魏慧英

山西路桥桥隧工程有限公司隧道分公司 山西朔州 036000

SMA改性沥青路面是德国在20世纪60年代中期在浇筑式沥青混凝土的基础上开发的一种新的路面，其主要目的是解决车辙问题。20世纪80年代，SMA改性沥青路面在欧洲多个国家得到广泛应用。20世纪90年代，美国引进了SMA改性沥青路面，并对其进行了改进与发展。SMA改性沥青路面是由沥青玛碲脂碎石混合料（SMA）铺筑的路面，也就是将由沥青、矿粉、细集料以及纤维稳定剂等组成的沥青玛蹄脂填充在间断级配粗集料的骨架间隙中形成密实沥青混合料进而构成的路面。SMA有着沥青多、矿粉多、粗集料多、细集料少“三多一少”的特征。20世纪90年代我国开始引进SMA改性沥青路面技术，经过几十年的发展，SMA改性沥青路面在我国得到了越来越多的应用[1]。

1 SMA改性沥青路面特点及优势

1.1 特点

SMA改性沥青路面是在碎石骨架之中填充沥青玛碲脂，从而形成一个密实的骨架嵌挤型结构。SMA改性沥青路面的特点主要包括：①SMA改性沥青混合料为间断级配。例如，SMA—16中，规格在4.75mm以上的粗集料用量，在混合料中的占比达到了70%～80%，其中，规格在9.50mm以上的占二分之一；矿粉用量，在混合料中的配比达到了8%～13%；规格为0.075mm的筛孔，通过率通常为10%，这样的情况下，粉胶比远远大于规定的1.2。这样的间断级配，大大降低了细集料的使用量。②沥青的用量相对较多，这样也会导致矿粉用量的增加，同时需要使用适量的纤维稳定剂。SMA改性沥青路面使用的纤维稳定剂多为矿物纤维、木质素纤维，矿物纤维的掺加量约为混合料总量的0.4%。木质素纤维的掺加量约为混合料总量的0.3%。③SMA改性沥青混合料对材料的要求相对较高。细集料宜选择坚硬的人工砂，尽量不要使用天然砂；粗集料应当表面粗糙、硬度较大、针片状含量较少；矿粉应当选择磨细石灰粉，尽量不要采用回收矿粉。④SMA改性沥青混合料的用量约比普通混合料多1%。同时，SMA改性沥青路面对黏结性的要求较高，应选择温度稳定性较好、软化点高、针入度较小的沥青，或使用改性沥青，如SBS改性沥青等。⑤配合比设计时，并非完全依赖于马歇尔法，也要根据体积指标进行确定。马歇尔试验中，试件成型是双面各击50次，目标孔隙率为2%～4%，流值、稳定度并非主要指标。可根据高温析漏试验，来对沥青用量进行确定。⑥SMA改性沥青路面对施工工艺有着严格的要求，应适当提高施工温度、延长拌和时间，碾压时不可使用胶轮压路机[2]。

1.2 优势

SMA改性沥青路面有着诸多优势，包括：①SMA是一种以粗集料为主骨架嵌挤结构，因此具有良好的抗车辙能力；②沥青玛碲脂的用量较大，具有较好的耐疲劳性能、低温抗裂性能；③表面构造较深、空隙大、比较粗糙，具有良好的抗滑能力；④空隙率较小、基本不透水，路面寿命较长，为降低成本，还可以将表面层的厚度减小。可以说，SMA改性沥青路面使抗滑性与水稳定性、低温稳定性与高温稳定性等相互制约或矛盾的性能得到了兼顾。

2 工程概况

某高速公路项目，全长92千米，路基宽度51.5米，双向八车道，行车速度设计为110千米/小时。为提高高速公路的整体质量，采用SMA改性沥青路面。

3 SMA改性沥青路面的施工技术要求

3.1 沥青

全面考虑本工程施工场地的地质条件以及当地自然环境、气候特征等因素，确定对SMA改性沥青路面面层的功能要求。本项目中，针对上面层，选择SBS—1—D改性沥青；针对下面层，选择70号A级沥青、90号A级沥青；根据生产地、标号的不同，对沥青进行分开存放，避免由于保管不当而导致沥青质量下降；对沥青进行保存的过程中，应严格控制温度、湿度等环境因素，通常情况下，储罐的温度应处于110~170摄氏度的范围内，按A级要求，配置沥青与改性剂。

3.2 粗集料

选择强度较高、耐磨性较好的粗集料。本项目中，在选择粗集料的时候，采用反击式破碎试验，选择碎石主要用料。本项目中，选择玄武岩碎石作为粗集料。该材料的技术标准要求与试验结果详见表1。工程实际施工中，若是粗集料与沥青的粘附性不达标，可根据实际情况，适当增加少量的石灰水、水泥。

表1 粗集料的技术标准要求与试验结果

3.3 细集料

选择强度较高、耐磨性较好的细集料，且确保其可以与粗集料实现兼容。本项目中，选择在上述实验中采用的石灰岩碎石磨制的机制砂作为细集料。机制砂可满足改性沥青的高温稳定要求，且使用效果较好。选择优选机制砂作为细集料，该砂的硬度较高，经过破碎处理后，嵌挤性、棱角性、高温稳定性等，均可以满足工程施工要求。

3.4 填料

改性沥青性能主要受到矿粉的影响，矿粉具有促进粗集料、细集料结合的重要作用。本项目中，采用专用球磨机制作矿粉，以石磨灰为原材料。制作矿粉的过程中，应对杂质物进行有效处理。确保矿粉干净、干燥，且保证其能够与沥青实现兼容[3]。

3.5 纤维稳定剂

SMA改性沥青路面的稳定性，在一定程度上受到纤维稳定剂的影响。添加适量的纤维稳定剂，可以改善沥青的稳定、粘结、分散等性能。在对纤维稳定剂进行选择的时候，应确保其温度满足干拌的要求，通常应≥250摄氏度，避免存在变质问题。应根据混合料的总量，确定纤维稳定剂的掺合量，通常为0.3%～0.4%，最大不可超过0.5%。

3.6 配合比

针对混合料配比，本项目中，按照配合比设计、生产配合比、生产配合比验证三个环节开展。配合比设计中，应确定材料类型，并确定最佳油石比、一级矿集料。针对配合比，采取马歇尔试验来对配合比的合理性进行验证。本项目中，上层面以SMA—13结构为主，经试验发现，粒径最大值为13.20mm，应将分界筛孔直径控制在13.20mm内，以便于集料的划分。

4 高速公路中SMA改性沥青路面的施工技术要点

4.1 拌和

在对改性沥青混合料进行拌和的过程中，应对均匀性进行有效控制。本项目中，为提高改性沥青混合料拌和的均匀性，保障其可以满足施工要求，采取间歇拌和方法，通过对拌和时间、拌和效率进行灵活调整，从而实现对拌和质量的有效控制。本项目实际施工中，经过拌和试验，确定拌和时间为40-45秒。如果拌和时间过长，便会严重影响拌和的质量、产量，因此，必须将拌和时间严格控制在40-45秒的范围内。除此之外，在对改性沥青混合料进行拌和的时候，也要对沥青的温度以及其他材料的温度变化情况进行密切关注，确保各温度指标处于合理的范围内。沥青加热温度通常情况下不可超过165摄氏度，集料加热温度通常情况下不可超过220摄氏度。应确保沥青在运输过程中的温度处于170-185摄氏度的范围内。

4.2 运输

改性沥青混合料拌制完成后，应将其运输到施工现场。在对改性沥青混合料进行运输的过程中，应注意以下几个方面的问题：①对运输通道进行严格控制，并要保证运输时间的合理性，避免出现离析问题。本项目中，采用自卸车辆对改性沥青混合料进行运输，混合料装车的时候，按照先装两边、后装中间的装车顺序，并覆盖帆布，以达到保温的效果。②混合料运输过程中，应对运料过程进行准确记录，记录的内容包括混合料的出场温度、到达现场时的温度等，并对两者进行对比，如果超过限值，则要重新处理，以避免由于混合料质量不达标而给施工质量造成的不利影响。③在对混合料进行运输之前，应将运输车辆清理干净。同时，运输车辆将混合料运输到施工现场的时候，还要用高压水枪对运输车辆进行冲洗，避免灰尘、杂物等进入混合料中，导致混合料的质量下降。④安排专门人员，在混合料运输过程中开展调度工作，确保混合料供给的效率，以保障摊铺的连续性。本项目中，安排3辆运输车负责运输混合料，使用2台摊铺机进行施工。

4.3 摊铺

将改性沥青混合料运输到施工现场后，可应用摊铺机进行摊铺施工。为确保摊铺质量，采取2台摊铺机配合施工的方式。设置自动找平装置进行找平。摊铺施工过程中，对摊铺的厚度、摊铺的平整度进行严格控制。实际操作过程中，应遵循连续、缓慢、均匀的原则进行施工。同时，应对摊铺速度进行合理控制，确保摊铺速度保持恒定，不能过慢，也不能过快。本项目中，摊铺速度为2.5米/分钟。

4.4 碾压

摊铺作业完成后，应及时进行碾压处理。本项目中，碾压施工时所采用的设备为振动碾压机。采用碾压机进行碾压的时候，应确保沥青温度不低于90摄氏度，碾压速度为3千米/小时。碾压过程中，按照从低边向高边的顺序。相邻的碾压，应预留一定的重叠间距。针对无法使用碾压机进行碾压的部位，如涵洞、匝道、紧急停车道等部位，可采取人工碾压的方式。安排专门人员对碾压质量进行检测，以确保碾压质量。

4.5 接缝处理

碾压作业完成后，应及时对接缝进行处理，以确保施工质量。针对纵向裂缝，可采取热接缝的处理方式，针对横向接缝，则要根据接缝的大小，对处理方式进行合理选择。通常情况下，横向接缝采取冷接缝的处理方式，但实际操作中，冷接缝的施工难度较大，且会在一定程度上影响路面的平整度。因此，应严格按照施工规范对接缝进行处理，以保障路面质量。

5 结语

综上，SMA改性沥青路面有着诸多优势，在高速公路中应用SMA改性沥青路面的时候，应对沥青、粗集料、细集料、填料、纤维稳定剂、配合比进行合理选择、设计，并要把控好拌和、运输、摊铺、碾压、接缝处理等环节的施工质量，从而切实提高高速公路的建设质量。