摘要：沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Mastic Asphalt，SMA），是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙混合料，它具有抗车辙、抗裂、抗滑、抗渗及耐久性等优点。
关键词：公路工程 路面 沥青玛蹄脂碎石混合料 新施工工艺 抗水损害
公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）指出，对于SMA混合料，由于沥青含量高，采用轮胎压路机碾压可能使沥青玛蹄脂胶浆挤出来，所以通常不能使用轮胎压路机，国内大多数学者均认为SMA混合料不适宜采用轮胎压路机碾压。本文通过对大吨位轮胎压路机合理配合双钢轮振动压路机碾压高粘度的SMA新施工工艺技术要点、原理进行一系列简述，为后续我国SMA路面施工提供新的技术参考。
一、工艺特点
1.1采用大吨位胶轮压路机配合双钢轮振动压路机组合碾压SMA路面，利用胶轮的搓揉压实，能够有效减少SMA表面开口孔隙，从而减少水损害，特别是减少路面边部普遍渗水现象，提高路面质量。
1.2采用大吨位的胶轮压路机的SMA新施工工艺较传统工艺不需要过多的增加设备投入，而大吨位胶轮+钢轮组合碾压是比较成熟的碾压工艺，只是在碾压SMA时，必须始终控制胶轮在表面60~90℃进行碾压，工艺简便，安全，易于掌握。同时，组合碾压能在较低的环境温度下实施，可以有效延长SMA施工温度区间，缩短路面施工工期，设备使用率提高，施工利润增加。
1.3表面层SMA一般采用质地坚硬、表面粗糙、耐磨、具有良好嵌挤能力的玄武岩、辉绿岩等石料破碎的碎石，而这类碎石酸碱度基本为中性，与沥青粘附性较差，对此，为提高沥青混合料的水稳性，除添加抗剥落剂外，可采用消石灰或水泥作为填料代替等量矿粉，用量经试验确定，通常消石灰用量不超过矿料总量2%，水泥用量为矿料总量的2%~4%。
二、工艺原理
2.1大吨位胶轮压路机+双钢轮振动压路机组合碾压
传统SMA施工工艺采用双钢轮振动压路机碾压，没有使用大吨位胶轮压路机碾压，主要是怕胶轮碾压引起沥青玛蹄脂上浮，从而形成油斑。双钢轮振动压路机的压实是由压路机的自重和钢轮的振动共同产生的，振动压路机对被压材料颗粒之间的相对运动，在垂直压力作用下，使其重新排列而变得更为密实，钢轮压路机只在垂直方向上对混合料作用，在水平方向上并不会对混合料产生影响。SMA混合料，粗集料接近70%，表面粗糙，路表面孔隙较多，加上摊铺过程中，极易产生“拉毛”现场，难以闭合表面孔隙，容易形成水损害隐患。
大吨位胶轮压路机主要是利用机械自重进行压实，由于橡胶轮胎的气压均匀性和橡胶的弹性，对被压实材料产生搓揉作用，在水平和竖向都做功。竖向力主要对混合料实现垂直压实，水平力和竖向力共同作用形成对混合料的搓揉作用，使混合料颗粒发生移动，重新排列和互相靠近，提高了整体压实度，和稳定性。
2.2添加消石灰或水泥提高沥青混合料水稳定性和改善抗车辙能力
消石灰和水泥都是碱性材料，可以碱化骨料，对沥青的吸附作用较强，用消石灰或水泥替代等量矿粉是国际上改善混合料水稳定性比较常用的方法。在我国高速公路SMA表层的修建中提出用消石灰或水泥替代2%的矿粉提高混合料的水稳定性，事实上，消石灰的活性大于水泥，而相对密度远远小于水泥，要产生相同的碱化效果，则水泥的用量明显高于消石灰，国外也有相关研究表明在沥青混合料中掺加大于2%的水泥并不会带来更多的路面病害。因此课题组对添加不同水泥剂量的SMA混合料使用性能进行试验研究，综合经济性，混合料中添加2~4%左右的水泥可以很好的改善混合料的水稳定性和高温稳定性，对低温性能不会产生较大的不利影响，特别是在低温季节施工的以及所处环境为南方高温多雨地区的工程表面层，宜适当增加水泥用量。
三、施工工艺流程及操作要点
3.1施工工艺流程
大吨位胶轮压路机配合钢轮压路机碾压SMA施工工艺流程基本类似于普通沥青混合料的施工工艺流程，施工工艺流程图如图3.1所示。
2、SMA沥青混合料经配合比设计确定级配和油石比外，还必须对其高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能以及渗水系数进行验证，其技术要求应按照我国《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）中相应规定执行。
3.2.2 SMA沥青混合料施工温度
SMA路面施工温度可参照表3.2.2执行。但经试验段或施工实践证明表中规定温度不符合实际情况时，容许作适当调整。高温施工时，可选低值；当气温或下卧层表面温度较低时，选用高值。
3.2.3 SMA摊铺
1、SMA混合料宜采用一台抗离析、初始压实度高的大功率摊铺机全断面一次性摊铺；当采用两台履带式摊铺机进行梯队摊铺时，摊铺的路面必需均匀、不离析。
2、摊铺机开始铺筑前必须对熨平板预热至100℃以上，铺筑过程中必须开动熨平板的振动或捶击等夯实装置。
3、SMA混合料的摊铺速度应调正到与供料速度平衡，必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。由于拌和机生产改性沥青SMA混合料的效率比生产普通沥青混合料低，因此摊铺机的摊铺速度应相对放慢一些。按2～3m/min予以调整，一般不超过3m/min，容许放慢至1～2m/min。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。切忌停铺用餐，争取做到每天收工才停机一次。摊铺机供料不足时，宜采用运料车集中等候，集中摊铺的方式，尽量减少摊铺机的停顿次数，此时摊铺机每次均应将剩余的混合料铺完，做好临时接头。
4、运料车在卸料过程中继续覆盖，直到卸料结束取走蓬布，以便保温、防雨、避免污染环境。
5、改性沥青SMA混合料的摊铺温度应比普通沥青混合料的摊铺温度高10℃～20℃，摊铺时一般应不低于165℃。
3.2.4 SMA路面大吨位胶轮+双钢轮组合碾压
1、SMA施工必须有足够数量的压路机。混合料摊铺后必须紧跟着在尽可能高的温度状态下开始碾压，不得等候，双钢轮不得在低温状态下反复碾压SMA，防止磨掉石料棱角，压碎石料，破坏集料嵌挤。压路机应按照“1+2+2+1”组合方式碾压，即1台12t双钢轮初压+2台12t双钢轮+2台30t胶轮复压+1台双钢轮终压消除轮迹。
2、SMA的碾压应遵循“紧跟、慢压、匀速、少水、高频、低幅”的原则，即压路机必须紧跟在摊铺机后面向前推进地碾压，碾压段长度大体相同，每次碾压到摊铺机跟前后折返碾压，碾压速度要慢，并采取高频率、低振幅的方式碾压。SMA的碾压速度不得超过5km/h。
3、SMA路面初压宜采用刚性碾静压，每次碾压必须直至摊铺机跟前，初压区的长度通过计算确定以便摊铺机的速度匹配，一般不宜大于20～30m，在高速公路上铺筑宜采用两台双钢轮压路机采取前静后振的方式同时进行，初压遍数一般为1～2遍。
4、SMA路面的复压采用大吨位胶轮压路机+双钢轮振动压路机组合碾压。首先2台双钢轮振动压路机紧跟在初压后复压2～4遍，待SMA表面温度下降到80℃左右胶轮压路机开始碾压1~2遍，实际施工时，应有专人实时指挥胶轮压路机碾压，同时应安排专人负责轮胎刷涂隔离剂，防止粘轮。胶轮碾压SMA的关键，就是始终控制胶轮在SMA表面温度为60~90℃碾压，温度太高容易粘轮，同时引起沥青玛蹄脂上浮，出现油斑，温度太低碾压没有效果。
5、终压采用较轻的刚性碾紧接在复压后进行，以消除轮迹，终压遍数通常为1遍，若复压后已无明显轮迹或终压看不出明显效果时可不再终压。
结束语
碾压是沥青路面施工中非常重要的一环节，我国沥青路面发生的早期损坏，经常是由于压实不足造成的。钢轮压路机碾压作业时所喷洒的水渗透人混合料内部，混合料冷却快较难压实，如果加大振功易导致路面粗骨料破碎，对路面沥青结构层的使用性能与耐久性易产生不利影响。喷洒水碾压，一定程度上造成水资源的浪费，尤其在我国西北等地水资源缺失地区，应采取不洒水高效碾压工艺，在提高了路面压实效果和路面质量的同时，节约了水资源。落实以科学发展观为指导，提高能效、保护环境为目标，建设环境友好型交通运输行业，实现交通运输绿色发展、循环发展、低碳发展。
参考文献
[1]关菊红.橡胶沥青SMA路面的施工工艺研究[J].交通标准化，2011，（9）：6-9.
[2]吴定略.改性沥青及SMA路面的施工质量控制措施[J].山西建筑，2008，（2）：241-242.
[3]王辉.改性沥青与SMA路面的施工质量控制[J].科技信息（学术版），2008，（12）：282-283.
[4]孙建文.浅谈沥青玛蹄脂碎石SMA路面[J].黑龙江交通科技，2010，（5）：64-64.
论文作者:赵凌鸥
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2019年5期
论文发表时间:2019/7/4
标签：压路机论文; 胶轮论文; 沥青论文; 路面论文; 消石灰论文; 组合论文; 水泥论文; 《建筑学研究前沿》2019年5期论文;