浅谈SMA沥青在高速公路施工中的应用

摘要：SMA沥青混合料因其具有良好的性能，在我国的高等级公路沥青路面中应用。本文对SMA沥青混合料在高速公路施工中的应用进行了研究。

关键词：SMA沥青；高速公路；性能；施工

Abstract: the SMA asphalt mixture due to its good performance, in our application of high grade highway asphalt pavement. In this paper, the SMA asphalt mixture in highway construction application.

Keywords: SMA asphalt; Highways; and Performance; construction

中图分类号：U412.36+6文献标识码：A 文章编号：

改革开放以来的30年是我国公路发展速度最快、规模最大、最具活力的时期。高速路从无到有，公路覆盖面积有了很大提高。特别是进入新世纪以来，我国的高等级公路得到了迅速发展。

沥青路面由于施工快、养护快捷，因而在高速公路施工中得到了广泛的应用。但是普通的沥青路面也有很多的不足：它的造价成本几乎要比混凝土路面高一倍；而且耐水性差；温度稳定性差，冬季低温条件下易脆裂，夏季高温条件下易软化；容易形成车辙。随着科技的不断进步，公路建设也得到了迅速发展，新技术、新材料也层出不穷。沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)是新型混合料，是一种密实式嵌挤型断级配沥青混凝土，以其良好的高温稳定性、抗滑性、低噪音、耐久性等优点在公路建设中被越来越广泛地应用。尤其是在重交通道路、机场等方面。

一、SMA沥青的原材料

1、粗集料。SMA混合料是依靠粗集料的石、石接触和紧密嵌接而形成骨架结构，为防止碎石颗粒在车辆荷载的挤压过程中发生破碎，对粗集料的质量有严格的要求，也可说粗集料是SMA质量控制的关键，一般要求使用高质量的轧制粗集料，其岩石应坚韧，具有较高的强度和刚度。粗集料要洁净、干燥、表面粗糙。

2、细集料。在SMA混合料中细集料(指小于4．75mm颗粒)的质量仅为10％～20％，但同样要求石质坚硬、富有棱角，并有一定的表面纹理，软质含量少，塑性低，粘土含量不超过1％。细集料宜用机制砂，也称人工砂。天然砂由于颗粒接近于圆形，磨阻力小，故不宜多用。细集料除洁净、干燥、无风化、无杂质，有适当的颗粒组成，还应与沥青有良好的粘结能力。

3、矿粉。矿粉在SMA混合料中是重要的组成部分，它与沥青混和形成玛蹄脂，从而影响SMA的性能。按照我国目前沥青路面施工技术规范生产石灰石矿粉可用于SMA混合料。沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。

4、沥青材料。SMA所使用的沥青要求有良好的粘结性和温度稳定性，一般应采用重交通道路沥青，其指标符合规范要求。我国采用的标号应根据道路所在地区气候来确定，但一般宜采用较好的沥青。因为SBS改性沥青性能优越，而且它的适应性强，能有效地改善热稳定性和低温抗裂性。

5、纤维。为了防止沥青滴漏，绝大部分SMA中都使用纤维，虽然也有的SMA项目使用改性剂来增加沥青粘度以防止滴漏。现在大多数情况是，既使用改性沥青，也同时使用纤维材料。通常采用木质素纤维，絮状木质素纤维为最佳，用量为沥青混合料的0.3％。纤维采用专用的纤维添加设备自动添加到沥青拌和楼中去。木质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。

二、SMA沥青在高速公路施工中的应用

1、SMA的拌和。生产SMA应采用间隙式沥青拌和机拌和，且必须配备有材料配比和施工温度的自动检测和记录设备，逐盘打印作为施工质量检测的依据。拌和机必须配备有纤维稳定剂投料装置，能在拌和过程中充分分散，且与沥青混合料拌和均匀。对于SMA混合料中纤维的投放，可以人工也可以机械进行，不过人工投入时无法保证一定是按时按量均匀的投放，所以多采用机械进行投入。喷入沥青后的湿拌时间应增加5s，保证纤维能充分均匀地分散在混合料中，并与沥青结合料充分拌和，以保证不影响摊铺速度，造成停顿。各种材料都必须堆放在硬质地面上，在多雨潮湿地区，细集料(含石屑)宜堆放在有棚盖的干燥条件下，当细集料潮湿使冷料仓供料困难时，应采取措施。

2、SMA的摊铺。在铺筑SMA之前应对下层表面作以下处理：用硬扫帚或电动工具清扫路面。SMA可用普通的沥青混合料摊铺机按正常方法摊铺。改性沥青SMA混合料宜使用履带式摊铺机采用较小的摊铺宽度铺筑。摊铺机开始铺筑前必须使熨平板预热至100℃以上，铺筑过程中必须开动熨平板的振动或锤击等夯实装置。SMA混合料的摊铺速度应调正到与供料速度平衡，必须缓慢、均匀、连续不问断地摊铺。摊铺过程不得随意变换速度或中途停顿。如等料时间过长，混合料温度降低，表面结硬成硬壳，影响继续摊铺时，必须将硬壳去除。

3、SMA的碾压成型。对SMA混合料的路面施工，碾压是了重要的一环，保证及时碾压非常关键。SMA由于粗集料嵌挤良好，可以使用较重的压路机在很高的温度下碾压。采用振动压路机碾压，要考虑到碎石抗压碎的能力，以及沥青结合料的情况和油石比的大小。密切注意粗集料的压碎、棱角、嵌挤、泛油等等。“高频率、低振幅”碾压非常重要，同时遍数不要太多。碾压时严格按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行。与普通沥青混合料碾压时的最大区别是SMA路面必须使用钢轮碾压，不能使用轮胎压路机，一是因为改性沥青粘度非常大，容易粘轮；二是轮胎搓揉使玛蹄脂上浮，造成泛油，过度碾压会产生类似“弹簧”的现象，而使SMA混合料无法稳定。在保证粗集料不被压碎的情况下，选用较重的钢轮压路机，在较高的温度下紧跟在摊铺机后碾压，压实效果最佳。

三、SMA沥青的应用施工质量检测

对SMA路面的质量检测，原则上可以按照普通的热拌热铺沥青混合料路面的质量要求和检测频度进行检测。除了外形尺寸外，施工现场检测内容包括压实度、厚度、平整度、弯沉等等。重点是压实度、透水性。SMA沥青面层施工时，只要温度保证，压实度一般容易达到，为减少表面层的破损，应尽量减少钻孔取芯，采用采用了核子密度仪进行检测。

1、压实度检测。施工中采用核子密度仪对现场压实度直接进行检测，所得压实度差异较大，测得数据比实际压实度要低很多，读数偏低且变异性较大的主要原因可能是表面构造深度较大造成的。采用如下的方法进行检测，测得的数据比较稳定，与钻空取芯所测数据比较接近。具体操作时用标准砂将被测表面的空隙填满并刮平，且所有高点必须外露，再用钢钎在被测处打一个比SMA路面厚度稍深的孔，然后将金属杆放入孔内至SMA路面深度，放平仪器后开始测量。

2、路面渗水系数。按照SMA路面的基本要求应该是基本不透水，以确保良好的耐久性，对下面的沥青层、基层也有较强的保护作用。关于基本上不透水应该掌握到什么程度，目前还没有统一的定论，本试验路就这个问题进行了初步的探讨：按照沥青路面渗水试验规程的描述，使用路面水分渗透仪，若试验时仪器中水面下降到一定程度后基本保持不动，称路面基本不透水或根本不透水。

3、路面承载能力。路面结构承载能力，是指路面在达到预定的损坏状况之前承受的行车荷载作用次数，或者使用的年数。承载力低的路面结构，其损坏的发展速度迅速；承载能力接近于临界状态时，路面的损坏达到严重状态，此时必须采取改建措施以恢复或提高其承载能力。路面弯沉是指路表面在荷载作用下的弯沉量，是反映路面承载能力的主要参数。现场弯沉仪测得弯沉量必须到到设计要求。

4、施工温度控制。对于SMA改性沥青路面施工温度．一般情况下，可在普通沥青混合料施工温度的基础上提高10℃～20℃。，施工温度宜充分考虑沥青标号、改性剂的品种及剂量、粘度、气候条件及铺装层厚度。通常，SMA施工的各种环节的温度都比普通的混合料要高20℃以上。SMA混合料路而不得在气温低于10℃的寒冷气候条件下施工。SMA的施工温度如表2所示。

参考文献

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。