SMA瀝青面層施工技術

摘要：SMA瀝青面層是近年來我國重點道路工程中不斷被應用到的一種工藝。相對普通瀝青混凝土，它具有抗車轍、抗裂、耐久以及高溫下穩定性能好等優點。但SMA瀝青面層施工技術要求也同樣較普通瀝青要高，在實際施工中，如不能合理控制好其施工質量，則不能完全發揮其優勢，而且會造成不必要的經濟損失。

關鍵詞：SMA瀝青；面層施工；道路工程；混合物；礦物骨架

中圖分類號：U412 文獻標識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）12-0047-03

1 SMA瀝青概述

SMA是瀝青瑪蹄脂碎石混合料的簡稱，它是由高含量粗集料、高含量礦粉、較大瀝青用量、低含量中間粒徑顆粒組成的骨架密實結構型瀝青混合料。SMA瀝青在20世紀90年代初期作為一種國外先進技術被引進到我國，主要應用在高速公路、城市道路以及機場跑道等路面工程中。相對于普通瀝青路面來講，SMA瀝青屬于骨架密實結構。其結構中的粗集料骨架占到80%左右，細集料則很少，粗集料骨架之間的空隙全部由瀝青瑪蹄脂填充，所承受的荷載也由粗集料骨架承擔。因此，它具有更好的抗高溫下車轍的軸向作用力、低溫下抗裂、耐磨損、防透水性能好以及柔性彈性較高等優點，但造價也相對較高，目前主要用于我國高等級和重點項目的道路施工中。

SMA瀝青面層施工工藝可簡單歸納為：原材料選取、設計配合比→攪拌、運輸SMA瀝青→機械攤鋪→找補整型→瀝青碾壓→局部人工夯實→自動灑水降溫→鉆孔試驗、彎沉測試→平整度、拱度檢測驗收。

2 原材料選擇及運輸

2.1 原材料的選取

2.1.1 粗集料。粗集料是SMA混合料的骨架，因此需要高強度和硬度的優質碎石或碎礫石，其粒徑和質量需符合《公路瀝青路面施工技術規范》來選取。石料表面泥土要清洗干凈，內部純凈無雜質。高速公路和國家一級公路應選用大礫石破碎，且破碎面不少于兩個。粗集料與瀝青之間的粘附性應不小于4級。

2.1.2 細集料。細集料在SMA混合料中所占比例通常不超過10%，一般在瀝青路面選用有適當顆粒的人工砂，以增加和瀝青的粘附性，細集料表面要潔凈，無雜質。

2.1.3 填充料。SMA瀝青混合物通常選用礦粉來做填充料，它可吸附在瀝青表面形成高粘聚力的膠凝狀物——瑪蹄脂，以提高混合料的整體結合力。

2.1.4 瀝青材料。瀝青的選擇除了要有良好的粘結性和溫度穩定性以外，通常由當地氣候決定，如南方地區可采用50號瀝青，長江、黃河流域采用70號瀝青，東北地區采用90號瀝青。

此外，SMA混合料中還需要有瀝青結合料、纖維穩定劑以增強混合物料的高溫穩定性、低溫韌性等效果。

2.2 混合料的攪拌與運輸

在混合料配置之前，需要做配合比設計。其步驟分為目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證三個階段進行，通過科學的配合比設計，確定礦料級配及瀝青最佳用量，在質監部門檢驗合格后可進行存檔，準備

攪拌。

SMA瀝青通常在就近的攪拌站進行攪拌，其規模、設備均應符合國家質量、環保、安全等方面規范。各混合物料添加時需使用精確計量設備，以保證配合比的準確，尤其是纖維類摻加劑的添加。

瀝青從攪拌廠到施工現場的運輸過程，需要進行嚴格控制以及做好現場的調度工作。首先，運輸車需采用25噸位以上的自卸車，在運料前底板和車廂內側要均勻地涂上一層油水隔離劑，以防止瀝青黏在車板上。運料車在運輸過程中，需要覆蓋苫布，以防表面混合物料降溫凝固，影響鋪設，且運料車不得在途中隨意停歇。運料車在到達現場后，需管理人員檢查SMA瀝青的溫度不低于攤鋪溫度，方可卸車。卸車時必須倒凈，如發現車內有殘留瀝青，需及時處理掉，以防造成浪費。

3 SMA瀝青攤鋪時的要點分析

3.1 SMA瀝青的攤鋪

瀝青上面層攤鋪大多采用非接觸平衡梁自動找平裝置，以確保平整度、高程和厚度。首先，合理選擇攤鋪機的寬度，確定攤鋪的松鋪系數和松鋪厚度，保證基層表面清潔、干燥，污染的路段應噴涂適量的改性乳化瀝青粘層油。攤鋪機就位后調整仰角，按松鋪厚度墊木，設定夯錘的激振力和各塊熨平板的激振強度，以保證攤鋪機狀態最佳。開工前一小時應預熱熨平板，攤鋪時應勻速、緩慢，前方必須有多輛供料車負責一車緊接一車連續供料，避免停機待料，更不能隨意停機或改變速度，最好每天只在收工時停機一次。必須中途停機的，在繼續攤鋪前應及時清除熨平板擋板前核料斗內不符合要求的混合料，以免鋪面發生離析現象。攤鋪過程中應派專人跟蹤監測攤鋪質量和速度，依據攤鋪寬度、厚度、施工機械配套情況和拌和機產量確定攤鋪速度，一般為2～3m/min。另派專人負責指揮自卸車向攤鋪機料槽中卸料，確保卸料過程中車輛車速相等，以免碰撞摩擦影響攤鋪質量。機械攤鋪后，在混合料未壓實之前不容許踩踏，如果需要人工修整，應先制定修整方案，如果局部出現嚴重缺陷也應制定鏟除和補救方案，依照方案實施，并應考慮更換或者改進攤鋪機工藝，避免以后再次出現同樣的缺陷。

3.2 SMA瀝青的碾壓

混合料的壓實可以使礦料顆粒相互粘結、相互嵌擠，從而達到設計要求的強度和密實度。為了防止SMA瀝青混合料瀝青含量高而引起的“泵吸”現象，使瀝青表面泛油或瀝青上浮，目前已將膠輪壓路機全部替換成雙鋼輪壓路機進行碾壓。初壓和復壓均應采用鋼輪振動壓路機按照慢壓、緊跟、低幅、高頻的原則進行碾壓，鋪路機并列前行，壓路機在其后成梯隊前行，組成“跟隨式”，形成一定范圍的作業面，壓路機即可向前碾壓。初壓過程中，前進時采用靜壓，后退時采用振動碾壓；復壓需要振動兩遍，碾壓段的長度應控制在20～30m范圍內。采用振動壓路機、靜載壓路機對改性瀝青路面碾壓時，其輪跡重疊面寬度應分別在20cm、1/4～1/3碾壓寬度以內。為保證碾壓質量，避免粘輪，壓路機輪不得噴涂油類液體，含有隔離劑的水溶液或清水可以用噴霧器轉化成霧狀噴灑到輪上。另外，在新鋪的混合料上，禁止壓路機掉頭、轉向、移位、急剎車、停機等操作，否則會引起瀝青瑪蹄脂部分上浮。終壓勻速靜壓兩遍即可。各個時段不同，各種機型不同，則壓路機適宜的碾壓速度也不同，具體速度可參照表1確定。壓路機應由四周向中間碾壓，每一次折返都不應在同一斷面上，總體呈現梯形。由于攤鋪后混合料的溫度隨時間變化較明顯，而其溫度直接制約著路面壓實質量，因此，應派專人掌握好有效壓實時間，盡快進行碾壓，同時監管各臺壓路機的碾壓遍數及碾壓路線，使各臺機械有條不紊地運作。壓實度達到馬歇爾密度的98%以上即可，過度碾壓會破壞結構內部骨架。

表1 壓路機碾壓速度（單位：km/h）

壓路機類型 初壓 復壓 終壓

靜載鋼輪壓路機 2～3 2.5～5 2.5～5

鋼輪振動壓路機 2～4 4～5 —

3.3 SMA瀝青施工縫的修補

由于種種原因，在瀝青面層攤鋪時經常不能一次性攤鋪完成，二次攤鋪時出現的施工縫，如不能及時處理好，將來可能會影響到路面的完整性。根據面層攤鋪時的方向，施工縫可分為橫向和縱向。

3.3.1 橫向施工縫的修補。

立縫搭接法：路面橫向接縫是由于施工中斷所制。修補方法是將接縫處較薄的部分垂直刨除，將橫斷面刨成垂直角形，清理刨制后出現的新茬斷面，然后將粘層瀝青均勻涂布在新茬斷面上，根據路面鋪筑材料和基層狀況確定粘層瀝青的用量，用量大易出現泛油現象，用量少不易結合，影響質量。若連續施工，直至完成修補也可以不涂粘層瀝青。人工修補難度較大，應派經驗豐富者進行，攤鋪瀝青混合料時應先鋪熱料，隨后邊攤鋪邊摟平。在此過程中，為防止粗細料分離產生麻面，應盡量用扣鍬方法鋪筑，同時注意掌握瀝青混合料隨時間變化而變化的松鋪系數。待平整好之后馬上用壓路機碾壓，橫向對施工縫緩慢初壓兩遍，碾壓時的壓輪的10～15cm寬度壓到修補施工縫上，另外大部分應壓在原瀝青路面上。最后一步是消除輪跡，用雙鋼輪振動壓路機碾壓2～3遍即可。

臺階式搭接法：新舊路面與雙層瀝青路面的施工縫修補多采用錯開1m以上的臺階式銜接方法，為保證接縫處能夠達到足夠的強度和厚度，禁止兩層或兩幅在一個斷面上相接。為避免路面通車后過早破壞，接縫應膠粘緊密、密實、平整。其施工要求和方法與立縫搭接法相同。

3.3.2 縱向施工縫的處理。面層施工中如有條件，應盡量采用全幅攤鋪，以減少施工縱縫。在半幅攤鋪過程中，通常在接縫處留出10～20cm的混合物寬度暫不碾壓，在另外半幅攤鋪時，進行重疊、搭接攤鋪，重疊寬度不小于15cm，以熱接縫形式在最后作跨接縫反復碾壓，以消除縫跡。也可以在半幅施工時，中線為主設置固定模板，防止碾壓時物料向外推擠，之后處理縱向接縫。上面層的縱向接縫和下面層不能重合，最少需要錯開15cm以上。

4 SMA瀝青面層施工需要注意的問題

4.1 SMA瀝青面層的測量控制

測量放線工作是直接影響SMA瀝青面層平整度和標高的關鍵，稍有偏差可能會帶來慘重的經濟損失。施工中較常用的方法是兩邊走鋼絲法控制攤鋪厚度、高程以及橫坡度。SMA的理論松鋪系數在1.15～1.2之間，但實際施工中可選擇合適系數，事先計算出攤鋪厚度，然后選擇試驗段檢驗其實際系數值，進行對比之后再進行大范圍攤鋪。攤鋪工作中，也必須有專業測量人員進行隨時跟蹤測量，對道路的里程數和段位的標高值進行多次復核，以確保無誤。

4.2 粗集料與瀝青的配合比設計

SMA瀝青混合物配合比的設計難點在于保證其礦物骨架的硬度和瀝青的用量。如瀝青含量過大，容易造成粗集料之間的分離，產生油斑現象；而瀝青用量過少，則會出現混合料難以壓實，空隙率過高，骨料之間的瀝青膜過薄，從而影響路面的耐久性。因此在實際操作過程中最好隨時監測SMA混合物中瀝青的用量，每天分兩次在現場各取一組瀝青混合物料進行馬歇爾試驗、抽提試驗，及時了解混合料的油石比、空隙率、穩定度等各項技術指標，并作相應調整。SMA混合料出料以混合料拌合均勻、纖維均勻分布在混合料中、所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結合料為適宜，拌合時間根據時間情況可相應調整。

5 結語

以上是筆者在施工中歸納的一些個人見解。SMA瀝青面層稍顯粗糙，但其穩定性、防水性和耐磨性都非常好，且使用壽命較長。只有在具體施工中嚴格控制其質量，把好施工技術關，才能充分顯示出這些優點，方便其工藝的廣泛推廣和使用。

參考文獻

[1] 郭啟林.淺析SMA瀝青混凝土路面施工控制內容及方法[J].山西建筑，2009，35（13）：279-280.

[2] 交通部公路科學研究所.公路瀝青路面施工技術規范（JTGF40-2004）[S].北京：人民交通出版社，2004.

[3] 李建民，湯文，陸立波.SMA瀝青混合料路用性能分析[J].交通科技，2007，（6）.

[4] 湯寶生.SMA瀝青路面應用分析[J].黑龍江交通科技，2010，（6）.

作者簡介：魏振豹（1980—），男，河北衡水人，中鐵十七局集團第三工程有限公司工程師，碩士，研究方向：項目管理。

（責任編輯：劉 晶）