■周育生

(福建省漳州公路交通工程有限公司，漳州 363000)

在我國瀝青混合料中SMA 作為重要的密級配混合料類型，其熱拌熱鋪始于20 世紀(jì)90 年代初的首都機(jī)場高速公路，在此后數(shù)十年中SMA 得到了迅速的發(fā)展。但與此同時需要注意的是，由于SMA 的施工控制難度和實(shí)際作業(yè)難度比普通瀝青混凝土要高很多,因此SMA在許多工程中并沒有得到非常有效的推廣。

本文以漳州市迎賓西路上坂至牛崎頭路段道路改造工程SMA 的應(yīng)用為例進(jìn)行說明，對于SMA 在實(shí)際應(yīng)用過程中需要考慮的其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、原材料選用、配合比設(shè)計(jì)工作、施工工藝等各方面進(jìn)行相對較為全面的分析與介紹，從而對SMA 瀝青瑪蹄脂碎石路面施工技術(shù)起著較好的推廣作用與實(shí)踐意義。

1 SMA 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

SMA 作為瀝青混合料，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)主要包括高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、抗疲勞性、耐久性等，但是這些優(yōu)越性在實(shí)際施工中是互相制約的。因此有效減少互斥，盡可能增加其優(yōu)越性才能達(dá)到相對完美的組合，以下逐一對SMA 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行分析：

(1)在SMA 組成中，粗集料有著70%以上比例，并且粗集料的顆粒之間存在著較為良好的嵌擠作用，因此這就使其具有很強(qiáng)的抵抗荷載與變形的能力，并且還具有較強(qiáng)的高溫抗車轍能力。

(2)SMA 中礦粉所占的比例較高，通常占8%～12%，瀝青的比例合計(jì)占到5.7%～6.5%，與此同時纖維作為穩(wěn)定劑也得到了有效的應(yīng)用，因此這就使得SMA 的低溫抗裂性能得到大幅度的提高。

(3)SMA 作為混合料其自身內(nèi)部的空隙率相對較低，通常在3%～4%（對于高溫穩(wěn)定性要求較高的重交通路段或炎熱地區(qū)，設(shè)計(jì)空隙率允許放寬到4.5%），這就意味著SMA 的路用基本上不會出現(xiàn)透水問題，因而能夠有效提升其作為混合料自身的水穩(wěn)性。

(4)SMA 作為混合料其成分包括了瀝青瑪蹄脂，被這一成分充分填充的SMA 具有空隙率小，瀝青與空氣接觸少的特點(diǎn)，因而具有耐老化性能強(qiáng)等諸多優(yōu)越性。

正是以上各個因素的相互影響，SMA 自身的結(jié)構(gòu)性能得到了全面的提升，并且其應(yīng)用能有效減少相應(yīng)的施工費(fèi)用、維修費(fèi)用和養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，同時還能有效延長路面的使用壽命。雖然其整體的投資總額增加，但是其整體的性價比和工程的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益都得到了有效提升。

2 原材料選用

原材料包括集料、穩(wěn)定劑、填料、瀝青結(jié)合料等。

2.1 集料

粗集料是構(gòu)成SMA 混合料骨架結(jié)構(gòu)的主體材料，要求選用質(zhì)地堅(jiān)硬、表面粗糙、抗磨耗、耐磨光、形狀接近立方體的碎石，破碎率一般為100%。本工程采用的粗集料為天寶樺嶺的砂巖，檢測結(jié)果見表1。

本工程采用的細(xì)集料也是產(chǎn)自天寶樺嶺的砂巖，檢測結(jié)果見表2。

2.2 穩(wěn)定劑

與傳統(tǒng)的瀝青混凝土相比，SMA 具有較高的瀝青含量和較多的粗集料，因此必須含有適當(dāng)類型和數(shù)量的穩(wěn)定劑，以便在混合料的儲存運(yùn)輸和攤鋪過程中防止瀝青混合料發(fā)生析漏。本工程采用的穩(wěn)定劑產(chǎn)自江蘇歐路華木質(zhì)素纖維。檢測結(jié)果見表3。

表1 瀝青面層用粗集料檢測結(jié)果

表2 瀝青面層用細(xì)集料檢測結(jié)果

表3 瀝青面層用木質(zhì)纖維檢測結(jié)果

2.3 填料

本工程采用的填料是礦粉，產(chǎn)自龍巖適中的石灰?guī)r經(jīng)磨細(xì)得到，礦粉檢測結(jié)果見表4。

表4 瀝青面層用礦粉檢測結(jié)果

2.4 瀝青結(jié)合料

SMA 混合料要選擇比AC 混合料黏度更大的瀝青結(jié)合料。采用黏度較大的普通瀝青或改性瀝青，可以加厚包裹集料的瀝青膜以減少析漏，同時可強(qiáng)化瑪蹄脂性能以防止路面在交通荷載作用下瑪蹄脂上浮，從而穩(wěn)定與強(qiáng)化SMA 的粗集料骨架結(jié)構(gòu)，保證SMA 具有足夠的高溫抗車轍能力。本工程采用新立基SBS 改性瀝青，檢測結(jié)果見表5。

表5 新立基SBS 改性瀝青檢測結(jié)果

3 配合比設(shè)計(jì)

SMA 混合料配合比設(shè)計(jì)采用馬歇爾試件體積設(shè)計(jì)方法，設(shè)計(jì)遵循以下原則：

（1）SMA 必須具有相互嵌擠緊密的粗集料骨架，即要達(dá)到馬歇爾試件的粗集料間隙率VCAmix，并必須小于搗實(shí)狀態(tài)下的粗集料骨架間隙率VCADRC；

（2）填充在SMA 的粗集料骨架間隙中的瀝青結(jié)合料，應(yīng)符合最小瀝青用量的要求，馬歇爾試件的空隙率Va 要求控制在3%～4.5%，礦料間隙率VMA≥16.5%。

各項(xiàng)檢驗(yàn)結(jié)果見表6、表7。

表6 SMA-13 混合料礦料組成級配

表7 SMA-13 混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果與技術(shù)要求

4 SMA 施工工藝

SMA 混合料的施工工藝要求高，對原材料及施工環(huán)境因素影響較為敏感，因此必須做好精心組織、精心施工。

4.1 施工環(huán)境條件

由于SMA 面層鋪筑厚度薄，一般為30～40 mm，而且所用瀝青比較黏稠，要求壓實(shí)終結(jié)溫度較高，故可壓實(shí)的時間較短。SMA 對施工環(huán)境條件的要求比常規(guī)瀝青路面嚴(yán)格，需要相應(yīng)提高施工溫度，以延長有效壓實(shí)時間。在改性瀝青SMA 施工時，要求氣溫及路床溫度高于15℃，且處于上升狀態(tài)，并應(yīng)在干燥、清潔、經(jīng)整平的下臥層上鋪筑，雨天禁止施工。在大風(fēng)天氣與寒潮降溫天氣，混合料攤鋪后，溫降快，是否施工應(yīng)慎重考慮，如需施工時應(yīng)采取特殊的質(zhì)量保證措施。

4.2 混合料生產(chǎn)

按設(shè)計(jì)要求生產(chǎn)合格的混合料是獲得SMA 瀝青路面優(yōu)良性能的前提。SMA 路面性能與混合料體積特性對級配組成非常敏感，尤其是對3 個關(guān)鍵性孔4.75 mm、2.36 mm 與0.075 mm 的通過率要求更為嚴(yán)格，因此SMA 混合料生產(chǎn)必須對級配組成進(jìn)行較為精確的質(zhì)量控制。SMA 混合料生產(chǎn)前，必須進(jìn)行熱料倉中熱集料與填料的生產(chǎn)組合級配，并最大限度地減少各熱料倉集料的溢料與待料現(xiàn)象，保證均衡地進(jìn)行混合料生產(chǎn)，以提高混合料的生產(chǎn)效率。

由于SMA 混合料中添加了纖維，填料數(shù)量多，且結(jié)合料黏度較大，故干拌和濕拌時間都需要適當(dāng)延長，一般要求增加干拌和濕拌時間5～15 s。使用改性瀝青時，瀝青加熱溫度控制在160～165℃，集料加熱溫度190～200℃，SMA 混合料出廠溫度（SBS 改性瀝青）控制在170～185℃。

4.3 攤鋪與碾壓

4.3.1 攤鋪

在進(jìn)行混合料攤鋪過程中，為了更好地對SMA 進(jìn)行應(yīng)用，施工人員應(yīng)當(dāng)注重對于路面平整度和路面厚度進(jìn)行有效的控制，這也是施工的關(guān)鍵工序之一。因此在施工時施工人員應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面的內(nèi)容：

（1）在進(jìn)行SMA 混合料的鋪筑之前施工人員首先應(yīng)對攤鋪機(jī)進(jìn)行相應(yīng)的標(biāo)定工作，并且在標(biāo)定工作時施工人員應(yīng)當(dāng)對料門的高度進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑O(shè)定與調(diào)整，從而能夠有效保證有充足的混合料經(jīng)過條式傳送器來傳送到螺旋布料器。除此之外，在攤鋪工作進(jìn)行過程中，施工人員在攤鋪機(jī)向前移動的過程中應(yīng)當(dāng)促使混合料的高度等于或者是大于螺旋高度的50%且不超過66%，從而能夠有效保證混合料的充分拌和與均勻分布。

（2）根據(jù)上文的表述，SMA 中粗集料的比例在70%以上，這意味著在路面施工過程中粗、細(xì)集料的離析問題已經(jīng)不再是最主要問題，因此對于攤鋪寬度可以沒有硬性限制，例如施工人員可以通過加寬到整個路幅寬度來有效的提高SMA 的路面平整度，從而可以消除2 臺攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)時容易出現(xiàn)的結(jié)合部熱接縫的壓實(shí)不足問題、麻面問題以及不平整等質(zhì)量缺陷問題。

（3）在攤鋪過程中混合料的生產(chǎn)工作、運(yùn)輸工作和具體的壓實(shí)工作之間的協(xié)調(diào)性將會直接影響到攤鋪工作的整體水平。因此在進(jìn)行攤鋪過程中施工人員應(yīng)當(dāng)確保攤鋪速度與拌和站混合料供給之間有著較好的適應(yīng)性。除此之外，在攤鋪過程中攤鋪機(jī)的行走速度往往會在很大程度上受到混合料自身的生產(chǎn)能力和碾壓能力的影響，因此為了更好地給壓路機(jī)留出較多的有效壓實(shí)時間，施工人員應(yīng)當(dāng)注重攤鋪機(jī)保持勻速運(yùn)行，才能在此基礎(chǔ)上促進(jìn)整體施工水平的有效提升和不斷進(jìn)步。

4.3.2 碾壓

碾壓工作對于混合料壓實(shí)的重要性是不言而喻的，這是有效確保SMA 路面能夠具有優(yōu)良的抗車轍性能、防水損害性能和耐久性的重要工序之一，因此施工人員在進(jìn)行碾壓工作時應(yīng)當(dāng)注意以下幾個方面：

⑴由于SMA 采用的是骨架密實(shí)型結(jié)構(gòu)，過強(qiáng)的壓實(shí)功往往會對SMA 粗集料骨架和其自身結(jié)構(gòu)造成較大的破壞作用。因此，碾壓時不需要過大的壓實(shí)功。除此之外，由于SMA 混合料自身的有效壓實(shí)時間較短，因此進(jìn)行施工時施工人員必須趁熱打鐵才能有效避免低溫過度碾壓問題的出現(xiàn)。

⑵在SMA 混合料的鋪筑施工中，比較常見的機(jī)械設(shè)備配置通常是4～5 臺10～12 t 的雙振雙驅(qū)鋼輪壓路機(jī)，在這一配置的前提下，施工人員可以進(jìn)行相應(yīng)的靜壓工作或者是加振碾壓工作。除此之外，在碾壓工作的進(jìn)行過程中，施工人員不應(yīng)采用輪胎壓路機(jī)壓實(shí)，這是由于采用輪胎壓路機(jī)壓實(shí)會因輪胎容易粘附SMA 混合料而形成表面缺陷，往往會對SMA 自身的質(zhì)量造成較大的負(fù)面影響。

⑶在碾壓施工的具體工藝選擇過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)注重摒棄傳統(tǒng)的壓實(shí)觀念，采用一步到位的壓實(shí)方式，即混合料的溫度冷卻在規(guī)定的壓實(shí)終結(jié)溫度前以最短的時間來將混合料壓實(shí)工作做好，確保達(dá)到規(guī)定的要求，從而能夠有效達(dá)到需要的壓實(shí)度。

4.4 接縫施工

在接縫施工的過程中，由于SMA 混合料往往存在著更多的粗集料，因此其與勁度更大的結(jié)合料結(jié)合在一起，相比正?；旌狭系慕涌p施工的難度更大。例如在具體的接縫施工過程中，SMA 的上面層的縱向接縫應(yīng)當(dāng)與施工規(guī)定中的車道線保持一致，而不同層次的縱向接縫之間的距離應(yīng)當(dāng)在15 cm 之上，同時橫向接縫之間的距離應(yīng)當(dāng)在于1 m 之上。除此之外，在接縫施工的過程中，施工人員應(yīng)當(dāng)在接縫處給攤鋪混合料預(yù)留好一定的高度，從而能夠保證接縫處的平整程度。另外，在接縫施工的過程中，為了更好地保證其接縫的平整度和密實(shí)度，具體的碾壓工藝也有著非常重要的作用，即其接縫處應(yīng)當(dāng)優(yōu)先進(jìn)行碾壓并且應(yīng)當(dāng)趁高溫時進(jìn)行碾壓，從而能夠在此基礎(chǔ)上促進(jìn)接縫施工整體水平的有效提升。如有可能，橫向接縫應(yīng)采用橫向碾壓。

4.5 施工注意事項(xiàng)

⑴判斷SMA 的重要特征之一是“是否在高溫狀態(tài)下用振動壓路機(jī)碾壓而不產(chǎn)生推擁”。SMA 是骨架嵌擠型結(jié)構(gòu)，因此可以在混合料高溫狀態(tài)下（160～170℃）振動碾壓。

⑵SMA 熱混合料在運(yùn)輸和鋪筑過程中，可能會因產(chǎn)生瀝青結(jié)合料或瑪蹄脂的析漏而導(dǎo)致出現(xiàn)油斑，應(yīng)采用有效措施加以預(yù)防，例如：適當(dāng)降低混合料生產(chǎn)溫度，降低結(jié)合料含量，改變纖維用量和性能等。

5 結(jié)語

通過持續(xù)的摸索和經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，迎賓西路上坂至牛崎頭路段道路改造工程中的數(shù)個路段的SMA 應(yīng)用水平都達(dá)到了令人滿意的程度。即施工的現(xiàn)場平整度、路面抗滑指標(biāo)、路面壓實(shí)度以及混合料的室內(nèi)馬歇爾各項(xiàng)指標(biāo)都符合我國規(guī)范相關(guān)要求。因此可以判定其施工中的SMA 路用性能可以滿足實(shí)際的需要。

通過這一工程的實(shí)踐我們可以發(fā)現(xiàn)，在SMA 的應(yīng)用過程中混合料的骨架結(jié)構(gòu)和關(guān)鍵性篩孔是其施工質(zhì)量的根本要素，只有在有效碾壓溫度條件下進(jìn)行的碾壓工作才能有效確保SMA 路面施工的順利進(jìn)行，才能在此基礎(chǔ)上促進(jìn)我國SMA 的推廣和應(yīng)用水平的有效提升。

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[2]余叔潘.SMA 路面設(shè)計(jì)與施工[M].北京：人民交通出版社，2002：1，18.

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