淺談SMA路面施工質量控制

【摘要】SMA由瀝青結合料與少量的纖維穩定劑、細集料以及較多量的填料（礦粉）組成的瀝青瑪蹄脂，填充于間斷級配的粗集料骨架的間隙，組成一體形成的瀝青混合料。SMA路面因其具有良好的抗滑和抗車轍性能被廣泛應用于高速公路的面層。本文對SMA路面施工質量控制做了詳細介紹。

【關鍵詞】高速公路；SMA路面面層；質量控制

1. 概述

瀝青瑪蹄脂碎石路面（簡稱SMA），不僅具有較好的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性，而且由于粗集料的嵌擠，使其還具有良好的抗滑、抗車轍等性能，近年來在我國被逐漸推廣應用到高速公路上。但是由于有的施工單位SMA路面不正確的配合比設計和施工以及經驗不足等原因，造成了已施工的個別SMA路段出現了種種病害。為了更好的吸取教訓，總結經驗，更進一步熟悉和了解SMA的特性，筆者結合多年的施工及監理經驗談談SMA路面混合料的施工質量控制要點。

2. SMA特性

SMA混合料為間斷級配，粗集料多、礦粉用量多、瀝青用量多、細集料少；粗集料顆粒石—石接觸，形成骨架結構，再由瀝青、礦粉、木質纖維、瑪蹄脂填充其空隙，成為一種密實結構的瀝青混合料，SMA路面使用的實踐表明，與傳統的瀝青路面相比較還具有以下特性：（1）優良的高溫穩定性；（2）良好的耐久性；（3）良好的表面特性；（4）良好的低溫抗裂性。

3. 配合比設計

SMA-13瀝青混合料按三階段進行配合比設計，即目標配合比設計階段、生產配合比設計階段、生產配合比驗證階段。通過配合比設計決定瀝青用量、混合料的品種及級配。

（1）目標配合比設計階段。用實際使用的材料計算各種材料用量比例，配合成符合規定的礦料級配，進行馬歇爾試驗確定瀝青用量，以此礦料級配及瀝青用量作為目標配合比，供拌和機確定每個料倉的供應比例、進料速度及試拌使用。將試驗資料報監理工程師審查，經批準后再進行生產配合比的調試。

（2）生產配合比設計階段。從二次篩分后進入各料倉的材料中取樣進行篩分，以確定各熱料倉的材料比例，供拌和機控制使用。同時反復調整，最終達到供料均衡，并取目標配合比設計和最佳的瀝青用量及最佳瀝青用量+0.2%、-0.1%等三個瀝青用量進行馬歇爾試驗，確定生產配合比的最佳瀝青用量。將試驗資料報監理工程師審查，經批準后再驗證生產配合比，鋪筑試驗路段。

（3）生產配合比的驗證階段。拌和設備采用生產配合比以及最佳瀝青用量進行試拌，鋪筑試驗段，并取拌出的瀝青混合料及試驗段上鉆取的芯樣進行馬歇爾試驗，從而確定生產用標準配合比，以標準配合比作為生產控制的依據和質量檢驗的標準。

4. 原材料的技術要求

（1）瀝青采用優質SBS改性瀝青。

（2）粗集料應采用石質堅硬、清潔、不含風化顆粒、近似立方體顆粒的碎石，粒徑大于2.36mm。宜采用玄武巖集料或輝綠巖集料。集料質量應從源頭抓起，派專人進駐集料加工廠，對不合格的集料不得裝車、裝船。

（3）細集料采用堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質并有適當級配的人工軋制的玄武巖、輝綠巖或石灰巖細集料，不能采用山場的下腳料。主要控制指標是砂當量，一般不小于60%（圖紙如有要求，遵照圖紙規定）。

（4）填料宜采用石灰巖堿性石料經磨細得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔。拌和機回收的粉料不得用于拌制瀝青混合料，以確保瀝青上面層的質量。

（5）抗剝離劑根據試驗結果確定是否需要摻加瀝青抗剝離劑，瀝青上面層用抗剝離劑，應有較強的抗老化性能，在160℃老化5小時后，其性能應能滿足規定。抗剝離劑的摻量一般為瀝青質量的0.4%。

（6）穩定劑采用優良的木質素絮狀纖維，摻加比例為瀝青混合料總質量的0.3%-0.4%，纖維摻加量的允許誤差宜不超過±5%。纖維應存放在室內或有棚蓋的地方，松散纖維在運輸及使用過程中應避免受潮，不結團。

5. 拌合

5.1SMA混合料的拌和時間應比改性瀝青混合料適當延長，SMA混合料的拌和溫度宜控制在170度以上，同時干拌和濕拌的時間也要適當延長，因此，拌合機的效率有所降低。

濕拌約45s1出料約5s總生產時間約60～70s5.2為保證混合料拌合均勻，必須作好以下幾點：

（1）混合料的出料溫度是整個改性瀝青SMA-13施工的關鍵，是保證攤鋪和碾壓質量的基礎。拌合時，集料的加熱溫度控制在180～190℃，瀝青的加熱溫度在170～180℃，混合料的出廠溫度一般為170～180℃。

（2）拌和樓控制室要逐盤打印瀝青及各種礦料的用量和拌和溫度，并定期對拌和樓的計量和測溫進行校核；每天應用拌和總量檢驗各種材料的配合比和SMA-13油石比的誤差。

（3）拌和時間由試拌確定。SMA-13拌和時間及加料次序按表1選用，拌和必須使所有集料顆粒全部裹覆瀝青結合料，并以瀝青混合料拌和均勻為度。

（4）纖維必須在混合料中充分分散，拌和均勻。拌和機應配備同步添加投料裝置，松散的絮狀纖維可在噴入瀝青的同時或稍后采用風送設備噴入拌和鍋，拌和時間宜延長5s以上。顆粒纖維可在粗集料投入的同時自動加入，經5～10s的干拌后，再投入礦粉。工程量很小時也可分裝成塑料小包或由人工量取直接投入拌和鍋。

（5）SMA-13的礦粉需要量比一般熱拌瀝青混合料增加2倍，一個螺旋升送器往往來不及供料，也需要等候。如果在施工中礦粉的添加由兩個散裝礦粉罐的螺旋送料器同時供料，可以縮短礦粉上料時間。

（6）拌和時注意目測檢查混合料的均勻性，及時分析異常現象。如混合料有無花白、冒青煙和離析等現象。如確認是質量問題，應作廢料處理并及時予以糾正。在生產開始以前，有關人員要熟悉本項目所用各種混合料的外觀特征，這要通過細致地觀察室內試拌的混合料而取得。

（7）嚴格控制油石比和礦料級配，避免油石比不當而產生泛油和松散現象。調整礦粉填加方式，避免礦質混合料中小于0.075mm顆粒偏低的現象出現。每臺拌和機開拌后每天上午、下午各取一組混合料試樣做馬歇爾試驗和抽提篩分試驗，檢驗油石比、礦料級配和改性瀝青SMA-13的物理力學性質，每周檢驗1～2次殘留穩定度。

（8）SMA混合料中瀝青用量較大，為防止瀝青析漏，不宜在儲料倉中儲存，且不得儲存過夜。

6. SMA-13的運輸

（1）采用數字顯示插入式熱電偶溫度計（必須經常標定）檢測瀝青混合料的出廠溫度和運到現場溫度。插入深度要大于150mm。在運料卡車側面中部設專用檢測孔，孔口距車箱底面約300mm。

（2）拌和機向運料車放料時，汽車應前后移動，分三堆裝料，以減少混合料離析現象。

（3）根據拌和機實際作業時的拌和能力結合拌和廠至施工現場的運距來確定運輸車輛，攤鋪機前方確保有5輛車等待卸料，防止出現停工待料現象。

（4）由于改性瀝青SMA-13施工溫度要求較高，在運輸過程中運料車必須全部采用完整無損的雙層篷布覆蓋，防止結合料表面結硬，防止溫度離析。

7. SMA-13的攤鋪

（1）運料車在攤鋪機前10～30cm處停住并掛空擋，卸料過程中由攤鋪機推動汽車同步前進，卸料完畢后，即駛離攤鋪機。

（2）攤鋪機開工前應提前0.5～1h預熱熨平板不低于100℃，要不然攤鋪機起步時由于熨平板溫度較低，瀝青砼攤鋪后表面會有劃痕。改性瀝青SMA-13在高溫狀態下主要靠粗集料的嵌擠作用，適當提高夯錘的振搗頻率，在攤鋪機夯錘振搗與熨平板的共同作用下，基本上可以達到預壓效果。剩余的壓實系數極小，所以初壓的痕跡也極小，進而保證了路面的平整度。

（3）由于SMA-13的粘度非常大，攤鋪溫度和攤鋪速度控制不好，會產生橫向裂紋。為保證其勻速、不間斷地連續攤鋪，消除攤鋪過程中產生的橫向裂紋，攤鋪溫度嚴格控制不低于150℃，攤鋪速度按2～3m/min左右予以調整，不得超過3m/min。當發現混合料出現明顯的離析、波浪、裂縫、拖痕時，應分析原因，予以消除。攤鋪過程切忌停鋪用餐，爭取做到每天收工停機一次。

（4）用機械攤鋪的混合料未壓實前，施工人員不得進入踩踏。一般不用人工修整，只有在特殊情況下，需在現場技術人員指導下，允許用人工找補或更換混合料，缺陷較嚴重時應予鏟除。

（5）改性瀝青SMA瀝青混合料上面層采用非接觸式平衡梁裝置控制攤鋪厚度。由兩臺攤鋪機聯合作業實施攤鋪，前攤鋪機過后，攤鋪層縱向接縫上應呈斜坡，后面攤鋪機應跨縫5～10cm攤鋪。兩臺攤鋪機距離不應超過10m。

（6）攤鋪機刮料輸送器通過閘門后供料和螺旋攤鋪器向兩側布料，攤鋪前應調試好螺旋布料器兩端的自動料位器，并使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉相匹配。螺旋布料器的料量高于螺旋布料器中心，使熨平板的擋料板前混合料在全寬范圍內均勻分布，并在每天起步前將料量調好再實施攤鋪，避免攤鋪層出現離析現象。

（7）攤鋪時注意攤鋪機接料斗的操作程序，以減少粗細料離析。攤鋪機集料斗應在刮板尚未露出，尚有10cm厚的熱料時，下一輛運料車即開始卸料，做到連續供料，并避免粗料集中產生的離析現象。

（8）如果攤鋪機中途出現停頓，攤鋪機下存留的改性瀝青SMA-13溫度迅速下降，等料時間過長，混合料表面會結成硬殼，影響繼續攤鋪，所以必須將硬殼去除才行。所以，如果不能連續供料，預計等候時間較長時，攤鋪機應該將剩余的混合料都攤鋪完，抬起攤鋪機，做好臨時接頭，將混合料壓實，避免出現冷卻結硬的情況。

（9）攤鋪SMA需收聽天氣預報，根據天氣情況決定是否施工，攤鋪遇雨時，立即停止施工，并清除未壓實成型的混合料，遭受雨淋的混合料應廢棄，不得卸入攤鋪機攤鋪。

8. SMA-13的碾壓

8.1對于改性瀝青SMA-13路面施工，碾壓是最重要的一環，保證及時碾壓非常關鍵。改性瀝青SMA-13由于粗集料嵌擠良好，碾壓過程中的推擠很小，可以使用較重的壓路機在很高的溫度下碾壓，一旦改性瀝青SMA-13的溫度下降，改性瀝青的粘度增大，壓實就達不到要求。

8.2除瀝青用量較低，經試驗證明采用輪胎壓路機碾壓有良好效果外，不宜采用輪胎壓路機碾壓，以防將瀝青結合料搓揉擠壓上浮。

8.3改性瀝青SMA-13路面的碾壓采用剛性碾壓，壓路機宜選用四臺雙鋼輪振動壓路機。碾壓方法和注意事項注意以下幾點。

（1）改性瀝青SMA的初壓、復壓采用鋼輪振動壓路機碾壓，碾壓時應按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓八字方針進行碾壓，這是與一般瀝青混合料碾壓方式最大的區別。壓路機必須緊跟在攤鋪機后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得最好效果，碾壓終了溫度應不低于110℃；慢壓是針對目前碾壓速度普遍過快的現象來說，一般要求的碾壓速度不能超出2～4Km/h；高頻和低幅方式對提高改性瀝青SMA-13的壓實度，防止石料損傷，保持石料有良好的棱角性和嵌擠作用具有重要的意義，大振幅很容易造成碾壓過度，使石料壓碎（或瑪蹄脂上浮），產生“過碾壓彈簧”現象。

（2）壓路機不允許在新鋪混合料上轉向、調頭、左右移動位置、突然剎車或停機休息；其他機械設備不能在未冷卻結硬的路面上停留。原則上所有機械，尤其是壓路機從開始碾壓進入角色后便不能停機，直至該段路面施工結束，否則容易產生局部波浪。