SMA混合料在高速公路中的常見問題及解決措施

楊會軍（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅　蘭州　730000）

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SMA混合料在高速公路中的常見問題及解決措施

楊會軍
（甘肅路橋公路投資有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：結合臨合高速公路項目，闡述了上面層SMA-13混合料設計和施工中常見的相關問題，并分析問題產生的相關因素及解決措施，意在積累經驗，為今后國內相關工程的施工提供參考意見。

關鍵詞：SMA ;高速公路;常見問題;解決措施

1　概述

SMA型路面的出現為公路瀝青路面的發展注入了新的能量和帶來了新的希望。SMA即瀝青瑪蹄脂碎石混合料，它是按照內摩擦角最大的原則，以間斷級配的粗集料形成相互嵌擠的礦料骨架，然后按照空隙率較小的原則，以瀝青瑪蹄脂填充骨架的空隙，形成一種骨架密實結構。SMA是由瀝青結合料與少量的纖維穩定劑、細集料以及較多量的填料(礦粉)組成的瀝青瑪蹄脂，填充間斷級配的粗集料骨架間隙，組成一體形成的瀝青混合料。在SMA的組成中，礦料是間斷級配，粗集料占到70%以上，粗集料顆粒之間有良好的嵌擠作用，因而有較強的高溫抗車轍變形的能力；SMA使用礦粉多，瀝青多，使用纖維作為穩定劑，由此組成的瀝青瑪蹄脂填充粗集料的間隙，并裹覆在粗集料表面，在低溫條件下，瀝青瑪蹄脂有較好的粘結性、韌性和柔性，使混合料有較好的抗低溫開裂性能；SMA混合料空隙率小，幾乎不透水，混合料的水穩定性有較大改善，增強了抗水損害的能力；由于是間斷級配，粗集料含量高，表面構造深度大，抗滑性能得到改善和提高，雨天行車不會產生大的水霧和濺水；瀝青混合料的抗老化性能好，具有較好的耐久性。

特點歸納為以下幾點：

嵌擠的骨架——高溫穩定性好，抗車轍能力強

粗集料用量多——路表粗糙抗滑、行車安全

空隙率較小——抗水害、耐老化

瀝青用量多——抗裂性好

筆者根據臨合項目地處高寒陰濕的青藏高原的特點并結合自己多年來從事SMA瀝青路面的施工經驗，結合在臨合高速公路上面層SMA-13混合料施工過程中遇到的相關問題，主要從配合比設計和施工方面進行闡述，具體內容如下所述。

2　配合比方面

2.1擊實50次/面的擊實功與實際壓實功不匹配

瀝青路面施工技術規范（JTG F40-2004）中要求擊實50次/面，主要是因為SMA混合料勁度小，容易壓實；骨架嵌擠結構，大的擊實功可能會破壞粗集料。但是隨著交通量增長和超載車輛的增加，以及與目前的路面實際壓實功相比，室內擊實50 次/面的擊實功是偏小的。

解決措施：將擊實50次/面提升為75次/面。一方面適應交通量增長和超載車輛增加的需要，另一方面也不會像想象中那樣把粗集料破壞掉，關鍵是擊實75次/面的室內擊實功與目前的路面實際壓實功比較匹配。

2.2礦料間隙率指標偏小

影響礦料間隙率的主要因素包括：油石比、礦料的密度和吸水率，此外合成級配的各材料組成比例對礦料間隙率也有一定的影響。

解決措施：1）瀝青用量：增加油石比，VMA增加比較明顯。2）礦料特性：選擇毛密度大和吸水率小的集料，VMA增加也比較明顯。

3）礦料比例：對于同種母材的石料，調整比例，VMA變化一般，不明顯。

2.3瀝青用量偏大

配合比設計中瀝青用量偏大一般主要原因是集料的吸水率較大導致的，高速公路瀝青路面的集料吸水率一般控制在2%以下，其目的主要是控制多孔集料對瀝青的吸附，吸水率的大小對瀝青路面的路用性能沒有大的影響，但是影響瀝青混合料中的瀝青用量及施工過程中的石料烘干工藝。

解決措施：選擇石質較為致密，密度較大、吸水率較小的礦山宕口進行開采，然后加工成所需規格的各種集料，這樣所確定的混合料的最佳瀝青含量會相對較小。一般最大瀝青用量通常由混合料的析漏和飛散試驗研究確定。

3　施工方面

3.1鋪面油斑

油斑主要產生于以下幾種因素：

1）木質顆粒纖維分散不開、分散不均勻，計量不準確，優化造粒技術和計量稱重系統，并適當增加拌合時間。

2）木質絮狀纖維供料不連續、用量不足或攪拌不均勻。

3）運輸距離較遠，攤鋪機等料時間過長，SMA混合料中瀝青產生析漏。

4）瀝青用量過大或溫度過高，特別是改性瀝青SMA。

5）纖維含水量較大等。

解決措施：

1）攤鋪中出現的油斑應及時鏟除并用新熱料填補。

2）調整混合料的運輸和攤鋪速度，盡量保持螺旋布料器連續均勻轉動。

3）調整好拌和樓的計量部分，尤其要保證瀝青、纖維、粉料連續供應和準確計量，并適當延長混合料的拌和時間。

4）控制好纖維的含水量以及混合料的出場溫度等。

3.2路面泛油路面泛油主要產生于以下幾種因素：1）設計的空隙率標準偏小。

2）二次壓密導致空隙率進一步減少。3）最低瀝青用量過高。4）粘層油用量過多。

解決措施：

1）為了避免SMA路面出現泛油、油斑和車轍，應適當增大其空隙率。

2）提高SMA混合料的密度，減小空隙，為此在重交通道路鋪筑SMA路面，在試件成型時采用75次擊實。

3）降低SMA混合料瀝青用量的最低限值，以防止路面泛油。

4）避免出現過度碾壓現象。

5）控制好粘層油的用量，避免過量噴灑。

3.3滲水問題

由于施工中措施不力，常常會造成局部出現滲水現象，尤其多發生在攤鋪機搭接處、施工接縫或路面兩側邊緣等，具體可歸納為：

1）兩臺攤鋪機搭接問題，攤鋪機拼裝寬度偏短（設計加寬，可提前組織計劃固定設計寬度，對于變寬的，根據實際情況采取伸縮攤鋪機），造成兩側進行人工補料（盡量避免人工補料，對于存在的局部缺陷可采取人工補料方式），容易導致粗細料離析和溫度有較大損失現象，導致壓實不足；

2）攤鋪過程中攤鋪機邊部混合料碾壓不足。

3）混合料碾壓溫度不夠，造成壓實不足。

4）局部鋪面存在漏壓現象。

5）施工接縫處理不當，造成接縫處不平整、不密實。

解決措施：

1）對于兩臺攤鋪機梯隊作業的結合料縱向熱接縫優先進行碾壓。

2）在溫度容許范圍內，盡量提高混合料的出場溫度，進而保證混合料的施工階段溫度。

3）加強對邊部等薄弱部位的碾壓，適當增加碾壓遍數。

4）嚴格按照施工技術規范要求對施工接縫進行處理并及時進行檢測。

3.4施工中的離析問題

由于瀝青混合料施工中變異性較大，離析現象的成因也是很復雜的，通常主要由混合料配合比、混合料拌和機、運輸車輛和攤鋪技術等多方面的原因形成的。

解決措施：

1）拌和：經常檢查篩網，發現堵網或破網等現象要及時進行處理，另外還要經常檢查攪拌機中的相關部件，并嚴格控制攪拌時間。

2）卸料：當向運輸車內卸料時，由于重力及高度的原因，大骨料滾落在兩邊和前后，形成骨料的第一次集中，為改變這種狀況，應分別向運輸車的前、后、中進行裝料。

3）運輸：應適當平整運輸通道、降低行駛速度，使運輸過程中盡量減少顛簸，對混合料要采取保溫措施，減少或避免溫度離析。

4）傾倒：運輸車向攤鋪機中卸料時，大骨料滾落在料斗兩側，因此應將車箱大角度、快速升起，使混合料整體下滑，以減少或避免大骨料向外側滾動和堆積。

5）收斗：施工中盡量減少攤鋪機的收斗次數。

6）螺旋布料器：盡量采用具有大直徑、低轉速螺旋布料器的攤鋪機，同時降低螺旋布料器的離地高度，使混合料滿埋螺旋工作（至少保證在2/3高度以上）。

4　結語

本文結合臨合高速公路項目，闡述了上面層SMA-13混合料設計和施工中常見的相關問題，并分析問題產生的相關因素及解決措施，意在積累經驗，為今后國內相關工程的施工提供參考意見。

參考文獻:

[1]JTG F40-2004公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2]JTG D50-2006公路瀝青路面設計規范[S].

[3]SHC F40-01-2002公路瀝青瑪蹄脂碎石路面技術指南[M].

[4]JTG E20-2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程[S].

[5]JTGE42-2005公路工程集料試驗規程[S].

[6]蘭州至郎木寺高速公路（S2）臨夏至合作LHSJ1合同段兩階段施工圖設計.

中圖分類號：U412.36+6