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摘要：SMA路面因其具备高温抗车辙、低温抗裂、防水耐久以及抗磨耗等众多优良路用性能，近年来在高等级公路上被广泛应用，然而SMA的特殊结构也使其施工控制的难度增大，往往造成SMA路面铺筑效果不佳，发挥不了自身结构应具备的优势，因此，加强SMA路面施工工艺及质量控制意义尤为重大。
关键词：SMA路面；路用性能；施工工艺；质量控制
高速公路建设中，绝大多数采用沥青路面。由于交通量的迅猛增长、车辆轴载和轮压的不断增大以及超载现象的日趋严重，对道路路面的性能和耐久性提出了更高的要求，传统的沥青混凝土路面在交通荷载和气候作用下容易发生车辙、开裂、剥落、松散和坑洞等病害，这使得我国高速公路路面的使用寿命远远达不到设计要求。导致这一结果除了设计、施工不当及材料性能不合格等因素外，還与路面结构类型的选择有关。
沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Mastic Asphalt）简称SMA，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间隙而形成的沥青混合料。根据世界各国多年的实践应用情况表明，SMA路面在高低温性能、疲劳性能、水稳定性、耐久性及路表功能等方面均优于传统的沥青路面，表现出良好的综合路用性能。但由于施工质量控制难度较普通沥青混合料大，往往也容易造成SMA路面铺筑效果不佳。
1 SMA的结构特点
相对于常规沥青混合料而言，SMA是一种全新意义上沥青混合料，它是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料。
SMA的组成有以下特点：
（1）SMA是一种间断级配的沥青混合料。如SMA-16，4.75mm粒径以上粗集料颗粒高达70%-80%，0.075mm筛孔通过率一般为10%左右，细集料用量很少；
（2）沥青用量多，通常比普通混合料高出1%~2%，最好采用改性沥青以提高其粘结性、高温稳定性、低温延伸性以及温度敏感性；
（3）矿粉用量多，要求采用磨细石灰石粉，并掺加一定量的纤维稳定剂，与沥青结合料一并形成足够多的沥青玛蹄脂填充骨架空隙；
（4）粗集料用量多，要求粗集料坚硬，表面粗糙，针片状颗粒含量少，使得混合料形成嵌挤良好的骨架结构。
（5）细集料用量少，宜采用坚硬的人工砂。
综上所述，SMA的结构特点可归纳为“三多一少”，即粗集料多、沥青结合料多、矿粉多、细集料少，通过掺加一定量的纤维稳定剂，并严格控制原材料质量，才能使SMA路用性能得到全面提升。
2 SMA路面的施工工艺控制
SMA路面施工工艺流程为：施工前准备—SMA混合料拌合—SMA混合料运输—SMA混合料摊铺—SMA混合料碾压—接缝处理—开放交通控制。
（1）施工前准备：铺筑前应检查下卧沥青层的质量，如下卧层已被污染，必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑SMA沥青混合料；施工前对各种材料进行调查和试验，经选定的材料不得随意更换；备料应充足，堆料场应有平整坚实的铺砌面，进出料场道路畅通；重要机械应有备用设备，施工能力和技术人员应配套，对各种机械进行全面检修，保证其性能处于良好状态。
（2）拌合：根据试验室提供的生产配合比进行混合料的拌制；严格控制改性沥青和集料的加热温度以及SMA混合料的出产温度，每车混合料在出厂时均需检测温度；对于过度加热的混合料均予以废弃，拌合后的混合料必须均匀一致，无花白、无冒青烟、无离析、无析漏现象，拌合时间由试拌决定；试验段拌合料要分析检测结果，计算油石比、各级矿料通过率和沥青混合料试件物理力学指标检测结果的标准差及变异系数，检验混合料生产是否正常；安排专人投放纤维并加强对混合料配合比的监控，确保级配稳定。
（3）运输：运输车辆采用较大吨位的自卸汽车，车内需清扫干净，车箱底板及四周涂抹一薄层油水混合液（柴油与水的比例可为1:3），防止油水混合液积聚在底板上；装料时汽车应按前、中、后的顺序来回移动，避免混合料离析，运料车卸料时，设专人指挥，在卸料车距摊铺机料斗10~30cm处停车挂空挡，由摊铺机推行前进，严禁运输车冲撞摊铺机，下坡地段允许适当踩刹车，以不脱离摊铺机为宜，确保摊铺层的平整度；运输车必须备有篷布覆盖设施，以保温、防雨、防风及防止污染环境；混合料运输车的数量应与拌合能力、摊铺速度相匹配，以保证连续施工。
（4）摊铺：在喷洒有粘层油的路面上铺筑SMA时采用履带式摊铺机，摊铺机的受料斗涂刷薄层隔离剂或防粘结剂；为确保摊铺层高程、厚度、平整度，上面层摊铺采用非接触式平衡梁自动找平装置；混合料必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺，速度应控制在1~3m/min，不得中途停顿或随意变换速度；摊铺前提前0.5~1h预热熨平板不低于100℃，选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度；气温低于10℃时不允许摊铺SMA混合料。
（5）碾压：施工时应配备足够数量的压路机，按初压、复压和终压的碾压步骤进行碾压，以达到最佳的碾压效果；压路机以慢而均匀的速度碾压，碾压路线和方向不得突然改变而导致混合料推移；在不产生严重推移和裂缝的前提下，碾压应在尽可能高的温度下进行，低温下不得反复碾压，避免石料压碎，破坏嵌挤作用；碾压时宜采用钢轮压路机初压1~2遍、复压2~4遍、终压一遍的组合方式，初压和复压工作区严格分开，降低压路机工作区长度，保证足够温度下进行压实作业；SMA路面严禁使用胶轮压路机和组合式压路机，防止沥青“泵戏”到路表，失去纹理及构造深度。
从拌合到碾压完成，SMA应严格控制各个环节的温度，SMA混合料施工温度见表2-1。
表2-1SMA施工温度（℃）
（6）接缝处理：SMA路面经常使用改性沥青，因此其接缝处理较普通混合料困难，应尽量避免出现冷接缝；采用两台摊铺机联合摊铺时的纵向接缝，应将已铺部分留下100~200mm宽暂不碾压作为后续部分的高程基准面，并保持约50~100mm的摊铺层重叠，然后作跨接缝碾压；对于热接缝，上下层的纵缝应错开150mm；横向接缝处理好坏程度对平整度影响很大，为了提高平整度，对于改性沥青SMA面层一般采用平接缝，用切割机制作平接缝时，应在混合料未完全冷却时进行。
（7）开放交通：待摊铺层完全自然冷却，混合料表明温度低于50℃后，方可开放交通。
3 SMA路面施工中应注意的问题及控制要点
（1）为避免混合料离析，应适当延长搅拌时间，确保混合料拌合均匀，严格指挥装料车按正确方法装料，保证混合料缓慢、均匀、连续摊铺，加强各个环节的混合料温度控制。
（2）SMA路面经常产生局部泛油现象，需加强拌合楼控制精准度，控制运输及摊铺均匀性，分析析漏原因，采取适当降低施工温度、调整沥青用量或增加纤维数量等措施。
（3）SMA面层不得采用轮胎压路机碾压，以防搓揉过度造成沥青玛蹄脂被挤开而达不到压实效果。
（4）碾压必须在规定的温度下进行，不得在低温下反复碾压，防止集料压碎，破坏骨架结构。
（5）压路机必须按规定要求对摊铺好的路面进行碾压，控制速度及振动频率，不得小半径急转弯，避免造成混合料产生推移。
4 结语
SMA主要由坚硬粗集料和高粘性沥青玛蹄脂组成，由于这种理想结构的特殊性，使其各项路用性能均优良的同时，也造成施工质量相对于普通沥青混合料更加难于控制。高质量的SMA路面对施工工艺和质量控制提出了更高的要求，只有将拌合、运输、摊铺、碾压、接缝每一个施工环节和每一道施工工序控制好了，将每一个施工细节注意到并处理好了，才能确保SMA路面的优良质量。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：SMA路面；路用性能；施工工艺；质量控制
高速公路建设中，绝大多数采用沥青路面。由于交通量的迅猛增长、车辆轴载和轮压的不断增大以及超载现象的日趋严重，对道路路面的性能和耐久性提出了更高的要求，传统的沥青混凝土路面在交通荷载和气候作用下容易发生车辙、开裂、剥落、松散和坑洞等病害，这使得我国高速公路路面的使用寿命远远达不到设计要求。导致这一结果除了设计、施工不当及材料性能不合格等因素外，還与路面结构类型的选择有关。
沥青玛蹄脂碎石混合料（Stone Mastic Asphalt）简称SMA，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间隙而形成的沥青混合料。根据世界各国多年的实践应用情况表明，SMA路面在高低温性能、疲劳性能、水稳定性、耐久性及路表功能等方面均优于传统的沥青路面，表现出良好的综合路用性能。但由于施工质量控制难度较普通沥青混合料大，往往也容易造成SMA路面铺筑效果不佳。
1 SMA的结构特点
相对于常规沥青混合料而言，SMA是一种全新意义上沥青混合料，它是由沥青玛蹄脂填充碎石骨架组成的骨架嵌挤型密实结构混合料。
SMA的组成有以下特点：
（1）SMA是一种间断级配的沥青混合料。如SMA-16，4.75mm粒径以上粗集料颗粒高达70%-80%，0.075mm筛孔通过率一般为10%左右，细集料用量很少；
（2）沥青用量多，通常比普通混合料高出1%~2%，最好采用改性沥青以提高其粘结性、高温稳定性、低温延伸性以及温度敏感性；
（3）矿粉用量多，要求采用磨细石灰石粉，并掺加一定量的纤维稳定剂，与沥青结合料一并形成足够多的沥青玛蹄脂填充骨架空隙；
（4）粗集料用量多，要求粗集料坚硬，表面粗糙，针片状颗粒含量少，使得混合料形成嵌挤良好的骨架结构。
（5）细集料用量少，宜采用坚硬的人工砂。
综上所述，SMA的结构特点可归纳为“三多一少”，即粗集料多、沥青结合料多、矿粉多、细集料少，通过掺加一定量的纤维稳定剂，并严格控制原材料质量，才能使SMA路用性能得到全面提升。
2 SMA路面的施工工艺控制
SMA路面施工工艺流程为：施工前准备—SMA混合料拌合—SMA混合料运输—SMA混合料摊铺—SMA混合料碾压—接缝处理—开放交通控制。
（1）施工前准备：铺筑前应检查下卧沥青层的质量，如下卧层已被污染，必须清洗或经铣刨处理后方可铺筑SMA沥青混合料；施工前对各种材料进行调查和试验，经选定的材料不得随意更换；备料应充足，堆料场应有平整坚实的铺砌面，进出料场道路畅通；重要机械应有备用设备，施工能力和技术人员应配套，对各种机械进行全面检修，保证其性能处于良好状态。
（2）拌合：根据试验室提供的生产配合比进行混合料的拌制；严格控制改性沥青和集料的加热温度以及SMA混合料的出产温度，每车混合料在出厂时均需检测温度；对于过度加热的混合料均予以废弃，拌合后的混合料必须均匀一致，无花白、无冒青烟、无离析、无析漏现象，拌合时间由试拌决定；试验段拌合料要分析检测结果，计算油石比、各级矿料通过率和沥青混合料试件物理力学指标检测结果的标准差及变异系数，检验混合料生产是否正常；安排专人投放纤维并加强对混合料配合比的监控，确保级配稳定。
（3）运输：运输车辆采用较大吨位的自卸汽车，车内需清扫干净，车箱底板及四周涂抹一薄层油水混合液（柴油与水的比例可为1:3），防止油水混合液积聚在底板上；装料时汽车应按前、中、后的顺序来回移动，避免混合料离析，运料车卸料时，设专人指挥，在卸料车距摊铺机料斗10~30cm处停车挂空挡，由摊铺机推行前进，严禁运输车冲撞摊铺机，下坡地段允许适当踩刹车，以不脱离摊铺机为宜，确保摊铺层的平整度；运输车必须备有篷布覆盖设施，以保温、防雨、防风及防止污染环境；混合料运输车的数量应与拌合能力、摊铺速度相匹配，以保证连续施工。
（4）摊铺：在喷洒有粘层油的路面上铺筑SMA时采用履带式摊铺机，摊铺机的受料斗涂刷薄层隔离剂或防粘结剂；为确保摊铺层高程、厚度、平整度，上面层摊铺采用非接触式平衡梁自动找平装置；混合料必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺，速度应控制在1~3m/min，不得中途停顿或随意变换速度；摊铺前提前0.5~1h预热熨平板不低于100℃，选择熨平板的振捣或夯锤压实装置具有适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度；气温低于10℃时不允许摊铺SMA混合料。
（5）碾压：施工时应配备足够数量的压路机，按初压、复压和终压的碾压步骤进行碾压，以达到最佳的碾压效果；压路机以慢而均匀的速度碾压，碾压路线和方向不得突然改变而导致混合料推移；在不产生严重推移和裂缝的前提下，碾压应在尽可能高的温度下进行，低温下不得反复碾压，避免石料压碎，破坏嵌挤作用；碾压时宜采用钢轮压路机初压1~2遍、复压2~4遍、终压一遍的组合方式，初压和复压工作区严格分开，降低压路机工作区长度，保证足够温度下进行压实作业；SMA路面严禁使用胶轮压路机和组合式压路机，防止沥青“泵戏”到路表，失去纹理及构造深度。
从拌合到碾压完成，SMA应严格控制各个环节的温度，SMA混合料施工温度见表2-1。
表2-1SMA施工温度（℃）
（6）接缝处理：SMA路面经常使用改性沥青，因此其接缝处理较普通混合料困难，应尽量避免出现冷接缝；采用两台摊铺机联合摊铺时的纵向接缝，应将已铺部分留下100~200mm宽暂不碾压作为后续部分的高程基准面，并保持约50~100mm的摊铺层重叠，然后作跨接缝碾压；对于热接缝，上下层的纵缝应错开150mm；横向接缝处理好坏程度对平整度影响很大，为了提高平整度，对于改性沥青SMA面层一般采用平接缝，用切割机制作平接缝时，应在混合料未完全冷却时进行。
（7）开放交通：待摊铺层完全自然冷却，混合料表明温度低于50℃后，方可开放交通。
3 SMA路面施工中应注意的问题及控制要点
（1）为避免混合料离析，应适当延长搅拌时间，确保混合料拌合均匀，严格指挥装料车按正确方法装料，保证混合料缓慢、均匀、连续摊铺，加强各个环节的混合料温度控制。
（2）SMA路面经常产生局部泛油现象，需加强拌合楼控制精准度，控制运输及摊铺均匀性，分析析漏原因，采取适当降低施工温度、调整沥青用量或增加纤维数量等措施。
（3）SMA面层不得采用轮胎压路机碾压，以防搓揉过度造成沥青玛蹄脂被挤开而达不到压实效果。
（4）碾压必须在规定的温度下进行，不得在低温下反复碾压，防止集料压碎，破坏骨架结构。
（5）压路机必须按规定要求对摊铺好的路面进行碾压，控制速度及振动频率，不得小半径急转弯，避免造成混合料产生推移。
4 结语
SMA主要由坚硬粗集料和高粘性沥青玛蹄脂组成，由于这种理想结构的特殊性，使其各项路用性能均优良的同时，也造成施工质量相对于普通沥青混合料更加难于控制。高质量的SMA路面对施工工艺和质量控制提出了更高的要求，只有将拌合、运输、摊铺、碾压、接缝每一个施工环节和每一道施工工序控制好了，将每一个施工细节注意到并处理好了，才能确保SMA路面的优良质量。
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。