基于工程實(shí)例的SMA—13配合比設(shè)計(jì)淺談

楊三旗 高芳

【摘要】本文結(jié)合福州市道路改造工程實(shí)例，介紹了 SMA混合料特點(diǎn)及其配合比設(shè)計(jì)過程其中涉及到目標(biāo)配合比和生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)。

【關(guān)鍵詞】瀝青路面；SMA；配合比；設(shè)計(jì)

SMA是目前瀝青路面中應(yīng)用很好的一種瀝青混合料，一般來講，它由瀝青、集料、木質(zhì)纖維和礦粉組成，主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是“三多一少”，即瀝青多、礦粉多、粗集料多，細(xì)集料少。SMA擁有良好的抗滑性、高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性，本來被設(shè)計(jì)是用于重載交通的；但憑其超強(qiáng)的吸音降噪功能，城市道路改造對(duì)其亦是是愈來愈青睞。

1、工程概況

福新路是福州市區(qū)主干道之一，全長(zhǎng)約6km，周邊是居民住宅，之前是水泥路面，此項(xiàng)目采用雙層瀝青路面加鋪改造，其中上下面層分別設(shè)計(jì)成4cm厚的SMA-13和7cm厚的AC-20C，本文我們只談上面層SMA-13配合比設(shè)計(jì)。

2、原材試驗(yàn)

2.1瀝青

本項(xiàng)目采用的是廈門華特SBS改性瀝青，其工程指標(biāo)要求及實(shí)測(cè)結(jié)果如表1：

根據(jù)《瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 ，表1數(shù)據(jù)顯示，此項(xiàng)目采用的瀝青完全符合規(guī)范及工程要求。

2.2集料

SMA混合料屬于一種間斷級(jí)配的骨架受力結(jié)構(gòu)，對(duì)粗集料各項(xiàng)指標(biāo)要求較高，鑒于此我們采用玄武巖；另外為了增強(qiáng)瀝青與粗集料的粘附性，玄武巖粗集料進(jìn)廠前必須經(jīng)過水洗干凈。按《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E42-2005檢測(cè)，粗集料壓碎值12.5%，滿足不大于26%的要求；洛杉磯磨耗損失13.4%，滿足不大于28%的要求；4.75～9.5和9.5～13.2吸水率分別為0.49%和0.92%，均滿足不大于2.0%的技術(shù)要求；即玄武巖各項(xiàng)指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 JTG F40-2004，可以用于此項(xiàng)目SMA-13瀝青混合料生產(chǎn)。

2.3礦粉與纖維

此項(xiàng)目采用的礦粉產(chǎn)于福州三明市，主要成分是石灰?guī)r，經(jīng)檢測(cè)外觀無團(tuán)粒結(jié)塊，加熱安定性良好，表觀相對(duì)密度2.738滿足不小于2.50的要求，可以使用；纖維采用的是木質(zhì)纖維，實(shí)測(cè)相對(duì)密度為1.17，添加量為瀝青混合料的0.3%.

3、目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

3.1確定目標(biāo)級(jí)配

首先按照《公路工程集料試驗(yàn)規(guī)程》JTG E42-2005要求在料場(chǎng)分別取樣并篩分，且對(duì)礦粉取樣并水洗篩分，然后將篩分果輸入excel表格如下表4，然后通過調(diào)整每檔料的配合比使目標(biāo)級(jí)配值處于規(guī)范要求的SMA-13級(jí)配上下限值之間，且以接近級(jí)配中值為宜，另外根據(jù)經(jīng)驗(yàn)要求關(guān)鍵性篩孔0.075的目標(biāo)級(jí)配值與級(jí)配中值的差值絕對(duì)值小于1；其中各篩孔對(duì)應(yīng)的目標(biāo)級(jí)配值與每檔料的配合比數(shù)學(xué)關(guān)系用下式表達(dá)（以D列為例）： D15=（D11*$C$11+D12*$C$12+D13*$C$13+D14*$C$14）/100

表4 各檔料篩分結(jié)果及規(guī)范要求的SMA-13級(jí)配上下限值

由表4可見，經(jīng)調(diào)整各篩孔通過率都在規(guī)范上下限之內(nèi)且接近級(jí)配中值，關(guān)鍵性篩孔0.075通過率與級(jí)配中值差值絕對(duì)值為0.1，滿足小于1的要求。

3.2確定最佳油石比

根據(jù)預(yù)估的最佳油石比5.9%，選定5個(gè)油量5.5%，5.7%，5.9%，6.1%，6.3%分別制備馬歇爾試件，并進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，匯總成馬歇爾體積參數(shù)表，再按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》 JTG F40-2004要求，算的最佳油石比OAC=5.9%；將5.9%的馬歇爾檢測(cè)結(jié)果對(duì)比技術(shù)要求匯總于表5

由表6知，5.9%的油石比滿足實(shí)際工程技術(shù)要求。

4、調(diào)整生產(chǎn)配合比

本項(xiàng)目采用2000型的間歇式瀝青拌合設(shè)備，根據(jù)之前確定的目標(biāo)配合比中集料（不包括礦粉）的比例調(diào)整電機(jī)轉(zhuǎn)速得以控制冷料進(jìn)料速度，保證冷料進(jìn)料比例與目標(biāo)配合比中比例一致，然后按照規(guī)范要求進(jìn)行集料干拌并取熱篩料且分別篩分，檢測(cè)熱篩料的集料相對(duì)密度，按照之前目標(biāo)配合比的方法確定一個(gè)合成級(jí)配，使合成級(jí)配盡可能地接近目標(biāo)級(jí)配，之后按照最佳油量進(jìn)行試拌，試拌中要嚴(yán)格控制干拌時(shí)間和濕拌時(shí)間以及纖維添加時(shí)間，以保證混合料充分拌合均勻，然后按規(guī)范操作要求對(duì)混合料取樣進(jìn)行抽檢，最終我們驗(yàn)證得出合成級(jí)配、混合料馬歇爾指標(biāo)、瀝青用量均符合規(guī)范及工程技術(shù)要求，最后又通過鋪筑試驗(yàn)段再次驗(yàn)證配合比設(shè)計(jì)的合理性后才正式開始生產(chǎn)。

小 結(jié)

本文通過工程實(shí)例，淺談了一下SMA-13瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)過程，但是實(shí)際生產(chǎn)中要想獲得較佳的SMA-13瀝青路面單單靠一個(gè)確定的配合比是不行的，因?yàn)槭┕どa(chǎn)過程是一個(gè)動(dòng)態(tài)的控制過程，原材料隨時(shí)可能變動(dòng)，現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境亦是存在諸多不確定性，所以要隨時(shí)抽檢原材料，要做到隨時(shí)變動(dòng)及時(shí)調(diào)整，動(dòng)態(tài)控制施工生產(chǎn)才能保證工程質(zhì)量，尤其是拌合設(shè)備操作人員，要想讓生產(chǎn)中達(dá)到供需平衡點(diǎn)不僅需要技術(shù)還需要經(jīng)驗(yàn)；相信隨著技術(shù)設(shè)備的不斷提高和改善，SMA路面應(yīng)用會(huì)越來越廣泛。

參考文獻(xiàn)

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