SMA路面在高速公路的应用

中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A 文章编号：

SMA沥青玛蹄脂碎石混合料具有优良抗车辙效果和抗滑性能，从而成为一种新型路面铺筑材料，近几年在世界各国应用广泛。

SMA原材料的选择

——沥青结合料

根据国内外施工经验，SMA需要选择比AC粘度更大的沥青结合料，在重交通荷载作用下，有选择改性沥青的趋势。一般采用 MAC-70#改性沥青，与基质沥青相比，MAC沥青粘度和软化点显著增加。

——粗集料

SMA作为骨架型结构，对粗集料的质量要求很高，一般采用玄武岩。

——细集料

SMA表面层细集料仍采用玄武岩石料，根据矿料合成级配结果，研制生产了3～5mm石屑和0～3mm机制砂。

——填料

填料采用石灰石矿粉。

——纤维稳定剂

一般使用的纤维稳定剂是木质素纤维，用量为混合料总重量的0.3%。其作用在于能在SMA混合料中保持更多的沥青，从而间接地提高SMA混合料的耐久性。

改性沥青SMA混合料配合比设计

配合比设计采用了目标配合比、生产配合比及生产配合比验证三阶段设计方法。

——目标配合比设计

按照SMA混合料设计要求，首先对各种矿料进行筛分，同时检验其质量指标，根据4.75mm筛孔通过率调试三种级配，分别进行马歇尔混合料试验，确定各自最佳沥青用量及体积指标，然后进行对比分析。

按照规范要求，根据沥青最佳含量及相应的实际密度成型试件，测定沥青混合料的动稳定度和抗车辙能力。应用冻融劈裂试验来检验沥青混合料的水稳定性，试验冻融劈裂强度比及水稳性。

——生产配合比的设计

目标配合比确定后，从热料仓取样筛分，进行多次试配，经反复调整，最后确定的生产配合比。

——生产配合比的验证

SMA混合料经试拌，并铺筑试验路段时，从现场取样按规范进行了抽提试验、马歇尔试验及车辙试验等。

SMA路面的施工及质量控制

——施工程序

清扫下承层——施工放样——SMA混合料拌合——汽车运输——摊铺机自动找平摊铺——碾压成型——质量验收。

——冷料仓配比控制

冷料仓各料斗上料速度根据目标配合比确定，对冷料仓各仓的流量进行了流量确定试验，最大限度地保证热料仓供料均衡，使冷料仓上料速度符合目标配比对级配的要求。

——木质素纤维的添加

纤维与沥青同时喷入，能够保证按设定剂量添加，这样纤维在混合料中分散十分均匀，无团块。铺筑的每一天应根据实际使用的木质素纤维和SMA混合料产量进行校核。

——SMA的运输

SMA混合料降温较快，在运输中应切实做好保温覆盖工作，运输过程中温度损失一般不宜大于15℃左右，确保SMA混合料摊铺温度不低于160℃。

——SMA的摊铺

根据拌和楼的产量，SMA在铺筑时摊铺机速度不宜大于1.5m/min，摊铺采用一台摊铺机全幅摊铺，松铺系数为1.05，摊铺采用浮动式均横梁控制厚度和平整度。摊铺时应注意几点：1)摊铺前保证有5辆以上的运输车辆等候卸料， 运输车辆较拌和能力和摊铺速度有所富余；2）每天摊铺前对摊铺机熨平板系统进行加热，加热温度不低于90℃～100℃；3）摊铺温度不低于160℃； 4）SMA混和料摊铺后，禁止用人工找细料补料，因为细料往往聚集了过多的沥青马蹄脂，人为补细料会造成表面出现油斑，SMA的表面补料应随机取料，不能光选细料。

——SMA的碾压工艺

碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压好坏是SMA施工成败的关键，在碾压过程中，应最大限度地发挥压路机的效能，最大限度地降低现场空隙率。施工中应注意以下几点：

1）碾压的温度控制： 初压开始温度不低于150℃。复压温度不低于130℃。终压温度不低于120℃；2）碾压遍数：初压为1～2遍，复压用双钢轮压路机振压5～6遍，终压用钢轮压路机静压1遍即可。复压与终压的碾压速度不超过4-5m/min。初压和复压的压路机前后停机返回时严格控制速度，减少停机造成路面局部凹凸不平；3）碾压撒水：初压洒水时为避免过多的水进入SMA路面的空隙中，应采用间歇式雾状喷水，在终压和复压时关闭水阀，以不粘料为前提。碾压程序完成后，不在新铺的路面上刹车、转弯、中途停靠。

——SMA路面的接缝

因SMA采用了改性沥青，温度下降后SMA混合料很难切割，试验路切缝选在混和料温度下降到 60℃左右时切割，切口处清洗干净，第二天刷粘层油，接缝的新混合料的温度应在170℃以上，并保证熨平板加热温度不低于90℃，温度控制不好会造成接缝表面出现拖痕，接缝部分混合料空隙率偏大，给路面留下质量隐患。

——SMA混合料的质量检测

施工的每一天均要进行室内马歇尔试验、谢论堡析漏试验、抽提试验和体积指标检验，确保VCAmin(最小骨架间隙率)小于VCADRC(粗集料骨架间隙率)实现石- 石嵌挤结构。在配合比设计阶段还要进行肯它堡飞散试验、车辙试验、水稳定性检验，对施工结束后的路面应进行钻芯试验，检测现场压实度和现场空隙率，确保现场空隙率小于6%。因SMA混合料中有木质素纤维，不宜使用燃烧炉测试SMA的油石比。试验室从拌和站取样，在165℃击实温度下，以上下面各击实50 次制作马歇尔试件，做抽提试验和马歇尔试验测试其油含量及油石比。

结论和建议

SMA混合料是一种粗集料含量较多的沥青混合料，由细集料、矿粉、改性沥青和纤维组成的玛蹄脂胶泥具有很高的粘度，能很好地提高沥青路面的使用性能，是一种新型的沥青路面新技术。用MAC改性沥青，加入木质素纤维，对提高SMA混合料的抗车辙能力及整体强度非常有利，确保了SMA沥青路面充足的承载能力。

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1.0～1.3mm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，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。