SMA混合料在高速公路中的常见问题及解决措施

杨会军（甘肃路桥公路投资有限公司，甘肃　兰州　730000）



SMA混合料在高速公路中的常见问题及解决措施

杨会军
（甘肃路桥公路投资有限公司，甘肃兰州730000）

摘要：结合临合高速公路项目，阐述了上面层SMA-13混合料设计和施工中常见的相关问题，并分析问题产生的相关因素及解决措施，意在积累经验，为今后国内相关工程的施工提供参考意见。

关键词：SMA ;高速公路;常见问题;解决措施

1　概述

SMA型路面的出现为公路沥青路面的发展注入了新的能量和带来了新的希望。SMA即沥青玛蹄脂碎石混合料，它是按照内摩擦角最大的原则，以间断级配的粗集料形成相互嵌挤的矿料骨架，然后按照空隙率较小的原则，以沥青玛蹄脂填充骨架的空隙，形成一种骨架密实结构。SMA是由沥青结合料与少量的纤维稳定剂、细集料以及较多量的填料(矿粉)组成的沥青玛蹄脂，填充间断级配的粗集料骨架间隙，组成一体形成的沥青混合料。在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料颗粒之间有良好的嵌挤作用，因而有较强的高温抗车辙变形的能力；SMA使用矿粉多，沥青多，使用纤维作为稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂填充粗集料的间隙，并裹覆在粗集料表面，在低温条件下，沥青玛蹄脂有较好的粘结性、韧性和柔性，使混合料有较好的抗低温开裂性能；SMA混合料空隙率小，几乎不透水，混合料的水稳定性有较大改善，增强了抗水损害的能力；由于是间断级配，粗集料含量高，表面构造深度大，抗滑性能得到改善和提高，雨天行车不会产生大的水雾和溅水；沥青混合料的抗老化性能好，具有较好的耐久性。

特点归纳为以下几点：

嵌挤的骨架——高温稳定性好，抗车辙能力强

粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行车安全

空隙率较小——抗水害、耐老化

沥青用量多——抗裂性好

笔者根据临合项目地处高寒阴湿的青藏高原的特点并结合自己多年来从事SMA沥青路面的施工经验，结合在临合高速公路上面层SMA-13混合料施工过程中遇到的相关问题，主要从配合比设计和施工方面进行阐述，具体内容如下所述。

2　配合比方面

2.1击实50次/面的击实功与实际压实功不匹配

沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）中要求击实50次/面，主要是因为SMA混合料劲度小，容易压实；骨架嵌挤结构，大的击实功可能会破坏粗集料。但是随着交通量增长和超载车辆的增加，以及与目前的路面实际压实功相比，室内击实50 次/面的击实功是偏小的。

解决措施：将击实50次/面提升为75次/面。一方面适应交通量增长和超载车辆增加的需要，另一方面也不会像想象中那样把粗集料破坏掉，关键是击实75次/面的室内击实功与目前的路面实际压实功比较匹配。

2.2矿料间隙率指标偏小

影响矿料间隙率的主要因素包括：油石比、矿料的密度和吸水率，此外合成级配的各材料组成比例对矿料间隙率也有一定的影响。

解决措施：1）沥青用量：增加油石比，VMA增加比较明显。2）矿料特性：选择毛密度大和吸水率小的集料，VMA增加也比较明显。

3）矿料比例：对于同种母材的石料，调整比例，VMA变化一般，不明显。

2.3沥青用量偏大

配合比设计中沥青用量偏大一般主要原因是集料的吸水率较大导致的，高速公路沥青路面的集料吸水率一般控制在2%以下，其目的主要是控制多孔集料对沥青的吸附，吸水率的大小对沥青路面的路用性能没有大的影响，但是影响沥青混合料中的沥青用量及施工过程中的石料烘干工艺。

解决措施：选择石质较为致密，密度较大、吸水率较小的矿山宕口进行开采，然后加工成所需规格的各种集料，这样所确定的混合料的最佳沥青含量会相对较小。一般最大沥青用量通常由混合料的析漏和飞散试验研究确定。

3　施工方面

3.1铺面油斑

油斑主要产生于以下几种因素：

1）木质颗粒纤维分散不开、分散不均匀，计量不准确，优化造粒技术和计量称重系统，并适当增加拌合时间。

2）木质絮状纤维供料不连续、用量不足或搅拌不均匀。

3）运输距离较远，摊铺机等料时间过长，SMA混合料中沥青产生析漏。

4）沥青用量过大或温度过高，特别是改性沥青SMA。

5）纤维含水量较大等。

解决措施：

1）摊铺中出现的油斑应及时铲除并用新热料填补。

2）调整混合料的运输和摊铺速度，尽量保持螺旋布料器连续均匀转动。

3）调整好拌和楼的计量部分，尤其要保证沥青、纤维、粉料连续供应和准确计量，并适当延长混合料的拌和时间。

4）控制好纤维的含水量以及混合料的出场温度等。

3.2路面泛油路面泛油主要产生于以下几种因素：1）设计的空隙率标准偏小。

2）二次压密导致空隙率进一步减少。3）最低沥青用量过高。4）粘层油用量过多。

解决措施：

1）为了避免SMA路面出现泛油、油斑和车辙，应适当增大其空隙率。

2）提高SMA混合料的密度，减小空隙，为此在重交通道路铺筑SMA路面，在试件成型时采用75次击实。

3）降低SMA混合料沥青用量的最低限值，以防止路面泛油。

4）避免出现过度碾压现象。

5）控制好粘层油的用量，避免过量喷洒。

3.3渗水问题

由于施工中措施不力，常常会造成局部出现渗水现象，尤其多发生在摊铺机搭接处、施工接缝或路面两侧边缘等，具体可归纳为：

1）两台摊铺机搭接问题，摊铺机拼装宽度偏短（设计加宽，可提前组织计划固定设计宽度，对于变宽的，根据实际情况采取伸缩摊铺机），造成两侧进行人工补料（尽量避免人工补料，对于存在的局部缺陷可采取人工补料方式），容易导致粗细料离析和温度有较大损失现象，导致压实不足；

2）摊铺过程中摊铺机边部混合料碾压不足。

3）混合料碾压温度不够，造成压实不足。

4）局部铺面存在漏压现象。

5）施工接缝处理不当，造成接缝处不平整、不密实。

解决措施：

1）对于两台摊铺机梯队作业的结合料纵向热接缝优先进行碾压。

2）在温度容许范围内，尽量提高混合料的出场温度，进而保证混合料的施工阶段温度。

3）加强对边部等薄弱部位的碾压，适当增加碾压遍数。

4）严格按照施工技术规范要求对施工接缝进行处理并及时进行检测。

3.4施工中的离析问题

由于沥青混合料施工中变异性较大，离析现象的成因也是很复杂的，通常主要由混合料配合比、混合料拌和机、运输车辆和摊铺技术等多方面的原因形成的。

解决措施：

1）拌和：经常检查筛网，发现堵网或破网等现象要及时进行处理，另外还要经常检查搅拌机中的相关部件，并严格控制搅拌时间。

2）卸料：当向运输车内卸料时，由于重力及高度的原因，大骨料滚落在两边和前后，形成骨料的第一次集中，为改变这种状况，应分别向运输车的前、后、中进行装料。

3）运输：应适当平整运输通道、降低行驶速度，使运输过程中尽量减少颠簸，对混合料要采取保温措施，减少或避免温度离析。

4）倾倒：运输车向摊铺机中卸料时，大骨料滚落在料斗两侧，因此应将车箱大角度、快速升起，使混合料整体下滑，以减少或避免大骨料向外侧滚动和堆积。

5）收斗：施工中尽量减少摊铺机的收斗次数。

6）螺旋布料器：尽量采用具有大直径、低转速螺旋布料器的摊铺机，同时降低螺旋布料器的离地高度，使混合料满埋螺旋工作（至少保证在2/3高度以上）。

4　结语

本文结合临合高速公路项目，阐述了上面层SMA-13混合料设计和施工中常见的相关问题，并分析问题产生的相关因素及解决措施，意在积累经验，为今后国内相关工程的施工提供参考意见。

参考文献:

[1]JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTG D50-2006公路沥青路面设计规范[S].

[3]SHC F40-01-2002公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南[M].

[4]JTG E20-2011公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

[5]JTGE42-2005公路工程集料试验规程[S].

[6]兰州至郎木寺高速公路（S2）临夏至合作LHSJ1合同段两阶段施工图设计.

中图分类号：U412.36+6