下载文档原格式
沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)路面施工技术摘要：本文探讨了SMA混合料的优点、施工工艺流程及操作要点、SMA路面施工质量控制等三个方面的内容，以供与同仁交流学习。
关键词：SMA，施工工艺，SMA路面，施工质量控制1、引言SMA（Stone Matrix Asphalt）是沥青玛蹄脂碎石混合料的缩写，是由沥青结合料与少量的纤维稳定剂，细集料以及较多的填料（矿料）组成的沥青马蹄脂填充于间断级配的粗集料骨架间隙组成一体的沥青混合料。
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，它以优良的抗车辙和封水性能闻名于世。
2、应用SMA混合料的优点SMA混合料具有明显的优点: (l)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。
(2)由于沥青玛蹄脂的粘结以及纤维素的作用，低温变形性能和水稳定性较大地改善。
(3)间断级配在表面形成了较大的构造深度，抗滑性能好，噪音比常规降低2一3分贝。
(4)混合料具有较小的空隙率，耐老化性能和耐久性大大改善。
由于SMA的多种优点，从而可以全面提高沥青混合料的路用性能，使路面寿命延长50%以上。
3、施工工艺流程及操作要点3、1施工前准备（1）施工前应对施工人员做技术交底，检查机械设备是否按要求到位且状态良好。
（2）对已铺筑的沥青砼中面层钻芯取样，检测铺筑厚度，并按每10m一断面检测中面层的高程和横坡度，以保证SMA的铺筑厚度和横坡度达到设计、规范要求。
（3）用人工和空压机清扫，吹干净要铺筑SMA的路段表面，对局部泥土污染严重的部位用水车高压射水冲洗干净。
（4）用沥青洒布车洒布中裂的洒布型乳化沥青(PC-3)，平均用量按设计要求控制，沥青洒布要均匀成雾状。
3、2拌合SMA混合料（1)采用3000型间歇式沥青混合料拌合设备，使用导热油加热改性沥青，严格把改性沥青的加热温度控制在165℃到175℃之间，泵入拌合机的改性沥青温度控制在170℃左右。
(2)按照生产配合比配料控制好各热料仓的矿料、矿粉和木质素纤维及沥青的用量，并适当降低每盘拌合料的重量，注意把矿料的加热温度控制在185℃到195℃之间，不允许超过200℃。
浅谈改性沥青混合料SMA的应用SMA全称沥青玛蹄脂碎石混合料，StoneMasic（Matrix）Asphalt的缩写，是20世纪60年代中期，德国道路工作者为提高路面的抗滑能力，抵抗带钉轮胎对路面破坏而开发的新技术，它能显著地提高沥青混凝土的路用性能，特别适用于重交通道路，本文是根据本地区一些工程项目实际应用进行的理解和分析。
1. SMA性能介绍1.1SMA组成。
沥青玛蹄脂（Mastic）是由沥青、矿粉、纤维及少量细集料组成的混合物。
SMA路面是按照内摩擦角最大的原则配置间断级配的粗集料，使其形成相互嵌挤锁结的骨架，然后用足量的沥青玛蹄脂（细集料、矿粉、沥青和纤维稳定剂组成）填充其骨架空隙的一种路面结构。
（1）5mm以上的粗集料，用量高达70%~80%。
（2）矿粉填料用量达8%~13%，粉胶比（矿粉同沥青比）远远超出通常1.2的限制。
（3）沥青结合料用量多，高达6.5%~7.0%。
（4）细集料：一般0.075mm筛孔的通过率高达10%。
（5）纤维稳定剂占混合料总重的0.3%~0.4%，用来吸附过量的沥青。
1.2强度组成机理。
1.2.1高温稳定性。
SMA的高温稳定性主要取决于内摩擦角φ值，φ值主要取决于矿质骨料的尺寸均匀度、颗粒形状及表面粗糙度。
SMA作为一种间断级配混合料，4.75mm~9.5mm之间的粗集料总量的40%左右，远高于普通密级配混合料，且矿质颗粒粗大、均匀，同时SMA对集料的扁平或细长颗粒有严格的限制，某些情况下对磨光值也有严格的要求。
这样，SMA混合料骨料有棱角且表面粗糙，故内摩擦角φ值大。
即使在高温条件下，由于粗集料颗粒之间相互良好的嵌挤作用，混合料仍有较好的抗变能力。
1.2.2低温抗裂性。
在低温条件下，混合料收缩变形使集料受拉时，集料之间填充的沥青玛蹄脂（Mastic）可以发挥其良好的粘结作用。
此时SMA的抗拉能力主要取决于沥青胶结料的粘聚力c值。
由高含量的矿粉、纤维和沥青组成的Mastic具有远高于普通密级配混合料的粘结作用，从而使混合料具有良好的低温抗裂性能。
SMA 沥青玛蹄脂碎石面层材料及单位用量
1、粗集料产地：峨嵋九里用量约1.2m3（碎石）/m3（混合物）
SMA对粗集料要求较高，骨料要求坚硬、耐磨，颗粒形状接近立方体，表面构造粗糙，针片状颗粒含量少，以便在交通荷载作用下，集料间能保持连锁紧密。
需满足附件1相关技术要求，遂宁地产碎石由于为飘卵石破碎集料不匀，压碎值较低不能满足要求，需异地采购。
2、沥青：采用针入度低、软化高的改性沥青，沥青用量较普通
SBS面层沥青用量高，每立立方混合物沥青用量为7%，SBS沥青用量为5.5％，约增加沥青用量40kg/m3。
3、增加木质素纤维增强剂：单位用量0.4% （6000元/T）
4、增加抗剥落剂：单位用量0.4%（22000元/T）
以上用量为质量比，混合物比重约为2800kg/m3
附件1。
沥青玛蹄脂碎石混合料（简称SMA) 简介SMA是由高含量粗集料、高含量矿粉、较大沥青用量，低含量中间粒径颗粒组成的骨架密实结构型沥青混合料。
001、形成背景0060年代的德国交通十分发达，根据本国的气候特点(夏季气温20℃左右，冬季不太冷)，习惯修筑“浇筑式沥青混凝土”路面。
这种结构中沥青含量12％左右，矿粉含量高。
使用中发现路面的车辙十分严重，另外当时该国家的汽车为了防滑的需要，经常使用带钉的轮胎(包括欧洲一些国家亦如此)，其结果是路面磨耗十分严重(1年可减薄4cm左右)。
为了克服日益严重的车辙，减少路面的磨耗，公路工作者对沥青混合料的配合比进行调整，增大粗集料的比例，添加纤维稳定剂，形成了SMA结构的初形。
1984年德国交通部门正式制定了一个SMA路面的设计及施工规范，SMA路面结构形式基本得以完善。
这种新型的路面结构先后在德国、欧洲一些国家逐渐被推广、运用。
我国首次使用改性沥青是1994年首都机场高速公路，使用了奥地利技术NOVOPHALT。
其关键技术在于利用间隙可不断调整的大型胶体磨使改性剂反复多次通过磨体而达到非常均匀与沥青共混，用400倍显微镜面观察切片晶体结构是否混合均匀。
PE对改善高温稳定性较好，而SBS对改善低温稳定性较好，96年首都机场东跑道罩面掺入4%PE+2%SBS，另外还掺入0.4%石棉纤维，使用改性剂以后，针入度比原来沥青减少了一个等级，软化点大为升高，粘度增加了7倍，说明沥青的高温稳定性有显著提高。
002、沥青玛蹄脂碎石混合料路面(SMA)的组成原理及特点00SMA的结构组成可概括为“三多一少，即：粗集料多、矿粉多、沥青多、细集料少”。
具体讲：00①SMA是一种间断级配的沥青混合料，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)。
由此形成的间断级配，很少使用细集料；00②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；00③沥青用量较多，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) 003、SMA结构的主要优点①、高温稳定性。
SMA沥青玛蹄脂碎石混合料的质量控制摘要：本文从SMA的内涵出发，分析了SMA路面的特点及路面结构原理，并在此基础上，重点介绍了原材料质量技术要求，SMA沥青混合料配合比设计以及SMA沥青混合料的拌和。
这都是保证其质量的关键所在。
关键词：SMA，原材料，配合比，拌和一、前言沥青玛蹄脂碎石混合料的英文简称为SMA，其内涵为：它是一种由沥青、纤维稳定剂、矿粉及少量细集料组成的沥青玛蹄脂结合料填充间断级配的粗骨料骨架间隙而组成的沥青混合料。
如何进行控制SMA沥青混合料的质量问题对于施工企业来说非常重要。
本文从SMA路面的特点及路面结构原理出发，重点介绍了如何控制SMA沥青混合料的质量问题。
二、SMA路面的特点及路面结构原理1、SMA路面特点SMA路面近年来越来越受到重视，已经慢慢的在高速公路上使用。
其特点主要体现在：高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害、抗滑性能及耐疲劳有所提高，使路面的使用寿命延长。
2、SMA路面机构原理SMA路面结构原理主要体现在以下六个方面：第一：在SMA的组成上进行分析，它的矿料主要是间断级配，粗集料占到矿料总量的绝大部分，大约七成以上，并且粗集料的颗粒之间具有良好的嵌挤作用，具有很好的抗荷载变形的能力，就是我们通常所说的抗车辙能力。
第二：矿粉，沥青和纤维稳定剂在SMA中大量使用，所以其组成具有很好的粘结作用，起到抗温变形性能。
第三：SMA混合料的水稳定性有很大的改善，这主要是由于其内部孔隙率相当小，一般都在4%之内，所以几乎不渗水。
第四：间断级配特性使得SMA抗滑性能力提高，从根本上解决了抗滑和耐久的矛盾，另外，雨天交通不会产生大的水雾和溅水，路面噪声降低，从而可以全面提高路面的表面功能。
第五：SMA沥青混合料具有很好的耐老化性能，这主要是因为其沥青的用量非常大，在混合料内部由沥青玛蹄脂进行了充分的填充。
第六：由于具有耗电密水性能，可以很好的保护路面，让路面能够保持非常高的整体强度和非常牢固的稳定性能。
SMA沥青玛蹄脂碎石面层、高模量沥青混凝土面层材料要求、配合比设计王勇（十九局三处）11.2材料要求SMA沥青玛蹄脂碎石面层中的材料好坏是决定面层施工质量的根本。
如何确保各档原材料能够达到质量要求，是目前施工单位应引起高度重视的首要工作项目。
对SMA沥青玛蹄脂碎石面层的原材料做如下规定：粗集料：上面层SMA沥青玛蹄脂碎石混合料中的粗集料应采用抗滑、耐磨的玄武岩或辉绿岩石料，集料形状应接近立方体，并具有良好的嵌挤能力，具有一个破碎面颗粒含量应达到100%，具有2个或两个以上破碎面颗粒含量应≮90%。
石料要求采用大型反击式破碎机加工成具有良好的颗粒形状。
面层用粗集料如果粉尘含量较大，应进行水洗，玄武岩粗集料以及4.75-9.5mm的石灰岩集料应采用轴破二次加工。
SMA混合料上面层粗集料的规格见下表：沥青混凝土面层是本项目施工的重点和关键工程，根据设计及施工要求制定专项施工方案如下：一、材料要求1、沥青沥青路面的中、上面层选用SBS改性沥青，下面层采用70号道路石油沥青。
各种沥青的技术指标详见SBS改性沥青和道路石油沥青技术要求表。
SBS改性沥青和道路石油沥青技术要求表2、粗集料上面层SMA-13L型沥青玛蹄脂碎石混合料中粗集料采用抗滑、耐磨的玄武岩石料，集料形状应接近立方体，并具有良好的嵌挤能力，具有一个破碎面颗粒含量应达到100%，具有2个或2个以上破碎面颗粒含量应≮90%，路面中、下面层粗集料采用优质石灰岩石料。
所有面层石料要求采用大型反击式破碎机加工成具有良好的颗粒形状。
应洁净、干燥、无风化、无杂质，具有足够的强度、耐磨耗性。
面层粗集料应进行水洗，玄武岩粗集料以及4.75-9.5mm的石灰岩集料采用轴破二次加工。
粗集料的质量应符合沥青面层用粗集料质量技术要求表中的规定。
沥青面层用粗集料质量技术要求注：（1）、表中磨光值指标是抗滑表层石料的控制指标，石灰岩可不作控制指标。
（2）、表中括号外数字适用于上面层SMA-13L，括号内数字适用于中、下面层。
SMA沥青玛蹄脂碎石
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5%SBS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。
3 SMA 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。
4 SMA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。
5 SMA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℃。
6 SMA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。
参考文献（1）沈金安改性沥青与SMA路面（2）姜志青等道路建筑材料。
