SMA 瀝青混凝土路面的配合比設計及施工質量控制

劉田俊

(山西省晉中路橋建設集團有限公司，山西晉中 030600)

1 SMA瀝青混凝土路面的結構特點

1.1 具有較好的高溫穩定性

SMA瀝青混凝土測礦料采用間斷級配，粗集料的含量所占比重可以達到70%以上。通過對骨料級配進行合理設計，粗集料之間在壓實之后可以產生具有良好的嵌擠作用，提高SMA瀝青混凝土路面結構的強度。在高溫條件下，瀝青瑪脂融化，粘度降低，但粗集料嵌擠作用所產生抵抗能力不會降低。因此，SMA瀝青混凝土路面具有較好的高溫穩定性，具有較好的抗車轍能力。

1.2 具有較好的低溫抗裂性

與其他混合料相比，SMA瀝青混凝土所使用的瀝青和礦粉較多，其中瀝青約占5.5% ～6.5%，礦粉約占8% ～12%，其中又添加了大量纖維穩定劑。采用這種設計的SMA瀝青混凝土路面結構粘結作用較強，在低溫季節下可有效提高路面材料抵抗低溫開裂的能力，具有較好的低溫抗裂性。

1.3 具有較好的防水性能

SMA瀝青混凝土設計雖然材料間斷級配的骨料，但其內部填充了大量的瀝青、礦粉和纖維穩定劑，有效填充了骨料之間的空隙，降低了空隙率。通過試驗分析，SMA瀝青混凝土的內部空隙率只有4%左右，路面結構幾乎不滲水，具有較好的水穩定性。

1.4 具有較好的抗滑性能

SMA瀝青混凝土設計中選用堅硬、耐磨的石料作為骨料，且粗集料含量高，路面結構壓實后表面構造深度大，粗集料棱角外漏，抗滑耐磨，具有較好抗滑性能。

1.5 具有較好的耐老化性能

2 SMA瀝青混凝土配合比設計要點分析

2.1 原材料的選擇和要求

1)瀝青。SMA瀝青混凝土所選用的瀝青比普通瀝青混合料的瀝青粘度和稠度更高，最好選用改性瀝青。在配合比設計與施工過程中應對瀝青的各方面性能進行嚴格檢驗，以保證SMA瀝青混凝土的施工質量。2)粗集料。為了保證SMA瀝青混凝土的高溫穩定性和抗滑性能等要求，提高集料間的嵌擠作用，設計與施工中選用形狀規則、質地堅硬、表面粗糙、抗磨耗的骨料。一方面可以保證骨料間的嵌擠作用，提高SMA瀝青混凝土路面結構的強度;另一方面提高路面結構表層的構造深度，提高路面結構的抗滑性能。3)纖維穩定劑。SMA瀝青混凝土中添加的纖維穩定劑應選擇環保、不危害工作人員身體健康的材料。常用的纖維穩定劑有木質素纖維和礦物纖維，其中礦物纖維應選用玄武巖等制作的，不應選用對環境和人體有害的石棉纖維。另外，所選用的纖維穩定劑應在250℃拌和溫度下不變質、不發脆，其必須保證與其他混合料拌和均勻。

2.2 礦料級配初配

在礦料級配設計過程中，應根據骨料的公稱最大粒徑確定分界篩孔。如設計選用9.5 mm作為骨料的公稱最大粒徑，則應該選擇2.36 mm作為分界篩孔。例如，某工程項目進行SMA瀝青混凝土的礦料級配初配，分別對3組粗細不同的骨料級配進行初配，通過分界篩孔的通過率確定級配范圍，確定礦粉用量大概在10%左右，并通過馬歇爾試驗對油石比進行初擬。

2.3 確定礦料設計級配

根據第二步初配的SMA瀝青混凝土的初擬油石比和礦料級配，按照馬歇爾試驗要求，進行SMA瀝青混凝土馬歇爾試件制作，并進行馬歇爾試驗。通過對試驗數據進行分析，進一步確定礦料的最優級配。如果試驗結果出現一組以上礦料級配符合要求時，可進一步通過分界篩孔通過率和VMA值進行確定，取二者較大的那一組級配作為礦料的設計級配。

2.4 確定最佳瀝青用量

根據上一步確定的礦料設計級配，結合第二步初擬油石比試驗中得出的空隙率數據，以0.2% ～0.4%為間隔，通過數據調整得到3個不同的油石比，并進行馬歇爾試件的制作，通過馬歇爾試驗進一步確定空隙率等各項體積指標，并對試件的穩定度和流值進行檢驗，確定其是否符合要求。通過試驗得出設計空隙率，并進一步確定最佳油石比OAC。

2.5 SMA瀝青混凝土配合比設計性能檢驗

通過以上幾步試驗確定了SMA瀝青混凝土的礦料級配和最佳油石比，確定配合比后制作試件進行SMA瀝青混凝土設計性能的檢驗。通過進行大量的試驗，檢驗SMA瀝青混凝土的水穩定性、抗車轍性能等，符合設計要求方可采用。

3 SMA瀝青混凝土路面施工質量控制

3.1 SMA瀝青混凝土拌和

SMA瀝青混凝土與普通瀝青混合料相比，由于添加了纖維穩定劑，粘度更大，其拌和時間更長，加熱溫度更高。為了防止瀝青在加熱過程中出現熱老化，必須嚴格控制瀝青和骨料加熱溫度，以防止出現成品料無色澤，廢料的情況，造成不必要的經濟損失。另外，在對骨料進行烘干加熱時，應注意控制骨料的加熱溫度，并根據骨料的含水率確定拌和時間，含水率較高時適當增加加熱烘干時間，以防止出現花白料。SMA瀝青混凝土的拌和時間比普通瀝青混合料長，通?？刂圃?5 s，其中干拌時間不得少于10 s，加入瀝青濕拌時間控制在45 s。出料后對SMA瀝青混凝土的質量進行初步判斷，一般以瀝青裹覆均勻、無明顯離析結塊、有色澤、無花白料等作為判斷依據。

3.2 SMA瀝青混凝土運輸

SMA瀝青混凝土裝車分幾次裝滿自卸汽車車斗，以防止出現粗集料離析。為了防止在運輸過程中能夠由于車輛顛簸出現骨料離析，車輛運輸時應盡量平穩。運輸過程中必須加蓋篷布，以防止在運輸過程中表層混合料溫度散失過大，產生溫度離析。

3.3 SMA瀝青混凝土攤鋪

運輸到施工現場，對混合料溫度進行檢查，以保證施工質量，SMA瀝青混凝土攤鋪溫度不低于160℃。攤鋪采用專用攤鋪機進行攤鋪，當攤鋪路面寬度較大時，采用2臺攤鋪機平行攤鋪，以防止出現縱向冷接縫。攤鋪過程中應保證攤鋪機勻速行駛，不得碰撞攤鋪機，且應保證連續施工。為了防止自卸汽車卸料過程中碰撞攤鋪機，采用自卸汽車掛空擋停在攤鋪機前，由攤鋪機推著自卸汽車向前走，行進過程中緩慢卸料以防止產生離析。

3.4 SMA瀝青混凝土碾壓

為了保證碾壓溫度符合要求，SMA瀝青混凝土攤鋪完成后即開始進行碾壓。初壓采用靜力式壓路機進行碾壓，通常使用雙鋼輪壓路機。復壓使用振動壓路機和輪胎壓路機進行碾壓，達到規定的壓實度進行終壓。終壓采用靜力式碾壓，以消除輪跡，提高路面平整度。碾壓后對其各項指標進行檢測，溫度低于50℃即可開放交通。

4 結語

與普通瀝青混凝土路面結構相比，SMA瀝青混凝土路面結構具有很多技術優勢，可有效提高瀝青路面的各種性能，大大延長了使用壽命，降低了養護費用。雖然前期施工投入相對普通瀝青混凝土路面有所增加，但從整個生命周期考慮成本降低，具有明顯的經濟效益。