中国核心期刊网浅析沥青路面施工技术

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摘要：摘要：本文首先对改性沥青SMA的特性进行分析，并结合工程实例，对SMA沥青路面施工技术作一些探讨。 关键词：SMA 沥青路面 施工 技术 沥青玛碲脂碎石SMA(是StoneMasticAsphalt的缩写)，是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛碲脂结合料，填于间断级配的

　　摘要：本文首先对改性沥青SMA的特性进行分析，并结合工程实例，对SMA沥青路面施工技术作一些探讨。

　　关键词：SMA 沥青路面 施工 技术

　　沥青玛碲脂碎石SMA(是StoneMasticAsphalt的缩写)，是一种以沥青、矿粉及纤维稳定剂组成的沥青玛碲脂结合料，填于间断级配的矿料骨架中，形成沥青混合料。具有抗滑耐磨、密实耐久、抗疲劳、抗车辙、减少低温开裂的优点，在高速公路、一级公路得到越来越多的使用。

　　一、SMA概述

　　1、SMA的组成结构特点

　　SMA是一种由沥青纤维稳定剂矿粉和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。其最显著的特征是：相对于普通沥青混凝土中大石料呈悬浮状的结构来说，SMA中粗集料相互嵌挤，形成受力骨架;而沥青矿粉纤维及部分细集料形成的玛蹄脂则用来填充骨架之间的空隙并在石料表面形成较厚的油膜包裹层，整个结构抗压密实耐久。SMA的组成有以下特点：

　　(1)粗集料、矿粉的用量多，细集料用量少。是一种间断级配的沥青混合料，SMA粗集料颗粒(4.75mm或者2.36mm)的比例，占到一半以上，矿粉的用量达10%—12%，一般0.075mm的通过率高达10%。由此形成的间断级配，很少使用细集料。

　　(2)沥青结合料用量多。我国的沥青用量达5.5%—7.5%，使用改性沥青的用量要稍高些。沥青的粘性要求高，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，以提高低温变形性能及与矿料的粘结力。

　　(3)掺加纤维。由于SMA的沥青用量较高，通常需要掺加稳定剂或特殊的掺加剂以防止沥青滴漏，吸附多余沥青。一般用矿物纤维或者木质纤维，但今年来讲究环保，所以尽量采用木质纤维。

　　2、SMA的路用特性

　　(1)高温抗车辙性。在高温条件下，沥青砂浆的粘度变小，承受变形的能力急剧降低，很容易产生永久变形，造成车辙、推拥等。而SMA的组成中，粗集料骨架占到70%以上，混合料中粗集料相互之间的接触面很多，细集料很少，马蹄脂部分仅仅填充了粗集料之间的空隙，交通荷载主要由粗集料骨架承接，由于粗集料之间良好的嵌挤作用，沥青混合料产生非常好的抵抗荷载变形的能力，即使在高温条件下，马蹄脂的粘度下降，对这种抵抗能力的也会很小，因而有较强的高温抗车辙能力，而这一点极其重要的，即充分利用了集料嵌挤作用提高了高温抗车辙能力。

　　(2)低温抗裂性。在低温条件下，抗裂性能主要是由结合料的拉伸性能决定，由于SMA的集料之间填充了相当数量的沥青马蹄脂，它包在粗集料表面，随着温度的下降，混合料的收缩变形使集料被拉开时，玛蹄脂有良好的粘结作用，它的韧性和柔性使混合料有良好的抵抗低温变形的能力，如果在同时使用提高沥青性能的措施，则混合料的低温抗裂能力可大幅度提高。

　　(3)水稳定性。提高沥青混合料水稳定性的主要措施是防止水的侵蚀，提高沥青和集料的粘附性。SMA混合料的空隙率很小，几乎不透水，混合料与集料的粘结力好，混合料的水稳定性有较大的改善。

　　(4)雨天防水和低噪音性。雨天防水和低噪音性能对沥青路面的表面功能也特别重要，除了集料自身性质外，表面构造是关键因素。

　　(5)耐久性。这种混合料的耐疲劳性能大大优于密级配沥青混凝土，因此有良好的耐久性，另外SMA基本上是不透水的，对下面的沥青层和基层有较强的保护作用和隔水作用，使路面能保持较高的整体强度和稳定性。

　　二、SMA沥青路面施工技术要点

　　某高速公路沥青混凝土上面层采用4cm厚SMA-13沥青混凝土。下面是本工程SMA沥青路面施工质量控制要点：

　　1、原材料

　　SMA混合料中沥青结合料的质量满足沥青玛蹄脂的需要，有较高的粘度，以保证有足够的高温稳定性和低温韧性。

　　(1)沥青：采用MAC改性进口沥青。

　　(2)粗集料：采用玄武岩碎石，洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨性。为了充分发挥粗集料的嵌挤作用，粗集料还必须特别坚硬、表面粗糙，针片状颗粒少，以便嵌挤良好。

　　(3)细集料：采用玄武岩机制砂，干净、坚硬、干燥。

　　(4)填料：采用石灰岩矿粉，各项指标应符合质量标准要求。施工时应掺入矿粉总量30%的生石灰，以提高混合料的抗水损害能力。

　　(5)纤维稳定剂：采用松散的木质纤维，存放时一定要防潮，严禁雨淋，必须使其保持干燥状态，否则拌合不均匀，易形成油包。

　　2、配合比设计

　　SMA沥青路面施工，按施工技术规范要求，首先应进行沥青、矿料、纤维等材料选择及试验，进行配合比设计，通过目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。经按生产配合比设计进行试拌及试验段铺筑检验后，确定生产用的标准配合比。以此作为生产控制的依据和质量检验的标准。

　　3、SMA混合料的拌合

　　(1)沥青混合料必须在沥青拌和厂采用拌和机械拌制，拌和厂的设置应符合国家有关环境保护、消防和安全等规定。

　　(2)纤维类掺加剂必须有可靠的掺加设备，该设备应计量正确，以保证混合料的质量，沥青混合料应采用间歇式拌和机拌合，拌和机应有防止矿粉飞扬散失的密填充性能及除尘设备，并有检测拌合温度的装置。

　　(3)沥青混合料拌合时间应以混合料拌合均匀，纤维掺加剂均匀分布在混合料中有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度。

　　(4)在试拌时，视混合料情况，拌合时间可相应增减。

　　(5)采用颗粒状纤维，纤维应在粗细集料投料后立即加入，干拌时较常规混合料生产增加5～l0s，喷人沥青后湿拌时较常规混合料生产至少增加5s。采用纯纤维，纤维随沥青喷人后，由专用设备打散、喷入，湿拌时间较常规混合料生产至少增加5s。

　　4、SMA混合料的运输

　　(1)混合料应采用大吨位自卸车运输，为防止沥青与车厢板粘结，车厢侧板的底板可涂一薄层水混合液，但不得有余液积聚在车厢底部; 　　(2)为了保证连续摊铺，开始摊铺时，现场待卸料车辆不得太少

　　(3)在卸料时，运输车辆不得撞击摊铺机，如有可能最好采用间接输送的办法或沥青混合料转运车，以保证摊铺出路面的平整度;

　　(4)沥青混合料在运输过程中必须加盖篷布，防止混合料表面结硬。

　　5、SMA混合料的摊铺

　　(1)摊铺前必须将工作面清扫干净，如用水冲，必须晒干后才能进行下步作业。摊铺前必须洒一层粘层油，粘层油可使用改性沥青(丁苯胶乳改性沥青或其他)，用量为0.25～0.4kg/m2;

　　(2)为了保证路面的平整度，要按照规范要求做到缓慢、均匀、连续不问断地摊铺维铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。

　　6、SMA结构路面碾压施工

　　(1)SMA混合料内部含有大量沥青玛碲脂胶浆，黏度大，温度低时很难压实，因而确保捡铺碾压温度尤为重要。

　　(2)SMA的碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。碾压温度越高越好，摊铺后应立即压实，不得等候。

　　(3)SMA面层施工切忌使用胶轮压路机或组合式压路机，以防止胶轮压路机或组合式压路机的轮胎将结构部沥青“泵吸”到路表面，便路表失去纹理和粗糙度。

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　　《过程工程学报》是由中国科学院主管、中国科学院过程工程研究所（原化工冶金所研究所）主办、科学出版社出版的国内外公开发行学术刊物. 本刊以过程工程科学为学科基础，注重学科交叉和过程工程前沿问题　

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