1、SMA-13 沥青玛蹄脂碎石的质量控制要点【摘要】：结合上三高速公路沥青路面养护实际情况，通过试验、生产环节等控制，提高 SMA-13 沥青玛蹄脂碎石混合料的质量。 【关键词】：SMA-13 沥青玛蹄脂碎石高速公路材料优选配合比设计施工生产质量控制 中图分类号：TV523 文献标识码： A 文章编号： 0、 引言 SMA 即沥青玛蹄脂碎石，是由沥青、矿粉、纤维稳定剂及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料，充填于间断级配的粗集料碎石骨架的间隙形成的一种沥青混合料。简单的说：SMA 就是由互相嵌挤的粗集料骨架和沥青玛蹄脂两大部分组成的。 沥青玛蹄脂碎石混合料由于粗集料的良好嵌挤，混合料有非常好的高温抗
2、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，从而全面提高了沥青混合料的路面使用性能。正是因为沥青玛蹄脂碎石混合料具有以上较好的路用性能，其在高速公路上的应用也越来越广泛，成为当前国际、国内公认的一种抗变形能力强，耐久性较好的沥青面层混合料。 沥青玛蹄脂碎石混合料性能优越的保证是对其试验过程中的严格控制。本文将着重从材料选择、配合比组成、拌和生产等一些环节，并结合 SMA-13 在浙江省主要的干线高速上
3、三高速公路中的应用入手，分析SMA-13 沥青玛蹄脂碎石的质量控制要点。 1、材料优选 SMA13 沥青玛蹄脂碎石一般用于高等级公路路面的上面层，主要由4.75mm 以上的粗集料搭建骨架结构，由沥青和少量的纤维稳定剂、少量的细集料和较多的填料形成沥青玛蹄脂，填充骨架间隙，形成骨架密实型的沥青混合料。因此，材料优选十分重要。2009 年至 2012 年，应用于上三高速公路的 SMA13 混合料均采用高耐磨的玄武岩碎石拌制。2009 年和 2010 年 SMA13 所用粗集料产地为浙江上虞，其磨光值分别达到 51BPN和 49BPN，2012 年 SMA13 所用粗集料产地为浙江嵊州，其磨光值为4
4、8BPN，均高于高速公路表面层（磨耗层）中对粗集料磨光值的要求。 玄武岩石料为火成岩，在冷凝过程中有可能会含有较多的气泡形成多孔玄武岩，这种玄武岩材料一般密度较低，吸水率较大，其强度也相对降低。在使用的过程中会更多的吸收沥青胶结料，从而增加材料成本。因此在施工中，应避免使用多孔玄武岩，严格控制其吸水率。在上三高速公路的生产应用中，对粗集料的吸水率指标内部控制为 1.8%以下。 碎石集料针片状也是值得关注的指标之一。SMA 混合料对级配要求较高，因此能间接影响混合料级配的针片状含量需要严格控制。在 2012 年的 SMA 混合料生产中所用的玄武岩碎石针片状含量不超过 10%。要求生产供应商采用反
5、击式破碎机结合整形机生产碎石。将更多的针片状和边角材料打碎，形成更为规则的粗颗粒碎石。细集料则采用石灰岩石屑，改善玄武岩粗集料偏弱酸性的缺点，提高碎石和沥青胶结材料的整体粘结性能。 浙江上三高速公路地处夏炎热冬温暖地区，因此在沥青原材料的选择上采用了 SBS（I）-D 级沥青。在 SMA13 混合料拌和中，均对沥青原材料做出了更为严格的要求以应对长期高温、长期降雨等恶劣天气的不利影响。对改性沥青原材料在规范要求的基础上，又适当提高了软化点、低温延度、弹性恢复等技术指标的要求。使沥青胶结料有更好的抗高温性能和抗老化性能。在沥青材料的质量控制中，不仅对每车材料进行三大指标的检测，进行检测指标离散系
6、数控制，同时还进行老化试验抽检，严格控制改性沥青材料的质量。 木质纤维稳定剂虽然在混合料中所占比例很小，但其作用也不可忽视。在一些 SMA13 混合料使用中，出现泛油等病害，与纤维原材料质量和添加量也往往有直接的关系。优质的木质纤维应具有较好的吸油率和适宜的高温燃烧残留物含量。在 2012 年的 SMA13 混合料生产拌和过程中，对纤维掺量更是做到了严格控制。通过小时产量消耗及每台班产量消耗折算等方法，及时的了解掌握木质纤维的掺量，避免少加或漏加木质纤维。在条件允许的情况下，对于木质纤维的添加也应采用计量方式，使得混合料中纤维含量更均匀一致。 2、优化配合比设计 SMA13 沥青玛蹄脂碎石混合
7、料品质优劣关键不仅在于对原材料的选择，同时也在于混合料配合比设计。在材料优选的基础上，需要严格按施工技术规范中 SMA 混合料配合比设计方法进行。在 2012 年的 SMA13 矿料级配设计中，根据往年的应用情况分析后，特别对4.75mm、2.36mm、0.075mm 等孔径的通过率作了调整。2.36 至 4.75mm 粒径的碎石集料若使用过多，则往往会影响甚至破坏混合料的骨架嵌挤结构，因此在矿料级配设计中直接剔除了 3-5mm 集料的使用，使得混合料的间断级配更为显著。 回顾上三高速以往两年的 SMA13 实际罩面效果，虽然大部分路段仍保持了较好的路用性能，但个别路段轮迹处构造深度衰减较多。
8、随着使用年限的增加，车辙等病害也有所发展。结合这些实际情况。在级配设计中，增加粗集料用量，将 4.75mm 以上集料通过率尽可能往下限调整。通过控制 0-3mm 细集料中 2.36mm 粒径材料的含量，提高 2.36mm 孔径的通过率，以排除 2.36mm 粒径材料对嵌挤结构形成造成的不利因素。控制0.075mm 孔径的通过率不超过 10.5%，允许的级配波动不超过 2%。 在目标配合比完成后，通过对拌合楼热料仓的取样筛分，进行生产配合比设计。根据期望的设计空隙率确定最佳油石比。结合南方地区持续高温的天气较多，因此在设计允许的条件下，适当减少沥青的用量。但沥青用量的降低会导致空隙率等指标的提高
9、，不利于沥青玛蹄脂碎石混合料的耐久性，因此在施工过程中，要求适当加强对摊铺路面的碾压，以降低路面实际空隙率。在 2012 年的 SMA13 罩面沥青混合料室内试件空隙率基本控制在 4%左右。混合料矿料级配 4.75mm 通过率为 27.2%，沥青混合料沥青含量 5.75%，基本与设计级配和最佳含油量相吻合。 3、拌和生产控制 SMA 沥青玛蹄脂碎石因为沥青含量较高，且使用了较多的填料、添加木质纤维等因素，因此对拌和生产控制要求比 AC 类沥青混合料更高。在拌和生产前，首先要对木质纤维投料机做严格的标定试验。木质纤维的添加量较少，其作用不可小视。其添加装置的稳定性会极大的影响混合料的稳定性、均匀
10、性、一致性。在拌和生产时，先将集料和木质纤维干拌充分，干拌时间比不添加纤维的混合料应增加 5 秒以上。待喷入沥青料后，湿拌时间再比 AC 类混合料的拌和时间增加 10-15 秒以上，以减少混合料离析现象的发生。拌和操作员需注重保持拌和产量的稳定，确保每锅混合料拌和均匀，使玛蹄脂充分形成并裹覆于集料表面。 SMA13 沥青混合料的生产温度应符合规范的要求。在 2012 年的 SMA沥青混合料生产中，通过多次洗锅等方式，确保混合料温度达到要求，一般控制在 175-185之间。拌和楼操作人员根据施工现场的远近适当调整混合料出厂温度，这样也能更好的符合高速公路养护施工中的特殊性。4、路面成型及检测 摊
11、铺 SMA 混合料时，摊铺机要速度均匀缓慢不间断摊铺，以提高路面平整度。雨天或表面有积水以及施工温度低于 10时，均不得摊铺沥青混合料。路面碾压时，压路机梯队要严格按施工方案进行碾压，控制碾压速度，有轮迹处要及时补压消除轮迹。 工程实施中要严格控制沥青混合料的温度。运至摊铺工地的 SMA 混合料温度低于 160或被雨淋湿的温度不符合要求的混合料均应废弃。施工现场技术人员要及时检测沥青混合料的到场温度、摊铺温度和碾压温度，使 SMA 混合料处于最佳路用性能时进行生产作业。 在摊铺碾压成型后，试验人员及时对成型路面进行钻芯取样检测压实度、路面构造深度、抗滑系数和渗水等指标的检测。通过试验数据的采集
12、和反馈，及时掌握和了解工程施工质量情况。压实度是控制路面实际空隙率的重要指标，也是路面耐久性的保证。在以往几年施工的 SMA罩面路段中，各路段压实度代表值均控制在 98%以上。路面的宏观构造基本达到 0.8mm 以上。特别是在 2012 年，级配中增加粗集料含量，使得构造深度有较大的提高，改善了路面的抗滑性能。 5、结论 SMA-13 沥青玛蹄脂碎石以其独特的路用性能，正在越来越多的应用到高速公路的养护等专项工程中。对其质量的控制也愈加显得重要，结合 SMA-13 沥青玛蹄脂碎石在上三高速公路沥青路面养护专项工程的实际情况,认为材料优选、配合比设计是质量关键,拌和生产、施工控制是质量保障。通过试验、生产等各环节的控制，将会使使 SMA-13 沥青路面质量得到进一步提高。 参考文献 1 公路沥青路面养护技术规范 （JTJ0732-2001） 2 公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004 作者简介 沈卫锋，男，1978 年 11 月出生，2007 年毕业于同济大学土木工程专业。职称：工程师。 李强，男，1980 年 5 月出生，2003 年毕业于西安科技大学。职称：工程师。
