SMA-13型沥青玛蹄脂碎石混合料配合比设计及其施工质量控制

■陈键灵

（福建省高速公路有限责任公司，福州 350001）

1 概述

沥青玛蹄脂碎石混合料 (SMA)自20世纪60年代问世以来，在欧美得到了较为广泛的应用，我国也在上世纪90年代引进了相关技术、开展了大量的研究。随着我国经济的不断发展，重载交通比例越来越高，SMA的应用也日益广泛，甚至成为一些经济发达省份高速公路的典型沥青路面材料。福建省最早使用SMA是在漳龙高速公路龙岩段，该路段于2003年通车，经过13年的使用，其路用性能保持良好。

本文依托工程泉州湾跨海大桥项目全长26.7km，其中跨海大桥部分长约12.5km，桥面铺装采用双层SMA共计10cm，本文结合试验和现场铺筑情况，对其上面层SMA-13配合比设计和施工质量控制做初步探讨。

2 沥青混合料 (SMA-13)的配合比设计

2.1 原材料

(1)集料场地为霞美碎石场，矿料比例： (9.5～13.2)mm∶(4.75～9.5)mm∶(2.36～4.75)mm∶(0～2.36)mm∶矿粉=40∶32∶7∶13∶8。

(2)沥青采用厦门华特SBS改性沥青，最佳沥青用量为6.0%。

(3)木质素纤维用量为混合料的0.3%，抗剥落剂为沥青的0.3%。

2.2 配合比设计

(1)初选级配：按照《公路沥青路面施工技术规范》中有关SMA-13矿料级配的规定，经过矿料配合比设计计算及经验，确定三种级配 (下、中、上)，4.75mm筛孔通过率分别为25.3%、28.6%、31.4%，三种级配组成见表1。分别测定三种级配的VCADRC，按沥青用量6.0%制作试件，测定VCAMIX及VMA等指标，在满足VCAMIX小于VCADRC和VMA大于16.5%的基础上确定级配，测试结果见表2、表3。

表1 三种级配的设计组成结果

表2 VCADRC测试结果

表3 初试级配的体积分析

由上述结果得出2#级配中较为理想，为此选取2#级配中为设计级配。

(2)确定最佳沥青用量：在选定设计2#级配中的基础上，以5.7%、6.0%、6.3%三种沥青含量进行马歇尔试验，试验结果列于表2～4。

据表4的数据，沥青用量为6.0%时，马歇尔试件的空隙率为3.6，且其它指标 (VMA、VCA、稳定度、饱和度等)均满足规范要求，且结合本路段设计交通量大、轴载重等客观条件，确定沥青含量6.0%为最佳沥青用量。

2.3 混合料性能检验

(1)沥青混合料谢伦堡析漏试验 (烧杯法)。采用试验温度185℃，保温1h后进行析漏测试。试验结果如表5所示。

(2)SMA-13沥青马蹄脂碎石混合料目标配合比以选定的2#级配中 (40:32:7:13:8)和最佳沥青用量6.0%进行性能验证，结果如表6、7所示。

表4 沥青混合料马歇尔试验结果 (双面各击实75次)

表5 最佳沥青用量下析漏试验

表6 沥青马蹄脂混合料目标配合比性能检测试验结果

表7 沥青马蹄脂混合料目标配合比性能检测试验结果

3 施工过程控制要点

3.1 施工前准备

(1)准备下承层，使其符合上面层摊铺要求；

(2)保持下承层洁净，摊铺前喷洒改性乳化沥青粘层油；

(3)认真检查各种机具设备的性能，确保处于正常使用状态。

3.2 混合料拌和过程质量控制

(1)严格控制油石比和矿料级配，并按设计文件要求的频率取样进行各项指标检查。

(2)严格控制沥青和集料的加热温度和出料温度，保证在要求范围之内。

(3)拌和料控制室逐盘打印沥青和各种矿料的计量数据进行校核，每天的拌和总量根据配合比检验矿料和油石比的误差。

(4)每天拌和前对机械设备进行检查，定期对计量装置进行校核。

3.3 沥青混合料运输

(1)选择最佳运输路线，沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，确保摊铺作业连续进行。

(2)在运输车车厢侧板和底板涂1层隔离剂，防止混合料和车厢板粘结。

(3)拌和机向运料车放料时，每装1斗料，汽车应前后移动，分3堆装料，以减少粗集料的分离现象。

(4)装完料后用双层蓬布遮盖，以利保温、防雨，避免污染环境。

3.4 沥青混合料摊铺

(1)路面整体摊铺前，通过试验段的摊铺确定适宜的摊铺系数和各项施工技术参数，以确保沥青混凝土厚度达到设计要求。在试验段中，采用钻芯取样检测方法对压实度进行检测。

(2)结合摊铺机的摊铺速度、拌和站的产量、计划摊铺路段每单幅路面沥青用量，最后确定摊铺机的速度，摊铺机速度控制在2.5～2.8m/min为宜。

(3)摊铺过程用平衡梁控制摊铺厚度，能更好地保证平整度。2台摊铺机成梯队摊铺时，以纵向距离保持5～10m、横向重叠0.5m为宜；及时测量车上的沥青混合料温度，做好记录，温度过低的沥青混合料严禁使用。

(4)摊铺过程尽量做到匀速前进，避免或快或慢和中间停顿，切忌不熟悉的开机手单独操作。

(5)严禁雨天、夜间摊铺，遇雨停止摊铺，并清除未压实的沥青混合料，车上的沥青混合料须废弃，路上积水清除干净，全部晒干或凉干后，才能重新摊铺。

3.5 沥青混合料碾压

(1)沥青混凝土采用机械碾压，按初压、复压、终压3个阶段进行。压路机要以慢而均匀的速度碾压，压路机碾压速度见表8。

表8 压路机碾压速度 (km/h)

(2)严格掌握沥青混合料施工温度，改性沥青混凝土 (SMA-13)的施工温度较普通沥青混合料高20℃左右，其控制温度见表9。

(3)沥青混凝土初压:在沥青混凝土摊铺后温度为150℃左右时进行初压，采用双钢轮压路机静压2遍，从外侧向中心、由低向高处碾压，相临碾压带叠1/3～1/2轮宽，初压后及时检查平整度。

(4)沥青混凝土复压:复压紧接初压后进行，采用振动压路机挂振碾压3～4遍，后采用轮胎压路机碾压1～2遍 (碾压遍数经试铺段试压确定)，需达到规范要求的压实度，并且无显著轮迹。

表9 改性沥青混凝土 (SMA-13)的控制温度

(5)沥青混凝土终压:终压紧接复压后且在沥青混凝土温度不低于120℃之前完成，采用双钢轮压路机静压1～2遍，消除所有轮迹。路面压实成型的终了温度应符合规范的要求。

(6)为保证油面与路牙接茬处平整度，可采用小型压路机碾压，既能保证路牙完好无缺又能保证接茬处平整、美观，对排水口处机铺后即刻处理，采用板式振动夯压实并修饰顺坡，达到外观顺美的要求。井盖在摊铺后用板式振动夯压实修饰，达到外观圆顺的要求，然后用双钢轮压路机静压。

(7)压路机的碾压段长度以与摊铺速度平衡为原则选定，并保持大体稳定。压路机每次由两端折回呈阶梯形随摊铺机向前推进，使折回处不在同一横断面上。在碾压过程中，压路机不得随意停顿。碾压过程中，压路机起步应缓慢平稳，沿摊铺方向直线行驶，碾压速度均衡一致。

(8)压路机钢轮应保持清洁，有粘轮现象时适当喷洒稀释洗涤灵，注意要少喷、勤喷、匀喷，当钢轮受热温度升高不再粘轮时应关闭喷头。

(9)严禁压路机在未冷却的油层上转向、调头、左右移动，从热油面上下来的压路机必须将钢轮进行降温，方可停放在已建沥青混凝土路面上。

(10)碾压工作由专人负责，随时检测高程和平整度，如发现拥包应及时处理，必要时采用压路机横压方法，但应注意压路机只能单向挂振，不允许挂振来回碾压。

4 结语

沥青玛蹄脂碎石混合料施工造价高，是一项技术性强、协调面广的工程。全机械化施工和成熟的施工工艺是保证质量的前提，除严密工序组织外，还得配有高素质的操作人员和管理人员，从施工的各个环节着手，对沥青混合料的原材料、拌制、运输、摊铺和碾压等方面层层把关，严格管理，只有把这几方面有效地结合起来，才能铺筑出高质量的SMA路面。

［1］沈金安.改性沥青与SMA路面［M］.北京:人民交通出版社,1999.

［2］JTJ036-98,公路改性沥青路面施工技术规范［S］.