SMA—13沥青玛蹄脂施工质量控制

魏永东

【摘 要】普通沥青混合料在高温稳定性能和低温抗裂性能方面、在抗滑性能和耐久性方面都有矛盾。尤其是为了提高抗滑性能，使路面的空隙率较大，因而水损害比较严重，而SMA技术使路面服务状况得到改善，从而带来运输成本的节约，提高路面抗滑性能，增加路面构造深度，防止雨天溅水形成水雾，大大降低雨天事故发生率，提高公路交通安全性、耐久性，可以延长使用寿命20%～30%，甚至更多洧效地防止路面早期损坏，减少维修养护费用，产生综合经济效益和社会效益。本文结合2013年古永高速公路养护维修工程项目中SMA-13沥青玛蹄脂技术的应用，简要介绍了该项技术的技术特点、施工工艺及过程控制等方面的内容。

【关键词】SMA-13沥青玛蹄脂 古永高速公路 养护维修 应用

古浪至永昌高速公路是我省东西方向的主要交通要道，也是国家“五纵七横”主骨架公路的重要路段，以往养护维修工程中挖补罩面普遍采用密实性沥青混合料进行修补路面病害。修补后经过夏季雨水的冲刷及行车碾压的损坏往往出现“前修后烂”的现象。2013年养护维修工程热沥青罩面中我们采用的此项技术，经过实施总结了其特殊的施工工艺和过程工程，后期跟踪观察及试验检测表明效果较好。

1 SMA沥青玛蹄脂的技术特点

1.1 SMA沥青玛蹄脂的定义

SMA是一种由沥青、矿粉、纤维稳定剂及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料，充填于间断级配的粗集料碎石骨架的间隙形成的一种沥青混合料。在国际国内普遍用于机场跑道、城市道路和重载高速公路以及桥面铺装，是解决沥青路面早期破坏的一种具有广阔发展前景的新型路面。

1.2 SMA 沥青玛蹄脂的结构特点

SMA是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两大部分组成的。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”。（1）在SMA的组成中，矿料是间断级配，大于4.75mm的碎石用量一般在70%～75%左右，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，因而有较强的高温抗车辙能力。（2）SMA使用矿粉多（8-12%），沥青多（5.5-6.5%），又使用纤维作稳定剂，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，对骨架有较好的粘结作用，因此具有较好的低温抗裂性能。（3）SMA混合料的内部空隙率很小（4%左右），沥青与空气接触少，因而具有良好的耐久性。渗水很少，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大改善。同时SMA对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使全路面能保持较高的整体强度和稳定性。（4）在SMA的施工中，混合料的松铺系数一般在1.02～1.05之间，碾压过程中可以发现，SMA混合料在初压时即没有轮迹，在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥（这也是判断混合料是不是SMA的直观标准），碾压成型后表面有足够的构造深度又基本上不透水，路面构造深度一般在1.0一1.3mm左右，它集AC型混合料的密实性、AM型的骨架结构、AK型的抗滑性于一身，具有优良的高温稳定性，耐久性和抗滑性。（5）造价高，对路基与路面的施工质量要求较高。

2 SMA沥青玛蹄脂的技术要求

由于SMA沥青玛蹄脂结构特殊，对所使用的材料要求较高，古永高速在各种材料的选用上均采用了质量均较高的材料。

2.1石料的要求及质量控制

（1）粗集料。粗集料应采用质量均匀、洁净、干燥、无风化、无杂质，且质地坚硬，表面粗糙，应为反击式破碎机进行二次破碎加工的碎石，形状接近立方体，有良好的嵌挤能力的破碎集料。本项工程采用的粗集料为永登石料厂生产的碎石，其质量符合SMA沥青玛蹄脂技术要求。（2）细集料。细集料采用专用的制砂机生产的机制砂。应干净、坚硬、干燥、无风化，有适当的级配，并与改性沥青有良好的粘附性。其质量要求符合《公路沥青路面施工技术规范》中沥青混合料用细集料质量要求。（3）矿粉。矿粉采用普通混凝土中的矿粉，其要求符合技术规范要求。

2.2沥青的技术要求及质量控制

（1）用于SMA的沥青结合料必须具有较高的粘度，与集料具有良好的粘附性，以保证有足够的高温稳定性和低温韧性。本工程中采用SBS改性沥青为武威公路管理局材料研发中心生产的改性沥青，技术要求和实测数据如表1。（2）在沥青储存过程中，应经常检验改性沥青的离析情况，各项指标应符合规范规定的技术要求，为防止离析，在沥青罐顶端分别加装电动搅拌器，对改性沥青进行定期二次搅拌，搅拌器每三小时搅拌一次，每次搅拌20分钟。同时采用在不同的沥青罐中互相交流的方法，也可以在不同程度上防止储存改性沥青的离析。

2.3纤维稳定剂的技术要求及质量控制

纤维稳定剂。（1）本工程采用北京垦特莱公司生产的木质素纤维作为纤维稳定剂，以改善沥青混合料性能，吸附沥青，减少析漏。其质量应符合表2的技术要求。（2）木质素纤维能承受250℃以上的环境温度不变质，不发脆，且对环境不造成危害，不危害身体健康。（3）纤维稳定剂的掺加比例以矿料总量的质量百分率计算，通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于0.3%，必要时可适当增加纤维用量。纤维掺加量的允许误差宜不超过±5%。（4）纤维应存放在室内或有棚盖的地方，在运输及使用过程中应防止受潮、结团，已经受潮、结团不能在拌合时充分分散的纤维，不得使用。

3 SMA沥青玛蹄脂技术的施工过程控制

3.1试验段铺筑

（1）在SMA面层的正式铺筑前，必须铺筑试验路段，长度宜为100-200m，验证配合比设计的沥青混合料用量、矿料级配、试验施工工艺，检查SMA表面的均匀性、构造深度和渗水情况。（2）对SMA面层，应特别重视材料质量、施工温度和压实工艺的控制，使混合料形成充分嵌挤并达到稳定的状态，切忌片面追求平整度而降低压实度。

3.2拌合楼出料控制

SMA混合和ATB改性沥青混合料的混合物拌和方法基本上是相同的，区别有以下几个方面：（1）拌和楼应当配备一个专用的纤维稳定剂投料装置，直接添加纤维自动加入拌和楼的拌和锅或称量斗。添加纤维应与拌和楼的拌和同步周期。松散絮状纤维应该使用风送设备自动分解材料，并在矿料投入后干拌及喷入沥青的同时一次性喷入拌和机内。（2）SMA混合搅拌，加入粗集料拌和楼的同时，加入纤维，干拌，以确保适当的纤维可以完全分散均匀的混合物，加入矿粉，干拌15秒左右，喷入沥青湿拌50秒左右，使所有集料全部裹覆沥青结合料，搅拌混合均匀作为标准。（3）拌和好的SMA混合料应随拌随用，不宜储存时间过长，以免发生析漏，引起沥青含量不均匀。（4）我们将严格控制加热温度的沥青和集料加热温度、拌和温度，出厂温度。出厂的温度高于195℃的混合料必须被放弃。观察出料冒烟的情况，如果白烟是正常情况，如果是青烟，应该特别注意，立即检查温度是否超过指定值。（5）每天上、下午，各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，测试油石比、矿料级配和沥青混合料的物理力学性质。严格控制沥青和矿料级配的剂量，保证允许的油石比与设计值偏差的正负0.2%。

3.3现场施工质量控制

（1）运输。运料车到达现场后， SMA混合料的温度不得低于165℃的摊铺温度的要求。其它运输条件与ATB沥青混合料相同。（2）摊铺。1）摊铺前彻底清洁下承层表面，喷洒符合要求的SBR型改性乳化沥青粘层油，用量宜为0.3-0.4L/m2。2）每天施工前，应对前天留下的接缝处进行清洁，并检查平整度，然后涂刷改性乳化沥青，以保证接头紧密。3）摊铺机开始铺筑前应提前0.5—1.0小时，对熨平板预热到100℃以上，铺筑过程中应开动熨平板的振动或捶击等夯实装置。4）由于SMA生产延长了干拌和湿拌时间，影响拌和机的正常的产量，摊铺机的摊铺速度应放慢，通常不超过2m/min，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停机。当供料不足时，宜采用运料车集中等候，集中摊铺的方式，尽量减少摊铺机的停顿次数。5）改性沥青SMA混合料的摊铺温度应比普通沥青混合料的摊铺温度高10-20℃。当气温低于15℃时，不得摊铺改性沥青SMA混合料。6）其它摊铺要求与ATB沥青混合料摊铺相同。（3）碾压。1）混合料摊铺后，压路机必须紧跟摊铺机在尽可能高的温度状态下开始碾压。同时不得在低温状态下反复碾压SMA，以防止磨掉石料棱角或压碎石料，破坏集料嵌挤。2）SMA路面的初压采用1台12吨钢轮压路机静压，每次碾压应直至摊铺机跟前，初压1遍，复压3-4遍，终压1遍，以消除轮迹，保证路面有良好的平整度和粗糙度。SMA的碾压速度不得超过60m/min。3）通常情况下SMA不能采用轮胎压路机碾压，以防搓揉过度造成沥青玛蹄脂挤到表面，产生泛油和油汀。4）SMA路面应防止过度碾压，在压实度达到98%以上或者现场取样的空隙率不大于6%后，终止碾压。如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂部分上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的现象时，碾压即应停止，并分析原因。5）SMA混合料在碾压过程中，应随时观察混合料有无推移现象，有推移时，说明混合料存在问题，达不到质量要求，应停止施工，分析原因。6）其它碾压方法与ATB沥青混合料碾压方法相同。（4）开放交通及其它。1）SMA路面施工结束后，应在路表温度下降到50℃以下，方可允许开放交通。2）SMA路面如出现油汀，应分析原因，仔细检查纤维添加的方式、数量、时间，是否漏放及拌和是否均匀等，严重的应予铲除。产生的原因一般有以下因素：用油量过高；拌和时间太短，SMA混合料拌和不够充分；SMA混合料温度过高，改性沥青发生老化；纤维在混合料中分布不均匀；运输距离较远，SMA混合料中骨料与沥青产生离析；摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏；压路机碾压遍数过多，使路面超压；混和料（特别是纤维）及路表含有一定的水份。

4 SMA沥青玛蹄脂技术的性能检测及评定

SMA沥青路面铺筑过程中必须随时对铺筑质量进行检测评定，质量检查的内容、频率、质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）、《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）的要求。（1）SMA路面上面层压实度采用空隙率和压实度双向控制，控制标准为试验室标准密度的98%，实测空隙率不超过6%。空隙率计算所需的最大理论密度按JTJF40-2004附录B的规定执行，压实度的检验，以实测芯样为准。路面钻孔取样检查压实度和空隙率。并按《公路路基路面现场测试规程》规定的方法随时用渗水仪检测路面渗水系数，用铺砂法检测路表构造深度。（2）随时检查沥青、集料的加热温度。逐车检查并记录SMA混合料的出厂温度。拌合楼逐盘打印的打印结果必须保存备查，每天进行总量控制，并作为施工质量控制的依据。（3）按规定随机取样，检查混合料的矿料级配和油石比。按要求进行马歇尔试验，计算空隙率等体积指标。

5结语

铺筑期间，试验段经历了多雨季节的考验，从路表面来看，SMA混合料表面粗糙又不透水，混合料摊铺非常均匀，行车舒适，路面平整度未见衰减，也没有发生泛油现象。试验路铺筑取得了圆满成功，为古永、永古高速公路大面积推广改性沥青SMA路面积累了成熟的施工经验。