SMA沥青混合料路面特点及配合比设计汇总
SMA-13生产配合比总结
贵州省开阳至息烽高速公路第 KXLM 合同段路面工程沥青混凝土上边层(SMA-13)生产配合比设计报告项目名称 : 开息高速公路KXLM合同段施工单位 : 贵州省公路工程企业有限企业监理单位 : 重庆市交通工程监理咨询有限责任企业沥青混凝土上边层SMA-13生产配合比设计一、设计依照1、《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-20042、《公路路基路面现场测试规程》JTG E60-20083、《公路工程沥青及沥青混淆料试验规程》JTG E20-20114、《公路工程集料试验规程》 JTG E42-20055、《公路土工试验规程》 JTG E40-20076、《公路工程质量查验评定标准》JTG F80/1-20047、《两阶段施工图设计》路面专册二、原资料1、沥青为贵州塔里木有限企业生产的SBS改性沥青，沥青的三大指标以下：沥青的主要技术性质试验结果表一试验项目规范要求试验结果针入度（ 0.1mm）（ 25℃、 100g 、 5s）40~60 51.5 延度（ 5℃、 5cm/min ） (cm) ＞20 31 融化点（℃）（全球法）≥60 76.0 与矿料的粘附性≥ 5 级 5 级相对密度实测 1.0222、细集料采纳中心料场生产的砂（0-3mm）、碎石（ 3-5mm）,3、粗集料采纳息烽永胜玄武岩路料有限企业生产的玄武岩(5-10mm)、玄武岩（10-15mm），4、填料采纳贵州省清镇市川江建材有限企业生产的矿粉，纤维是由上海葵非国际贸易有限企业代理的德国入口CFF路用木质纤维（用量为矿料总质量的0.35%），以上资料的各项试验结果见表二、表三、表四、表五、表六。
SMA-13 型沥青砼上边层粗集料试验结果表二指标 规范要求 试验结果备注 级配切合设计合格/碎石（ 3-5mm ）≥ 2.6 表观相对密度 2.706 毛体积相对密度 /2.652 玄武岩（ 5-10mm ） ≥ 2.6表观相对密度 2.918 密度毛体积相对密度 /2.828 玄武岩（ 10-15mm ）≥ 2.6 表观相对密度2.916/毛体积相对密度2.828碎石（ 3-5mm ）≤ 2.0 0.75 / 吸水率（％）玄武岩（ 5-10mm ） ≤ 2.0 1.10 /玄武岩（ 10-15mm ）≤ 2.0 1.06 /压碎值（％） 玄武岩（ 9.5-13.2mm ） ≤ 26 12.8水洗法小于碎石（ 3-5mm ）≤ 1.0 0.6 / 0.075mm 颗粒含 玄武岩（ 5-10mm ）≤ 1.0 0.5 / 量（ %） 玄武岩（ 10-15mm ）≤ 1.00.4/细集料试验结果表表三指标 规范要求 试验结果 筛分 切合设计 合格 表观相对密度 ≥ 2.52.710毛体积相对密度 2.616砂当量不小于 (%) ≥ 6066 小于 0.075mm 含量 (%)2.4填料矿粉试验结果表表四指标规范要求 试验结果 表观相对度 ≥ 2.50 2.720 亲水系数（％） ＜ 1 0.7 塑性指数 ﹤ 4 3.1外观无团粒结块无团粒结块粒度范围＜ 0.60 （mm ） （％） 100 100 ＜ 0.15 （ mm ） （％） 90-100 91.6 ＜ 0.075 （mm ） （％）75-10080.0木质素纤维表五名 称密度 木质素纤维 *0.75* 注：纤维密度由厂家供给。
SMA-13配合比设计
VCAmix
SMA混合料设计步骤
①SMA材料选择； ②确定具有良好嵌挤的矿料级配； ③确认所选级配的最小VMA及最小沥青用量； ④确定最佳沥青用量，确认混合料的空隙率； ⑤评价SMA的性能；
SMA混合料配合比设计过程问题与调整方案
SMA混合料设计过程中，往往会出现某些指标不能满足要求的情况，就需要对原设计进 行必要的调整，重新进行试验和设计。下表是就SMA混合料设计中出现的问题提出的调 整方法。
针入度25℃
延度5℃≮ 软化点≮
0.1mm
cm ℃
>100
50 45
80-100
40 50
60-80
30 55
40-60
20 60
56
55.4 76.9
密度
弹性恢复≮
-% 55
实测记录
60 RTFOT 65 75
1.020
76
质量变化≯ 针入度比25℃≮ 延度5℃≮
% % cm 50 30 55 25
在沥青混合料的矿粉必 须采用石灰岩或岩浆岩 中的强基性岩石等憎水 性石料经磨细得到的矿 粉，原石料中的泥土杂 质应除净。矿粉应干 燥、洁净。
矿粉产地：崇州怀远 指标 表观 密度 含水量 外观 亲水 系数 加热 安定性 塑性 指数 单位 t/m2 % ---% 技术 要求 ≮ ≯ 无团粒 结块 <1 实测 记录 <4 实测值 2.667 0.2 无团粒 结块 0.7 无明显 颜色变化
沥青玛蹄脂碎石混合料组成
Asphalt bitumen
SMA的组成特点
1 、SMA是一种间断级配的沥青混合料。
2、粗集料多，细集料少，矿粉用量多，同时使用纤维作为稳定剂。
3、沥青结合料用量多，粘结性要求高，希望针入度小，软化点 高，温度稳定性好的沥青，最好采用改性沥青，以改善高低温变 形性能及与矿料的粘附性。
SMA13配合比设计简述
2h@ 25 oC
16 hours @ -18 oC
24h@ 60 oC
TSR RT 2 100 RT 1
设组配计合合比设计
目的配合比检验
• 渗水试验
• 采用轮碾法成型旳车辙板试件，路面渗水仪 • 良好旳SMA构造在碾压成型后应该不渗水或者透水很慢 • 渗水系数要求不不小于80ml/min
• 掺加纤维素，木素纤维0.3%，矿物纤维0.4%。
组配合合比设计
测定和计算
• 测定矿料旳毛体积相对密度和表观相对密度
• 初试级配旳合成毛体积相对密度γsb
sb
P1
P2
100 P3
... Pn
1 2 3
n
• 初试级配旳合成表观相对密度γsa
sa
P1
' 1
P2
' 2
100
P3
' 3
...
Pn
空隙率VV 矿料间隙率VMA 粗集料骨架间隙率VCAmix 沥青饱和度VFA
稳定度 流值
单位 － ％ ％ ％ ％
kN mm
技术要求 两面各击75次
3~4.5 ≥17.0 ≤VCADRC 75~85 ≥8.0 2~5
注：对重交通路段或炎热地域，空隙率可放宽到4.5%，VMA可放宽到16.5%。
设组配计合合比设计
宽到4.5%。
设组配计合合比设计
配合比设计原则
• 矿料间隙率VMA
• 代表混合料中用以填充沥青玛蹄脂旳空隙 • 与4.75mm经过率亲密有关。伴随4.75mm经过率即细集料旳增长，矿料
间隙率将逐渐趋于常数；只有当4.75mm经过率不大于30%，VMA才开始 增长，粗集料旳嵌挤作用才干得到发挥，石石嵌挤构造才干形成。 • 对于重交通路段或者炎热地域，能够将VMA旳最小值放宽到16.5%。
SMA-13L沥青混合料的特点及配合比设计实例
表 ５ 不 同比例粗集料骨架的松装 间隙率 Ｖ Ａ Ｒ Ｃ Ｄｃ
００５ ｍ ．７ ｍ 通过 量宜 控制 在 ９ 左 右， ％ 以上要 求 为 Ｓ Ａ一 ３ Ｍ １Ｌ沥青 混 合料 级 配 曲线 的设 计 原则 ， 遵 应
关 键 词 ：Ｍ 配 合 比设 计 ； 式 ； Ｓ Ａ； 公 密度
中图分类号 ：Ｕ ０ Ｔ ５２
１ Ｓ ＭＡ一１ Ｌ的 由来 ３
２ ３ 级 配 范 围和 筛孔尺 寸 的 变化 ．
随着辽宁高速公路建设 的迅猛发展 ， 辽宁省高 等级公路建设局和辽宁省交通规划设计 院通过大量 试验 ， 在遵循《 公路沥青路面施工技术规范》 中相关
技术要 求 的基础 上 ， 结 出了一 套 适 合 辽 宁地 方 特 总 色的 Ｓ ＭＡ一１Ｌ配合 比设 计方 法 。经过 大量实 际应 ３ 用， 取得 了非 常好 的路 用 效 果 。为 了便 于广 大 工 程
Ｓ Ａ一 ３ Ｍ １Ｌ在原有筛 孔尺 寸的基 础上增 加 了
５６ ．ｍｍ、ｍ １ ．ｍ 三个非 标准筛 孔 ， ８ ｍ、１４ ｍ 见表 ３ 。
检 验指标 的变化 见 表 ２ 。
表 ３ 混 合 料 矿 料 级 配 范 围
２ ４设 计 思路 的 变 细集 料 比例 的调 整 ， ３
（） １ 按照《 公路沥青路面施工技术规范》 中的规 定 Ｓ Ａ一 ３是 以 ４ ７ ｍ Ｍ １ ．５ ｍ作为粗集料骨架分界筛
以上 的百 分 含量 ） 占混 合 料 ７ ％ 的情 况 下 ，１４— ９ １． １ｍ １料 ） 量与 ８～１．ｍ ２ ） 量 的 比例 ６ ｍ（ 撑 用 】４ ｍ（蝌 用
SMA 13上面层混合料配合比设计讲解
SMA-13上面层配合比设计本项目沥青上面层采用4cm SMA－13细粒式沥青玛蹄脂碎石混合料（改性沥青），具有平整、密实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。
根据部颁标准JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》、SHC F40-01-2002《沥青玛蹄脂碎石混合料设计施工指南》设计规范及作业指导书，将试验原材料、混合料及配合比设计方面重点要求进行学习。
一、原材料原材料自检合格认可的首要条件是必须经监理抽检确认并经总监办批准使用后方可使用。
1．改性沥青（1）沥青采用经SBS改性的聚合物改性沥青，其技术要求应符合下表的规定。
（2）进场改性沥青每车都应进行取样和试验，取样和试验应符合《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052－2000）的规定。
（3）沥青性能整套检验应委托有关试验单位进行（每批检测一次），工地试验室对针入度、延度、软化点进行检验，还应检验老化后的质量损失、针入度比、延度、并留样备检。
试验方T0604T0604T0605T0606T0619T0611T0607T0662T0661T0603T0610T0604T0605 2、粗集料（1）上面层粗集料（>2.36mm）采用玄武岩碎石。
（2）所有面层石料要求采用反击式破碎机加工成近似立方体形状、洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗、耐磨光性能的碎石。
（3）集料粒径的规格分档建议采用表1建议值。
技术质量应符合表2的规定。
（4）检测频率按照要求进行。
集料粒径加工规格分档建议值表142.36~0S16T06633．细集料（1）细集料(<2.36mm)宜采用坚硬、洁净、无风化、无杂质的优质石灰岩采用专用的制砂机加工而成的机制砂。
（2）机制砂细集料的级配应符合S16的要求（表3）。
（3）细集料的技术要求应符合表4的规定。
SMA-13上面层用细集料质量技术要求表4试验方T0328T0340T0334T0349 T0345s 30 不小于棱角性（流动时间）4、填料）填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨制的矿粉，由专业生产厂家生产。
沥青SMA混合料配合比设计(SMA-16)(h).
沥青SMA混合料配合比设计（SMA-16）一、基本情况该高速公路工程地处华北地区交通干线，拟采用改性沥青SMA作为抗滑表层，按规范规定，首先铺筑长500m的SMA路面试验段，由于有关各方的重视和努力，试验路铺筑非常成功，为高速公路正式铺筑SMA路面创造了条件。
试验路铺筑在邻近的二级公路上，路面宽14m，在旧路面上先铺筑了AC-25(F)型沥青混凝土整平层，然后铺筑SMA-16抗滑表层，设计厚度4cm。
二、材料参数与试验1.沥青结合料考虑到高速公路所在地夏天炎热，基质沥青的标号采用与沥青面层原设计相同的进口壳牌沥青AH-70，沥青质量符合“道路石油沥青技术要求”中的A级标准。
改性剂采用性能较好的SBS，SBS 为北京燕化公司国创一号，星型，经过不同剂量改性效果的比较，选择剂量5％，由北京市国创改性沥青有限公司的LG-8型炼磨式改性沥青制作设备在拌和厂现场加工制作，改性沥青经显微镜观察分散非常均匀，一般小于5μm，试验结果如表1。
2.矿料试验路全部采用高速公路表面层实际使用的材料铺筑。
粗集料采用玄武岩，质地坚硬，表面粗糙，质量指标如表2。
细集料采用人工砂及天然砂，人工砂是玄武岩碎石厂加工的，规格3-5mm，3mn以下的粉尘已经被抽风机吸走，很干净。
由于加工困难，成品率低，所以价格较贵，为碎石价格的两倍，所以使用量不宜太多。
天然砂为河砂，含泥量几乎为零。
矿粉为磨细石灰石粉，细度见配合比设计表，不过由于时处雨季，矿粉不够干燥，使矿粉添加有些困难，需经常由人工帮助敲打。
各种材料的筛分结果见表3，从表中筛分结果可见，材料比较规格，规格筛孔以外的比例极小。
改性沥青材料主要指标表13.纤维使用从美国进口的松散木质素纤维，质量符合有关规定基本要求。
为了提高纤维投放效率及分散效果，纤维由专用的纤维投放设备直接投入拌和机。
掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%，密度为0.6g/cm3。
粗集料的主要指标表2矿料密度及筛分结果表35～l0m 3.019 2.959 100 100 100 100 11.6 0.4 0.3 0.3 0.2 0 0 3～5mm人工砂 3.062 3.002 100 100 100 100 98.2 5.0 0.2 0.1 0.1 0 0 天然砂 2.659 2.612 100 100 100 99 95.5 83.7 56.6 42.6 8.8 3.2 1.9 矿粉― 2.676 100 100 100 100 100 100 100 100 99.8 99.6 75.2三、目标配合比设计1.确定矿料级配按照SMA-16的标准级配建议，经过配合比设计计算确定3组冷料仓投料比例，使4.75mm的通过率大体上为22％、25％、28％，0.075mm的通过率为10％左右(相当于固定矿粉用量的13％)，3组配合比的合成级配曲线如图1，级配计算如表4，材料的配比如下：甲：10～20∶5～10∶人工砂∶天然砂∶矿粉=52∶28∶4∶3∶13乙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=49∶29∶5∶4∶13丙：10～20：5～10：人工砂：天然砂：矿粉=45∶3l∶6∶5分别按这3组级配测定4.75mm以上粗集料的毛体积相对密度及全部矿料的毛体积相对密度，如表4所列。
SMA沥青混凝土路面的配合比设计与质量控制措施
SMA沥青混凝土路面的配合比设计与质量控制措施摘要：SMA沥青混合料的密实度和饱和性良好，形成的沥青路面平整度和降噪效果均较好。
SMA路面整体较为粗糙，有着较好的耐高温、抗变形、抗水害及抗开裂等性能，早期质量病害较少，维修养护成本低，但对施工技术要求比较高。
因此，公路建设发展的过程中，需要更加重视SMA沥青混凝土路面的配合比设计与质量控制，不断发现问题，找出有效措施，共同为我国的公路建设项目添砖加瓦。
基于此，本文主要分析了SMA沥青混凝土路面的配合比设计与质量控制措施。
关键词：SMA沥青混凝土；施工；质量控制引言SMA沥青混凝土路面施工需要从各个环节进行严格把控，包括拌合、混合料加工和施工等环节，才能更好的提高乡村道路施工的质量。
需要结合公路工程项目实际情况，合理采用SMA改性沥青路面施工技术，同时严格根据技术流程及要求进行作业，从而保证SMA路面施工质量，有效发挥SMA路面的性能优势。
一、SMA沥青混合料概述SMA也叫沥青马蹄脂碎石混合料，通过采用增加矿粉用量、改性沥青等技术手段，组成沥青马蹄脂后填充间断级配的粗集料骨架间隙，从而使沥青混合料既能保持开级配沥青混合料表面功能好的特点，又能克服耐久性差的缺点，尤其是使高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性能等各种路用性能大幅度提高。
二、公路路面施工质量控制管理的必要性近年来，随着人们经济收入的不断提高，车流量不断增加，对公路路面建设质量要求也在全面提高。
在城市公路建设中，沥青混凝土是常用的材料之一，而沥青混凝土路面施工技术是决定公路路面建设质量的关键因素。
在当前，我国在沥青混凝土路面施工技术方面仍存在一些不足，在一定程度上降低了城市公路建设质量。
此外，目前出现大量“面子工程”，也就是部分官员在建设公路时一味追求个人政绩，忽视施工质量，导致施工环节出现不符合施工要求等情况，各参建方在施工期间未严格监督管理重点工序，使得路面施工质量降低。
SMA混合料配合比设计总结讲解
SMA混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混合料有较大不同。
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-25 C粗粒式+6cmAC-20C 中粒式+4cmSMA-13沥青玛蹄脂碎石混合料结构，桥面铺装采用6cmAC-20C+4cmSMA-13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的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。
SMA沥青混合料的配合比设计成果
SMA沥青混合料的配合比设计成果一、概述武汉大道（长江二桥～岳家嘴立交）道路改造工程路面采用沥青碲脂碎石路面。
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（一）粗集料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，在有条件的地方最好目前基本上采用玄武岩、辉绿岩等硬质的碱性石料。
（二）细集料在SMA混合料中细集料（指小于4.75mm颗粒）的质量仅为1 0%-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。
（三）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，使用的石灰石磨细矿粉。
（四）沥青材料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9 0号沥青。
高速公路工程SMA沥青混凝土路面配合比设计与施工技术分析
高速公路工程SMA沥青混凝土路面配合比设计与施工技术分析摘要：SMA（沥青玛碲脂碎石混合料）以其优良的抗车辙性能和抗滑性能而广泛应用于路面结构的施工中。
在使用SMA沥青混合料施工时，首先应对其配合比进行设计，从原材料的选择、配合比设计及混合料的性能测试几个方面作好质量控制，并重点应从拌制、运输、摊铺以及碾压等环节作好施工过程的质量控制，以保证SMA沥青混凝土路面的整体施工质量。
关键词：质量控制；配合比；SMA沥青混凝土路面1SMA沥青混合材料的特性简析SMA沥青混合材料的主要特点集中在以下三个方面：第一，具有较强的黏聚性。
本文引言部分提到，SMA沥青混合料中加入了少量的纤维稳定剂，这有助于提高沥青混合料的黏聚性。
当黏聚性得到提升之后，意味着混合料的黏稠度会提升，应用于路面施工时，发生分层和离析现象的概率会大幅度降低。
除此之外，较高的黏聚性还会提高混凝土拌合物的均匀性，避免集料与水泥浆分离，可有效防止路面浇筑施工后出现蜂窝及空洞现象。
第二，SMA沥青混合料具有较强的高温稳定性。
此种混合料具有典型的间断级配特性，其组成成分中，大粒径集料占大多数。
基于此，相较于常规的沥青混合料，这种具有较多大粒径集料的SMA沥青混合料在填充路面结构空隙方面具有更大的优势——所形成的道路的骨架结构具有更大的强度，能够在更长时间内承受更大的路面荷载。
第三，道路的耐久性可进一步提升。
SMA沥青混合料中的玛蹄脂成分具有很强的吸附性，能够对集料施加更大的吸引力，使这些集料被牢固地“锁住”，进而令路面整体的抗剪性能得到明显提升。
2SMA路面配合比设计2.1原材料结合高速公路技术规范的基本要求合理选用SMA沥青料。
此项目中的沥青料为AH-90沥青,其特点为耐高低温性能与抗老化性能强,抗裂效果突出,同时在制备过程中掺入适量的SBS改性剂,从而制作成为SBS改性沥青,保证SBS聚合物中的颗粒粒径≤5cm。
通过粗集料的嵌挤作用能够增强SMA混合料的耐高温稳定性,所以需要采用玄武岩碎石或是花岗岩碎石。
SMA路面的设计材料要求及施工工艺
19
1.3 SMA13级配曲线 (0.45次方曲线)
100
90
SMA13
80
AC13I
70 AK13A
60
50
40
30
20
10
0
0 0.075 0.3 0.6 1.18 2.36
4.75
9.5 13.2 16 19
SMA
SMA
1.2 SMA的特点
嵌挤的骨架——高温稳定性好,抗车辙能力强 粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行车安全 空隙率较小——抗水害、耐老化 沥青用量多——抗裂性好，耐久性好
2 SMA在国内外的应用情况
2.1 国外 2.2 国内 2.3 江苏省
2.1 SMA的应用概况——国外
60年代起源于德国 从80年代起在欧洲推广，许多国家列入规范。 90年代初引入美国，多个州修筑了试验路 NCAT已经于98年底完成了有关混合料设计的研究项目 NAPA于2019年出版了《SMA设计与施工指南》 2000年列入AASHTO规范
经大规模推广应用SMA。
2.3 SMA的应用概况——江苏省
SMA在江苏的应用始于95年，在宁连、宁通公路上修 筑了SMA试验路。
98年以来对SMA路面进行了大量试验、研究 先在宁扬、宁合、宁杭等老路改造项目上成功地应用
了改性/普通沥青的SMA16/SMA13。 2000年开始在淮江高速公路等新建公路应用 2019年：连徐CDE26、宁靖盐W、宁宿徐R21 至今2019年底总里程已超过700公里。
NCAT的研究
美国沥青技术中心（NCAT）的研究表明，对 于SMA13~SMA25，4.75mm作为级配的间断 点有着重要意义，4.75mm筛孔通过量的大小 直接影响粗集料的嵌挤效果及VMA[4]。
3沥青与沥青混合料(SMA)
稳定度 (kN) 6.6 6.9 6.6
流值 (mm) 2.5 2.6 3.1
41.9 41.7 41.5
通过作图可以看出，当取设计空隙率为4%是，对应的油石比6.1%，且饱和 度(VFA)为77.5%(要求75~85%)，矿料间隙率(VMA)17.8%(要求大于17%)， 混合料粗集料间隙率(VCAmix)41.6%(小于矿料粗集料间隙率41.8%)，各项体 积指标均满足要求，所以6.1%沥青用量是合适的.
21
SMA配合比设计流程图
材料选择 粗、细集料、矿粉 纤维稳定剂 材料试验 选择初试级配 以4.75mm通过率为关键筛孔，选用中值及中值±3%三个档次，设计三组级配 测定各级配粗集料相应VCADRC 沥青或改性沥青
选择初试沥青用量，制备马歇尔试件
分析VMA、VCAmix，确定落实设计级配组成 不合格
18
SMA组成设计
二是SMA混合料中要控制混合料空隙率，因
为过小的空隙率在高温季节易于造成塑性变 形，而过高的空隙率则易造成水损害； 通常空隙率要求控制在3~4%，北方寒冷地区 为3.5%，对高温稳定性有较高要求的地区为 4%，甚至可达到4.5%； 空隙率合适与否的评定方法是：是否偏低用 车辙试验评定，是否偏高采用室内渗水试验 评定.
SMA特点、组成材料 与设计
1
一、SMA综述
2
SMA路面特点
SMA是一种以沥青结合料与适量纤维稳定 剂、以及少量细集料和较多矿粉组成的沥 青玛蹄脂，填充于间断级配的粗集料骨架 空隙中组成的沥青混合料。
3
SMA路面特点
——京秦高速公路路况对比
AC
SMA
AC
SMA
4
—— 持久的表面功能 —— 优良的水稳性和耐久性 —— 良好的低温抗开裂能力 ——显著的高温抗车辙形成能力
SMA
γ1
——各种矿料的配合比例，%； P1+P2+…+ Pn =100
γ2
４）计算各初试级配捣实状态下的集料松装间
隙率 DRC VCA
VCADRC
γs × 100 = 1 − γ CA
VCADRC --粗集料骨架的松装间隙率，％；
γ CA --粗集料骨架的毛体积相对密度；
3.配合比检验 配合比检验 1）检验 按确定的矿料级配和最佳沥青用量，进行下 列配合比检验试验。 ① 谢伦堡沥青析漏试验 试验温度应该与生产时的最高出料温度一致， 无明确要求时，非改性沥青混合料的试验温度 宜为170℃，改性沥青混合料的试验温度宜为 185℃。
２）测试件的稳定度 稳定度和流值并不作为配合比设计的唯一 指标，容许根据同类型SMA工程的经验予以调 整，对改性沥青SMA试件的流值可不作要求。 根据希望的设计空隙率，确定最佳油石比 OAC。马歇尔试件的设计空隙率应符合规范的 要求，在炎热地区空隙率宜选择靠近上限，寒 冷地区空隙率可选择靠近中、下限。当击实次 数为75次时，设计空隙率不宜超过4％。
根据设计的SMA类型，按级配范围要求，调整各种 类型，按级配范围要求， 根据设计的 类型 矿料的比例，设计3个粗细不同的初步级配 个粗细不同的初步级配。 矿料的比例，设计 个粗细不同的初步级配。 3个级配 个级配4.75(或2.36)mm筛的通过率分别为 筛的通过率分别为: 个级配 或 筛的通过率分别为 中值（规范级配范围中值） 中值（规范级配范围中值） 中值+3（ 中值 （或２）％ 中值-3 中值 （或２）％ 3个级配其矿粉数量宜相同，使0.075mm通过率为 个级配其矿粉数量宜相同， 通过率为 个级配其矿粉数量宜相同 10％左右。 ％左右。
SMA沥青混合料路面特点及配合比设计
SMA路面特点沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种由沥青、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的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料，其混合料具有以下特点：1)粗集料多在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗料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时，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。
AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 4.75mm通过率38~68 34~62 20~34 20~322)矿粉和沥青用量高，采用纤维稳定剂SMA使用矿粉高达8%～12%，沥青用量高达5.7%～6.5%，比一般AC-13/AC-16高1%左右。
同时要使用纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充集料间隙，在温度下降、混合料收缩变形时，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变形性能，低温抗裂性能得到大大提高。
2)AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 0.075mm通过率4~8 4~8 8~12 8~123) 空隙率小SMA混合料的内部空隙率很小(3%～4%)，混合料渗水很少或几乎不渗水，混合料内部的水属毛细水形态，不易成为大的动力水，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。
同时由于密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。
3) 路面表面粗糙，构造深度大SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料;另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成大的孔隙，构造深度大0.8~1.3mm，使雨天高速行车下不易产生水漂，抗滑性能提高，较好地解决了抗滑与耐久的矛盾。
同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪声降低，从而可以全面提高路面的表面功能。
同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪音可降低3～5dB，从而提高路面的表面功能。
例析SMA混合料的沥青上面层配合比设计
例析SMA混合料的沥青上面层配合比设计一、SMA路面的组成以及特点沥青玛蹄脂混合料（Stone Matrix Asphalt，简称SMA）是一种由粗集料、沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的间断级配的沥青混合料.其组成特征主要包括两个方面：①含量较多的粗骨料互相嵌锁组成高稳定性（抗变形能力强）的骨架结构；②细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂结合料将骨架胶结在一起，填充骨架空隙，使混合料有较好的柔性及耐久性。
SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低，而且低温性能良好。
SMA的结构组成可概括为“三多一少，即：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。
具体讲：（1）SMA是一种间断级配的沥青混合料，5mm以上的粗集料比例高达70%～80%，矿粉的用量达7%～13%，（“粉胶比”超出通常值1.2的限制）。
由此形成的间断级配，很少使用细集料；（2）沥青用量较多，高达6.5%～7%，。
一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂，提高胶结料的粘结性；（3）选用优质的沥青材料，要求使用针入度小、软化点高、高温稳定性好的沥青，一般选用SBS改性沥青。
SMA的特点：由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力，同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善。
添加纤维稳定剂，增加了沥青混合料耐久性。
SMA混合料摊铺和压实效果较好。
混合料的间断级配在表面形成较大的孔隙，构造深度大，抗滑性能好。
同时混合料中沥青玛蹄脂的胶结填补作用又使路面的空隙率很小，耐老化性能及耐久性都很好，从而全面提高了沥青混合料的路用性能。
二、SMA配合比设计1、原材料；（1）集料；选择集料的统一性，包括粗集料的棱角性、扁平与细长颗粒含量以及细集料的粘土含量等指标。
另一类是集料的地区性标准，即料源特性是：坚固性、安定性、有害物质含量。
SMA集料的统一特性在我国规范中已有明确规定，只要适当的选择原材料，严格控制材料的生产过程，集料比较容易满足SMA规范要求。
SMA目标配合比设计
SMA基本特点：“三多一少”
与普通的沥青路面结构相比，SMA有着显著的 优越性。SMA的优越性主要表现在以下方面： （1）高温稳定性较好 （2）低温抗裂性较好 （3）耐久性较好 （4）行车安全性较好 （5）防噪音 （6）使用寿命长、养护费用低。
二、SMA目标配合比设计
目前的SMA设计主要有两种方法：
选择材料、取样
材料试验
确定试验温度
在工程设计级配范围内设计供优 选用的1~3组不同的矿料级配
对选择的设计级配，初选5组沥青用量，拌合混合料，分别制作马歇尔试件 测定试件的毛体积密度 确定理论最大密度
普通沥青 用真空法 改性沥青 用计算法
计算VV、VMA、VFA等体积指标 进行马歇尔试验，与马歇尔设计标准比较
一种是采用击实的马歇尔试验设计方法 一种是采用旋转压实机的设计方法 这二种设计方法都是体积设计法
由于马歇尔法已广泛应用，且设备简单，
因此现阶段仍然使用。 旋转压实法能够较好的模拟路面施工的 压实状况，试件大，离散性小，而且比 马歇尔击实法减小了对石料的压碎程度， 因此有更广阔的应用前景。
马歇尔方法目标配合比设计流程 如下图所示
浸水残留稳定度
冻融劈裂试验
冻融劈裂抗拉强度比
高温稳定性检验 车辙试验
动稳定度
低温稳定性 低温小梁试验
破坏应变
谢伦堡析漏试验（烧杯法） 肯塔堡飞散试验
两个试验往往同时进行，前者确定沥青用量上 限，后者确定下限。
结论：
通过混合料级配调试和相关验证试验， 表明所设计的SMA沥青混合料的抗水损 害性能、高温稳定性能和低温抗裂性能 均满足技术要求，可作为SMA生产配合 比调试的依据。
SMA沥青混凝土路面的配合比设计及施工质量控制
工程施工Engineering construction248SMA沥青混凝土路面的配合比设计及施工质量控制张兵兵1陈韫钒2佘文3（贵州宏信创达工程检测咨询有限公司，贵州贵阳）中图分类号：TU75 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2019）07-0248-01摘要：通过对SMA-13沥青混凝土进行研究，分析SMA沥青混凝土的结构性能，对其配合比设计以及施工质量控制进行总结，得出施工过程中需要严加注意的技术要点，并给出提高施工质量的措施。
关键词：SMA沥青混凝土；配合比；施工质量1 SMA沥青混凝土路面的结构特点1.1具有较好的高温稳定性SMA沥青混凝土中含有大量的粗集料，通过合理的骨料级配，将粗集料尽可能的压实，这样可以使得SMA沥青混凝土具有良好的嵌挤作用，进而让摊铺路面的结构强度得到提高。
当处于高温的环境中，SMA沥青混凝土中的玛脂会发生融化的现象，这使得SMA沥青混凝土的粘度极大的降低，但是因为大量的粗集料嵌挤，这使得粗集料不会因为粘度降低而分散开，尽管在高温的环境中，SMA沥青混凝土的强度依然能够得到保证。
1.2具有较好的低温抗裂性SMA沥青混凝土在进行制作的过程中，相较于其它类型的混合料，它加入了大量的沥青和矿粉，矿粉能够占到总的配料中的8%～12%，而沥青也能占到5.5%～6.5%，并且还会向配料中加入纤维稳定剂。
这样设计的目的是为了提高SMA 沥青混凝土的粘性，在低温的环境中，依然能够保持较好的强度，不会因为低温而发生开裂现象。
1.3具有较好的防水性能虽然所用的是间断级配的骨料，但是在进行设计的过程中，会向配料中加入大量的沥青、矿粉和纤维稳定剂，这些属于微小颗粒料，可以很好的镶嵌在骨料的缝隙当中，增加了SMA沥青混凝土的充实度，有效的降低空隙。
通过研究分析可知，合理配比的SMA沥青混凝土的空隙率低至4%，用它摊铺的路面几乎不会渗水，防水性能十分优秀，有效的提高了路面的使用寿命。
SMA-13目标配合比设计
SMA是由大量的粗骨料形成紧密嵌挤的骨架结构，纤维、矿粉、沥青和少量细集料组成的玛蹄脂填充其孔隙。
其组成特点是粗集料多，矿粉多，沥青含量大，细集料少，添加纤维等。
SMA的组成特点及其作用机理决定了SMA路面优异的路用性能。
SMA路面具有良好的高温稳定性、高温抗车辙、低温开裂、疲劳开裂、抗水损害、抗老化等性能，同时还具备抗滑、降噪、改善雨天路面明视度等优异的面层特性。
1原材料的选用1.1沥青结合料该项目采用SBS改性沥青，该沥青粘结性好、针入度小、软化点高、高温稳定性和低温韧性好。
经检验，各项指标均满足JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中对SBS改性沥I-D级的要求。
1.2粗集料SMA的高温稳定性是基于含量甚多的粗集料之间的嵌挤作用。
粗集料的质量是SMA成败的关键。
指标符合JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》中对粗集料的技术要求。
1.3细集料采用石灰岩反复破碎轧制的机制砂，具有良好的棱角性和嵌挤性，有利于提高混合料的高温稳定性。
1.4填料SMA中矿粉用量比普通沥青混合料大很多，是玛蹄脂的主要成分，其质量影响混合料的稳定性和抗车辙能力。
填料采用石灰岩磨细的石粉，亲水系数小于1，小于0.075mm颗粒的含量大于75%。
1.5纤维稳定剂采用木质纤维素作为稳定剂，用量为0.3%。
2SMA-13配合比设计对于SMA配合比设计国际上尚无公认的成熟的方法，国内也没有形成相关规范。
根据以往SMA沥青路面的施工经验及国内专家的研究成果，确定了配合比设计方法、SMA-13矿料级配范围及混合料马歇尔试验技术标准。
SMA粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少的结构特点与传统的AC型有很大的差别，SMA配合比不能完全依靠马歇尔配合比设计方法，主要由体积指标确定。
马歇尔试件采用双面各击实50次，目标孔隙率3.5%，稳定度和流值不是主要指标，沥青用量参考飞散试验和高温析漏试验确定，车辙试验是重要的设计手段。
SMA路面特点及设计方法
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SMA设计方法
❖ 对选定的级配确定设计最佳沥青用量。 ❖ 除进行车辙、水稳、低温等配合比设计检验
外，还需进行谢伦堡析漏试验及肯塔堡飞散 试验来检测沥青用量是否合适。
试验室人员注意的问题
❖ 准确测量各档集料、矿粉及沥青的密度。 ❖ 控制击实温度为165℃ -170℃。 ❖ 干捣实密度的测量。 ❖ 马歇尔稳定度不是主要指标。 ❖ 最大理论密度的计算考虑了纤维部分。
γt＝ （100+Pb+Px) /(100/γse+Pb/γb+Px/γx ）
其中：Px=0.35×（100+Pb）/100
试验室人员注意的问题
❖ VMA的计算要考虑纤维部分： VMA= (1-γf/ γsb×Ps)×100
其中：Ps=0.9965×100/（100+Pb） ❖ VCAMIX的计算。
VCAMIX=(1-γf/γca ×PCA) ×100 其中：Pca为大于4.75人员注意的问题
❖ 车辙件用量的计算： m混和料= γf ×30 ×30 ×5 ×1.03
其中：m混和料为混合料的总重量 配合比设计中各组成部分的计算： m纤维=m混和料×0.35% m矿料+沥青= m混和料×99.65% m矿料= m矿料+沥青×100/（100+Pb) m沥青= m沥青× Pb /（100+Pb)
❖ 选择原材料,要符合规范规定技术要求。 ❖ 确定初试级配,在要求的级配范围内,以关键性筛孔
4.75mm 通过率为标志,选用三个级配。 ❖ 按集料试验规程测定4.75mm 以上的粗集料的松
方相对密度,计算粗集料骨架间隙率VCADRC。 ❖ 选取初试油石比对三个级配进行马歇尔试验，根
配合比设计报告(SMA)
目标配合比报告工程名称：沈阳沈北新区尚小桥钢桥面铺装设计内容：改性沥青SMA-10目标配合比设计委托单位：重庆东道鹏方路桥工程有限公司重庆鹏方路面工程技术研究有限公司重庆鹏方路面工程技术研究有限公司目标配合比报告配合比结论各矿料所占质量比：（8-12玄武岩）：（5-8玄武岩）：（3-5玄武岩）：（0-3玄武岩）：石灰石矿粉=15：51：8：13：13；采用6.0%的油石比（即5.7%的沥青含量）；添加占混合料质量5‰的矿物纤维。
签发日期：2008年9月17日备注仅对来样检测数据负责。
批准：审核：设计：一、概述受重庆东道鹏方路桥工程有限公司委托，重庆鹏方路面工程技术有限公司对沈阳沈北新区尚小桥钢桥面铺装沥青混凝土面层SMA-10型沥青混合料进行目标配合比设计，对设计的混合料进行了性能检验。
二、设计依据1、《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）；2、《公路工程集料试验规程》（JTG E42-2005）；3、《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ052-2000）；4、《钢箱梁桥面铺装设计与施工技术指南》。
三、设计过程1. 原材料本次配合比设计所用集料和填料均由委托单位提供；胶结料为SK(天津)公司生产的高弹改性沥青；纤维采用玄武岩矿物纤维。
（1）高弹改性沥青根据要求，对高弹改性沥青进行了相关性能指标检测，检测结果及性能指标如表3-1所示。
表3-1 高弹改性沥青指标检测结果（2）集料、填料本项目采用的集料分为三档：1＃（玄武岩8~12mm）、2＃（玄武岩5~8mm）、3#（玄武岩3~5mm）和4＃（石灰石0~3mm），填料为石灰石矿粉。
按试验规程规定的方法，对集料进行了筛分和相关指标的性能检测，筛分结果如表3-2所示，其它性能检测结果如表3-3所示。
表3-2 集料筛分结果表3-3 集料指标检测结果（3）纤维应用于沥青混合料的纤维主要有三类:矿物纤维、植物纤维和合成纤维，这三类纤维在沥青中都是不溶的，因此纤维在沥青中是以分散相存在，对沥青组分的化学性质无影响，其作用相当于原沥青中的沥青质。
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SMA路面特点沥青玛蹄脂碎石(SMA)是一种由沥青、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的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料，其混合料具有以下特点：1)粗集料多在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗料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时，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。
AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 4.75mm通过率38~68 34~62 20~34 20~322)矿粉和沥青用量高，采用纤维稳定剂SMA使用矿粉高达8%～12%，沥青用量高达5.7%～6.5%，比一般AC-13/AC-16高1%左右。
同时要使用纤维作稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充集料间隙，在温度下降、混合料收缩变形时，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变形性能，低温抗裂性能得到大大提高。
2)AC-13 AC-16 SMA-13 SMA-16 0.075mm通过率4~8 4~8 8~12 8~123) 空隙率小SMA混合料的内部空隙率很小(3%～4%)，混合料渗水很少或几乎不渗水，混合料内部的水属毛细水形态，不易成为大的动力水，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。
同时由于密水性好，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。
3) 路面表面粗糙，构造深度大SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料;另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成大的孔隙，构造深度大0.8~1.3mm，使雨天高速行车下不易产生水漂，抗滑性能提高，较好地解决了抗滑与耐久的矛盾。
同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪声降低，从而可以全面提高路面的表面功能。
同时，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪音可降低3～5dB，从而提高路面的表面功能。
4)SMA的混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，沥青老化降低，因而沥青混合料的耐久性能良好。
综合SMA的组成特点，可以归纳为三多一少：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少。
SMA 混合料形成机理a)粗集料骨架；b)沥青玛蹄脂；c)用玛蹄脂填充的粗集料骨架SMA是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料碎石骨架间隙的混合料。
或者说SMA是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两部分组成。
特点和性能、结构类型、空隙率(％)、沥青用量、4．75mm、通过率(％) 、0．075mm 通过率(％)、抗车辙变形、疲劳耐久性、抗裂性能、水稳定性、渗水情况、抗老化性能、特点和性能、结构类型、抗磨损、抗滑性能、路面噪声、反光、溅水、水雾、施工难易程度、成本。
ACl6(I)型悬浮密实结构3~6 中等42~63 中等(4~8) 很好ACl6(II)型悬浮半密实结构4~8 (10) 较少30~50 较少(2~5) 较好ACl6(III)型悬浮半空隙结构较好较差较差较低。
SMA-l6 嵌挤密实结构3~4 (4.5) 较多20~30 很多(8~12) 很好很好很好很好小很好SMA—l6 嵌挤密实结构很好好好稍难(温度提高、纤维) 高差易中▲抗高温变形能力强；▲抗开裂、疲劳性能良好，提高耐久性和早期裂缝较少；▲不透水，抗水损坏性能强；▲表面粗糙度大，抗滑性能好，提高行车安全▲降低行车噪音▲SMA减小灯光反射，减小水雾，提高能见度与普通沥青施工相比较，具有施工复杂、难度大的特点，对施工队伍的要求较高，SMA的施工工艺要求较高，对施工因素的敏感性较强，矿料级配及沥青用量的小的波动和变化，很容易造成路面质量的大的波动，也会造成局部泛油、油斑、透水等。
同时SMA对集料要求较高，由于同时由于沥青用量和矿粉多，混合料的成本会显著增加。
初期每吨增加费用20％～25％. 后期延长使用年限约25％～30％；可减轻、延缓沥青路面的早期破坏；改善路面行驶质量；节约大量维修、养护费用，降低50％～75％。
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（一）粗集料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，在有条件的地方最好目前基本上采用玄武岩、辉绿岩等硬质的碱性石料。
（二）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。
（三）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。
（四）沥青材料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。
（五）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。
（一）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（一）SMA混合料的最大粒径沥青混合料的最大粒径是指这种集料的最大公称粒径，如SMA-16的最大公称粒径为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，最大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%—100%。
SMA混合料的最大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，如果沥青混合料的最大粒径大一些，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 的最大粒径则可放大至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。
（二）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。
为了说明这种差别现以公称尺寸为13mm的这几种类型的沥青混合料级配作一比较。
五、SMA混合料技术指标与要求在设计中规范普遍采用马歇尔试验方法，即锤击成型试件，测试马歇尔稳定度等指标。
（一）试件成型的锤击次数试件成型号的密度不仅与锤击次数有关，而且与成型时的温度有关在温度偏高时，由于玛蹄脂的润滑作用，锤击50次和75次都可使SMA达到石石接触的效果，密度达到最大值，但在温度偏低时，锤击50次就有可能密度明显偏低，达不到石石接触的状态。
在实际施工时，由于混合料拌和温度的高低、运输距离的远近、施工现场的摊铺速度等因素，使混合料温度偏高或偏低都是有可能的。
在温度偏低的情况下，按50次锤击的密度控制，路面的密度就可能偏小，在重车压实下就会出现再次压密，进而有出现轮碾的可能。
鉴于此，采用高质量轧制碎石铺筑SMA路面，其混合料试件成型的锤击次数建议采用75次。
（二）SMA马歇尔技术指标与要求1、稳定度马歇尔稳定度不随沥青用量的变化而有明显的峰值，也就是说马歇尔稳定度对沥青用量的变化不敏感，故稳定度一般不能作为判断SMA沥青用量的指标。
2、流值SMA混合料马歇尔试验时，图上的变形曲线往往呈现较大的变形而不下降，有时甚至没有明显的峰值，当采用改性沥青时尤其如此。
这实际反映了SMA混合料具有很好的韧性，说明即使在很大变形时仍有相当高的支撑能力，流值控制在2-4mm范围内。
3、空隙率空隙率是沥青混合料的重要指标，它对路面的高温稳定性有显著影响，也关系到沥青混合料的用量。
空隙率的大小影响混合料的耐久性，空隙率大，混合料中沥青老化快，耐久性差，但空隙率过小，又影响混合料的稳定性。
SMA混合料的空隙率定在3.5%-5.5%。