SMA-13目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)
摘要：結(jié)合SMA-13瀝青路面工程的施工實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，從原材料選用、馬歇爾試驗(yàn)指標(biāo)的確定、級(jí)配的優(yōu)化、最佳油石比確定以及目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)等方面介紹SMA-13路面目標(biāo)配合比的設(shè)計(jì)�！ �
關(guān)鍵詞：公路，瀝青路面，SMA-13，目標(biāo)配合比
SMA是由大量的粗骨料形成緊密嵌擠的骨架結(jié)構(gòu)，纖維、礦粉、瀝青和少量細(xì)集料組成的瑪蹄脂填充其孔隙。其組成特點(diǎn)是粗集料多，礦粉多，瀝青含量大，細(xì)集料少，添加纖維等。SMA的組成特點(diǎn)及其作用機(jī)理決定了SMA路面優(yōu)異的路用性能。SMA路面具有良好的高溫穩(wěn)定性、高溫抗車轍、低溫開裂、疲勞開裂、抗水損害、抗老化等性能，同時(shí)還具備抗滑、降噪、改善雨天路面明視度等優(yōu)異的面層特性。
1原材料的選用
1.1瀝青結(jié)合料
該項(xiàng)目采用SBS改性瀝青，該瀝青粘結(jié)性好、針入度小、軟化點(diǎn)高、高溫穩(wěn)定性和低溫韌性好。經(jīng)檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)SBS改性瀝I-D級(jí)的要求。
1.2粗集料
SMA的高溫穩(wěn)定性是基于含量甚多的粗集料之間的嵌擠作用。粗集料的質(zhì)量是SMA成敗的關(guān)鍵。指標(biāo)符合JTGF40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中對(duì)粗集料的技術(shù)要求。
1.3細(xì)集料
采用石灰?guī)r反復(fù)破碎軋制的機(jī)制砂，具有良好的棱角性和嵌擠性，有利于提高混合料的高溫穩(wěn)定性。
1.4填料
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(zhì)量影響混合料的穩(wěn)定性和抗車轍能力。填料采用石灰?guī)r磨細(xì)的石粉，親水系數(shù)小于1，小于0.075mm顆粒的含量大于75%。
1.5纖維穩(wěn)定劑
采用木質(zhì)纖維素作為穩(wěn)定劑，用量為0.3%。
2SMA-13配合比設(shè)計(jì)
對(duì)于SMA配合比設(shè)計(jì)國(guó)際上尚無(wú)公認(rèn)的成熟的方法，國(guó)內(nèi)也沒有形成相關(guān)規(guī)范。根據(jù)以往SMA瀝青路面的施工經(jīng)驗(yàn)及國(guó)內(nèi)專家的研究成果，確定了配合比設(shè)計(jì)方法、SMA-13礦料級(jí)配范圍及混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。SMA粗集料多、礦粉多、瀝青結(jié)合料多、細(xì)集料少的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)與傳統(tǒng)的AC型有很大的差別，SMA配合比不能完全依靠馬歇爾配合比設(shè)計(jì)方法，主要由體積指標(biāo)確定。馬歇爾試件采用雙面各擊實(shí)50次，目標(biāo)孔隙率3.5%，穩(wěn)定度和流值不是主要指標(biāo)，瀝青用量參考飛散試驗(yàn)和高溫析漏試驗(yàn)確定，車轍試驗(yàn)是重要的設(shè)計(jì)手段。
2.1技術(shù)指標(biāo)
SMA-13礦物組成要求見表
SMA-13熱拌瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)技術(shù)指標(biāo)見表
2.2礦料級(jí)配的確定
根據(jù)礦料規(guī)格分別合成4.75mm通過率大致為23%，25%，30%的A、B、C3組初試級(jí)配，級(jí)配范圍在SMA-13的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配范圍內(nèi)。
預(yù)估初始最佳瀝青用量為6%，測(cè)得VMA,VCAmiix見表
從試驗(yàn)結(jié)果看，上述A、B、C3組級(jí)配中，VCAmix<VCADRC ，但級(jí)配A的孔隙率4.1%稍大，不滿足要求；級(jí)配C的VCAmix接近于VCADRC，且礦料間隙率小于17%，也不能滿足要求；級(jí)配B的孔隙率為3.7%，礦料間隙率VMA為17.2%，滿足17.0%，兩項(xiàng)指標(biāo)均滿足SMA的技術(shù)要求和規(guī)范要求。因此，初步選擇配合比B作為最佳級(jí)配。
2.3目標(biāo)配合比最佳油石比的確定
根據(jù)前述選用的B級(jí)配組成，分別用5.7%、6.0%、6.3%的油石比進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，以確定最佳油石比，另木質(zhì)纖維素的參加量為混合料總量的0.3%，水泥替換礦料總重量3%的礦粉。
對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，3組馬歇爾試驗(yàn)中：油石比5.7%空隙率大，為4.2%；油石比6.3%空隙率偏小，為2.9%；礦料間隙率略小，為17.0%。油石比6.0%空隙率，礦料間隙率等各項(xiàng)指標(biāo)較理想。經(jīng)過技術(shù)，最佳油石比為6.1%。
2.4目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)
為了全面檢查SMA的性能，由馬歇爾試驗(yàn)確定礦料級(jí)配和瀝青用量后，采用瀝青混合料謝倫堡瀝青析漏試驗(yàn)和瀝青混合料肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青用量，用瀝青混合料車轍試驗(yàn)進(jìn)行動(dòng)穩(wěn)定度檢驗(yàn)，用瀝青混合料浸水馬歇爾試驗(yàn)和瀝青混合料凍融劈裂試驗(yàn)進(jìn)行水穩(wěn)定性試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表。
試驗(yàn)結(jié)果表明，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求，由此確定瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-13級(jí)配組成為10-15、5-10、3-5、0-3mm和礦料的含量分別為40%、32%、9%、10%、9%。木質(zhì)纖維素?fù)搅繛榛旌狭峡偭康?.3%，水泥替換礦料總重量3%的礦粉。最佳油石比6.1%。
3結(jié)語(yǔ)
近年來，中國(guó)公路瀝青路面的建設(shè)飛速發(fā)展，SMA路面逐漸推廣使用，其必將在中國(guó)道路建設(shè)過程中發(fā)揮重要的作用。SMA目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜而且細(xì)致的工作，設(shè)計(jì)檢驗(yàn)及試驗(yàn)檢驗(yàn)結(jié)果證明：該工程SMA目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)是成功的。建成的SMA路面表明有足夠的構(gòu)造深度而且又基本上不透水，具有明顯的SMA結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并且具有明顯的抗高溫穩(wěn)定、抗滑、抗?jié)B等路用性能，各項(xiàng)質(zhì)量指標(biāo)均滿足技術(shù)要求，平整度標(biāo)準(zhǔn)差平均值為0.57mm。該工程SMA路面的成功鋪筑為SMA技術(shù)的應(yīng)用積累了經(jīng)驗(yàn)，可工供類似工程參考。
參考文獻(xiàn)：
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【2】 陳強(qiáng).瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）礦料級(jí)的研究【D】.長(zhǎng)沙交通學(xué)院碩士學(xué)位論文，2000.
