如何控制SMA沥青砼在高速公路上的施工质量

严安松

摘要：随着沥SMA青砼路面的越来越广泛应用，其施工质量对整个高速公路工程的影响也越来越引起重视。本文结合工作经验，简要地分析了SMA沥青砼在高速公路路面施工质量控制的几个重要环节。

关键词：SMA沥青砼；路面；施工质量

前 言

SMA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细集料骨架间隙而组成的沥青混合料。它的最基本的组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料，SMA具有很好的高温抗车辙性能、低温抗裂性能及优良的水稳定性能和耐久的优点。由目前SMA施工方面的经验表明，只要按照适当的施工方法和合理的管理，SMA可以成功地施工。和常规的粗集料相比，SMA混合料就要对一些潜在因素进行考虑。下面就对SMA路面的施工质量控制进行叙述。

一、SMA沥青砼简述

沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone MatrixAsphalt，简称SMA）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而组成的沥青混合料。从80年代起，在欧洲得到广泛应用，我国在1992年建设首都机场高速公路过程中首次提出试用改性沥青、SMA技术，近年来更是大力发展SMA 路面。2004年9月4日中华人民共和国交通部发布的《公路沥青路面施工技术规范》里面，对比旧规范新增加了SMA 混合料配合比设计方法等的内容，说明我国相当重视SMA路面的研究和发展，经过多年的使用情况表明，SMA路面结构使高温抗车辙能力、低温抗裂性能、水稳定性能、耐疲劳性能、抗滑性能等各种路用性能大幅提高。

二、SMA 瀝青砼配合比设计要求

1.材料标准和选择

SMA 材料包括沥青结合料、粗集料、细集料、填料、纤维稳定剂等。我国的沥青结合料必须符合“重交通路面沥青技术要求”，粗集料的性质在《公路沥青路面施工技术规范》规定的抗滑表层的基础上对抗压碎性能做适当提高；细集料最好使用坚硬的人工砂，目前我国很少有正式产品生产，有些地方已开始选择优质石屑，通过筛分取得一部分人工砂，必要时可再用一部分石庆岩石屑，以弥补天然砂与沥青粘附性的不足；用于SMA的填料必须使用磨细的石灰石粉，石粉的质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》的要求。

2.测定粗集料骨架部分的集料间隙率

为了充分发挥SMA 混合料粗集料的石-石结构的嵌挤作用，在压实状态下的沥青混合料中的粗集料骨架间隙率必须等于或小于没有其他集料、结合料存在时的粗集料集合体在捣实状态下的间隙率。

3.选择初试沥青用量

考虑我国具体情况，根据合成集料毛体积相对密度规定最小油石比是合理的，因此在选择初试沥青用量时，一般可根据粗集料毛体积相对密度选择。

三、SMA沥青砼路面施工质量控制

1.把好原材料质量关

粗、细集料和填料等堆料场地的建设等同常规的沥青混合料，但木质纤维的保管、存放、运输过程中均不得受潮。

2.SMA沥青砼的拌制

2.1 严格掌握沥青和集料的加热温度以及SMA的出厂温度视纤维品种和数量、矿粉用量的不同，可采用《公路沥青路面施工技术规范》改性沥青混合料施工温度范围的中值或高值.

2.2 拌和楼控制室要逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核；每天应用拌和总量检验各种材料的配比和SMA油石比的误差.

2.3 拌和时间由试拌确定，SMA拌和时间及加料顺序为加矿料加纤维干拌5-10s后投入矿粉干拌20-30s，再加沥青湿拌35s，总生产时间约60-70s，必须使所有集料颗粒全部裹复沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度。

2.4 严格控制油石比和矿料级配，避免油石比不当而产生泛油和松散现象，拌和机开拌后取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和SMA的物理力学性质及沥青混合料的残留稳定度.

2.5 混合料不得在储料仓中长时间储存，以不发生沥青析漏为度.

3.SMA沥青砼的运输

3.1 采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度，插入深度要大于150 mm。在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300 mm.

3.2 装料时应前后移动，避免混合料离析。

3.3 运送沥青混合料的汽车应覆盖，防止受到风吹、日晒、雨淋、污染等。

3.4 运输到达施工现场的混合料要保证温度达到摊铺要求，达不到摊铺要求的坚决废弃。

4.SMA沥青砼的摊铺

SMA的摊铺与普通沥青混凝土相同，摊铺厚度应根据试验路的数据来确定。

4.1 在下面层经监理工程师验收合格的基础上，方可铺筑SMA上面层。

4.2 运料车浆料倒在沥青混合料转运车内并经充分拌和后再输入摊铺机的受料斗。

4.3 一律用不小于15米的浮动基准梁自动找平装置或无接触自动找平装置来自动控制厚度及平整度。自动找平装置要严格按照规程安装，安装误差不超过允许误差。

4.4 每个作业面选用进口摊铺机联铺，摊铺时，必须缓慢、均匀、连续不间断的摊铺，摊铺速度从摊铺开始至摊铺结束是一个不变数，摊铺过程中不允许随意变换速度或中途停顿。要求在摊铺前至少有3台以上的运料车等候，但不得超过五台，以避免待摊时间长，降低温度。必须做到宁可料车等摊铺机，不能摊铺机等料车。摊铺速度不可超过3m/min。

4.5 松铺系数通常在1.15-1.20之间。

4.6 摊铺温度一般控制在160℃-180℃，温度低于140℃的混合料禁止使用，当路表温度低于15℃时，不宜摊铺改性沥青SMA。

4.7 沥青混合料摊铺过程中随时检查其宽度、厚度、平整度、路拱及温度，对不合格之处应及时进行调整。

4.8 对外形不规则、路面厚度不同、空间受到限制以及人工构造物接头等摊铺机无法工作的地方，经监理工程师批准可以采用人工操作。

5.SMA沥青砼的压实

5.1 SMA路面摊铺后应抓紧碾压，由专人负责指挥协调各台压路机的碾压路线和碾压遍数，使摊铺面在较短时间内达到规定压实度，且按规定进行碾压.

5.2 SMA的初压、复压宜用钢轮振动压路机碾压，碾压应遵循紧跟、慢压、高频、低幅的原则进行。混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高温状态下開始碾压，不得等候，不得在低温状态下反复碾压SMA，防止磨掉石料棱角、压碎石料，破坏石料嵌挤。必须有足够数量的压路机，碾压段的长度控制在20m-30m为宜，SMA严禁使用轮胎压路机.

5.3 在初压和复压过程中，宜采用同类压路机并列成梯队压实，不宜采用首尾相接的纵列方式。采用振动压路机压实SMA路面时，压路机轮迹的重叠宽度不应超过20cm，当采用静载压路机的时，压路机的轮迹应重叠直1/3- 1/4碾压宽度。不得向压路机轮表面喷涂油类或油水混合液，需要时可喷涂清水或皂水。

5.4 对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专人检查。SMA路面应严格控制碾压遍数，在压实度达到马歇尔密度的98%以上，或者路面现场空隙率不大于6%后，不再作过度碾压。如碾压过程中发现有沥青马蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压的现象时，碾压即应停止。

5.5 压实完成24小时后，方能允许施工车辆通行。

6.接缝处理

6.1 纵向施工缝。采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝，应在前部已摊铺混合料部分留下10-20cm宽暂不碾压作为后高程基准面，并有5-10cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接碾压以消除缝迹，上下层纵缝应错开15cm以上。

6.2 横向接缝。由于横向接缝为冷接缝，处理难度较大，但处理的好与坏直接影响路面的平整度，为此应采取以下措施：①在已成型沥青层的端部，先用6m直尺检查，将平整度超过3mm的部分切去，挖除干净，并将切面上的污染物用水洗刷干净，再除以粘层沥青，基本干后，摊铺机再就位。②在熨平板开始预热前，量出接缝处沥青层的实际厚度，根据松铺系数算出松铺厚度。熨平板应预热15-20min，使接缝处原路面的温度在65℃以上。开始铺筑的速度要慢，一般为2m/min。③碾压开始前，将原路面上的沥青混合料清除干净，接缝处保持线条顺直，固定1台振动压路机处理接缝，路面中间部分采用横向碾压，两侧采用纵向碾压。横压时钢轮压路机大部分压在原路面上，逐渐移向新铺路面，前后约5-6遍；纵压时应使压路机的后轮超出接缝3-6m，一般振压2遍，静压2-3遍就能符合要求。

四、施工中容易产生的问题及处理方法

1.过碾压

对于SMA的路面来说，由于它的集料嵌挤作用，可压实程度不大，压实度比较容易达到，可是粗集料之间还是有一层沥青结合膜，在高温状态下，它相当于起润滑油的作用，所以，只有在温度降下来以后才能稳定。在高温状态下碾压，沥青结合料的粘度毕竟很低，集料的嵌挤也只是棱角部分接触。反复地碾压，集料之间不能达到最终稳定状态，不管碾压多少遍，粗集料之间的相对位置总可以多少有些位移，只能是集料不断地往下走，玛蹄脂一点点地向上浮，这是一对矛盾的两方面，正因为如此，SMA结构就特别容易出现过碾压的毛病。

2.出现油斑

在SMA 路面摊铺成型过程中或者通车后出现油斑也是常见的一种病害，而且经常是几块油斑挨在不远处出现，产生油斑的原因有以下几点：①运输距离较远，SMA 混合料中骨料与沥青产生离析。②纤维掺加剂拌和不均匀，它常出现在用人工添加纤维的工程中，人工添加纤维不可能很均匀，不能保证在同一时间投入，甚至有可能忘记投入纤维。由于漏投、晚投、少投纤维，干拌时间不够，纤维没有充分分散，沥青用量就会不均匀。另外的原因可能是纤维稳定剂数量不够，材料出现离析，沥青用量使用不均匀，过多或过少。经过一段时间的行车使用，就会出现沥青集中在一起的油斑，这种地方有可能收发车辙变形。要预防这种纤维掺加剂不均匀的现象，最根本的措施是将人工投入纤维的方式改变为机械自动化投入，同时防止纤维受潮和成团。③用油量过高。④摊铺机等料时间过长及运料车积压过多，发生沥青析漏。摊铺中出现的油斑应及时铲除并用热料填补，碾压中出现的油斑，应及时在油斑区域洒机制砂。

五、结束语

综上所述，由于SMA路面表面粗糙，高温稳定性好，水稳定性和耐久性强，避免了早期损坏，减少维修养护费用，延长使用寿命，尽管初期投资有所增加，对施工工艺要求较高，但总体上仍将产生重大的经济效益。相信在以后的沥青路面建设中，SMA 将在高等级公路上得到大力推广应用。

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