗集料的松方毛体积相对密度，计算各组初试级配在捣实状态下粗集料的骨架间隙率VCADRC ，计算公式如下：VCADRC =（1－ρS/ρCA）×100式中：VCADRC为粗集料骨架的松装间隙率，％；ρCA为粗集料骨架的毛体积相对密度；ρS为粗集料骨架的松方毛体积相对密度。

3 确定SMA混合料的设计级配

3．1 初试最小沥青用量的选择

SMA的耐久性与沥青用量关系极大，因此SMA还设定了最小沥青用量的限制。但最小沥青用量还要在矿料问隙率符合要求的情况下才能实现。如果矿料间没有足够的间隙用沥青结合

料填充，就无法实现最小沥青用量的规定。沥青用量基本上取决于粗集料毛体积密度。

3．2 制作马歇尔试件

SMA试件制作方法，采用规范规定的双面各击5O次，马歇尔法击实成型温度，一般道路石油沥青为135℃～140℃，改性沥青可以为150℃一155℃，还应符合招投标技术文件中的规定，以在碾压过程与初压温度相匹配为原则。试件成型主要按照确定的3种初试的矿料级配和初试最小沥青用量进行拌和制作马歇尔试件，每组试件数量为4-6个，并测试试件体积参数。

3．3 确定SMA混合料的设计级配

从3组初试级配的试验结果中选择满足VCAmin≤VCADRC和VMA>16.5％的要求的级配作为设计级配，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。

4 确定SMA混合料的沥青用置

根据所选择的设计级配和初试油石比试验的空隙率结果，以0.2％～0.4％为问隔，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，一组试件不宜少于4～6个。进行马歇尔稳定度试验，检验稳定度和流值是否符合规范规定的技术要求，再根据期望的设计空隙率确定油石比作为最佳油石比OAC。所设计的SMA混合料应符合规范规定的各项技术标准，如初试油石比的混合料体积指标恰好符合设计要求时，可以省去确定SMA混合料的沥青用量这一步，但宜进行一次复核。

5 SMA混合料的性能检验

SMA混合料的配合比确定后，应对混合料进行谢伦堡沥青析漏试验、肯塔堡飞散试验，还必须进行车辙试验、水稳定性检验，以及采用轮碾法成型SMA混合料试件进行表面的渗水系数和构造深度检验。

6 SMA混合料在施工过程中的试验检测工作

(1)施工前应对各种原材料先进行现场调查(材质、规格、储量、运距、道路现状)，对已进厂的原材料按试验规程检测频率、材质要求进行全面检测鉴定。只有合格的原材料才准使用，在施工过程中，应保持原材料进厂的稳定性，不应随便变更料场。

(2)在正式开盘前，应先按目标配合比做好冷料仓用量的干拌与调试，找出准确称量各种原材料质量的控制指数，供拌和站控制冷料仓的标准流量，在准确控制目标配合比的前提下，将矿料送入烘干筒中烘干，并提入热料仓中，经已确定好筛孔尺寸的振动筛再进行筛分，由试验室提供生产配合比通知单，进行开机拌和，严格控制SMA混合料的拌和温度、出料温度、成品改性沥青加热温度、集料加热温度、摊铺温度、初压开始温度、碾压终了表面温度。

(3)施工过程中的试验检测有施工温度的量测、矿料级配的检测、沥青用量的检测、马氏试件各项技术指标测试、压实度的检测。

7结束语

总之，SMA混合料路面质量的好坏，科学的试验数据最为关键，只有环环相扣，步步相关，才能高效保质地完成工作。作为试验检测人员还需在工作中广泛收集资料，以动态方法及时发现和纠正施工过程中出现的问题，及时提供科学有效的试验数据，以便更精确地指导生产，保证工程的顺利进行。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。