在公路施工中析改性沥青及SMA混合料的应用

摘要：改性沥青及SMA混合料对集料和填料料质的要求与普通沥青混合料基本相同，由于改性沥青及SMA混合料成本较高，主要用于交通量大的高速公路和城市快速干道、重载及超载在车多的路段，因此，在实际施工中要求的材料品质往往高于普通沥青混合料，简单介绍了改性沥青及SMA混合料的优点及应用。

关键词：改性沥青SMA混合料公路

中图分类号：X734文献标识码：A 文章编号：

沥青玛脂碎石混合料是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛脂结合料，填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料，使用情况表明，SMA路面结构不仅在高温、重载时车辙变形量低，低温性能良好，因此SMA沥青路面在我国得到了较快发展。

一、SMA混合料的优点

(1)高的抗车辙能力。含较高百分率的破碎粗集料组成一个紧密嵌锁的骨架结构，帮助消散对下层的冲击力，有效防止车辙。

(2)优良的抗裂性能。所调查的SMA路面，很少发现温度和反射裂缝，这主要由于SMA采用优良性质的沥青结合料和较厚的沥青膜。

(3)良好的耐久性能，较厚的沥青膜能减少氧化、水分渗透、沥青剥落和集料破碎，从而使面层有较长的使用寿命。

(4)较好的抗滑性能。缺少中等尺寸集料可以产生一个较深的表面构造深度，增加抗滑性能和吸音性，减少雨天水漂现象。

(5)经济显著。由于SMA耐久性好，养护费用较低，只有较高的经济效益。世界各地5亿平方米SMA的使用经验表明，与传统沥青混凝土相比，SMA的使用寿命增加40％左右。

(6)摊铺和压实性能好。SMA是由较多沥青砂胶将碎石骨架结构胶结成整体。传统沥青混凝土中碎石较少，沥青砂胶也较少，不足以填充全部孔隙。

二、SMA混合料在公路施工中的应用

SMA混合料施工所用的生产装置、运输车辆、摊铺机与压实机具，，均与传统密级配沥青混凝土相同。但SMA混合料的施工特性与施工工艺具有自身的特点，与传统AC混合料不同，在运输和摊铺过程中，不会出现粗细集料的离析，却容易发生沥青结合料的析漏现象。在工艺流程中增加了改性沥青掺和机以及使用改性沥青生产SMA时需加入稳定剂纤维。SMA生产流程为：备料——改性沥青生产——沥青混合料生产——混合料运输——摊铺——碾压——保养。

1、备料

SMA对材料要求非常严格，各种材料进场前后都必须有中心试验室的检验报告。场内需设有防尘、防雨设施。

2、改性沥青生产

选配适当的沥青改性设备。制备改性沥青时，应采用适宜的生产条件和方法进行，通过试验确定合理的改性剂剂量和适宜的加工温度，制订详细的生产工艺和操作流程。使改性剂在基质沥青中分散均匀并达到一定的细度。

3、沥青混合料生产

SMA混合料的搅拌循环时间要比普通沥青混合料长，选择专用纤维添加设备，必须合理安排，不能出现停机现象，影响施工进度。SMA混合料半和质量的好坏受生产级配、温度控制、搅拌时间、操作人员素质等方面的影响较大。一般SMA混合料干拌时间8S，湿拌时间48S。

4、混合料运输

为防止运输过程中温度下降太快，采取了严格的保温措施，沥青混合料出厂温度采用上限，沥青混凝土装车后盖一层麻布和一层帆布，实行双层保温，保证沥青混凝土摊铺时温度保持在170℃以上。混合料的运输虽然是一个中间环节，但组织不好将直接影响路面质量，因此要保证摊铺机不能因缺料停机，同时减少运输车和摊铺机的接触次数。

5、改性沥青及SMA混合料的摊铺

改性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。当下层洒布粘层油时，一般的轮胎式摊铺机可能顶不动运料车。产生打滑现象，所以对改性沥青以一般需要使用履带式摊铺机。而且摊铺机的摊铺宽度也不能像普通混合料那样伸长太多。

对SMA混合料，混合料的可压实余地很小，松铺系数要比普通混合料小得多，混合料的铺筑厚度可以在铺筑厚度可以在摊铺时测量控制好，不必在等钻孔测定。为了保证路面的平整度。要按照规范要求做到缓慢、均匀、连续不问断地摊铺，摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿，但是由于改性沥青或SMA生产时拌和机生产率降低等原因，摊铺机供料不足的问题比较突出，很难保证摊铺机不间断均匀摊铺，所以摊铺机的摊铺速度要慢一些，一般不超过3—4 m／s左右，这对摊铺机的操作技术要求较高。由于摊铺机停顿时，一方面摊铺机不存留的混合料温度会下降，使摊铺层的压实厚度受到影响；同时摊铺机摊铺时，熨平板都向前倾斜有一个角度，如果速度不均衡，熨平板的倾斜角也跟着发生变化，必然对平整度有影响。为了尽量减少摊铺机的停顿次数，拌和机与摊铺机的能力必须匹配，运料车也要有富余，一般要求在摊铺机前至少要有3台以上的运料车等候，不允许出现摊铺机等候运料车的情况。如果改性沥青混合料的温度降低过多将会使混合料的摊铺作业发生困难，这种情况很可能发生在运料车跟不上，摊铺机不得不停侯等料的过程中。所以，在摊铺过程中，如果不能连续供料时，摊铺机应该将剩余的混合料摊铺完，抬起摊铺机，做好临时接头，将混合料压实，避免出现冷却结硬的情况。因为如果等料时间过长，混合料温度迅速降低，表面会结硬成为硬壳，继续摊铺时冷却的混合料和硬壳不易打碎，只能跟着往前推着走，这将严重影响继续摊铺，如果摊铺过程中，遇到这种情况，必须将硬壳出去才行。改性沥青及SMA混合料大部分使用在表面层，表面层的摊铺对路面的平整度影响极大。摊铺机必须有良好的自动找平功能。为了保证路面的标高，并改善下层的平整度，沥青面层的中、下层一般采用钢丝绳或导梁引导的高程控制方式，只要认真操作，每铺筑一层，大体上上一层平整度可以比下层提高平整度0.4—0.5mm。对表面层，除了高 程外。表面层厚度也至关重要，所以常用“雪橇式”的厚度控制方式。此时，应尽量避免下层局部的不平整对雪橇脱杠厚度自动控制的干扰和影响，所以寻找一个较大范围的基准面就显得特别重要。

6、改性沥青及SMA混合料的碾压

改性沥青混合料的压实工艺。除了提高碾压温度外，与普通沥青混合料没有太大的区别，对压实机具也没有特别要求。在高温下碾压显得特别重要，尤其是改性沥青和SMA，一般都在表面层使用厚度比较薄，混合料温度下降较快，要注意不能在温度下降以后才碾压。

结束语

SMA是从国外引入的一种新型路面沥青混合料结构，虽然SMA路面在高温抗车辙、低温抗裂、疲劳抗裂、抗老化、抗水损害、抗滑及耐久性等方面都比传统的AC路面优越，在材料品质和质量控制方面也比AC路面要求高一些，但SMA结构的使用应结合各个国家各自的特点。我国的气候条件比较恶劣，各个地区之间的差别也比较大，加之施工机械、材料、经济条件的限制，完全照搬国外的经验，显然是行不通的，这一点在国内有些地区的试验路上已经表现出来。因此我们必须用科学的态度，从本地区的实际情况出发，探索一条SMA路面应用的新路子。

参考文献：

[1]沈金安.改性沥青与SMA路面[M].北京:人民交通出版社,1998.

[2]林绣贤.SMA目标配合比快速确定法[J].华东公路,2001,(02).

[3]《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004 人民交通出版社2004.

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。