SMA沥青路面施工控制的要点和方法

王刚

摘要：SMA（沥青玛蹄脂碎石）是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料，具有优良的抗车辙性能和抗滑性能。

关键词：SMA；施工；控制；要点

Abstract: the SMA (asphalt and hoof fat gravel) is a kind of the asphalt, fiber stabilizer, kuangfen and a small amount of fine aggregate composition of asphalt and hoof fat filling discontinuous distribution in the coarse aggregate skeleton of the gap between an asphalt mixture, has excellent anti-rutting performance and slide resistant performance.

Keywords: SMA; The construction; Control; points

中图分类号：U416.217 文献标识码：A文章编号：

1 SMA的结构特点

SMA是一种由沥青纤维稳定剂矿粉和少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料，它的结构组成使其具有其它类型混合料所无法兼顾的优良性能。

1.1 在SMA的组成中，矿料是间断级配，粗集料占到70%以上，粗集料之间有良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，沥青玛蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的影响也会减小，因而有较强的高温抗车辙能力。

1.2 SMA使用的矿粉多（8%~12%），沥青多（5.7%~6.5%），还使用纤维作为稳定剂，由此组成的沥青玛蹄脂，包在粗集料表面，填满了集料间隙，随着温度的下降，混合料收缩变形时，玛蹄脂有较好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料有较好的低温变形性能，如果再同时使用改性沥青，则混合料的低温抗裂性能更可大幅度提高。

1.3 SMA的内部空隙率很小（3%~4%），几乎不透水，混合料受水的影响很小，再加上玛蹄脂与集料的粘结力好，混合料的水稳定性也有较多改善。

1.4 SMA的混合料内部被沥青玛蹄脂充分填充，空隙率小，沥青与空气接触少，因而沥青混合料的抗老化性能好。

SMA一方面要求采用坚硬的、耐磨的优质石料；另一方面矿料采用间断级配，粗集料含量高，路面压实后表面形成大的孔隙，构造深度大（0.8~1.3mm），使抗滑性能提高。同时，在雨天交通行车不会产生大的水雾和溅水，路面噪声可降低，从而可以全面提高路面的表面功能，解决了抗滑与耐久的矛盾。

2 原材料控制要点

经过实践证明，建设SMA路面要使用高质量的集料，宜同时使用改性沥青。

2.1改性沥青

采用优质的SBS改性沥青。SBS改性沥青最大的特点是高温、低温性能都好，且有良好的弹性恢复性能，所以适用于各种气候条件。

由于SMA的沥青用量较多，所以用于SMA的沥青一般要求采用稠度较大（较硬一些）一些的沥青。如果粘度小了，则可能引起泛油。制备改性沥青时，应通过试验确定合理的改性剂剂量和适宜的加工温度。改性剂在基质中应分散均匀并达到一定的细度。

2.2粗集料

应采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石，必须严格限制集料的针片状含量，并且具有强度，足够的耐磨耗性和抗冲击性。粒径大于2.36mm，宜采用玄武岩集料、辉绿岩集料和闪长岩集料，粗集料必须和沥青有很好的粘附性。

从SMA的成型机理可以得知，SMA之所以有较高的高温稳定性，是基于含量甚多的粗集料之间的嵌挤作用。集料嵌剂作用的好坏在很大程度上取决于集料石质的坚韧性、集料的颗粒形状和棱角性。可以说，粗集料的这些性质是SMA成败的关键，因此非坚硬石料是不适用于SMA混合料的。石料不仅要致密，而且一定要粗糙。

2.3细集料

采用坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的100%破碎机制砂组成，不能采用石屑，严禁采用山场的下脚料。细集料技术指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》要求。

细集料的砂当量是反映集料中小于0.075mm部分塑性成分含量的指标，它受土含量的影响十分明显。由于SMA的矿粉用量特别高，而泥土的主要来源是细集料，所以保持细集料的洁净程度是特别重要的。当然，如果细集料中含有过多的石粉、也会影响砂当量的大小。

2.4矿粉

宜采用石灰岩碱性憎水亲油的石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁，禁止使用回收粉。

矿粉在沥青混合料中的作用至关重要，沥青只有吸附在矿粉表面形成薄膜，才能对其他粗细集料产生粘附作用，所以，要求矿粉的亲水系数都小于1，与沥青有良好的粘附性。在SMA中，矿粉用量比普通沥青混合料要多一倍左右，同时矿粉＜0.075mm的含量宜提高要求，控制在85%~90%，实际上也能做到。如果通过率小了，矿粉的需要量就更大了。

2.5抗剥离剂

沥青上面层为确保粘附性指标达到5级，并满足沥青混合料老化后浸水马歇尔残留稳定度大于85%，掺加沥青质量0.4%抗剝离剂。

2.6纤维稳定剂

采用优良的木质素絮状纤维，掺加比例为混合料总质量的0.3%~0.4%。木质素纤维应能承受250℃以上的环境温度不变质，切对环境不造成公害，不危害身体健康。

3 施工过程控制要点

3.1材料准备

3.1.1改性沥青运输温度不低于150℃，保温贮存温度不低于140℃，不得长时间存放。沥青的加热温度不应太高，一般控制在170℃~180℃之间。

3.1.2木质素纤维必须在室内架空堆放，严格防潮，保持干燥。对木质素纤维添加设备进行计量标定，木质素纤维添加设备不得受潮、堵塞。

3.1.3因SMA矿粉用量较大，应储备袋装矿粉以防止材料周转出现真空，同时须配置矿粉人工添加设备及人员，袋装矿粉应采取有效但防潮措施。

3.2拌和过程控制

3.2.1严格执行配合比设计比例，确保采用合理的配合比施工。

3.2.2为解决SMA混合料拌和过程中普遍存在的3#仓溢料问题，除严格控制2#料中4.75mm以下的含量在10%以内，可将3#仓筛网改为7mm，可有效缓解溢料造成的材料配给不均的问题。

3.2.3每周至少出一次热料进行热料仓筛分，校核配比、检查筛网是否完好及有无热料窜仓现象。

3.2.4对于除尘效果不理想的拌和站，在中下面层施工中一般采取拆除一级除尘、同时严格控制生产产量，并将混合料干拌时间减少到最小以控制体积指标在合理范围内。拆除一级除尘的方法在除去粉尘的同时会吸走一部分细料，对混合料0.6mm以下的级配产生一定影响，而SMA对于占含量较少的细集料要求非常严格，0.6mm以下的级配直接影响路面渗水指标，因此在SMA上面层施工时必须启用一级除尘。

3.3摊铺与碾压控制

3.3.1SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同。由于使用了SBS改性沥青及纤维稳定剂，混合料的摊铺温度宜为160℃~180℃，温度低于140℃的混合料禁止使用。当路表温度低于15℃时，不宜摊铺SMA

3.3.2 SMA13的松铺系数通常在1.15~1.20之间。

3.3.3 SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压时以尽可能高的温度进行碾压，摊铺后应立即压实。压路机应以2～4km/h的速度匀速碾压，碾压按初压、复压、终压三阶段进行，终压温度一般控制在110℃~130℃，终压时不得振动。

3.3.4压路机碾压时相邻碾压带应重叠1/3~1/4轮宽，碾压工作面长度30~50m。冬季施工或大风天气应适当缩短碾压区段长度，同时严格控制压路机喷水量，防止混合料表面温度下降过快而影响压实效果。

3.3.5由于SMA混合料使用了SBS改性沥青且沥青含量高，因而粘度大，不得使用轮胎式压路机碾压，以防止粘轮及轮胎揉搓造成沥青玛蹄脂挤到表面而达不到压实效果。

3.3.6在高温振动状态下碾压而不产生推挤的混合料才是真正的SMA。

4 结束语

虽然SMA对材料和工艺要求较高，初期建设费用比传统沥青混凝土（AC）高20%~25%，但可以提高沥青路面的抗滑性能，同时提高了抵抗水损害的能力，很好地解决沥青路面的低温抗裂性、高温抗车辙性能，延长了使用寿命，使路面使用寿命延长20%~40%，有可持续的环境效益。因此，SMA必将成为提高沥青路面的使用性能和使用年限、提高公路交通的服务水平的重要方法。

参考文献

［1］《公路沥青马蹄脂碎石路面技术指南》SHC F40-01-2002

［2］《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004

［3］何德中，SMA沥青路面施工工艺和质量控制措施的分析[J].交通标准化，2002