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SMA论文

国道206线（烟黄段）高速公路第三监理处

SMA路面在烟黄高速公路

施工中的质量控制

任增成

聊城三山公路工程监理有限公司

于之玉

二○○三年十月九日

SMA路面在烟黄高速公路施工中的质量控制

任增成于之玉

（聊城三山公路工程监理有限公司，山东聊城，252000）

〖摘要〗通过烟黄高速公路SMA路面的铺筑，总结了一套从原材料检验、配合比设计、拌和、摊铺、碾压等一套监理质量控制程序。

〖关键词〗SMA、组成、路面性能、施工与监理程序

烟台至黄山馆段高速公路是国道206线的起始段，途经福山、蓬莱、龙口、招远，全长77.500公里，是山东省“三纵三横、一环”公路网主框架规划中“一环”的重要组成部分，与国道206线黄山馆至潍坊段、烟台绕城高速公路、烟威高速公路、青威公路等共同构成完整的“一环”沿海高速公路大通道。

国道206线烟台至黄山馆公路采用高速公路标准，路基宽度为28.0m，计算行车速度120Km/h，桥涵设计荷载为汽车-超20级，挂车-120，桥涵与路基同宽，全封闭、全立交。

一、SMA的组成及特点

沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是德国于60年代中期为解决车辙问题而发展起来的新型沥青混合料，是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量的细集料组成的沥青玛蹄脂填充间断级配的粗集料骨架间隙而组成的沥青混合料，它最基本的组成是碎石骨架和沥青玛蹄脂结合料。

SMA的结构组成特点可概括为“三多一少，即：

粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。

具体讲：

SMA沥青混合料5mm以上的粗集料比例高达70％～80％，矿粉的用量达7％～13％，（“粉胶比”超出通常值1.2的限制），很少使用细集料；为加入较多的沥青，一方面增加矿粉用量，同时使用纤维作为稳定剂；沥青用量较多，有的甚至高达6.5％～7％，粘结性要求高，并希望选用针入度小、软化点高、温度稳定性好的沥青（最好采用改性沥青）。

二、优异的路面性能

SMA沥青玛蹄脂混合料是当前国际上公认的一种抗变形能力强、耐久性能较好的沥青面层混合料，由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗车辙能力；同时由于沥青玛蹄脂的粘结作用，低温变形性能和水稳定性也有较多的改善；添加纤维稳定剂，使沥青结合料保持高粘度，其摊铺和压实效果较好；间断级配在表面形成大孔隙，构造深度大，抗滑性能好；同时混合料的空隙又很小，耐老化性能及耐久性都很好。

三、SMA路面对原材料的质量要求

为了实现粗集料良好的嵌挤作用，达到最佳效果，SMA混合料对原材料质量要求比普通沥青混凝土要高。

1、粗集料：

粗集料应为轧碎的不吸水并接近立方体的硬质石料，针片状颗粒含量最好小于10%，绝对不得超过15%。

2、细集料：

细集料应由100%的轧碎机制砂的混合料组成，它有良好的棱角性和嵌挤性能，对提高混合料的高温稳定性有好处。

3、矿质填料：

矿质填料应由岩石粉末或其他适合材料组成。

使用时应干燥到能自由流动而不起团，不应含有机杂质，且塑性指数不大于4，其填料数量一般达到沥青用量的1.8-2.0倍，是由于纤维帮助矿粉沥青团料起到了分散作用的缘故。

对于矿质填料，最好采用磨细的生石灰粉及粉煤灰，尽是少使用消石灰粉和水泥，对改善混合料的水稳定性有明显好处，且能减缓沥青的老化，提高混合料的耐久性。

4、纤维稳定剂

SMA路面的耐久性来源于较高的沥青胶结料含量，SMA混合料在运输及摊铺过程中保持高含量的沥青胶结料而不产生滴漏主要是靠纤维稳定剂。

纤维稳定剂分为纤维素纤维和矿质纤维，纤维素纤维的剂量一般为混合料总重的0.3%，矿质纤维一般为0.4%。

5、沥青结合料

沥青结合料除符合“重交通道路石油沥青技术要求”外，尚应具有较高的粘度，以保证具有足够的高温稳定性和低温韧性。

四、SMA配合比设计

对SMA混合料进行配合比设计时，一般采用马歇尔试验，配合比设计的重点是确定矿料各部分的级配、各种体积指标、沥青用量，而不是传统的马歇尔稳定值和流值，这是与普通密级配混合料配合比设计的最大不同之处。

其设计程序如下：

原材料选择

选择初试级配

测定粗集料骨架部分的集料间隙率VCADRC

选择初试沥青用量

进行马歇尔试验根据VMA和VCA确定设计级配

根据空隙率VV确定沥青用量

在国道206线烟黄段高束速公路K39+100—K49+060段，路面上面层设计为SMA结构，根据上述流程，最终确定的生产配合比如下：

11.2-18mm碎石：

5-11.2mm碎石：

0-3mm细集料：

矿粉=37：

41：

11：

11，沥青最佳用量为5.7%,沥青选用山东省华瑞道路材料技术有限公司生产的MAC改性沥青,木质纤维用量为0.3%。

五、SMA路面的施工与监理程序

SMA路面的施工与监理程序和普通密实混凝土的施工与监理程序大体相同，其流程如下：

原材料的试验、检查与报检

配合比设计、试验与审批

SMA混合料试验路段的试铺与监理

下承层的准备

SMA混合料的运输

SMA混合料的拌制

分项工程完工质量验收

开放交通

混合料的碾压成型

摊铺机摊铺

SMA路面的控制程序及要点众多，下面仅就主要工序要点论述如下：

1、SMA混合料的拌和

（1）由于SMA为间断级配，粗集料用量多，细集料用量少，矿粉用量多，因此，在冷热料仓配置上数量应匹配。

（2）为保证细集料配料数量准确，其不能露天堆放，宜加盖棚布，保持干燥、清洁。

（3）适当增加干拌和湿拌的时间，保证混合料的拌和均匀性。

（4）SMA混合料必须在较高的温度下拌和，用MAC改性沥青的沥青混合料出厂温度宜控制在170-175℃范围内。

（5）SMA拌和料不宜长存，当天拌和的，必须当天使用完毕。

2、SMA混合料的运输与摊铺

（1）SMA混合料的粘性较大，在运料车厢及底板要涂刷较多的油水混合物，并应加盖苫布。

（2）SMA混合料的摊铺温度不应低于170℃。

（3）摊铺应做到缓慢、匀速、连续，摊铺速度一般不超过1m/min-2m/min，在该路段采用1.6m/min。

3、SMA混合料的碾压

（1）碾压应遵循“紧跟、慢压、高频（率）、低振（幅）”的八字方针。

（2）禁止使用轮胎压路机，因为一是SMA混合料粘性大，易粘轮，二是轮胎搓揉碾压，会使玛蹄脂上浮，造成构造深度降低，甚至泛油。

（3）碾压应纵向进行，并由摊铺路幅的低边向高边低速行进碾压，相邻碾压重叠至少50cm：

初压时始终让从动轮在后，避免由于温度高轮前易留下波浪，影响平整度；终压用光轮压路机以消除轮迹。

（4）碾压应均衡地进行，倒退时关闭振动，方向要渐渐地改变，不许拧着弯行走。

（5）压路机不允许在新铺混合料上转向、调头、左右移动位置、突然刹车或停机休息；其他机械亦不能在未冷却结硬的路面上停留。

（6）该路段初压采用英格索兰DD-110双钢轮压路机压，终压采用宝马双钢轮，碾压速度不超过5km/h，终压温度不低于120℃。

（7）防止过度碾压。

过度碾压会出现弹簧现象，混合料无法稳定，当发现构造深度减小，玛蹄脂有上浮现象时，应立即停止。

4、SMA横向接缝的处理

（1）摊铺机全幅施工，不存在纵向接缝，所以应保持匀速、不间断连续摊铺以减少横向接缝，尽量做到一天只有一个接缝。

（2）一般采用平接缝，即切割成垂直面的方法，可在路面完工后，稍停一停，在其尚未冷却之前，就切割好。

要求缝直且与路线方向垂直，避免锯进下层。

（3）在下一次施工搭机前，涂刷薄层乳化沥青，即可接下去铺筑混合料。

六、SMA路面施工的质量监理控制要点：

1、改性沥青质量抽检

必须在现场改性沥青制品中随机抽样，进行检测，以保证SMA混合料的质量。

2、SMA混合料的质量检查

（1）拌和温度：

对于改性沥青的原材料和成品的温度、集料烘干加热温度、混合料拌和及出厂温度，应及时检查，作好记录。

（2）矿料级配：

应每天每台拌和机取混合料进行两次取样，其与标准配合比的容许差应符合规范要求，木质纤维的质量误差不应超过要求数量的±10%。

（3）沥青用量：

每天每台拌和机取样进行抽提及筛分试验不少于一次，油石比误差不能超过±0.3%。

（4）抽提进行马歇尔试验：

其目的是检测混合料试件的密度和空隙率，WMA、VCA、VFA等四大体积指标，同时检查马歇尔稳定值和流值。

3、现场检查：

包括压实度、厚度、平整度、宽度、面层构造深度和摩擦系数等。

七、结语：

从施工后的路面状况来看，基本上不透水，粗集料分布均匀，排列紧密，具有良好的嵌挤效果，表面构造深度大，玛蹄脂填充饱满密实，达到了应用SMA结构的目标要求。

正因为SMA优异的路面性能及服务寿命长、养护费用低廉等特点，相信在中国必将得到大面积的推广。

参考文献：

熊焕荣，《公路路基路面施工监理指南》.人民交通出版社.2000.

沈金安.《改性沥青与SMA路面》.人民交通出版社.1999.