SMA改性瀝青在市政工程施工中的技術要點分析

雷建芳

（廈門市環海華建設集團有限公司，福建 廈門 361000）

0 引言

SMA屬于一種間斷級配合料，該配合料內部集料均勻。由于SMA改性瀝青混合對集料的形狀、顆粒大小有一定的限制。因此，SMA改性瀝青混合料主要是在市政道路工程中使用，能夠切實延長市政道路使用壽命。

1 SMA改性瀝青混合料概述

1.1 SMA組成分析

SMA的全稱是瀝青瑪蹄脂碎石混合料，瀝青瑪蹄脂碎石中的瑪蹄脂是matrix的音譯，stonematrix asphalt，matrix是矩陣、基質的意思。在SMA中是由瀝青、礦粉、纖維細集料組合而成的，一般來說，在SMA改性瀝青混合料中是按照內摩擦角最大值來配備相應的粗集料，并以骨架設計確保使用足夠定量的瀝青瑪蹄脂，在填充其骨架空隙時可形成一種密實度較高的骨架路面結構。

1.2 SMA粗集料

SMA混合料用粗集料質量技術指標以及要求規定，其石料壓碎值不大于城市快速路主干路表面層的26%；主干路其他層次的28%；其他等級道路的30%。在按照粗集料用量組成是其內部粉膠比應控制在8%左右，以此確保骨架路面結構磨耗損失不大于城市快速路主干路表面層的28%；主干路其他層次的30%。

1.3 SMA強度與使用情況

1.3.1 SMA強度對于磨光值有一定的要求，SMA混合骨料中棱角表面粗糙，在高溫條件下可形成鑲嵌的作用，并具備抗荷載變形的能力。

1.3.2 在SMA強度形成機理中，具備一定的低溫抗裂性。若在低溫條件下避免出現混合料收縮變形的情況，應將內部集料拉開進行填充，其填充應以瀝青瑪蹄脂為基礎，以此發揮好黏結與抗裂能力。并且在SMA強度形成機理后，自身的抗拉能力也會提高，在內部瀝青膠結料中是根據與c值以高含量的礦粉與纖維組成，并以內部c值以密級配混合料進行黏結，進而在形成c值后可促進自身低溫抗變形能力在道路施工中發揮成效。

1.3.3 在分析SMA優越性時，主要是根據上述表述的SMA強度機理為基礎標準，并對比出傳統瀝青集料與SMA集料的區別，得出混凝土、混凝土碎石的相比較情況。根據分析后得出，SMA具有較高的優勢，一般在高低溫環境下，SMA改性瀝青混合料具有低溫抗變形、抗荷載變形的能力。

1.4 SMA的優勢

由于SMA內部空隙率較小，其耐水性與耐老化性能力較強，在具有一定的構造深度時，可有效提高路面的抗滑能力、抗凍能力。在這樣的狀態下，可全面提高瀝青混凝土的使用性能。在使用SMA鋪設較薄的路面時，也可減少材料用量并降低工程造價成本。目前，出現了一種富橡膠瀝青含量的能夠適應寒區氣候條件的橡膠瀝青瑪蹄脂混合料及制備方法，該材料主要突出了橡膠瀝青瑪蹄脂混合料性能優、耐久性的特點，并被廣泛利用在西部寒冷地區，該材料具有保護路面、延長性能、改善路面使用功能的特點，并且作為一種廢舊技術可達到廢物利用、保護環境的優勢[1]。

2 SMA改性瀝青混合料的施工工藝分析

2.1 SMA施工工藝

SMA改性瀝青混合料一般使用的生產裝置以及運輸、壓實機具都與傳統密度混合料使用設備相同。但由于SMA改性瀝青混合料的施工特性與施工工藝各自有不同的特點，在這種情況下與傳統的混合料不同的是，SMA改性瀝青混合料可在運輸與攤鋪中避免出現粗細集料離析的情況，在加入相應的纖維材料后也會避免發生瀝青結合料析漏的情況。

表1 SMA施工工藝

2.2 SMA混合料的生產

2.2.1 在改性瀝青生產過程中由于SMA對材料把控較為嚴格，其各個材料在進入施工現場時都要進行檢查，并設置好防塵與防雨設施。

2.2.2 在SMA混合料制備的過程中，應選擇出基質瀝青與改性劑的配比，并選擇適當的瀝青改性設備，在技術人員以合理的技術進行生產工序時，應當確定好SMA混合料的溫度，進而滿足SMA混合料生產的所需環節，確保生產可以讓基質瀝青達到一定的細度。

2.2.3 在SMA混合料生產過程中，主要應針對攪拌循環時間進行把控，其循環時間比普通瀝青混合料時間長。在使用專用的纖維材料添加設備時，應確保整個過程的合理性，避免出現停機現象影響施工進度[2]。

2.2.4 SMA混合料質量的好壞與溫度、攪拌時間、人員操作技術都有一定高度關聯。以此，應切實發揮好每個環節的作用，并以監督管理制度，做好技術交底工作，確保SMA混合料滿足后期施工質量[3]。

表2 SMA混合料生產循環攪拌與普通混合料對比

2.3 SMA混合料運輸以及保溫措施

2.3.1 在SMA混合料運輸過程中應確保做好溫度防控措施，其運輸過程中會降低溫度，應配備足夠的運輸車輛并避免在運輸中使用儲料罐進行存料。

2.3.2 新拌混合料應直接裝車，避免延誤太多時間導致溫度降低，對于運輸車輛采取保溫措施時可在運輸車輛側邊包裹棉被，并在運輸中及時對瀝青混合料覆蓋好棉被進行保溫。

2.3.3 應確保瀝青混合料溫度達到170℃以上再投入施工。

2.3.4 由于SMA攤鋪過程中是確保路面質量的關鍵所在，針對此應在SMA混合料中確保鋪筑方式的完整性，結合熱拌熱鋪工序進行施工。

2.3.5 選擇ABG423以上的機型進行碾壓。

2.4 SMA混合料攤鋪以及碾壓

2.4.1 改性瀝青混合料路面冷卻后很堅硬，冷接縫處理很困難，因此應盡量避免出現冷接縫。

2.4.2 在進行SMA混合料攤鋪工序時，施工人員應確保運料車滿足攤鋪要求，并及時進行熱接縫處理。若在較寬的路面進行施工時，可按照邊部設置好擋板，并在處理接縫時按照改性瀝青混合料路面施工要求進行。

2.4.3 在冷卻前使用垂直切割端部不平整及厚度不符合要求的部分（先用3m直尺進行檢查），并沖凈、干燥，第二天，涂刷黏層油，再鋪新料。

2.4.4 其他接縫做法應執行普通瀝青混合料路面施工要求進行[4]。

2.4.5 在碾壓過程中，應先穩壓1遍再靜壓2～3遍，在振動壓路時，應遵循緊跟、慢壓的原則，并控制好振動壓路機的頻率以及頻度。

2.4.6 在碾壓中，應確保粗集料不被壓碎的情況下利用較重的壓路機進行高溫度碾壓，以此達到壓實度最佳的效果。

2.5 案例與實際瀝青工程結合分析

2.5.1 案例分析

自2002年以來，在某市區先后在港灣廣場、中山路等地段利用了瀝青SMA混合料進行了路面攤鋪，效果良好。在大面積使用SMA混合料后，也改善了原有道路的病害，如車轍、裂痕等。這些病害主要發生原因是，原有道路瀝青混凝土結構無法承受現有交通荷載，在采用SMA混合料后可對現有局部路段進行拓寬處理，并對新建道路結構進行改善，以采用4cm厚度SMA-16混合料進行全面覆蓋。

2.5.2 瀝青選擇要求

在根據當地氣候條件與交通條件后，應選擇適當的基質瀝青，并按照項目要求盡可能地選擇同類公路使用的瀝青標號。并將其質量符合重交通道路瀝青技術要求，以SBS改性劑摻加比例為5%的瀝青材料，以生產工藝設備確保改性瀝青生能力在10～12t/h。

2.5.3 SMA瀝青養護處理

在該項目中，應合理采用適宜的方法制作SMA瀝青樣品，并采取表面澆水的手段進行養護處理。可以采用高壓水槍在拆除腳手架前進行養護。可在完成混凝土澆筑工序后的12h內進行保溫養護，其保養養護可以以覆膜的方式進行，若當日平均氣溫低于+5℃時，不得澆水。

2.5.4 混合料試驗段鋪筑

在該項目中，應以SMA試驗段進行鋪筑處理，長度為300m，可采SPACO2000型號的瀝青混合料拌和機進行拌和，在拌和完畢后應確定施工溫度、瀝青礦粉用量等。同時由于改性瀝青原因，內部混合料比較黏稠，在攤鋪時溫度較大其攤鋪阻力受限。以此，可結合該項目實際情況采用3臺攤鋪機進行攤鋪，在通過試驗段攤鋪后，應確定好瀝青面層的松浦系數，一般系數可控制在1.05左右。

2.5.5 壓實工藝

對于半填半挖的路基時，應進行壓實工藝，并綜合考慮應選擇滲水性較好的材料進行填充，并且應進行回填碾壓工序。施工人員在進行壓實操作時，可采用進退錯距法，碾跡搭壓寬度應大于5cm，輪跡應搭壓輪寬的1/2。

2.5.6 配合比設計

在按照三階段SMA配合比設計后，可根據結論得出，在該項目中所采用的改性瀝青SMA混合料礦料機配合比符合我國規定的SMA規范要求，其瀝青SMA混合料內部各項指標達到施工要求。如，應按照集料最大粒徑指集料的100%要求通過最小的標準篩孔尺寸。并且應控制好空隙率，其空隙率是設計中最重要的設計指標，在空隙率低于3%的SMA路面出現永久變形的概率要高些。在碾壓過程中，出現的粗集料嵌擠效果良好，不會出現透水的情況。在表面形成1.3mm左右的構造深度后可以看出，該項目配合比設計達到了采用SMA結構的目的[5]。

2.5.7 施工控制環節

（1）大氣污染控制措施

在施工環節把控中，應按照我國規定的要求，避免大氣受到污染。例如，當地在運輸過程中應適當在路面進行灑水工序，并保持好施工場地的濕度。同時，若產生揚塵、粉塵作業應合理進行種植施工并使產生揚塵的作業、運輸盡量避開敏感時段。例如，在當地若出現水泥等易飛揚細顆粒散體物料，應盡量安排在室內并將物料進行壓實、覆蓋處理。例如，在施工現場應做好對環境污染的把控，應合理按照施工規定確定好臨時施工對于路基處理的要求，進而減少產生的環境污染問題，并減少車輛出場沖洗車輪次數，減少車輪攜帶的灰塵。

（2）固體廢棄物控制措施

在針對固體廢棄物進行把控時，可利用廢棄物回收功能，并以此確保回填土質，避免將有毒有害物質摻雜到回填土中。在按照我國規定的要求進行固體廢物控制時，施工人員應及時清理現場施工廢棄土與渣土，并選擇對外環境影響不大的出入口進行運輸，應確定好運輸時間與運輸路線，避免出現無效運輸的情況。

3 結語

綜上所述，SMA瀝青混合料在路面工程建設中具有一定的高溫抗車轍、低溫抗裂能力，相比傳統材料優勢顯著。因此，在實際路面工程建設中應積極使用SMA瀝青混合料并結合施工機械、施工工藝，確保降低材料成本，提高經濟效益。