谈改性沥青SMA路面应用技术

于晓莎 郑志明

(1.东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040； 2.长春工业大学机电工程学院，吉林 长春 130000)

谈改性沥青SMA路面应用技术

于晓莎1郑志明2

(1.东北林业大学土木工程学院，黑龙江 哈尔滨 150040； 2.长春工业大学机电工程学院，吉林 长春 130000)

提出改性沥青SMA路面目标配合比设计，对铺筑进行施工温度实验，混合料拌和、运输、摊铺、碾压等实验，进行施工质量监控，最终得出最优改性沥青SMA路面配合比，对实际施工有着指导性意义。

改性沥青，SMA，路面，配合比设计，实验

1 SMA改性沥青路面设计的指导思想

SMA在组合上有一个明显的特征，那就是“三多一少”：矿粉多，粗集料多，沥青多，细集料少。由于我国没有正式的关于使用SMA路面的标准设计书与质量标准评定，所以我们要在符合《公路沥青路面设计规范》的基础上，做出合格的，性能优良的SMA改性沥青路面。在矿料级配类型，SMA的矿料级配范围，最佳沥青用量的确定，沥青混合料最大密度测定，抗剥落剂的采用以及改性沥青等方面设计目标，考虑骨架的稳定性。

1.1矿料级配类型

SMA路面是分多等级的，有SMA-8，SMA-11，SMA-13，SMA-16等多种类型。总体性考虑：SMA-8，SMA-11的高温稳定性要优于SMA-13，更优于SMA-16，因为单一粒径的集料容易发生挤压镶嵌作用，并且从施工的角度考虑，在10 mm～20 mm的颗粒多，则SMA-16的稳定性不如SMA-13，SMA-13的表面会很均匀。但是在我国的采石场，如果选用SMA-13的改性沥青路面，则需要5 mm～10 mm粒径的石料，但是这样的石料一是经济耗费大，二是严重污染环境，石料破碎过程中会产生大量的石料粉末。所以为了经济与绿色环保为原则，本次实验则采用SMA-16的改良沥青路面。待我们的技术更加先进之后，再对SMA-13进行深入研究。

1.2SMA的矿料级配和OAC的确定

1.3混合沥青最大密度的测定方法与抗剥落剂的采用

因为SMA混合料沥青混合料含量高，实验证明水稳定性不好，所以要采取抗剥落剂的措施。

2 设计原则

3 目标配合比设计

3.1目标配合比设计流程

首先进行材料的选择，其次是对选择出来的材料进行试验(分为粗集料细集料和矿粉，沥青或者改性沥青)，然后选择初试级配，测定粗集料的VCA，设计粗集料骨架，以4.75 mm筛孔为关键性通过率，选22%，26%，30%三组进行配比，选择沥青用量进行初试，制作马歇尔实验，分析VCA,VMA确定配合比设计，如果不符合规定要求，则重新设计粗集料骨架，如符合设计标准，则分析VFA，VV等确定最佳沥青用量，对设计级配变化的沥青用量做马歇尔试件，如果不合格，则重新设计粗集料骨架，如果符合结果规定，则进行马歇尔实验，测定流值与稳定度，若流值与稳定度的结果不合格，则重新设计粗集料骨架，若合格，则进行各种配合比设计实验，确定最优配合比。

3.2材料选择的要求

沥青的选取我们采用改良沥青，而不选择基质沥青，因为在诸多的实验理论中证明了改良沥青的多种好处。

粗集料的选取则是要表面粗糙，质地坚硬，形状接近立方体，有良好的镶嵌挤压能力。石料的压碎值不大于25%，吸水率不大于2%，与沥青的粘性不小于4级，坚固性不大于12%，针片状颗粒含量不大于15%，软石含量不大于1%等标准。

细集料的选取应选用与沥青粘附性好的石灰岩石屑，不得有杂物和泥土等一类物质。细集料的坚固性不大于12%，砂当量不小于55%。填料的选取则必须采用含碱性的岩石粉末，例如石灰石等，矿粉要求必须干燥，切勿潮湿。其视密度不得小于2.5 t/m3，含水量不大于1%，粒径全部小于0.6 mm，外观不得结块，不得有团粒，塑性指数不大于4%，亲水指数不大于1。

纤维的选取是非常必要的，因为纤维对SMA改良沥青路面有很大的影响，根据以往的经验，我们选取松散的木质纤维。

4 马歇尔实验确定最佳沥青用量

我们选择了三组不同的石油比进行马歇尔实验，其他材料的选取按照规定选取，等值等量的进行选取，确保实验是唯一变量的，石油比的比值为5.8%，6.1%，6.4%。不同石油比的马歇尔实验效果不同，孔隙率分别为4.78%，4.04%，3.51%；矿料间隙率分别为17.99%，17.94%，18.06%；沥青饱和度分别为73.45%，77.05%，80.58%；由实验分析数据可知，当石油比为6.1%时，孔隙率为4%，矿料间隙率大于17，沥青饱和度在75～85之间，一切指标均符合要求，马歇尔稳定度与流值也能符合要求。

5 目标配合比设计结论

根据《SMA路面设计施工技术指南》的规定，进行马歇尔实验配合比设计，最佳试件孔隙率4%，最佳石油比6.1%，粗集料之间形成了很好的镶嵌挤压模式。最优级配为：10 mm～20 mm粗集料∶5 mm～10 mm粗集料∶3 mm～5 mm细集料∶矿粉∶石屑=43∶32∶9∶11∶5。实验结果为：谢伦堡沥青吸漏实验的结合料损失为0.075%，20 ℃实验条件下，肯塔堡飞散实验的混合料损失3.1%，残留马歇尔稳定度99.9%，冻融劈裂实验残留强度比96.2%，车辙试验稳定度6 150次/mm，渗水系数0.88 mL/min，构造深度2 mm。

6 试验段铺筑

6.1施工温度

SMA改性沥青路面对温度有较高的要求，当气温或者下层表面低于10 ℃时，则不得铺设SMA路面。SMA路面正常沥青的加热温度为150 ℃～160 ℃，使用改性沥青后加热温度略有提高，为160 ℃～165 ℃，摊铺温度，初压开始温度以及复压开始温度均比普通沥青稍高一点，但沥青加热混合料的加工温度不得超过175 ℃。一般情况下，SMA路面的施工温度会比普通沥青的施工温度要提高10 ℃～20 ℃左右，不同情况不同地区视情况而定。

6.2拌和

拌和的所有步骤流程均符合《指南》要求。在拌和这一过程中，我们要保证集料本身不能变异，不能更改配比，因为沥青路面配合比差异大主要就是这两方面的工作不到位与不足所引起的，因此要求对间歇性拌合机的每一拌都打印沥青混合料的拌和个数，拌和温度，矿粉的用量等等，提高拌和质量。由于沥青用量较大，所以必须要当天拌和当天使用。

6.3运输

在运输过程中，我们的运输车必须保证加苫布以防止混合料结成硬壳，并且途中不能任意停歇，时刻控制SMA沥青混合料的温度。在卸料的时候，如有剩余物，那必须及时清除，以防混合料结成硬壳。

6.4摊铺

在摊铺过程中，必须保证路面整洁，应一边清扫一边冲刷干净，若路面不平整，则需添铺平整再进行摊铺。摊铺时，可与普通沥青相同的操作方式进行摊铺，摊铺的速度应该均匀，缓慢，连续不断。改性沥青的摊铺温度比普通沥青摊铺温度高出10 ℃～20 ℃，在下雨天或者气候潮湿的时候，应停止摊铺。SMA表面层铺筑时应采取平衡梁自动找平方式。

6.5压实

SMA路面适宜采用刚性碾静压，初压区的长度不宜长于20 m，初压一遍，以便于快速复压，复压的遍数不少于6遍，紧接着是终压，终压还是刚性碾压，终压一遍。碾压时要遵循着“紧跟，高频，慢压，低幅”的原则，碾压过程中速度要均匀，采用高频率低振幅的方式进行压实。

7 结语

由于改性沥青SMA路面优良的路用性能，将来发展潜能无限，我们本着对知识的无限探索，在此基础上设计出最优配合比的SMA路面，但这也只是理论数据，还需要大量的实践加以证明。希望我的研究可以对大家有所帮助。

[1] 董 磊.高速公路改性沥青SMA路面应用研究[D].合肥：合肥工业大学，2004.

[2] 刘 森.吉林省典型高等级公路SMA路面性能及影响因素分析[D].长春：吉林大学硕士学位论文，2010.

[3] 王晓杰.我国SMA路面应用现状调查与分析[J].城市道桥与防洪，2016(3)：49-51.

OnapplicationtechnologyofmodifiedasphaltSMApavement

YuXiaosha1ZhengZhiming2

(1.CivilEngineeringCollege,NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China; 2.ElectricalandMechanicalCollege,ChangchunUniversityofTechnology,Changchun130000,China)

This paper presents the design of the modified asphalt SMA road surface mix design, the construction of the pavement temperature experiment, mixing mix, transportation, paving, rolling and other experiments, the construction quality monitoring, and ultimately the optimal modified asphalt SMA pavement. Then on the actual construction has a guiding significance.

modified asphalt, SMA, pavement, mix design, experiment

1009-6825(2017)32-0094-02

2017-09-05

于晓莎(1997- )，女，在读本科生; 郑志明(1997- )，男，在读本科生

U416.217

A