李海良

（河北路橋第四工程有限公司，河北 邢臺(tái) 054002）

邢汾高速公路是河北省高速公路布局規(guī)劃“五縱六橫七條線”中的“橫五”，是邢臺(tái)市構(gòu)建高速公路“井”字型框架的重要組成部分。分別與國(guó)家高速公路網(wǎng)中的京港澳高速、二廣高速、大廣高速及青銀高速等干線公路相交或延伸后搭接，對(duì)于河北高速公路網(wǎng)的建成，改善路網(wǎng)結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路網(wǎng)綜合功能均具有十分重要的作用。公路使用SMA作為抗滑表層，可以充分發(fā)揮其高溫穩(wěn)定性和低溫抗裂性。

1 瀝青瑪蹄脂結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（Stone Matrix Asphalt，簡(jiǎn)稱“SMA”）是一種由瀝青、纖維穩(wěn)定劑、礦粉及少量細(xì)集料組成的瀝青瑪蹄脂填充間斷級(jí)配的粗集料骨架間隙而組成一體的瀝青混合料。最基本的組成是碎石骨架和瀝青瑪蹄脂結(jié)合料兩大部分。綜合SMA結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，可歸納為三多一少，即粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少。SMA混合料的優(yōu)點(diǎn)可概括為以下幾點(diǎn)。

（1）在SMA的組成中，礦料為間斷級(jí)配，粗集料占到70%以上，粗集料之間互相形成良好的嵌擠作用，高溫下瀝青瑪蹄脂黏度下降，使瀝青混合料產(chǎn)生良好的高溫抗車轍能力。

（2）SMA使用較多的礦粉，瀝青用量在6.2%左右，同時(shí)因?yàn)r青瑪蹄脂的黏結(jié)以及木質(zhì)素纖維的作用，在溫度下降混合料收縮變形時(shí)，馬蹄脂有較好的黏結(jié)作用，使混合料低溫變形性能較大改善。

（3）間斷級(jí)配在表面形成了較大的構(gòu)造深度，抗滑性能好，可提高行車安全，并且噪音比常規(guī)降低2～3dB，對(duì)環(huán)境的污染也有所減少。

（4）SMA混合料粗集料空隙由高黏度的瑪蹄脂填充，空隙率較小，結(jié)構(gòu)層在壓實(shí)狀態(tài)下防滲性能較好，加上瀝青用量大，瀝青膜厚，耐老化性能和水穩(wěn)定性大大改善。

（5）SMA的混合料空隙率小，瀝青與空氣接觸少，因而瀝青耐老化性能好，可使路面具有良好的耐久性，從而延長(zhǎng)使用壽命，降低使用期間維修費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)成本，大大增加了投資效益。

2 SMA的施工質(zhì)量控制

針對(duì)SMA獨(dú)特的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，為保障其優(yōu)越的物理力學(xué)性能的發(fā)揮，在原材料、配合比設(shè)計(jì)、混合料生產(chǎn)、攤鋪碾壓施工等諸多環(huán)節(jié)均較常規(guī)瀝青路面施工要求高，質(zhì)量控制不容易。下文將結(jié)合邢汾高速公路工程的經(jīng)驗(yàn)，論述SMA質(zhì)量控制的要點(diǎn)。

2.1 施工前準(zhǔn)備工作

2.1.1 原材料的基本要求

（1）粗集料（4.75mm以上部分）采用玄武巖石料，且宜經(jīng)過(guò)5%的石灰水篩洗，增加其與瀝青的黏附性，增強(qiáng)骨架承受車輪荷載的能力。

（2）細(xì)集料100%采用機(jī)制砂以增強(qiáng)結(jié)構(gòu)內(nèi)摩阻力，提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性；填料選擇干燥、磨細(xì)的石灰石粉，不得使用拌和樓回收的粉塵。

（3）穩(wěn)定劑采用北京肯特萊絮狀木質(zhì)素纖維，其優(yōu)點(diǎn)在于吸油能力強(qiáng)，容易分散，使用絮狀木質(zhì)素的動(dòng)穩(wěn)定度明顯高于使用顆粒狀木質(zhì)素的混合料，而且木質(zhì)素纖維更符合綠色環(huán)保的要求。同時(shí)，木質(zhì)素存貯必須在室內(nèi)架空堆放，嚴(yán)格防潮，保持干燥。

2.1.2 配合比設(shè)計(jì)基本原則

SMA配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件體積設(shè)計(jì)方法，應(yīng)遵循下列原則。

（1）SMA必須具有互相嵌擠的粗集料骨架，即馬歇爾試件的VCAmix必須小于搗實(shí)狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率的VCADRC。

（2）礦料間隙率選用VMA≥16.5%，使混合料有足夠的空隙用以填充瀝青碲脂。

（3）瀝青用量的設(shè)定是SMA配合設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，首先必須滿足在高溫期間不泛油，不造成車轍變形。邢汾高速路結(jié)合當(dāng)?shù)夭牧霞皻夂驐l件確定最佳油石比為6.05%，油石比范圍為5.95%～6.35%，對(duì)應(yīng)的毛體積密度為2.451g/cm3。同時(shí)生產(chǎn)配合比 11～16mm∶7～11mm∶4～7mm∶0～4mm∶礦粉∶水泥＝40∶31∶5∶13∶9∶2，混合料密度為2.452t/m3。

（4）纖維具有加筋增強(qiáng)、分散、吸附瀝青、穩(wěn)定、增黏等作用，其用量不少于混合料總量的0.3%。

表1所示為目標(biāo)集料摻配比例。

表1 目標(biāo)集料摻配比例

2.2 混合料的拌制

SMA的生產(chǎn)采用自動(dòng)控制的間歇式瀝青拌和機(jī)，由于SMA混合料使用SBS改性瀝青，同時(shí)添加了木質(zhì)素纖維，其與普通瀝青混凝土生產(chǎn)有較大的差異。

（1）木質(zhì)素纖維采用專用的帶有自動(dòng)計(jì)量的添加設(shè)備自動(dòng)加入拌和機(jī)的拌和鍋中，添加纖維應(yīng)與間歇式拌和機(jī)周期自動(dòng)同步進(jìn)行；同時(shí)應(yīng)防止輸送管道堵塞。

（2）由于SMA使用了SBS改性瀝青，拌和溫度比普通瀝青混合料提高了10～20℃左右。瀝青加熱溫度控制在170～180℃；礦料加熱溫度控制在185～195℃；礦粉和纖維不加熱；混合料出料溫度控制在170～180℃，當(dāng)混合料超過(guò)195℃時(shí)，應(yīng)廢棄。

（3）木質(zhì)素纖維的分散拌勻非常重要，纖維必須在噴灑瀝青前加入拌和缸中，干拌時(shí)間為15s，噴入瀝青后的濕拌和時(shí)間為45s，以保證纖維能充分均勻地分散在混合料中，并與瀝青結(jié)合料充分拌和。

（4）貯料倉(cāng)里SMA混合料的數(shù)量不宜過(guò)多，且瀝青析漏和降溫不得超過(guò)10℃。

（5）拌和機(jī)要逐盤打印各種材料的用量，作為施工質(zhì)量檢測(cè)的依據(jù)，用以核定混合料的生產(chǎn)是否符合生產(chǎn)配合比；并且定期要對(duì)拌和機(jī)各種重量和溫度傳感器進(jìn)行標(biāo)定，以確保計(jì)量的準(zhǔn)確性。

2.3 混合料的運(yùn)輸

使用20t以上的自卸車運(yùn)輸混合料，裝料前將車廂內(nèi)雜物清掃干凈并涂上防黏劑。為防止產(chǎn)生離析，運(yùn)料車裝料時(shí)前后移動(dòng)位置，按五次卸料法裝料。

運(yùn)料車采用棉帆布覆蓋保溫，并用繩索將帆布拴牢。料車運(yùn)輸、等候及卸料過(guò)程中不能掀棉被。

對(duì)運(yùn)料車上路道口進(jìn)行了硬化處理，保證運(yùn)料車輪胎干凈無(wú)污物。

對(duì)到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)料車每車進(jìn)行溫度檢測(cè)并記錄，溫度滿足要求方可卸料進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

2.4 混合料的攤鋪

混合料采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，攤鋪時(shí)使用平衡浮動(dòng)基準(zhǔn)梁自動(dòng)找平，控制攤鋪的厚度和平整度。

（1）開(kāi)始施工前預(yù)熱熨平板0.5h，使熨平板的溫度達(dá)到100～130℃。

（2）根據(jù)以往類似工程施工經(jīng)驗(yàn)，試驗(yàn)段施工松鋪系數(shù)為1.2，計(jì)算出相應(yīng)松鋪厚度為4.8cm。

（3）攤鋪機(jī)就位時(shí)在熨平板下面墊木塊調(diào)整高度，墊木高度與松鋪厚度相等，熨平板可牢固地放在墊木上面。

（4）SMA—13瀝青混凝土采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)成梯隊(duì)同時(shí)進(jìn)行攤鋪，攤鋪機(jī)前后錯(cuò)開(kāi)5m，相鄰兩幅重疊10cm，施工中攤鋪機(jī)嚴(yán)格按照行走線行駛。

（5）攤鋪過(guò)程中由測(cè)量組對(duì)相應(yīng)樁號(hào)的攤鋪前高程、攤鋪后高程、碾壓后高程進(jìn)行測(cè)量。

（6）根據(jù)拌和樓的產(chǎn)量、施工機(jī)械配套情況及攤鋪厚度、攤鋪寬度，試驗(yàn)段攤鋪機(jī)按2m/min的速度行進(jìn)，做到緩慢、勻速、不間斷地?cái)備仭?/p>

（7）攤鋪過(guò)程中由專人指揮運(yùn)料車在攤輔機(jī)前30cm處停住，空擋等候，由攤輔機(jī)推動(dòng)前進(jìn)，避免撞擊攤輔機(jī)。應(yīng)及時(shí)清除攤鋪機(jī)履帶范圍內(nèi)的灑落料，已冷卻混合料不得混入攤鋪層中。

（8）攤鋪機(jī)的螺旋布料器保持一個(gè)穩(wěn)定的速度均衡地轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)應(yīng)保證有不少于送料器2/3高度的混合料，以減少攤鋪過(guò)程中混合料的離析。

（9）攤鋪的混合料未壓實(shí)前，盡量避免施工人員進(jìn)入踩踏。在特殊情況下，如局部離析，需在現(xiàn)場(chǎng)主管人員指導(dǎo)下，允許采用人工找補(bǔ)或更換混合料，缺陷較嚴(yán)重時(shí)應(yīng)鏟除，并調(diào)整攤鋪機(jī)或改進(jìn)攤鋪工藝。

（10）在料車交替卸料的過(guò)程中攤鋪機(jī)要減少合斗次數(shù)，料斗內(nèi)的混合料嚴(yán)禁放空，以減少離析。

2.5 瀝青混合料的碾壓

（1）施工前應(yīng)清洗壓路機(jī)水箱，確保水箱內(nèi)無(wú)銹漬。在攤鋪段開(kāi)始端頭鋪設(shè)10m長(zhǎng)土工布，土工布上噴灑油水混合物，壓路機(jī)在上前后移動(dòng)使碾壓輪上均勻布滿防黏劑。

（2）壓路機(jī)碾壓要遵循“緊跟、慢碾、高頻、低幅”的原則，由低處向高處呈梯形碾壓，由邊向中逐步推進(jìn)。邢汾路面項(xiàng)目設(shè)備配置如下。

①初壓：悍馬110雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)靜壓1遍，速度為2～3km/h。

②復(fù)壓：悍馬130、DD130、CC501、CC722雙鋼輪壓路機(jī)依次各振動(dòng)碾壓1遍，速度控制在3～5km/h。

③終壓：CC722雙鋼輪壓路機(jī)1臺(tái)，靜壓收面，速度為3～6km/h。

（3）碾壓時(shí)應(yīng)將驅(qū)動(dòng)輪朝向攤鋪機(jī)，振動(dòng)壓路機(jī)必須先行駛后起振、先停振后停駛。壓路機(jī)折回呈階梯狀，不許處在同一橫斷面上。

（4）壓路機(jī)不得在未碾壓成型路段上轉(zhuǎn)向、調(diào)頭、加水或停留。在當(dāng)天成型的路面上，不得停放壓路機(jī)或其他車輛。

（5）在初壓、復(fù)壓、終壓段落設(shè)置明顯的標(biāo)志，便于司機(jī)辨認(rèn)。碾壓輪在碾壓過(guò)程中應(yīng)保持清潔，向碾壓輪噴灑植物油水溶液時(shí)，必須嚴(yán)格控制噴水量且成霧狀，不得漫流，以防混合料降溫過(guò)快。對(duì)松鋪厚度、碾壓順序、壓路機(jī)組合、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓溫度設(shè)專人管理和檢查，做到既不漏壓也不超壓。

（6）在終壓之前用6m直尺檢測(cè)平整度，對(duì)個(gè)別不滿足要求的部位及時(shí)采用振動(dòng)壓路機(jī)橫向振壓的方法進(jìn)行修整。

（7）碾壓不到的邊角等處，采用小型振動(dòng)壓路機(jī)DD24及人工用熱夯等設(shè)備振壓密實(shí)。

2.6 試驗(yàn)檢測(cè)

（1）試驗(yàn)檢測(cè)是評(píng)價(jià)施工水平的重要手段，在實(shí)際操作過(guò)程中應(yīng)隨時(shí)控制每天SMA混合料的瀝青用量和級(jí)配情況。SMA的標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配范圍本身就比普通瀝青混合料的容許范圍窄得多，其對(duì)級(jí)配誤差的要求也比普通瀝青混合料嚴(yán)格。SMA級(jí)配施工控制要求如表2所示。

表2 SMA級(jí)配施工控制要求

（2）在SMA施工質(zhì)量檢測(cè)中馬歇爾試驗(yàn)的目的不在于穩(wěn)定度和流值，而是試件的體積指標(biāo)是否符合設(shè)計(jì)要求。檢測(cè)后，查找產(chǎn)生偏差的原因，調(diào)整糾正，使SMA混合料質(zhì)量符合要求并保持相對(duì)穩(wěn)定，必要時(shí)應(yīng)重新進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。

3 施工中常見(jiàn)問(wèn)題分析

SMA施工中常出現(xiàn)一些常規(guī)熱拌瀝青混合料路面施工中不常見(jiàn)的問(wèn)題，對(duì)這些問(wèn)題要特別引起注意。

3.1 過(guò)度碾壓

由于集料嵌擠作用，SMA結(jié)構(gòu)可壓實(shí)程度不大，壓實(shí)度較容易達(dá)到，過(guò)度碾壓會(huì)壓碎SMA結(jié)構(gòu)內(nèi)部相互嵌擠的粗集料棱角，破壞結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

3.2 油斑

油斑是SMA施工中最需引起注意的問(wèn)題，油斑可分為兩種，一是脂粉性（表面油膜較多）油斑，二是功能性油斑。脂粉性油斑一般出現(xiàn)在攤鋪后混合料表面，在通車一段時(shí)間后即被磨掉；而功能性油斑是貫通整個(gè)攤鋪層，并能導(dǎo)致早期變形和早期路面損壞，油斑產(chǎn)生于以下幾種因素：本質(zhì)素纖維供料不連續(xù)、用量不足或拌和不均勻；運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，攤鋪機(jī)等料時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，SMA混合料中瀝青產(chǎn)生析漏；瀝青用量過(guò)大或溫度過(guò)高；運(yùn)料車車廂底部隔離劑過(guò)多；黏層油用量過(guò)多。攤鋪中出現(xiàn)的油斑應(yīng)及時(shí)鏟除并用熱料填補(bǔ)；調(diào)整混合料運(yùn)輸和攤鋪速度，保持螺旋布料器85%～90%的時(shí)間在運(yùn)轉(zhuǎn)；當(dāng)攤鋪時(shí)遇雨或下層潮濕，嚴(yán)禁進(jìn)行攤鋪。

3.3 滲水

SMA為嵌擠密實(shí)結(jié)構(gòu)，具有良好的泌水性能，但由于施工中措施不力，常常會(huì)造成局部出現(xiàn)滲水現(xiàn)象。尤其多發(fā)于攤鋪機(jī)搭接處、施工接縫或路面兩側(cè)邊緣，其原因可歸納為：攤鋪過(guò)程中攤鋪機(jī)邊部混合料產(chǎn)生離析；混合料碾壓溫度不夠，造成壓實(shí)不足；施工接縫處理不當(dāng)，造成接縫處不平整、不密實(shí)。因此，關(guān)鍵要解決混合料離析問(wèn)題。對(duì)于兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)的結(jié)合料縱向熱接縫優(yōu)先進(jìn)行碾壓是必要的，同時(shí)依靠先進(jìn)的攤鋪設(shè)備，調(diào)整搭接接縫處的運(yùn)行板，盡量減少攤鋪后出現(xiàn)的離析，對(duì)于路緣石附近熨平板夯實(shí)不到位的地方，應(yīng)人工找補(bǔ)，可直接采用小型碾壓設(shè)備進(jìn)行壓實(shí)。

4 結(jié)語(yǔ)

SMA路面作為抗滑表層，由于攤鋪層?。ㄍǔＴO(shè)計(jì)為4cm），加之其特殊的結(jié)構(gòu)組成，施工難度大，技術(shù)要求高。因此，SMA質(zhì)量控制應(yīng)由原材料抓起，通過(guò)嚴(yán)格過(guò)程控制，在配合比設(shè)計(jì)、混合料生產(chǎn)、攤鋪碾壓以及試驗(yàn)檢測(cè)各個(gè)環(huán)節(jié)嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，才能確保設(shè)計(jì)、施工出真正的SMA路面，充分發(fā)揮其優(yōu)良的路面使用性能。