SMA 沥青混凝土路面的配合比设计及施工质量控制

刘田俊

(山西省晋中路桥建设集团有限公司，山西晋中 030600)

1 SMA沥青混凝土路面的结构特点

1.1 具有较好的高温稳定性

SMA沥青混凝土测矿料采用间断级配，粗集料的含量所占比重可以达到70%以上。通过对骨料级配进行合理设计，粗集料之间在压实之后可以产生具有良好的嵌挤作用，提高SMA沥青混凝土路面结构的强度。在高温条件下，沥青玛脂融化，粘度降低，但粗集料嵌挤作用所产生抵抗能力不会降低。因此，SMA沥青混凝土路面具有较好的高温稳定性，具有较好的抗车辙能力。

1.2 具有较好的低温抗裂性

与其他混合料相比，SMA沥青混凝土所使用的沥青和矿粉较多，其中沥青约占5.5% ～6.5%，矿粉约占8% ～12%，其中又添加了大量纤维稳定剂。采用这种设计的SMA沥青混凝土路面结构粘结作用较强，在低温季节下可有效提高路面材料抵抗低温开裂的能力，具有较好的低温抗裂性。

1.3 具有较好的防水性能

SMA沥青混凝土设计虽然材料间断级配的骨料，但其内部填充了大量的沥青、矿粉和纤维稳定剂，有效填充了骨料之间的空隙，降低了空隙率。通过试验分析，SMA沥青混凝土的内部空隙率只有4%左右，路面结构几乎不渗水，具有较好的水稳定性。

1.4 具有较好的抗滑性能

SMA沥青混凝土设计中选用坚硬、耐磨的石料作为骨料，且粗集料含量高，路面结构压实后表面构造深度大，粗集料棱角外漏，抗滑耐磨，具有较好抗滑性能。

1.5 具有较好的耐老化性能

2 SMA沥青混凝土配合比设计要点分析

2.1 原材料的选择和要求

1)沥青。SMA沥青混凝土所选用的沥青比普通沥青混合料的沥青粘度和稠度更高，最好选用改性沥青。在配合比设计与施工过程中应对沥青的各方面性能进行严格检验，以保证SMA沥青混凝土的施工质量。2)粗集料。为了保证SMA沥青混凝土的高温稳定性和抗滑性能等要求，提高集料间的嵌挤作用，设计与施工中选用形状规则、质地坚硬、表面粗糙、抗磨耗的骨料。一方面可以保证骨料间的嵌挤作用，提高SMA沥青混凝土路面结构的强度;另一方面提高路面结构表层的构造深度，提高路面结构的抗滑性能。3)纤维稳定剂。SMA沥青混凝土中添加的纤维稳定剂应选择环保、不危害工作人员身体健康的材料。常用的纤维稳定剂有木质素纤维和矿物纤维，其中矿物纤维应选用玄武岩等制作的，不应选用对环境和人体有害的石棉纤维。另外，所选用的纤维稳定剂应在250℃拌和温度下不变质、不发脆，其必须保证与其他混合料拌和均匀。

2.2 矿料级配初配

在矿料级配设计过程中，应根据骨料的公称最大粒径确定分界筛孔。如设计选用9.5 mm作为骨料的公称最大粒径，则应该选择2.36 mm作为分界筛孔。例如，某工程项目进行SMA沥青混凝土的矿料级配初配，分别对3组粗细不同的骨料级配进行初配，通过分界筛孔的通过率确定级配范围，确定矿粉用量大概在10%左右，并通过马歇尔试验对油石比进行初拟。

2.3 确定矿料设计级配

根据第二步初配的SMA沥青混凝土的初拟油石比和矿料级配，按照马歇尔试验要求，进行SMA沥青混凝土马歇尔试件制作，并进行马歇尔试验。通过对试验数据进行分析，进一步确定矿料的最优级配。如果试验结果出现一组以上矿料级配符合要求时，可进一步通过分界筛孔通过率和VMA值进行确定，取二者较大的那一组级配作为矿料的设计级配。

2.4 确定最佳沥青用量

根据上一步确定的矿料设计级配，结合第二步初拟油石比试验中得出的空隙率数据，以0.2% ～0.4%为间隔，通过数据调整得到3个不同的油石比，并进行马歇尔试件的制作，通过马歇尔试验进一步确定空隙率等各项体积指标，并对试件的稳定度和流值进行检验，确定其是否符合要求。通过试验得出设计空隙率，并进一步确定最佳油石比OAC。

2.5 SMA沥青混凝土配合比设计性能检验

通过以上几步试验确定了SMA沥青混凝土的矿料级配和最佳油石比，确定配合比后制作试件进行SMA沥青混凝土设计性能的检验。通过进行大量的试验，检验SMA沥青混凝土的水稳定性、抗车辙性能等，符合设计要求方可采用。

3 SMA沥青混凝土路面施工质量控制

3.1 SMA沥青混凝土拌和

SMA沥青混凝土与普通沥青混合料相比，由于添加了纤维稳定剂，粘度更大，其拌和时间更长，加热温度更高。为了防止沥青在加热过程中出现热老化，必须严格控制沥青和骨料加热温度，以防止出现成品料无色泽，废料的情况，造成不必要的经济损失。另外，在对骨料进行烘干加热时，应注意控制骨料的加热温度，并根据骨料的含水率确定拌和时间，含水率较高时适当增加加热烘干时间，以防止出现花白料。SMA沥青混凝土的拌和时间比普通沥青混合料长，通常控制在65 s，其中干拌时间不得少于10 s，加入沥青湿拌时间控制在45 s。出料后对SMA沥青混凝土的质量进行初步判断，一般以沥青裹覆均匀、无明显离析结块、有色泽、无花白料等作为判断依据。

3.2 SMA沥青混凝土运输

SMA沥青混凝土装车分几次装满自卸汽车车斗，以防止出现粗集料离析。为了防止在运输过程中能够由于车辆颠簸出现骨料离析，车辆运输时应尽量平稳。运输过程中必须加盖篷布，以防止在运输过程中表层混合料温度散失过大，产生温度离析。

3.3 SMA沥青混凝土摊铺

运输到施工现场，对混合料温度进行检查，以保证施工质量，SMA沥青混凝土摊铺温度不低于160℃。摊铺采用专用摊铺机进行摊铺，当摊铺路面宽度较大时，采用2台摊铺机平行摊铺，以防止出现纵向冷接缝。摊铺过程中应保证摊铺机匀速行驶，不得碰撞摊铺机，且应保证连续施工。为了防止自卸汽车卸料过程中碰撞摊铺机，采用自卸汽车挂空挡停在摊铺机前，由摊铺机推着自卸汽车向前走，行进过程中缓慢卸料以防止产生离析。

3.4 SMA沥青混凝土碾压

为了保证碾压温度符合要求，SMA沥青混凝土摊铺完成后即开始进行碾压。初压采用静力式压路机进行碾压，通常使用双钢轮压路机。复压使用振动压路机和轮胎压路机进行碾压，达到规定的压实度进行终压。终压采用静力式碾压，以消除轮迹，提高路面平整度。碾压后对其各项指标进行检测，温度低于50℃即可开放交通。

4 结语

与普通沥青混凝土路面结构相比，SMA沥青混凝土路面结构具有很多技术优势，可有效提高沥青路面的各种性能，大大延长了使用寿命，降低了养护费用。虽然前期施工投入相对普通沥青混凝土路面有所增加，但从整个生命周期考虑成本降低，具有明显的经济效益。