沥青玛蹄脂碎石路面配比设计与铺筑质量控制

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【摘 要】高速公路的表面层对沥青混合料的要求非常高，既要有很强的高温抗车辙性能，又要有出色的低温抗裂性能，既要有很好的密水性和耐老化性能，又希望有很好的表面抗滑、减噪等表面功能。SMA是一种间断级配的沥青混合料，是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青混合料，SMA路面因其具有良好的抗滑和抗车辙性能被广泛应用于高速公路的抗滑表层。本文结合了以往的沥青施工技术规范，对SMA路面表面混合料的配合比设计、技术要求及控制要点做了详细介绍。

【关键词】SMA；质量控制；技术要求；施工工艺

通过分析研究，对沥青玛蹄脂的有关知识有了进一步的认识。本文结合SMA是一种间断级配的沥青混合料，是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青混合料，SMA路面因其具有良好的抗滑、抗车辙等性能，因此被广泛应用于高速公路的抗滑表层。

一、引言

近年来，随着我国改革开放的逐步深入，社会经济持续快速增长。客货流动量急剧上升，其中很大部分要通过公路实现快速、高效、安全的“点― 点”运输。但是，我国原有公路里程较少、等级偏低，已无法满通量迅速增长的需要，并已日渐成为制约整个国民经济快速发展的“瓶颈”。随着新型面层材料、基层材料的面世和工程实践的进一步深入，道路工程界开展了有关材料组成设计、材料性能试验、新能路面结构设计论文与方法等方面的研究。本论文根据工程实践并结合现代高速公路工程建设，进行沥青混合料合理级配分析，研究SMA材料级配设计、技术要求和质量控制。

二、原材料的技术要求

SMA路面沥青混合料原材料主要包括粗集料、细集料、填充料（矿粉）、沥青胶结料和纤维稳定剂等。沥青路面使用的沥青、集料、矿粉等各种材料应附有供应商的质量检验单。运至现场的各种材料必须从现场取样进行质量检验，经评定合格方可使用。对改性沥青材料、纤维等工厂生产的材料，应有清晰的标记，表明生产日期和批号。

不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放，对于工程上面层沥青混合料原材料，原则采用同一来源的材料，应保证品种、规格相同，符合技术要求，严格控制材料的变异性。

三、沥青混合料设计过程：

3.1 目标配合比设计

对工程采用的原材料通过适当的矿料结构设计方法确定适宜的矿料组配组成。采用马歇尔设计确定最佳沥青含量，对混合料的抗水损害能力、高温稳定性和低温抗裂性进行检验.根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成的量佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌和站进行冷料舱的供料比例的调整.

3.2 生产配合比设计阶段

沥青捏合料的生产应采用间歇式拌和站.调整冷料仓进料速度以后，对拌和站热料仓取样筛分.调整热料仓比例，由于拌和站取样误差以及除尘设备回收细料滞后等方面的影响，通常需要分成调整集料级配和确定沥青含量两步进行，并需多次调整.拌和站热料仓比例以连续生产的沥青混合料抽提后组配结果确定为准.取目标配比最佳沥青含量、最佳沥青含量±0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量。生产配合比设计验证阶段：对反复调整确定的拌和站

3.3 生产配合比设计验证阶段

级配范围仅作为选择级配曲线的依据，不作为评定施工级配是否合格的依据，级配的选择根据原材料的相关性质确定。允许偏差范围以批准配合比设计为标准。级配范围根据工程实际所采用的矿料可能进行进一步的调整。

四、SMA混合料配合比设计

沥青混合料配合比设计主要解决三大问题：（优选原材料；寻求适宜的矿料级配；决定最佳沥青用量。）

4.1 优选原材料

在实践中已证明，设计选用了合理的路面结构，如果没有优质的原材料和适宜的沥青混合料配合比，也保证不了沥青路面的使用性能。

4.2 矿料级配

级配曲线图采用O.45次方级配曲线图评价矿料的级配.从原点到最大粒径点的连线表示矿料级配的最大密实线。矿料级配曲线偏离该线越远.一般其矿料的间隙率越大。

4.3 SMA混合料沥青用量的确定

理想的沥青混合料必须经过配合比设计，设计内容中包括马歇尔实验确定沥青用量（油石比）实践中证明，马歇尔实验中主要反映沥青混合料高温稳定性的指标，稳定度不能很好反映沥青路面的高温抗车辙能力。许多稳定度远超出规范要求的沥青混合料，铺成路面后的高温病害屡见不鲜。这主要是马歇尔实验本身存在的三方面缺陷。试件成型方法不妥，与路面施工现场差距较大；试验中试件的受力状态与路面高温失稳时不同；试验时加荷载速度太快，不能反映材料的流动过程。因此，在马歇尔试验初步确定石油比的基础上有不要进一步结合车辙试验确定沥青用量。

五、SMA的施工质量控制

SMA沥青混合料成品路面，现场质量控制除应当满足常规沥青混合料的技术要求以下，还应当满足规范及相关技术要求。沥青混合料的过程控制和总量检验按照以下步骤进行：

5.1 为做好沥青混合料生产过程中的实时控制，及时发现沥青混合料的各项生产参数是否符合配合比设计要求，SUA混和料生产过程，必须配备计算机自动采集及自记打印数据的装置，进行沥青混合料“过程控制”（在线监测）和总量检验。

5.2 拌和机在开始拌和前应设定拌和一锅沥青混合料的生产量，各个热料仓、矿粉、沥青等的标准配合比用量，设定要求的各项施工温度。

5.3 计算机必须逐锅采集各个热料仓的集料用量、矿粉、沥青结合料及各种外掺剂的实际使用量，沥青混合料的生产量，按各个料仓的筛分曲线，逐锅计算出矿料级配，与工程设计级配范围及容许的施工波动范围进行比较，实时评定矿料级配是否符合要求。当发现有不合格的情况，必须引起注意，如果连续3锅以上都出现不合格情况时，宜对设定值进行适当调整。

5.4 计算机必须逐锅采集沥青结合料的实际使用量及沥青混合料的生产量，计算油石比（或沥青用量），与设计值及容许的波动范围相比较，评定是否符合要求。如果连续3锅以—亡误差偏大（如超过0.2%）时，宜对设定值进行适当调整。

5.5 计算机必须实时监测和采集与沥青混合料生产有关的各种施工温度，，评定是否符合要求。

5.6 沥青混合料的矿料级配可以是全部筛孔，但判断是否符合要求可只对5个控制性筛孔（必须包括0.075mm、2.36mm、 4.75mm、公称最大粒径、一档较粗的控制性粒径等筛孔）。

5.7 利用一个评定周期的沥青混合料总生产量、施工总面积、沥青混合料计算摊铺层的平均压实厚度。

5.8 接缝。SMA混合料的铺筑应避免产生纵向冷接缝，横向施工缝应采用平接缝。平接缝切缝应在混合料尚未完全冷却结硬之前进行，切缝后必须用水冲洗干净，待干燥后涂刷年层油，方可铺筑新混合料。应特别注意横向接缝处的平整度，刨除端部或切缝的位置应通过3M直尺测量确定。

六、结论

通过对SMA理论知识的学习和实践研究两方面的分析，得出以下结论：SMA沥青混合料路面抗滑表层是路面施工中最后一道工序，其配合比设计和施工水平直接影响路面的质量和使用寿命。所以，施工十重点要在级配、原材料选用和质量控制上下工夫，确保路面工程质量。结合更多的实际工程对上述结论和成果进行验证和推广，使之不断完善，将是非常必要的进一步工作。

参考文献：

[1]高等沥青路面设计理论与方法.科学出版社

[2]沥青与沥青混合料试验规程（JTJ052 -93）.北京：人民交通出版社

[3]沥青路面施工技术规范（JTJ036-98）.北京：人民交通出版社

[4]公路沥青路面施工技术规范（JTJ032 -94）.北京：人民交通出版社

[5]沥青路面施工及验收规范（GBJ 52092-96）.北京：中国计划出版社

[6]SMA路面设计与铺筑 沈金安 李福普 编著 人民交通出版社