SMA路面施工工艺.doc

SMA路面施工技术
2008-06-23
　　1概述

　　SMA即沥青玛蹄脂碎石，是沥青、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。

　　SMA是一种新型的路面材料，具有良好的路用性能：除具有良好的表面功能、抗滑、抗高温、车辙、减少低温开裂、平整度高、噪音小、能见度好等特点外，SMA还具有路面抗变形能力强、不透水、使用寿命长、维修养护小等优点，同时SMA还可以减薄表面层厚度，易于施工和维修。由于沥青玛蹄脂具有上述各项优点，因此，目前在高等级公路建设中被广泛应用为高等级路面材料。

　　2、SMA混合料的组成材料

　　SMA是近年来在国际上出现的一种非常引人注目的新型沥青混合料，以其优良的抗车辙性和抗滑性而闻名于世。影响SMA质量的因素很多，其中原材料的质量是决定因素，因此施工时要严格控制原材料的质量，对其质量严格按有关规范要求进行检验、检测。

　　2.1沥青结合料

　　SMA混合料中沥青结合料的质量必须满足沥青玛蹄脂的需要，要有较高的粘度，符合一定的要求，以保证有足够的高温稳定性和低温韧性。在我国，必须采用符合“重交通量道路沥青技术要求”的沥青。本试验路采用台湾产AH-70#重交通量沥青，同时加入5SBS对沥青进行改性。

　　2.2粗集料

　　从SMA的成型机理可以知道，SMA之所以有较高的高温稳定性，是基于含量甚多的粗集料之间的嵌挤作用。集料嵌挤作用的好坏很大程度上取决于集料石质的坚韧性，集料的颗粒形状和棱角性。粗集料的这些性质是SMA成败与否的关键。因此用于SMA的粗集料必须符合抗滑表层混合料的技术要求，同时SMA对粗集料的抗压碎要求高，粗集料必须使用坚韧的、粗糙的、有棱角的优质石料。本试验路SMA上面层所用石料粒径范围13.2mm～19mm，5mm～13.2mm。其各项物理、力学性能均满足规范的要求。

　　2.3细集料

　　细集料虽然在SMA中只占很少的比例，但对SMA的性能影响也较大。通常认为机制砂较天然砂有良好的棱角性和嵌挤性，对提高混合料的高温稳定性有好处，故本试验路采用机制砂，由湖南衡阳冠市玄武岩破碎制成。

　　2.4填料

　　SMA中填料用量较大，在混合料中作用至关重要，必须使用粘附性比较好的填料。本试验路采用矿粉由白云岩磨制，水泥为郴王牌325#水泥。

　　2.5纤维稳定剂

　　制造SMA时必须采用纤维稳定剂，它可以有效地提高混合料的高温稳定性、抵抗埋钉轮胎的磨耗。本工程采用德国JRS公司生产的颗粒状木质纤维添加剂。

　　3SMA混合料的拌和

　　3.1拌和设备

　　本工程SMA混合料的拌和采用间歇式沥青混合料拌和机，投产前应对拌和设备进行全面检修，使各部件处于良好状态，重点检修与标定称量装置和温控系统，以保证混合料质量和温度都符合要求，计量精度达到±1%，温控系统精度达到±2%。

　　3.2拌和过程

　　（1）集料、填料、纤维和沥青材料严格按生产配合比规定用量测定，并送进拌和机内进行拌和。出料温度一般在175℃～185℃，混合料拌和最高温度不得高于195℃，超过195℃时应予以废弃。集料加热温度控制在190℃～200℃，这是因为加入的冷矿粉及纤维数量较大，温度不高不能充分分散搅拌均匀；填料和木质素纤维不加热。[NextPage

　　2）质素纤维通过专用入口直接进入拌和机。本次使用颗粒纤维，采用一个专用容器定量投入，利用粗集料拌和的撞击力将纤维打散，投料员必须密切注意开启粗集料料仓的信号，防止错过时间。加入木质素纤维一般需要增加干拌时间5s～10s。

　　（3）SMA混合料拌和以后，不能储存时间太长，因为储存时间太长将使混合料表面结成一层硬壳；而且SMA的沥青用量要比普通沥青混合料的沥青用量高，时间长了，会发生沥青析漏，造成沥青用量不均匀。因此，一般规定SMA混合料的储存都不允许过夜，即当天拌制的必须当天使用完。

　　4SMA混合料的运输

　　（1）由于改性沥青SMA沥青玛蹄脂的粘性较大，运料车的车厢要涂刷油水混合液、并先对车厢进行清洁、保证车厢内无杂物。每辆车均应用帆布盖严、盖好，以便防雨、保温。

　　（2）根据拌和能力和运距，调配足够的车辆及时将SMA混合料运到摊铺现场。

　　（3）送到现场的混合料，首先进行外观检查。检查内容为混合料是否均匀，色泽是否一致；并逐车测量混合料的温度，做好记录。温度超过规定的，均应予以废弃。

　　（4）为保证摊铺混合料的均衡和连续，现场必须保持一定数量的运料车，每台摊铺机应不少于2辆～3辆待卸车。

　　5SMA混合料的摊铺

　　5.1摊铺前的准备工作

　　（1）对中面层进行严格检查，对表面有损坏、油污、泥土等应酌情修补或处理，表面泥土应彻底清扫干净，必要时应用水冲洗。

　　（2）需要在SMA上面层施工前完成相关项目和交叉作业项目，SMA上面层施工完成后不再允许对上面层进行有污染、损坏的项目作业。

　　（3）提前1d～2d喷洒改性沥青粘层油，用量在0.4kg/m2以内。

　　5.2摊铺机械

　　本试验路选择ABG423型摊铺机2台，使用前对摊铺机进行全面检查与调试，确保处与良好工作状态。

　　5.3摊铺作业

　　本工程摊铺采取全幅摊铺，加速或减速车道以及港湾停车带尽量采取热接缝。上面层施工对应中面层施工的纵缝错开50cm，与中面层的横向接缝错开100cm。摊铺机作业应做到连续均衡地进行摊铺，原则上不准停机。摊铺速度一般控制在1.5m/min～2m/min,最大速度控制在4m/min；摊铺温度不低于165℃。

　　6SMA混合料的碾压

　　（1）本工程配备4台双钢轮压路机。混合料的压实按照“高温、紧跟、高频、低幅”的八字方针进行。实践证明，SMA混合料只能在高温条件下，按照压实工艺方能达到预期压实效果。在压实过程中，密切注意粗集料被压碎、棱角、嵌挤、泛油等缺陷。过度碾压是SMA结构的大忌，这样会造成路面上面层无法稳定，只能通过控制碾压遍数来控制压实度。

　　（2）碾压SMA混合料时，必须注意压实度的变化，最好能使用核子密度仪，测出压实度变化作为参考。本试验路共碾压5遍，即：静压一遍，振压三遍，再静压一遍。经试验测定，压实度最小值为98.4%，最大值为99.3%。较好地满足了规范的要求。

　　7结语

　　SMA在江苏省近几年的高等级公路建设中得到广泛的应用。实践证明，SMA与传统的沥青砼路面相比具有明显的优点。但SMA毕竟是最近几年刚刚兴起的一种新的路面材料，从理论到实践还不够成熟，为此，先进行SMA试验路段的施工研究，为以后大规模建设积累经验，具有指导施工的重要意义。该SMA试验路段施工完成后，经过多项技术指标的检验，结果表明各项所检指标优良，证明试验路的施工是成功的，但在个别方面仍需进一步优化，如为了防止SMA上面层在碾压后，表面出现“油丁”现象，可适当增加干拌时间、减少矿粉用量；为了提高压实度，应严格控制碾压速度和温度，加强两侧路面和两摊铺机搭接部位的碾压等。通过江苏省几条高速高路使用证明，SMA作为高等级公路路面材料，具有广阔的前景。