张家成
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摘要：本文以SMA-13沥青混凝土为例，对SMA混凝土的各类结构特征与配比设计实施了简介与论述。并且对SMA沥青混凝土的搅拌、运送、摊铺与碾压阶段的工艺实施解读，并给出对应的施工品质监督与管控策略。
关键词：SMA；路面铺设；实例论证
改性沥青玛蹄脂碎石（SMA）是1960年后德国为了解决车辙难题而发明的道路结构模式，欧洲国家的实践经验表明，SMA铺装结构体现出了优良的抗车辙功能与耐力性；美国在1990年后引入该项技术并完成了推广与解读；并且，加拿大对SMA基本理论进行了验证；2000年澳大利亚沥青路面协会（AAPA）鉴于当时研究成果与参考欧美经验也出台了相关措施；日本把SMA铺设层使用在桥面铺设结构底层以改变铺设层的抗车辙功能。我国在参考国际技术使用规范的同时，在1990年对SMA铺设技术做出了调整工作后，开始使用在高速公路和城市道路面层上，1997年虎门大桥首先运用双层SMA来铺设路面，是我国自主研发的SMA铺设技术。然而，在具体运转阶段，虎门大桥通行6个月后形成车辙与移动等热平稳性问题，厦门海沧大桥、武汉长江白沙洲桥梁等在竣工两年后形成层间移动等问题。这部分瑕疵由于其时我国对SMA沥青混凝土桥面铺设认知不够，也与我国独特的气候条件、水文地貌条件繁杂变化与重载超载有关。
1 SMA沥青混凝土桥面摊铺材料运用的调研与考评
相较于外国，我国的SMA混凝土铺设技术还处于发展期，然而运用比较普及。因为国内有关SMA沥青混凝土桥面铺设原料的有关准则通常要参考德美日等国外准则规程，然而我国地域广阔，跨越若干温度带，生态环境复杂，在工程运用层面有着经典性；所以，必须查证我国SMA沥青混凝土桥面铺设层经典实践项目与SMA铺设层原料研究成果、SMA桥面铺设原料级配情况，深度探究铺设构造组合、原料挑选等对路面病害的影响，体系化地归纳不同铺设原料对路面的影响规律，进而为SMA沥青混凝土路面铺设品质管理提供技术参考。
2 SMA混凝土配比设计要点分析
2.1 原料的需求
2.1.1 沥青
与常规沥青混合料中的沥青对比，SMA沥青混凝土所运用的混凝土粘度很高，对沥青实施挑选时优先选择改性沥青。混凝土的配比实施设计与动工阶段，实验人员要严格检验沥青的各类特性数据，以提升SMA沥青混合料的整体品质。
2.1.2粗集料
为了让SMA沥青混凝土有着很高的抗滑特性与高温稳定性，在工程阶段尽可能挑选用料硬实、形态标准、表层粗糙度很高的骨料。在对碎石进行加工时要挑选圆锥破获反击式碎裂设备完成加工工作。并且，在加工阶段要使用对应的除尘设备并预防破坏环境。碎石的规格要与沥青搅拌料的筛滤规格统一，让混合原料的品质得以确保。在对粗集料实施储备阶段，要记载原料的各项特性，并对粗集料各类数据实施检测。粗集料在使用前要进行水洗干净，确保粗集料的平稳性。为了让石料的针尖状得到改善，在生产石料阶段要运用整形设备完成工序。
2.1.3 细集料
在SMA-13沥青混合料中颗粒直径不超过4.75mm的集料被叫做细集料，细集料在SMA沥青混合料内的比例很小，然而其是构成沥青玛蹄脂的有机元素，所以要挑选颗粒匀称与洁净无杂物的的原料来作为细集料。
2.1.4 填料
使用石灰石等碱性石料磨成的矿粉，矿粉的核心功能是与沥青、纤维构成沥青玛蹄脂粘稠剂，以提升混合料的粘度。
2.1.5 纤维稳定剂
纤维稳定剂要挑选安全环保型材料。当前，矿物纤维与木质素纤维均是最为常见的纤维稳定剂。目前大部分纤维稳定剂采用德国产木质素纤维，用风送式纤维送料机往沥青混凝土拌和机中添加纤维。
2.2 配合比设计
根据规范按沥青玛蹄脂碎石混合料矿料级配范围进行配合比试配，以2.36mm为关键筛孔，根据经验设计三组不同粗细的初试级配曲线，并按经验选用6.2%的油石比制作不同的马歇尔试件，选出一组符合规范指标的级配。最后根据经验调整不同的油石比（5.9%，6.2%，6.5%）制作马歇尔试件，计算出对应的稳定度,流值，间隙率，孔隙率，粗骨料骨架间隙率，饱和度，毛体积相对密度，理论相对最大密度等指标数据，选用符合规范要求的最佳油石比。按选定的目标配合比各材料用量进行上料（沥青、矿粉和水泥不上料），经拌和楼加热烘干二次筛分后，取各热料仓）集料进行试验，设计级配曲线圆顺平滑，无锯齿形交错，无驼峰，满足设计及规范要求。再选用不同的油石比制作试件，确定符合规范要求的最佳油石比。
最后从拌合站生产出来的混合料中取样制作试件，验证混合料的高温稳定性，水稳定性，渗水系数，析漏损失，飞散损失等指标。
3 SMA沥青混凝土路面的施工品质管控
3.1 搅拌阶段的品质管控
SBS沥青的储存温度保持在150℃左右，但不得高于170℃；同时，严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出料温度，在实验室内宜采用175℃的温度来拌和混合料，用160℃来作为试件成型温度，改性沥青混合料施工温度较普通混合料高10~20℃。拌和料控制室逐盘打印沥青及各种矿料的计量和测量进行校核，每天应用拌和总量检验矿料的配比和沥青混合料油石比的误差。拌和时间由试验确定。改性沥青混合料一般不少于55s，必须使所有集料颗粒全部裹复沥青混合料，并以沥青拌和料拌和均匀为度。要注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，如混合料有无花白、冒烟、离析等现象，如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前，有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征，这要通过细致地观察室内试样的混合料而取得。要严格控制油石比和矿料级配，避免油石比控制不当而产生泛油或松散现象。每台拌和机每天上午、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检查油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性能。
3.2 SMA沥青混凝土输送
运输SMA混合料宜采用大吨位运输车，在运输前，在车厢底板上涂刷一层植物油，防止SMA与车厢底板粘结。运输过程必须加盖蓬布，运输过程中不得随意停歇。卸料时必须倒净，防止剩余混合料结硬。运料车到达现场后，应严格检查SMA混合料温度，不得低于要求的摊铺温度。运输车进入施工现场前用高水压将底盘和车轮清洗干净，防止泥上杂物掉落在摊铺施工范围内。行驶速度不超过10km/h。并且采取措施，防止空调水滴落在路面上。混合料运输到施工现场后，即进行现场测温，用带持针的插入式点温计测量混合料的温度，若检测的混合料平均温度均低于160℃，则该车混合料应予废弃。
3.3 SMA沥青混凝土摊铺
连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10～30cm处停住，卸料过程中动料车应挂空档，靠摊铺机推动前进，运输车辆不得撞击摊铺机，以保证摊铺路面的平整度。摊铺速度应均匀连续。根据拌和能力、碾压能力选择合适的摊铺速度，一般按2～4m/min予以调整选择，避免摊铺速度过快，造成摊铺层表面的粗颗粒在熨平板下沿摊铺方向滑动，使表面粗颗粒后方形成小的空洞，而影响平整度的现象。如出现洞眼，在碾压前人工及时填入适量热沥青混合料。输料器送料应均匀稳定。将沥青摊铺机螺旋喂料器调整到最佳状态，使螺旋喂料器中混合料的高度将螺旋的2/3埋没，摊铺机集料斗在刮板尚未露出，尚有约10cm厚混合料时，料车开出，同时拢料。料斗两翼复位后，下一料车开始卸料。
3.4 SMA沥青混凝土的压实
SMA-13路面必须采用双刚轮压路机，不允许采用胶轮压路机。采用悍马压路机分别进行初压、复压、终压三个过程。压路机必须紧跟并尽可能地在高温状态下碾压。碾压过程中应不产生明显的推移，如有推移现象严重，则说明SMA-13的级配可能不合适。防止过碾压。SMA路面在高温下可以很方便地碾压，但由于它是依靠粗集料嵌挤达到稳定的，反复碾压会磨掉石料棱角，破坏集料嵌挤作用，因此施工中一定要防止过碾压。碾压时初压用13t双钢轮压路机紧跟在摊铺机后面压1～2遍，复压用13t双钢轮压路机振动碾压2～3遍，最后用10t双钢轮压路机终压一遍。初压不低于160℃，复压不低于130℃，终压不低于120℃。压路机碾压SMA-13应遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。宝马压路机必须紧跟摊铺机后面碾压速度要慢，不得超过4km/h～5km/h，即压路机的速度和人正常行走的速度大致相同，并采取高频率，低振幅的方式碾压。混合料摊铺后压路机进行紧跟碾压，即碾压时压路机紧跟摊铺机，不预留间隙。碾压遍数宜控制在3～5遍范围内，以防止过度碾压。在摊铺机连续摊铺过程中，压路机不得随意停顿，在未碾压成型前和未冷却的铺装上压路机不得转向、掉头或停车等候。为了防止混合料粘附在轮子上，应适当洒水使轮子保持湿润，水中可掺加少量的清洗洁剂。
结束语：
SMA沥青混凝土路面构造的各类特性较为稳定，技术模式优越，因此与常规的沥青混凝土比较，其有着生命周期长的优点，即便SMA沥青混凝土在前期的投资相对较多，然而依照其整体的生命周期能够看到，其成本性相较于常规沥青混凝土有着显著的提升，其具备良好的高温稳定性，可以高效地降低路面车辙的出现几率。
参考文献：
[1]张朋飞.PVDF/SMA共混功能膜的TIPS法制备及结构调控研究[D].天津:天津工业大学,2019.
[2]邓星鹤.湿热地区重交通条件下高速公路SMA-13使用性能发展规律[J].广东公路交通,2019,45(4):16-18,24.
[3]黄斌,吕泓旺,宋阳, 等.基于改进的多段线性本构模型的超弹性 SMA螺旋弹簧力-位移关系研究[J].地震工程与工程振动,2019,39(4):8-21. DOI:10.13197/j.eeev.2019.04.8.huangb.002.
[4]杨振富.高弹改性沥青SMA-10路用性能研究及其在桥面铺装中的应用[J].北方交通,2019,(7):36-39.
[5]梁海龙.浇筑式沥青混凝土GA与改性沥青SMA组合式钢桥面铺装层结构应用分析[J].百科论坛电子杂志,2019,(7):721-722.
[6]周科任.基于正交试验的SMA—13沥青玛蹄脂碎石混合料配制技术研究[J].交通世界（下旬刊）,2019,(3):110-111,141.
[7]孙会民.基于大曲率钢桥面铺装双层高粘SMA沥青玛蹄脂碎石施工的技术研究[J].安徽建筑,2019,26(3):26-29.