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摘要：SMA 路面作为我国道路工程最为常见的上面层结构形式，路用性能优势非常明显，但由于施工技术标准要求高，因而对施工质量要求也更为严格。本文针对SMA 混合料在道路工程中的应用进行分析探讨。
关键词：SMA混合料；路面；应用；
引言
SMA 混合料是近年来在我国兴起的一种新型沥青路面结构，是国际上公认的一种抗变形能力强、耐久性好的沥青面层混合料。与普通沥青路面相比，SMA 路面的抗车辙、抗裂、抗滑、水稳性及耐久性等路用性能优越，在国内外得到了迅速发展和广泛应用。
1.SMA 级配组成特点
SMA 是由碎石粗集料为骨架, 细集料、矿粉、沥青、纤维稳定剂混合物为玛蹄脂, 由玛蹄脂填充碎石粗集料之间的空隙形成的骨架嵌挤型密实结构混合料,类似于我国的沥青碎石混合料中用丰富的玛蹄脂填充的情况。因此, SMA 的颗粒组成具有以下特点。
1.1 粗骨料多
SMA 的级配特点之一就是骨料多, 一般SMA材料中, 4.75 mm 以上的骨料占70% , 与沥青碎石相近, 比传统的AC 多20%～ 25% , 其中9.5 mm 以上的占35% 。正是由于SMA 粗骨料多, 使其形成骨架嵌挤型结构, 因此SMA 混合料具有抵抗高温变形的特点。
1.2 矿粉多
SMA 的混合料小于0. 075 mm 的含量为8% ～12% 。因主骨架为粗集料, 且为密实型结构, 主骨架之间的空隙需由矿粉、沥青、纤维稳定剂混合料填充密实,因此, 必须得有足够量的矿粉, 才足以填充空隙, 保证空气体积率及泌水性。SMA的粉胶比较大, 远超过通常的1.2,达1.8～2.0。
1.3沥青
填充主骨架间隙的玛蹄脂由细集料、矿粉、沥青、纤维稳定剂组成。因矿粉含量高, 且添加了高吸油率的纤维稳定剂, 因此SMA 的沥青含量高, 比普通沥青混合料要高1%以上, 才能保证集料之间的粘结及沥青油膜厚度。
1.4细料少
SMA 结构中0.6～0.075mm 料的用量较少,通常为6% ～9% 。
1.5掺加纤维稳定剂
SMA 混合料中加入纤维稳定剂的作用在于充分吸附沥青, 从而使沥青用量增加, 沥青油膜变厚,提高混合料的耐久性。
2.SMA原材料质量控制
SMA 路面能否达到预期的性能在很大程度上取决于粗集料的嵌挤作用。因此粗集料必须具有较好的韧性、强度、坚固性、耐磨性、集料的颗粒形状和棱角性的优质石料, 严格限制集料的扁平颗粒含量；细集料通常采用高强材料制作的机制砂, 并要求起具体有良好的棱角性和坚固性并严格控制起含泥量；矿粉采用石灰石制成, 不得含有泥土和有机矿物制。
3.配合比设计
材料选定后, 关键的一个工作就是配合比设计,配合比设计必须选择合理的级配及沥青用量, 才能铺筑出性能优良的SMA 路面。配合比设计采用马歇尔试件体积设计方法进行, 遵循热拌沥青混合料配合比设计方法即通过目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证三个阶段, 确定各规格集料的比例、矿料级配和最佳沥青用量。
(1)选定符合要求的沥青、粗集料、细集料和矿粉。
(2)确定矿料配合比,根据选定的混合料矿料级配范围(曲线)及各原材料矿料实际粒径级配,计算出各种矿料用量百分比,使初配的矿料粒径,基本接近级配曲线的中值。
(3)确定沥青用量,先按沥青参考用量选定一接近中值的百分比作为基准组,再上下变化两组沥青用量。对于SMA 每组间隔0.5%,共5 组,每组按照要求测定其沥青混合料的实际性质。选取符合各项要求的配合比作为适用的配合比。如符合各项要求的组数大于一组时,可根据实际情况选定,如五组均不能符合要求,则需另配。沥青最小用量为6%。
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(4) SMA经马歇尔实验确定的结合料用量宜采用《公路工程沥青混合料试验规程》(JTJ052)中的“谢伦堡沥青析漏试验”及“肯塔堡沥青混合料飞散试验方法”进行检验;如不符合,应调整结合料用量或重新进行混合料设计。
(5)试拌复核。根据上述选定的配合比,在生产厂内实际试制,使测试件符合各项指标,必要时可略作调整,作为生产用配合比。
4.SMA 施工质量控制
4.1施工温度
SMA 沥青结合料一般均采用改性沥青, 因此,和所有改性沥青混合料一样, 保证较高的温度是施工质量控制的第一要素。由于改性沥青的粘度增大,如果温度不够, 摊铺无法平整, 碾压达不到规定的压实度, 空气体积率达不到规定的要求, SMA 的各项性能指标将受到严重影响。
改性沥青应随配随用，不宜长时间存放。改性沥青的加热温度控制在170～180℃。沥青混合料拌和机在拌和时，集料的烘干温度应控制在180～190℃，成品料温度应控制在170～180℃。
4.2 摊铺
4.2.1 由于SMA 粘度较高, 摊铺阻力比普通热拌沥青混合料大, 而轮胎式摊铺机容易打滑, 所以一般采用履带式摊铺机摊铺, 采用非接触式平衡梁自动找平控制方式, 并适当减小摊铺宽度。
4.2.2 摊铺机的摊铺速度应与沥青混合料拌和楼产量相协调, 不宜超过3～4m/min, 必要时可放慢到1～2m/min。一般在摊铺机前至少要有3 辆运料车等候,保证摊铺机匀速、不间断地摊铺。
4.3 碾压成型
SMA 路面压实工艺特别有讲究, 碾压温度、机具选择、压实度的控制等方面均有较高要求, 一旦确定为成功的碾压组合, 就不得随意改动。
SMA 混合料的压实要在摊铺后紧接着进行。压路机选用8 t 双钢轮压路机,碾压自路边压向路中,碾压顺序为:接缝处预压→全路初压→全路复压→全路终压。初压2遍,复压1遍,终压1遍,每次来回轨迹重叠,压路机重叠30 cm 左右。压路机要紧跟在摊铺机后面碾压,在终压温度(大于120℃)前消除全部轨迹,路面一旦达到压实度即停止压路机作业,以免过度碾压导致沥青马蹄脂结合料被挤压到路表面,影响构造深度。
(1) 碾压温度
改性沥青与非改性沥青在施工控制上最大的区别就是温度要求较高。因为改性沥青粘度较大, 碾压成型必须在较高的温度下进行, 如果碾压温度得不到保证,平整度、压实度、空气体积率等无法得到保证, 甚至出现颗粒结构达不到设计的组合, 在后期行车荷载作用下产生石料折断重新排列而造成沥青混凝土路面损坏的现象。因此, 碾压温度特别重要, 除了摊铺温度必须得到保证以外, 压路机数量必须足够, 并紧跟摊铺机及时碾压。
(2) 机具选择
SMA 路面压实, 必须采用双钢轮碾压, 一般不使用胶轮压路机搓揉, 并控制振动频率及振动碾压的遍数。胶轮压路机搓揉及过度振动, 会使粗骨料下沉, 玛蹄脂上浮, 造成构造深度降低, 甚至泛油的现象。振动应采用高频低幅, 振动碾压遍数以2～3 遍为宜, 不得多震。
4.4 接缝
SMA 混合料的铺筑应尽可能避免产生纵向接缝,横向施工接缝应采用平接缝,纵向接缝必须是热接缝。由于合料的温度较高, 因此只要在先铺的沥青混合料一边压实时预留一定的宽度, 待后面的摊铺完成后一起压实既可, 特殊情况采取相应措施。横向接缝一般不可避免, 施工完毕, 混合料未冷却前,完成切割工作, 切割范围应用3m直尺检测, 保证平整度以及厚度, 新混合料摊铺前清洗接缝, 涂抹粘层油, 接缝处碾压应尽快处理, 先纵向在5～10cm 范围内来回碾压, 在横向碾压范围2～4m, 然后正常碾压。
5.小结
SMA 沥青混合料比一般热拌沥青优点相对明显，被广泛用于道路路面工程。但在拌和、摊铺、碾压还是在温度控制方面，都有相当严格的要求，因此，在施工的时候应从原材料，配合比，施工质量抓起。保证施工质量。
参考文献
[1]龚珏.通平高速SMA 路面施工质量控制[J].江西建材，2014(1):9-40．
[2]骆叶辉.对SMA 沥青路面施工过程的质量控制的思考[J].中国科技博览，2012，(25) ．
论文作者:蔡永红
论文发表刊物:《基层建设》2015年21期供稿
论文发表时间:2016/3/28
标签：沥青论文; 用量论文; 路面论文; 温度论文; 压路机论文; 稳定剂论文; 骨料论文; 《基层建设》2015年21期供稿论文;