摘 要：SMA改性瀝青混合料因?yàn)槠鋬?yōu)點(diǎn)眾多，被廣泛運(yùn)用在高速公路路面中。本文主要分析了改性瀝青SMA組成材料質(zhì)量控制，SMA改性瀝青的配合比設(shè)計(jì)，施工技術(shù)質(zhì)量要點(diǎn)控制和質(zhì)量檢測(cè)。

關(guān)鍵詞：高速；公路；SMA；改性；瀝青；混合料；路面；施工

SMA就是瀝青瑪蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt，簡稱SMA)，是一種間斷級(jí)配混合料，因?yàn)樗管囖H能力好，抗裂性能、耐久性能和抗滑性能良好，經(jīng)濟(jì)顯著，使用壽命長攤鋪和壓實(shí)性能好，在高速公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用。它主要由纖維穩(wěn)定劑、瀝青、礦粉及細(xì)集料組成瑪蹄脂填充于較多粗集料間隙中。

一、改性瀝青SMA組成材料質(zhì)量控制

（一）粗集料

在SMA改性瀝青混合料路面中，粒徑大于4.75mm的粗集料是組成嵌擠結(jié)構(gòu)的主要材料，要確保粗集料在七成以上。一般集料都使用花崗巖、玄武巖、輝長巖、輝綠巖、片麻巖和石英巖等。粗集料一定要符合現(xiàn)行規(guī)范，且表面粗糙度要達(dá)到相關(guān)要求。必須使用形狀標(biāo)準(zhǔn)、堅(jiān)硬、針片狀顆料少的抗滑破碎石料。粗集料的生產(chǎn)應(yīng)當(dāng)全部軋制，并軋制使用錘式軋石機(jī)。

（二）細(xì)集料

細(xì)集料應(yīng)該使用優(yōu)質(zhì)的機(jī)制砂。如果沒有條件全部使用機(jī)制砂，可以在其中夾摻優(yōu)質(zhì)天然砂，但是要確保機(jī)制砂和天然砂的用量比例為1：1。必須確保細(xì)集料的潔凈、干燥、無風(fēng)化，并且不能夾摻雜質(zhì)，確保適當(dāng)?shù)募?jí)配，保持良好的粘結(jié)能力。

（三）礦粉填料

礦粉作為瀝青混合料中的重要材料之一，要確保組成材料時(shí)純正的磨細(xì)石灰?guī)r粉或其他合適材料，不能采用回收粉塵，石粉的塑性指數(shù)要控制在4以下。要確保礦粉的干燥，不結(jié)成團(tuán)，能自由流動(dòng)。要確保粒徑在0．075mm的含量較多，但是在0．05mm以下的不能太多。另外，還要確保填料中不含有機(jī)物質(zhì)。

（四）瀝青

SMA中需要的瀝青較多，所以必須選擇高黏度、小針入度，高軟化點(diǎn)的瀝青，最好使用改性瀝青，來確保高溫穩(wěn)定性和低溫韌性。

一旦使用改性瀝青鋪筑路面，就必須結(jié)合公路所在地的氣候、交通及地理特殊性，選擇合適的基質(zhì)瀝青、改性劑類型。根據(jù)改性劑的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，施工瀝青用量要控制在試驗(yàn)設(shè)計(jì)以內(nèi)，瀝青含量要比密級(jí)配瀝青混凝土的瀝青含量多1％。瀝青含量要根據(jù)具體的穩(wěn)定劑來定。比如，聚合物纖維穩(wěn)定的SMA的混合料，瀝青含量設(shè)計(jì)為6．O％，那么礦質(zhì)纖維穩(wěn)定的瀝青含量可以在6．2％～6．4％之間，而木質(zhì)素纖維瀝青含量要在6．5％～6．7％之間。

（五）纖維穩(wěn)定劑

混合料中的纖維穩(wěn)定劑是以三維分散的形式存在的，它的作用有分散、膠團(tuán)、吸附和加筋等作用，可以提高集料黏結(jié)力，讓礦料表面保持穩(wěn)定狀態(tài)。用量要控制在瀝青混合料的O．3％～0．4％。穩(wěn)定劑可使用木質(zhì)素纖維，也可使用礦物纖維和聚合物纖維。因?yàn)榱罾w維穩(wěn)定劑運(yùn)輸方便，不易受潮，應(yīng)通過人工添加方式來提高粒狀纖維質(zhì)量。因?yàn)镾MA混合料含瀝青較多，礦粉用量大，在貯藏和運(yùn)輸時(shí)，會(huì)讓瀝青和礦粉出現(xiàn)離析，并且在車輛荷載力下易發(fā)生泛油現(xiàn)象。要有效吸收穩(wěn)定瀝青，避免出現(xiàn)泛油和滴漏，穩(wěn)定劑應(yīng)該使用質(zhì)量更優(yōu)的木質(zhì)素纖維。

二、SMA改性瀝青的配合比設(shè)計(jì)

改性瀝青SMA混合料的配合比設(shè)計(jì)一定要根據(jù)《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ036-98)的要求，經(jīng)過目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)及生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)三個(gè)階段。

（一）目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

在確定了各種材料并進(jìn)行礦料初試瀝青用量之后，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，最后根據(jù)瀝青混合科的集料空隙率VMA和壓實(shí)狀態(tài)下瀝青混合料中粗骨科骨架間隙率VCA確定設(shè)計(jì)級(jí)配：根據(jù)試件的空隙率，確定瀝青用量。參照美國改性瀝青瑪蹄脂碎石混合料路面規(guī)范。

（二）改性瀝青SMA的配合比檢驗(yàn)

SMA混合料通過馬歇爾實(shí)驗(yàn)確定了礦料級(jí)配合瀝青用量后，還應(yīng)該采用一些其他的方法加以驗(yàn)證：用謝倫堡瀝青漸漏試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青用量；用肯塔堡飛散試驗(yàn)檢驗(yàn)瀝青用量；用車轍試驗(yàn)進(jìn)行高溫穩(wěn)定性檢驗(yàn)；水穩(wěn)定試驗(yàn)要使用凍融劈裂實(shí)驗(yàn)；檢驗(yàn)透水性和表面構(gòu)造深度。

（三）生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)

應(yīng)該在施工前進(jìn)行大面積的生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)與檢驗(yàn)。生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)檢驗(yàn)一定要根據(jù)《公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ036—98)的有關(guān)要求進(jìn)行。

三、施工技術(shù)質(zhì)量要點(diǎn)控制

（一）SMA改性瀝青混合料拌和

SMA混合料的拌和質(zhì)量是一項(xiàng)影響路面質(zhì)量的關(guān)鍵性因素。SMA混合料的拌和一定要根據(jù)AASHTOM156及相關(guān)的規(guī)定。改性瀝青的加熱溫度要保持在160℃一165℃，集料加熱溫度在190℃一200℃，混合料出廠溫度控制在175℃～185℃。在摻入木質(zhì)纖維后干拌時(shí)間要在10～15S，加瀝青后拌60S，確保拌和均勻充分。

（二）SMA改性瀝青混合料的運(yùn)輸和攤鋪

SMA混合料的運(yùn)輸使用15t自卸車來完成攤鋪。為了避免瀝青與車廂的粘結(jié)，在車廂側(cè)板和底板由專人涂一層隔離劑，并無余液。在運(yùn)輸混合料時(shí)要蓋棉被，確保不漏風(fēng)。要檢測(cè)每一車料的出廠溫度，將溫度控制在175℃～185℃。

改性瀝青混合料黏度較高，攤鋪?zhàn)枇σ绕胀ɑ旌狭洗髷備仠囟雀?，通常輪胎式攤鋪機(jī)可能頂不動(dòng)運(yùn)料車。當(dāng)下層撤布粘層油時(shí)極易產(chǎn)生車輪打滑現(xiàn)象，攤鋪機(jī)的攤鋪寬度也不能像普通混合料那樣大，所以改性瀝青攤鋪一般需要使用履帶式攤鋪機(jī)。對(duì)SMA混合料松鋪系數(shù)要比普通混合料小得多，混合料的可壓實(shí)余地很小，為了確保路面的平整度拌和機(jī)與攤鋪機(jī)的能力必須匹配，要盡量減少攤鋪機(jī)的停頓次數(shù)，要緩慢連續(xù)不間斷的進(jìn)行，且均勻地?cái)備仭＿\(yùn)料車也要有富余不允許出現(xiàn)攤鋪機(jī)等運(yùn)料車的情況，一般要在攤鋪機(jī)前確保至少3臺(tái)以上的運(yùn)料車等候，改性瀝青和SMA混合料在攤鋪時(shí)如遇降雨應(yīng)立即停止攤鋪，要密切關(guān)注天氣情況，若碾壓成型，迅速碾壓攤鋪的混合料。

（三）SMA改性瀝青混合料的碾壓

改性瀝青混合料的碾壓成型溫度要保持在130℃以上，壓實(shí)工藝一定要在高溫下碾壓，對(duì)于壓實(shí)機(jī)具無特別要求，跟普通瀝青混合料差不多，除了要提高碾壓溫度外沒有太大的不同。改性瀝青和SMA混合料厚度比較薄，溫度下降較快通常都在表面層使用要注意不能在溫度下降以后才碾壓。SMA必須采用剛性輪碾壓，不容許采用輪胎壓路機(jī)碾壓。碾壓SMA必須密切注意壓實(shí)度的變化。對(duì)SMA結(jié)構(gòu)來說，過度碾壓會(huì)減弱穩(wěn)定性。所以，要通過控制碾壓遍數(shù)的方法控制壓實(shí)度。一般初壓用10t鋼碾緊跟在攤鋪機(jī)后面壓1～2遍，或者振動(dòng)壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2～3遍，最后用較寬的剛性輪碾壓一遍結(jié)束。

（四）接縫處理

接縫好壞會(huì)直接影響到平整度。應(yīng)盡量減少接縫，特別是縱向接縫，SMA路面橫向接縫的處理，對(duì)平整度影響很大。SMA路面接縫處理要比普通瀝青混合料難一些，由于冷卻后的SMA混合料非常堅(jiān)硬，應(yīng)想方設(shè)法防止出現(xiàn)冷接縫處理。為提高平整度，一般采用切割成垂直面的方法，在其尚未冷卻之前，就切割好。具體做法為:將3m直尺沿路線縱向靠在已施工段的端部，伸出端部的直尺呈懸臂狀；以已施工路面與直尺脫離點(diǎn)定出接縫位置，用鋸縫機(jī)割齊后鏟除廢料，并用水將接縫處沖洗干凈；在下一次施工搭機(jī)前，涂刷粘層油，即可接下去鋪筑混合料。

（五）改性瀝青SMA混合料的施工溫度

路面在施工溫度上應(yīng)該根據(jù)改性瀝青的粘度適當(dāng)提高，其他的跟普通的熱拌瀝青混合料路面差不多。溫度的提高要根據(jù)改性劑的品種和劑量確定。一般情況下，可在普通瀝青混合料施工溫度的基礎(chǔ)上提高了1O～20℃。如為改性瀝青SMA混合料，由于需要加入較多數(shù)量的冷礦粉，則拌和溫度需要更高一些。不僅施工如此，室內(nèi)試驗(yàn)也應(yīng)該提高溫度進(jìn)行。由于改性瀝青的粘度的增大，保證較高的施工溫度成了旋工的最重要的技術(shù)關(guān)鍵。只有確保合適的溫度，拌和均勻，攤鋪平整，碾壓達(dá)到相關(guān)壓實(shí)度要求，確保施工質(zhì)量。適宜的施工溫度應(yīng)該根據(jù)粘溫曲線決定，具體做法是，在低溫氣候條件下施工改性瀝青混合料，混合料溫度的下降較快將是非常重要的問題。對(duì)大多數(shù)聚合物改性劑來說，隨著溫度下降，聚合物開始固化，混合料失去施工和易性，從而不可能充分碾壓，尤其是在大風(fēng)及空曠的工地，混合料降溫很快，必須特別注意。

四、質(zhì)量檢測(cè)

檢測(cè)壓實(shí)度的方法有鉆芯取樣方法和核子密度儀檢測(cè)法。前者檢測(cè)準(zhǔn)確度高，但成本高，路面損害大，且測(cè)試周期長。后者試驗(yàn)方法簡單經(jīng)濟(jì)，對(duì)路面無損害、檢測(cè)速度快，但準(zhǔn)確度較低。如果能用鉆芯取樣對(duì)核子密度儀進(jìn)行標(biāo)定，提高其檢測(cè)準(zhǔn)確度，那么核子密度儀檢測(cè)法將是一種較為理想的檢測(cè)方法。

總之，該高速公路采用SMA改性瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)，極大的提高了路面的抗車轍能力，采用相應(yīng)的瀝青拌和機(jī)，增加木質(zhì)纖維素投料機(jī)進(jìn)行混合料的拌和滿足生產(chǎn)的要求，生產(chǎn)過程中混合料生產(chǎn)穩(wěn)定，質(zhì)量易控制。從SMA使用效果來看，上面層采用SMA能更好地發(fā)揮SMA的水穩(wěn)定性和耐疲勞性能。

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