瀝青瑪蹄脂碎石SMA路面的施工工藝及應(yīng)用

張 軍

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710600)

瀝青瑪蹄脂碎石SMA路面的施工工藝及應(yīng)用

張 軍

(西安鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西 西安 710600)

本文對(duì)SMA瀝青瑪蹄脂的特點(diǎn)及施工工藝作了介紹，并結(jié)合SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的應(yīng)用實(shí)踐，對(duì)SMA瀝青瑪蹄脂碎石路面的施工具有一定指導(dǎo)意義。

SMA 瀝青混合料 施工技術(shù)

1. 青瑪蹄脂（SMA）的特點(diǎn)

瀝青瑪蹄脂（SMA）是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、砂粉及少量的細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂填充間斷級(jí)配的粗集料骨架間隙組成一體的瀝青混合料。具有高含量粗集料、高含量礦粉、較大瀝青用量、低含量中間粒徑顆粒的組成特點(diǎn)。高含量的粗骨料在混合料中顆粒面與面直接接觸、相互嵌鎖構(gòu)成的骨架直接承受了荷載作用，這種骨架對(duì)溫度敏感性小。含量較高的礦粉與瀝青形成粘聚力很高的膠凝狀物ˉˉ瑪蹄脂，使得混合料的整體力學(xué)性質(zhì)提高。這兩方面的作用使混合料具有足夠的豎向與側(cè)向約束，在車輛荷載的作用下，不產(chǎn)生或只產(chǎn)生微小的永久性變形。瀝青瑪蹄脂（SMA）具有以下特點(diǎn)：

（1）具有高的抗車轍能力和溫度穩(wěn)定性；

（2）優(yōu)良的抗裂性能；

（3）良好的耐久性能，與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，SMA的使用壽命增加40%左右。若使用改性后的瀝青，可進(jìn)一步提高其性能；

（4）較好的抗滑性能；

（5）初期投入較高，但考慮使用壽命后年平均投入較低。

2. 藝原理

2.1 由于SMA混合料中，礦料為間斷級(jí)配，粗集料骨架占70%以上，粗集料之間有良好的嵌擠作用，且瀝青瑪蹄脂填充了粗集料中的空隙，使瀝青混合料產(chǎn)生非常好的抵抗荷載變形的能力，因此在高溫的情況下，SMA路面具有較強(qiáng)的抗車轍能力;在低溫情況下，依靠瀝青瑪蹄脂和礦料良好的粘結(jié)作用及瀝青瑪蹄脂的韌性和柔性，SMA路面具有較好的低溫抗裂性能。

2.2 由于SMA混合料中，改性瀝青與集料表面的交互作用，使集料表面有較厚的結(jié)構(gòu)瀝青膜及瀝青瑪蹄脂，路面成型后空隙率較小，基本不滲水，因此瀝青與空氣和水接觸少，延緩了瀝青結(jié)合料的老化，增強(qiáng)了SMA路面的水穩(wěn)定性和抗疲勞能力;同時(shí)也有效保護(hù)了中、下面層及基層，提高了路面的整體強(qiáng)度。

2.3 SMA混合料采用了堅(jiān)硬、粗造、耐磨的優(yōu)質(zhì)集料，并采用間斷級(jí)配，粗集料含量高，路面經(jīng)壓實(shí)后，表面平整、密實(shí)，又有較大的構(gòu)造深度，提高了路面的抗滑性能，行車安全、舒適，全面提高了路面的表面功能。

3. 藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

拌和站選址宜選空曠、環(huán)境干燥、地勢(shì)稍高、地下水位低，并具有較好運(yùn)輸條件的地方，能連續(xù)拌和供料滿足現(xiàn)場(chǎng)攤鋪要求(供料半徑不宜大于30km);場(chǎng)地應(yīng)足夠大，能滿足堆放各種規(guī)格集料和穩(wěn)定劑、抗剝離劑，以及瀝青的儲(chǔ)存、保溫、加熱;瀝青混合料的拌和場(chǎng)地應(yīng)符合國(guó)家有關(guān)環(huán)保、安全、環(huán)境、消防等規(guī)定的要求。拌和站場(chǎng)地面積應(yīng)不少于30畝，布局要規(guī)劃合理，拌和區(qū)及料場(chǎng)應(yīng)根據(jù)原地質(zhì)情況進(jìn)行有效的硬化處置，并修筑場(chǎng)區(qū)道路，同時(shí)視周圍地形設(shè)置必要的排水溝及集水井。其中集料存放區(qū)應(yīng)進(jìn)行砼硬化處理，對(duì)不同規(guī)格的材料分類堆放，并用磚砌隔倉(cāng)以確保材料堆放不混料;細(xì)集料料場(chǎng)搭設(shè)防雨大棚，防止細(xì)集料淋潮結(jié)成團(tuán);穩(wěn)定劑應(yīng)設(shè)存放在干燥高地并覆蓋，且防水、防潮措施完備。

原材料準(zhǔn)備:原材料包括瀝青、集料、填料、穩(wěn)定劑、抗剝離劑，瀝青采用SBS改性瀝青;集料采用反擊式破碎機(jī)軋制的玄武巖碎石, 應(yīng)分成四種規(guī)格料;填料采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細(xì)得到干燥、清潔的礦粉;穩(wěn)定劑采用優(yōu)良的木質(zhì)素絮狀纖維。進(jìn)場(chǎng)的原材料必須按符合規(guī)范要求的試驗(yàn)方法、檢測(cè)頻率進(jìn)行檢測(cè)驗(yàn)收，并按不同規(guī)格分開存放，嚴(yán)防混雜、積水及污染。

3.2 混合料配合比設(shè)計(jì)

瀝青瑪蹄脂碎石(SMA)混合料配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件體積設(shè)計(jì)方法，通過(guò)目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及試拌試鋪驗(yàn)證的三個(gè)階段，確定礦料級(jí)配及最佳瀝青用量。

SMA路面對(duì)原材料質(zhì)量要求、SMA混合料的性能指標(biāo)、配合比設(shè)計(jì)的方法和步驟及體積指標(biāo)的測(cè)定等均按規(guī)范的規(guī)定執(zhí)行。

3.3粘層施工

1、清除下層路面的雜物、塵土，當(dāng)路面有嚴(yán)重污染時(shí)，應(yīng)用水沖洗干凈。

2、粘層瀝青一般用噴灑型乳化瀝青或改性乳化瀝青，應(yīng)均勻?yàn)⒉?，噴灑?shù)量宜為0.2～0.3kg/m2純?yōu)r青，灑布過(guò)程中應(yīng)進(jìn)行灑布量檢測(cè)。

3、當(dāng)氣溫低于10℃或路面潮濕時(shí)，不得噴灑粘層瀝青。

4、噴灑粘層瀝青后，應(yīng)封閉交通，待其破乳，并基本干燥后方能進(jìn)行SMA混合料鋪筑。

5、粘層瀝青宜采用智能型瀝青灑布車施工，如采用普通灑布車施工，其灑布量難以控制，易造成灑布量偏大，對(duì)瀝青砼攤鋪施工時(shí)紅外線自動(dòng)找平儀的工作性能有一定影響。

4瀝青瑪蹄脂（SMA）的工程應(yīng)用

德國(guó)的交通十分發(fā)達(dá)，根據(jù)德國(guó)的氣候特點(diǎn)(夏季氣溫20℃左右，冬季不太冷)，習(xí)慣修筑“澆筑式瀝青混凝土”路面。為了減少路面的磨耗，公路工作者對(duì)瀝青混合料的配合比進(jìn)行調(diào)整，增大粗集料的比例，添加纖維穩(wěn)定劑，形成了SMA結(jié)構(gòu)的初形。1984年德國(guó)交通部門正式制定了一個(gè)SMA路面的設(shè)計(jì)及施工規(guī)范，SMA路面結(jié)構(gòu)形式基本得以完善。這種新型的路面結(jié)構(gòu)先后在德國(guó)、歐洲一些國(guó)家逐漸被推廣、運(yùn)用。90年代初，美國(guó)開始加以研究、推廣SMA這種結(jié)構(gòu)形式，最典型的是：1995年亞特蘭大市為舉辦奧運(yùn)會(huì)對(duì)公路網(wǎng)進(jìn)行改建和新建，全部采用了SMA這種結(jié)構(gòu)形式做路面。

我國(guó)于1992 年首次提出試用SMA技術(shù)，并在廣佛高速公路、首都機(jī)場(chǎng)進(jìn)行試用。SMA與改性瀝青在城市道路快速路，主干路上的應(yīng)用，主要是抗滑，減少路面開裂、 車轍，改善狀況，1997 年為迎接香港回歸祖國(guó)，北京市第一次采用國(guó)際設(shè)備和燕化公司的國(guó)創(chuàng)一號(hào)SBS 改性劑鋪筑了東西長(zhǎng)安街SMA表層，現(xiàn)在北京市結(jié)合平安大道第二條東西主干線，建設(shè)研究采用更合理的改性瀝青和SMA結(jié)構(gòu)。因而，在城市道路快速路主干路首 先采用改性瀝青及SMA結(jié)構(gòu)，對(duì)全面提高城市瀝青的使用性能具有極其重要的意義。在機(jī)場(chǎng)道路上應(yīng)用改性瀝青及SMA，可以使路面具有十分良好待飛低溫抗裂性能，抵抗反射能力強(qiáng)，同時(shí)又具有相當(dāng)粗糙表面構(gòu)造，抗滑性好，抗老化性及水穩(wěn)性能好，使用耐久，具有明顯的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。1996年北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)跑道加鋪瀝青層采用SBS+PE 綜合改性瀝青和SMA技術(shù)，引起國(guó)內(nèi)外的關(guān)注，現(xiàn)在首都機(jī)場(chǎng)使用良好，受到一致好評(píng)。

[1]郭京波；改性瀝青混合料SMA的工程應(yīng)用；公路； 2003年05期

[2]張麗華;SMA路面新技術(shù)的設(shè)計(jì)與施工[J];華東公路;2000年02期

TU75

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1007-6344（2015）11-0232-01