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摘 要：SMA改性沥青混合料因为其优点众多，被广泛运用在高速公路路面中。本文主要分析了改性沥青SMA组成材料质量控制，SMA改性沥青的配合比设计，施工技术质量要点控制和质量检测。
关键词：高速；公路；SMA；改性；沥青；混合料；路面；施工
SMA就是沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt，简称SMA)，是一种间断级配混合料，因为它抗车辙能力好，抗裂性能、耐久性能和抗滑性能良好，经济显著，使用寿命长摊铺和压实性能好，在高速公路工程中得到了广泛的应用。它主要由纤维稳定剂、沥青、矿粉及细集料组成玛蹄脂填充于较多粗集料间隙中。
一、改性沥青SMA组成材料质量控制
（一）粗集料
在SMA改性沥青混合料路面中，粒径大于4.75mm的粗集料是组成嵌挤结构的主要材料，要确保粗集料在七成以上。一般集料都使用花岗岩、玄武岩、辉长岩、辉绿岩、片麻岩和石英岩等。粗集料一定要符合现行规范，且表面粗糙度要达到相关要求。必须使用形状标准、坚硬、针片状颗料少的抗滑破碎石料。粗集料的生产应当全部轧制，并轧制使用锤式轧石机。
（二）细集料
细集料应该使用优质的机制砂。如果没有条件全部使用机制砂，可以在其中夹掺优质天然砂，但是要确保机制砂和天然砂的用量比例为1：1。必须确保细集料的洁净、干燥、无风化，并且不能夹掺杂质，确保适当的级配，保持良好的粘结能力。
（三）矿粉填料
矿粉作为沥青混合料中的重要材料之一，要确保组成材料时纯正的磨细石灰岩粉或其他合适材料，不能采用回收粉尘，石粉的塑性指数要控制在4以下。要确保矿粉的干燥，不结成团，能自由流动。要确保粒径在0．075mm的含量较多，但是在0．05mm以下的不能太多。另外，还要确保填料中不含有机物质。
（四）沥青
SMA中需要的沥青较多，所以必须选择高黏度、小针入度，高软化点的沥青，最好使用改性沥青，来确保高温稳定性和低温韧性。
一旦使用改性沥青铺筑路面，就必须结合公路所在地的气候、交通及地理特殊性，选择合适的基质沥青、改性剂类型。根据改性剂的相关经验，施工沥青用量要控制在试验设计以内，沥青含量要比密级配沥青混凝土的沥青含量多1％。沥青含量要根据具体的稳定剂来定。比如，聚合物纤维稳定的SMA的混合料，沥青含量设计为6．O％，那么矿质纤维稳定的沥青含量可以在6．2％～6．4％之间，而木质素纤维沥青含量要在6．5％～6．7％之间。
（五）纤维稳定剂
混合料中的纤维稳定剂是以三维分散的形式存在的，它的作用有分散、胶团、吸附和加筋等作用，可以提高集料黏结力，让矿料表面保持稳定状态。用量要控制在沥青混合料的O．3％～0．4％。稳定剂可使用木质素纤维，也可使用矿物纤维和聚合物纤维。因为粒状纤维稳定剂运输方便，不易受潮，应通过人工添加方式来提高粒状纤维质量。因为SMA混合料含沥青较多，矿粉用量大，在贮藏和运输时，会让沥青和矿粉出现离析，并且在车辆荷载力下易发生泛油现象。要有效吸收稳定沥青，避免出现泛油和滴漏，稳定剂应该使用质量更优的木质素纤维。
二、SMA改性沥青的配合比设计
改性沥青SMA混合料的配合比设计一定要根据《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)的要求，经过目标配合比设计，生产配合比设计及生产配合比设计检验三个阶段。
（一）目标配合比设计
在确定了各种材料并进行矿料初试沥青用量之后，进行马歇尔试验，最后根据沥青混合科的集料空隙率VMA和压实状态下沥青混合料中粗骨科骨架间隙率VCA确定设计级配：根据试件的空隙率，确定沥青用量。参照美国改性沥青玛蹄脂碎石混合料路面规范。
（二）改性沥青SMA的配合比检验
SMA混合料通过马歇尔实验确定了矿料级配合沥青用量后，还应该采用一些其他的方法加以验证：用谢伦堡沥青渐漏试验检验沥青用量；用肯塔堡飞散试验检验沥青用量；用车辙试验进行高温稳定性检验；水稳定试验要使用冻融劈裂实验；检验透水性和表面构造深度。
（三）生产配合比设计检验
应该在施工前进行大面积的生产配合比设计与检验。生产配合比设计和生产配合比设计检验一定要根据《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036—98)的有关要求进行。
三、施工技术质量要点控制
（一）SMA改性沥青混合料拌和
SMA混合料的拌和质量是一项影响路面质量的关键性因素。SMA混合料的拌和一定要根据AASHTOM156及相关的规定。改性沥青的加热温度要保持在160℃一165℃，集料加热温度在190℃一200℃，混合料出厂温度控制在175℃～185℃。在掺入木质纤维后干拌时间要在10～15S，加沥青后拌60S，确保拌和均匀充分。
（二）SMA改性沥青混合料的运输和摊铺
SMA混合料的运输使用15t自卸车来完成摊铺。为了避免沥青与车厢的粘结，在车厢侧板和底板由专人涂一层隔离剂，并无余液。在运输混合料时要盖棉被，确保不漏风。要检测每一车料的出厂温度，将温度控制在175℃～185℃。
改性沥青混合料黏度较高，摊铺阻力要比普通混合料大摊铺温度高，通常轮胎式摊铺机可能顶不动运料车。当下层撤布粘层油时极易产生车轮打滑现象，摊铺机的摊铺宽度也不能像普通混合料那样大，所以改性沥青摊铺一般需要使用履带式摊铺机。对SMA混合料松铺系数要比普通混合料小得多，混合料的可压实余地很小，为了确保路面的平整度拌和机与摊铺机的能力必须匹配，要尽量减少摊铺机的停顿次数，要缓慢连续不间断的进行，且均匀地摊铺。运料车也要有富余不允许出现摊铺机等运料车的情况，一般要在摊铺机前确保至少3台以上的运料车等候，改性沥青和SMA混合料在摊铺时如遇降雨应立即停止攤铺，要密切关注天气情况，若碾压成型，迅速碾压摊铺的混合料。
（三）SMA改性沥青混合料的碾压
改性沥青混合料的碾压成型温度要保持在130℃以上，压实工艺一定要在高温下碾压，对于压实机具无特别要求，跟普通沥青混合料差不多，除了要提高碾压温度外没有太大的不同。改性沥青和SMA混合料厚度比较薄，温度下降较快通常都在表面层使用要注意不能在温度下降以后才碾压。SMA必须采用刚性轮碾压，不容许采用轮胎压路机碾压。碾压SMA必须密切注意压实度的变化。对SMA结构来说，过度碾压会减弱稳定性。所以，要通过控制碾压遍数的方法控制压实度。一般初压用10t钢碾紧跟在摊铺机后面压1～2遍，或者振动压路机振动碾压2～3遍，最后用较宽的刚性轮碾压一遍结束。
（四）接缝处理
接缝好坏会直接影响到平整度。应尽量减少接缝,特别是纵向接缝,SMA路面横向接缝的处理,对平整度影响很大。SMA路面接缝处理要比普通沥青混合料难一些,由于冷却后的SMA混合料非常坚硬,应想方设法防止出现冷接缝处理。为提高平整度,一般采用切割成垂直面的方法,在其尚未冷却之前,就切割好。具体做法为:将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端部,伸出端部的直尺呈悬臂状；以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置,用锯缝机割齐后铲除废料,并用水将接缝处冲洗干净；在下一次施工搭机前,涂刷粘层油,即可接下去铺筑混合料。
（五）改性沥青SMA混合料的施工温度
路面在施工温度上应该根据改性沥青的粘度适当提高，其他的跟普通的热拌沥青混合料路面差不多。温度的提高要根据改性剂的品种和剂量确定。一般情况下，可在普通沥青混合料施工温度的基础上提高了1O～20℃。如为改性沥青SMA混合料，由于需要加入较多数量的冷矿粉，则拌和温度需要更高一些。不仅施工如此，室内试验也应该提高温度进行。由于改性沥青的粘度的增大，保证较高的施工温度成了旋工的最重要的技术关键。只有确保合适的温度，拌和均匀，摊铺平整，碾压达到相关压实度要求，确保施工质量。适宜的施工温度应该根据粘温曲线决定，具体做法是，在低温气候条件下施工改性沥青混合料，混合料温度的下降较快将是非常重要的问题。对大多数聚合物改性剂来说，随着温度下降，聚合物开始固化，混合料失去施工和易性，从而不可能充分碾压，尤其是在大风及空旷的工地，混合料降温很快，必须特别注意。
四、质量检测
检测压实度的方法有钻芯取样方法和核子密度仪检测法。前者检测准确度高，但成本高，路面损害大，且测试周期长。后者试验方法简单经济，对路面无损害、检测速度快，但准确度较低。如果能用钻芯取样对核子密度仪进行标定，提高其检测准确度，那么核子密度仪检测法将是一种较为理想的检测方法。
总之，该高速公路采用SMA改性沥青混合料路面结构，极大的提高了路面的抗车辙能力，采用相应的沥青拌和机，增加木质纤维素投料机进行混合料的拌和满足生产的要求，生产过程中混合料生产稳定，质量易控制。从SMA使用效果来看，上面层采用SMA能更好地发挥SMA的水稳定性和耐疲劳性能。
参考文献：
[1]林清.改性沥青玛蹄脂碎石路面技术应用研究[J].福建建设科技.2004（01）.
[2]王冬根.浅谈改性沥青及SMA路面平整度的控制[J].安徽建筑.2003（02）.
[3]沙庆林等.水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的技术研究[J].公路.2002（11）.
关键词：高速；公路；SMA；改性；沥青；混合料；路面；施工
SMA就是沥青玛蹄脂碎石混合料(Stone Matrix Asphalt，简称SMA)，是一种间断级配混合料，因为它抗车辙能力好，抗裂性能、耐久性能和抗滑性能良好，经济显著，使用寿命长摊铺和压实性能好，在高速公路工程中得到了广泛的应用。它主要由纤维稳定剂、沥青、矿粉及细集料组成玛蹄脂填充于较多粗集料间隙中。
一、改性沥青SMA组成材料质量控制
（一）粗集料
在SMA改性沥青混合料路面中，粒径大于4.75mm的粗集料是组成嵌挤结构的主要材料，要确保粗集料在七成以上。一般集料都使用花岗岩、玄武岩、辉长岩、辉绿岩、片麻岩和石英岩等。粗集料一定要符合现行规范，且表面粗糙度要达到相关要求。必须使用形状标准、坚硬、针片状颗料少的抗滑破碎石料。粗集料的生产应当全部轧制，并轧制使用锤式轧石机。
（二）细集料
细集料应该使用优质的机制砂。如果没有条件全部使用机制砂，可以在其中夹掺优质天然砂，但是要确保机制砂和天然砂的用量比例为1：1。必须确保细集料的洁净、干燥、无风化，并且不能夹掺杂质，确保适当的级配，保持良好的粘结能力。
（三）矿粉填料
矿粉作为沥青混合料中的重要材料之一，要确保组成材料时纯正的磨细石灰岩粉或其他合适材料，不能采用回收粉尘，石粉的塑性指数要控制在4以下。要确保矿粉的干燥，不结成团，能自由流动。要确保粒径在0．075mm的含量较多，但是在0．05mm以下的不能太多。另外，还要确保填料中不含有机物质。
（四）沥青
SMA中需要的沥青较多，所以必须选择高黏度、小针入度，高软化点的沥青，最好使用改性沥青，来确保高温稳定性和低温韧性。
一旦使用改性沥青铺筑路面，就必须结合公路所在地的气候、交通及地理特殊性，选择合适的基质沥青、改性剂类型。根据改性剂的相关经验，施工沥青用量要控制在试验设计以内，沥青含量要比密级配沥青混凝土的沥青含量多1％。沥青含量要根据具体的稳定剂来定。比如，聚合物纤维稳定的SMA的混合料，沥青含量设计为6．O％，那么矿质纤维稳定的沥青含量可以在6．2％～6．4％之间，而木质素纤维沥青含量要在6．5％～6．7％之间。
（五）纤维稳定剂
混合料中的纤维稳定剂是以三维分散的形式存在的，它的作用有分散、胶团、吸附和加筋等作用，可以提高集料黏结力，让矿料表面保持稳定状态。用量要控制在沥青混合料的O．3％～0．4％。稳定剂可使用木质素纤维，也可使用矿物纤维和聚合物纤维。因为粒状纤维稳定剂运输方便，不易受潮，应通过人工添加方式来提高粒状纤维质量。因为SMA混合料含沥青较多，矿粉用量大，在贮藏和运输时，会让沥青和矿粉出现离析，并且在车辆荷载力下易发生泛油现象。要有效吸收稳定沥青，避免出现泛油和滴漏，稳定剂应该使用质量更优的木质素纤维。
二、SMA改性沥青的配合比设计
改性沥青SMA混合料的配合比设计一定要根据《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036-98)的要求，经过目标配合比设计，生产配合比设计及生产配合比设计检验三个阶段。
（一）目标配合比设计
在确定了各种材料并进行矿料初试沥青用量之后，进行马歇尔试验，最后根据沥青混合科的集料空隙率VMA和压实状态下沥青混合料中粗骨科骨架间隙率VCA确定设计级配：根据试件的空隙率，确定沥青用量。参照美国改性沥青玛蹄脂碎石混合料路面规范。
（二）改性沥青SMA的配合比检验
SMA混合料通过马歇尔实验确定了矿料级配合沥青用量后，还应该采用一些其他的方法加以验证：用谢伦堡沥青渐漏试验检验沥青用量；用肯塔堡飞散试验检验沥青用量；用车辙试验进行高温稳定性检验；水稳定试验要使用冻融劈裂实验；检验透水性和表面构造深度。
（三）生产配合比设计检验
应该在施工前进行大面积的生产配合比设计与检验。生产配合比设计和生产配合比设计检验一定要根据《公路改性沥青路面施工技术规范》(JTJ036—98)的有关要求进行。
三、施工技术质量要点控制
（一）SMA改性沥青混合料拌和
SMA混合料的拌和质量是一项影响路面质量的关键性因素。SMA混合料的拌和一定要根据AASHTOM156及相关的规定。改性沥青的加热温度要保持在160℃一165℃，集料加热温度在190℃一200℃，混合料出厂温度控制在175℃～185℃。在掺入木质纤维后干拌时间要在10～15S，加沥青后拌60S，确保拌和均匀充分。
（二）SMA改性沥青混合料的运输和摊铺
SMA混合料的运输使用15t自卸车来完成摊铺。为了避免沥青与车厢的粘结，在车厢侧板和底板由专人涂一层隔离剂，并无余液。在运输混合料时要盖棉被，确保不漏风。要检测每一车料的出厂温度，将温度控制在175℃～185℃。
改性沥青混合料黏度较高，摊铺阻力要比普通混合料大摊铺温度高，通常轮胎式摊铺机可能顶不动运料车。当下层撤布粘层油时极易产生车轮打滑现象，摊铺机的摊铺宽度也不能像普通混合料那样大，所以改性沥青摊铺一般需要使用履带式摊铺机。对SMA混合料松铺系数要比普通混合料小得多，混合料的可压实余地很小，为了确保路面的平整度拌和机与摊铺机的能力必须匹配，要尽量减少摊铺机的停顿次数，要缓慢连续不间断的进行，且均匀地摊铺。运料车也要有富余不允许出现摊铺机等运料车的情况，一般要在摊铺机前确保至少3台以上的运料车等候，改性沥青和SMA混合料在摊铺时如遇降雨应立即停止攤铺，要密切关注天气情况，若碾压成型，迅速碾压摊铺的混合料。
（三）SMA改性沥青混合料的碾压
改性沥青混合料的碾压成型温度要保持在130℃以上，压实工艺一定要在高温下碾压，对于压实机具无特别要求，跟普通沥青混合料差不多，除了要提高碾压温度外没有太大的不同。改性沥青和SMA混合料厚度比较薄，温度下降较快通常都在表面层使用要注意不能在温度下降以后才碾压。SMA必须采用刚性轮碾压，不容许采用轮胎压路机碾压。碾压SMA必须密切注意压实度的变化。对SMA结构来说，过度碾压会减弱稳定性。所以，要通过控制碾压遍数的方法控制压实度。一般初压用10t钢碾紧跟在摊铺机后面压1～2遍，或者振动压路机振动碾压2～3遍，最后用较宽的刚性轮碾压一遍结束。
（四）接缝处理
接缝好坏会直接影响到平整度。应尽量减少接缝,特别是纵向接缝,SMA路面横向接缝的处理,对平整度影响很大。SMA路面接缝处理要比普通沥青混合料难一些,由于冷却后的SMA混合料非常坚硬,应想方设法防止出现冷接缝处理。为提高平整度,一般采用切割成垂直面的方法,在其尚未冷却之前,就切割好。具体做法为:将3m直尺沿路线纵向靠在已施工段的端部,伸出端部的直尺呈悬臂状；以已施工路面与直尺脱离点定出接缝位置,用锯缝机割齐后铲除废料,并用水将接缝处冲洗干净；在下一次施工搭机前,涂刷粘层油,即可接下去铺筑混合料。
（五）改性沥青SMA混合料的施工温度
路面在施工温度上应该根据改性沥青的粘度适当提高，其他的跟普通的热拌沥青混合料路面差不多。温度的提高要根据改性剂的品种和剂量确定。一般情况下，可在普通沥青混合料施工温度的基础上提高了1O～20℃。如为改性沥青SMA混合料，由于需要加入较多数量的冷矿粉，则拌和温度需要更高一些。不仅施工如此，室内试验也应该提高温度进行。由于改性沥青的粘度的增大，保证较高的施工温度成了旋工的最重要的技术关键。只有确保合适的温度，拌和均匀，摊铺平整，碾压达到相关压实度要求，确保施工质量。适宜的施工温度应该根据粘温曲线决定，具体做法是，在低温气候条件下施工改性沥青混合料，混合料温度的下降较快将是非常重要的问题。对大多数聚合物改性剂来说，随着温度下降，聚合物开始固化，混合料失去施工和易性，从而不可能充分碾压，尤其是在大风及空旷的工地，混合料降温很快，必须特别注意。
四、质量检测
检测压实度的方法有钻芯取样方法和核子密度仪检测法。前者检测准确度高，但成本高，路面损害大，且测试周期长。后者试验方法简单经济，对路面无损害、检测速度快，但准确度较低。如果能用钻芯取样对核子密度仪进行标定，提高其检测准确度，那么核子密度仪检测法将是一种较为理想的检测方法。
总之，该高速公路采用SMA改性沥青混合料路面结构，极大的提高了路面的抗车辙能力，采用相应的沥青拌和机，增加木质纤维素投料机进行混合料的拌和满足生产的要求，生产过程中混合料生产稳定，质量易控制。从SMA使用效果来看，上面层采用SMA能更好地发挥SMA的水稳定性和耐疲劳性能。
参考文献：
[1]林清.改性沥青玛蹄脂碎石路面技术应用研究[J].福建建设科技.2004（01）.
[2]王冬根.浅谈改性沥青及SMA路面平整度的控制[J].安徽建筑.2003（02）.
[3]沙庆林等.水泥混凝土路面加铺沥青混凝土面层的技术研究[J].公路.2002（11）.