浅谈SMA沥青混合料配合比设计与施工控制要点

摘要：在当前的公路工程中，由于SMA沥青混合料具有良好的抗车辙能力和抗滑性，并且由于SMA属于骨架嵌挤型结构，其易析漏以及温度敏感性强等特点，导致其施工难度比较大、要求更高。本文主要就对SMA沥青混合料配合比设计与施工控制要点进行探讨。

关键词：SMA沥青混合料；配合比设计；施工控制

中图分类号：S611文献标识码： A

一、SMA的概括

SMA即为沥青马蹄脂碎石混合料，它属于现代新型沥青混合料结构，源于上世纪六十年代的德国，并与上世纪末进入我国市场建设的发展中。由于它是由沥青结合料和含有矿粉、纤维稳定剂等材料的沥青马蹄脂胶浆，一起填充于石嵌结构的空隙中而形成的，因此它具有良好的水稳定性能，抗高温、低温稳定性能，以及良好的耐久性和抗滑性能。由此可见，SMA路面能够极大地提高路面质量，因此在我国公路建设中得到了普遍应用。

二、工程概述

某高速公路全线长80.25Km。在正常的状况下由于该高速交通量繁重，对于道路的损害程度非常大，为了能够延长其路面使用寿命，解决沥青路面常见的车辙、水损坏问题，沥青路面结构采用如下结构型式：沥青路面结构型式为8cmAC-25+6cmAC-20+4cmSMA-13。

1、原材料选择

(1)集料

集料采用辉绿岩，矿粉采用石灰岩矿粉。经试验测定，粗、细集料及矿粉的质量指标分别均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中规定的沥青面层用粗集料、细集料和矿粉的质量技术要求。

(2)改性沥青

为提高沥青混合料的使用性能，上面层SMA-13采用优质的SBS改性沥青，经试验测定各项技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中所规定的要求。

(3)稳定剂

纤维在SMA中起重要作用，根据试验结果和实践经验采用木质素絮状纤维，用量为沥青混合料总质量的0.3%，经试验测定其质量指标符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)中规定的沥青面层纤维质量要求。

2、确定设计级配

按照相关的规范要求，在进行工程设计级配的范围内，对各种矿料比例进行调整，设计三组不同粗细的初试级配，三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，矿粉数量均为10％左右。级配1、级配2和级配3这三种级配4.75mm筛孔通过率分别为24.2%、27.5%、29.7%。

根据以往工程的经验，选用6.2%的油石比分别用以上三种配比拌制沥青混合料，并分别进行标准马歇尔试验，每组制作4个马歇尔试件，试件的击实次数为双面75次，测定VCAmix及VMA等指标，在满足VCAmix16.5%的要求将其结果汇总。

3、确定设计沥青用量

按照所选用的设计级配以及初试油石比试验的空隙率结果，根据所选择的配合比称取矿料，以6.2%油石比为中值，按0.3％为间距，增加2种油石比：5.9%、6.5%，成型标准马歇尔试件，计算空隙率等各项体积指标，一组四个试件。

4、配合比设计检验

按照要求对SMA混合料的配合比设计进行检验，谢伦堡析漏试验、肯特堡飞散试验等各项试验以检验其高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性。

5、生产配合比设计

确定各热料仓矿料和矿粉的用量。必须从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果，通过计算，使矿质混合料的级配符合目标配合比设计级配规定，并特别注意使0.075mm、4.75mm和9.5mm的筛孔通过量控制接近目标配合比设计级配，以确定各热料仓和矿粉的用料比例，供拌和机控制室使用。同时反复调整冷料仓进料比例，以达到供料均衡。根据目标配合比进行生产配合比，其结果为：4＃：3＃：2＃：1＃：矿粉＝45：26：6：12：11。采用矿料生产配合比级配组成和目标配合比设计阶段得出的最佳沥青用量，进行马歇尔试验和车辙试验，各项指标均达到设计要求。

三、改性沥青SMA的施工中质量控制

1、原材料规格

原材料作为整个道路建设的基础，质量的好坏将对路面建设起着决定性影响。良好的原材料不仅可以延长路面的使用寿命，减少路面故障修补，从而为公路建筑企业节省一定的成本。相反，如果原材料的质量得不到保障，就会给我国的交通事业的发展带来不利的影响，甚至会给广大人民群众的生命财产安全构成一定的威胁。由此可见，只有当改性沥青SMA路面建设所使用的沥青、集料、纤维稳定剂和填料等原材料符合相关的质量规格标准时，才能使我国公路建设的质量安全提供一定的保障。改性沥青SMA路面建设项目的管理者应严格按照相关质量规格标准的要求，不仅要对原材料进行仔细检测，而且还要严格按照材料的配合比进行调整，从而使原材料真正符合路面建设的质量标准。

2、搅拌

为了有效提高改性沥青SMA路面建设的质量，道路建设的管理者应严格把关路面建设的混合料质量。可以采用马歇尔实验或抽提实验方法对矿料进行级配，并对混合料的密度、沥青的使用量以及空隙率等进行调控。同时，还要做好改性沥青SMA生产的温度控制。只有这样，才能确保整个改性沥青SMA混合料的质量，以便提高路面建设的整体质量。

3、摊铺

改性沥青SMA路面配合比设计施工过程中的摊铺工作，应做到一次性均匀、连续地摊铺，从而避免摊铺过程中出现中途停顿或是随意变换摊铺速度。此外，为了有效提高整个路面的平整度，在摊铺施工中还应注意做到:第一，摊铺机和运料车的有机配合，防止材料泼洒到中层面上;第二，改性沥青SMA的摊铺和碾压应符合高温要求;第三，有效提高摊铺的预压密实度。

4、碾压

与一般沥青混合料的碾压方式不同，改性沥青SMA路面的碾压工作应注意做到慢压、低振幅以及高频的方式。此外，还应将压路机和摊铺机的有效结合。其中，压路机一般不能在新铺的路面转向，摊铺机碾压时也应做到均匀碾压。只有这样，才能做好改性沥青SMA路面的均匀碾压工作。

5、先进的机械配置

由于公路建设属于一项任务量十分繁杂的作业，因此公路建设一般都采用机械化作业。这就要求公路建设企业应采用先进的机械设备，从而在施工的各个环节对施工作业的所有参数，都可以有效利用电脑自动化技术进行自动控制，这样在很大程度上有效保障了公路建设混合料的生产连续性和稳定性。

6、路面接缝处理

为了有效提高公路建设的路面平整度，尽量减少接缝成为我国当前公路建设中的重要问题。与一般的沥青混合料接缝相比，改性沥青SMA路面横向接缝的处理技术要求较高，且一旦改性沥青SMA路面出现横向接缝现象，就会对整个路面的平整度造成极大地影响。因此，为了有效提高改性沥青SMA路面的平整度，避免裂缝现象的发生，一般可以在改性沥青SMA路面施工作业完成之后，趁其还有余热，再采用切割成垂直面的方法进行处理。

四、SMA施工中应注意的事项

1、泛油

SMA路面泛油与集料品质、纤维稳定剂投入方式有很大关系。

(1)集料

SMA在材料中对其要求非常的严格，尤其是对于粗集料的外形需要接近立方体，相对来说，花岗岩的外形恰好和立方体的外形相似，其表面比较粗糙以及其嵌挤能力强，能够和沥青很好的结合；如果矿料的表面不干净，在一定程度上上其和沥青的粘接性就比较差，在遇到水后沥青膜就非常容易脱落，在受到外力时，沥青会向上迁移这样就产生泛油。

(2)纤维稳定剂投放方式

纤维稳定剂利用人工投料时漏放，这也是泛油的主要原因。解决措施主要是利用专用机械向拌缸投放纤维包，防止出现漏放的现象。

2、析漏

(1)检测方法

析漏试验能够非常简单以及快速的对不同混合料的析漏能力进行有效的衡量，在混合料设计中，能够将混合料最大沥青含量有效控制，从而能够很好的对混合料的析漏潜力以及材料变化对析漏的影响进行评价。

(2)预防措施

1)首先是降低混合料温度，一次至少降低5℃。如降低温度后析漏继续存在，则需要适当降低结合料含量，降低值一般不超过0.2％~0.4％。

2)如果由于纤维稳定剂在加入时不正常而导致出现析漏，则需要利用有效的方法加入足量的纤维。

结语

尽管SMA路面在高温抗车辙、低温抗裂、疲劳抗裂、抗老化、抗水损害、抗滑及耐久性等方面都比传统的AC路面优越，在材料品质和质量控制方面也比AC路面要求高一些，因此对于SMA结构的使用应结合各个地区自身的特点来对其应用。

参考文献

[1]陈泽宏.沥青混合料不同配合比设计方法对比研究[D].湖南大学,2013.

[2]李培蕾.橡胶沥青混合料配合比设计及路用性能研究[D].长安大学,2012.

[3]王飞,李立寒.温拌沥青混合料配合比设计中若干问题的试验探究[J].华东交通大学学报,2010,04:22-25.