ＳＭＡ瀝青混凝土路面施工技術(shù)探析

劉明龍

[摘要]SMA是近年來一種新型的瀝青混合料結(jié)構(gòu)形式，它能顯著地提高瀝青混凝土路面的路用性能，特別適于重交通道路。就SMA的設(shè)計形式特點(diǎn)、應(yīng)用及路面質(zhì)量管理進(jìn)行具體的探討。

[關(guān)鍵詞]SMA 混凝土 施工

中圖分類號：TU6 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671－7597（2009）0110084-01

高速公路建設(shè)的迅速發(fā)展，對我國國民經(jīng)濟(jì)的增長起到了巨大的帶動和促進(jìn)作用。傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面在交通荷載與氣候作用下，容易發(fā)生車轍、開裂、剝落、松散和坑洞等病害。我國高速公路路面使用壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到設(shè)計要求，發(fā)生早期破壞，除了存在瀝青混合料設(shè)計與施工不當(dāng)?shù)脑蛲?，還與瀝青路面類型的選擇有關(guān)。SMA路面在高溫抗車轍、低溫抗裂、抗水損害、抗老化與抗滑方面，均優(yōu)于傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面。

一、SMA概述

SMA是由瀝青瑪蹄脂填充碎石骨架組成的混合料。SMA具有以下特點(diǎn)：5mm以上粗集料，主要是4.75mm～15mm粗集料的比例高達(dá)70%～80%，礦粉用量達(dá)8%～13%，粉膠比遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出通常的1.2限制，由此形成的間斷級配，同時使用纖維作為穩(wěn)定劑；瀝青結(jié)合料用量多，粘結(jié)性要求高，應(yīng)選用針入度小、軟化點(diǎn)高、溫度穩(wěn)定性好的瀝青；SMA的材料質(zhì)量要求比普通瀝青混凝土的高，粗集料必須特別堅硬，針片狀顆粒少，礦粉必須是磨細(xì)石灰石粉；SMA施工與普通瀝青混凝土相比，要適當(dāng)延長拌和時間，提高施工溫度，不宜用輪胎碾壓實(shí)等。綜合SMA的特點(diǎn)，可以歸納為三多一少（粗集料多、礦粉多、瀝青多、細(xì)集料少），摻纖維增強(qiáng)劑，材料要求高。SMA生產(chǎn)、施工流程為：備料，配合比驗證調(diào)整，瀝青混合料生產(chǎn)，混合料運(yùn)輸，攤鋪，碾壓，保養(yǎng)。SMA瀝青瑪蹄脂混合料是當(dāng)前國際上公認(rèn)的一種抗變形能力強(qiáng)、耐久性能較好的瀝青面層混合料，由于粗集料的良好嵌擠，混合料有非常好的高溫抗車轍能力；同時由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，低溫變形性能和水穩(wěn)定性也有較多的改善；添加纖維穩(wěn)定劑，使瀝青結(jié)合料保持高粘度，其攤鋪和壓實(shí)效果較好；間斷級配在表面形成大孔隙，構(gòu)造深度大，抗滑性能好；同時混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好。

二、SMA路面的應(yīng)用進(jìn)展

SMA路面起源于20世紀(jì)60年代中期的德國，隨后歐洲其他國家也先后引進(jìn)并推廣該技術(shù)，制定了符合各自國情的SMA規(guī)范。20世紀(jì)90年代初被美國引進(jìn)，并在短短幾年內(nèi)得到大面積推廣，同時對SMA路面技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，增加粗集料粒徑，減少瀝青的用量，使SMA路面適合美國氣候條件的需要。1994年在美國WTG（國家SMA路面技術(shù)工作組）出臺技術(shù)指南的基礎(chǔ)上，又進(jìn)行深入系統(tǒng)的研究工作。我國1993年首都機(jī)場高速公路率先采用SMA路面，隨后我國許多高速公路及城市道路相繼采用SMA路面。我國在分析德國和美國SMA路面經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)我國氣候條件、材料和機(jī)械設(shè)備條件，提出了我國SMA路面規(guī)范，對我國SMA路面的推廣起到促進(jìn)作用。近年我國新建高速公路和城市道路大多采用SMA路面作為瀝青路面的面層，有效延長瀝青路面的壽命和使用質(zhì)量。

三、SMA混合料的組成設(shè)計

SMA混合料是一種抗變形能力強(qiáng)，且具有非常好的高溫抗車轍能力，耐久性好，綜合性能有明顯改善的瀝青面層混合料。同時，由于瀝青瑪蹄脂的粘結(jié)作用，使低溫變形能力和水穩(wěn)定性有較大改善。SMA明顯特點(diǎn)是三高一低一劑：即高用量的軋碎粗骨料，以提高抗車轍能力；高瀝青用量和高礦粉用量，促使瀝青膜加厚，混合料孔隙小，其耐水性、耐老化性能和耐久性能都有提高；低的細(xì)集料含量；添加纖維穩(wěn)定劑，以改善膠結(jié)劑（瑪蹄脂）的高低溫性能，增強(qiáng)混合料的抗裂、耐磨能力。這也是SMA混合料組成設(shè)計必不可少的前提條件和依據(jù)。

SMA混合料用粗集料對顆粒的形狀及強(qiáng)度的要求較高，所用的粗集料必須是完全破碎的非吸水性石料，且集料的洛杉磯磨損率要求很低，以便集料在混合料中的石料與石料的接觸不會磨損而退化。

礦粉是瀝青混合料中一種重要的組成材料，它既可在混合料中起填充空隙作用，而且還能與瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，增加膠結(jié)強(qiáng)度。按規(guī)定要求：礦質(zhì)填充料應(yīng)由巖石或石灰石粉或其他合適材料組成，使用時需充分干燥，以便自由流動而不起團(tuán)，同時不應(yīng)含有有機(jī)不純物質(zhì)，塑性指數(shù)不大于4，用于SMA混合料的礦質(zhì)填料中，小于0.02mm顆粒的重量限制在20%以內(nèi)。

由于SMA混合料中瀝青含量比傳統(tǒng)瀝青混凝土中瀝青含量高，且SMA的級配顆粒的表面積也比傳統(tǒng)密級配瀝青混凝土的表面積要小得多，故在高溫下SMA中的瀝青砂膠的粘滯度低時，在將混合料運(yùn)送到工地的途中以及在攤鋪混合料過程中，會產(chǎn)生瀝青砂膠從混合料中流出的現(xiàn)象。因此，在SMA的瀝青膠砂中摻入穩(wěn)定添加劑，是為了提高瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性。

瀝青瑪蹄脂碎石混合料（SMA）的級配為間斷級配，在SMA混合料中以通過4.75mm篩的百分率小于30%為宜，這樣可保證石料與石料的接觸，為SMA提供足夠的抗剪強(qiáng)度，且在通過4.75mm篩的百分率小于30%時，在粗集料結(jié)構(gòu)中可撐開更多的空間，使孔隙VMA足夠大。

四、SMA路面質(zhì)量管理

SMA路面質(zhì)量管理應(yīng)貫徹于施工的全過程中的每一道工序。應(yīng)遵循的原則為：

1．優(yōu)質(zhì)的材料：SMA對材料的要求較高，材料的選擇、采購、進(jìn)場的試化驗必須認(rèn)真，并滿足規(guī)定的質(zhì)量技術(shù)要求。

2．必備的施工及檢驗設(shè)備：SMA路面鋪筑設(shè)備等基本與普通瀝青砼相同，最好配備纖維穩(wěn)定劑機(jī)械添加設(shè)備。檢測設(shè)備可采用與普通瀝青相同儀器即可。

3．最佳的施工工藝：嚴(yán)格地說，SMA的施工工藝要求很嚴(yán)，對每道工藝均應(yīng)指導(dǎo)在前。大面積施工前，必須先鋪筑試驗路段，解決合理出料溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度、碾壓組合和碾壓控制。

4．嚴(yán)格的檢測及質(zhì)量控制：檢測應(yīng)嚴(yán)格從級配開始，因為種種拌和機(jī)型不一，生產(chǎn)配比必須合格，質(zhì)量控制可按交通行業(yè)指南進(jìn)行。

五、結(jié)語

路面是直接承受行車荷載作用和大氣降水、溫度變化影響的路面結(jié)構(gòu)層，應(yīng)具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、良好的溫度穩(wěn)定性、耐磨、抗滑、平整和不透水性。較少的裂縫，較輕的車轍，良好的平整度，較強(qiáng)的抗滑能力及經(jīng)久耐用，是高等級公路對瀝青面層的基本要求。SMA路面以其自身的結(jié)構(gòu)。特點(diǎn)能很好地符合這些要求。采用SMA路面必須結(jié)合我國的具體實(shí)際，必須因地制宜，結(jié)合實(shí)際應(yīng)用。

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