武效玲

山西施宇公路工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司 山西大同 037000

1 SMA的定義和特性

SMA是瀝青馬蹄脂碎石混合料的簡(jiǎn)稱。它是一種以瀝青、較多礦粉、少量的纖維穩(wěn)定劑組成的膠泥結(jié)合料，填充并裹覆礦質(zhì)混合料表面和骨架空隙中，之后形成骨架-密實(shí)型瀝青混合料。其特性為“三多一少”。三多是指瀝青用量多、礦粉用量多、以及4.75mm以上的粗集料用量多；一少是指4.75mm以下的細(xì)集料用量少。SMA構(gòu)成特性與其密級(jí)配瀝青混合料相比具有良好的耐久性、抗高溫穩(wěn)定性、抗低溫開(kāi)裂性，增加了表面粗糙度，瀝青面層的抗滑性能有很大的提高。

2 SMA-13配合比設(shè)計(jì)步驟

2.1 原材料的選取

（1）瀝青為了提高SMA的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，可優(yōu)先選用SBS改性瀝青，因?yàn)镾BS具有橡膠的彈性和樹(shù)脂的熱塑性。我們采用的是SBS改性瀝青（I-C）其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1：

（2）粗集料宜選用表面粗造、棱角性好、針片狀顆粒少、破碎面多、壓碎指標(biāo)值和磨耗值較小的碎石。我們選用了石灰?guī)r堿性碎石，各種粗集料規(guī)格的試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2：

（3）細(xì)集料SMA-13的細(xì)集料是指＜2.36mm的顆粒含量，在SMA中只占很小的比例。我們選用了（0-5）mm石屑，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3：

表1 SBS改性瀝青（I-C）技術(shù)指標(biāo)

表2 粗集料的技術(shù)指標(biāo)

表3 細(xì)集料的技術(shù)指標(biāo)

（4）填料SMA所用的填料必須是石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石磨細(xì)的礦粉。我們所用礦粉是采用石灰?guī)r磨細(xì)的，其試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4：

（5）纖維穩(wěn)定劑SMA中所摻的纖維穩(wěn)定劑宜選用木質(zhì)纖維、礦物纖維。我們采用的是木質(zhì)纖維，其摻量為瀝青混合料重量的0.3%，且木質(zhì)纖維應(yīng)放在有棚蓋的地方。

表4 礦粉的技術(shù)指標(biāo)

3 設(shè)計(jì)礦料級(jí)配的確定

設(shè)計(jì)初試級(jí)配SMA-13瀝青混合料中粗集料骨架的分界篩孔是4.75mm，我們根據(jù)原材料的篩分結(jié)果以4.75mm的通過(guò)率為中值、中值±3%設(shè)計(jì)3種不同的礦料級(jí)配，其中礦粉用量保持在10%左右，9.5mm的通過(guò)率接近中值，進(jìn)行初試級(jí)配設(shè)計(jì)。根據(jù)各種礦料的篩分結(jié)果（見(jiàn)表5）先確定SMA-13的三種級(jí)配（級(jí)配1、級(jí)配2和級(jí)配3），4.75mm篩孔通過(guò)率分別為30.5%、27.4%、23.9%，三種級(jí)配組成（見(jiàn)表6）。分別確定三種級(jí)配的VCADRC、合成毛體積相對(duì)密度γsb、合成表觀相對(duì)密度γsa、有效相對(duì)密度γse。把每個(gè)合成級(jí)配中小于粗集料骨架分界篩孔4.75mm的集料篩除，用搗實(shí)法測(cè)定粗集料骨架的松方毛體積相對(duì)密度γs，計(jì)算粗集料骨架混合料的平均毛體積相對(duì)密度γCA，本次配合比的初試油石比按6.2%雙面各擊實(shí)50次制作試件，確定VCAmix及VMA等指標(biāo)見(jiàn)表7和表8，滿足VCAmix＜VCADRC及VMA大于16.5%的要求確定級(jí)配。當(dāng)有一組以上的級(jí)配同時(shí)符合要求時(shí)，以粗集料骨架分界集料通過(guò)率大且VMA較大的級(jí)配作為設(shè)計(jì)級(jí)配[1]。

根據(jù)SMA-13設(shè)計(jì)配合比各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的要求，空隙率應(yīng)控制在3-4%。本次油石比為6.2%時(shí)空隙率為3.8%且其它指標(biāo)（VMA、VCAmix、穩(wěn)定度、飽和度等）均符合設(shè)計(jì)要求，根據(jù)實(shí)際工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，選取6.2%為設(shè)計(jì)油石比[2]。

表5 各種礦料的篩分試驗(yàn)結(jié)果

表6 三種級(jí)配的設(shè)計(jì)組成結(jié)果

表7 VCADRC測(cè)試結(jié)果

表8 初試級(jí)配的體積分析

表9 瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表10 礦料配合比及油石比

4 SMA-13配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)

根據(jù)最終確定的級(jí)配2和最佳油石比6.2%進(jìn)行了60℃高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)定性、低溫抗裂性檢驗(yàn)，謝倫堡析漏、肯塔堡飛散試驗(yàn)，均符合技術(shù)要求。

對(duì) 上 表 的 體 積 進(jìn) 行 分 析：級(jí) 配1VCAmix＞VCADRC不符合要求，粗集料在瀝青混合料中的嵌擠效果不好；級(jí)配3VCAmix＜VCADRC，符合嵌擠型級(jí)配要求，但空隙率有點(diǎn)偏大，因此選取級(jí)配2為設(shè)計(jì)級(jí)配。

5 確定設(shè)計(jì)瀝青用量

按級(jí)配2稱取礦料，采用3種不同油石比5.8%、6.2%、6.6%，雙面各擊實(shí)50次成型馬歇爾試件，然后將成型的試件進(jìn)行馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表9。

6 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)論

根據(jù)試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果，綜合各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)要求和相關(guān)驗(yàn)證試驗(yàn)，推薦瀝青混合料目標(biāo)配合比見(jiàn)表10：

7 結(jié)語(yǔ)

SMA-13配合比設(shè)計(jì)就是要從源頭原材料抓起，層層把關(guān)，最終得到合理經(jīng)濟(jì)的配合比。既保證了路用性能，又為工程節(jié)約了成本。