淺談SMA瀝青路面施工工藝

趙珺　張云東

摘要：SMA瀝青路面在現在公路路面施工中已經比較普及，具有高溫穩定性、低溫抗裂性和水穩定性的優點。本文結合SMA路面施工實踐，對SMA瀝青混合料施工工藝、施工技術要點和質量控制進行分析、闡述。

Abstract： SMA asphalt pavement is popular in highway pavement construction now， which has the advantages of high temperature stability， low temperature cracking resistance and water stability. Combined with SMA pavement construction practice， the SMA asphalt mixture construction technology， construction techniques and quality control are analyzed.

關鍵詞：SMA；施工工藝；質量控制

Key words： SMA；construction technology；quality control

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）30-0075-02

0 引言

瀝青瑪蹄脂碎石混合料系一種由改性瀝青，纖維穩定劑、礦粉及少量的細集料骨架間隙組成的嵌擠密實結構瀝青混合料。從60年代中期德國成功投建第一條SMA路面開始，這種路面結構就開始在全世界范圍內的道路交通系統中逐漸普及。在1992年，中國在首都機場高速公路工程中首次運用了改性瀝青、SMA技術，之后發展至今，SMA路面依然成為高速公路是公共領域常用的道路結構。2004年9月4日，我國交通部發布了《公路瀝青路面施工技術規范》（JTGF40—2004），將SMA路面相關的配合比設計、質量標準等納入新規范之中，足以體現我國對這種路面給予了較高的關注度。而SMA路面較好的抗車轍、抗裂、抗滑、不透水及耐久性等特性在多年的發展和應用中也得到了充分驗證。目前這種路面被廣泛應用在國內高速公路、高等級城市干道、機場和橋面鋪裝等重交通路面工程中。

1 SMA的性能機理

1.1 SMA的級配結構中，粗集料的配比超過了七成，顆粒與顆粒之間具有較好的嵌擠作用，能夠抵御一定程度的荷載變形。而且在高溫環境中，其抵御荷載變形的能力并不會因為瀝青瑪蹄脂粘度下降而降低，這是SMA路面具有高溫抗車轍性能的主要原因。

1.2 SMA使用礦粉摻量基本在8%～12%之間，瀝青摻量為5.5%～6.5%，比密級配瀝青高1個百分點。并且SMA混合料中摻有纖維作穩定劑，由此組成的瀝青瑪蹄脂包裹在粗集料表面，能夠縮小填集之間的間隙。在低溫環境中，大部分混合料易溫縮變形，但是SMA瀝青瑪蹄脂依然可保持較好的粘結度，能夠提高路面結構的柔韌性，從而避免路面在低溫條件下收縮變形甚至開裂。如果再摻加一部分改性瀝青，則其低溫抗裂性能會進一步提高。

1.3 SMA混合料的內部空隙率基本不超過4%左右，混合料內部的水屬于毛細水形態，不容易成為動力水，而且混合料因其具有較好的粘性，所以幾乎不滲水?；旌狭霞由犀斕阒图系慕Y合力好，混合料的水穩定性有較大改善。

1.4 SMA混合料中摻入的都是質地堅硬、耐磨性良好的石材，礦料中摻有大量粗集料，間接級配。采用這種混合料鋪筑的路面，其表面的空隙較大，構造有一定深度，這大大提高了路面的抗滑性，在降雨天氣行車路面不會出現嚴重的水漂現象，因此說這種路面構造兼抗滑性和耐久性的功能特點，雨天行車時路面也不會出現水化飛濺而產生水霧，同時也對路面進行了有效降噪，提升了路面行車的安全性和舒適度。

1.5 SMA的混合料內含豐富的瑪蹄脂，集料間的空隙率很小，使得瀝青與空氣不會過多接觸，因而路面具有一定的耐老化特性。

1.6 SMA路面具有較高的密水性，能夠隔水保護其下步的瀝青層和基層，對于維持路面整體的強度和穩定性大有裨益。

2 SMA的施工控制

2.1 施工前的準備工作

①定期檢查集料的品類、規格、顆粒大小及顆粒形狀、含泥量、風化石含量等，如果顆粒質量達不到攤鋪要求，就需要通過篩分實驗進行合理調整。②定期檢查礦粉色澤，顆粒之間是否結塊，是否摻雜著粗顆粒等等。③根據質量標準對進場的材料進行嚴格的復檢，嚴禁使用劣質材料。工前必須硬化處理堆料場的地面，以防混合料中摻入砂石等碎料。分類隔離存放規格不同的混合料，分類牌上明確標示混合料的規格、型號等重要參數，以免其相互混雜而用錯料。④木質素纖維不宜露天存放，且不宜存放在易受潮的環境中。專門用來添加的木質素纖維的設備須嚴格計量標定，并且要保持干燥。

2.2 改性瀝青的儲運要求

基于相關規范要求，改性瀝青出廠時裝車溫度最低要達到160℃，運輸途中的溫度應該保持在140℃以上，運抵攪拌廠后應及時泵送至專用儲存罐內妥善保存。由于這種瀝青顆粒之間粘度較好，容易結塊堵塞管路，因此存放時應維持在一定的溫度范圍內。另外，要用安裝在儲存罐頂部或儲存罐中自帶的攪拌器定時攪拌，攪拌頻率為3小時1次，并且每次要持續攪拌20分鐘，使瀝青保持良好的均勻性。完成當天的工作內容后，罐中盡量不留瀝青，或者將將罐中瀝青注滿，以防混合料與空氣過多接觸性能逐漸老化。

2.3 SMA混合料的拌合

生產SMA應采用間歇式瀝青拌和機，生產能力要滿足路面攤鋪的要求，保證攤鋪的連續性，SMA與普通瀝青混合料生產的主要區別是：

①SMA的木質素纖維一定要采用干拌的方式分散拌勻，干拌時間延長5～15s，摻加瀝青后干拌時間延長5～10s，總生產時間延長15～25s。②為了防止瀝青離析，SMA不宜在貯料倉內存放過久，且存放數量不宜過多。③人工添加木質素纖維時存在人為誤操作的風險，比如因人為操作不當導致添加量不足或者添加量過多，都可能造成SMA質量達不到預期。故建議用機械添加，利用風送機將纖維分散，再吹入拌合鍋里，采用機械添加木質素纖維應防止輸送管道堵塞。④SMA中添加了SBS改性瀝青，其拌和溫度比普通瀝青混合料高10～20℃。瀝青加熱時溫度必須達到170～180℃；礦料加熱時溫度也要達到185℃～195℃；礦粉、纖維無需加熱；出料時，混合料的溫度不得低于170℃，最高不能高于185℃，所以出料前必須進行溫度檢測，同時用帆布覆蓋保溫，當出料溫度高于195℃以后，或者發現有花白料，必須廢棄重拌。

2.4 SMA混合料的運輸

①運料車的數量必須滿足需要，車輛過少不能保證攤鋪的連續性，過多則造成積壓使混合料的溫度降低，影響攤鋪質量，車況應保持良好，以確保隨時調用。②在裝料過程中，為防止混合料離析，運料車應該保持小幅度的前后移動。③運料途中，運輸混合料的車輛必須覆蓋，防止風吹、日曬、雨淋、污染等，必要時加蓋保溫層。④運料車輛在攤鋪機前0.3米左右處停放，空檔停車使其由攤鋪機推動漸進，嚴禁碰撞攤鋪機，確保攤鋪的平整度。

2.5 SMA的攤鋪和碾壓成型

由于使用SBS改性瀝青及纖維穩定劑，混合料攤鋪溫度宜為160～180℃，攤鋪時不得使用低于140℃的混合料。另外，改性瀝青SMA不適用于10℃以下的攤鋪環境；攤鋪前先進行攤鋪試驗，確定最佳松鋪系數（一般為1.15～1.20），再根據攤鋪試驗所確定各項參數進行全路段的攤鋪作業。

攤鋪完成后，按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的技術要求，以2～4km/h的速度進行分段碾壓，而且要先初壓，再復壓，最后終壓。

初壓：總的原則是少量灑水，維持高溫，梯隊迭進，不能出現推移、開裂等問題。溫度下降隨著逐步碾壓而減緩。攤鋪后，初壓前每分鐘溫度會降低4～5℃，因此壓入機應該緊隨在攤鋪機后方，力求在混合料攤鋪成型后能夠及時進行初壓，且初壓溫度不得低于150℃。

復壓：初壓后及時進行復壓?；疽笫窃诓粔核榧系那疤嵯逻_到設計的壓實度。對此建議使用重型振動壓路機，碾壓遍數在3～4遍為宜，壓實溫度最低不得低于140℃，同時不得高于150℃。另外，要不定時用直尺量測路面的平整度，不合格處采用6T～8T鋼輪相振動壓路機進行二次整平。

終壓：復壓后須通過1遍剛性碾壓來消除輪跡，中途壓路機不得出現振動、急停等問題。在實際作業中，壓實溫度最低110℃，最高不得超過130℃。碾壓時，用振動壓路機碾壓高溫SMA瀝青混合料不會推擁，并且經壓實的路面有一定的構造深度（實際檢測后的構造深度基本在0.9～1.25之間），并且具有較強的抗滲性。

2.6 接縫處理

①SMA瀝青混合料應該一次攤鋪成型，不建議中途停工，以免產生冷接縫。

②對于橫向施工縫一定要認真處理，否則會破壞路面平整度，進而影響行車體驗。橫向接縫最好是橫向平接縫，工后用直尺檢查，超過3mm的部分盡量在瀝青冷凝前切除，切縫后必須清理干凈，鋪筑新混合料前先刷結合油。

3 施工中的常見問題及處理措施

3.1 對于SMA路面來說，集料本身具有較高的粘度，使得混合料在攤鋪后容易壓實，但是粗集料之間有一層瀝青結合膜，瀝青加熱后，結合膜軟化并且變得潤滑，在溫度降低后才可穩定。因此高溫條件下碾壓瀝青混合料時，由于集料之間的結合膜軟化影響集料之間的粘結性，使其無法達到穩定狀態，因此即便經過多次碾壓，總會出現集料位移的現象，碾壓時集料向下走，瑪蹄脂會逐漸上浮，集料無法穩定。對此，SMA瀝青混合料在碾壓階段容易過碾壓。

3.2 出現油斑在SMA路面攤鋪成型過程中或通車后出現油斑也是常見的一種病害。產生油斑的原因有以下幾點：

①運輸距離較遠，混合料中骨料與瀝青產生離析。

②纖維摻加劑拌合不均勻，常出現在人工添加纖維的過程中，人工添加纖維不能很均勻，不能保證在同一時間投入，由于漏投、少投、晚投纖維，干拌時間不夠，纖維沒有充分分散，瀝青用量不會均勻。另外一個原因是纖維穩定劑數量不夠，材料出現離析，瀝青用量不均勻，過多或過少，經過一段時間的行車使用，就會出現瀝青集中處出現油斑。要預防這種現象，根本措施將人工投纖維改為機械自動化投入纖維，同時防止纖維受潮和成團。

③用瀝青數量過高。

④攤鋪機等混合料時間過長及運料車積壓過多，發生瀝青離析。攤鋪中出現的油斑應及時鏟除并用熱料填補，碾壓中出現的油斑，應及時撒機制砂。

4 結束語

我國目前的SMA路面廣泛適用于機場道路、鋼橋面鋪裝、高速公路和城市道路，從實踐效果來看SMA結構能全面提高路面的使用性能，相信在以后的公路施工中，SMA瀝青路面會更多地以其優越的性能會更加廣泛的使用。

參考文獻：

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