SMA混合料配合比设计总结讲解.docx

SMA 昆合料配合比设计总结刘积军 山东省路桥集团有限公司第四分公司摘 要： SMA 是近年来使用较多的性能优越的沥青混合料， 但其施工工 艺要求较高， 其配合比设计标准及方法也与普通的热拌沥青昆合料有较 大不 同本文结合工程实例，介绍其配合比设计标准及方法关键词：沥青玛蹄脂碎石（SMA）；配合比设计；1 工程概况菏关高速公路位于山东省菏泽市， 是日照至南洋高速公路的一部 分，南北走向的重要交通干道之一路线全长 60 多公里，主线路面结 构采 用30cm石灰、粉煤灰土底基层+14cm水泥稳定碎石下基层+14cm柔 性基层（大粒径沥青碎石混合料LSM-30）+8cmAC-25C粗粒式+6cmAC-20C中粒 式+4cmSMA-1沥青玛蹄脂碎石混合料结构，桥面铺装采用6cmAC- 20C+4cmSMA -结构2 SMA混合料性能及组成特点2.1 SMA混合料性能沥青玛蹄脂碎石混合料（ SMA） 是一种由优质沥青、纤维稳定剂、 矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配粗集料骨架间隙 组成的 一体混合料， 它的最基本组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料两 大部分，与 我国现行规范规定的沥青混合料，如密级配沥青混合料 （ AC 型） ,） ,密级配 沥青碎石混合料（ATB，半开级配沥青碎石混合料（AM）,开级配沥青碎石 混合料（ATPB,开级配排水式磨耗层沥青混合料（OGFC）相比，都表现出 其优越性，SMA具有AC的空隙率小，水稳定性及耐久性好，AM ATB的集 料嵌挤作用好，高温抗车辙能力强， OGFC 勺抗滑性能 好等各种特点，同时 又克服了 AC的高温稳定性能不足，AM及ATB的不 耐抗裂、抗老化、抗水 损害性能差的缺点，因而是一种比较理想的混合 料结构。

2 . 2 SMA 结构特点2.2.1 矿料是间断级配，粗集料占到 70％以上，粗集料颗粒之 间有 良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力， 即使在高 温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也 不会减小，因 而有较强的高温抗车辙能力222 SMA 使用矿粉多（8 % 12%），沥青多（ 油石比 5. 5% 6.5％，比密级配沥青混合料大 1％左右） ，又使用纤维作稳定剂，由此 组成 的沥青玛蹄脂有较好的粘结作用， 它的韧性和柔性使混合料有较好 的低温抗 裂性能2.2.3SMA 混合料的内部空隙率很小 （4%左右） ，混合料渗水很 少，几乎不渗水，水稳定性能较好2.2.4 SMA 要求采用坚硬、耐磨的石料，矿料为间断级配，粗集 料 含量高， 路面压实后表面形成大的空隙， 构造深度大， 抗滑性能提高2.2.5 SMA 昆合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，空隙率小，沥青 与 空气接触少，因而沥青混合料的耐老化性能好由于 SMA 具有以上的结构特点，使其各种性能都大大提咼，减少了 维 修和养护费用，延长使用寿命，尽管初期投资有所增加，但总体上仍 将产生 重大的经济效益。

3 SMA-13 配合比设计方法3 . 1 设计原则3.1.1 SMA混合料的配合比设计，遵循现行规范关于SMA混合料 配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段，确 定矿料级配及最佳沥青用量3.1.2 SMAE 合比设计采用马歇尔试件体积设计方法： 必须具有 互相嵌挤紧密的粗集料骨架，马歇尔试件的 VCAmi 泌须小于捣实状态下的粗集料骨架间隙率VCADRc填充在SMA勺粗集料骨架间隙中的沥青混 合料应符合最小沥青用量的要求， 马歇尔试件的空隙率必须在要求的 范围内3. 2 设计标准3.2.1 SMA-13 矿料级配采用间断级配，其级配范围应符合表 1 要求表 1 SMA-13 混合料矿料级配范围筛孔(mm)1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075上限1001007534262420161512下限1009050201514121098中值1009562.52720.519161312103.2.2 SMA 配合比设计，应符合表 2要求3.2.3 SMA设计配合比检验，应符合表3各项指标的要求，试验方法按《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》 ( JTJ 052-2000)的规定进行。

表2 SMA马歇尔试验配合比设计技术要求试验项目单位技术要求试验方法不使用改性沥青使用改性沥青马歇尔试件尺寸mm① 101.6mm*63.5mmT0702马歇尔试件击实次数两面击实75次T0702空隙率VV%4-4.5T0705矿料间隙率VMA不小于%17.0T0705粗集料骨架间隙率VCAmix，不大于VCAdrcT0705沥青饱和度VFA%75-85T0705稳定度，不小于KN5.56.0T0709流值mm2-5T0709表3 SMA配合比设计检验指标检验项目单位技术要求试验方法不使用改性沥青使用改性沥青谢伦堡沥青析漏试验的结合料损失%不大于0.2不大于0.1T0732肯塔堡飞散试验的混合料损失%不大于20不大于15T0733车辙试验的动稳定度次/mm不小于1500不小于3000T0719水稳定性残留稳定度试验%75以上80以上T0709冻融劈裂试验残留强度比%75以上80以上T0729渗水系数Ml/min小于80T0730构造深度mm0.8-1.5T07314 材料4.1 沥青结合料：全线 SMA-13 表层沥青采用 5% SBS 95%加德 士 基质沥青改性的沥青，试验结果见表 4。

表 4 加德士 5%SBS 改性沥青试验结果试验项目单位技术要求试验结果试验方法针入度(25 C ,100g,5s)0.1mm30-6053.2T0604针入度指数PI> 00.27T0604延度(5 C ,5cm/min)cm> 2027.6T0605软化点,TR& BC> 6076.2T0606运动粘度135 CPa.sw 32.30T0603闪点(COC)C> 230330T0611溶解度%> 9999.98T0607离析,48h软化点差Cw 2.50.6T0606弹性恢复(25 C )%> 7089T0605TFOT(或RTFOT)后残留物 质里变化%± 1.00.10T0610 或 T0609针入度比(25 C )%> 6579.8T0604延度(25 C )cm> 1518.1T06104.2粗集料：SMA采用的粗集料应米用质地坚硬，表面粗糙，形状接近立方体，有良好的嵌挤能力的破碎集料，全线均采用山东章丘、 沂水圈里产的玄武岩石料，规格为 5 10mm 10 16mn 其技术性能见表表 5 章丘玄武岩碎石技术性能指标技术要求试验结果试验方法石料压碎值（％不大于266.5T0316洛杉矶磨耗损失（％不大于288.4T0317表观相对密度不小于2.62.824T0304吸水率（％不大于2.01.16T0304与沥青粘附性不小于45级T0616坚固性（％）不大于120.8T0314针片状（％）不大于1514.6T0312水洗法小于0.075颗粒含量（％）不大于10.6T0310软石含量（％）不大于32T0320石料磨光值（PSV）不小于4045T0321具有一定破碎面的颗粒含量（%不小于100100T03464.3 细集料：米用章丘玄武岩轧制的机制砂，具有良好的棱角性和嵌挤功能，可以明显提高混合料的高温稳定性， 试验结果见表 6 表 6 SMA 面层用细集料质量技术性能指标技术要求试验结果试验方法表观相对密度不小于2.52.810T0328坚固性（＞0.3mm部分） （%）不小于1214.5T0340砂当量（％）不小于6071.4T03344.4填料：采用山东嘉祥石灰岩磨细的矿粉为了为了增强集料与沥青的粘附兴矿粉种掺加 15%勺生石灰粉，其技术性能见表 7。

表7 SMA面层用矿粉技术性能指标技术要求试验结果试验方法表观相对密度不小于2.52.711T0352含水量（％）不大于10.8T0103烘干法粒度范围V 0.6100100T0351v 0.1590-10090.3T0351V 0.07575-10077.1T0351外观无团粒结块无团粒结块亲水系数（％）不大于10.88T03534.5纤维稳定剂：采用日照宏祥产木质素纤维，用量为沥青混合料总量0. 3%,其技术性能见表 &表8木质素纤维质量技术性能项目单位技术指标试验结果纤维长度，不大于mm6小于6.0灰分含量%18±520.86%PH值7.5 ±1.07.9吸油率，不小于—纤维质量的5倍5.48 倍含水率（以质量计），小于%54.035目标配合比设计5.1目标配合比设计，按图1步骤进行5 . 2 按现行试验规程规定的方法精确测定各种原材料的毛体积相对密度，矿粉为表观相对密度试验结果见表 95 . 3 设计初试级配：5.3.1 调整各种矿料比例设计 3 组不同粗细的初试级配，3 组级 配的 4. 75 通过率分别为中值，中值士 3%,其矿粉数量大致相同，使 0. 075 通过率为 10%左 右，且合成级配应符合级配范围的要求。

三组初试级配见表 9山东省菏关高速公路工程级配曲线图沥青马蹄脂碎石SMA-13矿料级配设计计算表筛孔(％)10-16(%)5-10(%)3-5(%)0-3(%)矿粉(%)合成级配1合成级配2合成级配3工程设计级配范围中值下限上限1610010010010010010010010010010010013・281・110010010010093.893.893.895901009.51.487.510010010061.862.262.662.550754.750.62.196.799.710023.126.029.02720342.360.61.01.278.110020.022.324.620.515261.180.61.01.25。