摘 要：隨著我國高速公路建設的快速發展，對新的施工方法、施工技術等方面提出了更高的要求。針對普通瀝青混凝土的不足和交通發展的需要，SMA路面以其更好的路用效能在我國工程領域得到廣泛推廣。本文通過對SMA實驗配合比設計分析，剖析其製作工藝，詳細討論其配合比確定及檢驗方法。
關鍵詞：SMA瀝青混合料;級配;配合比設計;設計、檢驗方法
在交通快速發展的新形勢下，國內外公路建設發生了許多新的變化，世界各國對瀝青路面的都更深入，得出了許多十分重要的新成果，在國內，通過國家科技攻關等一系列科學及長期的施工實踐，對瀝青路面的各方面都有了新的認識。瀝青瑪蹄脂碎石混合料，簡稱SMA,是一種瀝青、礦粉及纖維穩定劑組成的瀝青瑪蹄脂結合料，填充於間斷級配的礦料骨架中所形成的瀝青混合料，它在高溫抗車轍、低溫抗裂、抗水損害、抗老化與抗滑方面，均優於傳統的瀝青混凝土路面。
一、SMA特點分析
SMA是一種間斷級配的瀝青混合料,4.75mm以上粗集料的比例高達70%-80%,礦粉用量達8%-13%,0.075mm的通過率達到10%,細集料用量很少,形成一種穩定的粗集料互相嵌擠結構。瀝青結合料用量大,一般油石比在5.6%-6.0%之間,粘結性要求高,應選用針入度小、軟化點高、溫度穩定性好的瀝青,最好採用聚合物改性瀝青,以提高低溫變形效能及礦料的粘結力,防止瀝青析漏，減小感溫性。為保持較多瀝青的穩定，一方面增加礦粉用量，同時使用纖維作穩定劑。
二、SMA配合比設計
SMA的配合比設計是做好SMA面層的第一步，也是至關重要的一步。SMA配合比設計的全過程分為三個階段，即目標配合比設計階段，生產配合比設計階段和生產配合比驗證階段。
1.第一階段：目標配合比設計
目標配合比設計的目的是確定各種規格集料的配合比，使礦料混合料的顆粒組成接近級配範圍的中值，採用不同瀝青用量製備馬歇爾試件，並通過馬歇爾試驗確定最佳瀝青用量。
(1)材料的選擇
欲使SMA得已成功，首先要選擇優質的符合要求的材料。
1)瀝青
瀝青必須符合“重交通道路瀝青技術要求”,一般要使用比通常的標號低一級的瀝青，最好使用改性瀝青。
2)粗集料
為了充分發揮粗集料的嵌擠作用，必須採用堅硬的、粗糙的石料。 使用花崗岩、砂岩等酸性石料時，最好使用改性瀝青，使粘附性達到 要求。如果達不到要求，可摻加2%左右的消石灰粉，或使用證明具有長期改善效果的抗剝離劑。石料不能採用顎式破碎機破碎，而必須採用錐式或錘式破碎機破碎。
3) 細集料
細集料最好使用堅硬的人工砂，人工砂是利用堅硬的石料反覆破 碎而製成的，它具有一定的粗細級配，不同於從石屑中篩分出來的細 顆粒。人工砂採購有困難時，可採用一部分優質天然砂代替，但人工 砂與天然砂的比例不應小於1:1。
4) 礦粉
SMA需要的礦粉數量，一般為瀝青用量的1.8-2.0倍。這是因為礦粉幫助瀝青起到了分散作用的緣故。礦粉在SMA中的作用至關重要，瀝青只有吸附在礦粉表面形成薄膜，才能對其它粗、細集料產生粘附作用。所以瀝青礦粉混合料才是真正的瀝青結合料。用於SMA的礦粉必須使用磨細的石灰石粉，且最好不用回收粉塵。
5) 纖維穩定劑
纖維穩定劑通常採用木質素， 纖維用量一般為瀝青質量的0.3%。 SMA必須採用纖維穩定劑，在缺乏纖維的情況下，可使用改性瀝青，但不能完全起到纖維的作用。在SMA中摻加纖維，纖維以一種三維的分散形式存在，可以起到加筋作用。若沒有纖維，用量頗大的瀝青礦粉很可能成為膠團，不能均勻地分散在集料之間，鋪築在路面上將清楚地看見油斑的存在，纖維可以使膠團適當地分散。纖維還可以充分吸附表面瀝青和吸收內部瀝青，從而使瀝青用量增加，瀝青膜變厚，提高SMA的耐久性。
纖維使瀝青膜處於比較穩定的狀態，尤其是在夏天高溫季節，瀝青受熱膨脹時，纖維內部的空隙還將成為一種緩衝的餘地，不致成為自由瀝青而泛油，對高溫穩定性也有好處。
纖維將增加瀝青與礦料的粘附性，通過油膜的粘結，提高集料之間的粘結力。
(2)選擇初試級配
選擇初試級配時必須以SMA礦料級配範圍為基礎，以4.75mm通過率為變化點，改變不同的三個通過率:22%、25%、28%,或者採用20%、25%、30%,三個級配均固定礦粉量,0.075mm通過率為10%左右。所選擇的三個初試級配必須在要求的範圍內,此時當然也要考慮9.5mm通過率,大體在中值上下波動。
選擇三個集料級配的目的是選擇三個不同的集料空隙率VMA,以便滿足VMA大於17%的要求。滿足VMA大於17%的要求對於發揮粗集料的嵌擠作用至關重要。
(3)測定粗集料骨架部分的集料間隙率VCA
為了充分發揮SMA粗集料的嵌擠作用，在壓實狀態下瀝青混合料中粗集料骨架間隙率VCAmix必須等於或小於沒有其他集料、結合料存在時的粗集料集合體的搗實狀態下間隙率VCADRC。如果做不到這一點，粗集料的嵌擠作用就不能形成，因此這是一個鑑別能否實現嵌擠的基本條件。
如果VCAmix大於VCA,則說明粗集料一定是被細集料、礦粉、瑪蹄脂撐開了，粗集料也就形不成嵌擠作用,那也就不稱其為SMA了。所以 VCAmix是否小於VCA是檢驗粗集料能否形成骨架嵌擠，成為SMA的關鍵指標。
(4)選擇初試瀝青用量
選擇初試瀝青用量首先要考慮關於SMA對最小瀝青用量的規定。SMA耐久性與瀝青用量關係極大，所以SMA設定了最小瀝青用量的限制。
細集料、礦粉填充在粗集料骨架的間隙中，全部礦料之外的間隙 即礦料間隙率VMA,可以由瀝青及纖維填充，沒有足夠大的VMA,瀝青想放也放不進去。在礦料間隙率VMA中填充瀝青和纖維，瀝青體積佔全部間隙的百分率即為瀝青飽和度VFA,所剩下的部分即是空隙率VV。
(5)進行馬歇爾試驗，根據VMA和VCA確定設計級配
按照初試的瀝青用量，用三組初試級配拌和製作馬歇爾試件，擊實時採用正反擊75次，試件數量為每組四個，三組共計12個。一組4個試件中，一個用於測定最大相對密度ρmax,三個用於測定毛體積相對密度ρmb。
將三組初試級配試驗的結果VCAmix與 VCA比較,從中選 擇 符合 VCAmix〈VCA要求的級配，以4.75mm通過率最大的一組級配作為設計級配，此時應注意儘量選擇VMA稍大於17%的級配作為設計級配，以防施工過程中VMA可能降低。
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