改性沥青SMA路面施工要点分析

董直化

摘要：近年来，越来越多的市政工程在道路建设中采用改性沥青SMA进行路面上面层铺设，因此研究改性沥青SMA面层的施工工艺及质量控制方法，是市政道路发展的需要。本文中从施工角度对SMA混合料施工工艺和质量控制进行了分析、阐述。

关键词：改性沥青；SMA路面；施工工艺；质量控制

前言

近年来，越来越多的市政工程在道路建设中采用改性沥青SMA进行路面上面层铺设，SMA是沥青玛蹄脂碎石混合料的简称。通常我们把沥青与矿粉、纤维及少量的细集料组成的混合物称为沥青玛蹄脂。SMA路面就是按照内摩擦角最大、空隙率最小的原则配置间断级配的粗集料，使其成为相互嵌挤的密实骨架，然后用沥青玛蹄脂填充其骨架间隙的一种路面结构，这是一种新型的路面结构形式，这种路面在投入使用后体现了比普通沥青混凝土路面更加优越的路面性能，如更好的高温稳定性、防水抗滑性能和抗变形能力，但是这种路面结构施工过程比较繁琐，所以，施工人员在施工时应当重视SMA施工过程质量控制，科学合理设计施工顺序，进而提高SMA路面的施工质量。

1改性沥青SMA施工工艺及质量控制

1.1原材料质量控制

（1）沥青：采用优质SBS改性沥青，其技术要求应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中相应规定。沥青质量应从源头抓起，对于沥青性能的整套检验，至少应对每批到货沥青检验一次。施工单位对每车沥青进行针入度、软化点和延度检验，并留样备检。

（2）粗集料SMA面层的粗集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，应优先选用颗粒形状良好、抗冲击性能好、石质坚硬、近似立方体颗粒的碎石，宜采用玄武岩集料和辉绿岩集料。粗集料质量应从源头抓起，派专人进驻集料加工厂，对不合格的集料不得装车、装船，其检测频率为1000吨一次。

（3）细集料：采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的玄武岩、辉绿岩或石灰岩细集料，不能采用山场的下脚料。可采用天然砂、人工砂及石屑，细集料的棱角有助于提高材料内摩阻角，所以细集料也应有适当的颗粒组成，还需与沥青有良好的粘附性。对进场细集料按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）及设计文件规定进行检查，其检测频率为500吨一次。

（4）填料：沥青混合料的填料可采用石灰岩石料磨细得到的矿粉，但填料矿粉不要太细，过细会降低和易性，并且会降低沥青面层的水稳定性，但也不得过粗，否则会使矿料与沥青间的作用不充分。注意矿粉要求干燥、洁净，以防含有杂质影响沥青混合料的整体质量，拌和机回收的粉料不得用于拌制沥青混合料，以确保SNA面层的质量。矿粉检测频率为100吨检测一次。

（5）抗剥离剂：SMA面层用抗剥离剂，应有较强的抗老化性能，在160℃老化5小时后，其性能要根据《公路工程沥青混合料试验规程》（JTJ052-20（D）中T0663-2000沥青抗剥落剂性能评价合格后，才能使用。

（6）穩定剂：采用优良的木质素絮状纤维，掺加比例以沥青混合料总量的质量百分率计算，通常情况下用于SMA路面的木质素纤维不宜低于0.3%，必要时可适当增加纤维用量。木质素絮状纤维掺加量的允许误差宜不超过±5%，具体以改性沥青SMA配合比设计为准。

1 2改性沥青SMA配合比设计

（1）应按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTC F40-2004）的相关规定来确定改性沥青SMA面层的配合比设计。

（2）应严格做好改性沥青SMA面层的目标配合比、生产配合比试验，确定最佳沥青用量和矿料级配。

（3）采用马歇尔设计方法设计改性沥青SMA配合比最为适合。采用生产配合比进行试拌并铺筑试验段，对试验段路面进行钻芯取样，然后进行马歇尔试验，并检验沥青用量以及矿料筛分，由此确定生产用的标准配合比，用来指导后面改性沥青SMA的大规模生产。在施工过程中，不得随意更改，确保沥青混合料各项指标尽可能地接近生产配合比的要求。

1.3沥青中面层的检查、清扫与喷洒粘层沥青

（1）沥青中面层的质量检验。按规范要求对中面层的外观质量与内在质量进行全面检查，对局部质量缺陷（例如严重离析和开裂、油污染等）应按规定进行修复；

（2）对中面层表面的污染物必须清扫干净，必要时用水冲刷，对于局部被水泥等杂物污染冲刷不掉的，应用人工将表面水泥砂浆凿除；

（3）对中面层表面，清扫干净、冲洗的水迹晾干后喷洒粘层沥青，以浇洒均匀，不流淌不粘轮为准。粘层沥青喷洒后应进行交通管制，禁止任何车辆通行和人员踩踏，不粘车轮时才可摊铺上面层。

1.4改性沥青SMA的拌制

（1）严格掌握改性沥青和集料的加热温度以及改性沥青SMA的出厂温度。沥青加热温度控制在170℃左右；集料的加热温度控制在180～190℃，且保证矿质集料的温度在整个生产过程中基本恒定；沥青混合料的出厂温度控制在175～185℃，派专人对沥青混合料出厂前的温度进行检测并用帆布覆盖。如发现温度超过195℃或成花白状等异常混合料，应予废弃。

（2）絮状木质素纤维稳定剂采用机械，利用风送式将纤维分散，再吹入拌合锅里。拌合时间控制：干混合的拌和时间为35s，保证混合料拌合均匀。

（3）拌和楼控制室要逐盘打印改性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改性沥青SMA油石比的误差。

（4）拌和时间由试拌确定，必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度。

（5）要注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析、析漏等现象。如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前，有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征，这要通过细致地观察室内试拌的混合料而取得。

（6）要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。调整矿粉填加方式，避免矿质混合料中小于0.075mm颗粒偏低的现象出现。每台拌和机开拌后每天上午、下午各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、矿料级配和改性沥青SMA的物理力学性质，每周应检验1-2次残留稳定度。

（7）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，且不得储存过夜。

（8）每天结束后，用拌和楼打印的各料数量，进行总量控制。以各仓用量及各仓筛分结果，在线检查矿料级配；计算平均施工级配和油石比，与设计结果进行校核；以每天产量计算平均厚度，与路面设计厚度进行校核。

1.5改性沥青SMA的运输

（1）整个施工过程以摊铺机为中心，根据摊铺机的工作情况决定运输车辆的数量，保证摊铺机能连续、均匀、不间断的铺筑，避免车辆过多而使SMA沥青混合料温度降低。

（2）所有运输车辆均采用帆布覆盖，SMA沥青混合料运到现场温度不低于170℃。

（3）运料车在离摊铺机50～80cm时以空挡停车，使其由摊铺机推动前进，严禁运料车撞击摊铺机，以确保摊铺平整度。

1.6改性沥青SMA的摊铺

（1）沥青路面的松铺系数应根据试铺段确定，摊铺过程中应随时检查摊铺层厚度及路拱、横坡，达不到要求时需进行调整。

（2）连续稳定的摊铺，是提高路面平整度晟主要的措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌合机的产量、施工机械的配套情况及摊铺厚度，按规定以3m/min左右的速度予以调整选择，容许放慢1m/min～2m/min，做到缓慢、均匀、不间断的摊铺。不应任意快速摊铺几分钟，然后停下来等下一车料。工作人员的午饭要分批轮换交替进行，切忌停铺用餐，争取做到每天收工才停机一次。

（3）沥青混合料在未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不间断地整修，只有在特殊情况下，如局部出现离析时，需在现场主管的指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。

（4）改性沥青SMA沥青混合料上面层宜采用非接触式平衡梁装置控制摊铺厚度。由两台摊铺机联合作业实施摊铺，前摊铺机过后，摊铺层纵向接缝上应呈斜坡，后面摊铺机应跨缝5-10cm摊铺。两台摊铺机距离不应超过10m。

（5）摊铺机应调整到最佳工作状态，调好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器中的速度和螺旋布料器转速相匹配。螺旋布料器中的料量应高于螺旋布料器中心，使熨平板的挡料板前的混合料在全宽范围内均匀分布，并在每天起步前就应将料量调整好，再实施摊铺，避免摊铺层出现离析现象，并随时分析、调整粗细集料是否均匀，检测松铺厚度是否符合要求。摊铺前应将熨平板预热至规定温度（不低于100℃），摊铺时熨平板应采用中强夯等级，使铺面的初始压实度不小于85%，摊铺机熨平板必须拼接紧密，不允许存有缝隙，防止卡人粒料将铺面拉出条痕。

（6）要注意摊铺机接料斗的操作程序，以减少粗细料离析。摊铺机集料斗应在刮板尚未露出，尚有10cm厚的热料时，下一辆运料车立即开始卸料，做到连续供料，并避免粗料集中。

（7）选择在当日高温时段进行摊铺，路表温度低于15%时不宜摊铺，摊铺遇雨时，应立即停止施工，并消除未压实成型的混合料；遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。

1.7改性沥青SMA的碾压成型

（1）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在尽可能高温的状态下开始碾压，不得等候。不得在低温状态下反复碾压，防止磨掉石料棱角，压碎石料，破坏石料嵌挤。

（2）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，当采用静载压路机时，压路机的轮迹应重叠1/3～1/4的碾压宽度。不得向压路机轮上涂油或油水混合液，需要時可喷涂清水或肥皂水。

（3）压路机应以均匀的速度碾压（见表1单位：km/h），压路机的适宜碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而定。

（4）改性沥青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，使摊铺路面在较短时间内达到规定的压实度，且碾压温度应符合规定要求。压路机折返应呈梯形，不应在同一断面上。

（5）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岗检查。改性沥青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，不再做过多碾压。如碾压过程中发现有沥青玛蹄脂上浮或石料压碎、棱角明显磨损等过碾压现象，应停止碾压。

（6）路面压实完成24h后，方能允许施工车辆通行。

1.8SMA施工缝的处理

（1）纵向施工缝：对于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缝碾压以消除缝迹。上中层纵缝应错开15cm以上。

（2）横向施工缝：全部采用平接缝。用三米直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触的地方定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除；继续摊铺时，应将接缝锯切时留下的灰浆冲洗干净，涂上少量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝处起步摊铺；碾压时用钢筒式压路机进行横向压实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。

2 SMA面层施工的质量检查

（1）原材料的检查包括改性沥青、粗集料、细集料、填料、抗剥离剂、稳定剂。

（2）混合料的质量检查：油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙率、残留稳定度。混合料出厂温度、运至现场温度、摊铺温度、初压温度、碾压终了温度；混合料拌和的均匀性等。

（3）面层质量检查：厚度、平整度、宽度、横坡度、压实度、偏位；摊铺的均匀性。同时还应进行构造深度和摆式摩擦系数的跟踪检测，铺筑完成后构造深度宜在0.8mm～1.3mm的范围内，摆式摩擦系数的摆值宜不小于60。

（4）施工压实度的检查以钻孔法为准，钻孔检测频率一般为单幅双车道每公里10个。

3改性沥青SMA施工中易产生的问题及对策

（1）过碾压。对SMA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。SMA结构过碾压除了可能会压碎碎石外，还会使玛蹄脂部分上浮，构造深度减小，因此，在碾压过程中，要求必须特别注意表面构造，以便有适宜的构造深度，通常以保持在0.8mm～1.3mm为佳（与最大粒径有关）。

（2）出现油斑。SMA路面通车后出现油斑也是常见的一种病害。它往往是由于漏投、晚投、少投纤维，干拌时间不够，纤维没有充分分散及沥青用量不均匀所引起的，也可能是由于纤维稳定剂数量不够，材料出现离析，沥青用量使用不均、过多或过少引起的。这种路面在行车过程中，往往会引发车辙变形。解决油斑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）对改性沥青来说，碾压成型温度不够高是常见的毛病。通常低于130℃时碾压的效果就很差了。如果在低温时找平、碾压，表面就可能出现不平整的修补痕迹。未充分碾压的路段，无法避免行车碾压过程中出现车辙，这是压实不足造成的变形。

（4）对于有的改性沥青SMA面层在开放交通后几天或更长一段时间内，路面结构会出现似乎没有完全硬化现象，有些大吨位运料车在转弯时能使表面出现掉粒或出现轮迹。在出现这种情况以后，可采用加强早期交通管理的方法来加以控制。

4结语

总之，施工工艺对于SMA沥青混合料的施工质量有着较大的影响，我们必须认真了解了SMA沥青混合料的相关特性后，选用合理的设备，按照规定要求进行施工管理，方可有效的提高SMA沥青混合料的施工质量，不断提升路面使用性能。