浅析SMA沥青路面施工工艺及质量控制

王心智，张传友

(黑龙江省龙建路桥第四工程有限公司)

1 前言

SMA也叫沥青马蹄脂碎石混合料，通过采用矿物纤维稳定剂、增加矿粉用量、改性沥青等技术手段，组成沥青马蹄脂后填充间断级配的粗集料骨架间隙，从而使沥青混合料既能保持开级配沥青混合料表面功能好的特点，又能克服耐久性差的缺点，尤其是使高温抗车辙能力、低温抗裂性能、耐疲劳性能和水稳定性能等各种路用性能大幅度提高。现在已越来越广泛的应用于高速公路建设中。

2 合格、优质原材料是生产合格SMA混合料的保证

2.1 粗集料

粗集料采用3～5mm、5～10mm、10～16mm三种级配的优质玄武岩，其颗粒组成、与沥青的粘附性、磨光值等各项指标均符合设计及规范要求。

2.2 细集料

细集料采用0～3mm机制砂，机制砂由优质玄武岩磨制，级配符合设计要求。为防止机制砂因下雨等受潮结块，采用棚装防雨。

2.3 填料

填料采用优质石灰岩磨制的矿粉，其粒度范围、塑性指数符合设计要求。

2.4 沥青

沥青采用SBS改性沥青，对成品改性沥青随时抽检，检测频率不少于1d/次。

2.5 SMA混合料的纤维填料

SMA混合料的纤维填料采用木质素纤维。为防止木质素纤维受潮结团，木质素纤维在室内架空堆放。

3 合格SMA混合料的生产是优质路面的基础

3.1 检验目标配合比

由试验室按目标配合比所给出的级配曲线和沥青用量制作马歇尔试件及车辙试件等检验目标配合比的合理性。

3.2 拌和机振动筛筛片尺寸的确定

根据目标配合比、集料规格、沥青混合料拌和机性能等确定拌和机振动筛筛片尺寸，目的是使关键或控制性筛孔分开并保证各冷、热料仓合理匹配，从而保证混合料级配符合设计级配。

对木质素纤维添加设备进行计量标定，这样可以确保木质素纤维的洒布量和均匀性。

3.3 SMA混合料的拌和

(1)由于SMA为间断级配，粗集料用量多，细集料用量少，矿粉用量多，因此，在冷热料仓配置上数量应匹配。

(2)为保证细集料配料数量准确，其不能露天堆放，宜加盖棚布，保持干燥、清洁。

(3)适当增加干拌和湿拌的时间，保证混合料的拌和均匀性。

(4)SMA混合料必须在较高的温度下拌和，SBS改性沥青的沥青混合料出厂温度宜控制在170～185℃范围内。

(5)SMA拌和料不宜长存，当天拌和的必须当天使用完毕。

3.4 SMA混合料生产中温度控制要求

由于SMA使用了SBS改性沥青，拌和温度比拌普通沥青混合料提高了10～20℃左右。沥青加热温度掌握在170～180℃;矿料加热温度在185～195℃;矿粉和纤维不加热;混合料出料温度控制在170～185℃。SMA混合料出场温度十分重要，温度过低影响摊铺温度，摊铺温度过低压实就达不到标准，容易产生透水现象，温度过高超过195℃时，沥青老化，木质素纤维丧失或部分丧失其使用性能，混合料就成了废料。

3.5 木质素纤维添加量应符合设计

木质素纤维添加量过高会因为木质素纤维吸油量大，SMA混合料结团，不易摊铺。木质素纤维添加量过低则会因为木质素纤维吸油量少，造成SMA路面泛油或降低SMA路面的抗车辙能力。

4 合理的施工工艺是生产出优质路面的保证

4.1 摊铺

SMA摊铺温度宜为160～180℃，尽量保持高温摊铺，这样有利于更好压实。运料车与摊铺机恰到好处地配合是保证平整度的一个重要方面，必须防止料车撞击摊铺机或将料洒到中面层上。运料车应在摊铺机前10～20m处停住并挂空档，卸料过程中由摊铺机推动汽车同步前进，卸料完毕后，马上驶离摊铺机。摊铺机必须匀速、连续工作，这样能保证压实度，提高路面平整度。

摊铺机刮料输送器通过闸门后供料和螺旋摊铺器向两侧布料，两者的工作速度要相匹配。在发生暂时性断料时，摊铺机应保持继续运转，停止振捣，并接通熨平板加热器，保证改性沥青及SMA的摊铺与碾压符合高温条件要求，这是控制平整度的关键所在。

提高摊铺过程中的预压密实度。改性沥青及SMA混合料在高温状态下靠粗集料的紧挤作用，可适当提高夯锤的振捣频率，在摊铺机夯锤振捣与熨平板的共同作用下，一般可以达到85%以上的预压效果。这样，剩余的压实系数极小，所以初压的痕迹也极小，进而保证了压实的顺利进行。

4.2 压实

SMA路面在碾压过程中要严格控制好碾压温度，碾压温度控制好坏直接影响压实度。初压(温度不低于150℃)、复压(温度不低于130℃)和终压(温度不低于120℃)要一气呵成，碾压采用阶梯碾压。按照以下原则可充分解决密实度与平整度的矛盾。SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好，摊铺后应立即压实，不得等候。压路机应与摊铺机摊铺的速度相匹配进行均匀的碾压，碾压按初压、复压、终压三阶段进行，终压时不得振动。初压可采用DD110双钢轮压路机静压1遍，采用阶梯碾压，碾压完成整个断面，在前方阶梯面由低向高倾斜碾压整个断面，可以消除初压阶段碾压所产生的横印，有利于平整度控制。复压可采用丹纳派克CC522双刚轮压路机振压2遍，英格索兰DD130双钢轮压路机振压1遍，终压采用轮胎式压路机碾压2遍。在碾压过程中，可以发现混合料能在高温状态下用振动压路机碾压而不产生推拥，碾压成型后表面有足够的构造深度又不透水。压路机碾压时相邻碾压带应重叠20cm，碾压工作面长度30～40m，碾压工作面长度过长温度降得快，影响压实且容易透水。

4.3 接缝

接缝是影响平整度的一个重要因素。所以SMA混合料摊铺应保持匀速、不间断连续摊铺以减少横向接缝，尽量做到一天只有一个接缝，SMA路面横向接缝的处理，对平整度影响很大，接缝跳车现象仍然是SMA路面的薄弱环节。SMA路面接缝处理的难度比较大，由于冷却后的SMA混合料非常坚硬，应想方设法防止出现冷接缝处理。为提高平整度，将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的一端，伸出端部的直尺呈悬臂状;以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置，用铁锹切齐后铲除废料，并用水将接缝处冲洗干净;在下一次施工搭机前，涂刷粘层油，再上面放上6mm厚冷扎钢板在摊铺机熨平板下方平均分布，等熨平板温度达到120℃时，放下熨平板设定好摊铺机仰角即可接下去铺筑混合料。

4.4 开放交通及其他

(1)沥青玛蹄脂碎石混合料路面应待摊铺层完全自然冷却到周围地面温度时，才可开放交通。

(2)当摊铺时遇雨或下层潮湿时，严禁进行摊铺工作，对没经压实即遭雨淋的沥青混合料(已摊铺)应全部清除，更换新料。

(3)油斑的形成及预防。

在SMA路面碾压成型过程中，路面可能会出现油斑，当油斑直径大于5cm时，应及时在油斑区域洒机制砂。油斑的产生可能是纤维掺加剂拌和不均匀所致，因此需检查掺加剂加入剂量是否正确，拌和时间是否够长;当由于碾压过度产生油斑时，应正确掌握碾压遍数及振动力的大小;过高的用油量也会产生油斑，因此要及时检查拌和楼沥青计量器的准确性;拌和料(特别是纤维掺加剂)及路表含有一定的水分，也会产生油斑，因此掺加剂必须干燥，严禁路表带水施工。

(4)当路表温度低于15℃时，停止摊铺施工。

4.5 检测

为了确保SMA沥青路面的施工质量，及时发现问题、解决问题，试验检测人员对沥青路面平整度、密实度、厚度、弯沉、摩擦系数、构造深度、油石比等进行及时检测，做到当天施工第二天及时进行钻芯取样，第二天出报告对前一天的施工质量进行评定，指导第二天的施工，如发现钻芯取样后测定的密实度效果没有预期的理想，第二天及时调碾压顺序及遍数，使密实度达到满意的效果。