SMA-13瀝青瑪蹄脂施工質量控制

魏永東

（甘肅省武威公路管理局，甘肅武威 733000）

SMA-13瀝青瑪蹄脂施工質量控制

魏永東

（甘肅省武威公路管理局，甘肅武威 733000）

普通瀝青混合料在高溫穩定性能和低溫抗裂性能方面、在抗滑性能和耐久性方面都有矛盾。尤其是為了提高抗滑性能，使路面的空隙率較大，因而水損害比較嚴重，而SMA技術使路面服務狀況得到改善，從而帶來運輸成本的節約，提高路面抗滑性能，增加路面構造深度，防止雨天濺水形成水霧，大大降低雨天事故發生率，提高公路交通安全性、耐久性，可以延長使用壽命20%～30%，甚至更多洧效地防止路面早期損壞，減少維修養護費用，產生綜合經濟效益和社會效益。本文結合2013年古永高速公路養護維修工程項目中SMA-13瀝青瑪蹄脂技術的應用，簡要介紹了該項技術的技術特點、施工工藝及過程控制等方面的內容。

SMA-13瀝青瑪蹄脂 古永高速公路 養護維修 應用

古浪至永昌高速公路是我省東西方向的主要交通要道，也是國家“五縱七橫”主骨架公路的重要路段，以往養護維修工程中挖補罩面普遍采用密實性瀝青混合料進行修補路面病害。修補后經過夏季雨水的沖刷及行車碾壓的損壞往往出現“前修后爛”的現象。2013年養護維修工程熱瀝青罩面中我們采用的此項技術，經過實施總結了其特殊的施工工藝和過程工程，后期跟蹤觀察及試驗檢測表明效果較好。

1 SMA瀝青瑪蹄脂的技術特點

1.1 SMA瀝青瑪蹄脂的定義

SMA是一種由瀝青、礦粉、纖維穩定劑及少量細集料組成的瀝青瑪蹄脂結合料，充填于間斷級配的粗集料碎石骨架的間隙形成的一種瀝青混合料。在國際國內普遍用于機場跑道、城市道路和重載高速公路以及橋面鋪裝，是解決瀝青路面早期破壞的一種具有廣闊發展前景的新型路面。

1.2 SMA瀝青瑪蹄脂的結構特點

SMA是由互相嵌擠的粗集料骨架和瀝青瑪蹄脂兩大部分組成的。SMA的結構組成可概括為“三多一少，即：粗集料多、礦粉多、瀝青多、細集料少”。

（1）在SMA的組成中，礦料是間斷級配，大于4.75mm的碎石用量一般在70%～75%左右，粗集料顆粒之間有良好的嵌擠作用，瀝青混合料產生非常好的抵抗荷載變形的能力，因而有較強的高溫抗車轍能力。

（2）SMA使用礦粉多（8-12%），瀝青多（5.5-6.5%），又使用纖維作穩定劑，由此組成的瀝青瑪蹄脂包裹在粗集料表面，充分填充集料間隙，對骨架有較好的粘結作用，因此具有較好的低溫抗裂性能。

（3）SMA混合料的內部空隙率很小（4%左右），瀝青與空氣接觸少，因而具有良好的耐久性。滲水很少，再加上瑪蹄脂與集料的粘結力好，混合料的水穩定性也有較大改善。同時SMA對下面的瀝青層和基層有較強的保護作用和隔水作用，使全路面能保持較高的整體強度和穩定性。

表1 SBS改性瀝青技術要求和檢測頻率表

（4）在SMA的施工中，混合料的松鋪系數一般在1.02～1.05之間，碾壓過程中可以發現，SMA混合料在初壓時即沒有輪跡，在高溫狀態下用振動壓路機碾壓而不產生推擁（這也是判斷混合料是不是SMA的直觀標準），碾壓成型后表面有足夠的構造深度又基本上不透水，路面構造深度一般在1.0—1.3mm左右，它集AC型混合料的密實性、AM型的骨架結構、AK型的抗滑性于一身，具有優良的高溫穩定性，耐久性和抗滑性。

（5）造價高，對路基與路面的施工質量要求較高。

2 SMA瀝青瑪蹄脂的技術要求

由于SMA瀝青瑪蹄脂結構特殊，對所使用的材料要求較高，古永高速在各種材料的選用上均采用了質量均較高的材料。

2.1 石料的要求及質量控制

（1）粗集料。粗集料應采用質量均勻、潔凈、干燥、無風化、無雜質，且質地堅硬，表面粗糙，應為反擊式破碎機進行二次破碎加工的碎石，形狀接近立方體，有良好的嵌擠能力的破碎集料。本項工程采用的粗集料為永登石料廠生產的碎石，其質量符合SMA瀝青瑪蹄脂技術要求。

（2）細集料。細集料采用專用的制砂機生產的機制砂。應干凈、堅硬、干燥、無風化，有適當的級配，并與改性瀝青有良好的粘附性。其質量要求符合《公路瀝青路面施工技術規范》中瀝青混合料用細集料質量要求。

（3）礦粉。礦粉采用普通混凝土中的礦粉，其要求符合技術規范要求。

2.2 瀝青的技術要求及質量控制

（1）用于SMA的瀝青結合料必須具有較高的粘度，與集料具有良好的粘附性，以保證有足夠的高溫穩定性和低溫韌性。本工程中采用SBS改性瀝青為武威公路管理局材料研發中心生產的改性瀝青，技術要求和實測數據如表1。

表2 木質素纖維質量技術要求

（2）在瀝青儲存過程中，應經常檢驗改性瀝青的離析情況，各項指標應符合規范規定的技術要求，為防止離析，在瀝青罐頂端分別加裝電動攪拌器，對改性瀝青進行定期二次攪拌，攪拌器每三小時攪拌一次，每次攪拌20分鐘。同時采用在不同的瀝青罐中互相交流的方法，也可以在不同程度上防止儲存改性瀝青的離析。

2.3 纖維穩定劑的技術要求及質量控制

纖維穩定劑。

（1）本工程采用北京墾特萊公司生產的木質素纖維作為纖維穩定劑，以改善瀝青混合料性能，吸附瀝青，減少析漏。其質量應符合表2的技術要求。

（2）木質素纖維能承受250℃以上的環境溫度不變質，不發脆，且對環境不造成危害，不危害身體健康。

（3）纖維穩定劑的摻加比例以礦料總量的質量百分率計算，通常情況下用于SMA路面的木質素纖維不宜低于0.3%，必要時可適當增加纖維用量。纖維摻加量的允許誤差宜不超過±5%。

（4）纖維應存放在室內或有棚蓋的地方，在運輸及使用過程中應防止受潮、結團，已經受潮、結團不能在拌合時充分分散的纖維，不得使用。

3 SMA瀝青瑪蹄脂技術的施工過程控制

3.1 試驗段鋪筑

（1）在SMA面層的正式鋪筑前，必須鋪筑試驗路段，長度宜為100-200m，驗證配合比設計的瀝青混合料用量、礦料級配、試驗施工工藝，檢查SMA表面的均勻性、構造深度和滲水情況。

（2）對SMA面層，應特別重視材料質量、施工溫度和壓實工藝的控制，使混合料形成充分嵌擠并達到穩定的狀態，切忌片面追求平整度而降低壓實度。

3.2 拌合樓出料控制

SMA混合和ATB改性瀝青混合料的混合物拌和方法基本上是相同的，區別有以下幾個方面：

（1）拌和樓應當配備一個專用的纖維穩定劑投料裝置，直接添加纖維自動加入拌和樓的拌和鍋或稱量斗。添加纖維應與拌和樓的拌和同步周期。松散絮狀纖維應該使用風送設備自動分解材料，并在礦料投入后干拌及噴入瀝青的同時一次性噴入拌和機內。

（2）SMA混合攪拌，加入粗集料拌和樓的同時，加入纖維，干拌，以確保適當的纖維可以完全分散均勻的混合物，加入礦粉，干拌15秒左右，噴入瀝青濕拌50秒左右，使所有集料全部裹覆瀝青結合料，攪拌混合均勻作為標準。

（3）拌和好的SMA混合料應隨拌隨用，不宜儲存時間過長，以免發生析漏，引起瀝青含量不均勻。

（4）我們將嚴格控制加熱溫度的瀝青和集料加熱溫度、拌和溫度，出廠溫度。出廠的溫度高于195℃的混合料必須被放棄。觀察出料冒煙的情況，如果白煙是正常情況，如果是青煙，應該特別注意，立即檢查溫度是否超過指定值。

（5）每天上、下午，各取一組混合料試樣做馬歇爾試驗和抽提篩分試驗，測試油石比、礦料級配和瀝青混合料的物理力學性質。嚴格控制瀝青和礦料級配的劑量，保證允許的油石比與設計值偏差的正負0.2%。

3.3 現場施工質量控制

（1）運輸。運料車到達現場后，SMA混合料的溫度不得低于165℃的攤鋪溫度的要求。其它運輸條件與ATB瀝青混合料相同。

（2）攤鋪。1）攤鋪前徹底清潔下承層表面，噴灑符合要求的SBR型改性乳化瀝青粘層油，用量宜為0.3-0.4L/m2。2）每天施工前，應對前天留下的接縫處進行清潔，并檢查平整度，然后涂刷改性乳化瀝青，以保證接頭緊密。3）攤鋪機開始鋪筑前應提前0.5—1.0小時，對熨平板預熱到100℃以上，鋪筑過程中應開動熨平板的振動或捶擊等夯實裝置。4）由于SMA生產延長了干拌和濕拌時間，影響拌和機的正常的產量，攤鋪機的攤鋪速度應放慢，通常不超過2m/ min，攤鋪過程中不得隨意變換速度或中途停機。當供料不足時，宜采用運料車集中等候，集中攤鋪的方式，盡量減少攤鋪機的停頓次數。5）改性瀝青SMA混合料的攤鋪溫度應比普通瀝青混合料的攤鋪溫度高10-20℃。當氣溫低于15℃時，不得攤鋪改性瀝青SMA混合料。6）其它攤鋪要求與ATB瀝青混合料攤鋪相同。

（3）碾壓。1）混合料攤鋪后，壓路機必須緊跟攤鋪機在盡可能高的溫度狀態下開始碾壓。同時不得在低溫狀態下反復碾壓SMA，以防止磨掉石料棱角或壓碎石料，破壞集料嵌擠。2）SMA路面的初壓采用1臺12噸鋼輪壓路機靜壓，每次碾壓應直至攤鋪機跟前，初壓1遍，復壓3-4遍，終壓1遍，以消除輪跡，保證路面有良好的平整度和粗糙度。SMA的碾壓速度不得超過60m/min。3）通常情況下SMA不能采用輪胎壓路機碾壓，以防搓揉過度造成瀝青瑪蹄脂擠到表面，產生泛油和油汀。4）SMA路面應防止過度碾壓，在壓實度達到98%以上或者現場取樣的空隙率不大于6%后，終止碾壓。如碾壓過程中發現有瀝青瑪蹄脂部分上浮或石料壓碎、棱角明顯磨損等過碾壓的現象時，碾壓即應停止，并分析原因。5）SMA混合料在碾壓過程中，應隨時觀察混合料有無推移現象，有推移時，說明混合料存在問題，達不到質量要求，應停止施工，分析原因。6）其它碾壓方法與ATB瀝青混合料碾壓方法相同。

（4）開放交通及其它。1）SMA路面施工結束后，應在路表溫度下降到50℃以下，方可允許開放交通。2）SMA路面如出現油汀，應分析原因，仔細檢查纖維添加的方式、數量、時間，是否漏放及拌和是否均勻等，嚴重的應予鏟除。產生的原因一般有以下因素：用油量過高；拌和時間太短，SMA混合料拌和不夠充分；SMA混合料溫度過高，改性瀝青發生老化；纖維在混合料中分布不均勻；運輸距離較遠，SMA混合料中骨料與瀝青產生離析；攤鋪機等料時間過長及運料車積壓過多，發生瀝青析漏；壓路機碾壓遍數過多，使路面超壓；混和料（特別是纖維）及路表含有一定的水份。

4 SMA瀝青瑪蹄脂技術的性能檢測及評定

SMA瀝青路面鋪筑過程中必須隨時對鋪筑質量進行檢測評定，質量檢查的內容、頻率、質量應符合《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40-2004）、《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1-2004）的要求。

（1）SMA路面上面層壓實度采用空隙率和壓實度雙向控制，控制標準為試驗室標準密度的98%，實測空隙率不超過6%。空隙率計算所需的最大理論密度按JTJF40-2004附錄B的規定執行，壓實度的檢驗，以實測芯樣為準。路面鉆孔取樣檢查壓實度和空隙率。并按《公路路基路面現場測試規程》規定的方法隨時用滲水儀檢測路面滲水系數，用鋪砂法檢測路表構造深度。

（2）隨時檢查瀝青、集料的加熱溫度。逐車檢查并記錄SMA混合料的出廠溫度。拌合樓逐盤打印的打印結果必須保存備查，每天進行總量控制，并作為施工質量控制的依據。

（3）按規定隨機取樣，檢查混合料的礦料級配和油石比。按要求進行馬歇爾試驗，計算空隙率等體積指標。

5 結語

鋪筑期間，試驗段經歷了多雨季節的考驗，從路表面來看，SMA混合料表面粗糙又不透水，混合料攤鋪非常均勻，行車舒適，路面平整度未見衰減，也沒有發生泛油現象。試驗路鋪筑取得了圓滿成功，為古永、永古高速公路大面積推廣改性瀝青SMA路面積累了成熟的施工經驗。