SMA瀝青路面施工技術研究

李東勝

(忻州市交通運輸局公路工程公司)

0 引 言

隨著我國經濟以及公路交通運輸的迅速發展，公路大型車輛以及超載車輛持續增加，公路瀝青路面中的車轍、泛油以及裂縫等早期病害問題日益突出。為了解決瀝青路面的早期病害問題，提高瀝青路面的高低溫性能以及水穩定性，SMA 路面在公路工程應用逐步普及，已經成為公路工程重要的路面形式。但是SMA 路面由于施工工藝與普通瀝青路面也有較大的不同，因此對于施工作業管理也提出了新的要求，施工技術人員必須結合SMA 路面的特點，強化質量管理，以充分發揮SMA 路面的技術優勢，提高公路工程的整體建設水平。

1 SMA 混合料結構組成特點

SMA 區別于骨架嵌擠型的AC 密級配混合料最大不同之處在于采用間斷級配，通過粗集料碎石形成骨架，并由瀝青、礦粉、纖維以及少量細集料填充形成瀝青瑪蹄脂，SMA的結構特點主要有以下幾方面:

(1)粗集料與礦粉用量相對較高。SMA 屬于間斷級配，為了形成骨架結構，粗集料的顆粒含量很高，一般情況下粒徑超過4.75 mm 的粒徑含量可以達到70%～80%，同時礦粉的用量也較高，用量通常在8%～12%，粉膠比往往在常規的1.2 的之上。

(2)細集料的用量較少。出于間斷級配結構的需要，在SMA 中細集料的用量很少，4.75 mm 以下細集料的用量通常不足30%，基本上不參與骨架結構的構建。

(3)瀝青用量較高。SMA 混合料的瀝青用量通常要比普通瀝青混合料高出1%以上，而且對于瀝青結合料的粘結性、溫度穩定性有著更高的要求，因此在SMA 混合料中一般選擇使用改性瀝青改善瀝青的感溫性與粘附性能。

(4)少量使用纖維穩定劑。由于SMA 混合料中瀝青用量較高，因此在混合料的結構設計中，往往需要使用纖維穩定劑起到加筋作用，以改善瀝青混合料的性能。纖維穩定劑主要采用木質纖維素或者是礦物纖維。

SMA 混合料“三多一少”的結構特點，提高了混合料的高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、抗滑抗裂性，不僅可以有效的解決瀝青路面常見的車轍、開裂等病害問題，而且還可以起到降低噪聲的作用，因此在我國高等級公路路面中的應用較為普遍。

2 SMA 混合料原材料的質量要求

(1)瀝青膠結料。為提高整體路面結構的承載力和整個瀝青面層的抗車轍能力，SMA 瀝青混合料一般采用SBS改性瀝青，對于瀝青質量重點確保針入度、延度、軟化點、閃點、溶解度、彈性恢復、老化性能等技術指標滿足施工技術規范的要求。

(2)粗集料的選擇。由于粗集料在SMA 混合料中起到骨架作用，因此粗集料的質量及其物理性能對路面的使用性能有著非常重要的影響。對于粗集料應當選擇使用清潔、無塑性的基性火成巖(玄武巖)，重點確保集料堅硬、清潔、不含風化顆粒、近立方體，具有良好的顆粒形狀與表面紋理，而且與瀝青應有良好的粘附性。同時應對粗集料的壓碎值、洛杉磯磨耗損失、表觀相對密度、吸水率、堅固性、針片狀顆粒含量、軟石含量等指標進行試驗檢測，確保滿足施工使用要求。

(3)細集料。SMA 混合料中的細集料應采用堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質并有適當級配的機制砂，同時應該對細集料的表觀相對密度、堅固性、含泥量、砂當量、亞甲藍值、棱角性等技術指標進行試驗檢測，確保滿足施工技術規范的要求。

(4)填料。填料應盡量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，同時確保礦粉的表觀相對密度、含水量、粒度范圍、親水系數、塑性指數、加熱安定性等技術指標滿足使用要求。此外，為了提高瀝青混合料的抗水損害能力，礦粉中宜摻加部分生石灰粉，生石灰粉的含量應占骨料的1.3% ±0.3%左右。

(5)纖維穩定劑。纖維穩定劑大多采用木質纖維素，重點確保纖維長度、灰分含量、吸油率、含水率等幾項技術指標的合格。

3 SMA 混合料的配比設計

(1)礦料級配設計。按照施工技術規范的要求，SMA 混合料工程設計級配范圍應滿足表1 的級配范圍的要求。

表1 SMA 礦料級配范圍

(2)配比設計。SMA 混合料配合比設計采用馬歇爾試驗配合比設計方法，應該分目標配合比設計、生產配合比設計和生產配合比設計驗證三個階段進行混合料的配比設計。同時在配合比設計的基礎上，進行車轍試驗、水穩定性檢驗及低溫小梁彎曲試驗。配比設計的具體設計要求如表2 所示。

表2 SMA 混合料馬歇爾試驗配合比設計技術要求

4 SMA 路面施工管理

(1)混合料的生產與運輸。SMA 混合料的拌和溫度要與所采用瀝青相對應，并通過粘溫關系曲線確定。對于在SMA 混合料中常用的SBS 改性瀝青拌和溫度一般控制在180～185 ℃。瀝青混合料拌合時間需經試拌確定，一般是先添加集料與纖維干拌10 s 左右，然后添加礦粉與瀝青濕拌40 s左右。在混合料的拌和生產過程中，應該對出料情況進行跟蹤檢查，并采用馬歇爾試驗、抽屜試驗、析漏以及飛散試驗對油石比、級配以及物理力學指標等進行試驗檢測，確保滿足施工技術規范的要求。為了避免出現混合料的離析問題，在裝料過程中，不能一次性裝成錐形，應前后移動車輛呈“山”字型裝料，按照前部再后部最后中間的順序進行裝料。瀝青混合料運輸過程中應采取蓬布保溫措施，除頂端保溫還要注意側壁保溫，確保到場的混合料攤鋪及壓實溫度滿足施工要求。

(2)現場攤鋪施工。正式攤鋪作業前，應該對攤鋪機的熨平板進行預熱，確保熨平板溫度不低于100 ℃，并對攤鋪機的振搗裝置以及各個部位的連接進行檢查。如果攤鋪路幅相對較寬，瀝青攤鋪機應該采用梯隊作業方式，確保兩幅之間應有3～6 cm 左右寬度的搭接，并避免在車道輪跡帶搭接。為了保證混合料的初始壓實，攤鋪機熨平板應具有合適的振搗頻率和振幅。攤鋪過程的主要問題是采取適當的攤鋪速度，一般控制在2～3 m/min 左右。施工中應嚴格保證混合料的供應和連續攤鋪，在攤鋪過程中絞籠中的混合料不得少于2/3，混合料攤鋪過程中不得隨意停機，并注意現場的控制管理以減少離析現象。

(3)壓實施工。由于壓實度的高低直接影響到瀝青路面的使用壽命和早期損害的可能性，因此在施工過程中應該將壓實度作為施工質量控制的關鍵。對于SMA 路面的碾壓施工作業管理上，應該嚴格按照試驗段確定的參數要求，合理的配置括壓路機的臺數、噸位及機型，同時明確壓路機與攤鋪機的距離、碾壓溫度、碾壓速度、壓路機灑水情況、碾壓段長度、調頭方式等相關施工作業的要求。對于瀝青路面的壓實，應該按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則進行路面碾壓，控制控制碾壓段的長度在20～30 m 左右，采用雙鋼輪壓路機分別靜壓、振動碾壓1 遍作為初壓，之后采用震動壓路機進行7～8 遍左右的復壓，最后采用雙鋼輪壓路機靜壓1遍收光。需要注意的是，在SMA 路面施工中，嚴禁使用膠輪壓路機以免造成瀝青瑪蹄脂被擠出。為達到良好的壓實效果，在現場壓實的控制上應該按照平均空隙率4%～6%，極值3%～7%的要求進行壓實度的控制。

5 結 語

SMA 路面作為目前公路工程施工中較為常見的一種路面形式，對于改善瀝青路面路用性能，延長路面使用壽命具有非常關鍵的作用。為了確保SMA 路面施工質量，必須按照工程施工技術規范中的相關要求，在SMA 混合料的生產、施工方面細化技術標準要求，進而確保SMA 路面優良性能的發揮。

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