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1、SMA瀝青混合料的配合比設(shè)計王佳佳承德路橋建設(shè)總公司067000摘要SMA混合料的設(shè)計過程中,往往會出現(xiàn)所測指標(biāo)不能滿足要求的情況,這就需要對原設(shè)計進(jìn)行必要的調(diào)整,重新進(jìn)行試驗(yàn)和設(shè)計。關(guān)鍵詞SMA混合料浙青一、概述浙青瑪碲脂碎石(StoneMasticAsphalt簡稱SMA)路面,具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、抗車轍能力強(qiáng)、路表粗糙抗滑,行車安全、良好的低溫抗裂性、使用的耐久性、抗水害、以及一定的降噪聲的效果。國外己普遍使用,國內(nèi)也得到了推廣應(yīng)用,2007年承德市鋪筑了第一條由SMA做上面層的路面工程。要保證SMA路面的工程質(zhì)量,才能體現(xiàn)SMA路面的優(yōu)越
2、性,保證質(zhì)量的技術(shù)關(guān)鍵在于SMA瀝青混合料的配合比設(shè)計。二、原材料質(zhì)量原材料是影響瀝青路面質(zhì)量的主要因素,要想使瀝青路面達(dá)到設(shè)計使用壽命,除了控制施工質(zhì)量外,還必須充分重視原材料的質(zhì)量。1、粗集料因SMA混合料是依靠集料緊密嵌擠而形成骨架結(jié)構(gòu),故集料嵌擠作用的好壞在很大程度上取決于集料石質(zhì)的堅硬、集料的顆粒形狀和棱角性。粗集料的這些性質(zhì)是SMA成敗與否的關(guān)鍵。SMA中粗集料起嵌擠作用,要求用堅硬、硬質(zhì)石料,其質(zhì)量要滿足《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求,詳見表1。SMA混合料的性質(zhì)對集料4.75mm通過率十分敏感,要求針片狀顆粒含量不超過1
3、5%。根據(jù)SMA材料的特性,集料選擇采用隆化生產(chǎn)的玄武巖。2、細(xì)集料SMA混合料中細(xì)集料同樣要求石質(zhì)堅硬、富有棱角、潔凈、干燥并有一定的表面紋理,軟質(zhì)含量少,塑性低。細(xì)集料采用機(jī)制砂,也稱人工砂。其質(zhì)量技術(shù)要求見表2。3、礦粉礦粉在SMA混合料中是重要的組成部分,它與瀝青混和形成瑪蹄脂,從而影響SMA的性能。礦粉為混合料產(chǎn)生“加勁”效應(yīng),在拌和過程中禁止使用熟料。按照我國0前瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范生產(chǎn)的石灰石礦粉可用于SMA混合料,京承高速使用的是石灰石磨細(xì)礦粉。其具體技術(shù)要求見表3。4、浙青材料SMA所使用的瀝青要求奮良好的粘結(jié)性和溫度穩(wěn)定性,京承
4、高速采用重交通道路石油A級70號瀝青,其指標(biāo)符合規(guī)范要求。雖然改性瀝青種類很多,但現(xiàn)在國內(nèi)外的發(fā)展趨勢是SBS改性瀝青應(yīng)用日趨廣泛,這是因?yàn)镾BS改性瀝青性能確實(shí)比其它改性瀝青優(yōu)越,而它的適應(yīng)性強(qiáng),無論在南方還是在北方都能冇效地改善熱穩(wěn)定性和低溫性抗裂性。5、纖維木質(zhì)素纖維采用中交路建土木工程(北京)有限公司生產(chǎn)的木質(zhì)素纖維,無團(tuán)粒結(jié)塊,質(zhì)量符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的技術(shù)要求,其特性見表4,木質(zhì)素纖維為混合料質(zhì)量的0.35%。三、瑪蹄脂的組成與技術(shù)要求SMA的結(jié)構(gòu)可分成兩個部分:其一,是由粗集料構(gòu)成的空間骨架結(jié)構(gòu);其二,瀝青、礦粉及纖維等材
5、料所組成的瑪蹄脂,瑪蹄脂填充在SMA混合料骨架空隙中,形成密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)。這是SMA混合料與傳統(tǒng)瀝青混合料在結(jié)構(gòu)組成上的主要區(qū)別。對于瑪蹄脂的組成,有人將細(xì)集料(0.075-2.36mm)、礦粉、瀝青和纖維組成的混合料作為瑪蹄脂,而將無細(xì)集料的瑪蹄脂稱為細(xì)瑪蹄脂。美國ErayBeown等人對細(xì)瑪蹄脂和粗瑪蹄脂的性能,采用動態(tài)剪切流變儀及直接拉伸試驗(yàn)等方法作了試驗(yàn),結(jié)果表明二者的性能相關(guān)性非常好。很明顯,細(xì)瑪蹄脂的性能可代表粗瑪蹄脂性能。瑪蹄脂的配合比1)、礦粉用量:SMA礦粉的用量控制在8%-10%范圍內(nèi)。高浙青用量是SMA混合料組成設(shè)計的特點(diǎn)。2)
6、、纖維用量SMA中纖維摻量以纖維占混合料重量之比表示。S前實(shí)際應(yīng)用中,木質(zhì)素纖維的摻量不低于0.3%,礦物纖維摻量不宜低于0.4%。纖維摻量過少會使混合料中瀝青增多,易發(fā)生滴漏,形成汕斑。同吋還會造成瑪蹄脂奮效數(shù)量不足,空隙率增大,降低路面的耐久性能。纖維摻量過多吋,會使分散閑難,影響生產(chǎn)率,而II如有結(jié)閉,還會使混合料粘聚力下降,影響路用性能。此外,纖維較多吋,混合料中自由瀝青過少,使瑪蹄脂過于粘稠。低溫性增大,降低混合料抵抗低溫開裂能力。四、SMA混合料級配1、SMA混合料的最大粒徑瀝青混合料的最大粒徑是指這種集料的最大公稱粒徑,如SMA-16
7、的最大公稱粒徑為16mm,實(shí)際上整個混合料中還冇比16mm人一級的集料,即19mm。一般來說,最大公稱粒徑以上大一級的粒料還可能有90%-100%,所以在集料級配中公稱尺、j*的通過率一般為50%-100%。SMA混合料的最人公稱粒徑與路面的層次和厚度冇關(guān),也與鋪設(shè)的地區(qū)有關(guān)。一般來說,如果瀝青混合料的最大粒徑大一些,熱穩(wěn)定性就比較好。2、礦料級配SMA混合料的礦料級配,與普通瀝青混合料冇根本的區(qū)別。為了說明這種差別現(xiàn)以公稱尺、?為16mm的密級配瀝青混凝土混合料級配作一比較。詳見表5。五、SMA混合料技術(shù)指標(biāo)與要求在設(shè)計中規(guī)范普遍采用馬歇爾試驗(yàn)方
8、法,即錘擊成型試件,測試馬歇爾穩(wěn)定度等指標(biāo)。1、試件成型的錘擊次數(shù)試件成型號的密度不僅與錘擊次數(shù)有關(guān),而且與成型吋的溫度奮