摘 要：随着我国高速公路建设的快速发展，对新的施工方法、施工技术等方面提出了更高的要求。针对普通沥青混凝土的不足和交通发展的需要，SMA路面以其更好的路用性能在我国工程领域得到广泛推广。本文通过对SMA实验配合比设计分析，剖析其制作工艺，详细讨论其配合比确定及检验方法。
关键词：SMA沥青混合料;级配;配合比设计;设计、检验方法
在交通快速发展的新形势下，国内外公路建设发生了许多新的变化，世界各国对沥青路面的都更深入，得出了许多十分重要的新成果，在国内，通过国家科技攻关等一系列科学及长期的施工实践，对沥青路面的各方面都有了新的认识。沥青玛蹄脂碎石混合料，简称SMA,是一种沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料，填充于间断级配的矿料骨架中所形成的沥青混合料，它在高温抗车辙、低温抗裂、抗水损害、抗老化与抗滑方面，均优于传统的沥青混凝土路面。
一、SMA特点分析
SMA是一种间断级配的沥青混合料,4.75mm以上粗集料的比例高达70%-80%,矿粉用量达8%-13%,0.075mm的通过率达到10%,细集料用量很少,形成一种稳定的粗集料互相嵌挤结构。沥青结合料用量大,一般油石比在5.6%-6.0%之间,粘结性要求高,应选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青,最好采用聚合物改性沥青,以提高低温变形性能及矿料的粘结力,防止沥青析漏，减小感温性。为保持较多沥青的稳定，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作稳定剂。
二、SMA配合比设计
SMA的配合比设计是做好SMA面层的第一步，也是至关重要的一步。SMA配合比设计的全过程分为三个阶段，即目标配合比设计阶段，生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。
1.第一阶段：目标配合比设计
目标配合比设计的目的是确定各种规格集料的配合比，使矿料混合料的颗粒组成接近级配范围的中值，采用不同沥青用量制备马歇尔试件，并通过马歇尔试验确定最佳沥青用量。
(1)材料的选择
欲使SMA得已成功，首先要选择优质的符合要求的材料。
1)沥青
沥青必须符合“重交通道路沥青技术要求”,一般要使用比通常的标号低一级的沥青，最好使用改性沥青。
2)粗集料
为了充分发挥粗集料的嵌挤作用，必须采用坚硬的、粗糙的石料。 使用花岗岩、砂岩等酸性石料时，最好使用改性沥青，使粘附性达到 要求。如果达不到要求，可掺加2%左右的消石灰粉，或使用证明具有长期改善效果的抗剥离剂。石料不能采用颚式破碎机破碎，而必须采用锥式或锤式破碎机破碎。
3) 细集料
细集料最好使用坚硬的人工砂，人工砂是利用坚硬的石料反复破 碎而制成的，它具有一定的粗细级配，不同于从石屑中筛分出来的细 颗粒。人工砂采购有困难时，可采用一部分优质天然砂代替，但人工 砂与天然砂的比例不应小于1:1。
4) 矿粉
SMA需要的矿粉数量，一般为沥青用量的1.8-2.0倍。这是因为矿粉帮助沥青起到了分散作用的缘故。矿粉在SMA中的作用至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其它粗、细集料产生粘附作用。所以沥青矿粉混合料才是真正的沥青结合料。用于SMA的矿粉必须使用磨细的石灰石粉，且最好不用回收粉尘。
5) 纤维稳定剂
纤维稳定剂通常采用木质素， 纤维用量一般为沥青质量的0.3%。 SMA必须采用纤维稳定剂，在缺乏纤维的情况下，可使用改性沥青，但不能完全起到纤维的作用。在SMA中掺加纤维，纤维以一种三维的分散形式存在，可以起到加筋作用。若没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，不能均匀地分散在集料之间，铺筑在路面上将清楚地看见油斑的存在，纤维可以使胶团适当地分散。纤维还可以充分吸附表面沥青和吸收内部沥青，从而使沥青用量增加，沥青膜变厚，提高SMA的耐久性。
纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是在夏天高温季节，沥青受热膨胀时，纤维内部的空隙还将成为一种缓冲的余地，不致成为自由沥青而泛油，对高温稳定性也有好处。
纤维将增加沥青与矿料的粘附性，通过油膜的粘结，提高集料之间的粘结力。
(2)选择初试级配
选择初试级配时必须以SMA矿料级配范围为基础，以4.75mm通过率为变化点，改变不同的三个通过率:22%、25%、28%,或者采用20%、25%、30%,三个级配均固定矿粉量,0.075mm通过率为10%左右。所选择的三个初试级配必须在要求的范围内,此时当然也要考虑9.5mm通过率,大体在中值上下波动。
选择三个集料级配的目的是选择三个不同的集料空隙率VMA,以便满足VMA大于17%的要求。满足VMA大于17%的要求对于发挥粗集料的嵌挤作用至关重要。
(3)测定粗集料骨架部分的集料间隙率VCA
为了充分发挥SMA粗集料的嵌挤作用，在压实状态下沥青混合料中粗集料骨架间隙率VCAmix必须等于或小于没有其他集料、结合料存在时的粗集料集合体的捣实状态下间隙率VCADRC。如果做不到这一点，粗集料的嵌挤作用就不能形成，因此这是一个鉴别能否实现嵌挤的基本条件。
如果VCAmix大于VCA,则说明粗集料一定是被细集料、矿粉、玛蹄脂撑开了，粗集料也就形不成嵌挤作用,那也就不称其为SMA了。所以 VCAmix是否小于VCA是检验粗集料能否形成骨架嵌挤，成为SMA的关键指标。
(4)选择初试沥青用量
选择初试沥青用量首先要考虑关于SMA对最小沥青用量的规定。SMA耐久性与沥青用量关系极大，所以SMA设定了最小沥青用量的限制。
细集料、矿粉填充在粗集料骨架的间隙中，全部矿料之外的间隙 即矿料间隙率VMA,可以由沥青及纤维填充，没有足够大的VMA,沥青想放也放不进去。在矿料间隙率VMA中填充沥青和纤维，沥青体积占全部间隙的百分率即为沥青饱和度VFA,所剩下的部分即是空隙率VV。
(5)进行马歇尔试验，根据VMA和VCA确定设计级配
按照初试的沥青用量，用三组初试级配拌和制作马歇尔试件，击实时采用正反击75次，试件数量为每组四个，三组共计12个。一组4个试件中，一个用于测定最大相对密度ρmax,三个用于测定毛体积相对密度ρmb。
将三组初试级配试验的结果VCAmix与 VCA比较,从中选 择 符合 VCAmix〈VCA要求的级配，以4.75mm通过率最大的一组级配作为设计级配，此时应注意尽量选择VMA稍大于17%的级配作为设计级配，以防施工过程中VMA可能降低。
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