SMA瀝青混合料配合比優(yōu)化及施工控制研究

楊戰(zhàn)輝

摘要：瀝青路面路用性能的影響因素有很多，如瀝青礦料礦料性能、混合料的級配、瀝青層厚等，如何需求主要路用性能間的平衡點(diǎn)，確保瀝青路面的優(yōu)良路用性能，是進(jìn)行SMA瀝青混合料應(yīng)用優(yōu)化的目的所在。本文結(jié)合具體工程實(shí)例，分析了SMA瀝青混合料配合比的優(yōu)化設(shè)計(jì)，并提出了施工過程中應(yīng)注意的問題。

關(guān)鍵詞：SMA級配；優(yōu)化；施工控制

中圖分類號：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674—3024（2016）05—02—03

前言

SMA是由瀝青瑪蹄脂填充碎石骨架組成的骨架嵌擠型密實(shí)結(jié)構(gòu)混合料。概括來說SMA是由相互嵌擠的粗集料骨架和瀝青瑪蹄脂兩部分組成，并且SMA混合料的組成結(jié)構(gòu)具有粗集料用量高，細(xì)集料用量少；礦粉用量高；使用纖維作為增強(qiáng)劑；瀝青結(jié)合料用量多的特點(diǎn)。其路用特性為：優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、良好的低溫抗裂性、良好的耐久性以及良好的表面特性。但SMA混合料結(jié)構(gòu)中如果沒有膠泥的約束作用，粗集料的骨架容易發(fā)生“失穩(wěn)”破壞，細(xì)集料的用量過多，則難以形成骨架結(jié)構(gòu)，因此為了確保路面使用性能，需要加強(qiáng)對配合比設(shè)計(jì)的優(yōu)化研究。

1工程概況

我國南方某地高速公路瀝青面層擬采用改性瀝青SMA-16，改性瀝青是經(jīng)過A-90瀝青與4%SBS現(xiàn)場改性制得的。為提高瀝青與石料的黏附性，摻入瀝青質(zhì)量的0.3%的抗剝落劑，其中改性瀝青的密度為1.0159/m，試驗(yàn)檢測指標(biāo)如表1所示。

各種礦料的級配如表2所示。集料中的粗集料為玄武巖，其技術(shù)指標(biāo)如表3所示。細(xì)集料采用人工砂和天然砂，人工砂為玄武巖碎石加工后經(jīng)過除塵抽風(fēng)除去3mm以下部分得到3～5mm的石屑，但由于加工困難，成本較高，使用不宜太多。天然砂為當(dāng)?shù)氐暮由埃浅崈?，含泥量近乎為零。礦粉為水泥廠的磨細(xì)石灰粉。纖維采用了松散木質(zhì)素纖維，質(zhì)量符合要求相關(guān)技術(shù)。

2目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

2.1礦料配合比確定

按照相關(guān)規(guī)范的規(guī)定，以SMA-16的標(biāo)準(zhǔn)級配為基礎(chǔ)，選擇3組冷料倉上料比例，使4.75mm通過率大體為：22%、26%、30%，0.075mm通過率為10%左右（礦粉用量為13%左右），還要適當(dāng)調(diào)整9.5mm的通過率，大體在中值上下波動，得到3組配合比的合成級配如圖1所示，合成級配如表2所示，材料的比例如下：

級配1：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：礦粉=50：31：3：3：13

級配2：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：礦粉=50：27：5：5：13

級配3：10～20：5～10：3～5石屑：天然砂：礦粉=50：23.7.7.13

分別按3組級配測定4.75mm以上粗集料的毛體積相對密度及全部礦質(zhì)混合料的合成毛體積相對密度和合成表觀相對密度。以級配2為例，礦料的合成毛體積密度為：

材料應(yīng)用

3施工控制研究

3.1拌和溫度

由于SMA混合料是一種難拌、難壓的路面材料，對溫度比較敏感，應(yīng)嚴(yán)格控制成品料的溫度變化。拌和時(shí)為使瀝青的黏度降低到足以達(dá)到拌和工作性的要求，SMA混合料拌和溫度一般比密級配瀝青混合料要高，但亦不能過高，否則會造成瀝青老化。集料加熱溫度是決定混合料溫度的關(guān)鍵，一般要比瀝青加熱溫度稍高一些，具體可根據(jù)要求的混合料出廠溫度和瀝青加熱溫度決定。

3.2拌和時(shí)間

SMA混合料較難拌和均勻，需要比普通瀝青混合料更長的拌和時(shí)間。最佳的拌和時(shí)間與所用改性劑和纖維的種類、數(shù)量、瀝青用量、集料級配以及溫度等多種因素有關(guān)，一般比常規(guī)瀝青混合料拌和時(shí)間增加15s左右，通常各廠、各機(jī)需要試拌以確定適宜的拌和時(shí)間。SMA混合料添加順序及拌和時(shí)間如圖2所示?；旌狭习韬?、纖維摻加劑應(yīng)均勻分布，所有礦料表面全部裹覆瀝青結(jié)合料。出廠的混合料無花白料，無團(tuán)塊，粗細(xì)粒分布均勻，色澤一致。

3.3碾壓

首先SMA混合料攤鋪后密實(shí)度較高，加之SMA混合料為間斷級配，碾壓時(shí)不容易發(fā)生推擠位移，攤鋪后可采用緊跟碾壓的模式，進(jìn)一步保證壓實(shí)度要求。其次隨時(shí)檢測SMA混合料的溫度，防止溫度過低進(jìn)行碾壓，以及碾壓過多造成集料破損，減少構(gòu)造深度。最后由于改性瀝青黏度較大，壓路機(jī)一定要有噴水裝置，防止壓路機(jī)鋼輪與路面黏結(jié)。噴水裝置的霧化應(yīng)良好，噴水量應(yīng)能調(diào)節(jié)，防止水噴灑過多流到路面上，降低路面溫度影響路面碾壓質(zhì)量。

4結(jié)語

通過本文分析得出以下結(jié)論：

（1）SMA瀝青混合料中粗集料過多會造成混合料透水，過少則混合料不能形成嵌擠，因此應(yīng)明確SMA各種組成成分合理的含量。

（2）SMA結(jié)構(gòu)骨料承擔(dān)了動荷載作用，膠泥則主要保障混合料的水穩(wěn)定性，這兩點(diǎn)是選擇最優(yōu)級配方案的重要依據(jù)。

（3）施工控制要努力做到規(guī)范化、系統(tǒng)化，從施工的環(huán)節(jié)入手，規(guī)范化所有操作流程。