彭 玲

(山西遠(yuǎn)大公路橋梁建設(shè)養(yǎng)護(hù)有限公司，山西 忻州 034000)

1 高速公路SMA瀝青混合料路面的工程特點(diǎn)

1.1 抗滑性能好，可提高行車安全

SMA瀝青混合料內(nèi)部含有大量的粗集料，可以形成穩(wěn)定的骨架結(jié)構(gòu)，有效提高路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，提高路面結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性。大粒徑骨料所組成的骨架穩(wěn)定性好，路面碎石外漏棱角多，可提高高速公路瀝青路面抗滑性能，可有效提高行車安全。

1.2 高溫穩(wěn)定性好，抗車轍性能好

SMA瀝青混合料內(nèi)部粗集料含量高，路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好，可有效提高瀝青路面高溫穩(wěn)定性，預(yù)防車轍的發(fā)生。SMA瀝青混合料所使用的碎石含量多，5 mm以上碎石所占比例高。碎石之間相互嵌擠形成穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，可有效提高瀝青路面的穩(wěn)定性，提高路面結(jié)構(gòu)的高溫穩(wěn)定性，這也是SMA瀝青混合料在高速公路瀝青路面得到廣泛應(yīng)用的原因之一。

1.3 路面結(jié)構(gòu)孔隙率低

SMA瀝青混合料內(nèi)部孔隙被礦粉和纖維穩(wěn)定劑填充密實(shí)，可大大降低路面結(jié)構(gòu)的孔隙率，減少地表水對(duì)路面的破壞，也減緩了瀝青的老化速度，有效延長(zhǎng)了高速公路的使用壽命。在進(jìn)行SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，瀝青、纖維穩(wěn)定劑和細(xì)集料將碎石內(nèi)部的空隙填充密實(shí)，孔隙率大大降低。另外，為了進(jìn)一步降低SMA瀝青混合料內(nèi)部孔隙率，可以采用添加抗剝離劑的方式提高瀝青與骨料的粘結(jié)效果，如在瀝青中添加適量的灰水或消石灰，以進(jìn)一步降低路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的孔隙率，提高路面結(jié)構(gòu)的防水性能，減緩瀝青老化。

2 SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)原則與要求

2.1 SMA瀝青混合料礦料級(jí)配設(shè)計(jì)原則

SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)應(yīng)嚴(yán)格遵循JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范對(duì)熱板瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)方面做出的要求，嚴(yán)格進(jìn)行SMA瀝青混合料目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比和生產(chǎn)配合比驗(yàn)證，準(zhǔn)確確定礦料級(jí)配和最佳油石比。在進(jìn)行SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用馬歇爾試件體積設(shè)計(jì)方法，具體設(shè)計(jì)原則如下：

1)SMA瀝青混合料所組成的路面結(jié)構(gòu)必須是以粗集料為骨架結(jié)構(gòu)，通過碎石間的相互嵌擠形成溫度結(jié)構(gòu)，礦料級(jí)配的VMA在17%以上。

2)制作馬歇爾試件的VCAmin≤VCADRC。

2.2 SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)技術(shù)要求

1)為了嚴(yán)格控制馬歇爾試件的空隙率VV，按照《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》進(jìn)行試驗(yàn)確定最大理論相對(duì)密度，采用表干法確定毛體積相對(duì)密度。

2)SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)重點(diǎn)不是確定馬歇爾穩(wěn)定度和流值，而是確定集料級(jí)配、瀝青用量和各種體積指標(biāo)。

3 SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)分析

3.1 原材料要求

1)瀝青。

SMA瀝青混合料所選用的瀝青應(yīng)選擇粘度較高，針入度較小的瀝青，以保證其高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性要求。如選用改性瀝青，應(yīng)滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。

2)粗集料。

SMA瀝青混合料具有較高的高溫穩(wěn)定性，這主要是由于粗集料的嵌擠作用提高了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在進(jìn)行粗集料選擇時(shí)，應(yīng)注意選擇硬度高、多棱角的集料，并嚴(yán)格控制長(zhǎng)條扁平和針片狀含量。通常粗集料可以選擇采用顎式破碎機(jī)加工的形狀規(guī)則玄武巖，不得選用反擊式破碎機(jī)加工生產(chǎn)。

3)細(xì)集料。

SMA瀝青混合料中細(xì)集料所占的比例較小，通常為10%左右。細(xì)集料的棱角性會(huì)直接影響SMA瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，必須選擇有較好的棱角、硬度高、干凈整潔、無風(fēng)化的級(jí)配良好的石灰?guī)r，不得含有泥土和雜質(zhì)。細(xì)集料可以選擇機(jī)制砂，其具有良好的棱角性和嵌擠性能，可有效提高SMA瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。如添加天然砂，必須嚴(yán)格控制其含量，且不得超過機(jī)制砂。

4)填料。

SMA瀝青混合料選用的填料主要是磨細(xì)的石灰?guī)r礦粉，而不能選用與瀝青粘附性差的玄武巖粉，且必須保證礦粉干凈清潔。可添加適量的消石灰粉或水泥，以改善SMA瀝青混合料的水穩(wěn)定性。

5)纖維穩(wěn)定劑。

在SMA瀝青混合料中添加纖維穩(wěn)定劑可以起到加筋作用，提高對(duì)瀝青的吸附作用，提高混合料的高溫穩(wěn)定性能，增強(qiáng)瀝青與礦料之間的粘結(jié)力。纖維穩(wěn)定劑的摻量是根據(jù)瀝青混合料的類型通過試驗(yàn)確定的，比如SMA瀝青混合料中木質(zhì)素纖維的摻量宜為礦料的0.3%。

3.2 SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

1)選擇初試級(jí)配和瀝青用量。

根據(jù)各礦料的篩分結(jié)果，進(jìn)行各礦料比例的調(diào)整，確定3個(gè)不同初試級(jí)配。結(jié)合當(dāng)?shù)貧夂驐l件和交通荷載情況，確定初試油石比，通過制作馬歇爾試件確定最佳油石比。

2)進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。

根據(jù)試驗(yàn)確定的初始油石比和初試級(jí)配，制作馬歇爾試件，計(jì)算SMA瀝青混合料相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，包括空隙率VV、最大相對(duì)密度ρmax、礦料間隙率VMA等。

3)確定最佳油石比。

根據(jù)設(shè)計(jì)級(jí)配和孔隙率，調(diào)整三組不同的油石比，分別制作馬歇爾試件。通過進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，測(cè)定理論最大相對(duì)密度、流值、礦料間隙率VMA、空隙率VV等指標(biāo)，確定配合比是否合理。根據(jù)各指標(biāo)與油石比之間的關(guān)系曲線，全面分析確定最佳油石比OAC。

3.3 SMA瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)礦料級(jí)配要求，將篩分后的熱骨料和礦粉按照用量加入，以準(zhǔn)確確定熱礦料和礦粉的用量。結(jié)合相關(guān)規(guī)范要求通過計(jì)算準(zhǔn)確確定各粒徑用量，作為下一步施工拌和控制材料用量的依據(jù)。根據(jù)原材料基本情況，對(duì)冷料倉進(jìn)料比例進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到供料均衡。另外，為了減少試驗(yàn)工作量，瀝青用量和骨料級(jí)配應(yīng)盡可能與目標(biāo)配合比接近。SMA瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)過程中，需要對(duì)確定的油石比進(jìn)行嚴(yán)格檢驗(yàn)，通常采用對(duì)混合料配合比和鋪筑試驗(yàn)路段進(jìn)行檢驗(yàn)。

3.4 SMA瀝青混合料馬歇爾室內(nèi)試驗(yàn)注意事項(xiàng)

1)為了保證馬歇爾試驗(yàn)的準(zhǔn)確性，應(yīng)采用小型瀝青混合料拌和機(jī)拌制SMA瀝青混合料，盡可能模擬施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況。在瀝青加熱和混合料拌和過程中必須嚴(yán)格控制溫度，以保證符合設(shè)計(jì)與規(guī)范要求。

2)采用表干法測(cè)定SMA瀝青混合料毛體積相對(duì)密度。在進(jìn)行SMA瀝青混合料理論最大相對(duì)密度時(shí)，粗集料選擇毛體積和表觀相對(duì)密度平均值作為計(jì)算指標(biāo)，細(xì)集料和礦粉采用表觀相對(duì)密度作為計(jì)算指標(biāo)。

3)在制作馬歇爾室內(nèi)試驗(yàn)試件時(shí)，每個(gè)試件的配合和拌和應(yīng)單獨(dú)進(jìn)行，以保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。在進(jìn)行SMA瀝青混合料檢驗(yàn)時(shí)，所選用的試驗(yàn)材料應(yīng)直接從瀝青混合料拌合機(jī)上取樣，并立即制作試件，冷卻后的材料不得再次加熱用于制作試件。

4 結(jié)語

與普通瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)相比，SMA瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)具有十分明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，有效提高瀝青路面的各方面性能。在SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)中，應(yīng)嚴(yán)格控制礦料級(jí)配、瀝青用量、礦料孔隙率等指標(biāo)，并通過馬歇爾試驗(yàn)對(duì)配合比進(jìn)行檢驗(yàn)，準(zhǔn)確確定生產(chǎn)配合比，為現(xiàn)場(chǎng)施工做好準(zhǔn)備。另外，在瀝青路面施工過程中必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)原則和技術(shù)要求，總結(jié)配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)，保證SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，進(jìn)而達(dá)到優(yōu)化高速公路瀝青路面結(jié)構(gòu)的目標(biāo)。