sma路面设计与施工工艺控制

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1、SMA路面设计与施工工艺控制 侯建新1   周宏云2湖北省黄冈市公路规划勘测设计院1  湖北省公路管理局科研所2 摘 要：SMA路面是一种新型沥青路面结构，在长大纵坡、小弯半径多、桥涵结构物密集、雨雪多、气温低的山岭重丘区，通过对SMA混合料配合比精心设计、施工工艺过程的有效监控，以提高路面的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性，进而提高路面的耐久性、抗滑性等路面功能。有效地解决了山区高速公路建设中普通沥青混凝土无法解决的难题。关键词：SMA路面设计、施工工艺控制 1 工程概况襄十高速公路总建设里程155.9公里，谷城县段至武当山段约59公里，采用山岭重丘区高速公路标准修建，设计行车速度80公里/

2、小时，路基宽度24.5米，双向4车道，全封闭全立交，路面结构设计为沥青混凝土路面。其中K374+623～K382+009段地形复杂，长大纵坡、小弯半径多、桥涵结构物密集等，在高温条件下，车辆轴载大，在上坡路段车速缓慢，沥青混合料的抗剪切能力急剧下降而容易形成车辙；下坡路段要考虑抗滑功能要求；同时考虑到该路段冬天雨雪多且气温很低，经襄十高速公路建设指挥部与设计单位共同研究决定该路段表面层采用SMA—13路面。沥青玛蹄脂碎石（SMA）是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉组成的沥青玛蹄脂结合料填充间断级配的矿料骨架间隙的沥青混合料。具有良好的高温稳定性、低温抗裂性、水稳性和耐久性。本文结合襄十高速公路工程

3、实践，阐述沥青玛碲脂碎石混合料（SMA）配合比设计方法和关键施工工艺。2 SMA-13混合料的配合比设计2.1原材料选择①沥青：采用湖北省鄂州科氏公司生产PG76-22的SBS改性沥青。②粗集料：采用湖北省京山县三阳石料场生产的玄武岩碎石，分三档为1#料（16～9.5mm）、2#料（9.5～4.75mm）、3#料（4.75～2.36mm），③细集料：采用湖北省京山县三阳石料场生产的玄武岩石屑和机制砂4#料（＜2.36mm＝，④填料：采用老河口市宝石水泥厂生产的石灰石矿粉。⑤纤维稳定剂：采用德国CFF公司生产的TOPCEL木质素纤维。2.2 SMA混合料目标配合比设计参照《公路沥青玛蹄脂碎石路面

4、技术指南》SHCF40—01—2002的设计原则和步骤，采用马歇尔体积设计方法以空隙率指标（4.0%）来进行最佳沥青用量的确定。调整各矿料比例设计三种粗细不同的级配，三种级配的4.75mm通过率分别为中值、中值±4%，其矿粉数量相同，使0.075mm通过率为10%左右（表1和图1）。表1 集料筛分与合成级配SMA-13集料筛分与合成级配筛孔尺寸1613.29.54.752.361.180.60.30.150.075掺配比例1掺配比例2掺配比例31#料10083.424.60.60.60.60.60.60.60.647%42%48%2#料10010098.79.80.60.60.60.60.60

5、.629%30%32%3#料1001001009841.423.612.16.13.51.56%10%0%4#料10010010010097.879.857.433.120.510.48%8%10%矿粉10010010010010010010098.693.388.210%10%10%级配上限1001007534262420161512   级配下限1009050201514121098   级配中值1009562.52720.51916131210   合成级配110092.264.227.020.818.315.813.211.610.2100%  合成级配210093.067.931.0

6、22.419.216.213.611.810.2 100% 合成级配310092.063.423.420.318.516.213.711.910.3  100%根据规范规程要求采用捣实法测定大于4.75mm粗集料的松方密度并计算捣实状态粗集料骨架的间隙率（表2）。表2 捣实法试验结果级配类型粗集料的毛体积密度（g/cm3）粗集料的捣实松方密度（g/cm3）骨架间隙率（VCADRC）（%）合成级配12.9101.71141.2合成级配22.9191.69641.8合成级配32.9161.65943.1应用马歇尔试验检测方法对三种合成级配进行试验，试验结果如下（表3）：表3马歇尔试验结果试验项目技

7、术要求合成级配1合成级配2合成级配3初试油石比（%） 6.06.06.0纤维掺量（‰） 3.03.03.0马歇尔试件击实次数双面击实50次双面击实50次毛体积密度（g/cm3） 2.5282.5332.508最大理论密度（g/cm3） 2.6462.6442.649空隙率VV（%）3～44.54.25.3矿料间隙率VMA（%）17.017.317.218.0粗集料骨架间隙率（VCAmix）≤VCA