SMA路面原材料技术要求及配合比设计

SMA路面原材料技术要求及配合比设计

王董晶鲍鲜蕾
摘要：本文结合工程实践经验，论述了SMA原材料技术要求和SMA配合比设计。
关键词：SMA路面原材料技术要求配合比设计
SMA是一种由改性沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的簇集料骨架间隙而组成的沥青混和料。SMA路面具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害并具有良好的耐久性。以下论述了SMA路面原材料技术要求及配合比设计。
1 SMA 原材料技术要求
1.1粗集料
SMA之所以具有较高的高温稳定性，是由于粗集料之间的嵌挤作用，集料嵌挤作用的好坏在很大程度上取决于集料的坚韧性、颗粒形状和棱角性及石料表面纹理，因此SMA应使用机制洁净的非吸水性集料，石质坚硬，耐磨耗，外观接近立方体，有良好的嵌挤能力，严格限制细长扁平颗粒含量，要求具有良好的颗粒形状。
SMA面层用粗集料质量技术要求
指标单位技术要求
石料压碎值 % ≤26
洛杉矶磨耗损失 % ≤28
视密度 t/m3 ≥2.6
吸水率 % ≤2.0
对基质沥青的粘附性级 ≥4
坚固性 % ≤12
针片状颗粒含量，不大于
其中粒径大于9.5mm　，不大于
其中粒径小于 9.5mm　，不大于
% ≤15
≤12
≤18
水洗法〈0.075 mm颗粒含量 % ≤1
1.2 细集料
细集料在SMA中只占很少的比例，在12%左右，但细集料对SMA性能的影响却不可轻视，考虑到机制砂是采用坚硬岩石反复破碎制成，具有良好的棱角性和嵌挤性能，有利于提高混合料的高温稳定性。机制砂要求3 mm以上的筛除，0.075 mm以下的吹掉，级配见下表2。
沥青混合料用细集料质量技术要求表2
项目单位高速公路试验方法
表观相对密度，不小于 - 2.50 T0328
坚固性（大于0.3mm）部分，不小于 % 12 T0340
含泥量（小于0.075mm的含量），不大于 % 3 T0333
砂当量，不小于 % 60 T0334
亚甲兰值，不小于 g/kg 25 T0346
棱角性（流动时间），不小于 S 30 T0345
筛孔（mm） 4.75 2.36 0.6 0.3 0.075
通过百分率（%） 100 80~100 25~60 8~45 0~15
1.3 SMA沥青结合料
影响沥青结合料高温稳定性的因素主要是沥青结合料的高温抗剪切能力及内摩阻力。而抗剪切能力主要取决于沥青混合料的粘结力，沥青的粘度越高，沥青混和料的粘结力越大，因而具有较高的抗剪强度。因此，沥青等级应根据气候、交通条件等合理选用，尤其是气温高、渠化交通的道路应选用较粘稠的符合重交通沥青技术要求的优质沥青和改性沥青。沥青混合料用细集料质量技术要求见表3。
SMA改性沥青质量技术要求表3
试验项目技术要求
针入度25℃，100g,5s(0.1mm) 最小 35-60
针入度4℃，200g,60s(0.1mm) 最小 12-35
软化点TR﹠B（℃）最小 70
运动粘度60℃（Pa.s）最小 300
闪点（℃）最小 230
溶解度（%）最小 99
离析、软化点差（℃）最小 2.5
弹性恢复25℃（%）最小 85
ＲＴＦＯＴ后残留物质量损失（%）最大
针入度比25℃（%）最小 1.0
70
2 SMA配合比设计
按照目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三阶段进行配合比设计，通过配合比设计决定沥青混合料的材料品种，矿料级配及沥青用量。并根据标准配合比及规范规定的各筛孔的允许波动范围，制订施工用的级配控制范围，用以检查沥青混合料的生产质量。
在开工前及时向监理工程师提交拟用的沥青混合料级配、沥青结合料用量及沥青混合料相关各项技术指标的书面详细说明。提交的目标配合比未经监理工程师批准前，不得进入生产配合比设计。若料源改变，应在生产之前，把新的目标配合比设计报监理工程师审批。生产配合比获得批准后，立即组织试拌，以获得实际施工中所需的各项数据。
2.1 目标配合比设计阶段
用工程实际使用的材料计算各种材料用量的比例，配合成符合规定的矿料级配，进行马歇尔试验确定沥青用量。以此矿料级配及沥青用量作为目标配合比，供拌和机确定每个料仓的供应比例，进料速度及试拌使用。将试验资料报监理工程师审查，经批准后，再进行生产配合比的调试。
2.2 生产配合比设计阶段
间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的材料中取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用。同时反复调整，最终达到供料均衡，并取得目标配合比设计的沥青用量、最佳沥青用量±0.3%等三个沥青用量进行马歇尔试验，确定生产配合比的最佳沥青用量。将试验资料报监理工程师审查，经批准后再验证生产配合比，即铺筑试验路段。
2.3 生产配合比验证阶段
拌和设备采用生产配合比及最佳沥青用量进行试拌、铺筑试验段。并取拌出的沥青混合料及试验段上钻取的芯样进行马歇尔试验，从而确定生产用标准配合比。以标准配合比作为生产上控制的依据和质量检验标准。标准配合比的矿料级配至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近规范中值。
在沥青面层开工前14天，作单幅长度不少于200m的试验路段，采用监理工程师批准的生产配合比拌和及进行运输、摊铺、压实等施工程序。
通过试验路段的施工，确定适合路面工程的最佳混合料生产配合比等数据，并验证混合料的稳定性及施工方法、施工组织的适应性等，以使将来大规模的施工实现规范化、程序化，从而确保本工程的施工质量和进度。
试验路段完成后，立即按技术规范要求的频率进行检验，如不合格应进行分析找出原因，再进行试验，直至达到SMA路面质量标准，并写出详细的试验路段总结报告，提出合理的配合比设计和工艺流程，作为正式施工方案用于主体工程。