新乡SMA沥青混合料的配合比设计

一、概述

沥青玛碲脂碎石（stone mastic asphalt简称sma）路面具有优良的高温稳定性，良好的低温抗裂性，使用的耐久性以及明显的抗滑性和一定的降噪声的效果。国外已普遍使用，国内也得到了推广应用。但是，必须要保证SMA路面的工程质量才能体现SMA路面的优越性，保证质量的技术关键在于SMA沥青混合料的配合比设计。

二、材料

1、粗集料——新乡SMA沥青混合料的配合比设计

SMA混合料是依靠粗集料石、石接触和紧密嵌接而形成骨架结构，为防止碎石颗粒在车辆荷载的挤压过程中发生破碎，对粗集料的质量有严格的要求，也可说粗集料是SMA质量控制的关键，一般要求使高质量的轧制粗集料，其岩石应坚韧，具有较高的强度和刚度，而不能使用质地较软的石灰石。

SMA混合料的性质对集料4.75mm通过率十分敏感，要求针片状颗粒（1：3）含量不超过20%。

根据SMA材料的特性，在有条件的地方目前基本上采用玄武岩、辉绿岩等硬质的碱性石料。

2、细集料

在SMA混合料中细集料（指小于4.75mm颗粒）的质量仅为10%-20%，但同样要求石质坚硬、富有棱角，并有一定的表面纹理，软质含量少，塑性低，粘土含量不超过1%。细集料宜用机制砂，也称人工砂。天然砂由于颗粒接近于圆形，磨阻力小，故不宜多用。

3、矿粉

矿粉在SMA混合料中是重要的组成部分，它与沥青混和形成玛蹄脂，从而影响SMA的性能。矿粉为混合料产生“加劲”效应。按照我国目前沥青路面施工技术规范生产的石灰石矿粉可用于SMA混合料，上海使用的石灰石磨细矿粉。

4、沥青材料——新乡SMA沥青混合料的配合比设计

SMA所使用的沥青要求有良好的粘结性和温度稳定性，一般应采用重交通道路沥青，其指标符合规范要求。我国采用的标号应根据道路所在地区气候来确定，但一般宜采用较好的沥青，如南方地区可采用50号沥青，长江、黄河流域采用70号沥青，东北地区采用90号沥青。

虽然改性沥青种类很多，但现在国内外的发展趋势是SBS改性沥青应用日趋广泛，这是因为SBS改性沥青性能确实比PE等改性沥青优越，而且它的适应性强，无论在南方还是在北方都能有效地改善热稳定性和低温性抗裂性。

5、纤维

为了防止沥青滴漏，绝大部分SMA中都使用纤维，虽然也有的SMA项目使用改性剂来增加沥青粘度以防止滴漏。现在大多数情况是，既使用改性沥青，也同时使用纤维材料。

三、玛蹄脂的组成与技术要求——新乡SMA沥青混合料的配合比设计

SMA的结构可分成两个部分：其一，是由粗集料构成的空间骨架结构；其二，电沥青、矿粉及纤维等材料所组成的玛蹄脂，玛蹄脂填充在SMA混合料骨架空隙中，形成密实骨架结构。这是SMA混合料与传统沥青混合料在结构组成上的主要区别。

对于玛蹄脂的组成，有人将细集料（0.075-2.36mm）、矿粉、沥青和纤维组成的混合料作为玛蹄脂，而将无细集料的玛蹄脂称为细玛蹄脂。美国e ray beown等人对细玛蹄脂和粗玛蹄脂的性能，采用动态剪切流变仪（dsh）及直接拉伸试验（dtt）等方法作了试验，结果表明二者的性能相关性非常好。很明显，细玛蹄脂的性能可代表粗玛蹄脂性能。

1、玛蹄脂的配合比

（1）矿粉用量：SMA矿粉的用量大多控制在8%-12%范围内。我国在SMA-16级用为5.5%-7.5%、SMA-13级时相应降低。高的沥青用量是SMA混合料组成设计的特点。

（2）纤维用量

SMA中纤维掺量以纤维占混合料重量之比表示。目前实际应用中，木质素纤维等有机纤维的掺量一般为0.3%-0.4%，玻璃纤维等无机纤维掺量一般为0.4%~0.6%。纤维掺量过少会使混合料中沥青增多，易发生滴漏，形成油斑。同时还会造成玛蹄脂有效数量不足，空隙率增大，降低路面的耐久性能。纤维掺量过多时，会使分散困难，影响生产率，而且如有结团，还会使混合料粘聚力下降，影响路用性能。此外，纤维较多时，混合料中自由沥青过少，使玛蹄脂过于粘稠。低温性增大，降低混合料抵抗低温开裂能力。

四、SMA混合料级配——新乡SMA沥青混合料的配合比设计

1、SMA混合料的粒径

沥青混合料的粒径是指这种集料的公称粒径，如SMA-16的公称粒径为16mm，实际上整个混合料中还有比16mm大一级的集料，即19mm。一般来说，公称粒径以上大一级的粒料还可能有90%-10%，所以在集料级配中公称尺寸的通过率一般为50%—。

SMA混合料的公称粒径与路面的层次和厚度有关，也与铺设的地区有关。一般来说，如果沥青混合料的粒径大一些，热稳定性就比较好。显然，根据我国大部分地区的气候条件，采用过小粒径的SMA是不可取的。以上海为例，上海七八月份的平均气温达到26-27℃，由于温室效应，近几年的气温又有所上升，夏季高温持续时间长，沥青路面容易出现泛油，SMA的粒径则可放大至19mm或25mm。根据使用场合和交通组成的不同，可以选择不同的类型的SMA。

2、集料级配

SMA混合料的集料级配，与普通沥青混合料有根本的区别。