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時間：2013年05月31日 分類：推薦論文 次數：128
【摘要】結合SMA的特點，著重介紹了京滬高速公路SMA上面層材料情況及配合比設計
【關鍵詞】工程實例,SMA路面,配合比設計方法
SMA路面作為優秀的抗滑表層已經得到大量應用，其優越性得到了實踐的檢驗，我們山東省自從日東高速竹曲段試驗成功以后，先后很多路都采用了此項新的技術。京滬高速臨沂段路面大修，就是采用的此項技術。都取得了很好的社會效益和經濟效益。現將近幾年的配比
設計成功經驗歸納如下：
1.原材料
SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，具有粗集料多，礦粉多，瀝青含量大(一般采用改性瀝青 )，細集料少，添加纖維等特點。SMA大量的粗骨料形成緊密嵌擠的骨架結構，纖維、礦粉， 瀝青和少量細集料組成的瑪蹄脂填充其孔隙，這種結構組成使得SMA具有許多其它結構不可比擬的優點：良好的抗車轍、抗裂、抗滑、水穩定和耐久性。為充分發揮其結構上的優越性，SMA對材料的質量要求也較為嚴格，因此，把好材料關是配合比設計的一個關鍵。
1 .1瀝青結合料
SMA所使用的瀝青要求粘結性好，針入度小，軟化點高，高溫穩定性和低溫韌性好。因山東省所處地區夏季高溫且持續時間長，瀝青路表溫度最高可達50-60℃，因此設計采用抗高溫性能比較好的改性瀝青。
1.2礦料
1.2.1粗集料是SMA質量控制的關鍵。為了保證緊密嵌擠骨架結構形成，SMA對粗集料有嚴格的要求，要求100%軋制(至少90%)，圓集料至少有兩個破碎面，形狀接近立方體，紋理粗糙， 針片狀含量小，耐久性和堅固性好。
1.2.2細集料雖然在SMA中含量不多，但對SMA性能的影響也不小，一般要求盡量多用人工砂， 并且應堅硬、多棱角、有一定的表面紋理、無塑性。
1.2.3礦粉對混合料產生“加勁”效應，降低瀝青的流動性，增加其粘度。SMA中礦粉用量比普通瀝青混合料大很多，是瑪蹄脂的主要成分，其質量對混合料的穩定與抗車轍能力有很大關系，因而對礦粉的質量和用量應給予重視。礦粉的親水系數應小于1，小于0.075mm顆粒的含量應大于75%。
1.3穩定劑
纖維是SMA極其重要的穩定劑，它具有穩定、分散、增粘、防滴漏等作用。一般采用絮狀木質素纖維，用量為0.3%。
2 配合比設計
SMA馬歇爾技術指標與要求
2. 1穩定度
馬歇爾穩定度不隨瀝青用量的變化而有明顯的峰值，也就是說馬歇爾穩定度對瀝青用量的變化不敏感，故穩定度一般不能作為判斷SMA瀝青用量的指標。
2.2 流值
SMA混合料馬歇爾試驗時，圖上的變形曲線往往呈現較大的變形而不下降，有時甚至沒有明顯的峰值，當采用改性瀝青時尤其如此。這實際反映了SMA混合料具有很好的韌性，說明即使在很大變形時仍有相當高的支撐能力，流值控制在2-5mm范圍內。
2.3 空隙率
空隙率是瀝青混合料的重要指標，它對路面的高溫穩定性有顯著影響，也關系到瀝青混合料的用量。
空隙率的大小影響混合料的耐久性，空隙率大，混合料中瀝青老化快，耐久性差，但空隙率過小，又影響混合料的穩定性。SMA混合料的空隙率定在3.5%-5.5%。
SMA的配合比不能完全依靠馬歇爾配合比設計方法，我們采用美國推薦的體積法,由體積指標確定，穩定度和流值不是主要指標。我們主要采用馬歇爾試驗方法進行配合比設計，同時進行其它必要的檢驗。配合比的設計級配范圍及設計參數見2005年1月1號剛實施的《瀝青路面施工技術規范》。下面以我們在京滬路路面大修路采用的SMA-13為例，原材料采用3種玄武巖，纖維為木質纖維，瀝青為SBS-70改性瀝青,設計空隙率為4%.
2.4設計初試級配
SMA-13級配是以4.75篩為關鍵性篩孔，在工程級配范圍內調整各種礦料比例，設計三種不同粗細的初試級配，其通過率分別處于級配范圍中值3%附近。礦粉為10%左右。選擇級配的原則為:VCAmix
由試驗結果來看,三個級配都符合VCAMIX
2.5確定最佳瀝青含量
按照5.7%,6.0%,6.3%的瀝青含量進行馬歇爾試驗,試驗結果如下
由試驗結果,我們繪出空隙率曲線來,設計空隙率4%對應的瀝青含量為最佳瀝青含量,因此確定最佳瀝青含量為6.05%
3配合比的檢驗
為全面檢驗配合比的性能,對目標配合比進行了如下檢驗
各項指標均滿足要求,由此說明SMA的配比是合理的，由此確定目標配比為:1-1.5:0.5-1:機制砂:礦粉=40:37:12:11
4 生產配比設計
4.1按上述冷料倉的比例經過拌和機的二次篩分，再從熱料倉取料篩分，把篩分結果進行合成，調整出3個接近目標級配的配比，分別為4#倉：3#倉： 1#倉：礦粉=25：52：12：11，4#倉：3#倉：1#倉：礦粉=25：55：9：11，4#倉：3#倉： 1#倉：礦粉=25：49：15：11然后加6.0%的瀝青在拌和鍋中拌成成品料，分別取樣進行抽提篩分，這樣做的目的是根據拌和站的性能找出準確的接近目標配比的比例，我們沒有用2#倉的料，因為我們這個拌和站2#倉的篩子是3mm-5mm之間，而SMA的級配是間斷級配，這個倉的料用不著。這個倉的料是廢掉的。篩分結果如下
由結果來看級配1更接近目標級配,選取級配1為生產級配。
4 .2確定最佳瀝青含量
由確定級配1分別加5.7%，6.0%，6.3%的瀝青拌和，分別取料進行馬歇爾試驗及抽提篩分試驗,結果如下
由結果來看設計空隙率4%對應的瀝青含量為6.0%,此配比的最佳瀝青含量為6.0%.抽提篩分結果也不錯.
5生產配合比檢驗
為對生產配合比進行可靠的檢驗，進行試驗段試鋪，分別取第3車，中間車，最后車的料，進行馬歇爾試驗，試驗結果如下
對于構造深度現行規范沒有明文規定,就這幾年的施工經驗來看,現場測試結果都在0.9-1.1之間,取得的效果是不錯的,結果顯示各項指標均符合規范要求,這個SMA配合比是成功的.
6 施工配合比控制
在生產中,要加大抽檢頻率,及時調整級配,級配的走向可能與目標配比有所不同,但要控制好關鍵性篩孔,4.75篩,2.36篩,0.075篩,經過認真論證后,認為4.75篩控制在設計值±1%,2.36控制在±1%,0.075控制在±0.05%,這樣SMA才能形成真正的嵌擠結構,發揮SMA路面的真正作用。
結論
1 SMA的配比要遵循以上幾個步驟,才能調出成功的配比.干出優質優效的路面.
2 SMA混合料的設計過程中，往往會出現所測指標不能滿足要求的情況，這就需要對原設計進行必要的調整，重新進行試驗和設計。
3 SMA是從國外引入的一種新型路面瀝青混合料結構，雖然SMA路面在高溫抗車轍、低溫抗裂、疲勞抗裂、抗老化、抗水損害、抗滑及耐久性等方面都比傳統的AC路面優越，在材料品質和質量控制方面也比AC路面要求高一些，但SMA結構的使用應結合各個國家各自的特點。我國的氣候條件比較惡劣，各個地區之間的差別也比較大，加之施工機械、材料、經濟條件的限制，完全照搬國外的經驗，顯然是行不通的，這一點在國內有些地區的試驗路上已經表現出來。因此我們必須用科學的態度，從本地區的實際情況出發，探索一條SMA路面應用的新路子。
參考文獻:
[1]《公路瀝青路面施工技術規范》JTGF40-2004, 中華人民共和國交通部發布。
[2]《公路工程質量檢驗評定標準》JTGF80/1-2004, 中華人民共和國交通部發布。
[3]沈金安,《改性瀝青與SMA路面》人民交通出版社，2001。
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