寒冷地区沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)应用特点分析

宫菲菲

(龙建路桥股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)



寒冷地区沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)应用特点分析

宫菲菲

(龙建路桥股份有限公司，黑龙江 哈尔滨 150009)

结合SMA-13在黑龙江高速公路工程中的规模应用情况，从SMA沥青混合料配合比设计以及现场施工角度对SMA在以黑龙江地区为代表的寒冷地区的应用特点进行分析和总结。

SMA；黑龙江地区；配合比设计；施工；特点

1 SMA在黑龙江地区的应用现状

在黑龙江地区，随着地区经济的快速发展，公路交通面临着新的挑战。交通量逐年快速增加，道路承受的荷载越来越大，建成通车的沥青路面已经面临着车辙、裂缝、坑槽等病害不断发展的困境，选用SMA这种抗车辙能力强、低温抗裂性好的沥青混合料作为路面材料是当前形势的需要。自2010年以来，黑龙江伊绥高速、齐甘高速、绥牡高速等新建高速公路陆续在沥青路面的上面层采用了SMA路面结构。到2012年，黑龙江绥满高速公路牡哈段大修工程约300km沥青路面全部采用了SMA沥青路面，标志着SMA在黑龙江的应用达到成熟阶段。对SMA在黑龙江地区的应用进行总结和分析显得非常有必要。

2 SMA在黑龙江地区应用的几个特点

2.1 集料特质

黑龙江的岩石分布相对来说比较分散，在公路项目建设中主要使用的岩石是安山岩、玄武岩这两种岩石种类，而料场也主要是中小规模的料场。以当前高速公路建设工程集料使用情况为参考发现，在实际工作中因为受到供料能力的影响，相同项目不同标段岩性集料性能是不同的。不同的项目以及不同的标段集料不论是吸水率还是密度，差异都比较大。粗集料的表现比较明显，密度一般都是2.80左右，而吸水率主要分布于0.5%～2.8%的范围区间内。和大部分地区玄武岩的情况相比较，该地区的集料吸水率更大、密度更小，所以很难产生大波动。

2.2 配合比设计

配合比设计在整个SMA的应用过程中是至关重要的一环，是SMA得以成功应用的前提。目前，国际通用的设计方法是体积设计法，根据主要试验仪器的不同，分为马歇尔试验设计法和旋转压实试验设计法。马歇尔试验设计方法是我国和欧洲一些国家的规范设计法；旋转压实设计法主要在美国及其推广地区应用，我国部分地区和机构也采用过这一方法进行了SMA配合比设计。伊绥高速公路SMA配合比设计采用我国当前施工技术规范提到的马歇尔设计方法，但在成型试件时，采用的是双面击实75次成型试件的方法。通过目标配合比设计、生产配合比设计、试验路铺筑三个阶段完成整个SMA配合比设计流程。

黑龙江地区在气候分区上，跨域夏热冬严寒区和夏热冬寒区。因此，在进行配合比设计时，需要兼顾沥青混合料在高温稳定性和低温抗裂性两个方面的性能表现。目前在黑龙江地区正在施工的项目中，SMA混合料配合比设计均采用马歇尔设计方法，双面击实75次成型试件。

在进行配合比设计过程中，选定级配后，在确定最佳沥青用量时，考虑当地的严寒气候条件，在确定最佳沥青用量时，建议在气候温和地区经验沥青用量的基础上适度提高0.1%～0.5%的沥青用量。对于VMA这项指标，受集料密度和颗粒状的影响，存在小于17.0%的情况，可以满足不小于16.5%的要求。配合比设计依据为《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)和《施工图设计文件》，沥青混合料各项技术指标要求。

2.3 施工工艺

(1)SMA沥青混合料的拌和

在搅拌SMA沥青混合料的过程中，工作人员要不断的向其中添加一些纤维材料，从整体上来看，纤维材料的添加主要包含下述两种方式，分别为人工添加机械添加。从当前工作开展的情况来看，大部分地区都是通过机械的形式来添加的。

SMA的干拌时间通常要长于AC等不添加纤维的沥青混合料，这是由于纤维需要一定的添加时间，而且需要将纤维充分拌开，不能结团，否则，铺面容易出现油斑和难以压实的结团。

在拌和温度控制上，随着外界气温的降低，拌和温度应逐步提高，同时必须考虑现场风速带来的温度损失，适度提高拌和温度。

(2)SMA沥青混合料的运输

大部分的混合料都在通过大吨位自卸车来运输，所以车厢的侧板以及车厢的底板都必须要涂抹隔离剂，才能保证余液不会积压在车厢的底部位置。黑龙江地区的车辆运输保温措施也要不断的加强，适当的在保温关键点增加一些棉被等，保证保温的正常进行。

(3)SMA沥青混合料的摊铺

在进行摊铺之前，工作人员必须先对工作面进行清理，保证工作面的平整性。如果经过检验发现工作面存在乳化沥青，要先等到乳化沥青完全破乳之后，再摊铺，保证工程项目施工质量。而摊铺过程中所用的个各种摊铺机械，都必须要有自动调节装置、半自动调节装置，保证摊铺机日常摊铺速度到位，而且在中间也不能停机。如果需要使用改性沥青，则SMA混合料日常摊铺温度要控制在170°左右，如果温度低于了160°，则不能使用混合料。混合料的温度会卡车卸载的影响比较大，如果路面的温度在15°以下，则不能使用改性沥青SMA混合料进行摊铺。

在黑龙江地区，施工过程中通常伴有3～4级风，导致摊铺后的沥青混合料温度散失很快，根据现场温度测试，距摊铺机螺旋布料器10m位置，混合料表面温度差可以达到10～15 ℃。为了尽量减少温度损失，在料车向摊铺机卸料时，保温苫布可以不掀开。

(4)SMA沥青混合料的碾压

在利用SMA来完成路面碾压的时候，通常可以先使用双钢轮压路机，具体的压路机shul8iang可以可以根据碾压的次数来决定。从实际工作情况来看，如果开启震动，则震动可以达到30～50t，如果自重或者激振力比较强，很容易导致集料出现压碎等问题。

利用SMA进行碾压，可以初步将其分成初压、复压以及终压这三个层次。在进行初压的时候，一般可以通过静压等方式，让震动碾压可以和静压相互结合，视情况来判定压实的次数。如果需要利用静压的方式来完成工作，一遍即可。

3 结 语

(1)SMA的高温稳定性和低温抗裂性有助于改善黑龙江地区沥青路面面临的日益严重的车辙和开裂问题。

(2)SMA拌合与AC沥青混合料的区别是比较明显的。在进行拌合的时候，必须要保证纤维量掺入的正确性，并且要关注矿粉以及沥青等材料加入顺序。干拌时间和湿拌时间均需要适当延长，拌出的SMA混合料要均匀、不结团。在拌和温度控制方面，温度要提高，既要考虑运输过程中温度的散失，还应考虑在摊铺现场持续刮风造成的较多的温度损失。

[1]SMA路面推广应用研究.江苏省交通科学研究院(2001.6).

[2] 公路沥青路面施工技术规范》(JTJF40-2004)[S].

[3] 公路沥青玛蹄脂碎石路面技术指南.

[4] 沈金安，改性沥青与SMA路面.人民交通出版社,1999.

2016-02-11

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1008-3383(2016)12-0048-02