浅谈沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)的特点及施工控制

摘 要：沥青玛蹄脂碎石混合料，意即用沥青玛蹄脂填充碎石骨架。是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉以及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断集配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。本文探讨了沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）的特性，论述、分析其在施工时的控制要点。

关键词：SMA；特点；施工控制

中图分类号：TU535 文献标识码：A

1 SMA的基本介绍

SMA(Stone Matrix Asphalt)，在我国，根据其构成原理，在《公路沥青路面设计规范》（JTJ014）中命名为：沥青玛蹄脂碎石混合料，意即用沥青玛蹄脂填充碎石骨架。是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉以及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断集配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料。以其优良的抗车辙性能和抗滑性能而闻名于世。

SMA的沥青结合料通常采用聚合物改性沥青，其目的一方面是为了防止沥青滴漏，另一方面是减少沥青的温度敏感性，提高结合料的粘度，改善混合料的低温抗裂性。

2 SMA的组成特点和形成机理

SMA沥青混合料，是一种由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料，具有以下特点：

2.1 是一种间断集配的沥青混合料，粗集料所占比例高达70%-80%。

2.2 SMA的沥青用量较高，所以通常需要掺加稳定及或特殊的掺加剂以防止沥青滴漏。稳定剂可以是木质素纤维或矿物纤维，掺加剂是聚合物改性沥青或特种沥青。

2.3 SMA的配合比不能完全依靠马歇尔配合比设计的方法，主要有体积指标确定，稳定度和流值不是主要指标，沥青用量还可参考高温析漏试验确定，车辙实验是重要的设计手段。

2.4 SMA混合料对集料的要求质量比普通的沥青混凝土要高许多，粗集料必须要采用锤式破碎机生产的接近立方体硬质石料，表面粗糙且洛杉矶磨耗值及针片状颗粒含量要求都必须较高，这是SMA结构集料能发挥紧密嵌锁作用，具有良好的耐久性和抗车辙能力的先决条件。细集料也要用坚硬、稳定的材料，欧洲普遍要求是用人工破碎砂，粒径在0.075-5mm之间。

综合SMA的特点，可以归纳为三多一少：粗集料多、矿粉多、沥青结合料多、细集料少，掺纤维增强剂，材料要求高，使用性能全面提高。

SMA作为一种优良的沥青混合材料，具有以下优良性能：低温情况下，较好的抗裂性；提高了沥青和集料的粘附性，增强水稳定性;较强的抗滑性能和良好的耐久性，车辙小；减少噪音；减少车灯反射，减少水雾，提高路面的能见度等。

3 纤维稳定剂在SMA中的作用

现在纤维稳定剂在实际使用中的种类很多，主要可分为木质素纤维、矿物纤维、有机纤维等。由于沥青玛蹄脂碎石混合料的特性，在使用时必须掺加纤维稳定剂，其原因与SMA使用了较多的矿粉和沥青结合料有关。其作用主要表现为以下几个方面：

3.1 加筋作用。纤维在混合料中以一种三维的分散形式存在，可以起到加筋作用。

3.2 分散作用。如果没有纤维，用量颇大的沥青矿粉很可能成为胶团，铺筑在路面上将清楚地看到油斑的存在，纤维可以使胶团适当分散。

3.3 吸附和吸收沥青的作用。从而使沥青用量增加，沥青油膜变厚，提高混合料的耐久性。

3.4 稳定作用。纤维使沥青膜处于比较稳定的状态，尤其是沥青受热膨胀时，纤维内部的空隙行将成为一种缓冲的余地，不至于成为自由沥青而泛油。

3.5 增粘作用，提高粘结力。纤维将增加沥青与矿料的粘附性，通过油膜的粘结提高集料之间的粘结力。

4 玛蹄脂碎石混合料——即SMA的矿料级配建议

公路建设者在使用SMA沥青混合材料的时候，应根据国内、外的规范和建议级配，同时根据现场施工条件、材料条件的实际情况，确定了一个较为合理的配合设计。具体参考数据在相应规范中可以查到，本文不再多述，只是想说一点，规范中的东西往往受限于地域情况限制，因气候、材料、施工环境等情况的不同会略有差异。在具体实际施工时还应加强配合比的反复验证，力求找到符合当地情况的最佳材料配合比。

5 改性沥青及SMA路面的施工温度

介于SMA混合料对温度的较高的要求，为保证施工时的温度，应注意做好以下几点：

5.1 改性沥青制作温度应该满足改性剂充分融化及分散均匀的需要。沥青的加热温度尽可能不要太高，通常情况下，控制在170-180度以下，以防止沥青老化。

5.2 拌和机在拌和时，集料的烘干温度要提高到200度以上，且拌和好的混合料储存时间不能超过24小时。

5.3 SMA混合料在运输的过程中必须加盖篷布，防止混合料表面硬结。

5.4 SMA混合料的摊铺、碾压要一气呵成，所有工序的完成必须在100度以上。

5.5 SMA混合料不得在低于10度的气温下施工。

6　SMA混合料的摊铺工艺

6.1 SMA沥青混合料粘度较高，摊铺温度高，摊铺阻力要比普通混合料大，所以对改性沥青一般使用履带式摊铺机。

6.2 为了保证路面的平整度，须按规范要求做到缓慢、均匀、连续不间断的摊铺，摊铺速度一般不超过一分钟3-4米，并尽量减少摊铺机的停顿次数。

6.3 SMA混合料的压实余地很少，松铺系数要比普通混合料小得多，因此混合料的铺筑厚度可以在摊铺时测量控制好，不必再等钻孔测定。

6.4 SMA混合料大部分使用在表面层，为了保证路面的标高和改善下层的平整度，沥青面层的下层可采用钢丝绳或导梁引导的高程控制方式。据查，每铺筑一层，平整度大体上可以比下层提高0.4mm-0.5mm。

7 SMA路面的碾压成型

SMA沥青混合料的压实工艺，除了提高碾压时的温度以外，还须注意做好以下几个方面：

7.1 SMA必须使用刚性碾碾压，不允许使用轮胎压路机。因为轮胎压路机的搓揉将是玛蹄脂上浮，造成构造深度降低，甚至泛油。

7.2 碾压时必须密切注意压实度的变化。对SMA结构来说，过度碾压会使其变成像含水量很大的弹簧土路基一样无法稳定。一般初压用10t刚碾紧跟在摊铺机后面压1-2遍，复压用刚性碾静压3-4遍，或震动压路机压2-3遍，最后用较宽的刚性碾终压一遍即可。

7.3 表面层采用较长的滑靴（或雪橇）作为平整度控制方式。

7.4 压路机在调头时须关闭振动，方向要渐渐改变，不得拧弯。

7.5 摊铺及压实完毕后，须封闭交通，路面静养至少达24小时。

现在在进行SMA路面施工时，部分施工单位总结出碾压的八字方针：“紧跟、慢压、高频、低幅”。但真正是否合理，尚需在实际施工中进一步的检验。

SMA沥青混合料具体施工工艺仍需要的道路建设者在施工中结合当地的交通、气候、材料、施工水平等具体情况不断总结并加以改进，只有这样，这种沥青混合料才会中被合理的应用并发挥出其最大作用！

参考文献

[1]张宇，李芳华.SMA路面的施工工艺应用[J].科技信息，2008.

[2]侯宝于，方卉，孙中良.浅谈改性沥青及SMA路面平整度的施工控制[J].黑龙江交通科技，2004.