SMA瀝青混凝土路面的配合比設計與質量控制措施

王 超

（江蘇瑞騁工程質量檢測有限公司，江蘇 宿遷 223800）

0 引言

隨著經濟的快速發展，重載交通占比越來越高，SMA（瀝青瑪碲脂碎石混合料）瀝青混凝土路面的應用也日益增多。SMA以其優良的抗車轍性能和抗滑性能而廣泛應用于路面結構的施工中。在使用SMA瀝青混凝土進行路面施工時，為了保障路面的性能，施工單位應對SMA瀝青混合料的配合比進行控制，并采取相應的措施對各環節的施工質量進行管理。某公路工程項目其總長為6.7km，SMA瀝青混合料面層厚度為4cm。本文主要對該SMA瀝青混合料配合比設計和質量控制情況進行分析。

1 SMA瀝青混凝土路面結構的優勢

1.1 高溫穩定性較好

在對SMA瀝青混合料進行配制時，其間斷級配粗集料占比通常大于70%，在壓實施工后，各粗集料之間會發生嵌擠作用，從而使路面的結構強度進一步提高。與此同時，高溫環境下，由于粗集料之間的嵌擠作用，抵抗能力并不會隨之降低，所以高溫穩定性較好。

1.2 低溫抗裂性較好

相較于其他混合料，SMA瀝青混合料中礦粉和瀝青含量相對較多，通常礦粉含量為8%~12%，油石比為5.5%~6.0%。因此，在低溫季節施工時，使用SMA瀝青混凝土進行施工可以使路面的低溫抗裂性進一步提高。

1.3 防水性能較好

在SMA瀝青混合料配制過程中，雖然其骨料級配為間斷級配，但是配制過程中需使用大量纖維穩定劑、礦粉以及瀝青，其骨料之間的空隙率相對較低，根據相關試驗可知，其空隙率通常為4%，因此，路面具有較好的防水性能。

1.4 抗滑性能較好

在對SMA瀝青混合料進行配制時，所使用的骨料通常具有耐磨、堅硬的特點，且由于其粗骨料含量相對較高，因此，在壓實之后，路面抗滑性能較好。

1.5 抗老化性能較好

由于SMA瀝青混合料空隙率相對較低，因此，其內部瀝青與空氣接觸相對較少，不易老化[1]。

2 SMA瀝青混凝土配合比設計

2.1 原材料

（1）SMA對粗集料質量的要求很高，必須使用堅韌的、有棱角的優質石料（推薦使用玄武巖、輝綠巖等）。同時應嚴格控制粗集料的顆粒形狀、針片狀含量等指標。該工程所使用的碎石為當地生產的玄武巖。

（2）該工程所使用的瀝青為SBS改性瀝青。

（3）抗剝落劑用量為0.3%瀝青用量，木質素纖維用量為混合料總量的0.3%。

2.2 配合比設計

（1）初選級配。施工單位應以SMA路面的工程設計級配范圍為依據，計算SMA的礦料級配。在工程設計級配范圍內，初步計算得到上、中、下3種初試級配，3種級配的4.75mm通過率分別為中值、中值±3%，礦粉比例數量應相同，使混合料0.075mm通過率為10%。其4.75mm篩孔通過率分別為23.3%、27.2%、29.2%，表1為3種級配組成，同時分別測定3種級配的VCADRC見表2。按初試油石比為5.9%制作馬歇爾試件，測定VCAmix及VMA等指標，在滿足VCAmix16.5%的基礎上確定級配，試驗數據見表3。

表1 3種級配組成

表2 VCADRC測試結果

表3 初試級配的體積分析

從3組初試級配的試驗結果得出級配A和級配B符合VCAmix16.5%的要求，其中級配B的4.75mm篩孔的通過率較大且VMA較大，因此選擇級配B為設計級配。

（2）最佳瀝青用量確定。依據所選擇的級配B和初試油石比5.9%試驗的空隙率，分別制備油石比為5.6%、5.9%、6.2%的試件，并進行馬歇爾試驗，得到如表4的試驗結果。

表4 級配B中不同油石比的混合料馬歇爾試驗數據

對表4數據分析可知，當油石比為5.9%時，飽和度、穩定度、VCA以及VMA等指標符合規范要求，空隙率為3.8。在該工程施工過程中，存在軸載重、交通量相對較大等特點，因此，最佳油石比應為5.9%。

2.3 檢驗混合料的性能

按所確定的配合比拌制瀝青混合料并進行性能檢測，檢測數據見表5。

表5 SMA混合料配合比設計性能檢測數據

3 施工質量控制措施

3.1 施工準備

（1）施工單位應對下承層進行處理，確保其滿足上面層攤鋪要求，與此同時，還應對下承層進行清理，在攤鋪施工前，應將改性乳化瀝青黏層油噴灑在表面[2]。

（2）施工單位應對機械性能進行檢查，確保其能正常使用。

3.2 拌和質量控制

（1）應對礦料級配和油石比進行控制，并以設計文件要求為依據，對瀝青混合料進行取樣檢查。

（2）應對集料和瀝青的出料、加熱溫度進行控制，確保其符合要求。

（3）應對各盤拌合料的礦料和瀝青計量數據進行打印和校核，且應以配合比設計為基礎，對施工誤差進行控制。

（4）在施工拌合之前，應對各設備進行檢查，并嚴格核對各計量裝置的精準性。

3.3 運輸質量控制

（1）在運輸過程中，應對運輸路線進行合理選擇，且應以攤鋪速度為基礎，對運輸量進行控制，保障攤鋪的連續性。

（2）應將隔離劑涂抹在車輛底板和側板上，避免出現車廂板與瀝青混合料粘連的問題。

（3）在裝料過程中，應一邊裝料一邊移動車輛，避免出現離析。

（4）在運輸時，應使用雙層篷布遮蓋混合料，達到防雨、保溫的目的。

3.4 攤鋪質量控制

（1）在對路面進行攤鋪之前，應先對試驗段進行鉆芯取樣檢測，確保其壓實度符合要求，以此為依據，對各項施工技術參數和攤鋪系數進行確定，并對瀝青混凝土厚度進行控制。

（2）應以攤鋪路段單幅計劃瀝青用量、拌和站產量以及施工進度等為依據，對攤鋪速度進行控制，通常應為1~3m/min。

（3）在攤鋪施工時，施工人員應借助平衡梁對攤鋪厚度進行控制，確保其平整度符合要求。在該工程施工中，共使用2臺攤鋪機進行施工，在攤鋪時，攤鋪機之間的縱向距離應為10~20m，且應呈梯隊進行攤鋪，橫向重疊寬度應為30~60mm。與此同時，還應對瀝青混凝土溫度進行測量和記錄，確保其溫度符合攤鋪要求。

（4）在攤鋪時，攤鋪機應保持勻速，嚴禁停頓。

（5）在夜間和雨天時，應嚴禁攤鋪作業。當雨天停止攤鋪作業時，應對未使用的瀝青混凝土進行清理。雨停后，應對路面積水進行清理，曬干后才能進行攤鋪作業。

3.5 碾壓質量控制

（1）在對瀝青混凝土進行碾壓時，應分為初壓、復壓以及終壓三個階段，且應勻速進行碾壓，表6為各階段碾壓速度。

表6 壓路機碾壓速度（單位：km/h）

（2）在初壓過程中，應使用雙鋼輪壓路機進行施工，通常應靜壓2遍，且應按照由低到高、由外側向中心的順序進行施工，碾壓重疊寬度應為1/3~1/2輪寬。

（3）初壓完成后，應立即使用振動壓路機進行復壓施工，碾壓遍數應為3~4遍，直至其符合壓實度要求。

（4）在終壓時，應保證瀝青混凝土溫度>90℃，并使用雙鋼輪壓路機進行靜壓，壓實遍數應為1~2遍。

（5）應以攤鋪速度為基礎，對碾壓段長度進行控制，壓路機應緩慢平穩起步，且應直線行駛，嚴禁左右移動、掉頭以及轉向。

（6）在碾壓時，應保障壓路機鋼輪的清潔度，當出現粘輪問題時，應使用稀釋后的洗滌靈對其進行噴灑處理。

（7）施工單位應派專人對碾壓過程進行控制，并對其平整度和高程進行定期檢測，一旦存在擁包問題時，應及時進行處理，保障碾壓質量。

4 結束語

在對路面進行施工時，SMA瀝青混凝土具有諸多優勢，因此，其應用也越來越廣泛。在使用SMA瀝青混合料施工時，施工單位應對其配合比進行設計，并從拌制、運輸、攤鋪以及碾壓等環節出發，對其施工質量進行控制，使SMA瀝青混凝土路面整體施工質量進一步提高。