SMA 瀝青混凝土路面的配合比設(shè)計(jì)要點(diǎn)及施工質(zhì)量控制

龔 鴿

（中鐵二十局集團(tuán)第一工程有限公司，江蘇 蘇州 215151）

1 SMA 瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)的要點(diǎn)

1.1 原材料的要求

（1）瀝青。與普通瀝青混合料中的瀝青相比，SMA 瀝青混凝土所使用的混凝土稠度和黏度都比較高，對(duì)瀝青進(jìn)行選擇的時(shí)候最好選擇改性瀝青?；炷恋呐浜媳冗M(jìn)行設(shè)計(jì)和施工的過程中，試驗(yàn)人員應(yīng)該嚴(yán)格檢測瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)，以提高SMA 瀝青混合料的整體質(zhì)量。

（2）粗集料。為了使SMA 瀝青混凝土具有較高的抗滑性能和高溫穩(wěn)定性，在施工的過程中應(yīng)該盡量選擇質(zhì)地堅(jiān)硬、形狀規(guī)準(zhǔn)、表面粗糙度較高的骨料。在對(duì)碎石進(jìn)行加工的時(shí)候應(yīng)該選用圓錐破或反擊式破碎機(jī)進(jìn)行加工，與此同時(shí)，在加工的時(shí)候應(yīng)該采取相應(yīng)的除塵措施防止環(huán)境污染。碎石的尺寸應(yīng)該和瀝青拌合料的篩網(wǎng)尺寸一致，使混合材料的質(zhì)量得到保障。在對(duì)粗集料進(jìn)行儲(chǔ)存的時(shí)候，應(yīng)該記錄材料的各項(xiàng)性能，并對(duì)粗集料各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行檢驗(yàn)。瀝青上層的粗集料在使用之前應(yīng)該進(jìn)行沖洗，保障粗集料的穩(wěn)定性。為了使石料的針片狀得到改善，在生產(chǎn)石料的時(shí)候應(yīng)該使用整形機(jī)進(jìn)行處理。

（3）細(xì)集料。在SMA-13 瀝青混合料中顆粒粒徑小于4.75mm 的集料稱為細(xì)集料，細(xì)集料在SMA 瀝青混合料中占比雖少，但它是形成瀝青瑪蹄脂的重要組成部分，因此應(yīng)該選用粒徑均勻且干凈干燥無雜質(zhì)的材料作為細(xì)集料。

（4）填料。必須采用石灰石等堿性石料研磨的礦粉，礦粉的主要功能是和瀝青、纖維組成瀝青瑪蹄脂黏結(jié)劑，以提高混合料的黏聚力。

（5）纖維穩(wěn)定劑。纖維穩(wěn)定劑應(yīng)該選擇環(huán)保的施工材料。目前，礦物纖維和木質(zhì)素纖維是最為常用的纖維穩(wěn)定劑，而石棉纖維對(duì)環(huán)境和人體健康都會(huì)產(chǎn)生影響，不宜使用。

1.2 礦料級(jí)配初試

在初試級(jí)配階段，當(dāng)選擇的骨料最大粒徑為13.2mm時(shí)，粗細(xì)集料分界篩孔應(yīng)為4.75mm 篩孔。調(diào)整3 個(gè)不同粗細(xì)的初試級(jí)配，3 個(gè)初試級(jí)配的4.75mm 通過率分別為規(guī)范級(jí)配中值、中值±3%，其礦粉數(shù)量宜相同，合成級(jí)配的0.075mm 通過率為10%左右。此次配合比設(shè)計(jì)的初試級(jí)配見如表1 所示。

1.3 確定礦料級(jí)配

在初試過程中得出了SMA 瀝青混凝土的礦料比例以及初試油石比5.9%，再根據(jù)馬歇爾試驗(yàn)中的要求制作SMA 瀝青混凝土馬歇爾試件，實(shí)測數(shù)據(jù)如表2 所示，并測定VCAmix及VMA 等指標(biāo)，在滿足VCAmix小于VCADRC和VMA 大于17.0%的基礎(chǔ)上確定級(jí)配，實(shí)測數(shù)據(jù)如表3 所示。

由表2、3 得出只有級(jí)配B 滿足各項(xiàng)指標(biāo)要求，選擇級(jí)配B 為設(shè)計(jì)級(jí)配。

1.4 確定最佳油石比

以初試油石比的±0.3%為間隔，調(diào)整3 個(gè)不同的油石比進(jìn)行馬歇爾制件，并進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)。通過馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果判斷試件的各項(xiàng)體積參數(shù)指標(biāo)，其中包括VMA、VCA、穩(wěn)定度、飽和度等，判斷其是否符合設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)空隙率和油石比進(jìn)行計(jì)算，最終確定最佳油石比，實(shí)測數(shù)據(jù)如表4 所示。

表1 三種初試級(jí)配通過不同篩孔的質(zhì)量百分率

表2 SMA 瀝青混凝土馬歇爾試驗(yàn)數(shù)據(jù)

表3 VCADRC 試驗(yàn)結(jié)果

表4 SMA-13 瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

1.5 檢驗(yàn)配合比的設(shè)計(jì)性能

通過上述步驟，確定了SMA 瀝青混凝土的最佳油石比和最佳礦料級(jí)配，試驗(yàn)人員應(yīng)該根據(jù)配合比進(jìn)行制件，并對(duì)SMA 瀝青混合料的性能指標(biāo)進(jìn)行檢測。通過對(duì)SMA 瀝青混合料的抗車轍性、水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性、抗凍性進(jìn)行試驗(yàn)，性能合格后才能投入實(shí)際施工中。實(shí)測數(shù)據(jù)如表5 所示。

表5 SMA 混合料配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)

2 SMA 瀝青混凝土路面的施工質(zhì)量控制

2.1 拌和過程的質(zhì)量控制

SMA 瀝青混凝土添加了纖維穩(wěn)定劑，所以和普通的瀝青混合料比較，SMA 瀝青混凝土的拌和時(shí)間長、黏度大且加熱溫度高。為了避免瀝青在加熱的過程中的老化現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)格控制骨料和瀝青的加熱溫度，保證成品料的質(zhì)量。一般情況下SMA 瀝青混凝土干拌時(shí)間應(yīng)該大于10s，濕拌時(shí)間應(yīng)該控制在45s 左右。在出料的時(shí)候應(yīng)該通過色澤、離析結(jié)塊情況、瀝青裹覆等情況作為質(zhì)量的判斷依據(jù)來判斷SMA 瀝青混凝土的拌和質(zhì)量。

2.2 SMA 瀝青混凝土運(yùn)輸

SMA 瀝青混凝土在裝車前應(yīng)該在車內(nèi)涂抹隔離劑，防止瀝青混合料黏在車上；在裝車的時(shí)候應(yīng)該前后移動(dòng)車輛，分成三次進(jìn)行裝料最為適宜，可以減少在裝車過程中混合料的離析。在運(yùn)輸?shù)倪^程中應(yīng)該盡量保證車輛的平穩(wěn)性，防止車輛顛簸造成的骨料離析。除此之外，為了防止運(yùn)輸過程中混合料散失過多的溫度，運(yùn)輸過程應(yīng)該加蓋篷布。

2.3 SMA 瀝青混凝土攤鋪

在混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場的時(shí)候，為了保障施工的質(zhì)量，應(yīng)該對(duì)混凝土的溫度進(jìn)行控制，使SMA 瀝青混凝土的攤鋪溫度在160℃以上。在攤鋪的過程中，使用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)進(jìn)行攤鋪，在進(jìn)行攤鋪的過程中，攤鋪機(jī)應(yīng)該連續(xù)且均勻地行駛。除此之外，為了防止離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，裝有材料的自卸車應(yīng)該停在攤鋪機(jī)之前，由攤鋪機(jī)推著前進(jìn)。在攤鋪的過程中，攤鋪機(jī)應(yīng)該緩慢均勻地前進(jìn)，攤鋪的速度應(yīng)該保持在1 ～3m/min，且在攤鋪的過程中攤鋪機(jī)的速度不能改變。與此同時(shí)，為了保證攤鋪過程不中斷，應(yīng)該至少安排3 輛自卸車在攤鋪機(jī)前等候。

2.4 SMA 瀝青混凝土的碾壓

為了保證SMA 瀝青混合料的碾壓溫度，在攤鋪完成后應(yīng)立即碾壓。在初壓的時(shí)候應(yīng)該使用雙鋼輪靜力式壓路機(jī)，復(fù)壓的時(shí)候則應(yīng)該使用輪胎壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。為了消除路面的輪跡、提高路面的平整度，終壓應(yīng)該使用靜力式壓路機(jī)。在初壓、復(fù)壓和終壓階段應(yīng)該保持在高溫狀態(tài)下進(jìn)行，在碾壓的過程中碾壓機(jī)械不能隨意的掉頭行駛，碾壓的三個(gè)階段應(yīng)該緊密銜接，初壓一般為1 ～2 遍，復(fù)壓一般為4 ～6 遍，終壓的遍數(shù)應(yīng)該在2遍以上。

3 結(jié)束語

由于SMA 瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的各項(xiàng)性能穩(wěn)定，技術(shù)條件優(yōu)異，所以同普通瀝青混凝土相比其具有壽命長的優(yōu)勢。即使SMA 瀝青混凝土在前期的投入上相對(duì)較高，但是根據(jù)其總體的使用壽命可以看出，它的經(jīng)濟(jì)效益相比于普通瀝青混凝土有明顯的提高。