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【摘要】本文通过对沥青玛蹄脂碎石在施工中的应用，介绍了目前高速公路维修建设中成功有效的新型材料和施工工艺，对其应用作了论述。
【关键词】高速公路;沥青玛蹄脂碎石;施工应用
0.引言
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是20世纪60年代末期起源于德国的一项沥青混合料的新技术。它是一种热拌沥青混合料（HMA），是由优质粗集料、少量细集料、沥青、纤维稳定剂和矿粉组成的骨架密实型沥青混合料，即由粗集料骨架和沥青玛蹄脂两部分组成，SMA混合料的机理因此是双重的。首先，在混合料内粗集料之间必须达到相互嵌挤。形成骨架结构，其次，必须提供足够的沥青玛蹄脂砂浆充分填充空隙，因此，通常规定相对大的集料间隙或相对高的沥青粘结料含量。
1.沥青玛蹄脂碎石SMA原材料要求
1.1 SBS改性沥青
针入度25℃，100g，5s（0.1mm）最小60
软化点，TR&B(℃)最小 65
运动粘度135℃，（Pa.s）最大 3
1.2粗集料
SMA路面的粗集料一般采用玄武岩。粗集料应洁净、干燥、表面粗糙。粗集料要求必须为清洁、无塑性的破碎集料，具有良好的颗粒形状与表面纹理，与沥青应有良好的粘结力。表面层粗集料应当采用硬质的基性或中性火成岩集料。由于目前高速公路水损害出现的频率较高（包括中下面层），应当采取抗剥落措施，以保证混合料达到水稳定性指标要求。
1.3细集料
SMA路面的细集料一般采用玄武岩机制砂，细集料包括人工砂、天然砂、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的级配，机制砂宜采用专用的制砂机制造，并选用优质石料生产，其级配应符合S16的要求。对于高速公路，热拌沥青混合料中天然砂的用量不宜超过集料总质量的20%，SMA混合料不宜使用天然砂。
1.4填料
沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等石料经磨细得到的矿粉,原石料中的泥土杂质应除干净.矿粉应干燥、洁净,能自由的从矿粉仓流出。质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.10.1的规定。
2.沥青玛蹄脂碎石混合料组成设计
2.1沥青玛蹄脂碎石SMA推荐采用马歇尔配合比设计法，确定好目标配合比、生产配合比设计后再进行生产。
2.2沥青混合料的矿料级配应符合设计规定的级配范围，密级配沥青混合料应根据公路等级、气候以及交通条件按（粗型和细型密级配沥青混合料的关键性筛孔通过率）表选择粗型（C型）或细型（F型）混合料，并按（密级配沥青混合料矿料级配）表范围内确定工程设计级配范围。
2.3以提高高温抗车辙能力为目的的新拌改性沥青混合料，按“沥青混合料车辙试验”方法测定的动稳定度符合（改性沥青混合料高温稳定性技术要求）表的要求。
2.4必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检验沥青混合料的水稳定性，必须达到下表要求。
2.5对密级配沥青混合料在－10℃、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。其中沥青混合料的破坏应变不小于要求。
2.6沥青混合料配合比设计通过目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段三个阶段来确定生产用的标准配合比。标准配合比合成级配中，至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值，并避免在0.3～0.6mm处出现“驼值”。对确定的标准配合比，必须再次进行车辙试验和水稳定性试验。
2.6.1目标配合比设计阶段。对工程采用的原材料通过适当的矿料结构设计方法确定适宜的矿料级配组成。采用马歇尔设计确定最佳沥青含量，对混合料的抗水损害能力、高温稳定性和低温抗裂性进行检验。其过程包括3.1、3.2两部分内容。根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成和最佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌和站进行冷料舱的供料比例的调整。
2.6.2生产配合比设计阶段。沥青混合料的生产应采用间歇实拌和站。调整冷料仓进料速度以后，对拌和站热料仓取样筛分。调整热料仓比例，由于拌和站取样误差以及除尘设备回收细料滞后等方面的影响，通常需要分成调成集料级配和确定沥青含量连步骤进行，并需多次调整。拌和站热料仓比例以连续生产的沥青混合料抽提后级配结果确定为准。取目标配比最佳沥青含量、最佳沥青含量±0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量确定。
3.沥青玛蹄脂碎石混合料的拌和
3.1沥青混合料拌和设备宜采用240t/h的间歇式拌和机。青玛蹄脂碎石混合料面层在拌和前，严格检验各种单质材料，并按批准的生产配合比进行试拌调试，直到符合要求。
3.2沥青采用导热油加热，导热油采用优质的矿物型导热油。沥青加热时考虑到多种渠道热量的流失，加热炉的额定发热量大于正常需要的1.5倍左右。
沥青玛蹄脂碎石混合料施工温度控制， 混合料温度高于190℃时不得使用，低于160℃的混合料不得出厂。
4.沥青玛蹄脂碎石混合料的运输
4.1配备足够的自卸汽车进行运输，车箱内在未装料前清扫干净，为防止热混合料与车箱粘结，采用喷雾装置将车厢侧板和底板用油水（新柴油与水的比例为1∶3）混合液涂刷，并保证车箱底部不得留有余液。
4.2混合料装车时，应最少分五次放料，第一次为车箱的前1/5处，每次放料后要及时移动车辆，做到均匀装料，减少堆料高度，避免在放料过程中产生混合料离析。对于大型运料车可分多次装载。
4.3用苫布覆盖，苫布尺寸应足够大，起到保温、防雨、防氧化、防污染的作用，防止沥青玛蹄脂碎石混合料在运输过程中因温度降低而形成硬壳。
5.沥青玛蹄脂碎石混合料的摊铺
5.1首先准备下承层，保证下承层清洁、无污染的情况下施工。并保证粘层喷洒均匀，如果不均匀要进行补洒。
5.2初步拟定虚铺系数, 摊铺时由质量检测员用标明尺度的钢钎监测摊铺厚度，每10m一个断面，每断面不少于3点。
5.3测量放样，根据设计标高设置基准梁。
6.沥青玛蹄脂碎石混合料的压实
6.1沥青玛蹄脂碎石混合料的碾压，按技术规范上要求严禁使用轮胎式压路机碾压，因此在碾压设备安排上，最好配备多台双驱双振压路机。振动压路机碾压时，相邻碾压带重叠宽度为100mm-200mm。
6.2沥青混合料摊铺后必须立即进行碾压。压路机跟随碾压时，每次碾压折回处与摊铺机保持不大于5m距离，随着摊铺的进行形成梯队前进，不能骤起骤停。
6.3压路机以慢而均匀的速度碾压，避免产生推移、开裂现象。碾压速度为：初压3km/h，复压4km/h，终压4km/h。振动压路机碾压时的振动频率为50Hz，振幅为0.4mm，采用高频率低振幅，以防止集料破碎。
6.4初压要在紧跟摊铺机后碾压，并保持较短的初压区长度，以尽快使表面压实，减少热量散失。
7.结束语
SMA沥青玛蹄脂碎石混合料是一种间断级配密实型热沥青混合料，它既考虑到AC、AM等级配的缺点，又尽量利用它们的优点，力求达到最佳级配；由于混合料中粗集料良好的嵌锁，形成高稳定性的结构框架，沥青或改性沥青、细集料、粉料和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将结构框架组合成一起的高强度沥青混合料，使混合料具有非常好的高温抗车辙能力，更好的抗疲劳能力，高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性有明显的改善；而且混合料的间断级配在表面形成大的孔隙，具有较大的路面构造深度，降噪及防止水雾的性能有所改善，抗滑性能好，同时由于混合料空隙率低，沥青的耐老化性能，混合料水稳定及耐久性都将明显提高，从而全面提高沥青混合料的路用性能。■
【关键词】高速公路;沥青玛蹄脂碎石;施工应用
0.引言
沥青玛蹄脂碎石混合料（SMA）是20世纪60年代末期起源于德国的一项沥青混合料的新技术。它是一种热拌沥青混合料（HMA），是由优质粗集料、少量细集料、沥青、纤维稳定剂和矿粉组成的骨架密实型沥青混合料，即由粗集料骨架和沥青玛蹄脂两部分组成，SMA混合料的机理因此是双重的。首先，在混合料内粗集料之间必须达到相互嵌挤。形成骨架结构，其次，必须提供足够的沥青玛蹄脂砂浆充分填充空隙，因此，通常规定相对大的集料间隙或相对高的沥青粘结料含量。
1.沥青玛蹄脂碎石SMA原材料要求
1.1 SBS改性沥青
针入度25℃，100g，5s（0.1mm）最小60
软化点，TR&B(℃)最小 65
运动粘度135℃，（Pa.s）最大 3
1.2粗集料
SMA路面的粗集料一般采用玄武岩。粗集料应洁净、干燥、表面粗糙。粗集料要求必须为清洁、无塑性的破碎集料，具有良好的颗粒形状与表面纹理，与沥青应有良好的粘结力。表面层粗集料应当采用硬质的基性或中性火成岩集料。由于目前高速公路水损害出现的频率较高（包括中下面层），应当采取抗剥落措施，以保证混合料达到水稳定性指标要求。
1.3细集料
SMA路面的细集料一般采用玄武岩机制砂，细集料包括人工砂、天然砂、石屑。细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的级配，机制砂宜采用专用的制砂机制造，并选用优质石料生产，其级配应符合S16的要求。对于高速公路，热拌沥青混合料中天然砂的用量不宜超过集料总质量的20%，SMA混合料不宜使用天然砂。
1.4填料
沥青混合料的矿粉必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等石料经磨细得到的矿粉,原石料中的泥土杂质应除干净.矿粉应干燥、洁净,能自由的从矿粉仓流出。质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）表4.10.1的规定。
2.沥青玛蹄脂碎石混合料组成设计
2.1沥青玛蹄脂碎石SMA推荐采用马歇尔配合比设计法，确定好目标配合比、生产配合比设计后再进行生产。
2.2沥青混合料的矿料级配应符合设计规定的级配范围，密级配沥青混合料应根据公路等级、气候以及交通条件按（粗型和细型密级配沥青混合料的关键性筛孔通过率）表选择粗型（C型）或细型（F型）混合料，并按（密级配沥青混合料矿料级配）表范围内确定工程设计级配范围。
2.3以提高高温抗车辙能力为目的的新拌改性沥青混合料，按“沥青混合料车辙试验”方法测定的动稳定度符合（改性沥青混合料高温稳定性技术要求）表的要求。
2.4必须在规定的试验条件下进行浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验检验沥青混合料的水稳定性，必须达到下表要求。
2.5对密级配沥青混合料在－10℃、加载速率50mm/min的条件下进行弯曲试验，测定破坏强度、破坏应变、破坏劲度模量，并根据应力应变曲线的形状，综合评价沥青混合料的低温抗裂性能。其中沥青混合料的破坏应变不小于要求。
2.6沥青混合料配合比设计通过目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段三个阶段来确定生产用的标准配合比。标准配合比合成级配中，至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm及公称最大粒径筛孔的通过率接近优选的工程设计级配范围的中值，并避免在0.3～0.6mm处出现“驼值”。对确定的标准配合比，必须再次进行车辙试验和水稳定性试验。
2.6.1目标配合比设计阶段。对工程采用的原材料通过适当的矿料结构设计方法确定适宜的矿料级配组成。采用马歇尔设计确定最佳沥青含量，对混合料的抗水损害能力、高温稳定性和低温抗裂性进行检验。其过程包括3.1、3.2两部分内容。根据目标配合比设计所确定的矿料级配组成和最佳沥青含量作为目标配比，供沥青拌和站进行冷料舱的供料比例的调整。
2.6.2生产配合比设计阶段。沥青混合料的生产应采用间歇实拌和站。调整冷料仓进料速度以后，对拌和站热料仓取样筛分。调整热料仓比例，由于拌和站取样误差以及除尘设备回收细料滞后等方面的影响，通常需要分成调成集料级配和确定沥青含量连步骤进行，并需多次调整。拌和站热料仓比例以连续生产的沥青混合料抽提后级配结果确定为准。取目标配比最佳沥青含量、最佳沥青含量±0.3%等三个沥青含量进行试拌，进行抽提和马歇尔试验确定生产的最佳沥青含量确定。
3.沥青玛蹄脂碎石混合料的拌和
3.1沥青混合料拌和设备宜采用240t/h的间歇式拌和机。青玛蹄脂碎石混合料面层在拌和前，严格检验各种单质材料，并按批准的生产配合比进行试拌调试，直到符合要求。
3.2沥青采用导热油加热，导热油采用优质的矿物型导热油。沥青加热时考虑到多种渠道热量的流失，加热炉的额定发热量大于正常需要的1.5倍左右。
沥青玛蹄脂碎石混合料施工温度控制， 混合料温度高于190℃时不得使用，低于160℃的混合料不得出厂。
4.沥青玛蹄脂碎石混合料的运输
4.1配备足够的自卸汽车进行运输，车箱内在未装料前清扫干净，为防止热混合料与车箱粘结，采用喷雾装置将车厢侧板和底板用油水（新柴油与水的比例为1∶3）混合液涂刷，并保证车箱底部不得留有余液。
4.2混合料装车时，应最少分五次放料，第一次为车箱的前1/5处，每次放料后要及时移动车辆，做到均匀装料，减少堆料高度，避免在放料过程中产生混合料离析。对于大型运料车可分多次装载。
4.3用苫布覆盖，苫布尺寸应足够大，起到保温、防雨、防氧化、防污染的作用，防止沥青玛蹄脂碎石混合料在运输过程中因温度降低而形成硬壳。
5.沥青玛蹄脂碎石混合料的摊铺
5.1首先准备下承层，保证下承层清洁、无污染的情况下施工。并保证粘层喷洒均匀，如果不均匀要进行补洒。
5.2初步拟定虚铺系数, 摊铺时由质量检测员用标明尺度的钢钎监测摊铺厚度，每10m一个断面，每断面不少于3点。
5.3测量放样，根据设计标高设置基准梁。
6.沥青玛蹄脂碎石混合料的压实
6.1沥青玛蹄脂碎石混合料的碾压，按技术规范上要求严禁使用轮胎式压路机碾压，因此在碾压设备安排上，最好配备多台双驱双振压路机。振动压路机碾压时，相邻碾压带重叠宽度为100mm-200mm。
6.2沥青混合料摊铺后必须立即进行碾压。压路机跟随碾压时，每次碾压折回处与摊铺机保持不大于5m距离，随着摊铺的进行形成梯队前进，不能骤起骤停。
6.3压路机以慢而均匀的速度碾压，避免产生推移、开裂现象。碾压速度为：初压3km/h，复压4km/h，终压4km/h。振动压路机碾压时的振动频率为50Hz，振幅为0.4mm，采用高频率低振幅，以防止集料破碎。
6.4初压要在紧跟摊铺机后碾压，并保持较短的初压区长度，以尽快使表面压实，减少热量散失。
7.结束语
SMA沥青玛蹄脂碎石混合料是一种间断级配密实型热沥青混合料，它既考虑到AC、AM等级配的缺点，又尽量利用它们的优点，力求达到最佳级配；由于混合料中粗集料良好的嵌锁，形成高稳定性的结构框架，沥青或改性沥青、细集料、粉料和纤维稳定剂组成的沥青玛蹄脂将结构框架组合成一起的高强度沥青混合料，使混合料具有非常好的高温抗车辙能力，更好的抗疲劳能力，高温稳定性、低温抗裂性和水稳定性有明显的改善；而且混合料的间断级配在表面形成大的孔隙，具有较大的路面构造深度，降噪及防止水雾的性能有所改善，抗滑性能好，同时由于混合料空隙率低，沥青的耐老化性能，混合料水稳定及耐久性都将明显提高，从而全面提高沥青混合料的路用性能。■